CN102915816A - 抗干扰与过压、过流保护片式元件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抗干扰与过压、过流保护片式元件及其制备方法。该抗干扰与过压、过流保护片式元件包括钛酸锶陶瓷基片、分别形成于钛酸锶陶瓷基片正表面与反表面的正面电极与背面电极、形成于钛酸锶陶瓷基片正表面的熔断体金属层、形成于熔断体金属层上的保护层及形成于钛酸锶陶瓷基片的四个侧面的端头电极。该抗干扰与过压、过流保护片式元件通过在钛酸锶陶瓷基片上设置熔断体金属层与电极来将多个分立元件所具有的功能集成在一个元件上,从而具有抗干扰与过压、过流保护功能,因此该抗干扰与过压、过流保护片式元件具有多功能、小型化的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种片式电气元件,特别是涉及一种抗干扰与过压、过流保护片式元件及其制造方法。
背景技术
小型永磁直流马达,特别是带电刷的马达,在正常运行过程中会对所在环境产生的电磁干扰,产生大量的电气噪声。电气噪声干扰沿着电缆以干扰电压的形式传播,耦合到电源电路和其他功能电路网络,从而影响电网的供电质量和周围的电磁环境。
为限制马达的这种通过电源线传导到电网或通过电源线向外传导的干扰,满足电磁兼容标准的要求,必须对这些传导的电气噪声进行处理。常见的解决方法是在传输途径上加装滤波组件。常用的滤波组件有电容、电感、铁氧体磁环等。加装滤波组件能减轻电源电路网络免受马达内部噪声的污染。
但是,选用滤波组件,存在分立的电容电感元件使用数量多,成本高,安装所占空间大的缺点。而且很难选择到合适齐全的配套滤波元件。
同时,马达在实际使用中,控制回路的短路保护往往被忽视。在实际使用中,有的马达采用单只熔断器进行保护,有的甚至不安装熔断器,这将严重影响马达的安全。当出现马达负荷过大或卡堵不转造成电源回路电流过大时,就会造成损坏控制电路、产生起火的情况。
发明内容
基于此,有必要提供一种抗干扰与过压、过流保护片式元件及其制造方法。该抗干扰与过压、过流保护片式元件使用在马达上时能够减轻马达对其它电路的干扰,并具有过压与过流保护的功能,具有小型化、多功能的优点。
一种抗干扰与过压、过流保护片式元件,包括钛酸锶陶瓷基片、分别形成于所述钛酸锶陶瓷基片正表面与反表面的正面电极与背面电极、形成于所述钛酸锶陶瓷基片正表面的熔断体金属层、形成于所述熔断体金属层上的保护层及形成于所述钛酸锶陶瓷基片的四个侧面的端头电极,所述正面电极的数量至少为四个,分别为第一正面电极、第二正面电极、第三正面电极及第四正面电极,所述钛酸锶陶瓷基片的其中两个相对的侧面各设有至少两个端头电极,分别为第一端头电极与第二端头电极、第三端头电极与第四端头电极,钛酸锶陶瓷基片的另外两个侧面中至少一个侧面的端头电极与背面电极相连,所述熔断体金属层包括相互电绝缘的第一熔断体金属层与第二熔断体金属层,所述第一正面电极、第二正面电极、第三正面电极及第四正面电极分别与所述第一端头电极、第二端头电极、第三端头电极及第四端头电极相连,所述第一正面电极与第三正面电极通过第一熔断体金属层相连,第二正面电极与第四正面电极通过第二熔断体金属层相连。
在其中一个实施例中,所述正面电极包括设于所述钛酸锶陶瓷基片上的第一层正面电极与设于所述第一层正面电极上的第二层正面电极。
在其中一个实施例中,所述钛酸锶陶瓷基片的配方按质量分数包括以下组分:30~55%的TiO2、16~32%的SrCO3、12~20%的BaCO3、16~20%的CaCO3、0.3~0.5%的CuO、0.1~0.5%的Nb2O5、0.1~0.2%的La2O3、0.3~1.0%的MnCO3。
在其中一个实施例中,所述第一层正面电极的配方按质量百分比包括以下组分:25~35%的分子银、15~22%的锡粉、8~12%的锌粉、8~12%的玻璃粉、10~14%的树脂以及16~25%的混合溶剂,所述混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
在其中一个实施例中,所述第二层正面电极、背面电极及端头电极的配方按质量百分比包括以下组分:50~69%的银片、18~26%的银粉、0.5~1.5%的玻璃粉、1.5~2.5%的树脂以及10~20%的混合溶剂,所述混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
在其中一个实施例中,所述熔断体金属层的配方按质量百分比包括以下组分:50~65%的银粉、5~10%的氧化银和二氧化钌混合物、0~10%的钯金属粉、0~5%的铂金属粉、1~5%的玻璃粉、10~18%的乙基纤维素、15~25%的松油醇溶剂,其中所述氧化银和二氧化钌混合物中氧化银和二氧化钌的质量比例为10比1。
在其中一个实施例中,所述熔断体金属层的厚度为5.9~6.1微米,宽度为1.1~1.3毫米。
在其中一个实施例中,所述保护层的配方按质量百分比包括以下组分:50~70%的氧化铋、12~20%的氧化硼、5~10%的氧化锌、5~10%的氧化硅、2~10%的氧化钛。
一种抗干扰与过压、过流保护片式元件的制造方法,包括如下步骤:将制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉干压成型,制成坯片;将坯片在800~1200℃温度下烘干处理20~30小时;在氢气与氮气按质量比为0.5~0.8比8~10的比例的气氛保护下,在烧结温度1100℃~1260℃下烧结出半导体陶瓷基片;将烧结出的半导体陶瓷基片在800℃~1000℃温度下的空气中热处理2~4小时,形成钛酸锶陶瓷基片;通过丝网印刷形成正面电极并将所述正面电极烘干;通过丝网印刷形成背面电极并将所述背面电极烘干;通过丝网印刷形成熔断体金属层并将所述熔断体金属层烘干;通过丝网印刷形成保护层并将所述保护层烘干;通过点涂工艺形成端头电极并将所述端头电极烘干。
在其中一个实施例中,所述通过丝网印刷形成正面电极并将所述正面电极烘干的步骤包括:通过丝网印刷形成第一层正面电极并将所述第一层正面电极烘干;通过丝网印刷形成第二层正面电极并将所述第二层正面电极烘干。
上述抗干扰与过压、过流保护片式元件通过在钛酸锶陶瓷基片上设置熔断体金属层与电极来将多个分立元件所具有的功能集成在一个元件上,从而使该抗干扰与过压、过流保护片式元件具有抗干扰与过压、过流保护功能,因此具有多功能、小型化的优点。
附图说明
图1为一个实施例的抗干扰与过压、过流保护片式元件立体图;
图2为图1所示抗干扰与过压、过流保护片式元件的另一立体图;
图3为图1所示抗干扰与过压、过流保护片式元件的截面图;
图4为一个实施例的抗干扰与过压、过流保护片式元件的熔断体金属层的示意图;
图5为另一个实施例的抗干扰与过压、过流保护片式元件的熔断体金属层的示意图;
图6为图1所示抗干扰与过压、过流保护片式元件的等效电路图;
图7为图1所示抗干扰与过压、过流保护片式元件应用于马达上的示意图;
图8为抗干扰与过压、过流保护片式元件的制造流程图。
具体实施方式
请参考图1~3,一个实施方式提供了一种抗干扰与过压、过流保护片式元件100,该抗干扰与过压、过流保护片式元件100包括钛酸锶陶瓷基片110、分别形成于钛酸锶陶瓷基片110正表面与反表面的正面电极120与背面电极130、形成于钛酸锶陶瓷基片110正表面的熔断体金属层140、形成于熔断体金属层140上的保护层150及形成于钛酸锶陶瓷基片110的四个侧面的端头电极160。
其中,正面电极120的数量至少为四个,分别为第一正面电极123、第二正面电极125、第三正面电极127及第四正面电极129。钛酸锶陶瓷基片110的其中两个相对的侧面各设有至少两个端头电极160,分别为第一端头电极162与第二端头电极164、第三端头电极166与第四端头电极168;钛酸锶陶瓷基片110的另外两个侧面中至少一个侧面的端头电极160与背面电极130相连。熔断体金属层140包括相互电绝缘的第一熔断体金属层142与第二熔断体金属层144。
第一正面电极123、第二正面电极125、第三正面电极127及第四正面电极129分别与第一端头电极162、第二端头电极164、第三端头电极166及第四端头电极168相连。第一正面电极123与第三正面电极127通过第一熔断体金属层142相连,第二正面电极125与第四正面电极129通过第二熔断体金属层144相连。
在该实施例中,钛酸锶陶瓷基片110的配方按质量分数包括以下组分:30~55%的TiO2、16~32%的SrCO3、12~20%的BaCO3、16~20%的CaCO3、0.3~0.5%的CuO、0.1~0.5%的Nb2O5、0.1~0.2%的La2O3、0.3~1.0%的MnCO3。
当然,钛酸锶陶瓷基片110也可以采用其它合适的配方。例如,市售的钛酸锶陶瓷基片110适用瓷粉目前有日本太阳诱电的四元系列SrTiO3-Nb2O5-V2O5—GeO2瓷粉和SrTiO3—Nb2O5—CaO—BaTiO3瓷粉,TDK(东京电气化学工业)的五元体系SrTiO3—BaTiO3—Nb2O5—CaO—CoO瓷粉等。
该抗干扰与过压、过流保护片式元件100的正面电极120包括设于钛酸锶陶瓷基片110上的第一层正面电极122与设于第一层正面电极122上的第二层正面电极124。采用两层正面电极的设计是为了使正面电极120与钛酸锶陶瓷基片110形成欧姆接触及使正面电极120有较好导电性。
其中,第一层正面电极122的配方按质量百分比包括以下组分:25~35%的分子银、15~22%的锡粉、8~12%的锌粉、8~12%的玻璃粉、10~14%的树脂以及16~25%的混合溶剂,所述混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。这些组分混合在一起就成为了制造第一层正面电极122的银浆。另外,玻璃粉的主要成分为氧化锌、二氧化硅、氧化硼。
当然,第一层正面电极122的配方也可以采用其它银浆。例如热敏电阻用欧姆银浆,或钛酸锶压敏电阻用银浆。
第二层正面电极124的配方按质量百分比包括以下组分:50~69%的银片、18~26%的银粉、0.5~1.5%的玻璃粉、1.5~2.5%的树脂以及10~20%的混合溶剂,其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。这些组分混合在一起就成为了制造第二层正面电极124的银浆。
当然,第二层正面电极124的配方也可以采用其它银浆。例如目前市售适用的银浆有杜邦PV16A和Ferro3116,日本新日化SP-A6PL浆料等。
背面电极及端头电极的组分与第二层正面电极124的组分相同,在此不再描述。
熔断体金属层140的配方按质量百分比包括以下组分:50~65%的银粉、5~10%的氧化银和二氧化钌混合物、0~10%的钯金属粉、0~5%的铂金属粉、1~5%的玻璃粉、10~18%的乙基纤维素、15~25%的松油醇溶剂。其中氧化银和二氧化钌混合物中氧化银和二氧化钌的质量比例为10比1。
请参考图1与图3,在该实施例中,熔断体金属层140的厚度为5.9~6.1微米,宽度为1.1~1.3毫米。熔断体金属层140包括相互电绝缘的第一熔断体金属层142与第二熔断体金属层144。第一熔断体金属层142将第一正面电极123与第三正面电极127连接在一起,第二熔断体金属层144将第二正面电极125与第四正面电极129连接在一起。第一熔断体金属层142与第二熔断体金属层144可以采用图4或者图5所示的图案,也可以采用其它合适的图案。
保护层150的配方按质量百分比包括以下组分:50~70%的氧化铋、12~20%的氧化硼、5~10%的氧化锌、5~10%的氧化硅、2~10%的氧化钛。
钛酸锶陶瓷基片110的其中两个相对的侧面各设有两个端头电极160,分别为第一端头电极162与第二端头电极164、第三端头电极166与第四端头电极168;钛酸锶陶瓷基片110的另外两个相对的侧面各设有一个端头电极160,分别为第五端头电极161与第六端头电极163。第五端头电极161与第六端头电极163均与背面电极130相连。
请参考图6,熔断器是由第一熔断体金属层142与第二熔断体金属层144形成的。压敏电阻Z1、Z2、Z3与Z4是由正面电极120与背面电极130在钛酸锶陶瓷基片110上形成的。电感L1与L2是由第一熔断体金属层142与第二熔断体金属层144在钛酸锶陶瓷基片110上形成的。电容C1、C2与C3是由正面电极120与背面电极130在钛酸锶陶瓷基片110上形成的。
通过图6所示的等效电路图可以看到,该抗干扰与过压、过流保护片式元件100具有电容与电感电路滤波特性、对过电压的吸收的压敏电阻特性及限流熔断特性。
电容特性在电路中的作用是隔断直流,连通交流,阻止低频。电容通过向噪声源的公共端提供一条阻抗很低的通路来将干扰电压尖峰旁路掉。尖峰电压主要是由马达电刷产生的。电容特性属于旁路型滤波器。
该抗干扰与过压、过流保护片式元件100是将匝数相等的电极线圈对称地印制在同一个钛酸锶陶瓷基片110上形成电感,对共模噪声信号具有抑制作用。电感可以防止马达运转时通过换向片间隙流进电刷的电流产生突然变化。
电感和电容组合起来构成一个LC低通滤波器,这可以增强单个电感或电容的滤波效果。这对抑制传导噪声很有好处。
钛酸锶陶瓷基片110具有对过电压吸收的压敏电阻特性。当浪涌电压施加到该抗干扰与过压、过流保护片式元件100后,钛酸锶陶瓷基片110按照其自身的伏安特性曲线变化。这种浪涌电压去除之后,该抗干扰与过压、过流保护片式元件100并未受到破坏,而能够完全恢复到初始的绝缘电阻值。因此,该抗干扰与过压、过流保护片式元件100能够减少由电子设备外部电源线、信号线及空气传播进入的噪声、浪涌,对高压陡脉冲性杂波有极好的吸收性能,能有效提高设备的抗杂波能力。
该抗干扰与过压、过流保护片式元件100的熔断器属于厚膜式保险丝,其形成于钛酸锶陶瓷基片110的正表面,具体为熔断体金属层140。此处可以根据不同的额定电流设计熔断体金属层140的成分或厚度,从而设计出符合要求的熔断体金属层140。
该抗干扰与过压、过流保护片式元件100同时具有压敏电阻特性、电容特性、电感特性及过流熔断特性。该抗干扰与过压、过流保护片式元件100的电容特性与电感特性可以实现抗干扰的功能,压敏电阻特性具有抵抗噪声电压、浪涌电压的功能,过流熔断特性能够在大电流情况下实现断路,从而保护与其相连的其它元件不被损坏。通过这一个该抗干扰与过压、过流保护片式元件100就能同时实现多个功能,从而减少元件,节约成本。并且该抗干扰与过压、过流保护片式元件100的体积小,占用空间较小。因此,该抗干扰与过压、过流保护片式元件100具有小型化、多功能、集成度高、成本低等优点。
请参考图7,使用时,该抗干扰与过压、过流保护片式元件100的第一端头电极162与第二端头电极164接电源端或者与马达相连,第三端头电极166与第四端头电极168相应的与马达相连或者接电源端,第五端头电极161与第六端头电极163接地。这样,该抗干扰与过压、过流保护片式元件100即被接入到马达的电路中,从而减少马达工作过程中产生的干扰对其它电路的影响,及对马达起到过压、过流保护作用。
请参考图8,本发明还提供一种上述抗干扰与过压、过流保护片式元件100的制造方法,其包括如下步骤:
步骤S110:将制造钛酸锶陶瓷基片110的瓷粉干压成型,制成坯片。
其中,该步骤中制造钛酸锶陶瓷基片110的瓷粉的配方按质量分数包括以下组分:TiO2:30~55、SrCO3:16~32、BaCO3:12~20、CaCO3:16~20、CuO:0.3~0.5、Nb2O5:0.1~0.5、La2O3:0.1~0.2、MnCO3:0.3~1.0。
当然,钛酸锶陶瓷基片110也可以采用其它合适的配方。例如,市售的钛酸锶陶瓷基片110适用瓷粉目前有日本太阳诱电的四元系列SrTiO3—Nb2O5—V2O5—GeO2瓷粉和SrTiO3—Nb2O5—CaO—BaTiO3瓷粉,TDK(东京电气化学工业)的五元体系SrTiO3—BaTiO3—Nb2O5—CaO—CoO瓷粉等。
步骤S120:将坯片在800~1200℃温度下烘干处理20~30小时。
步骤S130:在氢气与氮气按质量比为0.5~0.8比8~10的比例的气氛保护下,在烧结温度1100℃~1260℃下烧结出半导体陶瓷基片。
步骤S140:将烧结出的半导体陶瓷基片在800℃~1000℃温度下的空气中热处理2~4小时,形成钛酸锶陶瓷基片110。
步骤S150:通过丝网印刷形成正面电极120并将该正面电极120烘干。
该抗干扰与过压、过流保护片式元件100的制造方法的步骤S150,通过丝网印刷形成正面电极120并将正面电极120烘干的步骤包括:通过丝网印刷形成第一层正面电极122并将第一层正面电极122烘干;通过丝网印刷形成第二层正面电极124并将第二层正面电极124烘干。
通过丝网印刷形成第一层正面电极122并将第一层正面电极122烘干的步骤中制造第一层正面电极122的配方按质量百分比包括以下组分:25~35%的分子银、15~22%的锡粉、8~12%的锌粉、8~12%的玻璃粉、10~14%的树脂以及16~25%的混合溶剂。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。这些组分混合在一起就成为了制造第一层正面电极122的银浆。另外,玻璃粉的主要成分为氧化锌、二氧化硅、氧化硼。
当然,第一层正面电极122的配方也可以采用其它银浆。例如热敏电阻用欧姆银浆,或钛酸锶压敏电阻用银浆。
通过丝网印刷形成第二层正面电极124并将第二层正面电极124烘干的步骤中制造第二层正面电极124的配方按质量百分比包括以下组分:50~69%的银片、18~26%的银粉、0.5~1.5%的玻璃粉、1.5~2.5%的树脂以及10~20%的混合溶剂。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。这些组分混合在一起就成为了制造第二层正面电极124的银浆。
当然,第二层正面电极124的配方也可以采用其它银浆。例如目前市售适用的银浆有杜邦PV16A和Ferro3116,日本新日化SP-A6PL浆料等。
步骤S160:通过丝网印刷形成背面电极130并将背面电极130烘干。
该步骤中制造背面电极130配方与制造第二层正面电极124的配方相同,在此不再描述。
步骤S170:通过丝网印刷形成熔断体金属层140并将熔断体金属层140烘干。
该步骤中制造熔断体金属层140的配方按质量百分比包括以下组分:50~65%的银粉、5~10%的氧化银和二氧化钌混合物、0~10%的钯金属粉、0~5%的铂金属粉、1~5%的玻璃粉、10~18%的乙基纤维素、15~25%的松油醇溶剂。其中氧化银和二氧化钌混合物中氧化银和二氧化钌的质量比例为10比1。
步骤S180:通过丝网印刷形成保护层150并将保护层150烘干。
该步骤中制造保护层150的配方按质量百分比包括以下组分:50~70%的氧化铋、12~20%的氧化硼、5~10%的氧化锌、5~10%的氧化硅、2~10%的氧化钛。
步骤S190:通过点涂工艺形成端头电极160并将端头电极160烘干。
该步骤中制造端头电极160的配方与制造第二层正面电极124的配方相同,在此不再描述。
以下结合具体实施例对本发明提供的抗干扰与过压、过流保护片式元件100的制备方法进行详细说明。
实施例1
上述抗干扰与过压、过流保护片式元件的制备方法包括以下步骤:
1、将TiO2、SrCO3、BaCO3、CaCO3、CuO、Nb2O5、La2O3及MnCO3混合在一起并球磨干燥制成制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉。其中该制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉按质量分数分别为:30%的TiO2、32%的SrCO3、16%的BaCO3、20%的CaCO3、0.5%的CuO、0.5%的Nb2O5、0.1%的La2O3、0.9%的MnCO3。然后将制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉干压成型,制成坯片。
2、将坯片在800℃±10℃温度下烘干处理30±2小时。
3、在氢气与氮气按质量比为0.5比8的比例的气氛保护下,在烧结温度1260℃±10℃下烧结出半导体陶瓷基片。
4、将烧结出的半导体陶瓷基片在1000℃±10℃温度下的空气中热处理2小时,形成钛酸锶陶瓷基片。
5、按质量百分比将以下组分:35%的分子银、15%的锡粉、12%的锌粉、12%的玻璃粉、10%的树脂以及16%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。玻璃粉的主要成分为氧化锌、二氧化硅、氧化硼。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的正表面上,形成第一层正面电极。然后将该第一层正面电极烘干。
6、按质量百分比将以下组分:50%的银片、26%的银粉、1.5%的玻璃粉、2.5%的树脂以及20%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的第一层正面电极上,形成第二层正面电极。然后将第二层正面电极烘干。
7、按质量百分比将以下组分:50%的银片、26%的银粉、1.5%的玻璃粉、2.5%的树脂以及20%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的反表面上,形成背面电极。然后将背面电极烘干。
8、按质量百分比将以下组分:50%的银粉、10%的氧化银和二氧化钌混合物、5%的铂金属粉、5%的玻璃粉、10%的乙基纤维素、20%的松油醇溶剂进行混合制成银浆。其中氧化银和二氧化钌混合物中氧化银和二氧化钌的质量比例为10比1。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的正表面上,形成熔断体金属层。然后将熔断体金属层烘干。
9、按质量百分比将以下组分:50%的氧化铋、20%的氧化硼、10%的氧化锌、10%的氧化硅、10%的氧化钛进行混合制成浆料。
通过丝网印刷将上述混合而成的浆料印刷在上述熔断体金属层上,形成保护层。然后将保护层烘干。
10、按质量百分比将以下组分:50%的银片、26%的银粉、1.5%的玻璃粉、2.5%的树脂以及20%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过点涂工艺将上述混合而成的银浆涂覆在上述钛酸锶陶瓷基片的四个侧面上,形成端头电极。然后将端头电极烘干。
这样该抗干扰与过压、过流保护片式元件制造完成。
实施例2
上述抗干扰与过压、过流保护片式元件的制备方法包括以下步骤:
1、将TiO2、SrCO3、BaCO3、CaCO3、CuO、Nb2O5、La2O3及MnCO3混合在一起并球磨干燥制成制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉。其中该制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉按质量分数分别为:42%的TiO2、18.4%的SrCO3、20%的BaCO3、18%的CaCO3、0.3%的CuO、0.1%的Nb2O5、0.2%的La2O3、1.0%的MnCO3。然后将制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉干压成型,制成坯片。
2、将坯片在1000℃±10℃温度下烘干处理25±2小时。
3、在氢气与氮气按质量比为0.65比9的比例的气氛保护下,在烧结温度1260℃±10℃下烧结出半导体陶瓷基片。
4、将烧结出的半导体陶瓷基片在960℃±10℃温度下的空气中热处理3小时,形成钛酸锶陶瓷基片。
5、按质量百分比将以下组分:25%的分子银、22%的锡粉、8%的锌粉、10%的玻璃粉、10%的树脂以及25%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。玻璃粉的主要成分为氧化锌、二氧化硅、氧化硼。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的正表面上,形成第一层正面电极。然后将该第一层正面电极烘干。
6、按质量百分比将以下组分:50%的银片、26%的银粉、1.5%的玻璃粉、2.5%的树脂以及20%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的第一层正面电极上,形成第二层正面电极。然后将第二层正面电极烘干。
7、按质量百分比将以下组分:50%的银片、26%的银粉、1.5%的玻璃粉、2.5%的树脂以及20%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的反表面上,形成背面电极。然后将背面电极烘干。
8、按质量百分比将以下组分:57%的银粉、5%的氧化银和二氧化钌混合物、2%的钯金属粉、1%的玻璃粉、10%的乙基纤维素、25%的松油醇溶剂进行混合制成银浆。其中氧化银和二氧化钌混合物中氧化银和二氧化钌的质量比例为10比1。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的正表面上,形成熔断体金属层。然后将熔断体金属层烘干。
9、按质量百分比将以下组分:70%的氧化铋、18%的氧化硼、5%的氧化锌、5%的氧化硅、2%的氧化钛进行混合制成浆料。
通过丝网印刷将上述混合而成的浆料印刷在上述熔断体金属层上,形成保护层。然后将保护层烘干。
10、按质量百分比将以下组分:50%的银片、26%的银粉、1.5%的玻璃粉、2.5%的树脂以及20%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过点涂工艺将上述混合而成的银浆涂覆在上述钛酸锶陶瓷基片的四个侧面上,形成端头电极。然后将端头电极烘干。
这样该抗干扰与过压、过流保护片式元件制造完成。
实施例3
上述抗干扰与过压、过流保护片式元件的制备方法包括以下步骤:
1、将TiO2、SrCO3、BaCO3、CaCO3、CuO、Nb2O5、La2O3及MnCO3混合在一起并球磨干燥制成制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉。其中该制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉按质量分数分别为:55%的TiO2、16%的SrCO3、12%的BaCO3、16%的CaCO3、0.4%的CuO、0.2%的Nb2O5、0.1%的La2O3、0.3%的MnCO3。然后将制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉干压成型,制成坯片。
2、将坯片在1200℃±10℃温度下烘干处理20±2小时。
3、在氢气与氮气按质量比为0.8比10的比例的气氛保护下,在烧结温度1260℃±10℃℃下烧结出半导体陶瓷基片。
4、将烧结出的半导体陶瓷基片在920℃±10℃温度下的空气中热处理4小时,形成钛酸锶陶瓷基片。
5、按质量百分比将以下组分:35%的分子银、15%的锡粉、12%的锌粉、12%的玻璃粉、10%的树脂以及16%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。玻璃粉的主要成分为氧化锌、二氧化硅、氧化硼。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的正表面上,形成第一层正面电极。然后将该第一层正面电极烘干。
6、按质量百分比将以下组分:50%的银片、26%的银粉、1.5%的玻璃粉、2.5%的树脂以及20%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的第一层正面电极上,形成第二层正面电极。然后将第二层正面电极烘干。
7、按质量百分比将以下组分:50%的银片、26%的银粉、1.5%的玻璃粉、2.5%的树脂以及20%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的反表面上,形成背面电极。然后将背面电极烘干。
8、按质量百分比将以下组分:65%的银粉、5%的氧化银和二氧化钌混合物、1%的钯金属粉、2%的铂金属粉、2%的玻璃粉、10%的乙基纤维素、15%的松油醇溶剂进行混合制成银浆。其中氧化银和二氧化钌混合物中氧化银和二氧化钌的质量比例为10比1。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的正表面上,形成熔断体金属层。然后将熔断体金属层烘干。
9、按质量百分比将以下组分:50%的氧化铋、20%的氧化硼、10%的氧化锌、10%的氧化硅、10%的氧化钛进行混合制成浆料。
通过丝网印刷将上述混合而成的浆料印刷在上述熔断体金属层上,形成保护层。然后将保护层烘干。
10、按质量百分比将以下组分:50%的银片、26%的银粉、1.5%的玻璃粉、2.5%的树脂以及20%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过点涂工艺将上述混合而成的银浆涂覆在上述钛酸锶陶瓷基片的四个侧面上,形成端头电极。然后将端头电极烘干。
这样该抗干扰与过压、过流保护片式元件制造完成。
实施例4
上述抗干扰与过压、过流保护片式元件的制备方法包括以下步骤:
1、将TiO2、SrCO3、BaCO3、CaCO3、CuO、Nb2O5、La2O3及MnCO3混合在一起并球磨干燥制成制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉。其中该制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉按质量分数分别为:55%的TiO2、16%的SrCO3、12%的BaCO3、16%的CaCO3、0.4%的CuO、0.2%的Nb2O5、0.1%的La2O3、0.3%的MnCO3。然后将制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉干压成型,制成坯片。
2、将坯片在1000℃±10℃温度下烘干处理25±2小时。
3、在氢气与氮气按质量比为0.8比8的比例的气氛保护下,在烧结温度1200℃±10℃下烧结出半导体陶瓷基片。
4、将烧结出的半导体陶瓷基片在900℃±10℃温度下的空气中热处理4小时,形成钛酸锶陶瓷基片。
5、按质量百分比将以下组分:30%的分子银、18%的锡粉、10%的锌粉、8%的玻璃粉、14%的树脂以及20%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。玻璃粉的主要成分为氧化锌、二氧化硅、氧化硼。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的正表面上,形成第一层正面电极。然后将该第一层正面电极烘干。
6、按质量百分比将以下组分:57%的银片、26%的银粉、0.5%的玻璃粉、1.5%的树脂以及15%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的第一层正面电极上,形成第二层正面电极。然后将第二层正面电极烘干。
7、按质量百分比将以下组分:57%的银片、26%的银粉、0.5%的玻璃粉、1.5%的树脂以及15%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的反表面上,形成背面电极。然后将背面电极烘干。
8、按质量百分比将以下组分:50%的银粉、6%的氧化银和二氧化钌混合物、10%的钯金属粉、1%的玻璃粉、18%的乙基纤维素、15%的松油醇溶剂进行混合制成银浆。其中氧化银和二氧化钌混合物中氧化银和二氧化钌的质量比例为10比1。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的正表面上,形成熔断体金属层。然后将熔断体金属层烘干。
9、按质量百分比将以下组分:66%的氧化铋、12%的氧化硼、8%的氧化锌、8%的氧化硅、6%的氧化钛进行混合制成浆料。
通过丝网印刷将上述混合而成的浆料印刷在上述熔断体金属层上,形成保护层。然后将保护层烘干。
10、按质量百分比将以下组分:57%的银片、26%的银粉、0.5%的玻璃粉、1.5%的树脂以及15%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过点涂工艺将上述混合而成的银浆涂覆在上述钛酸锶陶瓷基片的四个侧面上,形成端头电极。然后将端头电极烘干。
这样该抗干扰与过压、过流保护片式元件制造完成。
实施例5
上述抗干扰与过压、过流保护片式元件的制备方法包括以下步骤:
1、将TiO2、SrCO3、BaCO3、CaCO3、CuO、Nb2O5、La2O3及MnCO3混合在一起并球磨干燥制成制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉。其中该制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉按质量分数分别为:55%的TiO2、16%的SrCO3、12%的BaCO3、16%的CaCO3、0.4%的CuO、0.2%的Nb2O5、0.1%的La2O3、0.3%的MnCO3。然后将制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉干压成型,制成坯片。
2、将坯片在1000℃±10℃温度下烘干处理25±2小时。
3、在氢气与氮气按质量比为0.8比8的比例的气氛保护下,在烧结温度1100℃±10℃下烧结出半导体陶瓷基片。
4、将烧结出的半导体陶瓷基片在800℃±10℃温度下的空气中热处理4小时,形成钛酸锶陶瓷基片。
5、按质量百分比将以下组分:25%的分子银、22%的锡粉、8%的锌粉、10%的玻璃粉、10%的树脂以及25%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。玻璃粉的主要成分为氧化锌、二氧化硅、氧化硼。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的正表面上,形成第一层正面电极。然后将该第一层正面电极烘干。
6、按质量百分比将以下组分:69%的银片、18%的银粉、1.0%的玻璃粉、2.0%的树脂以及10%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的第一层正面电极上,形成第二层正面电极。然后将第二层正面电极烘干。
7、按质量百分比将以下组分:69%的银片、18%的银粉、1.0%的玻璃粉、2.0%的树脂以及10%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的反表面上,形成背面电极。然后将背面电极烘干。
8、按质量百分比将以下组分:50%的银粉、6%的氧化银和二氧化钌混合物、10%的钯金属粉、1%的玻璃粉、18%的乙基纤维素、15%的松油醇溶剂进行混合制成银浆。其中氧化银和二氧化钌混合物中氧化银和二氧化钌的质量比例为10比1。
通过丝网印刷将上述混合而成的银浆印刷在上述钛酸锶陶瓷基片的正表面上,形成熔断体金属层。然后将熔断体金属层烘干。
9、按质量百分比将以下组分:70%的氧化铋、18%的氧化硼、5%的氧化锌、5%的氧化硅、2%的氧化钛进行混合制成浆料。
通过丝网印刷将上述混合而成的浆料印刷在上述熔断体金属层上,形成保护层。然后将保护层烘干。
10、按质量百分比将以下组分:69%的银片、18%的银粉、1.0%的玻璃粉、2.0%的树脂以及10%的混合溶剂进行混合制成银浆。其中,混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
通过点涂工艺将上述混合而成的银浆涂覆在上述钛酸锶陶瓷基片的四个侧面上,形成端头电极。然后将端头电极烘干。
这样该抗干扰与过压、过流保护片式元件制造完成。
请参考表1,表1为根据上述抗干扰与过压、过流保护片式元件的制备方法制造出来的抗干扰与过压、过流保护片式元件的测试数据。从表1中可以看出,该抗干扰与过压、过流保护片式元件具有压敏电压特性、电容特性、电感特性及过流熔断特性,切这些特性都在需要的范围之内。
表1
因此,该抗干扰与过压、过流保护片式元件通过在钛酸锶陶瓷基片上设置熔断体金属层与电极来将多个分立元件所具有的功能集成在一个元件上,从而使该抗干扰与过压、过流保护片式元件具有抗干扰与过压、过流保护功能,因此该抗干扰与过压、过流保护片式元件具有多功能、小型化的优点。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种抗干扰与过压、过流保护片式元件,其特征在于,包括钛酸锶陶瓷基片、分别形成于所述钛酸锶陶瓷基片正表面与反表面的正面电极与背面电极、形成于所述钛酸锶陶瓷基片正表面的熔断体金属层、形成于所述熔断体金属层上的保护层及形成于所述钛酸锶陶瓷基片的四个侧面的端头电极,
所述正面电极的数量至少为四个,分别为第一正面电极、第二正面电极、第三正面电极及第四正面电极,所述钛酸锶陶瓷基片的其中两个相对的侧面各设有至少两个端头电极,分别为第一端头电极与第二端头电极、第三端头电极与第四端头电极,钛酸锶陶瓷基片的另外两个侧面中至少一个侧面的端头电极与背面电极相连,所述熔断体金属层包括相互电绝缘的第一熔断体金属层与第二熔断体金属层,
所述第一正面电极、第二正面电极、第三正面电极及第四正面电极分别与所述第一端头电极、第二端头电极、第三端头电极及第四端头电极相连,所述第一正面电极与第三正面电极通过第一熔断体金属层相连,第二正面电极与第四正面电极通过第二熔断体金属层相连。
2.根据权利要求1所述的抗干扰与过压、过流保护片式元件,其特征在于,所述正面电极包括设于所述钛酸锶陶瓷基片上的第一层正面电极与设于所述第一层正面电极上的第二层正面电极。
3.根据权利要求1或2所述的抗干扰与过压、过流保护片式元件,其特征在于,所述钛酸锶陶瓷基片的配方按质量分数包括以下组分:30~55%的TiO2、16~32%的SrCO3、12~20%的BaCO3、16~20%的CaCO3、0.3~0.5%的CuO、0.1~0.5%的Nb2O5、0.1~0.2%的La2O3、0.3~1.0%的MnCO3。
4.根据权利要求2所述的抗干扰与过压、过流保护片式元件,其特征在于,所述第一层正面电极的配方按质量百分比包括以下组分:25~35%的分子银、15~22%的锡粉、8~12%的锌粉、8~12%的玻璃粉、10~14%的树脂以及16~25%的混合溶剂,所述混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
5.根据权利要求2所述的抗干扰与过压、过流保护片式元件,其特征在于,所述第二层正面电极、背面电极及端头电极的配方按质量百分比包括以下组分:50~69%的银片、18~26%的银粉、0.5~1.5%的玻璃粉、1.5~2.5%的树脂以及10~20%的混合溶剂,所述混合溶剂由松油醇、乙二醇丁醚及乙二醇乙醚按质量比例1:1:1混合而成。
6.根据权利要求1或2所述的抗干扰与过压、过流保护片式元件,其特征在于,所述熔断体金属层的配方按质量百分比包括以下组分:50~65%的银粉、5~10%的氧化银和二氧化钌混合物、0~10%的钯金属粉、0~5%的铂金属粉、1~5%的玻璃粉、10~18%的乙基纤维素、15~25%的松油醇溶剂,其中所述氧化银和二氧化钌混合物中氧化银和二氧化钌的质量比例为10比1。
7.根据权利要求6所述的抗干扰与过压、过流保护片式元件,其特征在于,所述熔断体金属层的厚度为5.9~6.1微米,宽度为1.1~1.3毫米。
8.根据权利要求1或2所述的抗干扰与过压、过流保护片式元件,其特征在于,所述保护层的配方按质量百分比包括以下组分:50~70%的氧化铋、12~20%的氧化硼、5~10%的氧化锌、5~10%的氧化硅、2~10%的氧化钛。
9.一种抗干扰与过压、过流保护片式元件的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
将制造钛酸锶陶瓷基片的瓷粉干压成型,制成坯片;
将坯片在800~1200℃温度下烘干处理20~30小时;
在氢气与氮气按质量比为0.5~0.8比8~10的比例的气氛保护下,在烧结温度1100℃~1260℃下烧结出半导体陶瓷基片;
将烧结出的半导体陶瓷基片在800℃~1000℃温度下的空气中热处理2~4小时,形成钛酸锶陶瓷基片;
通过丝网印刷形成正面电极并将所述正面电极烘干;
通过丝网印刷形成背面电极并将所述背面电极烘干;
通过丝网印刷形成熔断体金属层并将所述熔断体金属层烘干;
通过丝网印刷形成保护层并将所述保护层烘干;
通过点涂工艺形成端头电极并将所述端头电极烘干。
10.根据权利要求9所述的抗干扰与过压、过流保护片式元件的制造方法,其特征在于,所述通过丝网印刷形成正面电极并将所述正面电极烘干的步骤包括:通过丝网印刷形成第一层正面电极并将所述第一层正面电极烘干;通过丝网印刷形成第二层正面电极并将所述第二层正面电极烘干。
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