本发明涉及压敏电阻器领域，特别涉及一种压敏电阻的电极。
背景技术：
在压敏电阻器的制造过程中，电极的制造是一道重要的工序，随着压敏电阻制造水平的不断提高，单位体积能承受的能量耐量越来越高，对电极的制造水平也提出了更高的要求，主要体现在：方阻要低、附着力要好、可焊性好、成本要低等。目前最引人注意的有三种电极制造方式：①丝网印刷烧渗工艺，是最传统的电极制造工艺，主要以银为导电材料，性能优异，但缺点是价格太贵；②真空溅射工艺，优点是电极膜层致密，附着力好，缺点是膜层厚度难以增加，方阻偏大；③热喷涂，优点是效率高，膜层厚，方阻低，对金属表面附着力好，缺点是对陶瓷表面的附着力不好。
近年来不断有人将上述三种电极制造方式组合应用，以互补的方式来发扬其优点，克服其缺点，如中国专利申请cn104143400a公开了一种新型电极电子组件及其制备方法，其首先在陶瓷基体上先真空溅射一层预处理层，再在预处理层上喷涂电极层。中国专利申请cn104835606a公开了一种电子元器件多层合金电极及其制备方法，其首先在陶瓷基体上先采用丝网印刷工艺制造一层铝金属层，再喷涂一层金属合金在铝层上。
由于在制造中间过渡层和导电层时分别采用的丝网印刷、溅射工艺和热喷涂工艺，使用的工装和掩模不能共用，制造时它们相对总会有一些偏心。若在大批量生产时追求达到高度精确地重合，其前提条件就是要使中间过渡层和导电层的形状和尺寸高度一致。而相对偏心在大规模电极制造时又是无法避免的，当喷涂的导电层出现了偏心，有少许边缘偏出了中间过渡层，直接附在了压敏瓷片上。在用极限浪涌电流进行冲击试验时，当高能量的电流冲击压敏电阻时，大电流密度使不同材质受热膨胀产生应力，喷涂层与压敏瓷体的不良附着被拉开出现空气隙，高能量电流使气隙电离放电形成电弧，产生的高热使外包封层环氧树脂崩裂，导致样品失效，造成生产出的压敏电阻成品并不是性能最佳的产品，产品性能的一致性和稳定性也不能满足要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种压敏电阻的电极。从一个方面或者多个方面改善电极的性能，使电极的方阻、厚度、附着力、耐极限浪涌电流冲击性能的方面部分或同时得到有效的改善，得到一种电性能优异、附着力好、安全可靠的电极。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种压敏电阻的电极，包括依次覆盖在压敏瓷片上的中间过渡层和导电层，所述中间过渡层采用丝网印刷或者真空溅射的方式生成，所述导电层采用热喷涂的方式生成，所述导电层只覆盖在所述中间过渡层之上，并使所述中间过渡层的边缘全部露出，使所述导电层与所述压敏瓷片无直接接触，所述中间过渡层未被所述导电层覆盖的边缘平均宽度为0.1～3.0mm。
本发明的发明思路为放弃追求压敏电阻电极的中间过渡层与导电层的高度精确重合，而是转而研究避免导电层直接附着在压敏瓷片上，保证导电层无任何部分与压敏瓷片直接接触，从根本上避免电弧放电的缺陷。技术方案从两个方面着手：一是加工专用模板，改善工艺，使中间过渡层和导电层之间的相对偏心尽可能地小，批量生产能保证偏离的最大值受控；二是优化确定中间过渡层和导电层的尺寸匹配，使他们在偏离最大位置时，也不会出现导电层越过中间过渡层直接附着在压敏瓷片上的情况。
进一步地，上述中间过渡层为玻璃釉相，其中玻璃釉占0.5～15wt％，金属材料占85～99.5wt％，所述中间过渡层采用丝网印刷的工艺将导电浆料印刷在压敏瓷片上，再通过烧渗工艺附着在压敏瓷片上形成。
上述方案中，中间过渡层的成分主要含金属导电材料，然后还包含了一定量的玻璃釉成分，玻璃釉起到粘结强化结构的作用，而金属材料主要起导电作用，两者形成复合材料/结构，既具有良好的附着力，又具有足够的导电性能。导电浆料是电子元件加工行业常用的以导电金属粉料为主的浆料，其具有印刷涂覆性能好，烧渗后，熔化的玻璃釉能渗透到陶瓷体内一定的深度，具有附着力佳的特点。这种印刷浆料可以是现有技术中常用的银浆料，也可以是本领域技术人员根据实际生产需要进行适当调整后的浆料，只要能够实现导电浆料形成中间过渡层和热喷涂电极、基片都具有良好粘附能力即可。丝网印刷具有工艺简单，易于大批量生产，电极又可以方便地制成任何形状和尺寸等特点，能够满足本发明加工过渡层的生产需要。
进一步地，上述金属材料为镍或镍合金、铬或铬合金、铝或铝合金、铜或铜合金、银或银合金中的一种。
进一步地，上述中间过渡层的厚度是2～30μm，中间过渡层的厚度大于30μm时，导电浆料耗用量太多，不利于降低成本。中间过渡层的厚度小于2μm时，过渡层起不到改善电极附着力的作用。优选地，上述中间过渡层的厚度是5～15μm。
进一步地，上述中间过渡层是通过真空溅射的工艺将一种或几种导电金属材料附着在压敏瓷片上。通过真空溅射工艺生成的中间过渡层具有电极膜层致密，附着力好的优点。
进一步地，上述导电金属材料为镍或镍合金、铬或铬合金、铝或铝合金、铜或铜合金、锌或锌合金、银或银合金。
进一步地，上述中间过渡层的厚度为0.1～6μm
进一步地，上述导电层覆盖上述中间过渡层后，中间过渡层的边缘留有0.1～0.4mm的平均宽度露出。边缘平均宽度越小表明生产线工艺控制得越好，当边缘平均宽度大于3mm时，表明工艺控制粗糙，造成压敏瓷片与导电层尺寸不匹配，性能价格比恶化。
进一步地，上述导电层的厚度为20～120μm，导电层的厚度小于20μm时，导电层的导电性能不能满足压敏电阻的低方阻发展要求；导电层的厚度大于120μm时，导致外层导电层过厚、产生的应力较大，同时产品生产成本增加。优选地，上述导电层的厚度为30～100μm。
进一步地，上述导电层为铜或铜合金。导电层的金属或合金材料热膨胀系数和过渡层相当，两者热膨胀系数差异控制在50％以内，最好是20％。选用热膨胀系数完全相同的材料最佳，但为了保证加工工艺易于实施，材料的成本控制在较低的水平，故允许使用存在热膨胀系数差异的材料，但尽量控制两者的差异在较小的范围内。
导电层优选导电性能好、易焊接的金属材料，首选纯铜作为喷涂材料。铜的电导率高，可焊性好，成本不高。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
和传统的压敏电阻的电极相比，本发明通过对压敏电阻的电极复合层中的中间过渡层及导电层进行优化设计，使导电层只覆盖在中间过渡层之上，并使中间过渡层的边缘露出，导电层无任何部份与压敏瓷片直接接触。从而避免导电层直接附着在压敏瓷片上，而从根本上避免电弧放电的缺陷。所制造的压敏电阻在峰值电涌冲击强度测试试验中即使在高达15ka的冲击电流强度下仍然不会出现飞弧及包封料裂的现象，极大拓宽了压敏电阻单位面积的通流量，使压敏电阻产品能够向小型化发展，同时该设计能够使压敏电阻的制造工艺更加容易控制，有利于批量化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的压敏电阻的电极结构示意图。
图中标记：1-压敏瓷体，2-中间过渡层，3-导电层，δ-边缘平均宽度
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
采用丝网印刷工艺将银浆料涂覆在压敏瓷片表面，压敏瓷片呈圆形状，瓷片直径18.9mm，银浆涂层直径16mm。将涂覆好的压敏瓷片在650℃烧渗得到表面附着有5μm的中间过渡层的瓷片。然后，采用热喷涂工艺在过渡层上喷涂一层厚度为50μm的铜层，其中铜层的直径为15.4mm。焊接上相应的引脚后再用环氧树脂包封后制成压敏电阻元件成品组。电极制造完成后实测中间过渡层露出的未被覆盖的边缘尺寸，最窄处为0.05mm，最宽为0.55mm，平均宽度为0.3mm。
本实施例制备得到的压敏电阻的电极，在压敏瓷片表面的附着有厚度为5μm的中间过渡层，其主要成分是银，是由银浆料经过650℃烧渗得到的；在中间过渡层上附着有50μm的导电层，其材料是热喷涂工艺实现。烧渗银浆料形成的中间过渡层由玻璃釉渗入压敏瓷片内部形成稳定结合，抗拉强度突出，附着力极好。通过热喷涂实现的导电层，与中间过渡层附着力也很好，可以涂敷较厚的导电层，而且加工速度快、稳定性好。
优选的，刷银浆料时使用的银浆料的固含量约为70％，其中导电的银粉占比达到60％以上，含有适量的玻璃釉以实现浆料在烧渗过程中能够有效的附着在陶瓷基体上。
实施例2
采用真空溅射工艺将镍金属层镀在压敏瓷片表面，压敏瓷片呈圆形状，瓷片直径18.9mm，镍金属层直径16.9mm，厚度为0.5μm。然后，采用热喷涂工艺在过渡层上喷涂一层厚度为50μm的铜层，其中铜层的直径为16.0mm。焊接上相应的引脚后再用环氧树脂包封后制成压敏电阻元件成品组。电极制造完成后我们实测了中间过渡层露出的未被覆盖的边缘尺寸，最窄处为0.3mm，最宽为0.6mm，平均宽度为0.45mm。
对比例1
采用与实施例1相同的工艺方案制备压敏电子元件组，唯一的不同是有意使喷涂层偏边，并挑选喷涂导电层有局部超过中间过渡层边缘的产品来进行试验，制造方法均与实施例1相同。
对比例2
采用与实施例2相同的工艺方案制备压敏电子元件组，唯一的不同是有意使喷涂层偏边，并挑选喷涂导电层有局部超过中间过渡层边缘的产品来进行试验，制造方法均与实施例1相同。
测试
将制成的实施例1、实施例2和对比例1、对比例2四组压敏电阻样品用极限浪涌电流进行冲击试验，按国家标准规定，该瓷片直径的压敏电阻必须要承受8/20μm波形的10ka电流至少冲击1次，判定的标准是冲击前后压敏电压的变化率小于10％和外包封层不能出现机械损伤才能算合格。我们设计了10ka、12ka、15ka三种冲击强度，后两组实验超出了国家标准的要求，代表了今后压敏电阻的发展方向。其中对比例1组的测试结果如表1所示：
表1
从对比例1组试验结果可看出，按国标的冲击电流强度，试验样品完好，说明该方案具有一定的使用价值；按12ka加严冲击，出现了2只外观炸裂不合格品；按15ka加严冲击，出现了7只外观炸裂不合格品。两组加严试验均判定为不合格。
对比例2组测试结果如表2所示：
表2
从对比例2组试验结果可看出，按国标的冲击电流强度，试验样品完好，说明该方案具有一定的使用价值；按12ka加严冲击，出现了3只外观炸裂不合格品；按15ka加严冲击，出现了8只外观炸裂不合格品。两组加严试验均判定为不合格。
通过多次的重复试验，并对失效样品进行了解剖分析，我们发现，去掉外层的环氧树脂包封层后，炸裂处压敏瓷片的边缘均有过电弧放电的痕迹，放电点周围有发黑碳化的印迹，再通过仔细观查，无一例外地发现这些失效产品都有一个共性，就是喷涂的导电层出现了偏心，边缘超过了中间过渡层，直接附在了压敏瓷片上位置处，而恰恰是这些地方产生了电弧放电。
实施例1组的极限浪涌电流冲击试验测试结果如表3所示：
表3
与对比例1组的样品相比，即使在严酷的12ka和15ka加严试验中，实施例1组也没有不合格品出现，说明实施例1组不管是技术性能还是一致性都比对比例1组有大幅度的改善。
实施例2组的极限浪涌电流冲击试验测试结果如表4所示：
表4
与对比例2组的样品相比，即使在严酷的12ka和15ka加严试验中，实施例2组也没有不合格品出现，电性能有明显的提高。