CN112927876B - 一种高性能电涌保护器阀片及其制造方法 - Google Patents

一种高性能电涌保护器阀片及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能电涌保护器阀片，包括压敏电阻基体、设置在与压敏电阻基体两端面紧密连接的金属电极片、以及压敏电阻基体外的环氧树脂包封层。压敏电阻基体是由压敏电阻瓷体两端面上分别设有表面电极，并且表面电极的外边缘与压敏电阻瓷体两端面的外边缘保持有0.2~0.5毫米的自由边，通过采用高压绝缘胶带包覆压敏电阻芯片上压敏电阻瓷体侧表面、两端面上的自由边以及紧挨着自由边的表面电极外边缘部分后回火，高压绝缘胶带软化后完全贴合其包覆面，形成绝缘涂层，阻止电涌保护器阀片在大电流冲击下侧面闪络以及表面电极Ag电极蒸发，可以有效提升产品性能和稳定性。

Description

一种高性能电涌保护器阀片及其制造方法
技术领域
本发明涉及的是一种高性能电涌保护器阀片以及该阀片的制造方法，属于电子元器件制造技术领域。
背景技术
在低压配电系统防雷中，电涌保护器具有通流容量大，响应速度快、无续流、任意组合等优良特点，被广泛应用于邮电通讯、广播电视、金融证券、保险、电力、铁道、交通、机场、石化、市政建设等各个行业。可以好不夸张的说，凡是装有IT设备的场所，就有应用电涌保护器的必须。电涌保护器阀片就是电涌保护器实现自身优异功能最核心的元件。提升电涌保护器阀片自身的通流能力和工频过电压耐受特性是确保电涌保护器安全性的最高效措施，通常工程师都是采用改善产品配方，提高产品的性能。如一种安全型电涌保护器阀片材料及其制备方法，专利号为CN201410325058.3。其实还可以从产品的设计和工艺优化出发，提升产品的性能，因此还有许多技术突破的空间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高性能电涌保护器阀片及其制造方法，本发明制备得的电涌保护器阀片使用时能阻止压敏电阻芯片两端面上的表面电极在大电流冲击下闪络的现象，在大电流或工频过电压冲击时，阻止了大电流冲击下阀片边缘跳火现象以及冲击后阀片发热引起Ag电极蒸发变薄以及表面电极电阻增大。
为了实现上述技术问题，本发明采取如下技术方案：一种高性能电涌保护器阀片，包括压敏电阻基体、设置在与压敏电阻基体两端面紧密连接的金属电极片、以及压敏电阻基体外的环氧树脂包封层，所述的压敏电阻基体是由压敏电阻瓷体和表面电极组成，压敏电阻瓷体两端面上分别设有表面电极，表面电极的外边缘与压敏电阻瓷体端面的外边缘保持有固定距离的自由边，绝缘涂层完全包覆压敏电阻瓷体的侧表面、两端面上的自由边以及紧挨着自由边的表面电极外边缘部分；所述的金属电极片上设有焊锡孔，金属电极片通过焊锡与表面电极间形成焊锡层，实现紧密连接，并且金属电极片两个引出电极的引出方向相同，所述的压敏电阻基体外的环氧树脂包封层包覆了除金属电极片之外的压敏电阻基体的所有外表面；所述绝缘涂层是高压绝缘胶带包覆压敏电阻瓷体侧表面、两端面上的自由边以及紧挨着自由边的表面电极外边缘部分，然后放入回火炉回火，使得高压绝缘胶带软化后，完全贴合上述高压绝缘胶带包覆面形成的。
上述的一种高性能电涌保护器阀片的制造方法的具体步骤如下：
（1）将电涌保护器阀片用的压敏电阻瓷体两端面丝网印刷银电极浆料，然后再在100℃~300℃下烘干，然后在550℃~650℃下保温10~30分钟表面电极化形成表面电极，得到压敏电阻芯片。所述的压敏电阻芯片表面电极的外边缘与压敏电阻瓷体两端面的外边缘之间的自由边控制在0.2~0.5毫米。
（2）用高压绝缘胶带完全包覆步骤1中压敏电阻芯片上压敏电阻瓷体的侧表面、两端面上的自由边以及紧挨着自由边的表面电极外边缘部分。
（3）将步骤（2）中包覆好带有高压绝缘胶带的压敏电阻芯片，放入450℃~500℃回火，保温10~30分钟后，随炉降温取出，即得到压敏电阻基体。
（4）在步骤（3）制得的压敏电阻基体两端的表面电极上丝网印刷锡膏，然后在100℃~300℃下烘干后，将金属电极片与所述压敏电阻基体两端印刷烘干后的锡膏完全贴合，然后用夹子夹紧，放入烘箱中250℃~280℃保温10~20分钟热风焊接。所述的金属电极片的引出电极引出方向相同。
（5）将步骤（4）中的焊接好的电涌保护器阀片半成品取出，冷却至室温，用阻燃纸胶带贴合好金属电极片的外表面，然后将所述的电涌保护器阀片半成品放入140℃~160℃烘箱，保温20~90分钟，然后将烘热的电涌保护器阀片浸入环氧树脂包封料中3秒~5秒，然后取出，去除金属电极片上贴合的阻燃纸胶带后，放入固化炉150℃~200℃，保温1~2小时固化，即得到一种高性能电涌保护器阀片。
采取上述措施的本发明具有以下优点：
本发明采用的是高压绝缘胶带包覆压敏电阻芯片上压敏电阻瓷体侧表面、两端面上的自由边以及紧挨着自由边的表面电极外边缘部分，然后放入回火炉回火，使得高压绝缘胶带软化后，完全贴合上述高压绝缘胶带包覆面，形成绝缘涂层的方法，工艺简单，加工成本低廉，生产效率高，适合大批量工业化生产。
本发明采用高压绝缘胶带包覆技术形成的绝缘涂层覆盖紧挨着自由边的表面电极外边缘部分，可以解决冲击后阀片发热引起Ag电极蒸发变薄，从而导致表面电极电阻增大，通流能力减小，老化能力下降的难题，有效提升产品的性能和稳定性。
本发明采用高压绝缘胶带包覆技术形成的绝缘涂层覆盖压敏电阻芯片上压敏电阻瓷体侧表面、两端面上的自由边可以有效的阻止大电流冲击下的侧闪现象，进一步提升产品大电流冲击能力。本发明所制造得到的一种高性能电涌保护器阀片要比本发明设计和工艺改进前的产品耐8/20us大电流冲击能力提升25%，耐工频过电压能力提升15%。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是图1A-A方向剖视图；
图3是本发明压敏电阻芯片结构示意图。
上述附图中的元件序号是：压敏电阻瓷体1，表面电极2，自由边3，绝缘涂层4，金属电极片5，焊锡孔6，焊锡层7，环氧树脂包封层8，引出电极9。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施例1
如图1~图3所示，一种高性能电涌保护器阀片，包括压敏电阻基体、设置在与压敏电阻基体两端面紧密连接的金属电极片5、以及压敏电阻基体外的环氧树脂包封层8。所述的压敏电阻基体是由压敏电阻瓷体1和表面电极2组成，压敏电阻瓷体1两端面上分别设有表面电极2，表面电极2的外边缘与压敏电阻瓷体1端面的外边缘保持有固定距离的自由边3，绝缘涂层4完全包覆压敏电阻瓷体1的侧表面、两端面上的自由边3以及紧挨着自由边的表面电极2外边缘部分。所述的金属电极片5上设有焊锡孔6，金属电极片5通过焊锡与表面电极2间形成焊锡层7，实现紧密连接，在连接焊锡过程中焊锡孔6附近的气泡会从焊锡孔6流出进入空气中，确保金属电极片5与表面电极2的连接牢固，并且金属电极片5的引出电极9引出方向相同。所述的压敏电阻基体外的环氧树脂包封层8包覆了除金属电极片5之外的压敏电阻基体的所有外表面。
制造方法的具体步骤如下：
（1）将电涌保护器阀片用的压敏电阻瓷体的两个端面上丝网印刷银电极浆料，然后再在100℃下烘干，然后在550℃下保温10分钟表面电极化形成表面电极，得到压敏电阻芯片。所述的压敏电阻芯片表面电极的外边缘与压敏电阻瓷体端面的外边缘之间的自由边控制在0.2~0.5毫米。
（2）用高压绝缘胶带完全包覆步骤（1）中压敏电阻芯片上压敏电阻瓷体的侧表面、两端面上的自由边，以及紧挨着自由边的表面电极外边缘部分。
（3）将步骤（2）中包覆好带有高压绝缘胶带的压敏电阻芯片，放入500℃回火，保温10分钟后，随炉降温取出，即得到压敏电阻基体。
（4）在步骤（3）制得的压敏电阻基体两端的表面电极上丝网印刷锡膏，然后在300℃下烘干后，将金属电极片分别与所述压敏电阻基体两端印刷烘干后的锡膏完全贴合，然后用夹子夹紧，放入烘箱中250℃保温20分钟热风焊接。所述的金属电极片的引出电极9和10引出方向相同。
（5）将步骤（4）中的焊接好的电涌保护器阀片半成品取出，冷却至室温，用阻燃纸胶带贴合好金属电极片的外表面，然后将所述的电涌保护器阀片半成品放入140℃烘箱，保温20分钟，然后将烘热的电涌保护器阀片浸入环氧树脂包封料中3秒，然后取出，去除金属电极片上贴合的阻燃纸胶带后，放入固化炉150℃，保温2小时固化，即得到一种高性能电涌保护器阀片。
实施例2
一种高性能电涌保护器阀片的制造方法的具体步骤如下：
（1）将电涌保护器阀片用的压敏电阻瓷体的两个端面上丝网印刷银电极浆料，然后再在300℃下烘干，然后在650℃下保温30分钟表面电极化形成表面电极，得到压敏电阻芯片。所述的压敏电阻芯片表面电极的外边缘与压敏电阻瓷体端面的外边缘之间的自由边控制在0.2~0.5毫米。
（2）用高压绝缘胶带完全包覆步骤（1）中压敏电阻芯片上压敏电阻瓷体的侧表面、两端面上的自由边，以及紧挨着自由边的表面电极外边缘部分。
（3）将步骤（2）中包覆好带有高压绝缘胶带的压敏电阻芯片，放入450℃回火，保温30分钟后，随炉降温取出，即得到压敏电阻基体。
（4）在步骤（3）制得的压敏电阻基体两端的表面电极上丝网印刷锡膏，然后在100℃下烘干后，将金属电极片分别与所述压敏电阻基体两端印刷烘干后的锡膏完全贴合，然后用夹子夹紧，放入烘箱中280℃保温10分钟热风焊接。所述的金属电极片的引出电极引出方向相同。
（5）将步骤（4）中的焊接好的电涌保护器阀片半成品取出，冷却至室温，用阻燃纸胶带贴合好金属电极片的外表面，然后将所述的电涌保护器阀片半成品放入160℃烘箱，保温90分钟，然后将烘热的电涌保护器阀片浸入环氧树脂包封料中5秒，然后取出，去除金属电极片上贴合的阻燃纸胶带后，放入固化炉200℃，保温1小时固化，即得到一种高性能电涌保护器阀片。

Claims (2)

1.一种高性能电涌保护器阀片，包括压敏电阻基体、设置在与压敏电阻基体两端面紧密连接的金属电极片（5）、以及压敏电阻基体外的环氧树脂包封层（8），其特征在于，所述的压敏电阻基体是由压敏电阻瓷体（1）和表面电极（2）组成，压敏电阻瓷体（1）两端面上分别设有表面电极（2），表面电极（2）的外边缘与压敏电阻瓷体（1）端面的外边缘保持有固定距离的自由边（3），绝缘涂层（4）完全包覆压敏电阻瓷体（1）的侧表面、两端面上的自由边（3）以及紧挨着自由边（3）的表面电极（2）外边缘部分；所述的金属电极片（5）上设有焊锡孔（6），金属电极片（5）通过焊锡与表面电极（2）间形成焊锡层（7），实现紧密连接，并且金属电极片（5）两个引出电极（9）的引出方向相同，所述的压敏电阻基体外的环氧树脂包封层（8）包覆了除金属电极片（5）之外的压敏电阻基体的所有外表面；所述绝缘涂层（4）是高压绝缘胶带包覆压敏电阻瓷体（1）侧表面、两端面上的自由边（3）以及紧挨着自由边（3）的表面电极外边缘部分，然后放入回火炉回火，使得高压绝缘胶带软化后，完全贴合上述高压绝缘胶带包覆面形成的。
2.如权利要求1所述的一种高性能电涌保护器阀片的制造方法，其特征在于，所述的制造方法的具体步骤如下：
（1）将压敏电阻瓷体（1）两端面丝网印刷银电极浆料，在100℃~300℃下烘干，在550℃~650℃下保温10~30分钟，表面电极化形成表面电极（2），得到压敏电阻芯片，所述的压敏电阻芯片表面电极（2）的外边缘与压敏电阻瓷体（1）两端面的外边缘之间的自由边（3）控制在0.2~0.5毫米；
（2）用高压绝缘胶带完全包覆步骤（1）中压敏电阻芯片上压敏电阻瓷体（1）的侧表面、两端面上的自由边（3）以及紧挨着自由边（3）的表面电极外边缘部分；
（3）将步骤（2）中包覆好带有高压绝缘胶带的压敏电阻芯片，放入450℃~500℃回火，保温10~30分钟后，随炉降温取出，即得到压敏电阻基体；
（4）在步骤（3）制得的压敏电阻基体两端的表面电极上丝网印刷锡膏，然后在100℃~300℃下烘干后，将金属电极片（5）与所述压敏电阻基体两端印刷烘干后的锡膏完全贴合，然后用夹子夹紧，放入烘箱中250℃~280℃保温10~20分钟热风焊接；所述的金属电极片（5）的引出电极（9）引出方向相同；
（5）将步骤（4）中的焊接好的电涌保护器阀片半成品取出，冷却至室温，用阻燃纸胶带贴合好金属电极片（5）的外表面，然后将所述的电涌保护器阀片半成品放入140℃~160℃烘箱，保温20~90分钟，然后将烘热的电涌保护器阀片浸入环氧树脂包封料中3秒~5秒钟，然后取出，去除金属电极片（5）上贴合的阻燃纸胶带后，放入固化炉150℃~200℃，保温1~2小时固化，即得到一种高性能电涌保护器阀片。
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