CN102611004A - 一种浪涌吸收管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种浪涌吸收管及其制造方法，该浪涌吸收管包括陶瓷封装型浪涌吸收管，还包括套在所述的陶瓷封装型浪涌吸收管外的玻璃外管，所述的玻璃外管两端由封接电极柱密封，所述的封接电极柱外侧接引线，所述的封接电极柱内侧与所述的内电极面接触。访方法将玻璃管包套在陶瓷管外。本发明将陶瓷管的耐通流量大、不易在浪涌时产生的高温下融化的特点，与玻璃管易封装、成本较低、可实现微间隙放电的特点相结合，通过特殊的制造工艺方法，生产一种全新的浪涌吸收管。本发明具有成本低，产品耐浪涌能力强，响应速度快的特点，解决现有技术中的传统的陶瓷型浪涌吸收管成本高，易慢性漏气，响应时间慢的情况；以及传统的玻璃型浪涌吸收管浪涌能力不足的情况。

Description

一种浪涌吸收管及其制造方法

技术领域

本发明涉及电路保护领域，特别涉及一种设置在电路中对电路进行保护的浪涌吸收管及其制造方法。

背景技术

目前市场上比较多的开关型的浪涌吸收管主要有两种形式，一种是陶瓷封装，一种为玻璃封装。

陶瓷封装型浪涌吸收管产品电气性能比较稳定，耐电流能力强，但生产成本相对比较高，由于其采用合金焊料，将金属电极与陶瓷氧化金属层之间通过高温真空焊接，焊接面容易形成未完全密封的情况，因而造成内部惰性气体慢性漏气，致使产品失去功效。在当前部分陶瓷型小型化的产品上，其成本高，而且由于结构设计等缺陷，无法做到超微间隙放电，致使部份产品响应速度比较慢，保护效果明显不足。

玻璃封装型浪涌吸收管产品，成本较低，但耐电流能力明显差于陶瓷型浪涌吸收管，极易造成在工作时玻璃管受较大能量冲击而破裂，致使产品失效。虽然此类产品采用微间隙放电原理，但由于其电子发射的设计等缺陷，在多次浪涌条件下，比较容易造成产品绝缘不良，以及保护电压衰减等情况，造成产品在正常情况下，误保护，致使正常产品无法工作。

因此，部分陶瓷型浪涌吸收管生产厂家采用小陶瓷管来弥补其产品无法小型化的缺陷，但由于工艺成本以及产品材料成本比较高，依然无法降低产品的整体成本；部分玻璃型浪涌吸收管的生产厂家采用大玻璃管来弥补产品通流能力不足的缺陷，但由于产量少，且大玻璃管生产成本高，致使产品成本比较高。

发明内容

本发明的目的是克服目前陶瓷型浪涌吸收管和玻璃型浪涌吸收管的不足，结合陶瓷型浪涌吸收管和玻璃型浪涌吸收管的优点设计的一种浪涌吸收管，并公开这种浪涌吸收管的制造方法。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种浪涌吸收管，包括陶瓷封装型浪涌吸收管，所述的陶瓷封装型浪涌吸收管包括陶瓷管，从所述陶瓷管两头向中间延伸的两个内电极，所述的两个内电极之间设置间隙；还包括套在所述的陶瓷封装型浪涌吸收管外的玻璃外管，所述的玻璃外管两端由封接电极柱密封，所述的封接电极柱外侧接引线，所述的封接电极柱内侧与所述的内电极面接触。

进一步的，上述的浪涌吸收管中：在所述的两个内电极之间的间隙内设置有晶片，所述的晶片由所述的两个内电极从两侧夹住固定。

进一步的，上述的浪涌吸收管中：在所述的两个内电极相对的一面设置有网格，在所述的网格上涂敷有电子发射涂液。

进一步的，上述的浪涌吸收管中：在所述的陶瓷管内刻划有导电线。

进一步的，上述的浪涌吸收管中：所述的两个内电极之间设置间隙与在所述的玻璃管内的空间连通。

进一步的，上述的浪涌吸收管中：所述的两个内电极之间设置间隙与在所述的玻璃管内的空间内充满了惰性气体。

本发明还提供一种上述的浪涌吸收管的制造方法，包括以下步骤：

步骤1、对内电极进行清洗、干燥并将电子发射涂液涂敷在内电极有网格的一面并烘干；

步骤2、在陶瓷内管中，根据实际需求划0~6条导电线，之后用纯水清洗去除杂质等并烤干水分；

步骤3、封装；

步骤4、检测；

步骤5、包装；

所述的步骤3中封装包括以下分步骤：

步骤301、按下列步骤装配材料：将玻璃外管通过筛盘筛到石墨封装模具下模，并依次将焊接好第一引线的第一封接电极柱、第一内电极、陶瓷内管、第二内电极筛到玻璃外管中，并将焊接好第二引线的第二封接电极柱筛到上模具中，用挡板盖住上模具孔，倒转上模具，将上模具的定位销空与下模具的定位销对好，抽出挡板，让焊接好第二引线的第二封接电极柱根据重力，落入到下模具孔中玻璃外管内，然后将压重模对准第二引线，使所有材料接触压紧；

步骤301、将装配好材料的模具放入真空炉中，先抽到气压为5*10^-1Pa到8*10^-4Pa的极限真空，然后充入需要封装的惰性气体，再次抽到气压为5*10^-1Pa到8*10^-4Pa的极限真空，加温到250~450摄氏度，恒温保持，再次充惰性气体；再次升温到500~650摄氏度，恒温保持；最后升温到750~900度的封接温度，恒温保持，然后进入自动降温至常温，排除设备真空炉腔里面的惰性气体，平衡炉内外压力差，封装结束。

本发明的有益效果是：将陶瓷管的耐通流量大、不易在浪涌时产生的高温下融化的特点，与玻璃管易封装、成本较低、可实现微间隙放电的特点相结合，通过特殊的制造工艺方法，生产一种全新的浪涌吸收管。本发明具有成本低，产品耐浪涌能力强，响应速度快的特点，解决现有技术中的传统的陶瓷型浪涌吸收管成本高，易慢性漏气，响应时间慢的情况；以及传统的玻璃型浪涌吸收管浪涌能力不足的情况。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细地说明。

附图说明

附图1为本发明实施例1截面图。

附图2为本发明实施例2截面图。

附图3为本发明实施例1陶瓷内管的剖面图。

附图4为本发明实施例3截面图。

附图5为本发明实施例3中封接电极柱截面图。

附图6为本发明实施例4截面图。

附图7为本发明实施例5截面图。

图中：1、玻璃外管，2、封接电极柱，2a、第一封接电极柱，2b、第二封接电极柱， 3、陶瓷管，4、内电极，4a、第一内电极，4b、第二内电极，5、引线、5a、第一引线，5b、第二引线，6、间隙，7、晶片，8、导电线，9、电子发射涂液，10、外部包封料。

具体实施方式

实施例1如图1、图3所示：本实施例是一种浪涌吸收管，结合了陶瓷浪涌吸收管和玻璃浪涌吸收管，其中，陶瓷浪涌吸收管套在玻璃浪涌吸收管中间；陶瓷浪涌吸收管中两个内电极4，分别从陶瓷管3的两端向中间伸，两个内电极4之间有用于放电的空隙6；玻璃浪涌吸收管中的两个封接电极柱2分别从玻璃外管1的两侧向内伸，并与陶瓷浪涌吸收管中两个内电极4面接触，在玻璃外管1内的空间中充满充装惰性气体。

如图1、3所示，该包括玻璃外管1、两个封接电极柱2，一个为第一封接电极柱2a，一个为第二封接电极柱2b，陶瓷管3，两个内电极4，第一内电极4a，第二内电极4b，第一引线5a，第二引线5b，空气间隙6，晶片7，导电线8，电子发射涂液9，真空焊接时在其玻璃外管1管内和陶瓷内管3内充装惰性气体。

如图1所示，把涂有电子发射涂液9的第一内电极4a与第二内电极4b在烘烤干以后，将涂有电子发射液的一端分别从陶瓷内管3的两头套入，并在两内电极中间加装晶片7，从而在陶瓷内管3内形成第一内电极4a与第二内电极4b之间的放电间隙，两只内电极需要将中间的晶片7紧紧压紧，以保证放电间隙的均匀度；再将焊接有第一引线5a的第一封接柱2a套在玻璃外管1内的一端，将之前已经装好两只内电极、陶瓷内管、晶片的组合体放在玻璃外管的中间，最后将焊接有第二引线5b的第二封接柱2a，套在玻璃外管1的另一端，使两只封接柱紧紧压住两只内电极的外端。本实施例中，为了能更好的控制各项电气参数，在陶瓷内管3中，两个内电极的空隙6中，第一内电极4a和第二电极4b之间设置有一个晶片7，材质为二氧化硅或硅，如果为硅材料，其硅表面在扩散后将覆盖一层绝缘层。

本实施例中为了更好地加强各部件之间的紧密接触效果，以及作业之洁净程度，在制作过程中，有特别的工艺并设计专门的封装石墨模具及辅助模具。其生产制作步骤如下：

1、将第一内电极4a和第二内电极4b，放入配置有10~30%金属清洗剂和纯净水溶液中，浸洗10分钟后，取出用纯净水进行冲洗干净；然后放入碱性溶液中浸洗3分钟后，取出用纯净水进行冲洗干净；放入80~150℃的恒温烤箱中烘烤40~120分钟后取出；

2、将烘干后的内电极用电极筛盘进行布料，使之需要涂复的面朝上，用配置好的电子发射涂液运用手工或者自动方式，均匀的将其涂复在内电极具有网格的端面上，然后放入80~150℃的恒温烤箱中烘烤40~120分钟后取出；

3、在陶瓷内管3中，根据实际需求划0~6条导电线8，之后用纯水清洗去除杂质等并烤干水分。这里，导电线8的用处是可以在快速雷击时提高产品的响应速度，降低其残余电压。不能直接连接两个电极，那样就短路了。在瓷管内壁或者瓷管表面都可以，一般划在陶瓷管内部划；

4、将玻璃外管1通过筛盘筛到石墨封装模具下模，并依次将焊接好第一引线5a的第一封接电极柱2a、第一内电极4a、陶瓷内管3、晶片7、第二内电极4b筛到玻璃外管1中，并将焊接好第二引线5b的第二封接电极柱2b筛到上模具中，用挡板盖住上模具孔，倒转上模具，将上模具的定位销空与下模具的定位销对好，抽出挡板，让焊接好第二引线5b的第二封接电极柱根据重力，落入到下模具孔中玻璃外管1内，然后将压重模对准第二引线5b，使所有材料能很好的接触压紧；

5、将装配好材料的模具放入真空炉中，先抽到极限真空，然后充入需要封装的惰性气体至一定的压力，再次抽到极限真空，第一次加温到250~450摄氏度，恒温一段时间后，再次充需要的惰性气体；再次升温到500~650摄氏度，恒温一段时间；最后升温约750~900度，即封接温度，恒温一段时间后，即可进入自动降温过程；常温时，排除气体，平衡炉内外压力差，封装结束；

6、真空焊接完之后的半成品，给予一定的电压，并串联一定的电阻进行限流，在调整到规定的时间和频次，加在产品的两端，以保证产品电气性能的稳定性；

7、最后给外部引线镀锡或镍，测量各种电气特性后，打印标记，外观检查，包装。

上面的极限真空是真空炉的极限真空，一般为一般为5*10^-1Pa或8*10^-4Pa，主要看设备，然后充入的惰性气体至一定的压力会根据不同电压产品的型号，会有所不同，一般是在常温下大于大气压。

本流程中采用的石墨封装模具是封装玻璃管浪涌保护器时常用的一种石墨模具。筛盘是一种贯常使用的转移模具。

实施例2，如图2所示，本实例中，是去除了晶片7，通过控制陶瓷内管3的长度精度，以及第一内电极4a和第二内电极4b的长度精度，来控制空气间隙6的宽度精度，结构与制作方法与实例1相同。

实施例3，如图4、图5所示，本实例中，是去除了第一引线5a和第二引线5b，以实现本发明的表面贴装产品，本设计需要将第一封接电极2a与第二封接电极2b，在从棒材加工裁断后，需要运用冲压成型成图6、图7形状，除封接模具与实施例1少了压重模外，其余结构制作方法与实施例1相同。

实施例4，如图6所示，本实例中，是去除了晶片7，通过控制陶瓷内管3的长度精度，以及第一内电极4a和第二内电极4b的长度精度，来控制空气间隙6的宽度精度，结构与制作方法与实例3相同。

实施例5，如图7所示，本实例中，是将实施例1与实施例2在其玻璃外管1表面，涂装一层包封料，可以改善其光照效应等，其余结构与制作方法和实施例1、实施例2相同。

Claims (7)

1.一种浪涌吸收管，包括陶瓷封装型浪涌吸收管，所述的陶瓷封装型浪涌吸收管包括陶瓷管，从所述陶瓷管两头向中间延伸的两个内电极，所述的两个内电极之间设置间隙；其特征在于：还包括套在所述的陶瓷封装型浪涌吸收管外的玻璃外管(1)，所述的玻璃外管(1)两端由封接电极柱(2)密封，所述的封接电极柱(2)外侧接引线(5)，所述的封接电极柱(2)内侧与所述的内电极(4)面接触。

2.根据权利要求1所述的浪涌吸收管，其特征在于：在所述的两个内电极(4)之间的间隙(6)内设置有晶片(7)，所述的晶片(7)由所述的两个内电极(4)从两侧夹住固定。

3.根据权利要求1所述的浪涌吸收管，其特征在于：在所述的两个内电极(4)相对的一面设置有网格，在所述的网格上涂敷有电子发射涂液(9)。

4.根据权利要求1所述的浪涌吸收管，其特征在于：在所述的陶瓷管(3)内刻划有导电线(8)。

5.根据权利要求1所述的浪涌吸收管，其特征在于：所述的两个内电极(4)之间设置间隙(6)与在所述的玻璃管(1)内的空间连通。

6.根据权利要求5所述的浪涌吸收管，其特征在于：所述的两个内电极(4)之间设置间隙(6)与在所述的玻璃管(1)内的空间内充满了惰性气体。

7.一种权利要求1所述的浪涌吸收管的制造方法，包括以下步骤：

步骤1、对内电极进行清洗、干燥并将电子发射涂液涂敷在内电极有网格的一面并烘干；

步骤2、在陶瓷内管中，根据实际需求划0~6条导电线，之后用纯水清洗去除杂质等并烤干水分；

步骤3、封装；

步骤4、检测；

步骤5、包装；

其特征在于：所述的步骤3中封装包括以下分步骤：

步骤301、按下列步骤装配材料：将玻璃外管通过筛盘筛到石墨封装模具下模，并依次将焊接好第一引线的第一封接电极柱、第一内电极、陶瓷内管、第二内电极筛到玻璃外管中，并将焊接好第二引线的第二封接电极柱筛到上模具中，用挡板盖住上模具孔，倒转上模具，将上模具的定位销空与下模具的定位销对好，抽出挡板，让焊接好第二引线的第二封接电极柱根据重力，落入到下模具孔中玻璃外管内，然后将压重模对准第二引线，使所有材料接触压紧；

步骤301、将装配好材料的模具放入真空炉中，先抽到气压为5*10^-1Pa到8*10^-4Pa的极限真空，然后充入需要封装的惰性气体，再次抽到气压为5*10^-1Pa到8*10^-4Pa的极限真空，加温到250~450摄氏度，恒温保持，再次充惰性气体；再次升温到500~650摄氏度，恒温保持；最后升温到750~900度的封接温度，恒温保持，然后进入自动降温至常温，排除设备真空炉腔里面的惰性气体，平衡炉内外压力差，封装结束。

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