[發(fā)明專利]復(fù)合式銅電極陶瓷正溫度系數(shù)熱敏電阻及其制備工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410479429.3
• 申請(qǐng)日: 2014-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104282404B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王坤偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 興勤（常州）電子有限公司
• 主分類號(hào): H01C7/02
• 分類號(hào): H01C7/02;H01C17/12
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所(普通合伙)32211
• 代理人: 路接洲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱敏電阻，尤其是一種復(fù)合式銅電極陶瓷正溫度系數(shù)熱敏電阻及其制備工藝。

背景技術(shù)

陶瓷正溫度系數(shù)熱敏電阻是以鈦酸鋇基材即應(yīng)用其特性開(kāi)發(fā)的功能陶瓷材料，其材料特性在于當(dāng)產(chǎn)品溫度高于居禮溫度點(diǎn)，其電阻率上呈現(xiàn)一陡升變化，以此現(xiàn)象為基礎(chǔ)，發(fā)展出各項(xiàng)組件應(yīng)用(過(guò)電流保護(hù)、溫度傳感器、恒溫加熱器等)，而其基本結(jié)構(gòu)主要有陶瓷體結(jié)構(gòu)、電極層、引線結(jié)構(gòu)以及保護(hù)層組成。由于產(chǎn)品擁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，穩(wěn)定性高等特性，故廣泛應(yīng)用現(xiàn)今電子電路保護(hù)設(shè)計(jì)與溫度感測(cè)組件上。

傳統(tǒng)的CPTCR于電極制備上所采用的方式多為銀漿涂覆之燒滲工藝，雖其可滿足上述CPTCR電極制備，但其缺點(diǎn)如下：1、銀燒滲制程冗長(zhǎng)，耗費(fèi)人力；2、銀漿調(diào)配含有害物質(zhì)，對(duì)人體環(huán)境均有污染疑慮；3、銀電極成本昂貴，無(wú)法提供高性價(jià)比產(chǎn)品供電子工業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提出一種復(fù)合式銅電極陶瓷正溫度系數(shù)熱敏電阻及其制備工藝，具有成本低，環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種復(fù)合式銅電極陶瓷正溫度系數(shù)熱敏電阻，包括陶瓷本體、設(shè)置在陶瓷本體上的電極層、陶瓷本體外部的保護(hù)層以及保護(hù)層下端的引腳，所述的電極層為復(fù)合式電極層；所述的電極層由底電極層和外電極層組成；所述的底電極層為濺鍍形成的Cr層；所述的外電極層為濺鍍形成的Cu層；所述的底電極層與陶瓷本體表面結(jié)合，外電極層堆棧于底電極層上形成復(fù)合式銅電極層。

為了更好的形成奧姆接觸做為電極層與陶瓷本體的連結(jié)，本發(fā)明所述的底電極層Cr層的厚度小于或等于0.01μm；

為了避免產(chǎn)品因散熱性不佳問(wèn)題，引發(fā)材料動(dòng)作特性變化及其它耐壓/耐電流能力降低的副作用，本發(fā)明所述的外電極層Cu層的厚度為0.3～0.6μm。

本發(fā)明所述的底電極層與陶瓷本體接觸形成CrO層，作為連接兩異質(zhì)材料接合的過(guò)渡層；所述的外電極層堆棧于CrO層上。

同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種復(fù)合式銅電極陶瓷正溫度系數(shù)熱敏電阻的制備工藝，包括以下步驟：

1)將熱敏電阻的陶瓷本體燒結(jié)后進(jìn)行表面預(yù)處理；

2)采用真空濺鍍的方式在陶瓷本體的表面濺射一層Cr金屬；

3)待Cr金屬與空氣中的氧原子形成氧化鉻；

4)在陶瓷本體表面采用真空濺鍍的方式濺射Cu靶，使銅原子堆棧于陶瓷本體上。

本發(fā)明的有益效果是：采用復(fù)合式銅電極層材料濺鍍于陶瓷體之上，替代傳統(tǒng)的貴金屬電極燒滲工藝，并確保CPTCR功能及可靠度不受影響；不僅可以大幅降低電極材料成本約70％；縮短電極制備時(shí)間約50％；還可以改善濺鍍制備時(shí)電極與瓷體間拉力不佳的情況；同時(shí)解決了銅電極制備于高溫下會(huì)氧化問(wèn)題，降低了污染，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保工藝。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明濺鍍Cr的示意圖；

圖2是本發(fā)明濺鍍Cu的示意圖；

圖中：1、陶瓷本體；2、氧化鉻。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1、2所示，將CPTCR燒結(jié)后陶瓷本體經(jīng)濺鍍前表面預(yù)處理后，調(diào)整適當(dāng)功率參數(shù)后，首先底層電極層采用真空濺鍍Cr金屬，使其濺射于CPTCR瓷體表面上，過(guò)程中Cr金屬奪取瓷體表面的氧原子，除形成奧姆接觸外，另一方面結(jié)合氧原子形成與金屬堆棧契合度高的氧化鉻陶瓷體結(jié)構(gòu)，作為連接兩異質(zhì)材料接合的過(guò)渡層，待濺鍍Cr金屬結(jié)束后即在濺射Cu靶，使銅原子堆棧于CPTCR瓷體上，形成層外電極結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)擁有良好散熱性、導(dǎo)電性及焊性的優(yōu)點(diǎn)，作為CPTCR的引線結(jié)合或其它電流通路良好材料。

以真空濺鍍技術(shù)濺鍍一層厚度≦0.01μm的Cr層，藉以形成奧姆接觸做為電極層與瓷體的連結(jié)。

產(chǎn)品因需要形成奧姆接觸，故于電極材料選擇上以過(guò)渡金屬作為優(yōu)先考慮，實(shí)驗(yàn)主要選定兩款過(guò)渡金屬作為底層材料，分別為鎳與鉻金屬，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表一，