氧化锌压敏电阻器由于其优良的非线性特性和强耐浪涌能力,常被用来对各种电子线路和电力系统进行过电压保护。表面金属化是压敏电阻器生产过程的关键环节。目前大多数生产商沿用丝印烧银法进行压敏陶瓷表面金属化,存在着生产流程复杂、生产成本高、环境污染严重等问题。本文将研究喷涂制备氧化锌压敏电阻贱金属电极,以降低生产成本、简化操作流程、解决环境污染问题。主要的研究内容和研究成果如下:深入研究喷涂电极与陶瓷表面之间的结合方式、欧姆接触原理、电极层的导电性能和焊接性能等内容,探讨了以上因素对压敏陶瓷电性能的影响并给出解决措施。提出了喷涂“连接层+焊接层”的电极结构设计方案,试验筛选多种金属电极材料,并确定使用铝作为连接层电极,使用铜作为焊接层电极。使用电弧喷涂设备制备压敏陶瓷铝铜复合电极,测量比较六种定制锡膏在铜电极表面的铺展面积和焊接锡包铜片后的抗拉强度,发现其中三种高温锡膏能实现喷涂电极层与锡包铜片的良好焊接效果。在氧化锌压敏陶瓷表面制备烧银电极、喷涂铝电极、喷涂铝铜复合电极,比较分析各组电极与陶瓷间的结合强度、电极的表面焊接性能、电学特性以及电极层的微观结构等。结果表明:烧银电极与陶瓷片的结合强度最高,铝电极层与陶瓷片的结合强度稍差,但仍能满足生产标准要求;各组电极都通过了高温耐焊性测试,说明铜电极层能够有效阻挡高温焊锡对自身的溶蚀;相比于烧银电极压敏陶瓷,铝铜复合电极的压敏电压增大、漏电流减小、非线性系数增加,即小电流特性有所改善,主要是因为喷涂电极无需经过烧渗处理,避免了热处理过程对压敏陶瓷电性能的影响;相比于烧银电极压敏陶瓷,铝铜复合电极的残压比增大、8/20μs波形40KA电流脉冲的压敏电压变化率上升,主要是由喷涂的铝电极层与陶瓷表面之间存在一定量的空隙,即存在悬浮电压所导致的;经过EDX成分分析,证明了铝电极颗粒表面生产的氧化膜层能有效的阻挡铝元素或铜元素向陶瓷内部的扩散渗透。通过正交试验对喷涂工艺的参数进行调整,使得喷涂电极压敏电阻器的残压比与通流能力接近烧银电极压敏电阻器的水平。初步实施结果表明,相比于丝印烧银工艺,喷涂制备贱金属电极工艺具有全面优越性,能大幅度降低生产成本。东莞令特电子有限公司即将实现喷涂电极压敏电阻产品的量产,预计每年将节省材料成本180万美金。