CN116888691A - 表面贴装金属氧化物变阻器器件 - Google Patents
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Abstract
一种金属氧化物变阻器(MOV)器件，包括：具有设置在其相对侧上的第一电极和第二电极的MOV芯片，包括电连接到第一电极的第一接触突片和与第一接触突片邻接并远离MOV芯片延伸的第一引线的第一引线框架部分，包括电连接到第二电极和与第二接触突片邻接并远离MOV芯片延伸的第二引线的第二引线框架部分，以及包封MOV芯片、第一接触突片、第二接触突片、和第一引线与第二引线的部分的器件主体，其中第一引线和第二引线延伸到器件主体外部并且被弯曲成与器件主体的底部表面平接。
Description
技术领域
本公开通常涉及电压抑制器件领域，并且更具体地涉及一种表面贴装金属氧化物变阻器器件，其耐温、节省空间并且适于高速制造和安装过程。
背景技术
金属氧化物变阻器(Metal oxide varistor，MOV)是电压依赖性的、非线性的器件，其通常用于电子电路中，用于提供瞬态电压抑制。常规MOV器件包括具有设置在其相对侧上的电极的金属氧化物陶瓷芯片(MOV)。导电的导线引线可以被连接(例如焊接)到金属电极，以促进电路内的MOV器件的电连接。MOV、金属电极和连接到电极的引线部分典型地涂有环氧树脂，以保护这些部件免受环境污染物的影响，并防止干扰周围的电气设备。
上述类型的常规MOV器件与若干缺点相关联。例如，在安装期间，常规MOV器件的导线引线被插入到印刷电路板(printed circuit board，PCB)中的通孔中。导线引线然后必须被焊接到PCB的正面和背面，使安装过程与对于实现高速自动化装配所必需的拾取和放置过程不兼容。此外，常规的MOV器件在PCB上非常高，这可能需要在完整的电子器件中有不期望的大的形状因子。此外，常规MOV器件的保护性环氧涂层不能承受满足AEC-Q200耐应力标准所必需的高操作温度(例如，高达125摄氏度)。
鉴于上述情况，期望提供一种适于使用高速、拾取和放置过程安装的MOV器件。进一步期望提供这样一种与常规MOV器件相比具有紧凑形状因子的MOV器件。进一步期望提供这样的MOV器件，其能够经受满足AEC-Q200耐应力标准所必需的高操作温度(例如高达125摄氏度)。关于这些和其它考虑，目前的改进可以是有用的。
发明内容
提供本发明内容以便以简化形式引入概念的选择，这些概念在下面的详细描述中被进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不旨在作为辅助确定所要求保护的主题的范围。
根据本公开的金属氧化物变阻器(MOV)器件的示例性实施例可以包括：具有被设置在其相对侧上的第一电极和第二电极的MOV芯片；第一引线框架部分，其包括电连接到第一电极的第一接触突片(contact tab)和与第一接触突片邻接并远离MOV芯片延伸的用于连接电路内的MOC器件的第一引线；第二引线框架部分，其包括电连接到第二电极的第二接触突片和与第二接触突片邻接并远离MOV芯片延伸的用于连接电路内的MOV器件的第二引线；以及包封MOV芯片、第一接触突片、第二接触突片以及第一引线和第二引线的部分的器件主体，其中第一引线和第二引线延伸到器件主体外部并弯曲成与器件主体的底部表面平接。
根据本公开的MOV器件的另一示例性实施例可以包括：具有设置在其相对侧上的第一电极和第二电极的MOV芯片；第一引线框架部分，其包括电连接到第一电极的第一接触突片和与第一接触突片邻接并远离MOV芯片延伸的用于连接电路内的MOV器件的第一引线；第二引线框架部分，其包括电连接到第二电极的第二接触突片和与第二接触突片邻接并远离MOV芯片延伸的用于连接电路内的MOV器件的第二引线；和包封MOV芯片、第一接触突片、第二接触突片以及第一引线和第二引线的部分的塑料器件主体，其中第一引线和第二引线延伸到器件主体外部并被弯曲成与器件主体的底部表面平接，其中第一引线和第二引线的部分被设置在形成于底部表面中的互补凹部内。
根据本公开的制造金属氧化物变阻器(MOV)器件的方法的示例性实施例可以包括：用金属片对第一引线框架部分和第二引线框架部分进行冲压，第一引线框架部分和第二引线框架部分呈“L”形并从相应的第一框架构件和第二框架构件延伸；将第一引线框架部分和第二引线框架部分分离；将第一引线框架部分和第二引线框架部分弯曲，以限定相应的第一接触突片和第二接触突片；以镜像关系布置第一引线框架部分和第二引线框架部分，其中第一引线框架部分的第一接触突片以与第二引线框架部分的第二接触突片呈面对、平行的关系而被设置；在第一接触突片和第二接触突片之间放置MOV芯片，并将第一接触突片和第二接触突片电连接到MOV芯片的相应的第一电极和第二电极；将器件主体包覆成型到MOV芯片、第一接触突片和第二接触突片、以及第一引线框架部分和第二引线框架部分的第一引线和第二引线的部分上；将第一引线和第二引线从第一框架构件和第二框架构件切割开，并将第一引线和第二引线弯曲成与器件主体的底部表面平接。
附图说明
图1A是示出根据本公开的示例性实施例的MOV器件的透视俯视图；
图1B是示出图1A中所示的MOV器件的透视仰视图；
图2A是示出图1A中所示的MOV器件在器件主体被移除的情况下的透视俯视图；
图2B是示出图1A中所示的MOV器件在器件主体被移除的情况下的仰视图；
图3是示出制造图1A中所示的MOV器件的示例性方法的流程图；
图4-图8是示出根据图3中阐述的制造方法执行的各种过程的一系列视图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述根据本公开的金属氧化物变阻器(MOV)器件及其制造方法的实施例，其中呈现了本公开的优选实施例。然而，本公开的MOV器件和随附的方法可以以许多不同的形式体现并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。而是，提供这些实施例使得本公开将向本领域技术人员传达MOV器件和随附方法的某些示例性方面。在附图中，类似数字自始至终指代类似元件，除非另有说明。
参考图1A和图1B，示出了根据本公开的金属氧化物变阻器(MOV)器件10(下文中的“器件10”)的示例性实施例的透视图和俯视图。为了方便和清楚起见，本文可以使用诸如“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“上方”、“下方”等术语来描述器件10的各种部件的相对放置和定向，每个部件相对于器件10的几何形状和定向如图1A和图1B所示。所述术语将包括具体提及的词语、其衍生物和具有类似含义的词语。
器件10可以包括具有总体上单片式外观的塑料器件主体12。导电的第一引线14和第二引线16可以从器件主体12的相对侧(例如，前侧和后侧)延伸并且可以围绕器件主体12的下侧折叠或弯曲，其中第一引线14和第二引线16的端部被设置在形成于器件主体12的底部表面26中的互补凹部22、24内。因此，第一引线14和第二引线16的底部表面可以与底部表面26基本共面。
参考图2A和图2B，示出了器件主体12被移除的情况下的器件10的透视俯视图和仰视图。器件10可以包括具有设置在其相对侧上的第一电极30和第二电极32的MOV芯片28。在图2A中只有MOV芯片28的一侧是可见的，但是将理解的是，不在视图内的MOV芯片28的相对侧上的第二电极32可以与第一电极30基本上相同。MOV芯片11可以由本领域已知的任何MOV组合物形成，包括但不限于嵌入陶瓷中的氧化锌颗粒。第一电极30和第二电极32可以由任何合适的导电材料形成，包括但不限于铝、铜、覆盖有铜的铝、银、锡、镍等。MOV芯片28以及第一电极30和第二电极32被描绘成圆形或盘形，但这并不是关键的。可以设想的是，MOV芯片28和第一电极30和第二电极32中的一个或多个可以具有不同的形状，诸如矩形、三角形、不规则形等，而不背离本公开的范围。
器件10还可以包括第一引线框架部分36和第二引线框架部分38，上述第一引线14和第二引线16分别是第一引线框架部分36和第二引线框架部分38的零件。如图所示，第一引线14和第二引线16可以被弯曲或折叠成限定远离MOV芯片28延伸到器件主体12外部并围绕器件主体12的底部(见图1A和1B)的“C”形。除了第一引线14和第二引线16之外，第一引线框架部分36和第二引线框架部分38可以包括与第一引线14和第二引线16邻接的第一接触突片40和第二接触突片42。第一接触突片40和第二接触突片42可以被弯曲或折叠成围绕MOV芯片28的相对侧延伸并且诸如用高温焊料分别固定到第一电极30和第二电极32。本公开在这方面不受限制。
在各种实施例中，第一接触突片40和第二接触突片42可以被弯曲或折叠成限定位于与MOV芯片28的边缘相邻的相应的第一扭结部分44和第二扭结部分46。第一扭结部分44和第二扭结部分46沿MOV芯片28的表面增加第一接触突片40和第二接触突片42与相对的第一电极30和第二电极32之间的距离(即，相对于其中第一接触突片40和第二接触突片42是完全平面的并且沿着MOV芯片28的侧面无扭结地延伸到MOV芯片的边缘的配置)。这种距离的增加减轻了第一接触突片40和第二接触突片42与相对的第一电极30和第二电极32之间的闪络风险。在各种实施例中，第一接触突片40和第二接触突片42以及相应的、相邻的第一电极30和第二电极32之间的间隙(即其间的间隔距离)可以测量为例如约0.7毫米到约0.9毫米。本公开在这方面不受限制。
MOV芯片28、第一电极30和第二电极32以及第一引线框架部分36和第二引线框架部分38的第一接触突片40和第二接触突片42可以完全被包封在器件主体12内(参见图1A和1B)，其中如上所述，第一引线14和第二引线16延伸到器件主体12外部并围绕器件主体12的底部表面26。在各种实施例中，器件主体12可以由耐热聚合物形成，该耐热聚合物提供良好的湿度屏障并且在熔化时(例如在模制期间)具有高流动性。这种聚合物的示例包括液晶聚合物(liquid-crystal polymer，LCP)和聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)。本公开在这方面不受限制。
再次参考图1A和图1B，器件10可以具有基本平面的底部表面26，其中第一引线14和第二引线16的底部表面与底部表面26基本共面。因此，器件10相对于常规的MOV器件提供了一个优点，即使用高速拾取和放置过程可以将器件10平坦地设置在PCB上，并且使用例如回流或波峰焊接过程可以将第一引线14和第二引线16焊接到PCB上(只要求焊接到PCB的前侧)。该器件10提供了进一步的优点，即与常规MOV器件相比，它具有紧凑的形状因子(例如，在PCB上竖放更短)。该器件10提供了相对于常规MOV器件的进一步优点，即塑料器件主体12允许该器件承受满足AEC-Q200耐应力标准所必需的高操作温度(例如，高达125摄氏度)。
参考图3，示出了说明用于制造根据本公开的上述MOV器件10的示例性方法的流程图。现在将结合图3中所示的流程图以及图4-图8中所示的一系列视图来描述该方法，图4-图8示出了作为方法的一部分所执行的各种过程。
在示例性方法的框100处，并且如图4所示，多个第一引线框架部分361-4和第二引线框架部分381-4可以由金属片冲压或以其它方式切割。第一引线框架部分361-4和第二引线框架部分381-4可以是“L”形并且可以分别限定第一引线141-4和第二引线161-4以及第一接触突片401-4和第二接触突片421-4(尚未以如上所述的方式弯曲)。在各种实施例中，第一引线框架部分361-4和第二引线框架部分381-4可以从相应的第一框架构件50和第二框架构件52延伸，这可以促进连续的、卷对卷的冲压过程，由此可以从金属片的连续卷快速地冲压大量的框架构件(即大于图示的4个)。
在示例性方法的框110处，并且如图5所示，第一引线框架部分361-4和第二引线框架部分381-4可以彼此分离，并且第一引线框架部分361-4和第二引线框架部分381-4中的每一个的第一接触突片401-4和第二接触突片421-4都可以被弯曲/折叠成上面描述的它们的最终形状(图5中仅图示了第一引线框架部分361-4，但将理解的是，第二引线框架部分381-4与第一引线框架部分361-4相同)。具体地，第一接触突片401-4和第二接触突片421-4的靠近它们对应的第一引线141-4和第二引线161-4的部分可以被弯曲成垂直向上延伸，并且第一接触突片401-4和第二接触突片421-4的远离它们对应的第一引线141-4和第二引线161-4的部分可以被弯曲成远离它们对应的第一框架构件50和第二框架构件52水平地延伸，其中相应的第一扭结部分441-4和第二扭结部分461-4形成于其中。在各种实施例中，第一引线框架部分361-4和第二引线框架部分381-4可以在第一引线141-4和第二引线161-4及其相应的第一接触突片401-4和第二接触突片421-4的接合处包括压花肋条(embossed rib)391-4(在上述冲压过程期间形成)，以提供在这种接合处形成的具有增加的强度的折叠件，以承受随后的模制过程(如下所述)。
在示例性方法的框120处，并且如图6所示，第一引线框架部分361-4和第二引线框架部分381-4可以以面对、“镜像”关系来布置，其中第一引线框架部分361-4的第一接触突片401-4与第二引线框架部分381-4的第二接触突片421-4以面对、平行关系设置。MOV芯片281-4然后可以被设置在面对的第一接触突片401-4和第二接触突片421-4之间，并且第一接触突片401-4和第二接触突片421-4可以被焊接到MOV芯片281-4的第一电极301-4和第二电极321-4。
在示例性方法的框130处，并且如图7所示，每个MOV芯片281-4及其对应的第一接触突片401-4和第二接触突片421-4被放置在模具(未示出)内，并且塑料器件主体121-4可以被包覆成型在其上，其中第一引线框架部分361-4和第二引线框架部分381-4中的每一个的第一引线141-4和第二引线161-4水平延伸到器件主体121-4外部(并且仍然附接到相应的第一框架构件50和第二框架构件52)。
在示例性方法的框140处，并且如图8所示，第一引线框架部分361-4和第二引线框架部分381-4中的每一个的第一引线141-4和第二引线161-4可以被从它们相应的第一框架构件50和第二框架构件52切割开，并且可以围绕它们相应的器件主体121-4的下侧被弯曲或折叠，并被设置在形成于器件主体121-4的底部表面中的互补凹部内(例如，如上所述并且如图1B中所示)，以形成完整的器件101-4。在各种实施例中，在第一引线141-4和第二引线161-4的弯曲或折叠之前，凹部或槽601-4可以被形成在器件主体121-4的前表面和后表面中、在第一引线141-4和第二引线161-4延伸到器件主体121-4外部的区域的正上方(在图8中仅器件主体121-4的前表面上的槽601-4可见，但将理解的是，相同的槽被形成在器件主体121-4的后表面中)。槽601-4的宽度可以等于或大于第一引线141-4和第二引线161-4的宽度。槽601-4在第一引线141-4和第二引线161-4上方提供间隙，使得当第一引线141-4和第二引线161-4被弯曲或折叠成它们的最终构造时，器件主体121-4在第一引线141-4和第二引线161-4正上方的部分不会遭受应力，否则该应力可能导致器件主体121-4的破裂。
如本文所使用的，以单数陈述并以词语“一”或“一个”进行的元件或步骤应被理解为不排除复数元件或步骤，除非明确地陈述了这样的排除。此外，对本公开的“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除也被并入所述特征的附加实施例的存在。
尽管本公开参考了某些实施例，但是在不背离如所附权利要求中所限定的本公开的范围和领域的情况下，对所描述的实施例的许多修改、更改和改变是可能的。因此，旨在使本公开不限于所描述的实施例，而是其具有由以下权利要求的语言及其等同物所限定的全部范围。
Claims (20)
1.一种金属氧化物变阻器(MOV)器件，包括：
MOV芯片，其具有被设置在其相对侧上的第一电极和第二电极；
第一引线框架部分，包括：
第一接触突片，其被电连接到所述第一电极；和
第一引线，其与所述第一接触突片邻接并远离所述MOV芯片延伸，以用于连接电路内的MOV器件；
第二引线框架部分，包括：
第二接触突片，其被电连接到所述第二电极；和
第二引线，其与所述第二接触突片邻接并远离所述MOV芯片延伸，以用于连接所述电路内的MOV器件；以及
器件主体，其包封所述MOV芯片、所述第一接触突片、所述第二接触突片以及所述第一引线和所述第二引线的部分，其中，所述第一引线和所述第二引线延伸到所述器件主体外部并被弯曲成与所述器件主体的底部表面平接。
2.根据权利要求1所述的MOV器件，其中，所述第一引线和所述第二引线的部分被设置在形成于所述器件主体的底部表面中的互补凹部内并与所述器件主体的底部表面共面。
3.根据权利要求1所述的MOV器件，其中，所述MOV器件的底部表面是平坦的。
4.根据权利要求1所述的MOV器件，其中，所述器件主体由耐热聚合物形成。
5.根据权利要求4所述的MOV器件，其中，所述器件主体由液晶聚合物和聚苯硫醚中的一种形成。
6.根据权利要求1所述的MOV器件，其中，所述第一接触突片和所述第二接触突片中的至少一个被弯曲成限定与所述MOV芯片的边缘间隔开的扭结部分。
7.根据权利要求6所述的MOV器件，其中，所述扭结部分与所述MOV芯片的边缘间隔至少0.7毫米。
8.根据权利要求1所述的MOV器件，其中，所述第一引线和所述第二引线中的每一个被弯曲成“C”形，其远离所述MOV芯片、沿着所述器件主体的一侧、以及沿着所述器件主体的底部表面进行延伸。
9.根据权利要求1所述的MOV器件，其中，在所述第一引线框架部分和所述第二引线框架部分的第一引线和第一接触突片的接合处的折叠件具有形成在其中的压花肋条。
10.根据权利要求1所述的MOV器件，还包括所述器件主体中形成的在所述第一引线延伸到所述器件主体外部的区域上方的槽。
11.一种金属氧化物变阻器(MOV)器件，包括：
MOV芯片，其具有被设置在其相对侧上的第一电极和第二电极；
第一引线框架部分，包括：
第一接触突片，其被电连接到所述第一电极；和
第一引线，其与所述第一接触突片邻接并远离所述MOV芯片延伸，以用于连接电路内的MOV器件；
第二引线框架部分，包括：
第二接触突片，其被电连接到所述第二电极；和
第二引线，其与所述第二接触突片邻接并远离所述MOV芯片延伸，以用于连接所述电路内的MOV器件；以及
塑料器件主体，其包封所述MOV芯片、所述第一接触突片、所述第二接触突片以及所述第一引线和所述第二引线的部分，其中，所述第一引线和所述第二引线延伸到所述器件主体外部并被弯曲成与所述器件主体的底部表面平接，其中所述第一引线和所述第二引线的部分被设置在形成于所述底部表面中的互补凹部内。
12.一种制造金属氧化物变阻器(MOV)器件的方法，所述方法包括：
用金属片对第一引线框架部分和第二引线框架部分进行冲压，所述第一引线框架部分和所述第二引线框架部分呈“L”形并从相应的第一框架构件和第二框架构件延伸；
将所述第一引线框架部分与所述第二引线框架部分分离；
将所述第一引线框架部分和所述第二引线框架部分弯曲，以限定相应的第一接触突片和第二接触突片；
以镜像关系布置所述第一引线框架部分和所述第二引线框架部分，其中所述第一引线框架部分的第一接触突片以与所述第二引线框架部分的第二接触突片呈面对、平行的关系而被设置；
在所述第一接触突片和所述第二接触突片之间放置MOV芯片，并将所述第一接触突片和所述第二接触突片电连接到所述MOV芯片的相应的第一电极和第二电极；
将所述器件主体包覆成型到所述MOV芯片、所述第一接触突片和所述第二接触突片、以及所述第一引线框架部分和所述第二引线框架部分的第一引线和第二引线的部分上；
将所述第一引线和所述第二引线从所述第一框架构件和所述第二框架构件切割开；以及
将所述第一引线和所述第二引线弯曲成与所述器件主体的底部表面平接。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，弯曲所述第一引线和所述第二引线包括将所述第一引线和所述第二引线的部分设置在所述器件主体的底部表面中的互补凹部内，使得所述第一引线和所述第二引线与所述器件主体的底部表面共面。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述器件主体由耐热聚合物形成。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述器件主体由液晶聚合物和聚苯硫醚中的一种形成。
16.根据权利要求12所述的方法，还包括将所述第一接触突片和所述第二接触突片中的至少一个弯曲，以限定与所述MOV芯片的边缘间隔开的扭结部分。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述扭结部分与所述MOV芯片的边缘间隔至少0.7毫米。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一引线和所述第二引线中的每一个被弯曲成“C”形，其远离所述MOV芯片、沿着所述器件主体的一侧、以及沿着所述器件主体的底部表面进行延伸。
19.根据权利要求12所述的方法，对第一引线框架部分和第二引线框架部分进行冲压包括在所述第一引线框架部分的第一引线和第一接触突片的接合处的折叠件中形成压花肋条。
20.根据权利要求12所述的方法，还包括在所述器件主体中在所述第一引线延伸到所述器件主体外部的区域上方形成槽。
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