专利名称：一种叠层片式压敏电阻器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种叠层片式压敏电阻器及其制造方法。
背景技术：
在现有4支术中，片式压敏电阻器是利用浆料成膜、叠层、均压、切割、烧 结、封端、烧端、电镀等片式工艺制造而成的高技术含量的新型片式元件，广 泛应用于各种移动通信设备、家用电器、医疗器械、汽车等多个领域。目前国 内外大多数生产厂家均采用湿法流延、叠层成型的"湿法生产工艺，，制作而成。 湿法生产由于对流延浆料的要求比较严格，同时其生产周期较长，生产成本较 高。而且电镀的镀液对材料的侵蚀和电镀扩散会造成材料性能发生变化，且不 易于进行电镀镍、锡处理，产品合格率低。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题在于提供一种生产周期短，生产成本低的 叠层片式压敏电阻器。 、
本发明实施例的要解决的另 一技术问题在于提供上述压敏电阻器的制造方法。
本发明实施例是这样实现的， 一种叠层片式压^t电阻器，包括上盖、下
盖、压^:电阻单元和端电极，所述上、下盖为压敏电阻材料制作而成，所述压 敏电阻单元设在上、下盖之间，且具有两个内电极，其特征在于两内电极错 位印刷，其中一内电极上叠印有粘结膜，所述粘结膜上叠印有压敏电阻膜带， 另一内电极叠印于压敏电阻膜带上。
上述叠层片式压敏电阻器，其制造方法包括以下步骤
(1) 制备压敏电阻膜粉料；
(2) 取所述压敏电阻膜粉料与粘合剂、溶剂、增塑剂充分球磨混合成粘 度为、20-500Pa'S的制带浆料，其中溶剂为醋酸正丙酯与异丁醇的混合物、醋 酸正丙酯与无水乙醇的混合物或二曱苯；取所述压敏电阻膜粉料与粘合剂、溶 剂、增塑剂充分球磨混合成粘度为200- 1000Pa'S的印刷粘接膜浆料，其中溶 剂为松油醇和乙醇的混合物、乙二醇丁醚和丁基卡必醇的混合物、松油醇或丁 基卡必醇；
(3) 将配置好的制带浆料流延成膜，并烘干；
(4) 采用步骤(3)中制备好的压敏电阻膜带制作下盖，在下盖上设置压 敏电阻单元，包括将内电极浆料印刷于下盖上后烘干，再将印刷粘结膜浆料叠 印于该内电极上，将压敏电阻膜带叠印于粘结膜浆料之上，在压敏电阻膜带上 错位印刷另一内电极；
(5) 采用步骤(3)中制备好的料带制作上盖，并与设置有压敏电阻单元 的下盖进行热水均压，然后经切割、排胶、烧结、倒角得单个瓷片；
(6) 将所述瓷片经上端电极、烧银、电镀得到成品。
采用本发明实施例的方法生产叠层片式压壽丈电阻器，极大地缩短了产品 的生产周期，节约了产品制造成本。
图1是本发明实施例提供的一较佳实施例的结构示意图2是本发明实施例中内电极、粘结膜与压敏电阻膜带交替印叠端面示意图。
具体实施例方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述
的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、 2所示，本发明实施例提供的叠层片式压敏电阻器包括由压敏电阻
材料制作而成的上盖6和下盖5,两个端电极1和设在上盖6、下盖5之间的重 叠的压敏电阻单元(根据需要，压敏电阻单元可以为一个或多个)，每个压敏电 阻单元中两内电极2错位印刷，其中一内电极2上叠印有粘结膜3，粘结膜3 上叠印有压敏电阻膜带7,另一内电极2叠印于压敏电阻膜带7上。
上述压敏电阻除两端电极1所处端面外，其余四面设有陶资保护层4。 上述上盖6、下盖5之间设有多个重叠的压敏电阻单元，每相邻的两压敏 电阻单元有一个内电极2是共用的。
本发明实施例提供的压敏电阻器的制造方法，包括以下步骤
(1) 制备压敏电阻膜粉料； ，
(2) 取所述压^:电阻膜粉料与粘合剂、溶剂、增塑剂充分球磨混合成粘 度为20 - 500Pa*S的制带浆料，其中溶剂为醋酸正丙酯与异丁醇的混合物、醋 酸正丙酯与无水乙醇的混合物或二曱苯；取所述压敏电阻膜粉料与粘合剂、溶 剂、增塑剂充分球磨混合成粘度为200 - 1000 Pa'S的印刷粘接膜浆料，其中溶 剂为松油醇和乙醇的混合物、乙二醇丁醚和丁基卡必醇的混合物、松油醇或丁 基卡必醇；
(3) 将配置好的制带浆料流延成膜，并烘干；
(4) 采用步骤(3)中制备好的压敏电阻膜带制作下盖，在下盖上设置压 敏电阻单元，包括将内电极浆料印刷于下盖上后烘干，再将印刷粘结膜浆料叠 印于该内电极上，将压敏电阻膜带叠印于粘结膜浆料之上，在压敏电阻膜带上 错位印刷另一内电极；
(5) 采用步骤(3)中制备好的料带制作上盖，并与设置有压敏电阻单元 的下盖进行热水均压，然后经切割、排胶、烧结、倒角得单个瓷片；
(6) 将所述瓷片经上端电极、烧银、电镀得到成品。 上述步骤(2)中制带浆料，按重量份，含粘合剂5-20， 含溶剂50_500，
含增塑剂5J0，含粉料100，所述由醋酸正丙酯与异丁醇组成的混合溶剂中两 者的重量比为80-120: 25-50，由醋酸正丙酯与无水乙醇的混合溶剂中两者的重 量比为80-120: 25-50。印刷粘结膜浆料按重量份，含粘合剂5-20， 含溶剂 50-500，含增塑剂5-20，含粉料IOO，所述由松油醇与乙醇组成的混合溶剂 中两者的重量比为80-120: 25-50;由乙二醇丁醚和丁基卡必醇的混合溶剂 中两者的重量比为1: 1。
上述步骤(3)中印膜厚度为20-80jam,烘干温度为70。C一13(TC;步骤 (4)中粘结膜浆料印膜厚度为3-10jum。
上述步骤(4)还包括在所述的下盖上设置多个重叠的压敏电阻单元，每 相邻的压敏电阻单元中有一个内电极是共用的。
上述步骤(6)之前还包括以下步骤制备陶覺保护层粉料；取所述陶资保 护层粉料与粘结剂、溶剂、松油醇充分球磨混合成粘度为20 - 1000 Pa*S的涂 敷浆料，其中溶剂为醋酸正丙酯与异丁醇的混合物、醋酸正丙酯与无水乙醇的 混合物或二曱苯；取所述涂敷浆料均匀涂敷于步骤(5)中瓷片两端头外的其余 四面，并烘干后烧结。按重量份，涂敷浆料其中含粘合剂5-25,含溶剂50-800, 含松油醇30-40，含粉料100，所述由醋酸正丙酯与异丁醇组成的混合溶剂 中两者的重量比为80-120: 25-50,由醋酸正丙酯与无水乙醇的混合溶剂中 两者的重量比为80-120: 25-50。
取所述涂敷浆料均匀涂敷于步骤(5)中瓷片两端头外的其余一四面，并在 80 - 150。C烘干后烧结。涂敷方式包括印刷、浸泡或喷涂。烧结温度在600 - 1100 。C，烧结时间长0.1-2小时
上述步骤(5)中切割步骤为将制作好的压敏电阻基片切割成符合产品 标准外形尺寸，制得单个压敏电阻基片；排胶步骤为将切割后的压敏电阻基 片放置在排胶炉内排除其中的有机成分，排胶温度为20(TC — 60(TC，排胶时 间为10小时一38小时；烧结步骤为将排胶后的压敏电阻基片放置在烧结炉 内烧结成瓷体，烧结温度为90(TC —120(TC，烧结时间为0. 5小时一3小时。
上述步骤(6)中上端电极、烧银步骤为将烧结后得单个压敏电阻基片 两端部位采用浸沾的涂银方式涂覆端电极浆料制作端电极，烧4艮温度为500°C 一900。C，烧银时间为10分钟一120分钟；电镀步骤为将制作好端电极的压 敏电阻片的两端电极依次经过电镀镍、锡，即制得成品。
本发明实施例中压敏电阻膜粉料采用压敏电阻膜材料研磨并均匀混 合15-30小时至粒径为1. 0-1. 2 jum，烘干后40-100目过筛制得，压敏电阻膜 材料组分及其重量百分比分别是
氧化锌ZnO70% - 95%
氧化铋Bi203l%-7%
氧化锑Sb2030.5%- 15%
氧化钴Co3040.150/o-4%
碳酸锰MnC030.2% - 1%
氧化铬Cr2030.6%- 1.2%
氧化镍]^2030.1%-5%
硝酸铝A1(N03)3'9H200.0005% - 8%
硝酸银AgN030.0005% - 6%
硼酸1128030.01% - 12%
钬酸钡BaTi030.01% — 10%
本发明实施例中陶瓷保护层粉料采用陶瓷保护层材料研磨并均匀混合
15-30小时至粒径为1. 0-1. 2 iam，烘干后40-100目过筛制得，陶瓷保护层的 材料组分及其重量百分比分别是
氧化锌ZnO 3% - 20%
氧化硅Si02 5% - 65%
氧化铋Bi203 2% - 40%
氧化硼B203 1%- 15%
氧化铝A1203 1%-200/0 氧化钧CaO 3%-15%
氧化镁MgO 2%-6%
碳酸锰MnC03 3% - 7%
本发明实施例中内电极浆料采用银4巴浆料或纯银浆料。
实施例1
本发明实施例提供的压敏电阻器的制造方法，包括以下步骤 (1)粉料制备
将压敏电阻膜材冲+研磨并均匀混合20小时至粒径为1.0jum,150。C烘干，80 目过篩，材料组分及其重量百分比分别是
氧化锌ZnO85%
氧化铋Bh033. 5 %
氧化锑Sb2035%
氧化钴Co3042%
碳酸锰MnC030. 5 %
氧化4各Cr2031%
氧化4泉Ni^1%
硝酸铝Al (N03) 3 歸0. 01 %
硝酸银AgN030. 02 %
硼酸H2B031%
钛酸钡BaTi030. 97%
将陶瓷保护层材料研磨并均匀混合20小时至粒径为1.0 ju m,15(TC烘干，80 目过篩，材料组分及其重量百分比分别是
氧化锌ZnO 3% 氧化硅Si02 50 %
氧化铋Bh03 8% 氧化硼B203 12%
氧化铝A1A 15%
氧化钧CaO 6. 5 %
氧化镁MgO 2.5%
碳酸锰MnC03 3%
(2 )配置浆料
a、 取压敏电阻膜粉料与粘合剂、溶剂、增塑剂充分球磨混合成粘度为 80Pa S的制带浆料，按重量份，粘合剂溶剂增塑剂压敏电阻 膜粉料为20: 100: 10: 100,所述的溶剂为醋酸正丙酯与异丁醇按 重量比90: 25配置的混合物。
b、 取压敏电阻膜粉料与粘合剂、溶剂、增塑剂充分球磨混合成粘度为 200Pa . S的粘结膜浆料，按重量份，粘合剂溶剂增塑剂压敏电 阻膜粉料比值为20: 100: 10: 100,所述的溶剂为松油醇与乙醇按重 量比100: 33配置的混合物。
(3) 制带将配置好的制带浆料置于漏斗式射料盒内，在钢带上进行流 延成厚度为80nm的膜，并经烘箱100。C烘干。
(4) 印叠成型将制备好的料带按设计厚度制作下盖，下盖厚度0.25mm， 并在下盖上设置6个重叠的压敏电阻单元(根据需要，可以设置不同个数的压 敏电阻单元)。首先，i殳置底层的压敏电阻单元，包括在下盖上印刷设定图案的 内电极浆料，内电极材料采用银钇浆料或纯银浆料，印刷后将内电极浆料采用 烘烤的方式烘干；在印刷有内电极浆料的下盖上面将粘结膜浆料采用印刷的方 式覆盖在整块下盖之上，印刷膜厚为3^n;将按照设计厚度的压敏电阻膜带贴 在印刷有粘结膜浆料的下盖之上；在压敏电阻膜带上印刷错位后的内电极。然 后采用相同的方法重叠设置6个压敏电阻单元，其中每相邻的压敏电阻单元有 一个内电极是共用的。按设计厚度制作上盖，上盖厚度为0.25mra，与上述下盖 进行热水均压；
(5 )切割将制作好的压敏电阻基片切割成外形尺寸为1608规格的生坯， 制得单个压^:电阻基片。
(6 )排胶将切割后的压敏电阻基片放置在排胶炉内排除其中的有机成 分，排胶温度为27(TC,排胶时间为38小时。
(7 )烧结将排胶后的压敏电阻基片放置在烧结炉内烧结成资体，烧结温 度为IIO(TC，烧结时间为2小时。
(8)表面涂敷处理:取陶瓷保护层粉料与粘合剂、溶剂、松油醇充分球磨 混合成粘度为900 Pa S的涂敷浆料，按重量份，粘合剂溶剂松油醇陶 资保护层粉料-10: 100: 30: 100,所述的溶剂为醋酸正丙酯与异丁醇按重量比 90: 25配置的混合物；
然后在IO(TC烘干；将涂敷有绝缘浆料的晶片在80(TC烧结0. 5小时；
(9 )封端将烧结后得单个压敏电阻基片两端部位采用浸沾的涂银方式涂
覆端电极浆料制作端电极，烧银温度为750。C,烧银时间为40分钟；
(10 )电镀:将制作好端电极的压敏电阻片的两端电极依次经过电镀镍、锡，
即制得1608规格压敏电压为25V，漏电流小于5微安(83%压敏电压下测量)，
通流容量大于等于30A (8/20ps)的成品。
实施例2 (1)粉料制备
将压敏电阻膜材料研磨并均匀混合20小时至粒径为1.0 jum,15(TC烘干，80 目过筛，材料组分及其重量百分比分别是
将陶瓷保护层材冲+研磨并均匀混合20小时至粒径为1.0jam，15(TC烘干，80 目过筛，材料组分及其重量百分比分别是 氧化锌ZnO 3% 氧化硅Si02 50%
氧化铋、Bi203 8 %
氧化硼B203 12%
氧化铝Ah03 15%
氧化钓CaO 6. 5 %
氧化镁MgO 2.5%
碳酸锰MnC03 3%
(2) 配置浆料用上述粉料配比进行配置浆料，方法同实施例3。
(3) 制带将配置好的制带浆料置于漏斗式射料盒内，在钢带上进行流 延成厚度为20)im的膜，并经烘箱10(TC烘干。
(4) 印叠成型将制备好的料带按设计厚度制作下盖，下盖厚度0.24隨， 并在下盖上设置6个重叠的压敏电阻单元(根据需要，可以，没置不同个数的压 敏电阻单元)。首先，设置底层的压敏电阻单元，包括在下盖上印刷设定图案的 内电极浆料，内电极材料采用银钯浆料或纯银浆料，印刷后将内电极浆料采用 烘烤的方式烘干；在印刷有内电极浆料的下盖上面将粘结膜浆料采用印刷的方 式覆盖在整块下盖之上，印刷膜厚为3pm;将按照设计厚度的压敏电阻膜带贴 在印刷有粘结膜浆料的下盖之上；在压敏电阻膜带上印刷错位后的内电极。然 后采用相同的方法重叠设置6个压敏电阻单元，其中每相邻的压敏电阻单元有 一个内电极是共用的。按设计厚度制作上盖，上盖厚度为0. 22mm,并和上述下 盖进行热水均压。
(5) 切割将制作好的压敏电阻基片切割成外形尺寸为1005规格的生坯， 制得单个压敏电阻基片。
(6) 排胶将切割后的压敏电阻基片放置在排胶炉内排除其中的有机成 分，排胶温度为27CTC,排胶时间为38小时。
(7) 烧结将排胶后的压敏电阻基片放置在烧结炉内烧结成瓷体，烧结温 度为IOO(TC,烧结时间为2小时。
(8) 表面涂敷处理取陶瓷保护层粉料与粘合剂、溶剂、松油醇充分球磨
混合成粘度为900 Pa . S的涂敷浆料，按重量份，粘合剂溶剂松油醇陶 瓷保护层粉料=10: 100: 30: 100，所述的溶剂为醋酸正丙酯与异丁醇按重量比 90: 25配置的混合物。
然后在IO(TC烘干。将涂敷有绝缘浆料的晶片在80(TC烧结0. 5小时。
(9 )封端将烧结后得单个压敏电阻基片两端部位采用浸沾的涂银方式涂 覆端电极浆料制作端电极，烧银温度为75(TC，烧银时间为40分钟。
(10)电镀将制作好端电极的压敏电阻片的两端电极依次经过电镀镍、 锡，即制得1005规格压敏电压为5V,漏电流小于5微安(83%压敏电压下测 量)，通流容量大于等于20A (8/20)is)的成品。
以上实施例1、2中由醋酸正丙酯与异丁醇组成的混合溶剂均可以换成由醋 酸正丙酯与无水乙醇组成的混合溶剂或二曱苯，其中由醋酸正丙酯与异丁醇组 成的混合溶剂中两者的重量比为80: 25或者120: 50;由;^油醇与乙醇组成 的混合溶剂均可以换成由由乙二醇丁醚和丁基卡必醇组成的混合溶剂、松油 醇或丁基卡必醇，其中由乙二醇丁醚和丁基卡必醇的混合溶剂中两者的重量 比为1: 1。
采用本发明实施例提供的技术方案，极大地缩短了产品的生产周期，节约 了产品制造成本。同时在产品表面进行表面处理，在压敏电阻除两端外的其余 四面形成均匀致密、耐湿的保护层，使产品更易于进行电镀镍、锡处理，大大 提高了产品的焊接可靠性，增加了产品的合格率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
权利要求
1、一种叠层片式压敏电阻器，包括上盖、下盖、压敏电阻单元和端电极，所述上、下盖为压敏电阻材料制作而成，所述压敏电阻单元设在上、下盖之间，且具有两个内电极，其特征在于两内电极错位印刷，其中一内电极上叠印有粘结膜，所述粘结膜上叠印有压敏电阻膜带，另一内电极叠印于压敏电阻膜带上。
2、 根据权利要求1所述的叠层片式压敏电阻器，其特征在于所述压敏电 阻除两端电极所处端面外，其余四面设有陶乾保护层。
3、 根据权利要求1所述的叠层片式压敏电阻器，其特征在于所述上、下 盖之间设有多个重叠的压敏电阻单元，每相邻的两压敏电阻单元有一个内电极 是共用的。
4、 根据权利要求1所述的叠层片式压敏电阻器，其特征在于所述的压敏 电阻膜材料组分及其重量百分比分别是氧化锌ZnO70% - 95%氧化铋、Bi2031% - 7%氧化锑Sb2030.5%- 15%氧化钴Co3040.15%-4%碳酸锰MnC030.2% - 1%氧化铬Cr2030.6%- 1.2%氧化镍Ni2030.1%-5%硝酸铝A1(N03)3'9H200.0005% - 8%硝酸银AgN030.0005% - 6%硼酸H2B030.01%- 12%钛酸钡BaTi030.01%- 10%。
5、根据权利要求1至4的任一项所述的叠层片式压敏电阻器，其特征在于:所述的陶资保护层的材料组分及其重量百分比分别是:氧化锌ZnO3%-20%氧化硅Si025%-65%氧化铋Bi2032%-40%氧化硼B2031%--15%氧化铝A12031%-20%氧化钩CaO3%.- 15%氧化镁MgO2%-6%碳酸锰MnC033%。^
6、 一种如权利要求1所述压敏电阻器的制造方法，包括以下步骤(1) 制备压敏电阻膜粉料；(2) 取所述压敏电阻膜粉料与粘合剂、溶剂、增塑剂充分球磨混合成粘 度为20 - 500Pa*S的制带浆料，其中溶剂为醋酸正丙酯与异丁醇的混合物、醋 酸正丙酯与无水乙醇的混合物或二曱苯；取所述压敏电阻膜粉料与粘合剂、溶 剂、增塑剂充分球磨混合成粘度为200 _ 1000 Pa*S的印刷粘接膜浆料，其中溶 剂为松油醇和乙醇的混合物、乙二醇丁醚和丁基卡必醇的混合物、松油醇或丁 基卡必醇；(3) 将配置好的制带浆料流延成膜，并烘干；(4) 采用步骤(3)中制备好的压敏电阻膜带制作下盖，在下盖上设置压 敏电阻单元，包括将内电极浆料印刷于下盖上后烘干，再将印刷粘结膜浆料叠 印于该内电极上，将压敏电阻膜带叠印于粘结膜浆料之上，在压敏电阻膜带上 错位印刷另一内电极；(5) 采用步骤(3)中制备好的料带制作上盖，并与设置有压敏电阻单元 的下盖进行热水均压，然后经切割、排胶、烧结、倒角得单个瓷片；(6) 将所述瓷片经上端电极、烧^$艮、电镀得到成品。
7、根据权利要求6所述压敏电阻器的制造方法，其特征在于所述步骤(4)还包括在所述的下盖上设置多个重叠的压敏电阻单元，每相邻的压敏电阻 单元中有一个内电极是共用的。
8、 根据权利要求6或7所述压敏电阻器的制造方法，其特征在于所述 步骤(6)之前还包括以下步骤制备陶瓷保护层粉料；取所述陶瓷保护层粉料 与粘合剂、溶剂、松油醇充分球磨混合成粘度为20 - 1000 Pa'S的涂敷浆料， 其中溶剂为醋酸正丙酯与异丁醇的混合物、醋酸正丙酯与无水乙醇的混合物或 二曱苯；取所述涂敷浆料均匀涂敷于步骤(5)中瓷片两端头外的其余四面，并 烘干后烧结。
9、 根据权利要求6所述的叠层片式压敏电阻器，其特征在于所述的压敏 电阻膜材料组分及其重量百分比分别是氧化锌ZnO70% - 95%氧化铋Bi203l%-7%氧化锑Sb2030.5%- 15%氧化钴Co3040.15%-4%碳酸锰MnC030.2% - 1%氧化铬Cr2030.6%- 1.2%氧化镍Ni2030.1%-5%硝酸铝A1(N03)3'9H200.0005% - 8%硝酸银AgN030扁5% - 6%硼酸HW030.01% - 12%钬酸钡BaTO30.01%— 10%。
10、根据权利要求8的叠层片式压敏电阻器，其特征在于所述的陶瓷保 护层的材料组分及其重量百分比分别是氧化锌ZnO 3% - 20%氧化硅Si02 5% - 65%氧化铋Bi203 2% - 40% 氧化硼B203 氧化铝A1203 氧化钓CaO 氧化镁MgO 碳酸锰MnCO:1%- 15% 1%-20%3% - 15% 2% - 6%3% — 7%。
全文摘要
本发明适用于各种电器领域，提供了一种叠层片式压敏电阻器及其制造方法，该电阻器包括上盖、下盖、压敏电阻单元和端电极，所述上、下盖为压敏电阻材料制作而成，所述压敏电阻单元设在上、下盖之间，且具有两个内电极，其特征在于两内电极错位印刷，其中一内电极上叠印有粘结膜，所述粘结膜上叠印有压敏电阻膜带，另一内电极叠印于压敏电阻膜带上；其制造方法包括配料、制浆、制带、印刷、热水均压、切割、排胶、烧结、封端、电镀等工序。采用本发明的方法生产叠层片式压敏电阻器，极大地缩短了产品的生产周期，节约了产品制造成本。
文档编号H01C17/00GK101350239SQ20071007589
公开日2009年1月21日 申请日期2007年7月16日 优先权日2007年7月16日
发明者丁晓鸿, 徐鹏飞, 樊应县, 倩 肖, 高兴尧 申请人:深圳振华富电子有限公司