CN114141460B - 一种mov防火包封方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子封装技术领域，具体为一种MOV防火包封方法，其特征在于：MOV为金属氧化物可变电阻器，MOV的外表面通过包封材料进行包覆，所述包封材料为具有阻燃、弹性、耐高温、耐烧蚀性能的聚合物，所述聚合物形成包封层。通过使用耐高温、耐烧蚀、弹性好、气密性好的聚合物材料将MOV紧紧包裹在内，使聚合物包封层在MOV过热时及时与过热点进行分离，从而可以大大降低包封层内表面承受的温度，防火效果好。
Description
技术领域
本发明涉及电子封装技术领域，尤其涉及一种MOV防火包封方法。
背景技术
目前电子工业采用的封装塑料主要是环氧树脂和硅树脂两大类，其次是酚醛、聚酯、聚丁二烯等，而用于MOV封装的主要是环氧树脂类的包装材料。环氧树脂包封材料具有附着力好、机械性能高、固化收缩率低、电绝缘性能高等优点，但是目前环氧类包装材料难以克服MOV击穿后起火的问题，从而导致整个设备的防火安全性能不可靠。
目前为了解决MOV起火问题，从MOV连接器件的角度出发，主要是通过增加附加装置来解决。例如，增加“脱扣”装置，在MOV的引出片上设置一个低熔点的焊接点，其融化温度一般在120℃-150℃，当焊接点的温度超过该熔点时，依靠弹性片或弹簧的弹力将电路连接拉断。增加“熔断”装置，在MOV上粘贴串联一个热熔断器，当粘贴处的温度超过热熔断器的熔点时，通过熔断器断开切断MOV电路。
从MOV包封材料角度出发，目前的手段主要是在环氧树脂材料中添加阻燃剂，或者利用金属、无机材料等不燃材料替代环氧树脂将MOV完全包封在内部的方法。而这些材料都是根据材料本身的阻燃、耐高温的属性去延长起火时间或者将高温部分紧密包裹在里面。
参见说明书附图1，综合现有的两种技术方案，MOV起火的原因和过程分为以下几个阶段：
1)MOV芯片1局部过热时，产生过热点2，MOV内部熔断装置来不及反应，温度持续升高；
2)MOV芯片1的高温使其表面包封料中的阻燃剂6、环氧树脂基体形成的包封层3等物质快速分解，产生并释放出可燃性高温有机小分子7；
3)高温有机小分子7逸出到MOV表面，和空气中的氧气接触后燃烧，产生火焰；
4)燃烧放出更多的热量，再叠加MOV产生的热量，超过MOV过热点周边包封料中所含阻燃剂6分解所能够吸收的热量，从而促使过热点周边环氧包封料持续分解，火焰得以持续。
现有的技术方案中添加阻燃剂的方案可靠性差，而用金属或者无机材料等不燃材
料将MOV完全包裹的方案导致器件体积过大，不符合器件小型化的趋势。
发明内容
本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种通过使用耐高温、耐烧蚀、弹性好、气密性好的聚合物材料将MOV紧紧包裹在内的防火包封方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种MOV防火包封方法，其特征在于：MOV为金属氧化物可变电阻器，MOV的外表面通过包封材料进行包覆，所述包封材料为具有阻燃、弹性、耐高温、耐烧蚀性能的聚合物，所述聚合物形成包封层。
当MOV过热时，聚合物包封层与在MOV中产生的过热点接触时会产生鼓泡，从而使聚合物包封层与过热点进行分离。
所述鼓泡内部形成烧蚀层，烧蚀层可以抵御过热点的高温，鼓泡外层具备强度、弹性、阻燃和耐高温性能，能够使鼓泡形成的过程中，鼓泡不会破裂或起火燃烧。
所述聚合物为单一聚合物复合材料，具体为耐烧蚀橡胶、阻燃发泡橡胶、陶瓷化硅橡胶或热塑性弹性体。
所述耐烧蚀橡胶具有隔热性能，所述热塑性弹性体为陶瓷化热塑性弹性体。
所述包封层由单一聚合物复合材料制成，所述鼓泡所需要的气体为单一聚合物复合材料表面分解产生的小分子。
所述聚合物为多层复合包封材料，具体由弹性聚合物以及在弹性聚合物内层涂覆耐烧蚀层、隔热涂层或发泡层由不同功能层组成。
所述鼓泡是预先加在弹性聚合物上发泡层的发泡剂。
本发明的有益效果在于：通过使用耐高温、耐烧蚀、弹性好、气密性好的聚合物材料将MOV紧紧包裹在内，使聚合物包封层在MOV过热时及时与过热点进行分离，从而可以大大降低包封层内表面承受的温度，防火效果好。
附图说明
图1为现有技术方案中MOV起火过程的示意图。
图2为本实施例中阻止起火产生的过程示意图。
图中：1、MOV芯片，2、过热点，3、包封层，4、瓷化剂，5、鼓泡，6、阻燃剂，7、高温有机小分子。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明：
实施例一
图1为现有技术方案中MOV起火过程的示意图，为了便于体现本实施例阻止起火的示意图。请参阅图2所示，本发明公开一种MOV防火包封方法，MOV为金属氧化物可变电阻器，MOV的外表面通过包封材料进行包覆，包封材料为具有阻燃、弹性、耐高温、耐烧蚀性能的聚合物，聚合物形成包封层3。
当MOV过热时，聚合物包封层3与在MOV中产生的过热点2接触时会产生鼓泡5，从而使聚合物包封层3与过热点2进行分离。
鼓泡5内部形成烧蚀层，烧蚀层可以抵御过热点2的高温，鼓泡5外层具备强度、弹性、阻燃和耐高温性能，能够使鼓泡5形成的过程中，鼓泡5不会破裂或起火燃烧。
聚合物为单一聚合物复合材料，包封层3由单一聚合物复合材料制成，具体为耐烧蚀橡胶、阻燃发泡橡胶、陶瓷化硅橡胶或热塑性弹性体。耐烧蚀橡胶具有隔热性能，热塑性弹性体为陶瓷化热塑性弹性体。
鼓泡5所需要的气体为单一聚合物复合材料表面分解产生的小分子。
当MOV局部瞬间过热时，超过400℃，与过热点2相接触的聚合物包封材料内表面首先遇热分解产生小分子气体，当采用陶瓷化硅橡胶或陶瓷化热塑性弹性体时，在陶瓷化硅橡胶或陶瓷化热塑性弹性体中的瓷化剂4的作用下，包封层3的内表面形成一种耐高温多孔陶瓷层。
聚合物包封层3内表面分解消耗掉大部分热量，并在多孔陶瓷层的进一步阻隔下，延缓或阻止热量进一步向聚合物包封层3外表面传递，从而聚合物包封层3外层仍然保持很好的密封性和弹性，包封层3内表面分解产生的少量高温气体被密封在包层内部，并使包封层3鼓泡5。
包封层3鼓泡5后，包封层3内表面和MOV过热点2分离，从而进一步降低聚合物包封层3的温度，使聚合物包封层3分解过程中断，小分子气体不在产生，鼓泡5不在长大，保持包封层3整体的密封性，小分子气体从始至终不逸出到包封层3外部，无法和外界氧气接触，从而阻止起火产生。
实施例二
与实施例一不同的是，本实施例中聚合物为多层复合包封材料，具体由弹性聚合物以及在弹性聚合物内层涂覆耐烧蚀层、隔热涂层或发泡层由不同功能层组成。
具体的，从内到外的功能层分别是发泡层、耐烧蚀层或隔热层、弹性聚合物层，其
中发泡层由发泡剂组成，负责过热点升温后迅速发泡，让外层隔热层和弹性层鼓泡5，隔热
层负责延缓或者阻燃高温热量向外传递，弹性层负责鼓泡5过程中的密封。通过将实施例一
中的单一聚合物的三种功能拆分成三个功能层来分别实现。
其中所使用的弹性聚合物可以为普通的高温硫化硅橡胶、阻燃三元乙丙橡胶、耐
高温氟硅橡胶等。
MOV芯片1的过热点2一般是芯片中的缺陷或者短路点，过热点2在整个MOV芯片1中的占的比例很小，但是温度上升的速度非常快、最终达到温度非常高，传统的包封材料始终与过热点2接触，很难承受如此高的温度，最终导致起火或者熔穿。通过弹性、耐高温、耐烧蚀包封材料包封MOV芯片1，可以巧妙利用包封层3内表面分解产生的气体将聚合物包封层3和过热点2及时脱离，从而大大降低了包封层3内表面承受的温度，也降低了对包封层3的耐高温性能要求。
通过这种“弹性鼓泡”MOV防火阻燃机制，还可以将包封材料的阻燃功能和保护功能分离设计，利用传统的环氧树脂制成的第一层包封层3达到MOV防潮、绝缘等包封材料的保护功能，利用本申请聚合物形成的第二层包封层3，其为防火层，达到防火的目的，并且防火效果好、成本低、可靠性高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、同等替换和改进等，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种MOV防火包封方法，其特征在于：MOV为金属氧化物可变电阻器，MOV的外表面通过包封材料进行包覆，所述包封材料为具有阻燃、弹性、耐高温、耐烧蚀性能的聚合物，所述聚合物形成包封层；
当MOV过热时，聚合物包封层与在MOV中产生的过热点接触时会产生鼓泡，从而使聚合物包封层与过热点进行分离；
所述鼓泡内部形成烧蚀层，烧蚀层可以抵御过热点的高温，鼓泡外层具备强度、弹性、阻燃和耐高温性能，能够使鼓泡形成的过程中，鼓泡不会破裂或起火燃烧。
2.根据权利要求1所述的一种MOV防火包封方法，其特征在于：所述聚合物为单一聚合物复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种MOV防火包封方法，其特征在于：所述单一聚合物复合材料为耐烧蚀橡胶、阻燃发泡橡胶、陶瓷化硅橡胶或热塑性弹性体。
4.根据权利要求3所述的一种MOV防火包封方法，其特征在于：所述耐烧蚀橡胶具有隔热性能，所述热塑性弹性体为陶瓷化热塑性弹性体。
5.根据权利要求2所述的一种MOV防火包封方法，其特征在于：所述包封层由单一聚合物复合材料制成，所述鼓泡所需要的气体为单一聚合物复合材料表面分解产生的小分子。
6.根据权利要求1所述的一种MOV防火包封方法，其特征在于：所述聚合物为多层复合包封材料，且多层复合包封材料由弹性聚合物以及在弹性聚合物内层涂覆耐烧蚀层、隔热涂层或发泡层由不同功能层组成。
7.根据权利要求5所述的一种MOV防火包封方法，其特征在于：预先加在弹性聚合物上发泡层的发泡剂形成鼓泡。
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