生產(chǎn)管理-壓敏電阻生產(chǎn)工藝流程

會計(jì)實(shí)操文庫7/7生產(chǎn)管理-壓敏電阻生產(chǎn)工藝流程一、原料準(zhǔn)備（一）主體原料選擇氧化鋅（ZnO）：作為壓敏電阻的核心原料，其純度至關(guān)重要。一般選用純度在99.5%以上的氧化鋅粉末，雜質(zhì)含量需嚴(yán)格控制。雜質(zhì)如鉛、鎘等會影響壓敏電阻的電學(xué)性能，例如鉛雜質(zhì)可能改變電阻的非線性特性，導(dǎo)致壓敏效果不佳。采購時(shí)，對每批氧化鋅進(jìn)行化學(xué)分析，確保純度和雜質(zhì)含量符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。添加劑原料：為改善壓敏電阻的性能，需添加多種添加劑。如添加氧化鉍（Bi?O?），可促進(jìn)氧化鋅晶粒的生長和晶界的形成，增強(qiáng)壓敏電阻的非線性特性，其添加量一般在1%-5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。此外，還會添加氧化鈷（CoO）、氧化錳（MnO）等添加劑，它們能調(diào)整壓敏電阻的電學(xué)參數(shù)，如壓敏電壓、漏電流等。氧化鈷添加量通常在0.1%-1%，氧化錳在0.05%-0.5%，具體添加量根據(jù)產(chǎn)品性能要求精確調(diào)配。（二）原料預(yù)處理粉碎與研磨：將塊狀或顆粒狀的原料進(jìn)行粉碎處理。氧化鋅等原料先通過顎式破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，再使用球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，將原料粒度減小至微米級，一般平均粒徑達(dá)到1-5μm。通過控制粉碎和研磨時(shí)間、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，確保原料粒度均勻，有利于后續(xù)混合和燒結(jié)過程中各成分充分反應(yīng)，提高產(chǎn)品性能的一致性。混合與分散：采用攪拌混合設(shè)備，如高速攪拌器，將氧化鋅和各種添加劑按比例充分混合。在混合過程中，加入適量的分散劑，如聚乙烯醇（PVA）水溶液，幫助原料均勻分散，防止團(tuán)聚。分散劑的添加量一般為原料總量的0.5%-2%?；旌蠒r(shí)間通常為30-60分鐘，使各種原料混合均勻，保證產(chǎn)品性能穩(wěn)定。二、成型（一）成型方法選擇干壓成型：干壓成型是壓敏電阻常用的成型方法之一。將混合均勻的原料粉末放入模具中，在一定壓力下使其成型。模具一般采用高強(qiáng)度合金鋼制作，確保在壓制過程中不變形。壓制壓力根據(jù)產(chǎn)品尺寸和性能要求調(diào)整，一般在10-30MPa之間。通過控制壓力大小和保壓時(shí)間，保證壓敏電阻坯體的密度和尺寸精度。保壓時(shí)間一般為1-3分鐘，使坯體在壓力作用下充分致密化。等靜壓成型（可選）：對于一些對密度和均勻性要求更高的壓敏電阻，可采用等靜壓成型方法。將原料粉末裝入彈性模具中，放入高壓容器內(nèi)，通過液體介質(zhì)均勻施加壓力，使粉末在各個(gè)方向上受到相同壓力而壓實(shí)成型。等靜壓成型壓力一般在100-300MPa，能獲得密度均勻、內(nèi)部缺陷少的坯體，有利于提高壓敏電阻的性能和可靠性。（二）坯體質(zhì)量控制外觀檢查：成型后的壓敏電阻坯體進(jìn)行外觀檢查，觀察坯體表面是否光滑、有無裂紋、缺料等缺陷。表面不平整或有裂紋的坯體在后續(xù)燒結(jié)過程中容易開裂，影響產(chǎn)品質(zhì)量。對于外觀不合格的坯體，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)或報(bào)廢處理。尺寸測量：使用卡尺、千分尺等量具測量坯體的尺寸，如直徑、厚度等。坯體尺寸偏差需控制在一定范圍內(nèi)，一般直徑偏差控制在±0.1mm以內(nèi)，厚度偏差控制在±0.05mm以內(nèi)，確保坯體尺寸符合設(shè)計(jì)要求，為后續(xù)燒結(jié)和加工提供良好基礎(chǔ)。三、燒結(jié)（一）燒結(jié)設(shè)備與工藝燒結(jié)爐選擇：采用高溫?zé)Y(jié)爐對壓敏電阻坯體進(jìn)行燒結(jié)，常用的有箱式電阻爐、隧道窯等。箱式電阻爐適用于小批量生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究，可精確控制燒結(jié)溫度和氣氛。隧道窯則適合大規(guī)模生產(chǎn)，具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。燒結(jié)爐的加熱元件一般采用硅鉬棒或鎢絲，能提供高溫環(huán)境。燒結(jié)過程控制：將坯體放入燒結(jié)爐內(nèi)，按照設(shè)定的升溫曲線進(jìn)行加熱。一般從室溫開始，以5-10℃/min的速度升溫至1000-1300℃，在該溫度下保溫1-3小時(shí)，使坯體中的各成分充分反應(yīng)，形成穩(wěn)定的晶相結(jié)構(gòu)。保溫結(jié)束后，緩慢冷卻，冷卻速度一般控制在3-5℃/min，防止坯體因快速冷卻產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而開裂。在燒結(jié)過程中，控制爐內(nèi)氣氛，一般采用氮?dú)饣驓鍤獾榷栊詺怏w保護(hù)，防止坯體氧化，影響產(chǎn)品性能。（二）燒結(jié)質(zhì)量檢測密度檢測：采用排水法或比重儀檢測燒結(jié)后壓敏電阻的密度。通過與理論密度對比，判斷燒結(jié)是否充分。一般壓敏電阻的密度應(yīng)達(dá)到理論密度的95%以上，密度過低可能導(dǎo)致產(chǎn)品性能下降，如壓敏電壓不穩(wěn)定、漏電流增大等。對于密度不合格的產(chǎn)品，分析原因，調(diào)整燒結(jié)工藝參數(shù)，必要時(shí)重新燒結(jié)。微觀結(jié)構(gòu)觀察：使用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察燒結(jié)后壓敏電阻的微觀結(jié)構(gòu)，包括氧化鋅晶粒的大小、形狀和晶界情況。理想的微觀結(jié)構(gòu)是氧化鋅晶粒均勻、大小適中，晶界清晰且連續(xù)。通過微觀結(jié)構(gòu)分析，評估燒結(jié)工藝對產(chǎn)品性能的影響，為工藝優(yōu)化提供依據(jù)。四、電極制備（一）電極材料選擇銀漿：銀漿是壓敏電阻常用的電極材料，具有良好的導(dǎo)電性和附著性。銀漿中銀粉的含量一般在70%-90%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），其余為有機(jī)載體和添加劑。有機(jī)載體在印刷過程中起分散銀粉和調(diào)節(jié)粘度的作用，添加劑可改善銀漿的印刷性能和附著力。選擇銀漿時(shí)，需考慮其干燥速度、固化溫度和導(dǎo)電性等性能，確保與壓敏電阻的生產(chǎn)工藝相匹配。鎳電極（部分情況）：在一些特殊應(yīng)用場景或?qū)Τ杀居袊?yán)格控制的情況下，也會采用鎳電極。鎳電極通過電鍍或化學(xué)鍍的方法制備，其成本相對較低，但導(dǎo)電性略遜于銀電極。制備鎳電極時(shí)，需控制電鍍液的成分和電鍍工藝參數(shù)，確保電極的厚度和質(zhì)量符合要求。（二）電極制備工藝印刷法（銀漿電極）：采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將銀漿印刷到燒結(jié)后的壓敏電阻表面。首先制作絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版，根據(jù)壓敏電阻的電極圖案，通過光刻等工藝將圖案制作在網(wǎng)版上。在印刷過程中，控制銀漿的印刷厚度和均勻性，一般印刷厚度在10-30μm。印刷后，將壓敏電阻放入烘箱中，在150-200℃下干燥10-20分鐘，使銀漿中的有機(jī)溶劑揮發(fā)。然后在500-600℃下燒結(jié)10-15分鐘，使銀漿與壓敏電阻表面形成良好的歐姆接觸，提高電極的附著力和導(dǎo)電性。電鍍法（鎳電極）：對于鎳電極制備，先對壓敏電阻表面進(jìn)行預(yù)處理，如清洗、粗化等，以提高電極與壓敏電阻的結(jié)合力。然后將壓敏電阻放入電鍍槽中，電鍍槽中含有鎳鹽溶液和添加劑。在一定的電流密度和溫度下進(jìn)行電鍍，電流密度一般控制在1-5A/dm2，溫度在40-60℃，電鍍時(shí)間根據(jù)所需電極厚度調(diào)整，一般為10-30分鐘。電鍍完成后，對鎳電極進(jìn)行后處理，如退火處理，在300-400℃下退火1-2小時(shí)，改善電極的性能。五、性能測試與分選（一）性能測試項(xiàng)目壓敏電壓測試：使用專用的壓敏電壓測試儀器，在規(guī)定的電流下測量壓敏電阻的壓敏電壓。一般以1mA直流電流作為測試電流，測量壓敏電阻兩端的電壓，該電壓即為壓敏電壓。壓敏電壓的偏差需控制在一定范圍內(nèi)，如±5%，確保產(chǎn)品符合規(guī)格要求。漏電流測試：在一定的直流電壓下，測量壓敏電阻的漏電流。漏電流過大可能導(dǎo)致電路功耗增加，影響設(shè)備正常運(yùn)行。一般測試電壓為壓敏電壓的75%，漏電流應(yīng)小于規(guī)定值，如5μA。通過漏電流測試，篩選出性能合格的壓敏電阻。通流容量測試：模擬實(shí)際使用中的過電壓沖擊情況，對壓敏電阻進(jìn)行通流容量測試。使用沖擊電流發(fā)生器，向壓敏電阻施加一定波形和幅值的沖擊電流，測試壓敏電阻在承受沖擊電流后的性能變化。通流容量應(yīng)滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，確保壓敏電阻在實(shí)際應(yīng)用中能有效保護(hù)電路。（二）分選與包裝分選方法：根據(jù)性能測試結(jié)果，對壓敏電阻進(jìn)行分選。將壓敏電壓、漏電流、通流容量等性能參數(shù)在同一范圍內(nèi)的壓敏電阻歸為一