CN1070533A - 一种正温度系数半导体陶瓷电极的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种陶瓷电极的制造方法，即提供了
一种正温度系数半导体陶瓷电极的制造方法。其主
要特征在于采用火焰喷涂的方法，把金属或合金在高
温略带还原性气氛下雾化并直接喷涂在PTCR陶瓷
片的表面。本发明具有方法简单、易于实施且降低产
品成本等优点。
Description
本发明涉及一种电极的制造方法，即提供了一种正温度系数半导体陶瓷电极的制造方法。
正温度系数半导体陶瓷，即PTCR材料，由于其独特的恒温性，已被做成带有电极的新型电热元件，在许多的技术领域，特别是家用电器领域得到了广泛的应用，如家用驱蚊器、烘手取暖炉、电冰箱去霜器等。但是，这种半导体陶瓷材料由于氧分子与其表面有很强的化学吸附，通常在电极与基片间产生很大的接触电阻（比陶瓷实际电阻大一个数量级），这种接触电阻会使得元件的工作状态不稳定也给检验代来困难。因此制成具有良好的欧姆接触的电极是重要的问题。目前常采用下述方法：首先在PTCR材料上化学镀一层镍，再在镀好镍的胚片上冷涂银浆。这种方法制造的电极虽然消除了接触电阻，导电性能良好，但是工艺复杂、耗时、耗能，成本也较高。另外，由于镀镍过程中，有一部分镍渗入到PTCR材料的缝隙中，产生了旁路电阻，而使得元件的正温度系数下降。还有一种与本发明较为接近的方法，即用电弧喷涂法把熔融的金属细小液滴用压缩气体喷镀到PTCR材料表面上的方法。使用这种方法制造电极，通常选用熔点较低的合金如Al，In，Zn，Cu-Zn，Cu等，压缩气体中应含有一定成分的氧且空气压力在2kg/cm2以上。使用这种方法所需的设备庞大笨重，特别是需要强大的空气压缩设备，耗费电力。
本发明的目的在于提供一种简单、节能且能保证元件性能的电极制造方法，即提供了一种正温度系数半导体陶瓷电极的制造方法。
本发明的主要内容是：采用火焰喷涂的方法把金属或合金如：铝、铜、铜锌合金、镍铜合金、铜银合金等在高温且略带还原性气氛下雾化，并直接喷涂到PTCR陶瓷的表面。本方法之所以能使电极与PTCR材料之间形成良好的欧姆接触，其原因在于：燃气燃烧产生了2000℃以上的高温，并且燃气调成了略带还原性气氛，当这种略带还原性的气流瞬间冲击PTCR材料的表面时，材料表面上附着的带负电荷的氧离子被还原中和，并被驱赶掉，熔化了的金属将随之牢牢地粘附在基片的表面上，形成良好的欧姆接触。具体的工艺过程如下：
1、把陶瓷胚片需要作电极的表面用砂纸磨光进行表面处理。
2、把表面处理后的胚片放入依胚片形状及电极形状制成的模具中。
3、使用火焰喷枪，把火焰调整成略带还原性气氛，喷枪旋转在距表面一定范围的距离内，把金属或合金雾化，直接喷涂在陶瓷的表面上。
4、待胚片冷却后，翻过来喷涂另一面。
需要注意的是，燃气的含氧量应限制在一定范围内，燃气与氧气量的比（用气压表度量）以1∶4～5.4为宜，当氧气量小于上述范围时，由于燃气具有强还原性将破坏PTCR材料表面的电子状态，使元件丧失正温度系数的特性，当氧气量大于这个范围时，将不可能去除材料表面的氧，从而元件有很大的接触电阻，不能形成欧姆接触。另外，枪口与陶瓷间的距离也有一定限制，当距离小于100mm时，压力过高可能使瓷片产生裂纹，当距离大于300mm时，熔融金属飞行时间过长，金属液滴表面的氧化膜变厚。用本方法制得的电热元件，接触电阻可降低到仅有PTCR陶瓷材料实际电阻的20%，电压电流特性关系基本线性，不影响元件的检验和使用。下面详述由本发明提供的实施例。
实施例1
将一φ15.5毫米，厚2.5毫米PTCR陶瓷基片表面进行处理，置入模具中。点燃火焰喷丝枪，调整火焰使氧气为0.2MPa，乙炔为0.05MPa，使枪口与基片距离200厘米，将纯度为99.9%的铝丝雾化，喷涂在陶瓷片上，厚约0.05毫米，冷却后由模具取出，再喷涂另一面。用万用表测量结果电阻为500Ω，经热处理后电阻降到400Ω。
实施例2
将一长方形20×10mm的PTCR陶瓷基片，表面处理后置入模具中，点燃火焰喷粉枪，调整火焰气氛，使乙炔的量为0.15MPa，氧气量为0.8MPa，枪口置于基片150～200cmm处，将纯度为99.97%的铜粉喷涂在陶瓷片上厚约0.1mm。冷却后取出，再喷涂另一面。用万用表测量电阻为550Ω经热处理后，电阻降到420Ω。
综上所述，本发明具有使用设备简单，方法简单易于实施的特点，可大大降低元件成本。
Claims (3)
1、一种正温度系数半导体陶瓷电极的制造方法，其特征在于采用火焰喷涂的方法，把金属或合金，如铝、铜、铜锌合金、铜银合金等，在高温且略带还原性气氛下雾化，并直接喷涂到陶瓷的表面。
2、按权利要求1所述电极制造方法，其特征在于燃气与氧气的比在1∶4～5.4的范围内为宜。
3、按权利要求1、2所述的电极制造方法，其特征在于熔射距离在100～300mm之间为宜。
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|---|---|---|---|
| CN91106239A CN1032838C (zh) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 一种正温度系数半导体陶瓷电极的制造方法 |
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| CN (1) | CN1032838C (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104392816A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-03-04 | 汕头市鸿志电子有限公司 | 一种内电极的电弧喷涂工艺 |
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1991
- 1991-09-13 CN CN91106239A patent/CN1032838C/zh not_active Expired - Fee Related
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