热敏电阻局部化学镀铜制备良好欧姆接触电极及性能研究

论文摘要

随着电子信息技术的迅猛发展，电子元件的微型化、集成化及高可靠性已经成为信息产业的主要趋势。因此，正温度系数钛酸钡基陶瓷热敏电阻元件的趋势则是小型化、片式化、低阻化和高可靠性。陶瓷基PTC材料作为电子元件，需要在其表面敷设一层金属。制备半导体欧姆接触电极的方法有很多，如烧渗银、化学镀镍、烧渗Al-Ag浆等。迄今为止，上述所提到的方法制备的陶瓷热敏电阻成本高，经济效益低。然而，一种新的局部表面化学镀铜法应用于钛酸钡基片式材料表面进行铜镀层的沉积，可进一步降低成本，并提高电子元件性能。镀层的性能研究结果表明：镀层与陶瓷基体之间有着良好的结合力，电极的电阻、抗拉力、耐电压性能、耐湿性能和焊接性能均满足工业生产的要求。同时利用X-射线衍射技术（XRD）对未涂覆浆料的陶瓷基体表面和制成的陶瓷热敏电阻元件的结构进行了表征。利用原子力显微镜（AFM）对电极制备过程中的表面形貌进行了研究。我们所发明的工艺用来制备的欧姆接触电阻的生产成本仅为按传统工艺流程所制备的电极的成本的25%。在电子元件制备领域，用该方法生产电阻也已经得到了大力的商业化推广。本文中,还提出了切实可行的测定镀液中甲醛和铜的分析方法。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 PTC 陶瓷热敏电阻简介
• 1.2.1 PTC 热敏电阻其分类
• 1.2.2 钛酸钡基陶瓷PTCR 元件的特点
• 1.2.3 PTCR 材料的应用及优点
• 1.3 陶瓷半导体欧姆接触电极的制备
• 1.3.1 液体金属法
• 1.3.2 烧渗合金法
• 1.3.3 化学镀镍法
• 1.3.4 喷涂法
• 1.3.5 物理蒸发法
• 1.4 陶瓷基上化学镀铜
• 1.4.1 化学镀铜简介及应用
• 1.4.2 化学镀铜机理
• 1.4.3 化学镀铜溶液及其影响因素
• 1.4.4 陶瓷基化学镀铜预处理
• 1.5 本论文研究目的
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验药品与仪器
• 2.1.1 实验药品
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 催化浆料配置
• 2.3 热敏电阻欧姆接触电极的制备
• 2.3.1 陶瓷热敏电阻基体镀前处理
• 2.3.2 镀液配方
• 2.3.3 化学镀
• 2.3.4 焊锡
• 2.4 热敏电阻镀层电性能、结构及其表面形态
• 2.4.1 电性能测定
• 2.4.2 XRD 结构表征
• 2.4.3 AFM 表征
• 2.4.4 R-T 特性
• 2.5 热敏电阻耐性试验
• 2.5.1 热敏电阻耐湿试验
• 2.5.2 热敏电阻高温放置试验
• 2.6 镀液分析实验部分
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 外观及焊接性能
• 3.2 热敏电阻物理性能分析
• 3.3 AFM 表征化学镀铜的反应机理
• 3.4 X-射线衍射分析
• 3.5 热敏电阻的电阻-温度特性
• 3.6 相对湿度和温度对电阻的影响
• 3.6.1 温度对电阻的影响
• 3.6.2 高湿对电阻的影响
• 3.7 镀液分析
• 3.7.1 新镀液中铜离子的含量的分析
• 3.7.2 新镀液中甲醛含量的分析
• 第四章 全文总结
• 参考文献
• 参加科研情况说明
• 致谢