[發明專利]氧化鋅壓敏電阻及其制造方法

有效

• 申請號: 201780075326.2
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN110050313B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 五味洋二;井口憲一;宇田川悅郎;越前谷木綿子;中田圭美
• 申請（專利權）人: 興亞株式會社;杰富意礦物股份有限公司
• 主分類號: H01C7/112
• 分類號: H01C7/112
• 代理公司: 北京偉思知識產權代理事務所(普通合伙) 11725
• 代理人: 聶寧樂;胡瑾

本發明，關注作為氧化鋅壓敏電阻(層疊壓敏電阻)的主要原料的氧化鋅本身，例如在晶粒尺寸為20～50nm，通過比表面積BET法求出的粒徑為15～60nm，松裝堆積密度為0.38～0.50g/cm³，振實密度為0.50～1.00g/cm³的氧化鋅粉末中添加規定量的添加物。由此，在氧化鋅燒結體中能夠確保均勻性、高的致密性，高的電傳導率，能夠提供浪涌耐受能力高的氧化鋅壓敏電阻。

技術領域

本發明，涉及一種保護電路免遭例如雷電感應浪涌等影響的氧化鋅壓敏電阻及其制造方法。

背景技術

由于電子設備在各個領域的急速普及，裝載于電子設備的電子部件的使用環境也明顯地發生變化。例如，由于汽車、工業設備等的標準的修改、用途的多樣化，對于電子部件的性能增加了以往未預料到的的需求。其結果是，需要可保護脆弱的電子電路免遭各種浪涌、脈沖性噪聲等、意外的噪聲、脈沖影響的電子部件。此外，必須提供一種充分考了慮硫化、冷凝等使用環境的影響，不僅初期性能高而且持續的可靠性高的電子部件。

在這樣廣泛的領域、應用中，為了保護脆弱的電路免遭各種浪涌、脈沖性噪聲等異常電壓的影響并確保操作的穩定性，進一步，為了應對靜電放電(ESD)，以往至今，使用已知是非線性電阻元件的壓敏電阻。另外，大多的電子部件部品具有省空間化、薄且短小化的趨勢，壓敏電阻也不例外，希望其小型化，還希望其低價格化，但是現狀卻是進一步的省空間、小型化將要達到極限。

取決于添加物及其添加量的組合，壓敏電阻獲得的特性、可靠性大幅改變。例如，取決于添加的原料的混合比例，燒結時的粒子生長存在偏差。其結果是，作為壓敏電阻的基本特性的限制電壓、施加大浪涌時的電路保護能力等出現較大差異。

這里，對用作燒結部件的陶瓷和氧化鋅(ZnO)進行說明。

氧化鋅具有如下特征：與氧化鋁、氧化鋯等其他的陶瓷粉末相比較，鋅的蒸汽壓力高，且粒子容易生長。原料粉末自古以來經常被用作白色顏料，制造方法也確立了法國法(間接法)、德國法等，能夠廉價地且以高品質供應。但是，這些粉末即使粒子尺寸較小也是0.3～0.6μm左右，作為燒結部件的原料難以期待在低溫下的致密化，得到的燒結粒子尺寸也較大。

近年，能夠比較廉價地供應為0.3μm以下的等級，以用于化妝品為中心的通過濕式法合成的粉末。對于不利用融液形成、燒結助劑即可實現低溫燒結來說，重要的是原料的氧化鋅粉末的粒子尺寸較小，但是沒有發現與本發明要解決的技術問題之一——抑制粒子生長相關的有效方法的提案。下面基于主要專利文獻，來明確本發明要解決的技術問題。

專利文獻1是在水溶性羧酸鋅鹽中滴入堿性碳酸鹽劑，控制為恒定的pH而得到氧化鋅，氧化鋅的一次粒子集聚形成管狀的二次粒子，雖然是紫外線屏蔽性能優良、且具有透明性的適于化妝品的原料，但是由于作為前體的形狀的管狀形狀的痕跡，振實密度低且粒子生長得大。雖然在化妝品所需的屏蔽性方面有效，但是不適于燒結體的原料。具體地，在氯化鋅水溶液中添加并溶解醋酸，在其中滴入碳酸鈉溶液直到pH為8為止。一邊用過濾器過濾得到的析出物一邊進行水洗，之后進行干燥并在400℃下熱處理3小時，得到氧化鋅粉末。

專利文獻2是堿性氯化鋅，是屏蔽性優良的片狀形狀。雖然是結晶性、形狀、尺寸控制等優秀的技術，但是即使通過熱處理形成氧化鋅，也殘留有大量的氯。為主的長寬控制是形成長寬比為10以上的大型的片狀形狀，在脫氯、脫水時容易燒結成板狀，燒結粒子尺寸大，燒結時的空隙也大，因此不適合用作燒結原料。

專利文獻3，涉及制作一種用于汽車的排氣的溫度傳感器且可期待其性能改善的熱敏電阻。通過濕式合成(噴霧熱分解)作為雙氧化物且兼具熱敏電阻燒結部件的組成的均勻性和致密組織的前體，并對得到的平均粒徑為30～50nm的粉體進行熱處理，從而利用粒子生長到平均粒徑為0.1～1μm提高了振實密度。由于使用了粒子生長后的粒子，因此能夠減少粘合劑的使用量，可得到近凈形的致密的燒結體。然而在本方法中，難以期待燒結溫度的低溫化和抑制粒子生長。