CN103441053A - 集成气体放电管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种集成气体放电管。该集成气体放电管通过将气体放电管结构调整为上盖和绝缘基座,在绝缘基座的底面的内侧面和外侧面分别进行电极的集成,有效提高了气体放电管的放电效果,大大简化了多端对地气体放电管的制备工序和流程,使得制备工序大大简化,实现气体放电管的批量生产和高度集成性。本发明还提供一种集成气体放电管的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种放电管技术,特别涉及一种集成气体放电管及其制备方法。
背景技术
传统的二极管气体放电管由2个金属电极、2个焊料、一个带有金属化层的陶瓷绝缘管密封组成一个放电间隙;电极上涂有阴极发射材料,陶瓷绝缘管上有2根或多根触发导电带,如图1所示,2个金属电极1,2个焊料2,一个带有金属化层32的陶瓷绝缘管3,陶瓷绝缘管3上有至少2根导电带31。
传统的二极管气体放电管的制备工艺如下:
金属电极由棒材或片材机械冲压,再通过切边,抛光清洗形成;
陶瓷绝缘管经过陶瓷颗粒与有机物形成 浆料注浆成型或干压成型,再经过低温排胶,1400度高温烧结,磨平而成;
金属化层则通过丝网印刷,低温固化,1300度左右烧结,最后经过电镀镍而成;
焊料通过高温(1200度左右)熔炼形成焊料合金,通过退火,形成块状合金,块状合金通过碾压成片,最后冲压而成;
触发导电带通过铅笔图画而成;
电极通过清洗涂敷上电子粉、与金属化瓷管、焊料组装到模具中,再通过真空封接炉经过排气抽真空、充气、850度左右高温钎焊密封封接,冷却形成半成品,再经过老炼、清洗 、电镀、打印、测试最终形成合格成品。
传统结构的气体放电管放电效果不佳,且结构复杂不利于制备,例如:
传统的气体放电管的原材料加工工序较多,因此原材料成本高;
金属化陶瓷需要经过两次1000度以上高温烧结,焊料需要经过一次1000度高温熔炼,原材料耗能高,另外产品需要经过850度左右的高温封接,因此整个供应链需要经过三次的高温烧结不利于节能减排;
传统气体放电管的加工工序较多,需要投入的设备及人工成本较多,因此成本较高;
不利于产品的小型化集成化,如需制作多极的集成气体放电管,原材料的个数成倍数增长,成本也成倍增长(如图2所示,采用传统的气体放电管的加工工艺制造四端对地的气体放电管通常需要13个部件组成,包括5个电极4,6个焊料5,及2个带有金属化层61的陶瓷绝缘管6);
传统放电管的制造工艺由于工序较多,原材料加工精度不高,造成放电管的参数波动较大。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种集成气体放电管,能够提高放电效果,大大简化制备工序和流程,且提高集成度。
此外,还提供一种集成气体放电管的制备方法,工序简单,能够使集成气体放电管批量生产,且有利于集成气体放电管的高度集成性。
一种集成气体放电管,包括上盖,及带有集成多个电极的底面的绝缘基座,该绝缘基座具有空腔结构,该上盖与该绝缘基座密封形成一空腔,所述底面分内侧面和外侧面,所述内侧面集成有至少一个电极,所述外侧面集成有至少两个电极,所述底面外侧面的至少一个电极与所述内侧面的至少一个电极对应并电连接。
优选地,所述绝缘基座具有多层结构,包括所述底面、所述底面上部的至少一个腔体层及腔体层上部的焊料层。
优选地,至少一个腔体层具有至少一个垂直方向及/或横向的导电带。
优选地,所述绝缘基座具有整体结构,包括所述底面,与所述底面形成整体的腔体,及腔体上部的焊料层。
优选地,所述腔体具有至少一个垂直方向及/或横向的导电带。
优选地,所述上盖是导电上盖,所述外侧面的至少一个电极与导电上盖电连接。
优选地,所述外侧面集成的每个电极都具备至少一个穿过所述底面的填充有导电材料的过孔,所述外侧面集成的至少一个电极通过过孔中填充的导电材料与所述导电上盖相互导电。
优选地,所述外侧面集成的至少一个电极通过过孔中填充的导电材料与所述内侧面的对应电极相互导电。
优选地,所述填充有导电材料的过孔由导电层替换。
优选地,所述上盖是绝缘上盖,在所述绝缘基座的空腔结构的特定位置设置至少一个所述内侧面的电极的共用电极,所述外侧面的至少一个电极与所述共用电极电连接。
优选地,所述上盖是绝缘上盖,所述内侧面集成有至少两个电极,所述外侧面的至少两个电极与所述内侧面的至少两个电极分别对应电连接,形成至少两个对应电极。
优选地,所述绝缘基座还包括所述焊料层上部的金属环。
一种集成气体放电管的制备方法,该方法包括:进行绝缘材质浆料的配置,将配置好的绝缘材质浆料流延成生片;在生片上生成导电柱或导电层;在作为集成气体放电管底面的生片上印刷导电材料及/或阴极发射材料;多个生片叠层进行共烧并电镀;进行上盖密封及填充惰性气体。。
优选地,所述在生片上生成导电柱的步骤包括:在生片上冲过孔;在过孔中填充导电材料。
优选地,所述在生片上生成导电层的步骤为:在生片表面埋设或印刷导电材料。
相较现有技术,本发明通过将气体放电管结构调整为上盖和绝缘基座,在绝缘基座的底面的内侧面和外侧面分别进行电极的集成,有效提高了气体放电管的放电效果,大大简化了多端对地气体放电管的制备工序和流程,制备工序大大简化,实现气体放电管的批量生产和高度集成性。
附图说明
图1是现有技术二极管气体放电管的结构示意图;
图2是现有技术四端对地气体放电管的结构示意图;
图3是本发明集成气体放电管较佳实施例的结构示意图;
图4是本发明图3中绝缘基座一个较佳实施例的空腔结构俯视图;
图5是本发明图4中绝缘基座的集成电极层较佳实施例的底面外侧面结构示意图;
图6是本发明图4中绝缘基座的集成电极层较佳实施例的底面内侧面结构示意图;
图7是本发明图4中绝缘基座较佳实施例的分层结构示意图;
图8是本发明图3中绝缘基座另一个较佳实施例的空腔结构俯视图;
图9是本发明图8中绝缘基座较佳实施例的分层结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行完整的描述,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得其它实施例,均属于本发明保护范围。
作为一个较佳实施例,本发明提供一种集成气体放电管,该集成气体放电管包括:上盖,及带有集成多个电极的底面的绝缘基座,绝缘基座具有空腔结构,上盖与绝缘基座密封形成一空腔,空腔中填充惰性气体。其中,上盖可以是导电上盖,也可以是绝缘上盖。
当上盖是导电上盖时,导电上盖可作为绝缘基座的底面多个电极的共用电极,此时,所述绝缘基座的底面的外侧面的至少一个电极与导电上盖电连接。
当上盖是绝缘上盖时,可以在绝缘基座的空腔结构任意适用的位置设置至少一个所述绝缘基座的底面多个电极的共用电极,例如,在空腔结构的侧壁上设置至少一个所述共用电极,或者,在空腔结构中间的某个位置设置至少一个导电层作为所述共用电极。此时,所述绝缘基座的底面的外侧面的至少一个电极与所述共用电极电连接。
当上盖是绝缘上盖时,可以在绝缘基座的空腔结构中不设置所述绝缘基座的底面多个电极的共用电极,此时,所述绝缘基座的底面的外侧面的至少两个电极与所述绝缘基座的底面的内侧面的至少两个电极分别对应电连接,形成至少两个对应电极。例如,以两个对应电极为例,所述绝缘基座的底面的外侧面的至少两个电极X1和X2,所述绝缘基座的底面的内侧面的至少两个电极Y1和Y2,其中,X1与Y1电连接,X2与Y2电连接,X1与Y1形成第一对应电极,X2与Y2形成第二对应电极,第一对应电极与第二对应电极相互之间形成放电。
以下结合图3至图9例图所示,详细阐述当上盖是导电上盖,且导电上盖作为绝缘基座的底面多个电极的共用电极时的结构特征,以及阐述如何在绝缘基座的底面多个电极与所述共用电极之间形成电连接关系。对本领域的技术人员来说,参照下述该具体结构的例图示例描述,可以轻易实现“当上盖是绝缘上盖时,可以在绝缘基座的空腔结构任意适用的位置设置至少一个所述绝缘基座的底面多个电极的共用电极”,以及“当上盖是绝缘上盖时,可以在绝缘基座的空腔结构中不设置所述绝缘基座的底面多个电极的共用电极,此时,所述绝缘基座的底面的外侧面的至少两个电极与所述绝缘基座的底面的内侧面的至少两个电极分别对应电连接,形成至少两个对应电极”的技术方案,在此不做赘述。
参见图3所示,是本发明集成气体放电管较佳实施例的结构示意图。
该集成气体放电管包括导电上盖7,及带有集成多个电极的底面的绝缘基座8。该绝缘基座8具有空腔结构(例如,图4或者图8所示),该导电上盖7与该绝缘基座8形成一密闭空腔。该绝缘基座8可以是一个整体结构,也可以是一个多层结构。
该绝缘基座8的材料可以是陶瓷或者其他任意适用的绝缘材质。
该导电上盖7的材料可以整体是导电材质,也可以是绝缘材质表面包裹有导电层。
实施例一:该绝缘基座8具有多层结构,该绝缘基座8的多层结构包括集成有多个放电电极的底面,底面上部的至少一个腔体层,及腔体层上部的焊料层。例如图7示例所示,该绝缘基座8的多层结构包括集成有多个放电电极的底面80,底面80上部的三个腔体层(例如,腔体层83、腔体层84及腔体层85,其中,最上部的腔体层85的上表面带有金属化层),及三个腔体层(例如,腔体层83、腔体层84及腔体层85)上部的焊料层86,至少一个腔体层具有至少一个垂直方向及/或横向的导电带(以半圆柱状为例,例如,图7所示,腔体层84具有的多个垂直方向的导电带10,腔体层83具有的多个横向的导电带11),该导电上盖7密封于焊料层86上形成一密闭空腔。需要强调的是,对本领域的技术人员来说,在实施例一中,该绝缘基座8的底面80上部可以只有一个腔体层,也可以有多个腔体层,形成的密闭空腔用于填充惰性气体。
实施例二:该绝缘基座8具有多层结构,该绝缘基座8的多层结构包括集成有多个放电电极的底面,底面上部的至少一个腔体层,腔体层上部的焊料层,及焊料层上部的金属环。例如图9示例所示,该绝缘基座8的多层结构包括集成有多个放电电极的底面80,底面80上部的三个腔体层(例如,腔体层83、腔体层84及腔体层87),最上部的腔体层87的上表面带有焊料层89),及焊料层89上部的金属环88,至少一个腔体层具有至少一个垂直方向及/或横向的导电带(以半圆柱状为例,例如,图9所示,腔体层84具有的多个垂直方向的导电带10,腔体层83具有的多个横向的导电带11),该导电上盖7密封于金属环88上形成一密闭空腔。需要强调的是,对本领域的技术人员来说,在实施例一中,该绝缘基座8的底面80上部可以只有一个腔体层,也可以有多个腔体层,形成的密闭空腔用于填充惰性气体。
实施例三:该绝缘基座8具有整体结构(图中未示出),该绝缘基座8包括形成整体的底面和腔体,及焊料层,其中,底面集成有多个放电电极,腔体的上部是焊料层,腔体具有至少一个垂直方向及/或横向的导电带(以半圆柱状为例),该导电上盖7密封于焊料层上形成一密闭空腔,形成的密闭空腔用于填充惰性气体。
实施例四:该绝缘基座8具有整体结构(图中未示出),该绝缘基座8包括形成整体的底面和腔体,焊料层,及金属环,其中,底面集成有多个放电电极,腔体的上部是焊料层,腔体具有至少一个垂直方向及/或横向的导电带(以半圆柱状为例),焊料层上部是金属环,该导电上盖7密封于金属环上形成一密闭空腔,形成的密闭空腔用于填充惰性气体。
以下对该绝缘基座8的底面80进行示例性的阐述。
参见图5所示,是本发明图4中绝缘基座的集成电极层较佳实施例的底面外侧面结构示意图。
该绝缘基座8的底面80外侧面集成有至少两个电极,图中以底面80外侧面82集成6个电极为例(电极A1、电极B1、电极C1、电极D1、电极E1、电极F1);在本发明的其他实施例中,底面80外侧面82集成任意多个电极,例如,2个电极、3个电极、4个电极、5个电极、7个电极、8个电极、9个电极等任意适用数量的电极。
参见图6所示,是本发明图4中绝缘基座的集成电极层较佳实施例的底面内侧面结构示意图。
该绝缘基座8的底面80内侧面集成有至少一个电极,图中以底面80内侧面81集成4个电极为例(电极A、电极B、电极C、电极D);在本发明的其他实施例中,底面80内侧面81集成任意多个电极,例如,2个电极、3个电极、4个电极、5个电极、7个电极、8个电极、9个电极等任意适用数量的电极。
方式一:底面80外侧面82集成的每个电极都具备至少一个(图中以2个为例)穿过底面80的过孔9(过孔的形状可以是圆形柱孔、椭圆形柱孔、方形柱孔等任意形柱孔),过孔9用于填充导电材料以与底面80内侧面81的对应电极或导电上盖7相互导电,底面80外侧面82集成的至少一个电极(例如,图5所示的电极E1、电极F1)通过过孔9中填充的导电材料与导电上盖7相互导电,底面80外侧面82集成的至少一个电极(例如,图5所示的电极A1、电极B1、电极C1、电极D1)通过过孔9中填充的导电材料与底面80内侧面81的对应电极(例如,图6所示的电极A、电极B、电极C、电极D,其中,电极A与电极A1相互对应,电极B与电极B1相互对应,电极C与电极C1相互对应,电极D与电极D1相互对应)相互导电。
方式二:底面80外侧面82集成的电极(例如,图5所示的电极A1、电极B1、电极C1、电极D1),与底面80内侧面81的对应电极(例如,电极A与电极A1相互对应,电极B与电极B1相互对应,电极C与电极C1相互对应,电极D与电极D1相互对应)或者导电上盖7之间,有一导电层使得底面80外侧面82的电极与底面80内侧面81的对应电极或者导电上盖7相互导电,所述导电层是通过在表面埋设或印刷的形式形成,在此不做赘述。所述导电层的形成方式与方式一中所述的在过孔9中填充导电材料形成导电柱的方式有所区别。
如果采用上述方式一所述的导电柱方式,则需注意:
若该绝缘基座8具有多层结构,则底面80上部所有腔体层都应有对应的过孔9与导电上盖7相互导电的底面80外侧面82集成的电极的过孔9相互对应,在底面80上部所有腔体层的过孔9底面80外侧面82集成的电极的过孔9都填充导电材料后,导电上盖7与对应的底面80外侧面82集成的电极相互导电。例如图7所示,腔体层83、腔体层84及腔体层85上的过孔9与底面80的过孔9形成对应关系。
本发明较佳实施例还提供一种具备多层结构的集成气体放电管的制备方法,包括:
进行绝缘材质浆料的配置,将配置好的绝缘材质浆料流延成生片;
在生片上生成导电柱或导电层;
在作为集成气体放电管底面的生片上印刷导电材料及/或阴极发射材料;
多个生片叠层进行共烧并电镀,以生成集成气体放电管的绝缘基座;
进行上盖与绝缘基座的密封及填充惰性气体。
进一步的,在生片上生成导电柱的优选步骤包括:在生片上冲过孔;在过孔中填充导电材料。
进一步地,在生片上生成导电层的优选步骤为:在生片表面埋设或印刷导电材料。
需要强调的是,上述具备多层结构的集成气体放电管的制备方法适用于单个集成气体放电管的制备,也适用于多个集成气体放电管的单次批量制备。
在将所述制备方法应用于多个集成气体放电管的单次批量制备时,所述多个生片叠层进行共烧并电镀,以生成集成气体放电管的绝缘基座的步骤进一步包括:对共烧并电镀后的产品进行切割分离,以产生单个集成气体放电管的绝缘基座。
对本领域的技术人员来说,集成气体放电管的装配方法包含但不限于上述步骤。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (15)
1.一种集成气体放电管,其特征在于,包括上盖,及带有集成多个电极的底面的绝缘基座,该绝缘基座具有空腔结构,该上盖与该绝缘基座密封形成一空腔,所述底面分内侧面和外侧面,所述内侧面集成有至少一个电极,所述外侧面集成有至少两个电极,所述底面外侧面的至少一个电极与所述内侧面的至少一个电极对应并电连接。
2.如权利要求1所述的集成气体放电管,其特征在于,所述绝缘基座具有多层结构,包括所述底面、所述底面上部的至少一个腔体层及腔体层上部的焊料层。
3.如权利要求2所述的集成气体放电管,其特征在于,至少一个腔体层具有至少一个垂直方向及/或横向的导电带。
4.如权利要求1所述的集成气体放电管,其特征在于,所述绝缘基座具有整体结构,包括所述底面,与所述底面形成整体的腔体,及腔体上部的焊料层。
5.如权利要求4所述的集成气体放电管,其特征在于,所述腔体具有至少一个垂直方向及/或横向的导电带。
6.如权利要求2-5任一权利要求所述的集成气体放电管,其特征在于,所述上盖是导电上盖,所述外侧面的至少一个电极与导电上盖电连接。
7.如权利要求6所述的集成气体放电管,其特征在于,所述外侧面集成的每个电极都具备至少一个穿过所述底面的填充有导电材料的过孔,所述外侧面集成的至少一个电极通过过孔中填充的导电材料与所述导电上盖相互导电。
8.如权利要求7所述的集成气体放电管,其特征在于,所述外侧面集成的至少一个电极通过过孔中填充的导电材料与所述内侧面的对应电极相互导电。
9.如权利要求7或8所述的集成气体放电管,其特征在于,所述填充有导电材料的过孔由导电层替换。
10.如权利要求2-5任一权利要求所述的集成气体放电管,其特征在于,所述上盖是绝缘上盖,在所述绝缘基座的空腔结构的特定位置设置至少一个所述内侧面的电极的共用电极,所述外侧面的至少一个电极与所述共用电极电连接。
11.如权利要求2-5任一权利要求所述的集成气体放电管,其特征在于,所述上盖是绝缘上盖,所述内侧面集成有至少两个电极,所述外侧面的至少两个电极与所述内侧面的至少两个电极分别对应电连接,形成至少两个对应电极。
12.如权利要求2-5任一权利要求所述的集成气体放电管,其特征在于,所述绝缘基座还包括所述焊料层上部的金属环。
13.一种集成气体放电管的制备方法,其特征在于,该方法包括:
进行绝缘材质浆料的配置,将配置好的绝缘材质浆料流延成生片;
在生片上生成导电柱或导电层;
在作为集成气体放电管底面的生片上印刷导电材料及/或阴极发射材料;
多个生片叠层进行共烧并电镀,以生成集成气体放电管的绝缘基座;
进行上盖与绝缘基座的密封及填充惰性气体。
14.如权利要求13所述的制备方法,其特征在于,所述在生片上生成导电柱的步骤包括:
在生片上冲过孔;
在过孔中填充导电材料。
15.如权利要求13所述的制备方法,其特征在于,所述在生片上生成导电层的步骤为:在生片表面埋设或印刷导电材料。
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