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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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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