CN111489871A - 一种带温度保险压敏电阻器及其制备方法 - Google Patents

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王友平
周荣林
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Abstract

本发明属于电子元件制作工艺技术领域。本发明的技术方案是，带温度保险的环氧包封型压敏电阻器的制备方法，包括如下步骤：步骤一，制备氧化锌基压敏电阻银片：步骤二，引线成型：步骤三，主体包装：将步骤二制得的成型主体在环氧粉末包封机中包封，固化，切引线、校正引线后包装。本发明的有益效果是，在压敏电阻器劣化温升或遇异常大电流时，熔断丝熔断，从而保证使用安全。

Description

一种带温度保险压敏电阻器及其制备方法
技术领域
本发明属于电子元件制作工艺技术领域，尤其涉及一种带温度保险压敏电阻器及其制备方法。
背景技术
压敏电阻器广泛应用于家用电器、电力仪表和设备、通讯、防雷设备、LED灯等领域，在经过长期使用、经受异常过电压、遭受雷击等以后会有万分之几或几十万分之几的失效。会造成严重的事故，是不容许的。压敏电阻器失效的现象是压敏电阻短路、爆炸、火苗窜出、引起其他元器件甚至整个设备起火或燃烧。为了解决这一难题，各厂家想出了许多解决办法：提高产品性能、增大产品尺寸、提高压敏电压，但结果都不理想，不是保护效果下降，就是成本提高后还不能根本解决。
美国UL针对SPD的“UL1449 3rd”实施，该标准是针对浪涌抑制器的，其中有“短路电流下的异常过电压试验、中等电流和有限的短路电流试验”。如MYG14D201产品，当压敏电压为190-200V时，压敏电阻串接约4Ω大功率电炉丝后直接接在220V市电上，要求无火苗或火星冒出。针对这一试验要求，我们做了大量的试验工作。得出结论如下：
①常规用环氧粉末包封压敏电阻器时，火苗穿过包封层在空气中的长度约为10毫米，有引起火灾风险。
②用硅酮树脂包封时，无火苗窜出，但有火星冒出。
③当压敏电阻器做成防爆型时，在有限的浪涌冲击下，虽然无火苗穿出防爆壳，但压敏芯片已经击穿炸裂，依然存在一定的安全隐患。
因为普通型压敏电阻器达不到该要求，防爆压敏电阻器也存在安全隐患，即UL1449 3rd“短路电流下的异常过电压试验、中等电流和有限的短路电流试验后无火苗或火星窜出”，就需要研制满足“UL1449 3rd”所有试验项目的，而且没有安全隐患的浪涌抑制器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不改变压敏电阻器正常保护功能，并能够解决压敏失效时安全隐患的一种带温度保险压敏电阻器及其制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种带温度保险的环氧包封型压敏电阻器的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制备氧化锌基压敏电阻银片：首先称取氧化锌、氧化铋、氧化钴、三氧化二锑和碳酸锰原料，再加入去离子水球磨、喷雾造粒、压片、高温烧结，然后丝网引刷电极和烧银制成；
步骤二，引线成型：首先将步骤一制得的氧化锌基压敏电阻银片插入引线相应的位置，再在氧化锌基压敏电阻银片的一面与引线之间插入约1.0毫米厚方形陶瓷垫片，然后在氧化锌基压敏电阻银片表面和陶瓷垫片上的引线部位点焊上熔断丝，最后在陶瓷垫片上点上热熔胶固定引线与陶瓷垫片；
步骤三，主体包装：将步骤二制得的成型主体在环氧粉末包封机中包封，固化，切引线、校正引线后包装。
本发明同时提供一种带温度保险压敏电阻器，包括压敏电阻主体、热熔胶和环氧粉末；所述压敏电阻主体包括氧化锌基压敏电阻银片、陶瓷垫片、熔断丝和引线，熔断丝用储能点焊的方法焊接在氧化锌基压敏电阻银片和引线上，所述压敏电阻主体用环氧粉末包封，热熔胶设置在陶瓷垫片上的焊接处。
优选地，所述熔断丝耐大电流的冲击值大于相应氧化锌基压敏电阻银片的标称值。
优选地，所述热熔胶软化温度高于环氧粉末包封、固化温度。
优选地，所述熔断丝熔点高于环氧粉末包封、固化温度。
本发明的有益效果：本发明带温度保险压敏电阻器及其制备方法，由于氧化锌基压敏电阻银片外面串接了熔断丝、在压敏电阻器劣化温升或遇异常大电流时，熔断丝熔断，能将压敏电阻器开路，切断了电源即火源，火苗在防爆壳中熄灭，从而保证使用安全。大大提高了压敏电阻器使用的可靠性。
附图说明
图1是本发明带温度保险环氧包封压敏电阻器的外部结构示意图；
图2是本发明带温度保险环氧包封压敏电阻器的内部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种带温度保险的环氧包封型压敏电阻器的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制备尺寸为14D、20D的氧化锌压敏电阻银片(一般为201-102)：称取氧化锌(100Kg)、三氧化二铋(3.3Kg)、三氧化二锑(3.5Kg)、四氧化三钴(1.2Kg)、三氧化二铬(250g)、三氧化二镍(220g)、氧化锰(430g)等原料，加入去离子水球磨、喷雾造粒、压片、高温烧结、丝网引刷电极和烧银制成，定做16.5、23.5的圆形模具，外圈倒角，压制生坯按生坯电压梯度为190-200V/mm确定厚度，采用压敏典型工艺烧制出相应压敏电压的银片；
步骤二，制引线，14D产品用0.8毫米丝，跨距为7.5毫米；，20D产品用1.0毫米丝，跨距为10.0毫米；将氧化锌压敏电阻银片插入引线，随后插入陶瓷垫片；用火焰焊将氧化锌压敏电阻银片与引线焊接；然后将熔断丝焊接在电极和引线上；在陶瓷垫片上的焊接处点上热熔胶；
步骤三，环氧粉末包封；
第四步，，阻体标识电阻具体型号，测量电阻的压敏电压、漏电流、压比，切引线、校正引线，包装。
如图1和图2所示，本发明同时提供一种带温度保险压敏电阻器，包括压敏电阻主体、热熔胶和环氧粉末；所述压敏电阻主体包括氧化锌基压敏电阻银片、陶瓷垫片、熔断丝和引线，熔断丝用储能点焊的方法焊接在氧化锌基压敏电阻银片和引线上，所述压敏电阻主体用环氧粉末包封，热熔胶设置在陶瓷垫片上的焊接处。
其中，所述熔断丝耐大电流的冲击值大于相应氧化锌基压敏电阻银片的标称值。
其中，所述热熔胶软化温度高于环氧粉末包封、固化温度。
其中，所述熔断丝熔点高于环氧粉末包封、固化温度。
其中，熔断丝紧贴氧化锌基压敏电阻银片，感受氧化锌基压敏电阻银片温度，氧化锌基压敏电阻银片击穿前断开电路。
其中，串接的熔断丝在经受超过氧化锌基压敏电阻银片失效电流时熔断，保证氧化锌基压敏电阻银片不会因为太大的电流而炸毁。
熔断温度的选择：由于环氧包封压敏电阻器的包封温度达到170-190度，所以选择熔断丝熔断温度为210-230度。
熔断电流的选择：对于最常用14D、20D压敏电阻银片，标称雷电流(8/20μs)分别是4.5KA*1次、6.5KA*1次，把熔断温度为210-230度的各种电流的温度保险丝分别串在MYL1-60 471防雷压敏电阻器上，用标称雷电流(8/20μs)4KA-10KA*1次冲击，步进等级为0.5KA，选择出合适电流的温度保险丝。
当有超过氧化锌压敏电阻银片承受能力的大电流冲击时或者氧化锌基压敏电阻银片劣化温升到临界温度时，串接温度保险丝断路，即消除氧化锌基压敏电阻银片劣化击穿的隐患。
实验证明本发明的带温度保险环氧包封压敏电阻器能够起到过压保护作用，同时大大降低了失效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种带温度保险的环氧包封型压敏电阻器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，制备氧化锌基压敏电阻银片：首先称取氧化锌、氧化铋、氧化钴、三氧化二锑和碳酸锰原料，再加入去离子水球磨、喷雾造粒、压片、高温烧结，然后丝网引刷电极和烧银制成；
步骤二，引线成型：首先将步骤一制得的氧化锌基压敏电阻银片插入引线相应的位置，再在氧化锌基压敏电阻银片的一面与引线之间插入约1.0毫米厚方形陶瓷垫片，然后在氧化锌基压敏电阻银片表面和陶瓷垫片上的引线部位点焊上熔断丝，最后在陶瓷垫片上点上热熔胶固定引线与陶瓷垫片；
步骤三，主体包装：将步骤二制得的成型主体在环氧粉末包封机中包封，固化，切引线、校正引线后包装。
2.一种根据权利要求1所述的带温度保险的环氧包封型压敏电阻器的制备方法制备的带温度保险压敏电阻器，其特征在于：包括压敏电阻主体、热熔胶和环氧粉末；所述压敏电阻主体包括氧化锌基压敏电阻银片、陶瓷垫片、熔断丝和引线，熔断丝用储能点焊的方法焊接在氧化锌基压敏电阻银片和引线上，所述压敏电阻主体用环氧粉末包封，热熔胶设置在陶瓷垫片上的焊接处。
3.如权利要求2所述的带温度保险压敏电阻器，其特征在于：所述熔断丝耐大电流的冲击值大于相应氧化锌基压敏电阻银片的标称值。
4.如权利要求2所述的带温度保险压敏电阻器，其特征在于：所述热熔胶软化温度高于环氧粉末包封、固化温度。
5.如权利要求2所述的带温度保险压敏电阻器，其特征在于：所述熔断丝熔点高于环氧粉末包封、固化温度。
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