专利名称：无机功能陶瓷ptc热敏电阻及其低温生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明无机功能陶瓷PTC热敏电阻及其低温生产工艺涉及电子器材领 域，尤其涉及具有正温度系数热敏电阻特性功能陶瓷的低温烧成材料配方及 其制造工艺。
背景技术：
PTCR热敏电阻器因其在电子线路中具有过流、过压、过温保护等功能 而得到了广泛的应用。传统PTCR热敏电阻元件的制造过程中，基体材料合 成温度在1100 1200°C，保温时间为125min左右；陶瓷元件的烧成温度在 1270 1370°C，因此存在高能耗高成本和高温烧成一致性差，工艺难以掌握 等缺陷。加工的PTCR热敏电阻特性陶瓷电阻温度系数较低，用这种PTCR 配方及烧成工艺制成的PTCR热敏电阻性能不稳定，从0°C-40(TC的居里温 度不能任意调节，而且能耗大，成本高。目前电子敏感陶瓷行业更需要采用 低温烧制的具有优越的电学性质、力学性质、热学性质和具有高机械强度、 耐高温、高湿、抗辐射综合性能优良、元件一致性、可靠性更高的钛酸钡 (BaTi03)基的PTCR功能陶瓷热敏电阻的低温烧制材料配方及其加工方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种PTCR陶瓷元件的低温烧成材料配方及其生产 工艺，采用该材料配方与生产工艺要能在合成温度SO(TC形成良好的固相反 应，还要能在900'C烧成PTCR陶瓷元件，所加工的PTCR陶瓷片要获得更 高质量标准；其加工技术不仅能源消耗大大降低，而且生产成本也将随之降 低。
3为了实IJLh述目的，本发明采用的M方案是以节能降耗为技术创新点，以提 高元件电性能一致性为目标，加工无机功能陶瓷PTC热敏电阻的粉体基料及摩尔 配比为:Ba:Sr:Pb:Ca:Ti:Y:Sb:Ta:Nb=0. 685:0. 015:0. 085:0. 215:1. 0103:0. 002: 0.001:0.001:0.001。其加工方法分为一次配料预烧成粉、二次配料预烧成粒、 压片烧制和芯片测试四段工艺，先按摩尔配比算出材料的准确用量，称料，
按料水球=1: 1.2: 2. 5的比例混合球磨4h后出料，压滤后并在150°C
保温3h烘干，烘干后进行预烧，预烧曲线为升温时每增温10(TC时间为30 分钟，增至80(TC时保温125分钟，再每30分钟降温10(TC，直至常温；再 进行二次配料，其配比为在粉体基料的基础上按重量wt9&添加量为Pb 0. 1~15%、 Ti 1~25%、 Al 1 25%、 BN 1~25%、 Si 1~25%、 Mn 0. 1~5%、 Li 0. 1~5%、 Ag 0.2~5%、 V 0. 1~2%、 Nb 0. 1~1%， La。按上述数配比称量原料并混合球磨 4h后出料，压滤后在15(TC的温度、保温3h烘干、造粒、压片烧成曲线为 升温时每增高100'C时间为30分钟，增至90(TC时保温60分钟，再每30分 钟降温150"C，直至常温；烧成的瓷片经清洗、烘干、被AL，Ag电极即得到 具有正温度系数的无机功能陶瓷PTC热敏电阻。其瓷片规格:3*0.3 mm， Te: 115 。C土5。C、 R25: 25 Q±20%，电阻温度系数a: 18.3%/°C，电阻突跳AR: 5X 105、 AT: 93°C，电阻率P,二2.95Q cm，耐电压强度Vb: 420V/咖。
本发明的有益效果是PTCR陶瓷元件在合成温度80(TC时即可形成良好 的固相反应，在温度90(TC即可完成产品烧制，不仅节能降耗效果显著，成 本也大幅度降低，而且产品达到了更高质量标准。
具体实施例方式
一、原材料购备
所用原材料为BaC03、 SrC03、 Pb304、 CaC03、 Ti02、 Y203、 Sb203、 Ta205、 NbA、PbO、 AL203、 Li203、 v、 BN、 Si、 Ag、 Mn02、 Ce、 La.其中BaC03、 SrC03、 Pb304、 CaC03、 Ti02、 PbO、 AL203、 Li203、 v、 BN、 Si、 Ag的纯度为^99. 8。 Y203、 Sb203、 Ta205、 Mn02、 Ce、 La的纯度为^99. 95。二、 一次配料烧制
将Ba:Sr:Pb:Ca:Ti:Y:Sb:Ta:Nb=0. 685:0. 015:0. 085:0. 215:1. 0103:0. 002: 0.001:0. 001:0. 001按摩尔数配比算出材料的准确用量，称料，按料水球 =1: 1.2: 2.5的比例混合球磨4h后出料，出料后,在15(TC保温3h烘干，烘 千后进行预烧，预烧曲线是升温时每增温IO(TC时间为30分钟，增至80(TC 时保温125分钟，再每30分钟降温IO(TC，直至常温后得PTCR热敏电阻器 的基料。
三、 二次配料烧制
将预烧好的具有正温度系数的PTCR热敏电阻器的基料的总重量按重量 百分比(wt呢)添加PbO. 1~15%、 Ti 1~25%、 Al 1~25%、 BN 1~25%、 Si 1~25%、 Mn 0. 1~5%、 Li 0. 1~5%、 Ag 0. 2~5%、 V 0, 1~2%、 Nb 0. 1~1%， La 0. 1~1%。按
料水球=1: 0.85: 2. 5的比例混合球磨4h后出料，压滤，在用15(TC保
温3h烘干，粉碎过IOO目筛得粉料，按粉料的重量百分比(wty。)添加浓度为 12%PVA水溶液搅拌均匀后得软材，过60目筛得粒料，将粒料加入压片机得 坯片，压片规格为3.4*0.4mm，压片的密度为3.5g/cm3，将压制好的坯片放 入钳钵，加入高温隔离粉，装入高温烧结炉烧结，烧结曲线为升温时每增高 10(TC时间为30分钟，增至900。C时保温60分钟，再每30分钟降温150°C ， 直至常温；得到PTC瓷片，最后将烧结好的PTC瓷片用清水清洗干净，100 。C烘干，封端铝电极、在65(TC保温15分钟烧端，经电镀银锡电极后在580 'C烧成芯片。
四、 芯片测试
按产品标准分别测试电阻，测试电压，进行芯片分选，得无机功能陶瓷 PTC热敏电阻。
权利要求
1、一种无机功能陶瓷PTC热敏电阻，其特征是粉体基料及摩尔配比为Ba∶Sr∶Pb∶Ca∶Ti∶Y∶Sb∶Ta∶Nb＝0.685∶0.015∶0.085∶0.215∶1.0103∶0.002∶0.001∶0.001∶0.001。
2、 如权利要求1所述无机功能陶瓷PTC热敏电阻的生产工艺，其特征是先按摩尔配比算出材料的准确用量，称料，按料水球=1: 1.2: 2.5的比例混合球磨4h后出料，压滤后并在150。C保温 3h烘干，烘干后进行预烧，预烧曲线为升温时每增温10(TC时间为 30分钟，增至80(TC时保温125分钟，再每30分钟降温100°C，直 至常温；再进行二次配料，其配比为在粉体基料的基础上按重量wt% 添加量为Pb 0. 1 15%、 Ti 1~25%、 Al 1~25%、 BN 1~25%、 Si 1~25%、 Mn 0. 1 5%、 Li 0. 1~5%、 Ag 0. 2~5%、 V 0. 1~2%、 Nb 0. 1~1%， La。按 上述数配比称量原料并混合球磨4h后出料，压滤后在15(TC的温度、 保温3h烘干、造粒、压片烧成曲线为升温时每增高IOO'C时间为 30分钟，增至90(TC时保温60分钟，再每30分钟降温15(TC，直至 常温；烧成的瓷片经清洗、烘干、被AL,Ag电极即得到具有正温度 系数的无机功能陶瓷PTC热敏电阻。
全文摘要
本发明无机功能陶瓷PTC热敏电阻及其低温生产工艺不仅给电子工业提供了性能优良的电阻元件，而且采用了低温烧成的生产工艺，无机功能陶瓷PTC热敏电阻的加工分为一次配料预烧成粉、二次配料预烧成粒、压片烧制和芯片测试四段工艺，其配方科学新颖，在合成温度800℃时可形成良好的固相反应，又在温度900℃时即可完成产品烧制，不仅节能降耗效果显著，成本也大幅度降低，而且产品获得了更高的质量标准。
文档编号C04B35/462GK101492292SQ20091002144
公开日2009年7月29日 申请日期2009年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者曹全喜, 牛顺祥, 赵丽丽, 陈玉富 申请人:韩城市华龙电子有限责任公司