厚膜电阻导电机理的探讨刘希富（淮安信息职业技术学院江苏淮安223001）摘要：本文以耙一银电阻（Pd-Ag玻璃系）材料为研究对象，分析了厚膜电阻常见的四种导电机理。关键词：厚膜电阻导电机理接触电阻中图分类号：TM54文献标识码：A1.引言厚膜电阻是由电阻浆料经印刷和烧结等工序制成的元件，烧成后的电阻器主要由导电相和粘结相组成。粘结相通常为玻璃，它将导电和的颗粒粘结在基板上，使厚膜电阻具有所需的机械性能和电性能；尽管厚膜电阻的组成材料不太多，但其结构和导电机理到H前为止还未完全清楚，因此有必要对其结构和导电机理进行分析和探讨。2•厚膜电阻的导电机理探析通过对厚膜电阻微观结构的分析，我们把厚膜电阻的导电结构看成由许多导电链的串并联构成；由于厚膜电阻器的导电材料不同，结构和导电机理也有所不同，因此，本文以厚膜电阻中常用的耙一银电阻（Pd-Ag玻璃系）材料为研究对象，來分析其导电机理：（1）耙一银合金导电机理：通过在Pd-Ag电阻材料中加入金属Ag来改变Pd-Ag合金的结构，从血改变其导电性能。厚膜电阻中的Pd-Ag玻璃釉电阻在烧结过程中,Pd和Ag发生合金化反应，生成Pd-Ag固熔体，其性能与Pd-Ag块状合金类似，但由于仅是部分合金化，所以Pd-Ag合金的电阻值高，电阻温度系数小；如果在电阻材料中加入Ag,使其与Pd合金化，则耙银合金的生成将使氧化耙颗粒状接触变成部分固熔体的结合，促使了导电网络的形成。这种用附加金属來强化和稳定粒子之间的结合的结果，将使电导增加、噪音降低、温度系数得到改善。难熔化合物的玻璃釉屯阻多数是化合物与相应的金属粉末混合来制取的，例如，碳化鸭中加入金属鸭。（2）氧化锂的半导体导电机理经过焙烧后的耙银电阻膜中的主要导电成分是氧化耙和耙银合金，其微观结构简图如图（1）所示，测量表明，Pd-Ag玻璃釉电阻本身是一种P型半导体；对PdO的分析也表明氧化耙也是P型半导体，因此，可以认为Pd-Ag玻璃釉电阻的导电过程主要受PdO的控制；在氧化耙以及类似的金属氧化物半导体中，空穴的形成主要是由于金属离子的空位或氧的过量所造成的，每一个卩cT空位可设想为形成两个PcT的小心以保持电中性，Pd'迁移到PcT+位置伴随着空穴的运动，这样，如果掺杂，便可对电阻率产生很大的影响。当引入一价离子时，可以增加PcT中心的浓度，从而提高空穴载流子浓度，也就提高了电导率；当引入三价或更高价离子，则减少PcT中心的浓度，即减少空穴的浓度而使电阻率降低，在PdO中掺朵的影响是明显的。对Pd-Ag玻璃釉电阻也引入Li+和Sb"进行试检，结果电阻R变化达几个数量级，如图(2)所示为加入Sb对R的影响。图(1)Pd—Ag玻璃釉电阻的微观结构图(2)Sb含豪对R的影响(3)金属或合金颗粒的接触电阻导电机理厚膜电阻的电阻体内导电粒子接触电阻的变化对其导电性能有很大影响；接触电阻增大，导电性下降；接触电阻减小，导电性增加。厚膜电阻的电阻体内导电粒子的受力状况对接触电阻有一定的影响，进而对厚膜电阻的阻值、稳定性都产生一定影响。厚膜电阻的导电相、玻璃釉、基片三者的热膨胀系数应尽可能匹配，否则，在膜层中会造成极大的应力，这种应力的存在将严重影响到厚膜电阻的阻值大小及温度系数大小，这是因为室温下膜层受压，当温度升高吋，压力减小，粒子间接触松弛，因而阻值升高且产生较大的温度系数。电阻体内颗粒状导电物质接触，将使接触电阻升高，因而使厚膜电阻的导电性、温度系数和噪音特性变差。我们假想让颗粒之间发生扩散或生成固溶体，使之变成所谓颗粒状接触或近乎均一相的导电链结构，方法是在厚膜电阻材料中添加某种金属进行合金化，熔融重结晶，在烧结过程中通过反应生成第三种中间相组成导电链等。例如，在厚膜电阻体中Pd-Ag合金包围了PdO颗粒，就象用“焊剂”将颗粒“焊合”似的，改善了颗粒的接触状况，从而提高了厚膜电阻的性能，使厚膜电阻的电阻温度系数得到大大改善，降低了噪音。（4）隧道效应导电机理隧道效应导电机理的微观结构模型认为，导电颗粒（Pd0等）及其凝聚体在玻璃中形许多互连的导电链而构成复杂的三维导电网络，而导电链乂是由许多互和接触的或被玻璃层隔开的导电颗粒组成，这些颗粒之间的隧道效...