CN111681844A - 一种带双温度保险通讯基站用压敏电阻器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子元件制作技术领域。本发明的技术方案是，带双温度保险通讯基站用压敏电阻器，包括压敏电阻器本体，阻燃外壳、定位卡和阻燃填充材料，压敏电阻器本体包括氧化锌基压敏电阻阀片、镀锡铜片、温度保险丝、旁路保险丝和引线，阻燃填充材料包括环氧树脂灌封料和阻燃环氧树脂封装料，压敏电阻器本体装入阻燃外壳内，安装定位卡并填充环氧树脂灌封料和阻燃环氧树脂封装料，镀锡铜片通过锡箔固定在氧化锌基压敏电阻阀片的银电极上，串接温度保险丝，并用AB胶固定旁路保险丝。本发明的优点是，通过在压敏电阻芯片外串接温度保险丝，当异常大电流沿基站电源进来时，温度保险丝熔断，压敏电阻器两端无压降，切断了电源，从而保证使用安全。

Description

一种带双温度保险通讯基站用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，尤其涉及一种带双温度保险通讯基站压敏电阻器及其制备方法。
背景技术
通讯基站的供电电源是48V直流电，常处于室外，其受到的感应雷击、操作过电压较多、较大，而通讯基站器件由于高度集成，耐压较低，所以需要低残压、大通流压敏电阻器起过压保护作用。纵观氧化锌压敏电阻器档位划分的E24系列，压敏电压68V的最大连续直流电压是56V,也能满足48V直流电源的过压保护，但是其典型限制电压上限为135V(14D,10A，通流量1000A)；而压敏电压82V的最大连续直流电压是65V,能很好满足48V直流电源的过压保护，而且其典型限制电压上限也为135V(14D,50A,通流量4500A)；就是说对相同直径的14D产品而言，82V产品用50A冲击的残压与68V产品用10A冲击的残压上限相同。所以优选82V压敏做通讯基站保护用：安全系数大，残压低，通流容量大。这种现象是由于氧化锌压敏电阻器基本特性决定的，68V及以下产品属于低压产品，配方中加入了二氧化钛，以降低电压梯度，同时带来了通流性能和残压性能的下降。
压敏电阻器在经过长期使用、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。虽然概率很小，但对某一基站而言是严重的，也是不容许的。对于室外基站而言，更是如此，其经受异常过电压、雷击、操作过电压更多、更大。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带双温度保险通讯基站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：
一种带双温度保险通讯基站用压敏电阻器的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制备82V氧化锌基方形压敏电阻银片：称取以氧化锌、氧化铋、氧化钴、三氧化二锑、碳酸锰等原料，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；
步骤二，制备压敏电阻本体：先采用丝网印刷锡膏，通过热风回流焊将镀锡铜片焊接在方片银电极上；再按规定的尺寸位置储能点焊引线、串接温度保险丝；然后用AB胶固定旁路保险丝；即制得压敏电阻本体；
步骤三，压敏电阻本体包装：先将压敏电阻本体浸涂防水胶后装入外壳并安装定位卡，再注入环氧树脂罐封料和阻燃环氧树脂封装料胶灌至指定位置，然后固化，切引线、校正引线后包装。
优选地，所述步骤三中的阻燃环氧树脂封装料中主剂与固化剂的重量比为100:12±1。
优选地，所述82V氧化锌基方形压敏电阻阀片采用尺寸为12*12*0.9、25*22*0.9的方片。
一种带双温度保险通讯基站用压敏电阻器，包括压敏电阻器本体，阻燃外壳、定位卡和阻燃填充材料，所述压敏电阻器本体包括氧化锌基压敏电阻阀片、镀锡铜片、温度保险丝、旁路保险丝和引线，所述阻燃填充材料包括环氧树脂灌封料和阻燃环氧树脂封装料，所述压敏电阻器本体装入阻燃外壳内，安装定位卡并填充环氧树脂灌封料和阻燃环氧树脂封装料，所述镀锡铜片通过锡箔固定在氧化锌基压敏电阻阀片的银电极上，储能点焊引线、串接温度保险丝，并用AB胶固定旁路保险丝。
优选地，所述阻燃环氧树脂封装料为主剂和固化剂为100:12±1的混合物，其中，主剂为亚磷酸酯盐、氧化锑、氧化硅和氧化铝中的一种或多种组合，固化剂为多烯多胺。
本发明的有益效果：
1、本发明带双温度保险通讯基站用压敏电阻器，压敏电阻方片外面串接了温度保险丝、在压敏电阻器劣化温升或遇异常大电流时，温度保险丝熔断，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。常见带温度保险压敏电阻器规格为TFMOV10S820、TFMOV25S820，一般用于通讯基站48V电源保护用防雷压敏电阻器，大大提高了压敏电阻器使用的可靠性。
2、普通的固化剂固化后在封闭的空间内会缓慢释放游离氨，其会在水气的作用下在引线的锡层表面附着，并会与锡反应形成黑点，影响外观和可焊性。本发明使用特制的阻燃树脂和固化剂的主材是亚磷酸酯盐、氧化锑、氧化硅和氧化铝等主剂，多烯多胺固化剂，固化时间延长为6小时变稠，24小时固化。具有耐高温、阻燃、无游离氨析出的特点，因其中不含游离氨，解决了引线氧化问题。
实验证明本发明的带温度保险通讯基站压敏电阻器能够起到过压保护作用，同时具有失效保护功能。
附图说明
图1是本发明带双温度保险通讯基站用压敏电阻器的外部结构示意图；
图2是本发明带双温度保险通讯基站用压敏电阻器的内部结构示意图。
具体实施方式
本发明的一种带双温度保险通讯基站用压敏电阻器的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制备尺寸为12*12*09、25*22*0.9的压敏电压为82V的氧化锌压敏电阻方片：称取氧化锌(100Kg)、三氧化二铋(3.5Kg)、三氧化二锑(1.5Kg)、四氧化三钴(0.3Kg)、三氧化二铬(100g)、三氧化二镍(120g)、氧化锰(500g)等原料，中压料配方，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14*14、29.5*26的方形模具，四角为R＝2的圆弧，压制生坯厚度为1.1mm，采用压敏典型工艺烧制出压敏电压为82+/-10％的银片；
步骤二，试验氧化锌压敏电阻方片热风回流焊专用锡膏，丝网印刷，用夹子固定电极片，然后进热风回流焊机，控制前进速度和各个温区温度，保证锡将阀片电极与镀锡铜片充分焊牢、且没有锡外溢出镀锡铜片；
按照规定的尺寸要求储能点焊引线、串接温度保险丝，AB胶固定旁路保险丝，至此制得压敏电阻本体；
步骤三，将压敏电阻本体浸涂日本信越KR防水胶，常温固化后装入外壳并安装定位卡，先注入2/3-3/4环氧灌封胶并固化，后注入按规定配比的阻燃环氧树脂封装料胶灌至满，从而保证整个器件的防潮性能。为进一步提高产品防潮性能，在外壳的底部设有两道凸起1*1mm带缺口的筋，使压敏电阻本体与外壳完全用灌封材料隔开，在外壳内部侧面设有引线固定槽，进一步保证引线位置。最后，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1-2所示，本发明同时提供一种带双温度保险通讯基站用压敏电阻器，包括由氧化锌基压敏电阻方片、镀锡铜片、两款温度保险丝和引线构成的温度保护压敏电阻本体，在压敏电阻本体外浸涂进口防水胶，固化后装入阻燃外壳后经环氧树脂灌封料和阻燃环氧树脂封装料灌封完成。
其中，镀锡铜片用于感受传递温度、在阀片银电极面均匀分布电流、提供储能点焊引出线以及温度保险丝引线的阀片极；温度保险丝，当有超过压敏方片承受能力的大电流冲击时或者压敏阀片劣化温升到临界温度时，串接保险丝断路，使加在阀片上电压为零；旁路保险丝在压敏阀片劣化温升到临界温度时也会断路报警；日本信越KR防水胶用于保证主体部件的防潮性能；环氧树脂灌封料，封装2/3-3/4为此材料，软体材料能很好吸收大电流冲击阀片产生的应力；阻燃环氧树脂封装料，在开口处用此种材料能够起到防潮作用；阻燃外壳，阻燃等级为V0级的进口阻燃PP。
其中，串接温度保险丝的选择包括熔断温度和熔断电流两个方面：
熔断温度的选择：由于压敏电阻器使用温度上限一般为85度，考虑到熔断温度是一个5-10度的范围，以及安全系数，最终选择标称熔断温度为120度。
熔断电流的选择：对于最常用防雷压敏电阻方片为12*12方片，标称雷电流(8/20μs)是6KA*1次，把熔断温度为120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)3KA-10KA*1次冲击(步进0.5KA)，选择出保险丝熔断电流在7KA-8KA*1次的温度保险丝。旁路保险丝的熔断温度与串接保险丝一样，无电流要求。
当有超过氧化锌通讯基站压敏电阻方片承受能力的大电流冲击时或者氧化锌压敏电阻方片劣化温升到临界温度时，串接温度保险丝断路，旁路保险丝在氧化锌压敏电阻方片劣化温升到临界温度时也会断路报警，即消除氧化锌压敏电阻方片劣化击穿的隐患。

Claims (5)

1.一种带双温度保险通讯基站用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82V氧化锌基方形压敏电阻银片：称取以氧化锌、氧化铋、氧化钴、三氧化二锑、碳酸锰等原料，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；
步骤二，制备压敏电阻本体：先采用丝网印刷锡膏，通过热风回流焊将镀锡铜片焊接在方片银电极上；再按规定的尺寸位置储能点焊引线、串接温度保险丝；然后用AB胶固定旁路保险丝；即制得压敏电阻本体；
步骤三，压敏电阻本体包装：先将压敏电阻本体浸涂防水胶后装入外壳并安装定位卡，再注入环氧树脂罐封料和阻燃环氧树脂封装料胶灌至指定位置，然后固化，切引线、校正引线后包装。
2.根据权利要求1所述的带双温度保险通讯基站用压敏电阻器的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的阻燃环氧树脂封装料中主剂与固化剂的重量比为100:12±1。
3.根据权利要求1所述的带双温度保险通讯基站用压敏电阻器的制备方法，其特征在于：所述82V氧化锌基方形压敏电阻阀片采用尺寸为12*12*0.9、25*22*0.9的方片。
4.一种根据权利要求1至3任意一项所述的带双温度保险通讯基站用压敏电阻器的制备方法制备的带双温度保险通讯基站用压敏电阻器，其特征在于：包括压敏电阻器本体，阻燃外壳、定位卡和阻燃填充材料，所述压敏电阻器本体包括氧化锌基压敏电阻阀片、镀锡铜片、温度保险丝、旁路保险丝和引线，所述阻燃填充材料包括环氧树脂灌封料和阻燃环氧树脂封装料，所述压敏电阻器本体装入阻燃外壳内，安装定位卡并填充环氧树脂灌封料和阻燃环氧树脂封装料，所述镀锡铜片通过锡箔固定在氧化锌基压敏电阻阀片的银电极上，储能点焊引线、串接温度保险丝，并用AB胶固定旁路保险丝。
5.根据权利要求4所述的带双温度保险通讯基站用压敏电阻器，其特征在于：所述阻燃环氧树脂封装料为主剂和固化剂为100:12±1的混合物，其中，主剂为亚磷酸酯盐、氧化锑、氧化硅和氧化铝中的一种或多种组合，固化剂为多烯多胺。
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