CN207529743U - 具有过热保护结构的压敏电阻 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了具有过热保护结构的压敏电阻，包括金属氧化物压敏电阻片，金属氧化物压敏电阻片的两端面上设置有第一电极层和第二电极层，第一电极层与第一引脚连接，第二电极层上至少设置有绝缘片，绝缘片上固定有第二引脚部分，第二引脚通过熔断导体与所述第二电极层连接，熔断导体的两端点之间的局部区域包覆有使其位置固定的热熔绝缘体，熔断条件下，热熔绝缘体的熔融流体在熔断后的熔断导体材料和第二电极层之间形成隔离层。本实用新型在受热时，熔断导体熔断将压敏电阻从电路中分离，进行保护，同时，热熔绝缘体受热之后的熔融态流体能够立即在第二电极层和熔断导体之间产生隔离层，实现它们的物理隔离，提高了安全性和可靠性。

Description

具有过热保护结构的压敏电阻

技术领域

本实用新型涉及压敏电阻领域，尤其是具有过热保护结构的压敏电阻。

背景技术

压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件，它并联于电路中，相当于一个可变电阻，当电路在正常使用时，压敏电阻的阻抗很高，漏电流很小，可视为开路，对电路几乎没有影响。但当很高的突波电压到来时，压敏电阻的电阻值瞬间下降（它的电阻值可以从兆欧级变到毫欧级），使它可以流过很大的电流，同时将过电压箝位在一定数值。

热保护型压敏电阻，是合金型温度保险丝与压敏电阻通过内部有效热偶和结构实现即时取热的产品，具有过压、过流和过温多重保护功能，其通过在过压、过流或过温时，合金融断快速将压敏从电路中摘除，以防止压敏电阻持续过热起火燃烧。

但是在上述结构中，保险丝的合金熔断后，熔断的合金材料和压敏电阻的电极之间并没有有效的物理隔离结构，存在一定的隐患。

并且，在加工过程中，在进行整体封装前，温度保险丝的两端虽然与电极和引脚连接固定，但其中间主体区域的位置并不固定，在后续封装时易出现位置变化，存在隐患。

同时，现有的热保护型压敏电阻的由于热传导效率的影响，导致在熔断前，压敏电阻的温度易升高到高位，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供具有过热保护结构的压敏电阻。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

具有过热保护结构的压敏电阻，包括金属氧化物压敏电阻片，所述金属氧化物压敏电阻片的两端面上设置有第一电极层和第二电极层，所述第一电极层与至少一延伸到其外的第一引脚连接，所述第二电极层上至少设置有绝缘片，所述绝缘片上固定有延伸到所述第二电极层外的第二引脚；

非熔断条件下，所述第二引脚位于绝缘片上的一端通过熔断导体与所述第二电极层连接，所述熔断导体通过包覆其两端点之间的局部区域的热熔绝缘体固定位置；

熔断条件下，所述第二引脚与第二电极层断开连接，且所述热熔绝缘体的熔融流体在熔断后的熔断导体材料和第二电极层之间形成隔离层。

优选的，所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其中：所述第一电极层、第二电极层分别是银层或铜层或铝层或它们当中至少两种的混合物层。

优选的，所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其中：所述熔断导体通过熔点低于其熔点且与第二电极层贴合的低温焊料与所述第二电极层连接。

优选的，所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其中：所述熔断导体是锡铅合金焊料及位于锡铅合金焊料内的助熔断剂形成的丝线体。

优选的，所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其中：所述熔断导体包括与所述第二电极层贴合的第一部分、与所述第二电极层形成锐角的第二部分以及与所述绝缘片的幅面贴合的第三部分，所述热熔绝缘体填充所述第二部分和第二电极层之间的间隙。

优选的，所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其中：所述热熔绝缘体是聚酰胺热熔材料。

优选的，所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其中：所述热熔绝缘体的熔点低于所述熔断导体的熔点。

优选的，所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其中：还包括外部保护层，所述外部保护层包覆除第一引脚和第二引脚延伸到金属氧化物压敏电阻片幅面外的部分区域外的其他所有部分。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：

本实用新型设计精巧，结构简单，在熔断导体的局部区域包覆热熔绝缘体，从而在异常电压受热时，熔断导体熔断将压敏电阻从电路中分离，进行保护，同时，热熔绝缘体受热之后的熔融态流体能够立即在第二电极层和熔断导体材料之间产生隔离层，实现它们的物理隔离，避免隐患的产生，提高了安全性和可靠性。

由于采用与第二电极层贴合的低温焊料连接第二电极层和熔断导体，在压敏电阻过热时，其能够快速熔化，从而保证熔断导体与第二电极层的及时断开，响应速度块，可靠性更佳。

同时，在完整封装之前，热熔绝缘体保持固定形态，从而能够使熔断导体中间区域的位置进行固定，避免其在后期封装时位置移动造成拉扯变形、断裂以及位置移动可能存在的电气隐患的问题，稳定性更佳，易于加工。

附图说明

图1是本实用新型的俯视图；

图2是本实用新型的剖视图；

图3是本实用新型的压敏电阻在不同异常电流条件下的表面温度测试图。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

本实用新型揭示了具有过热保护结构的压敏电阻，如附图1、附图2所示，包括金属氧化物压敏电阻片1，其优选为氧化锌材料且为圆形，当然也可以是其他可用的材料，在此不做限定；所述金属氧化物压敏电阻片1的两端面上设置有第一电极层2和第二电极层3，所述第一电极层2、第二电极层3分别是银层或铜层或铝层或是银铜铝当中至少两种的混合物层，所述第一金属电极层2和第二金属电极层3分别覆盖所述金属氧化物压敏电阻片1的一个端面，同时它们上还可以具有局部加厚层，从而能够在加厚层区域与其他部分进行高温焊接过程中，减小对电极层性能的影响。

所述第一电极层2与延伸到其外的至少一个第一引脚4连接，所述第二电极层3上至少设置有绝缘片5，所述绝缘片5优选为圆形且至少外表面为氧化铝材质，其中心点与所述金属氧化物压敏电阻片1的中心点的连线的延长线与所述金属氧化物压敏电阻1的直径重合，并且其侧边与所述金属氧化物压敏电阻片1的侧边平齐。

所述绝缘片5上固定有延伸到所述第二电极层3外的第二引脚6，所述第二引脚6延伸到所述第二电极层3外的部分与所述第一引脚4延伸到第一电极层2外的部分平行，且所述第二引脚6位于所述绝缘片5上的部分呈直角弯折状态，所述第二引脚6位于所述绝缘片5上的一端通过熔断导体7与所述第二电极层3连接。

所述熔断导体7是由熔点不高于压敏电阻的热安全阈值的材质构成，优选其是锡铅合金焊料及锡铅合金焊料内的助熔断剂形成的丝线体，其熔点在180摄氏度左右，由于锡铅合金的熔点低，且其内部有助熔断剂，因此在达到熔点温度时，其能够快速响应熔断，保证响应速率和安全性，并且其直径优选为1.2mm，这个尺寸足以处理峰值脉冲，同时还可以在有熔丝的条件下有效断开。

如附图2所示，所述熔断导体7具体包括与所述第二电极层3贴合的第一部分71、与所述第二电极层3形成锐角的第二部分72以及与所述绝缘片5的幅面贴合的第三部分73，所述第一连接部71通过熔点低于其熔点且与所述第二电极层3贴合的低温焊料9与所述第二电极层3连接，所述低温焊料9优选为熔点在165℃左右的非共熔低温焊料，进一步优选可以是熔点更低的低温焊料，例如可以是成分为Sn42Bi58的低温锡膏，其熔点在138℃左右，由于其熔点低于熔断导体7的熔点，因此在焊接过程中，不会对熔断导体7产生不利的影响。

所述第二部分72与所述第二电极层3分离的一端与所述第三部分73连接于所述绝缘片5的边缘位置，所述第三部分73的靠近自由端的区域同样可以通过熔点低于熔断导体7熔点的低温焊料9与所述第二引脚6连接，当然所述第三部分也可以通过加热融化后直接与所述第二引脚6连接。

并且，在所述熔断导体7的两端点之间的局部区域包覆有使其位置固定的热熔绝缘体8，所述热熔绝缘体8的熔点低于所述熔断导体7，优选其是聚酰胺热熔材料，其熔点约在150℃左右，同时，其包覆所述第二部分72及第一部分71和第三部分73与第二部分72连接端的局部区域，并且其填充所述第二部分72和第二电极层2之间的间隙，并与所述第二电极层2接触。

进一步，在所述金属氧化物压敏电阻片1的两面靠近其与熔断导体7连接的位置开设有共轴的凹槽（图中未示出），两个凹槽之间的间隙形成预设的可击穿热源点的薄壁，使热源击穿点位置固定，当热源点位置离熔断导体7与第二电积层3的焊接点越近时，熔断导体7就越快被熔断，反之则不易熔断。

最后，如附图1、附图2所示，所述具有过热保护结构的压敏电阻还包括外部保护层10，所述外部保护层10优选为环氧树脂材质，所述外部保护层10包覆除第一引脚4和第二引脚6延伸到金属氧化物压敏电阻片1幅面外的部分区域外的其他所有部分。

在压敏电阻所在电路正常工作时，其不会出现异常过热情况，温度达不到它们的熔断条件（非熔断条件），因此，如附图2所示，第二引脚6与第二电极层3正常连接，且所述熔断导体7通过热熔绝缘体8固定位置。

当压敏电阻持续在异常过电压，或者其他异常情况下导致温度升高时，所述低温焊料9、熔断导体7、热熔绝缘体8受热，并达到熔断条件开始熔断由于熔断导体7是由锡铅合金和助熔断剂制成，助熔断剂、表面张力等使熔断导体7熔化形成球形体，并且由于与第二电极层3连接的低温焊料9贴在所述第二电极层上，其能够快速受热熔化，从而使熔断导体7从所述第二电极层2表面回缩拉开，实现熔断分离，在此熔断状态下，所述热熔绝缘体8由于其熔点温度低于所述熔断导体7的温度，在熔断导体7熔断时，其已形成熔融流体并迅速填充熔断后的熔断导体材料和第二电极层3之间的间隙，由于热熔绝缘体8已经与第二电极层3存在一定的接触面积，因此这一填充动作非常快，最终在所述熔断导体7和第二电极层3之间形成隔离层（图中未示出），从而确保第二引脚6与第二电极层3有效的物理隔离。

并且如附图3所示，本产品在0.125A，0.5A，2.5A和5A的异常过电压限制电流期间的测试时，封装材料表面最大温度在170℃以下，远低于封装材料的燃点，有效的降低了风险，安全性、可靠性更高。

当然，本实用新型不限于本实施例描述的内容，例如在第二电极层3上还可以通过上述的低温焊料9连接第三引脚（图中未示出），并且在低温焊料9熔断时，启动与第三引脚连接的声和/或光和/或电报警设备。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.具有过热保护结构的压敏电阻，其特征在于：包括金属氧化物压敏电阻片（1），所述金属氧化物压敏电阻片（1）的两端面上设置有第一电极层（2）和第二电极层（3），所述第一电极层（2）与至少一延伸到其外的第一引脚（4）连接，所述第二电极层（3）上至少设置有绝缘片（5），所述绝缘片（5）上固定有延伸到所述第二电极层（3）外的第二引脚（6），

非熔断条件下，所述第二引脚（6）位于绝缘片（5）上的一端通过熔断导体（7）与所述第二电极层（3）连接，所述熔断导体（7）通过包覆其两端点之间的局部区域的热熔绝缘体（8）固定位置；熔断条件下，所述第二引脚（6）与第二电极层（3）断开连接，且所述热熔绝缘体（8）的熔融流体在熔断后的熔断导体材料和第二电极层（3）之间形成隔离层。

2.根据权利要求1所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其特征在于：所述第一电极层（2）、第二电极层（3）分别是银层或铜层或铝层或它们当中至少两种的混合物层。

3.根据权利要求1所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其特征在于：所述熔断导体（7）通过熔点低于其熔点且与第二电极层贴合的低温焊料（9）与所述第二电极层（3）连接。

4.根据权利要求1所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其特征在于：所述熔断导体（7）是锡铅合金焊料及位于锡铅合金焊料内的助熔断剂形成的丝线体。

5.根据权利要求1所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其特征在于：所述熔断导体（7）包括与所述第二电极层（3）贴合的第一部分（71）、与所述第二电极层（3）形成锐角的第二部分（72）以及与所述绝缘片（5）的幅面贴合的第三部分（73），所述热熔绝缘体（8）填充所述第二部分（72）和第二电极层（3）之间的间隙。

6.根据权利要求1所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其特征在于：所述热熔绝缘体（8）是聚酰胺热熔材料。

7.根据权利要求1所述的具有过热保护结构的压敏电阻，其特征在于：所述热熔绝缘体（8）的熔点低于所述熔断导体（7）的熔点。