[发明专利]一种高能量耐量ZnO压敏电阻片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及ZnO压敏电阻器及其制造方法，特别涉及一种免包封、能够耐受高脉冲能量密度的ZnO压敏电阻片及其制造方法。

背景技术

ZnO压敏电阻器已大量用于电力电子线路中吸收或抑制异常过电压，保护电力电子设备免遭破坏。

通常制造ZnO压敏电阻器的方法是：制造ZnO压敏陶瓷片，在ZnO压敏陶瓷片两面制备金属电极，得到具备电压非线性特性的ZnO压敏电阻片；然后在ZnO压敏电阻片的两个金属电极上焊接引出线，采用环氧树脂包封ZnO压敏电阻片本体而制成ZnO压敏电阻器。

ZnO压敏电阻器需要承受脉冲电压或脉冲电流，采用现有ZnO压敏电阻片制造ZnO压敏电阻器时如果不采用有机材料包封，承受脉冲电压或脉冲电流冲击试验时ZnO压敏电阻片电极边缘和侧面会发生飞弧或闪络。采用树脂类有机包封材料将ZnO压敏电阻片包封，可以阻止飞弧或闪络。但是由于ZnO压敏电阻器经过多次脉冲冲击后，吸收电能转变成热能，ZnO压敏电阻器内部剧烈升温，有机包封材料膨胀导致包封层与ZnO压敏电阻片之间形成间隙，再次对该ZnO压敏电阻器施加脉冲冲击试验时，间隙处将发生飞弧或闪络，导致包封层开裂、脱落，甚至导致ZnO压敏电阻器整体碎裂。

发明内容

为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供一种高能量耐量的ZnO压敏电阻片制备方法，所制备的ZnO压敏电阻片，即使不采用有机材料包封，在承受脉冲电流时，其边缘和侧面也不会发生飞弧或闪络，可靠性高。

本发明还提供一种高能量耐量ZnO压敏电阻片，即使不采用有机材料包封，其边缘和侧面也不会发生飞弧或闪络，若将本发明ZnO压敏电阻片结合环氧树脂包封工艺制备成压敏电阻器，经过多次脉冲电流使其温度上升，即使外包封环氧树脂与压敏陶瓷片本体之间产生间隙，也不会因此导致压敏电阻片边缘和侧面飞弧或闪络，产品可靠性高。

本发明高能量耐量ZnO压敏电阻片制备方法，包括以下步骤：

S1、制作ZnO压敏陶瓷片；

S2、在ZnO压敏陶瓷片的两面印刷银电极浆料，然后进行烧结形成银电极，获得两面有银电极的ZnO压敏银片；

S3、在ZnO压敏银片的两面银电极的边缘制备一层环形绝缘材料，制成覆盖绝缘材料的ZnO压敏电阻片；环形绝缘材料的宽度覆盖银电极边缘线内外各不少于0.5mm；环形绝缘覆盖材料外环最大可达到ZnO压敏陶瓷片的边缘。

优选地，步骤S3采用无机玻璃材料制备绝缘材料时，在ZnO压敏银片的两面银电极边缘印刷无机玻璃浆料，烤干后，烧结玻璃材料，获得覆盖无机玻璃材料的ZnO压敏电阻片；无机玻璃材料的烧结温度比步骤S2中银电极的烧结温度至少低20度。

优选地，步骤S3选用热固化树脂作为有机高分子材料制备绝缘材料，在ZnO压敏银片的两面银电极边缘印刷热固化树脂并进行烤干，获得覆盖热固化树脂的ZnO压敏电阻片。

优选地，步骤S3选用光固化树脂作为有机高分子材料制备绝缘材料，在ZnO压敏银片的两面银电极边缘印刷光固化树脂并经紫外光固化，获得覆盖光固化树脂的ZnO压敏电阻片。

本发明高能量耐量ZnO压敏电阻片，包括单层压敏陶瓷片、印制在压敏陶瓷片两面的银电极以及绝缘材料；所述绝缘材料覆盖在一面银电极的边缘上，且绝缘材料的宽度覆盖银电极边缘线内外各不少于0.5mm。

现有技术制备的ZnO压敏电阻片，焊接引线后如果不采用有机材料包封，对其施加脉冲电流时，由于银电极边缘电场强度大于内部，并且暴露在空气中的半导性ZnO陶瓷表面容易在高电场下发生电离，因此承受大电流脉冲时，ZnO压敏电阻片边缘和侧面会发生飞弧闪络现象。采用本发明方法，银电极边缘覆盖一层紧密结合的绝缘材料，使得在承受脉冲时电场强度较为集中的银电极边缘与空气隔绝，银电极边缘到容易发生表面电离的半导性ZnO陶瓷表面至少有0.5mm的距离，覆盖有绝缘材料的ZnO陶瓷表面电击穿强度比暴露在空气中的ZnO陶瓷表面电击穿强度大得多。