表面具有絕緣層的過(guò)電壓保護(hù)元件和其制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種過(guò)電壓保護(hù)元件，其包括一過(guò)電壓保護(hù)元件主體和一含鐵絕緣層，所述含鐵絕緣層位于所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的表面，用來(lái)在電鍍外電極過(guò)程中保護(hù)所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體。本發(fā)明專利技術(shù)也涉及所述過(guò)電壓保護(hù)元件的制造方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種過(guò)電壓保護(hù)元件和其制造方法，特別是一種在過(guò)電壓保護(hù)元件主體表面上形成含鐵絕緣層以在電鍍外電極過(guò)程中保護(hù)所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的方法。
技術(shù)介紹
為因應(yīng)現(xiàn)今電子相關(guān)產(chǎn)品輕、薄、短、小的需要，集成電路元件被大量采用，為了保護(hù)這些集成電路元件不受突波的損壞，必須采用可在數(shù)伏特的低電壓下工作的過(guò)電壓保護(hù)元件(over-voltage protecting device)，例如變阻器(varistor)，因此低電壓應(yīng)用的積層晶片型變阻器逐漸受到重視。利用積層技術(shù)制作變阻元件除了有減少體積和方便表面粘著技術(shù)應(yīng)用外，并且可精確維持在數(shù)伏特到數(shù)十伏特的低壓范圍內(nèi)。現(xiàn)有變阻器中氧化鋅系統(tǒng)變阻器被最廣泛地應(yīng)用。中國(guó)臺(tái)灣公告第231357號(hào)專利揭示一種氧化鋅變阻器，其中除了使用至少90摩爾％的氧化鋅外，同時(shí)添加了0.001到2.0摩爾％的氧化鎂和0.005到1.0重量％的稀土元素氧化物，從而降低變阻器的漏電流情形。中國(guó)臺(tái)灣公告第543043號(hào)專利揭露一種以氧化鋅為主成分的變阻器并在所述變阻器的表面上形成具有優(yōu)選耐堿性或耐酸性的析出膜。此外，美國(guó)專利第6,146,552號(hào)也揭露一種氧化鋅陶瓷變阻器，其是在氧化鋅材料粉末中添加由氧化鉍、氧化鈦和氧化銻所組成的合成粉末以增進(jìn)變阻器的電特性和可靠性。在常規(guī)氧化鋅變阻器的制程中，為了利用電鍍方式制作外電極，首先必須保護(hù)氧化鋅變阻器主體，以防止所述氧化鋅變阻器主體與其上的外電極同時(shí)被電鍍。美國(guó)專利第5,614,074和5,757,263號(hào)揭示保護(hù)氧化鋅變阻器主體的技術(shù)，其首先將所述氧化鋅變阻器主體浸置在一磷酸根溶液中，以形成一磷酸鋅覆膜保護(hù)所述氧化鋅變阻器主體，之后，所述磷酸鋅覆膜再經(jīng)由熱處理(通常為600℃到800℃)來(lái)強(qiáng)化所述磷酸鋅覆膜結(jié)構(gòu)，以利于保護(hù)所述氧化鋅變阻器主體在電鍍過(guò)程中免于鍍上金屬，如鎳或錫。上述常規(guī)覆膜方式的缺點(diǎn)為，在電鍍過(guò)程中，由于所述氧化鋅變阻器主體必須置于酸性電鍍液中，而所述磷酸鋅覆膜在酸性電鍍液中被電鍍液腐蝕較快，以至于無(wú)法有效保護(hù)所述氧化鋅變阻器主體而造成電鍍蔓延現(xiàn)象，使所述氧化鋅變阻器功能惡化或喪失。因此，本案專利技術(shù)人開(kāi)發(fā)一種新穎的過(guò)電壓保護(hù)元件和其制造方法，以解決上述問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的主要目的在于提供一種過(guò)電壓保護(hù)元件的制造方法，其是在電鍍外電極之前，先在過(guò)電壓保護(hù)元件主體表面上形成一含鐵絕緣層以保護(hù)所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體不被電鍍液腐蝕。本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種過(guò)電壓保護(hù)元件的制造方法，其是在電鍍外電極之前，并在過(guò)電壓保護(hù)元件主體表面上形成一磷酸鋅絕緣層之后，通過(guò)添加鐵離子以取代部分磷酸鋅中的鋅離子而形成一磷酸鋅鐵絕緣層，再在約600℃到900℃經(jīng)由熱處理以強(qiáng)化磷酸鋅鐵的結(jié)晶性，以保護(hù)所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體不被電鍍液腐蝕，從而改善常規(guī)磷酸鋅絕緣層抗酸腐蝕性不足的缺點(diǎn)。此外，相對(duì)于其他制作覆膜的方法，本專利技術(shù)的磷酸鋅鐵覆膜可以達(dá)到剛好100％覆蓋過(guò)電壓保護(hù)元件主體，而不會(huì)發(fā)生常規(guī)覆膜方法不是覆蓋不足就是覆蓋過(guò)多的情形。因此，應(yīng)用于過(guò)電壓保護(hù)元件(如變阻器)組排時(shí)，本專利技術(shù)可達(dá)到更好的保護(hù)效果。本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種過(guò)電壓保護(hù)元件的制造方法，其是在電鍍外電極之前，在過(guò)電壓保護(hù)元件主體表面上印刷一氧化物膏(oxidepaste)，其中所述氧化物膏至少包含磷氧化物和鐵氧化物，之后再加熱所述氧化物膏，以形成一絕緣層。本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種過(guò)電壓保護(hù)元件的制造方法，其是分別在氧化鋅陶瓷薄帶所堆疊成的堆疊體的頂面和底面上設(shè)置一絕緣層薄帶，或是將所述絕緣層薄帶插入所述氧化鋅陶瓷薄帶之間，之后再將所述絕緣層薄帶和氧化鋅陶瓷薄帶一起燒結(jié)。所述絕緣層薄帶可以在接續(xù)的電鍍制程中保護(hù)所述氧化鋅陶瓷薄帶。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)涉及一種過(guò)電壓保護(hù)元件(例如一變阻器)的制造方法，其是在電鍍外電極之前，先在過(guò)電壓保護(hù)元件主體表面上形成一含鐵絕緣層以保護(hù)所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體在電鍍外電極過(guò)程中不被電鍍液腐蝕和被電鍍。本文所述的“鐵離子”可為任何技術(shù)中常規(guī)的鐵離子，其包括(但不限于)Fe2+和Fe3+。本文所述的“過(guò)電壓保護(hù)元件主體”為含鋅的過(guò)電壓保護(hù)元件，其優(yōu)選由復(fù)數(shù)個(gè)表面上具有內(nèi)電極的氧化鋅陶瓷薄帶所堆疊和燒結(jié)而成。本專利技術(shù)的過(guò)電壓保護(hù)元件主體可以任何技術(shù)中的常規(guī)方式制造，例如，所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的制造步驟如下(1)提供復(fù)數(shù)個(gè)氧化鋅陶瓷薄帶；(2)印刷內(nèi)電極；(3)堆疊所述氧化鋅陶瓷薄帶以形成一堆疊體；和(4)燒結(jié)所述堆疊體以形成所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體，所述制造步驟優(yōu)選地可作下列變化，步驟(1)還包括提供至少一絕緣層薄帶，所述絕緣層薄帶的材質(zhì)不同于所述氧化鋅陶瓷薄帶，且步驟(3)為堆疊所述氧化鋅陶瓷薄帶和所述絕緣層薄帶以形成一堆疊體。其中所述內(nèi)電極可印刷于所述氧化鋅陶瓷薄帶上或可印刷于所述絕緣層薄帶上。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體包括至少90摩爾％的氧化鋅和至多10摩爾％的添加劑，其中所述添加劑包含金屬氧化物和其混合物，所述金屬氧化物的金屬選自由鉻、錳、鈷、銻、鋁及鉍所組成的群組。本文所述的“過(guò)電壓保護(hù)元件主體的表面”包括所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的頂面、底面和兩個(gè)側(cè)面，但不包括其兩個(gè)端面，其中所述頂面和底面的方向與所述氧化鋅陶瓷薄帶堆疊方向相同，所述兩個(gè)端面用來(lái)形成外電極，所述兩個(gè)側(cè)面相對(duì)于所述兩個(gè)端面。所述過(guò)電壓保護(hù)元件的制造方法有下述幾種。第一實(shí)施例包括以下步驟(a)提供一過(guò)電壓保護(hù)元件主體；(b)分別在所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的兩個(gè)端面形成一外電極；(c)將所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體浸在一磷酸鹽溶液中，以在所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的表面上形成一磷酸鋅的絕緣層(d)將鐵離子添加到所述磷酸鹽溶液中，使所述絕緣層包含磷酸鐵；和(e)電鍍所述外電極。如前文所述，本實(shí)施例的過(guò)電壓保護(hù)元件主體可以任何技術(shù)中的常規(guī)方式制造，特定地說(shuō)，其中所用的磷酸鹽溶液和鐵離子來(lái)源在任何技術(shù)中可是已知的。本實(shí)施例的特點(diǎn)在于絕緣層的產(chǎn)生方式，其為先以常規(guī)方法形成一磷酸鋅絕緣層，之后再以鐵離子(例如Fe2+，來(lái)自硫酸鐵(FeSO4))部份取代所述磷酸鋅絕緣層的鋅離子，而形成一新的磷酸鋅鐵絕緣層。然而可以理解的是，上述步驟(c)和(d)的順序是可以互相對(duì)調(diào)的，即，可以將鐵離子先添加到一磷酸鹽溶液后(步驟(d))，再將所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體浸于所述含鐵的磷酸鹽溶液中(步驟(c))，以生成磷酸鋅鐵絕緣層。之后，再經(jīng)由在約600℃到約900℃，優(yōu)選為約700℃到約850℃，熱處理以強(qiáng)化磷酸鐵與磷酸鋅的結(jié)晶性，以保護(hù)所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體不被電鍍液腐蝕，從而改善常規(guī)絕緣層只有磷酸鋅成分而抗酸腐蝕性不足的缺點(diǎn)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在這個(gè)實(shí)施例的另一方面，所述鐵離子也可以全部取代所述磷酸鋅絕緣層的鋅離子，而形成一新的磷酸鐵絕緣層。在一優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(c)的反應(yīng)式如下 所產(chǎn)生的磷酸鋅為Zn3(PO4)2。步驟(d)的反應(yīng)式如下 所產(chǎn)生的磷酸鐵為Fe3(PO4)2。可以理解的是，可以利用此項(xiàng)技術(shù)中已知的其他方式產(chǎn)生FeHPO4的磷酸鐵。優(yōu)選地，所述外電極為銀電極，所述步驟(d)之后還包括一在約600℃到約900℃，優(yōu)選為約600℃到850℃下熱處理所述絕緣層的步驟本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種過(guò)電壓保護(hù)元件的制造方法，其特征在于，在電鍍外電極之前先在所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的表面上形成一含鐵絕緣層。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種過(guò)電壓保護(hù)元件的制造方法，其特征在于，在電鍍外電極之前先在所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的表面上形成一含鐵絕緣層。2.一種過(guò)電壓保護(hù)元件的制造方法，其包括以下步驟(a)提供一過(guò)電壓保護(hù)元件主體；(b)分別在所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的兩個(gè)端面形成一外電極；(c)將所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體浸在一磷酸鹽溶液中，以在所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的表面上形成一磷酸鋅的絕緣層；(d)將鐵離子添加到所述磷酸鹽溶液中，使所述絕緣層包含磷酸鐵；和(e)電鍍所述外電極。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體包括至少90摩爾％的氧化鋅和至多10摩爾％的添加劑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述添加劑包含金屬氧化物和其混合物，所述金屬氧化物的金屬選自由鉻、錳、鈷、銻、鋁和鉍所組成的群組。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述磷酸鐵選自由Fe3(PO4)2、FeHPO4和其混合物所組成的群組。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述步驟(d)中的絕緣層為一磷酸鐵層。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述步驟(d)中的絕緣層包含磷酸鐵和磷酸鋅。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述步驟(e)為電鍍鎳和錫。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述步驟(d)之后還包括一在約600℃到約900℃下熱處理所述絕緣層的步驟。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述步驟(a)包括(a1)提供復(fù)數(shù)個(gè)氧化鋅陶瓷薄帶；(a2)印刷內(nèi)電極；(a3)堆疊所述氧化鋅陶瓷薄帶以形成一堆疊體；和(a4)燒結(jié)所述堆疊體以形成所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述步驟(a1)還包括一提供至少一絕緣層薄帶的步驟，其中所述絕緣層薄帶的材質(zhì)不同于所述氧化鋅陶瓷薄帶，且所述步驟(a3)堆疊所述氧化鋅陶瓷薄帶和所述絕緣層薄帶。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述步驟(a3)為先堆疊所述氧化鋅陶瓷薄帶，再將所述絕緣層薄帶置于所述堆疊后的氧化鋅陶瓷薄帶的頂面和底面。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在所述步驟(a3)中，將所述絕緣層薄帶插入所述氧化鋅陶瓷薄帶之間。14.一種過(guò)電壓保護(hù)元件的制造方法，其包括以下步驟(a)提供一過(guò)電壓保護(hù)元件主體；(b)分別在所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的兩個(gè)端面形成一外電極；(c)將所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體浸在一磷酸鹽溶液中，其中所述磷酸鹽溶液至少包含磷酸根離子和鐵離子；(d)在所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體的表面上形成磷酸鋅鐵析出物；(e)加熱所述磷酸鋅鐵析出物以形成一絕緣層；和(f)電鍍所述外電極。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體包括至少90摩爾％的氧化鋅和至多10摩爾％的添加劑。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述添加劑包含金屬氧化物和其混合物，所述金屬氧化物的金屬選自由鉻、錳、鈷、銻、鋁和鉍所組成的群組。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述絕緣層選自由[(Zn1-x，F(xiàn)ex)3(PO4)2]、[(Zn1-x，F(xiàn)ex)HPO4]和其混合物所組成的群組。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述步驟(f)為電鍍鎳和錫。19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述步驟(a)包括(a1)提供復(fù)數(shù)個(gè)氧化鋅陶瓷薄帶；(a2)印刷內(nèi)電極；(a3)堆疊所述氧化鋅陶瓷薄帶以形成一堆疊體；和(a4)燒結(jié)所述堆疊體以形成所述過(guò)電壓保護(hù)元件主體。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述步驟(a1)還包括一提供至少一絕緣層薄帶的步驟，其中所述絕緣層薄帶的材質(zhì)不同于所述氧化鋅陶瓷薄帶，且所述步驟(a3)為堆疊所述氧化鋅陶瓷薄帶和所述絕緣層薄帶。21.根據(jù)權(quán)利要求20...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李文熙，蘇哲儀，吳文正，詹菊招，林世彬，黃國(guó)禎，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)巨股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：71[中國(guó)|臺(tái)灣]