PDF《氧 化锌 压敏电阻 器 的失效 模式》

1 与电极层相关 的失效 由于金 属银 具有 很好 的导电性 和 导热性 ,Z n O压敏电阻器 的 电极 层是银 ,对银 电极 层 的基本 要求 : (

1 )银 电极 层 的方 阻≤5 m 口 ,这个 电阻包括 电极层 的本 体 电阻和 电极 层与电阻体 的接触 电阻两部 分;

(2)银层对陶瓷表面的附着力≥3

4 3 N/ c m ;

(

3 )银 电极 层与 引线 ( 引片 )的可焊 性好;

(4)银电极层的制备工艺不会破坏 电阻体的技术 性能.银电极层 的 电阻值 高 ,大 电流 冲击 时,电阻体表 收稿日期 :2

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5 .

0 6 .

1 8 通讯作者 : 王茂华 作者简介;

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1 9

6 7 - -) , 江西玉山人, 博士, 从事电子材料的研究开发和生产. T e l : (

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E - m a i h w m h

2 ( X ) O @s j t u . e d u . c n . 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 9期 王茂华等:氧化锌压敏电阻器的失效模式 面在极短的时间里,将会产生高热,引起环氧树脂包 封层 开裂 ,引线周围银层烧蚀 ,严重时电阻体炸裂, 从而导致 Z n O 压敏电阻器 的失 效 ,根据 实 验测 试结果,以20I13//1的压敏 电阻片为例 ,若银电极层的方 阻为

8 mD J 口, 则极限通流 量为5-6k A, 要达 到10kA的通 流量,方 阻应 为3mDJ口.因此 ,在实 际 生产 中,为避免 以上电阻体的失效,增大通流能力,可采用两 次印银 一次烧 银 ,增 大烧 银后 银层 的厚度 ,减 少银 电极层的方阻 . 电极层与 电阻体 的结 合强度 低 ,也 就 是银层 附着 力差,当不大 的外 力作 用 ,或温 度 突变 引起 机械 应力时, 都会 引起 电极 层与 电阻体 的分 离而造 成 开路 失效 . 附着力 受很 多 因素影 响:(

1 )银粉 的粒度 和 形状 .银 粉的颗粒越细 ,并且是球形的,银层的附着力越大, 一 般要求银粉粒径为

0 -

3 p m 以下.(

2 )银浆配方及 生 产工艺.银浆要达到一定要求的细度和混合均匀度 , 增加银电极层的附着力 .为了使银层与电阻基体牢固 结合,需在银浆中加入适量的熔剂 ,这种熔剂能在较 低 的温度 下与 基体 反应 ,形成 良好 的 中间过 渡层 ,增 加银 层与 电阻体 结合强 度,但同时会 增 大银 层 的方 阻,降低可焊性,因此应根据实际生产确定最佳熔剂加入 量;

(

3 )烧银 温度 和时间. 因为在 烧银 过程 中,银层 还原不足 ,银层电阻增大,同时也 降低银层与基体表 面 的结合 强度 ,易产生 与 电极层 相关的失 效现象 , 生 产中应根据银浆和瓷料 的具体配方 ,确定适宜的烧银 曲线 .

2 平均功率过应 力失效 以往 无论 是压 敏 电阻 的生产 厂还 是用 户 ,往往 过 分强 调通流 指标,而对 平均 功 率和 热 阻这 两 个指 标却 重视 不够 ,结 果导 致使 用不 当 ,失 效概率 增大 . 例如

3 4mm~

3 4I

1 3 / /

1 方形 S P D用 电阻片承 受8/20s冲击电流 时 ,若冲 击 没有热 量 累积效 应 ,则 经过

3 0 次20kA冲击,压敏 电压变化率仍不超过

5 %,但按 照IEC6

1 6

4 3 - - 1的规定 ,以20kA作为标 称放 电电流 进行动作负载试验时却烧坏了,原因在于同组试验的 两次冲击间隔只有

1 m i n ,有热累积效应 .若压敏 电压U1 =6

2 0 V, , D :2

0 k A 下 的残 压比R.=2 .

8 ,则平 均 功率 P

0 为: P

0 =R p ・ Ul ・ , p *

2 0 *