CN100361936C - 制备电陶瓷部件的方法以及对激光辐照的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备电陶瓷部件(1)例如压敏电阻(1)的方法，它包括在表面部分(5；6)上施加金属化(3；4)前以激光辐照该电陶瓷体(2)的表面部分(5；6)。通过激光辐照产生表面的微粗糙度和/或化学改性，这使金属化有优良的粘附性，它可降低和消除电陶瓷体(2)的要金属化的表面部分(5；6)的不平整性或波纹度。此外，产生改进的横向可导电性，由此达到特别是近金属化(3；4)处的小的接触电阻和非常均匀的电流分布。此外，还可剥蚀掉特别是源自烧结支撑板或钝化层的涂敷所带来的残余物。有利的是该电陶瓷体在经激光辐照后具有与表面部分(5；6)邻接的未经激光辐照的边界(9)。激光束优选是脉冲的或聚焦的。

Description

制备电陶瓷部件的方法以及对激光辐照的应用
技术领域
本发明涉及电工技术，特别是涉及电陶瓷部件如压敏电阻。本发明还涉及制备电陶瓷部件的方法。
背景技术
电陶瓷部件是可电触点接通和可对其施加电压的陶瓷部件，以满足电功能、电化学功能或其它的功能。其主要成分是电陶瓷。电陶瓷部件的实例是高温超导部件、压电晶体部件、陶瓷电容器、热敏电阻和冷敏电阻、陶瓷电阻、陶瓷气体传感器和压敏电阻。后者将在下面详述。
压敏电阻是具有非线性电流-电压特性曲线的电陶瓷部件，它主要用作中压领域、高压领域以及低压领域的导体。主要应用基于烧结热敏陶瓷如基于掺杂的ZnO的烧结热敏陶瓷的金属氧化物-热敏电阻。为与之接触，通过为这种或其它电陶瓷提供两个(或多个)金属电极，其中该接触必须具有低的接触电阻和高的电流负荷量。此外，在其陶瓷表面上还需一层高粘附性的金属层，以确保可靠的和机械稳定的接触。
在US6169038中公开了一种使半导体表面粗糙化的方法，其中将表面经酸蚀刻。通过蚀刻过程产生表面的微粗糙度。如果为这类粗糙化的表面提供金属化，则由于微粗糙度在半导体和金属层之间产生强的啮合，以致达到金属层和半导体表面之间的优良粘附。类似的蚀刻方法被用在制备压敏电阻和其它的电陶瓷部件中。
在这类蚀刻方法中产生要加以处置的化学废物，并且在实施这类方法时由于所用化学试剂的危险性必须采取昂贵的安全措施。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种一开始所提到的方法，该方法不具有上述缺点。通过本发明的方法特别可进行电陶瓷的安全和对环境无害的金属化。
本发明的目的以根据本发明的用于制造电陶瓷部件的方法，以及激光束的应用来实现。
在用于制备电陶瓷部件的本发明方法中，要在烧结的电陶瓷体的至少一个表面部分上实施金属化。该方法的特征在于实施金属化前要对该表面部分进行激光辐照。
因此，可通过激光光线辐照来代替其它用于表面部分处理的方法如蚀刻、研磨、喷砂或切削加工，激光辐照法是一种对环境无害的快速方法。此外，通过激光辐照可产生特别有利的表面部分的特征。
激光辐照的另一个明显的优点是其要金属化的表面部分的形状可以简单的方式和实际上任意地选定。例如湿化学方法中，必须在电陶瓷体上涂敷掩模，以将电陶瓷体的表面部分与要处理部分分开。在激光辐照时，激光束可经简单控制以仅使要金属化的表面部分受辐照。这样就能以简单的方法实现覆盖该电陶瓷体的所限定的面即限定的部分的金属化(电极)。
特别是如果通过激光辐照提高了金属化在电陶瓷体上的粘附性，则有可能特别是用金属化方法来产生相当好的电极形状，而这种金属化方法，至少是在不采用掩模的情况下，是不可能在有限的表面区域内得到可定域的金属化(例如由气相或电化学的金属沉积)。在未受激光辐照的表面区域，沉积金属的粘附性小于在受激光辐照表面部分上的粘附性，以致那里的金属可容易地从电陶瓷体上去掉，例如通过刷的方法去掉。或在未受激光辐照表面区域的金属粘附性是如此之小，以致那里未产生金属沉积，即未发生金属化。
特别是当该电陶瓷体有两个通过至少一条棱边相互分开的外表面，其中对两个外表面的每一个都要提供至少一个金属化(电极)并且规定在这两电极之间要加以电压时，则可简单地制备所定义的要金属化的表面部分是有利的。可如此选择至少一个表面部分(并进行金属化)，以使其离棱边有间隔。在该棱边和该表面部分之间有一条排列的边界。与该金属化是伸展到棱边情况相比，以这种方法就减少了从一个电极到另一个电极的电火花放电的可能性。优选是两金属化(电极)具有一个边界。
由于通过在表面部分中的激光辐照将电陶瓷的材料去掉，并且由于在激光辐照后该电陶瓷体有一条在该表面部分上未被辐照或与所述表面部分相比较少激光辐照的与所述表面部分邻接的边界，则可进一步改进耐火花放电性。经激光辐照后，未经(或少量经)激光辐照的边界邻近该表面部分，该边界相对于该表面部分是凸出的。该边界高出该表面部分，并可减少越过边界的电火花放电的可能性，特别是当该金属化也被边界高出的情况。
与其它制备用于金属化的表面部分的方法相比，激光辐照的优点是，可用简单的方法不仅能处理平面，也可处理曲面，例如圆柱形筒的面。
用激光辐照表面部分来使其粗糙化是特别有利的。这种粗糙化有助于在电陶瓷体上特好地固定金属化。如此达到的粗糙度的横向扩展通常为0.1μm-50μm，大多数为2μm-20μm，垂直扩展通常为0.1μm-10μm，大多数为0.3μm-5μm。可达到金属化的特别好的粘附性和抗脱落性，达到了较高的粗糙度。
在施加金属化之前，有利的是使该表面部分经激光辐照以通过该表面部分的化学特性的改性来改进金属化的粘附性。类似于蚀刻方法，通过激光辐照可改变电陶瓷体表面的化学组成，如改变表面上的氧化物的化学计量。通过该表面部分的化学组成的改变还可改进金属化的粘附性。
有利的是该表面部分可经激光辐照以增大该表面部分的横向可导电性。
烧结的电陶瓷体的表面与该烧结的电陶瓷体的体积内有基本相同的电特性。但对于低的接触电阻常希望有较大的横向可导电性。在表面部分上的两个以间隔施加的电极的情况下，由电流-电压-比产生的横向可导电性通过激光辐照可明显，特别是呈几个数量级地上升。
在压敏电阻情况下，特别是在低于压敏电阻的接通电压(击穿电压)的电压时存在非常大的电阻。在表面部分上的两个以间隔施加的电极的情况下由电流-电压-比产生的横向可导电性通过激光辐照可明显，特别是呈1-2个数量级或最高达至少7-9个数量的上升，这视在压敏电阻上所施加的电压而定。仅薄的表面区域对横向可导电性起作用。
以这种方法达到金属化相对于电陶瓷体(压敏电阻体)的低接触电阻。由此该(该压敏电阻的)电陶瓷体具有有利的电特性和改进的可接触性。可明显降低接触电阻。
大部分情况下，该表面部分在陶瓷体烧结后具有波纹度。即表面部分具有变形。这类波纹度或变形的横向扩展为50μm-30mm，大部分为100μm-10mm，其垂直扩展通常为5μm-500μm，大部分为10μm-200μm。在施加金属化前通过激光辐照可降低该表面部分的波纹度，即降低了不平整度或波纹度的垂直扩展。使该表面部分变平滑了。
由此达到该电陶瓷部件有改进的电特性和机械特性，因为可实现电场、电流和机械(压力)负荷的均匀分布。
例如压敏电阻常在大的机械压力下接触，优选是在热敏电压的相对两侧上所安置的两个金属化层的每个上压上通常由铝制成的接触板，以确保优良的电接触。当波纹度(激光辐照前)大时，在接触板和金属化层之间的机械和电接触仅相对较小，并且在表面部分上形成间隔较远的触点。由此在向接触板施加压紧压力时，在压敏电阻体(电陶瓷体)上发生非常不均匀地力导入。此外，在电流冲击(电流脉冲)、压力冲击(机械压力波)情况下，存在的触点越少，对触点的这种冲击就越大。而且电流冲击还导致在触点上的局部加热。这三种现象的每一个通常都导致在陶瓷上快速形成裂纹。这种裂纹常近表面，其起始点通常接近一些触点处。这种裂纹使金属化与陶瓷以及压敏电阻体之间的电接触和机械接触恶化。如果在施加金属化前使该陶瓷以合适的方式经激光辐照，则可明显减少该波纹度(特别是在垂直方面上)，由此就可存在明显较多的接触点数目和较大的接触点密度。因此，将激光辐照用于欲施加金属化的压敏电阻陶瓷/电陶瓷的预处理可明显增加该压敏电阻/电陶瓷部件的使用时间。这可达到在整个金属化的表面部分的均匀电流分布和均匀压力分布。在其它电陶瓷情况下，通过金属化前的激光辐照可解决类似的问题。
在一个特别优选的制备工艺的方案中，采用聚焦激光束作为激光。特别是该表面部分在施加金属化前经聚焦激光束辐照来降低该表面部分的波纹度，由此达到特别好的和有效的表面部分的平整性。以这种方法使激光束的能量密度在近电陶瓷体的表面处为最大，而在陶瓷体的内部(表面以下)有小的能量密度，由此对陶瓷材料有小的影响。特别是该激光束聚焦在平行于要使平面部分的波纹度均化的平面上。由此，达到特别好的平整度和特别小的表面部分的波纹度。
另一个特别优选的实施方案的特征在于，为了在激光辐照前平整弯曲的表面部分，则在表面部分的单位面积上由该激光束沉积的能量要依表面部分上的位置来选择。如果选用在该表面部分的单位面积上由该激光束沉积的能量要依表面部分上的位置来选择的方法，则有利的方法是该表面部分面积所经受的激光束的光功率和/或激光束的辐照直径和/或每单位时间由激光束辐照的面积和/或辐照数目均根据表面部分上的位置来选择。
由此可除去其垂直扩展的数量级通常为0.1mm-3mm的不希望有的形状偏差或至少可明显地减少。例如该激光束可多次通过要平整的区域和/或在要平整的区域紧邻光栅线行进和/或沿光栅线较慢地和/或以较大光强度行进。在激光辐照前或激光辐照期间优选对陶瓷进行测量，以确定形状偏差程度和相应所需的激光强度。这达到在表面部分上与位置相关的材料剥蚀。与采用聚焦激光辐照但无与位置相关的剥蚀率相比，可修改更大的波纹度或形状偏差。
在本发明的另一个优选实施方案中，该电陶瓷体具有颗粒结构，在该表面部分上存在有电陶瓷体的松散的颗粒和/或颗粒复合体，和/或在颗粒结构的裂纹中存在电陶瓷体的颗粒和颗粒复合体。该表面部分在施加金属化前经激光辐照以剥蚀这些颗粒和/或颗粒复合体。在压敏电阻中这种颗粒的典型线性尺寸为10μm-数百μm。
通过该表面的机械加工(例如切割、研磨或清刷)会引入缺陷，如在陶瓷体中的裂纹，特别是在最上面的颗粒层中。因此，表面部分的最上层常由松散的颗粒复合体构成，由此降低了金属化的粘附性。这种松散的或在裂纹中分布的颗粒或颗粒复合体可通过激光辐照去除，以达到在陶瓷体和金属化之间的优良的、均匀的电接触和机械接触(高的抗拉强度)。
在烧结过程中电陶瓷体以其至少一部分表面部分放置在烧结支撑板上。这时在烧结过程结束后会有烧结支撑板的组分保留在表面部分中。通过在施加金属化前用激光辐照该表面部分可有利地剥蚀掉这类烧结支撑板的组分。这样达到该表面部分的均质特性，由此消除了由这种烧结支撑板的组分引起的电特性方面的局部差别。
在施加金属化之前或之后，可为电陶瓷体至少部分施加不导电的钝化层。如果这种钝化层在施加金属化之前提供，那么部分钝化层会存在表面部分上。在这种情况下，该表面部分在施加金属化前优选经激光辐照，以剥蚀这类在表面部分上存在的钝化层部分。这就可避免由于这种钝化层部分引发的在金属化和电陶瓷体之间的大的和不均匀的接触电阻，以致在金属化和电陶瓷体之间达到均匀的电特性及小的电阻。
该电陶瓷部件可以是例如压敏电阻或高温超导部件或压电陶瓷部件或陶瓷电容器或热敏电阻或冷敏电阻或陶瓷电阻或陶瓷气体传感器。
如果该电陶瓷部件是压敏电阻并且该电陶瓷体是压敏电阻体，优选该压敏电阻体是掺杂的烧结金属氧化物陶瓷，优选是基于ZnO、SnO2、SrTiO3或TiO2，或是掺杂的碳化物陶瓷如SiC。
当该陶瓷体是压敏电阻体时，很有利的是该压敏电阻体的表面部分经激光辐照以减少该表面部分的横向可导电性的电压相关性。特别是可将激光辐照前存在的压敏电阻类的横向可导电性的电压相关性转变成(近似)欧姆特性曲线。
烧结陶瓷体的表面的电特性通常基本上与该烧结陶瓷体的体内的电特性相同。在低于压敏电阻的接通电压(击穿电压)的电压时，它呈具有大电阻的强非线性电流-电压-特性曲线。该表面部分的横向可导电性的与电压的强相关性可被减小到基本上是线性的，即具有欧姆特性曲线。在激光辐照后，存在基本上是欧姆特性的横向可导电性以代替压敏电阻类的在表面上流动的电流与所存在的电压之间的强的非线性关系(在薄的表面区域)。由此该压敏电阻具有合适的电特性和改进的可接触性。
在另一实施方案中，该电陶瓷体主要成形为圆柱形、盘形或板形，其中在该圆柱体或盘或板的两个相互平行的界面上各设置表面部分，在该两个表面部分上每一个都施加金属化。金属化的施加优选通过热喷涂进行。
在另一实施方案中，该电陶瓷体基本上是管形或圆柱形，其中在两个互相以轴向间隔开的基本上呈环状排列在管或圆柱体外表面上的表面部分上，为每一表面部分施加金属化。金属化的施加优选通过热喷涂进行。
在本发明的激光光线的应用中，它是用作在电陶瓷特别是压敏电阻陶瓷上施加金属化的预处理。具体的，通过激光束除去电陶瓷的材料。
附图简述
下面将按在附图中说明的优选实施例来详细阐明本发明的主题：
图1是本发明的压敏电阻的截面图。
图2是激光辐照前的表面部分。
图3是激光辐照后的表面部分。
图4是经激光辐照和未经激光辐照的压敏电阻表面部分的电流-电压-特性曲线。
图5是本发明的具有部分金属化表面的板形压敏电阻的截面图。
图6具有两个环状电极的管形电陶瓷的三维示图。
图中所用的标号及其含意综合于标号表中。基本上是在图中相同的或起相同作用的部分具有相同的标号。所述的实施例示例性地代表本发明的主题，并不具有限制的作用。
实施本发明的方法
图1以本发明制备的压敏电阻1作为电陶瓷部件的截面示图。该压敏电阻基本上呈圆柱形，具有压敏电阻体2。该圆柱体的顶面和底面形成表面部分5和6，其上提供有金属化3和4。未金属化的圆柱周面带有钝化层7。
该压敏1电阻优选用作在高压、中压以及低压领域的过压保护。关于压敏电阻的基本原理和其优选使用的材料例如可参看：书“Ceramic Transaction”，Vol.3，编者L.M.Levinson，AmericanCeramic Society，1988或D.R.Clarke，Varistor Ceramics，J.Am.Ceram.Soc.，82(1999)，pp 485-502。将后一出版物的全部公开内容引入本描述中。关于电陶瓷的基本原理和优选使用的材料例如可参考书：“Ceramic Materials for Electronics”，编者：Relva C.Buchanan，Electrical Engineering and Electronics/31，1986。
压敏电阻体2是烧结陶瓷，优选是基于金属氧化物，特别是ZnO的烧结陶瓷。该压敏电阻体2除含基础金属氧化物外还含有作为掺杂的其它元素，例如Bi、Sb、Co、Mn、Cr。压敏电阻体2优选是以单块形成。
金属化3、4用于压敏电阻体2的接触，并形成电极3，4。金属化3、4应具有大的载流性及与陶瓷2的低接触电阻。此外，它还具有优良的在陶瓷上的粘附性(高的抗拉强度)。该金属化3、4优选由Al、Zn、Cu、Ag或合金如黄铜制成。
金属化3、4是在表面部分5和6上施加的。在图1中表面部分5、6相应于圆柱形压敏电阻体2的顶面和底面。这些表面部分可以是较大的，并包括顶面或底面，或也可以任选是较小的，被顶面或底面所包括。在图1中，金属化3、4完全配置在表面部分5、6上。钝化层7是不导电的，优选是玻璃类、陶瓷的或聚合物。
为了制备压敏电阻1，将呈粉末状的压敏电阻陶瓷2的组分混合、压制和然后再在通常为900℃-1500℃的温度下将其放在烧结支撑板上烧结。接着可对压敏电阻陶瓷2进行粗净化，例如用刷除净化。
然后对如此制得的烧结陶瓷2的表面以激光束进行全部或优选部分辐照。在图1所示的压敏电阻1的情况下，该顶面和底面经完全激光辐照。优选是该激光束以光栅的方式通过要处理的表面。该激光辐照的参数优选为：
-光波长为600nm-14000nm，优选900nm-1200nm，特别是1064nm(Nd:YAG-激光器)或10600nm(CO2-激光器)。
-脉式光束，脉冲频率为500Hz-80kHz，优选5kHz-20kHz(cw-运行也是可以的)。
-平均激光功率为60w-200w，优选80w-200w
-辐照的面积速率：0.1cm2/s-20cm2/s，优选0.5cm2/s-4cm2/s。
优选是每个面段仅辐照一次；但也可并优选是在同一面段上辐照2次或多次。
因为用激光辐照的区域(扫描区域)是可以电子或以计算机辅助来控制的，所以也可产生复杂的几何形状和加工复杂形状的压敏电阻体。例如可实现直角形的电极和在管形或圆柱形压敏电阻体上的外表面上的电极，这些电极例如沿压敏电阻体的周面延伸(见图6实施例)。
优选采用聚焦激光束。焦距典型为10mm-800mm，优选为50mm-250mm。
图2示出经烧结的压敏电阻体2在激光辐照前的截面图。激光束L以焦点F表示。所述的表面部分5具有波纹状，这主要源自烧结支撑板的压印。这种波纹状的横向尺寸Δ的数量级通常为10μm-几毫米，纵向尺寸D的数量级通常为10μm-0.5mm。在图2中沿表面部分5(以粗线表示)波动的细线表明，经烧结的压敏电阻体表面通常还有一定的(微观的)粗糙度。
在图2中表面部分5的波纹状的平均面是以S表示。在圆柱形压敏电阻体2的顶面情况下(对比图1)该面S是平面。由于要使在压敏电阻体2中的电场均匀，通常平面形状的电极3、4是优选的，所以面S优选为平面。如果激光束L的焦点F总是以处于与面S相平行的面S’中引进，这就特别适用于减小该波纹状的纵向尺寸。该面S’优选处于面向该压敏电阻体2的体积的S面侧，其间距优选为0.1mm-2mm。通过应用聚焦激光光束，产生激光束的与深度相关的能量密度和剥蚀功率。
在烧结后会在压敏电阻体2的表面中留下烧结支撑板的组分。这种烧结支撑板的组分可通过激光辐照剥蚀。同样也可通过激光辐照从该压敏体2的表面将其它污物剥蚀掉。在激光辐照前还可有利地进行机械粗净化，例如采取刷除。
图3是经激光辐照后图2中表面部分5的放大截面图。该波纹状实际上已消除。由此产生非常均匀的电场分布和均匀的电流分布。此外，该表面5具有粗糙度。该粗糙度的横向尺寸通常为1μm-10μm数量级，纵向尺寸通常为1μm数量级。该微粗糙度使金属化在激光辐过的表面部分5上有优良的粘附性。优选产生的微粗糙度Ra为1μm-4μm，并由此等值于通常的采用蚀刻法产生的典型为1μm-1.5μm深的微观粗糙度或甚至明显优于该微粗糙度。
激光辐照主要用于压敏电阻陶瓷的预处理以进行其后的金属化。该金属化3、4优选采用喷涂法例如电弧喷涂法涂敷于表面部分5、6上。对于通过热喷涂涂敷金属层，待金属化的表面的足够粗糙度是特别重要的，因为其粘附性主要取决于机械特性，而不是或完全不是化学特性。其它的金属化方法(涂层法)如PVD、溅涂法、电化学沉积或丝网印刷也是可能的。
当然可用激光辐照一块面积，然后该面积的一部分(即表面部分5或6)经金属化。例如整个顶面或底面经激光辐照，然后仅部分提供以金属化3、4。
通过激光辐照也可改性表面部分的化学组成。用这种方法可达到金属化和被涂敷的金属之间的改进的粘附性。
在施加金属化3、4之前或之后，涂敷以钝化层7是有利的。该钝化层是一种绝缘层。如果该绝缘层7在施加金属化3、4之前涂敷，则由此在表面部分5、6上得到非导电的玻璃状的或聚合物的残余物。这种可导致电场非均匀性和电击穿的残余物可经激光辐照剥蚀。
图4示出双对数坐标的电流-电压-特性曲线，它是通过在压敏电阻体的未经激光辐照的表面部分(圆点和方块点)和经激光辐照过的表面部分(三角点和菱形点)上施加的两个电极测定的。它是电极之间施加的电压V相对于电极之间的电流I的关系。对通过方块点和通过菱形点显示的数据，其电极之间的间距为3mm。对通过圆点和通过三角点显示的测量点，其电极间距为4mm。在未经激光辐照的表面部分上测定的数据(圆点和方形点)情况下，明显看出其击穿电压为800V-1000V的压敏电阻样行为。在经激光辐照的表面部分上测定的数据(三角点和菱形点)情况下，明显看出是欧姆特性。此外，该接触电阻明显小于未经激光辐照的情况。通过激光辐照大大增加了横向可导电性。在测量的电压范围内，该电阻下降4-9个数量级。
图5用于进一步说明本发明，并表明如图1类似的压敏电阻1。为此图5是基于图1来描述。与图1中的压敏电阻不同的是在图5中的电极3、4不占有圆柱体的整个顶面或底面，而仅是其一部分，以致在表面部分5和6上各产生边界9或10。边界9和10减小了电火花放电的可能性。如果与图1所示实施例一样，该金属化3、4延伸到分离圆柱表面和顶面或底面的棱边处，则两金属化层之间在施加电压时的电火花放电比图5中有边界9、10的情况的电火花放电的可能性要大得多。
明显表明，通过激光辐照表面部分5、6发生了材料的剥蚀。边界9、10伸出表面部分5、6。在图6中金属化3和4以不同方式形成。但通常两个同样的金属化3、4是优选的。
表面部分5的金属化3是如此厚，以致凸出界面9。由此借助于至少与表面部分5近似大小的接触元件(未示出)产生较容易的可接触性。
通过激光辐照增加了金属化3在表面部分5上的粘附性。如果在金属化时会有任何金属粘附在界面9上，则其上的粘附金属明显地小于在表面部分5上的金属。由此可能沉积在边界9上的金属可易于去除，以致形成由激光辐照所定义的电极几何形状。
与表面部分5不同，在表面部分6上提供如此薄的金属化4，以致边界10突出该表面部分。由此该边界10形成(附加的)对电火花放电的阻挡。
蚀刻方法的缺点在于，将陶瓷体浸入蚀刻池，因此整个陶瓷，不仅要金属化的表面部分，而且不需金属化的表面部分均受蚀刻。这可对陶瓷的电特性有不利影响。不需金属化的表面部分在蚀刻期间的遮盖是困难的和昂贵的。激光辐照不需这种掩模。
图6示出非平面电极3、4。所示的电陶瓷部件1(例如压敏电阻1或压电陶瓷1)具有管形陶瓷体2。电极3、4排列在小管的外表面8上，并形成围绕外表面8的环形电极。借助于激光辐照可处理这种以及复杂形状的表面部分。
激光处理原则上可在空气中或也可在其它气体气氛(例如N2、H2、O2)中进行。由此，可影响被辐照表面部分的导电性和化学组成。
通过对压敏电阻体的按本发明的激光辐照，可减少或消除电陶瓷体的要金属化表面部分的不平整性或波纹度，并且可产生表面部分的微观粗糙性以及表面化学组成的改性，它可实现金属化的优良粘附性。此外，在压敏电阻陶瓷情况下，可产生至少近于欧姆导电的具有大的横向可导电性的表面，由此产生特别是近金属化层的均匀电流分布。此外，还可剥蚀掉特别是由烧结支撑板或涂敷钝化层所带来的残余物。其余的有利作用和实施方案在上面已提及。
图中的标号表
1     电陶瓷部件，压敏电阻
2     电陶瓷，电陶瓷体，压敏电阻陶瓷，压敏电阻陶瓷体
3，4  金属化，电极
5，6  表面部分
7     钝化层
8     外表面
9，10 边界
d     粗糙度的典型纵向尺寸
D     波纹度的典型纵向尺寸
δ    粗糙度的典型横向尺寸
Δ    波纹度的典型横向尺寸
F     激光辐照的焦点
L     激光光线，激光束
S，S’面

Claims (18)

1.一种用于制备电陶瓷部件(1)的方法，其中在烧结的电陶瓷体(2)的至少一个表面部分(5；6)上施加金属化(3；4)，并且在施加金属化(3；4)之前用激光光线(L)辐照该表面部分(5；6)，
其特征在于，通过激光辐照剥蚀在表面部分(5；6)中的电陶瓷(2)的材料，并且在激光辐照后，该电陶体(2)具有邻近表面部分(5；6)的边界(9)，该边界(9)不受激光光线(L)辐照或受比表面部分(5；6)少的激光光线(L)辐照。
2.权利要求1的制备方法，其特征在于，为使表面部分(5；6)粗糙化，在施加金属化(3；4)前用激光光线(L)辐照该表面部分(5；6)。
3.上述权利要求之一的制备方法，其特征在于，为了通过改性表面部分(5；6)的化学特性来改进金属化(3；4)的粘附性，在施加金属化(3；4)前用激光光线(L)辐照该表面部分(5；6)。
4.上述权利要求之一的制备方法，其特征在于，为增加表面部分(5；6)的横向可导电性，在施加金属化(3；4)之前用激光光线(L)辐照该表面部分(5；6)。
5.权利要求1或2的制备方法，其特征在于，在电陶瓷体(2)经烧结后，该表面部分(5；6)具有波纹度，并且为减少该表面部分(5；6)的波纹度，在施加金属化(3；4)前用激光光线(L)辐照该表面部分(5；6)。
6.权利要求1或2的制备方法，其特征在于，采用聚焦的激光束(L)作为激光光线(L)，为减少表面部分(5；6)的波纹度，用激光光线(L)辐照该表面部分(5；6)，并且将激光束(L)聚焦到与平均化表面部分(5；6)的波纹度的面(S)平行的面(S’)上。
7.权利要求1或2的制备方法，其特征在于，为在激光辐照前平整弯曲的表面部分(5；6)，则在表面部分(5；6)的单位面积上由激光束(L)所沉积的能量依表面部分(5，6)上的位置来选择。
8.权利要求1或2的制备方法，其特征在于，在表面部分(5；6)的单位面积上由激光束(L)所沉积的能量依表面部分(5；6)的位置来选择，其中表面部分(5；6)的部分面积所经受的激光束(L)的光功率和/或激光束(L)的辐照直径和/或每单位时间由激光束(L)辐照的面积和/或辐照次数均依据表面部分(5；6)上的位置来选择。
9.权利要求1或2的制备方法，其特征在于，电陶瓷体(2)具有颗粒结构，在表面部分(5；6)上存在有电陶瓷体(2)的松散颗粒和/或颗粒复合体和/或在颗粒结构的裂纹中存在有的电陶瓷体(2)的颗粒和/或颗粒复合体，该表面部分(5；6)在施加金属化(3；4)前经激光光线(L)辐照以剥蚀掉这些颗粒和/或颗粒复合体。
10.权利要求1或2的制备方法，其中在烧结过程中，电陶瓷体(2)至少有一部分表面部分(5；6)放置在烧结支撑板上，其特征在于，该表面部分(5；6)在施加金属化(3；4)前用激光光线(L)辐照以剥蚀在烧结后在表面部分(5；6)上所保留的烧结支撑板的组分。
11.权利要求1或2的制备方法，其中在施加金属化(3；4)之前在电陶瓷体(2)的至少部分上提供有非导电的钝化层(7)，其特征在于，该表面部分(5；6)在施加金属化(3；4)之前用激光光线(L)辐照以剥蚀掉在表面部分(5；6)上存在的钝化层(7)的部分。
12.权利要求1或2的制备方法，其特征在于，电陶瓷部件(1)-是压敏电阻(1)或高温超导部件或压电陶瓷部件或陶瓷电容器或热敏电阻或冷敏电阻或陶瓷电阻或陶瓷气体传感器。
13.权利要求1或2的制备方法，其特征在于，电陶瓷部件(1)是压敏电阻(1)，电陶瓷体(2)是压敏电阻体(2)，压敏电阻体(2)是掺杂的烧结金属氧化物陶瓷(2)。
14.权利要求13的制备方法，其特征在于，压敏电阻体(2)是基于ZnO、SnO2、SrTiO3或TiO2的金属氧化物陶瓷(2)，或是掺杂的碳化物陶瓷。
15.权利要求1或2的制备方法，其特征在于，电陶瓷件(1)是压敏电阻(1)，电陶瓷体(2)是压敏电阻体(2)，表面部分(5；6)在施加金属化(3；4)前经激光光线(L)辐照以减小表面部分(5；6)的横向可导电性的电压相关性。
16.权利要求15的制备方法，其特征在于，表面部分(5；6)在施加金属化(3；4)前用激光光线(L)辐照以产生表面部分(5；6)的横向可导电性的欧姆特性曲线。
17.权利要求1或2的制备方法，其特征在于，电陶瓷体(2)基本是圆柱形、盘形或板形，其中在圆柱或盘或板的两个相互平行的界面上各设置一个表面部分(5；6)，在该两个表面部分(5；6)上通过热喷涂施加金属化(3；4)，或电陶瓷体(2)基本上是管形或圆柱形，其中在两个相互以轴向间隔开的基本呈环状排列在管或圆柱体外表面(8)上的表面部分(5，6)上通过热喷涂施加金属化(3；4)。
18.激光束(L)在电陶瓷(2)上施加金属化(3；4)时用作预处理的应用，其特征在于，通过激光辐照除去电陶瓷(2)的材料。
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