TW202116934A - 鋁電極漿料及其製法與陶瓷正溫度係數熱敏電阻 - Google Patents
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Abstract
本創作提供一種鋁電極漿料，其包含40重量百分比至65重量百分比的鋁粉、13重量百分比至27重量百分比的無機黏結劑以及20重量百分比至35重量百分比的有機黏結劑，其中無機黏結劑包含氧化鋅和三氧化二銻。由本創作之鋁電極漿料製得的鋁電極可與陶瓷片形成良好的歐姆接觸，並具有優異的抗老化性能及室溫抗通斷性能，故能適用於製作陶瓷正溫度係數熱敏電阻。
Description
本創作係關於一種鋁電極漿料，特別是關於一種鋁電極漿料及其製法與陶瓷正溫度係數熱敏電阻。
熱敏電阻係一種對熱敏感的電阻器，其電阻值隨著環境溫度變化而改變。由於熱敏電阻可偵測細微的溫度變化，故其具有高靈敏度及高準確性。隨著溫度變化其電阻值下降或上升的差異，熱敏電阻可分為負溫度係數（negative temperature coefficient，NTC）熱敏電阻及正溫度係數（positive temperature coefficient，PTC）熱敏電阻。
正溫度係數熱敏電阻廣泛應用於過電流保護元件。正溫度係數熱敏電阻的溫度在到達某一溫度之前，其電阻值保持在低水平，使電路正常運作；而一旦發生故障，電路之電流異常增加，過電流使正溫度係數熱敏電阻呈現高溫，當超過居里溫度時，正溫度係數熱敏電阻的電阻值隨著溫度上升而急劇升高，藉此限制過電流以保護電路。當排除故障的原因之後，電流恢復正常，正溫度係數熱敏電阻在冷卻之後其電阻值回復至低水平，使電路得以繼續正常運作。
陶瓷正溫度係數（ceramic positive temperature coefficient，CPTC）熱敏電阻係正溫度係數熱敏電阻的一種，其係由摻雜金屬氧化物的多晶陶瓷材料製成的半導體陶瓷元件。由於陶瓷正溫度係數熱敏電阻係一種半導體元件，故在製作過程當中需在陶瓷正溫度係數熱敏電阻的表面附上一層電極以展現各項電性能，方能正常地應用在電路中。
現今，製作陶瓷正溫度係數熱敏電阻之電極的方法主要有以下兩種：（1）印刷法，於陶瓷片表面印刷貴金屬（例如銀）導電漿料，再藉由高溫燒結形成電極，然而，貴金屬的價格居高不下，導致陶瓷正溫度係數熱敏電阻的製造成本增加；（2）濺射法，於陶瓷片表面噴濺賤金屬材料（主要為鋁、銅、鎳等）以形成電極，雖然鋁的製造成本較低，但在噴濺金屬鋁的過程中因鋁粉塵爆炸而有安全上的疑慮。因此，現有技術正嘗試開發一種利用鋁電極漿料製備陶瓷正溫度係數熱敏電阻之電極的方法。
為了使電極與陶瓷片具有良好的附著性及電性能，現有技術已開發的鋁電極漿料通常具有高含量的鉛，但鉛為有害物質且對環境造成污染，含鉛產品是歐盟立法制定之《關於限制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令》（Restriction of Hazardous Substances，RoHS）中限制使用的電子電器產品。
因此，目前業界仍設法開發一種可依不同需求而選擇性省略鉛作為必要成分的鋁電極漿料，藉此製備陶瓷正溫度係數熱敏電阻的電極。然而，現有技術中不含鉛的鋁電極漿料所製備的鋁電極存在以下問題：（1）歐姆接觸不良、（2）抗老化性能差、及（3）室溫抗通斷性能差，致使利用不含鉛的鋁電極漿料所製得之陶瓷正溫度係數熱敏電阻無法符合市場規格，難以商品化。
有鑑於上述技術缺陷，本創作之目的在於開發一種不需使用貴金屬的鋁電極漿料，以期能降低製造成本。
本創作之另一目的在於開發一種安全之鋁電極漿料，以期在製造鋁電極的過程中不會因鋁粉塵爆炸而造成任何人員傷亡。
為達成前述目的，本創作提供一種鋁電極漿料，其包含：40重量百分比（wt%）至65 wt%的鋁粉、13 wt%至27 wt%的無機黏結劑以及20 wt%至35 wt%的有機黏結劑，其中無機黏結劑包含氧化鋅（ZnO）和三氧化二銻（Sb2
O3
）。
藉由採取上述技術特徵，本創作之鋁電極漿料所製得的鋁電極與陶瓷片之間具有良好的附著性且具有良好的歐姆接觸性能。此外，利用此種鋁電極漿料所製得的鋁電極更能同時兼具優異的抗老化性能和室溫抗通斷性能。
較佳的，以整體無機黏結劑之總重為基準，無機黏結劑包含8 wt%至45 wt%的氧化鋅以及18 wt%至45 wt%的三氧化二銻。更佳的，以整體無機黏結劑之總重為基準，無機黏結劑包含8 wt%至30 wt%的氧化鋅以及18 wt%至40 wt%的三氧化二銻。
較佳的，所述無機黏結劑除了包含前述氧化鋅和三氧化二銻之外，另包含硼酸（H3
BO3
）、二氧化矽（SiO2
）、三氧化二鋁（Al2
O3
）、碳酸鈉（Na2
CO3
）、氧化鋇（BaO）或其組合。
更具體而言，所述無機黏結劑係由硼酸、二氧化矽、三氧化二鋁、氧化鋅、三氧化二銻、碳酸鈉及氧化鋇所燒結而成。據此，當特別考量例如環保議題時，本創作能省略使用氧化鉛（PbO）作為無機黏結劑的成分，開發一種對環境更為友善之鋁電極漿料，以期減少對環境造成的污染。
較佳的，以整體無機黏結劑之總重為基準，無機黏結劑包含15 wt%至25 wt%的硼酸、4 wt%至10 wt%的二氧化矽、2 wt%至5 wt%的三氧化二鋁、8 wt%至45 wt%的氧化鋅、18 wt%至45 wt%的三氧化二銻、1 wt%至4 wt%的碳酸鈉及0.1 wt%至3 wt%的氧化鋇。
較佳的，所述無機黏結劑除了包含前述氧化鋅和三氧化二銻之外，另包含硼酸、二氧化矽、三氧化二鋁、碳酸鈉、氧化鋇、氧化鉛或其組合。
較佳的，所述無機黏結劑係由硼酸、二氧化矽、三氧化二鋁、氧化鋅、三氧化二銻、碳酸鈉、氧化鋇及氧化鉛所燒結而成。據此，當無需特別考量例如環保議題時，本創作亦可選用氧化鉛作為無機黏結劑的其中一成分，從而提升歐姆接觸性能、抗老化性能和室溫抗通斷性能。
較佳的，以整體無機黏結劑之總重為基準，無機黏結劑包含15 wt%至25 wt%的硼酸、4 wt%至10 wt%的二氧化矽、2 wt%至5 wt%的三氧化二鋁、8 wt%至45 wt%的氧化鋅、18 wt%至45 wt%的三氧化二銻、1 wt%至4 wt%的碳酸鈉、0.1 wt%至3 wt%的氧化鋇及14 wt%至40 wt%的氧化鉛。更佳的，以整體無機黏結劑之總重為基準，無機黏結劑包含15 wt%至20 wt%的硼酸、4 wt%至9 wt%的二氧化矽、2 wt%至5 wt%的三氧化二鋁、8 wt%至45 wt%的氧化鋅、18 wt%至45 wt%的三氧化二銻、1 wt%至4 wt%的碳酸鈉、0.1 wt%至3 wt%的氧化鋇及14 wt%至40 wt%的氧化鉛。
較佳的，無機黏結劑的細度小於25微米（μm）；更佳的，無機黏結劑的細度小於或等於22.5微米。
較佳的，鋁粉的純度為大於或等於99.5%。較佳的，鋁粉的平均粒度為2微米至10微米；更佳的，鋁粉的平均粒度為6微米至8微米。
依據本創作，所述有機黏結劑包含乙基纖維素、松香及有機溶劑，其中松香具有保護電極表面防止氧化的功能，故可降低電極的表面電阻。
較佳的，以整體有機黏結劑之總重為基準，有機黏結劑包含2 wt%至5 wt%的乙基纖維素、20 wt%至45 wt%的松香及50 wt%至75 wt%的有機溶劑。
較佳的，有機溶劑包含松油醇、二乙二醇丁醚、二價酸酯或其組合。
依據本創作，鋁電極漿料所製得的鋁電極與陶瓷片之間具有良好的附著性且具有良好的歐姆接觸性能。本創作所製得的鋁電極與銦-鎵電極相比，電阻值的變化率小於3%，較佳的，電阻值的變化率小於2.5%，更佳的，電阻值的變化率小於2%。
依據本創作，鋁電極漿料所製得的鋁電極具有優異的抗老化性能。本創作之鋁電極於60°C的溫度下、施加500伏特的直流電並通電1,000小時後，其電阻值的變化率小於9.1%，較佳的，電阻值的變化率小於8.6%，更佳的，電阻值的變化率小於8.2%。
依據本創作，鋁電極漿料所製得的鋁電極具有優異的室溫抗通斷性能。本創作所製得的鋁電極於室溫經過10,000次的通斷循環後，其電阻值的變化率小於9.4%，較佳的，電阻值的變化率小於8.7%，更佳的，電阻值的變化率小於8%，再更佳的，電阻值的變化率小於7.5%。
依據本創作，前述鋁電極漿料的製備方法包含下列步驟：（1）將氧化鋅和三氧化二銻混合後熔煉，得到無機黏結劑；以及（2）將40 wt%至65 wt%的鋁粉、13 wt%至27 wt%的無機黏結劑及20 wt%至35 wt%的有機黏結劑混合，並研磨至細度小於25微米、黏度為55帕斯卡·秒（Pa·S）至75 Pa·S的鋁電極漿料。
較佳的，前述鋁電極漿料的細度大於或等於10微米且小於或等於22.5微米；更佳的，前述鋁電極漿料的細度大於或等於15微米且小於或等於22.5微米。
較佳的，前述鋁電極漿料之製備方法中的步驟（2）係於1200°C至1250°C之溫度下熔煉，得到無機黏結劑。
較佳的，鋁電極漿料的黏度為60 Pa·S至75 Pa·S。
除了前述鋁電極漿料，本創作另提供一種陶瓷正溫度係數熱敏電阻，其包含由前述鋁電極漿料燒結而成的鋁電極。
以下，將藉由數種實施例示例說明本創作之鋁電極漿料的具體實施方式，熟習此技藝者可經由本說明書之內容輕易地了解本創作所能達成之優點與功效，並且於不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更，以施行或應用本創作之內容。
試劑說明：
鋁粉（Al）：純度為大於或等於99.5%，平均粒度為6.2微米，比表面積為每克0.8567平方公尺（m2
/g）的球形鋁粉。
製備有機黏結劑：
將3.5重量百分比的乙基纖維素、31.5重量百分比的松香、39重量百分比的松油醇、及26重量百分比的二乙二醇丁醚混合所得到的混合物，於80°C至100°C的水浴條件下加熱攪拌，直到該混合物成為透明的有機黏結劑。
製備無機黏結劑：
根據表1的配方，分別將無機黏結劑A至D的原料混合獲得混合物，將各混合物於200°C至250°C的溫度下預熱30分鐘後，立即送入1200°C至1250°C的高溫爐中熔煉20分鐘，接著將熔融的液體用輥筒冷軋成玻璃渣，再將玻璃渣破碎成玻璃粗粉，將該玻璃粗粉與松油醇混合成一漿料，再使用氧化鋯磨球進行濕式球磨，使其成為細度22.5微米的玻璃細粉，將該玻璃細粉過濾烘乾後得到無機黏結劑A至D（玻璃粉）。
表1：無機黏結劑A至D之組成的重量百分比（wt%）
| 無機黏結劑A | 無機黏結劑B | 無機黏結劑C | 無機黏結劑D | |
| H3 BO3 | 19.7% | 35.8% | 19.7% | 22.5% |
| SiO2 | 8.9% | 26.1% | 4.6% | 8.5% |
| Al2 O3 | 4.5% | 20.5% | 2.7% | 3.9% |
| ZnO | 23.5% | 0 | 9.6% | 0 |
| Sb2 O3 | 39.4% | 0 | 19.5% | 0 |
| Na2 CO3 | 2.2% | 6.6% | 2.6% | 2.6% |
| BaO | 1.8% | 11.0% | 1.8% | 5.8% |
| PbO | 0 | 0 | 39.5% | 56.7% |
製備實施例
1
至
6
及比較例
1
至
6
的鋁電極漿料：
根據表2及表3之實施例1至6及比較例1至6的混合比例，將鋁粉、無機黏結劑和有機黏結劑分別依所列示的重量百分比混合攪拌30分鐘，再研磨至細度22.5微米，得到實施例1至6及比較例1至6所使用的鋁電極漿料（黏度約55 Pa·S至75 Pa·S）。
製備實施例
1
至
6
及比較例
1
至
6
之陶瓷正溫度係數熱敏電阻：
將上述製得之實施例1至6及比較例1至6的鋁電極漿料通過目數為200目的絲網印刷網板，並印刷在以鈦酸鋇為主體之陶瓷正溫度係數熱敏電阻的陶瓷片上，得到一胚體，將該胚體經200°C烘乾後，放入隧道爐中以大於610°C的溫度、並於645°C的峰值溫度下燒結5分鐘，以獲得實施例1至6及比較例1至6之具有鋁電極的陶瓷正溫度係數熱敏電阻。
試驗例
1
：歐姆接觸性能
本試驗例以實施例1至6及比較例1至6之陶瓷正溫度係數熱敏電阻為待測樣品，將各待測樣品置於室溫為25°C的環境下測量鋁電極的電阻值，於下表2及表3中以「R（Al）」表示。為評估鋁電極與陶瓷片之間的歐姆接觸性能，各待測樣品另外磨去其鋁電極，再塗上銦-鎵（In：Ga=1：3）電極，並測量銦-鎵電極的電阻值，於下表2及表3中以「R（In-Ga）」表示。將鋁電極的電阻值減銦-鎵電極的電阻值再除以銦-鎵電極的電阻值再乘以100% [（RAl
-RIn-Ga
）/RIn-Ga
*100%]計算得到電阻值變化率。各待測樣品之試驗結果列於下表2及表3中。若電阻值變化率較低，表示鋁電極與陶瓷片形成較佳的歐姆接觸。
試驗例
2
：抗老化性能
本試驗例以實施例1至6及比較例1至6之陶瓷正溫度係數熱敏電阻為待測樣品，將各待測樣品於60°C的溫度下測量初始電阻值，於下表2及表3中以「R0 hr
」表示。接著，將各待測樣品於60°C的溫度下，施加500伏特的直流電並通電1,000小時，再於60°C的溫度下測量通電1,000小時後之各待測樣品的電阻值，於下表2及表3中以「R1,000 hr
」表示。將鋁電極通電1,000小時後的電阻值減鋁電極的初始電阻值再除以鋁電極的初始電阻值再乘以100% [（R1,000 hr
-R0 hr
）/R0 hr
*100%]計算得到電阻值變化率。各待測樣品之試驗結果列於下表2及表3中。若電阻值變化率越低，表示鋁電極的抗老化性能越佳。
試驗例
3
：室溫抗通斷性能
本試驗例以實施例1至6及比較例1至6之陶瓷正溫度係數熱敏電阻為待測樣品，將各待測樣品於25°C的溫度下測量初始電阻值，於下表2及表3中以「R初始值
」表示。將各待測樣品於25°C的溫度下施加500伏特的直流電，通電1分鐘後立即關掉電源並等待5分鐘，此為1循環；當重複經過10,000次循環的通斷測試之後測量電阻值，於下表2及表3中以「R10,000
」表示。將鋁電極經過10,000次循環後的電阻值減鋁電極的初始電阻值再除以鋁電極的初始電阻值再乘以100% [（R10,000
-R初始值
）/R初始值
*100%]計算得到電阻值變化率。各待測樣品之試驗結果列於下表2及表3中。若電阻值變化率越低，表示鋁電極的室溫抗通斷性能越佳。
表2：實施例1至3及比較例1至3之鋁電極漿料之組成與特性以及由其製成之陶瓷正溫度係數熱敏電阻的特性分析結果。
| 實施例1 | 比較例1 | 實施例2 | 比較例2 | 實施例3 | 比較例3 | ||
| 鋁電極漿料 | 鋁粉之含量（wt%） | 40 | 40 | 55 | 55 | 65 | 65 |
| 無機黏結劑之種類 | A | B | A | B | A | B | |
| 無機黏結劑之含量（wt%） | 25 | 25 | 20 | 20 | 15 | 15 | |
| 有機黏結劑之含量（wt%） | 35 | 35 | 25 | 25 | 20 | 20 | |
| 漿料細度（μm） | 22.5 | 22.5 | 22.5 | 22.5 | 22.5 | 22.5 | |
| 漿料黏度（Pa·S） | 61 | 62 | 67 | 68 | 73 | 74 | |
| 歐姆接觸性能 | R（Al） | 3601 | 3891 | 3620 | 3991 | 3490 | 3845 |
| R（In-Ga） | 3498 | 3356 | 3533 | 3486 | 3412 | 3402 | |
| 電阻值變化率 | 2.94% | 15.94% | 2.46% | 14.49% | 2.29% | 13.02% | |
| 抗老化性能 | R0 hr | 3193.6 | 3372.1 | 3432.9 | 3258.2 | 3349.8 | 3285.8 |
| R1,000 hr | 3465.4 | 3895.4 | 3738.2 | 3756.2 | 3652.0 | 3798.0 | |
| 電阻值變化率 | 8.51% | 15.52% | 8.89% | 15.28% | 9.02% | 15.59% | |
| 室溫抗通斷性能 | R初始值 | 3353.4 | 3403.0 | 3624.8 | 3263.5 | 3532.4 | 3346.8 |
| R10,000 | 3629.4 | 3898.5 | 3938.2 | 3758.5 | 3862.8 | 3892.8 | |
| 電阻值變化率 | 8.23% | 14.56% | 8.65% | 15.17% | 9.35% | 16.31% |
表3：實施例4至6及比較例4至6之鋁電極漿料之組成與特性以及由其製成之陶瓷正溫度係數熱敏電阻的特性分析結果。
| 實施例4 | 比較例4 | 實施例5 | 比較例5 | 實施例6 | 比較例6 | ||
| 鋁電極漿料 | 鋁粉之含量（wt%） | 40 | 40 | 55 | 55 | 65 | 65 |
| 無機黏結劑之種類 | C | D | C | D | C | D | |
| 無機黏結劑之含量（wt%） | 25 | 25 | 20 | 20 | 15 | 15 | |
| 有機黏結劑之含量（wt%） | 35 | 35 | 25 | 25 | 20 | 20 | |
| 漿料細度（μm） | 22.5 | 22.5 | 22.5 | 22.5 | 22.5 | 22.5 | |
| 漿料黏度（Pa·S） | 62 | 62 | 68 | 68 | 73 | 73 | |
| 歐姆接觸性能 | R（Al） | 3513 | 3744 | 3706 | 3642 | 3781 | 3757 |
| R（In-Ga） | 3428 | 3642 | 3628 | 3561 | 3709 | 3680 | |
| 電阻值變化率 | 2.48% | 2.80% | 2.15% | 2.27% | 1.94% | 2.09% | |
| 抗老化性能 | R0 hr | 3567.9 | 3403.8 | 3531.4 | 3629.9 | 3630.5 | 3468.2 |
| R1,000 hr | 3859.0 | 3691.2 | 3825.8 | 3938.4 | 3940.3 | 3775.6 | |
| 電阻值變化率 | 8.16% | 8.44% | 8.34% | 8.50% | 8.53% | 8.86% | |
| 室溫抗通斷性能 | R初始值 | 3728.0 | 3423.9 | 3694.3 | 3526.8 | 3446.6 | 3577.5 |
| R10,000 | 4006.2 | 3688.4 | 3982.2 | 3815.6 | 3754.7 | 3903.7 | |
| 電阻值變化率 | 7.46% | 7.73% | 7.79% | 8.19% | 8.94% | 9.12% |
實驗結果討論
參照上表1，可知無機黏結劑A與無機黏結劑B皆為不含鉛的無機黏結劑，而兩者的成分差異在於無機黏結劑A含有ZnO及Sb2
O3
，而無機黏結劑B不含ZnO及Sb2
O3
。當使用具有無機黏結劑A之鋁電極漿料時，實施例1至3所製得之鋁電極的電阻值R（Al）與R（In-Ga）相比的變化率皆控制在3%以下；相反地，當使用具有無機黏結劑B之鋁電極漿料時，比較例1至3所製得之鋁電極的電阻值R（Al）與R（In-Ga）相比的變化率皆高達13%以上；實驗結果顯示，相較於比較例1至3，實施例1至3的鋁電極與陶瓷片之間具有良好的附著性且具有良好的歐姆接觸性能。此外，就抗老化性能而言，實施例1至3之待測樣品的電阻值變化率可控制在10%以下，但比較例1至3之待測樣品的電阻值變化率卻明顯超出14%，甚至是超出15%以上；實驗結果顯示，相較於比較例1至3，實施例1至3之待測樣品具有優異的抗老化性能。就室溫抗通斷性能而言，實施例1至3之待測樣品的電阻值變化率皆可控制在10%以下，而比較例1至3之待測樣品的電阻值變化率皆超出14%，甚至是超出16%以上；實驗結果顯示，相較於比較例1至3，實施例1至3之待測樣品皆具有優異的室溫抗通斷性能。
由表2之實施例1至3及比較例1至3的實驗結果可知，利用包含ZnO及Sb2
O3
之不含鉛的無機黏結劑A之鋁電極漿料所製得的鋁電極，其具有良好的歐姆接觸性能、優異的抗老化性能及室溫抗通斷性能。
參照上表1，可知無機黏結劑C與無機黏結劑D皆為含鉛的無機黏結劑，而兩者的成分差異在於無機黏結劑C含有ZnO及Sb2
O3
，而無機黏結劑D不含ZnO及Sb2
O3
。在鋁電極漿料之鋁粉、無機黏結劑和有機黏結劑之含量為相同的情況下，當使用具有無機黏結劑C之鋁電極漿料（如實施例4至6）時，所製得之鋁電極的電阻值R（Al）與R（In-Ga）相比的變化率皆小於使用具有無機黏結劑D之鋁電極漿料（如比較例4至6）所製得之鋁電極的電阻值變化率，尤其，實施例6所製得之鋁電極的電阻值變化率可低至2%以下，而比較例4至6所製得之鋁電極的電阻值變化率皆高於2%；實驗結果顯示，相較於比較例4至6，實施例4至6的鋁電極與陶瓷片之間具有較佳的附著性且具有較佳的歐姆接觸性能。此外，就抗老化性能而言，在鋁電極漿料之鋁粉、無機黏結劑和有機黏結劑之含量為相同的情況下，使用具有無機黏結劑C之待測樣品（如實施例4至6）的電阻值變化率皆小於使用具有無機黏結劑D之待測樣品（如比較例4至6）的電阻值變化率，尤其，實施例4之待測樣品的電阻值變化率可低至8.2%以下，但比較例4至6之待測樣品的電阻值變化率皆高於8.4%；實驗結果顯示，相較於比較例4至6，實施例4至6之待測樣品皆具有較佳的抗老化性能。就室溫抗通斷性能而言，在鋁電極漿料之鋁粉、無機黏結劑和有機黏結劑之含量為相同的情況下，使用具有無機黏結劑C之待測樣品（如實施例4至6）的電阻值變化率皆小於使用具有無機黏結劑D之待測樣品（如比較例4至6）的電阻值變化率，尤其，實施例4之待測樣品的電阻值變化率可低至7.5%以下，而比較例4至6之待測樣品的電阻值變化率皆高於7.7%；實驗結果顯示，相較於比較例4至6，實施例4至6之待測樣品皆具有較佳的室溫抗通斷性能。
由表3之實施例4至6及比較例4至6的實驗結果可知，利用包含ZnO及Sb2
O3
之含鉛的無機黏結劑C之鋁電極漿料所製得的鋁電極，進一步提升不含ZnO及Sb2
O3
之含鉛的無機黏結劑D之鋁電極漿料所製得的鋁電極之性能，也就是說，利用包含ZnO及Sb2
O3
之含鉛的無機黏結劑C之鋁電極漿料所製得的鋁電極，具有較佳的歐姆接觸性能、抗老化性能及室溫抗通斷性能。
此外，進一步將實施例1與實施例4的實驗結果相比較。實施例1選用包含ZnO及Sb2
O3
但不含PbO的無機黏結劑A，而實施例4選用包含ZnO、Sb2
O3
及PbO的無機黏結劑C。在歐姆接觸性能試驗中，實施例1之待測樣品的電阻值變化率為2.94%，而實施例4之待測樣品的電阻值變化率為2.48%，雖然實施例1之待測樣品的電阻值變化率略高於實施例4之待測樣品的電阻值變化率，但所增加的幅度仍在可接受的範圍內，表示實施例1之待測樣品具有與實施例4之待測樣品相當的歐姆接觸性能。而在抗老化性能試驗中，實施例1之待測樣品的電阻值變化率為8.51%，而實施例4之待測樣品的電阻值變化率為8.16%，雖然實施例1之待測樣品的電阻值變化率略高於實施例4之待測樣品的電阻值變化率，但所增加的幅度仍在可接受的範圍內，表示實施例1之待測樣品具有與實施例4之待測樣品相當的抗老化性能。而在室溫抗通斷性能試驗中，實施例1之待測樣品的電阻值變化率為8.23%，而實施例4之待測樣品的電阻值變化率為7.46%，雖然實施例1之待測樣品的電阻值變化率略高於實施例4之待測樣品的電阻值變化率，但所增加的幅度仍在可接受的範圍內，表示實施例1之待測樣品具有與實施例4之待測樣品相當的室溫抗通斷性能。
進一步再將實施例2和實施例3分別與實施例5和實施例6的實驗結果相比較。實施例2和實施例3之待測樣品選用包含ZnO及Sb2
O3
但不含PbO的無機黏結劑A，而實施例5和實施例6之待測樣品選用包含ZnO、Sb2
O3
及PbO的無機黏結劑C。如同實施例1和實施例4的比較結果，在歐姆接觸性能試驗、抗老化性能試驗及室溫抗通斷性能試驗中，可發現雖然實施例2和實施例3的電阻值變化率分別略高於實施例5和實施例6的電阻值變化率，但所增加的幅度仍在可接受的範圍內，表示實施例2和實施例3之待測樣品具有如實施例5和實施例6之待測樣品相當的歐姆接觸性能、抗老化性能及室溫抗通斷性能，但能省略使用氧化鉛製作鋁電極漿料。從以上實驗結果可知，表示含氧化鉛的無機黏結劑C若當特別考量環保議題而無法被使用時，不含氧化鉛的無機黏結劑A是很好的替代品。利用不含氧化鉛的無機黏結劑A之鋁電極漿料所製得的鋁電極，其歐姆接觸性能、抗老化性能及室溫抗通斷性能與利用含氧化鉛的無機黏結劑C之鋁電極漿料所製得的鋁電極相當。
綜合上述實驗結果，不論是歐姆接觸性能試驗、抗老化性能試驗或室溫抗通斷性能試驗，藉由利用本創作之含氧化鋅和三氧化二銻的無機黏結劑之鋁電極漿料所製得的鋁電極，其可與陶瓷片形成良好的歐姆接觸，同時具有優異的抗老化性能及室溫抗通斷性能。
上述實施例係僅為說明本創作之例示，並非於任何方面限制本創作所主張之權利範圍。本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述具體實施例。
無。
無。
無。
無。
Claims (12)
- 一種鋁電極漿料，其包含：40重量百分比至65重量百分比的鋁粉、13重量百分比至27重量百分比的無機黏結劑以及20重量百分比至35重量百分比的有機黏結劑，其中該無機黏結劑包含氧化鋅和三氧化二銻。
- 如請求項1所述之鋁電極漿料，其中以整體無機黏結劑之總重為基準，該無機黏結劑包含8重量百分比至45重量百分比的氧化鋅以及18重量百分比至45重量百分比的三氧化二銻。
- 如請求項1所述之鋁電極漿料，其中該無機黏結劑包含硼酸、二氧化矽、三氧化二鋁、氧化鋅、三氧化二銻、碳酸鈉、氧化鋇或其組合。
- 如請求項1所述之鋁電極漿料，其中該無機黏結劑係由硼酸、二氧化矽、三氧化二鋁、氧化鋅、三氧化二銻、碳酸鈉及氧化鋇所組成。
- 如請求項1所述之鋁電極漿料，其中以整體無機黏結劑之總重為基準，該無機黏結劑包含15重量百分比至25重量百分比的硼酸、4重量百分比至10重量百分比的二氧化矽、2重量百分比至5重量百分比的三氧化二鋁、8重量百分比至45重量百分比的氧化鋅、18重量百分比至45重量百分比的三氧化二銻、1重量百分比至4重量百分比的碳酸鈉及0.1重量百分比至3重量百分比的氧化鋇。
- 如請求項3所述之鋁電極漿料，其中該無機黏結劑包含硼酸、二氧化矽、三氧化二鋁、氧化鋅、三氧化二銻、碳酸鈉、氧化鋇、氧化鉛或其組合。
- 如請求項6所述之鋁電極漿料，其中以整體無機黏結劑之總重為基準，該無機黏結劑包含15重量百分比至25重量百分比的硼酸、4重量百分比至10重量百分比的二氧化矽、2重量百分比至5重量百分比的三氧化二鋁、8重量百分比至45重量百分比的氧化鋅、18重量百分比至45重量百分比的三氧化二銻、1重量百分比至4重量百分比的碳酸鈉、0.1重量百分比至3重量百分比的氧化鋇及14重量百分比至40重量百分比的氧化鉛。
- 如請求項1至7中任一項所述之鋁電極漿料，其中該鋁粉的平均粒度為6微米至8微米。
- 如請求項8所述之鋁電極漿料，其中以整體有機黏結劑之總重為基準，該有機黏結劑包含2重量百分比至5重量百分比的乙基纖維素、20重量百分比至45重量百分比的松香及50重量百分比至75重量百分比的有機溶劑。
- 一種製備如請求項1至9中任一項所述之鋁電極漿料的方法，其包含下列步驟： （1） 將三氧化二銻和氧化鋅混合後熔煉，得到無機黏結劑；以及 （2） 將40重量百分比至65重量百分比的鋁粉、13重量百分比至27重量百分比的該無機黏結劑及20重量百分比至35重量百分比的有機黏結劑混合，並研磨至細度小於25微米、黏度為55帕斯卡·秒至75帕斯卡·秒的鋁電極漿料。
- 如請求項10所述之製備鋁電極漿料的方法，其中該方法係於1200°C至1250°C之溫度下熔煉，得到該無機黏結劑。
- 一種陶瓷正溫度係數熱敏電阻，其包含由如請求項1至9中任一項所述之鋁電極漿料燒結而成的鋁電極。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| TW108137724A TWI744707B (zh) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 鋁電極漿料及其製法與陶瓷正溫度係數熱敏電阻 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW108137724A TWI744707B (zh) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 鋁電極漿料及其製法與陶瓷正溫度係數熱敏電阻 |
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Family Applications (1)
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| TW108137724A TWI744707B (zh) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 鋁電極漿料及其製法與陶瓷正溫度係數熱敏電阻 |
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Family Cites Families (1)
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-
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI744707B (zh) | 2021-11-01 |
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