PDF《氧 化锌 压敏电阻 器 的失效 模式》

第 9期

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0 5年 9月 电子元件与材料ELECTRoNl C C0M P

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M A I .

ERI ALS V_ o J .

2 4 No.

9 S e p .

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05 氧 化锌压敏 电阻器 的失效模式 王茂华 ,胡克鳌 ,张南法 (

1 .上海 交通 大学金属基 复合材料 国家重点 实验 室,上海

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3 0 ;

2 .常 州市创捷 防雷电子有 限公 司 ,江苏 常州213O16) 摘要 :在生产和应 用中 ,氧化锌压敏 电阻器经 常出现 的几种失效模式为:与 电极层相 关的失效 ,平均功率过应 力 失效与受潮失效 .通 过对 这些失效现 象的进一 步分析和研究 ,掌握 了产生这些现 象的机理和规律 ,并 可以增加压敏 电 阻的电极层厚度 ,降低 其电阻;

对于

3 4 mm x

3 4 mm 的SPD用 电阻片,可用 , n 为15kA作 为标称放 电电流;

受潮失效 后 的压敏 电阻,不会导致 电路 故障 ,通过侧 面绝缘处理 ,可防止受潮失效. 关键词 :无机 非金属材料 ;

Z n O压敏 电阻;

失效模 式;

机理 '

中图分类号 : T N3

0 6 文献标识码 : A 文章编号 :

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0 1 .

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0 3 Fa i l ur e M o de s o f ZnO. ba s e d va r i s t o r W ANG M ao . hua , HU Ke . ao , ZHANG Na n. f a

2 (

1 . S t a t e K e y L a b o f MMC s , S h a n g h a i J i a o t o n g Un i v e r s i t y S h a n g h a i

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3 0 , C h i n a :2 . C h a n g z h o u C h u a n g j i e L i g h t n i n g P r o t e c t i o n Co . , L t d , Ch a n g z h o u

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3 0

1 6 , Ch i n a ) Ab s t r a c t :S t u d i e d we r e s e v e r a i f a i l u r e mo d e s f r e q u e n t l y o c c u r r i n g i n t h e p r o d u c t i o n a n d a p p l i c a t i o n o f z i n c o x i d e v a r i s t o r s ,i n c l u di ng e l e c t r o de ― r e l at e d f a i l u r e s ,a ve r a g e p o we r d i s s i pa t i o n ov e r st r e s s f a i l ur e s , mo i s t u r e d e gr a d a t i on.The e x pe r ime nt s di s c ov e r t he c ha r a c t e r is t i c s a n d mec ha ni s m of t he a bo ve ― me n t i on e d f a i l ur e mo de s ,a nd t h e e l e c t r od e'

S r e s i s t e nc e o f va r i s t or s c a n b e d e c r e a s e d by i nc r e a s i n g i t s t hi c kn e s s ;

f o r t h e va r is t or s us e d i n s ur ge pr o t e c t i v e de vi c e s , l n =1

5 kA C a n b e t a ke n f or t he s t a n d a r d i mpul s e c u r r en t ;

t he mo i s t u r e de g r a da t i o n of v a r is t o r s c a n n ot g i ve r i s e t o t he e l e c t r ic al c i r c ui t f a i l u r e, a n d t he moi s t u r e d e gr a d at i o n o f v a r is t o r s c a n be p r e ve n t e d by i ns u l a t i o n t r ea t me nt i n t h e s i de . Ke y wo r d s : i n o r g a n i c n o n ― me t a l l i c ma t e r i a l s ;

Z n O v a r i s t o r ;

f a i l u r e mo d e s ;

me c h a n i s m Z n O压敏 电阻器是一 种陶瓷 半导体器 件,用于保护 线路免遭暂态过 电压的损害.自从

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6 8年 日本松下公 司开发出 Z n O 压敏电阻器 ,进入 工业化生产 以来 ,已有30多年的历史.由于其造价低廉 ,制作方便 ,且有 非线 性系数大 ,残 压低 ,响应时 间快 ,漏流小 等优 良性 能 ,故在通信 、电力 、家电、工业控 制等领域 得到 了广 泛 的应 用 .随着 电子信 息技术 的不断发展 , 对过电压 的 保护 需要更加迫 切,所以在生 产和使用过程 中 ,必须提 高产品的可靠性, 避免失效现象的产生,因此研究 Z n O 压敏电阻器的失效模式,掌握其失效规律,从生产技术 和应用技术两方面来降低压敏电阻器在使用中的失效 概率,有着重要的经济和工程技术意义 . 已往的文献资料,对 电阻体在 电应力作用下的老 化失 效研 究得 比较 多,对其它 失 效现 象,则很少 涉及 , 笔者论述了实际生产中经常出现的三种失效模式,并 介绍了实验研究的结果.