專利名稱：一種高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種瞬態(tài)電壓抑制元件，特別是涉及一種高分子基瞬態(tài)電壓抑制 元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
由于電子產(chǎn)品越來越向小型化的趨勢發(fā)展，尤其是半導(dǎo)體芯片技術(shù)的突飛猛 進(jìn)，電子產(chǎn)品遭受瞬態(tài)過電壓而損壞的比例越來越大。因此瞬態(tài)電壓抑制元件近 幾年來發(fā)展的勢頭非常迅猛。
用來抑制瞬態(tài)電壓的保護(hù)元器件主要包括有壓敏電阻、齊納二極管、硅基 瞬態(tài)電壓抑制二極管以及高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件。
與齊納二極管、壓敏電阻以及硅基瞬態(tài)電壓抑制二極管產(chǎn)品相比，高分子基 瞬態(tài)電壓抑制元件具備響應(yīng)時間快，達(dá)到納秒級；產(chǎn)品電容小，非常適合于高頻
或者高速率傳輸線路；體積小適合于日益小型化的便攜式設(shè)備及終端。
采用普通線路板工藝方法制作的高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件，由于受到加工 工藝的限制，內(nèi)部兩個微電極的制作很困難，并且電極和壓敏材料漿料之間的組 合配比不易控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件及其制造 方法，特別是如何制造微電極，以及實現(xiàn)電極和高分子壓敏材料漿料的配合工藝。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種高分子基瞬態(tài)電壓抑 制元件，包括線路板基體，置于線路板基體兩端的端電極，其特征在于兩金屬 線分別與兩所述端電極焊接相連，所述金屬線的周圍、以及置于所述金屬線的另 一端部之間的微電極間充填有高分子壓敏材料，所述高分子壓敏材料的外側(cè)置有 保護(hù)層。
所述高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件的制造方法，包括以下步驟
① 雙面覆銅線路板經(jīng)蝕刻形成兩面對稱的圖形，作元件的外部焊接端電極；
② 在所述端電極的外側(cè)邊緣打通孔；
3③兩端通孔電鍍銅，使雙面覆銅線路板基體的上、下電極導(dǎo)通，再在通孔 部位和上、下電極表面鍍覆鈀金鍍層；
在線路板一面的兩個端電極間通過超聲波壓焊工藝焊接一根金屬線；
⑤ 在焊接有所述金屬線的一面印涂一層高分子壓敏材料，并將其固化；
⑥ 在所述金屬線的中心位置用激光將金屬線切斷；
⑦ 再印涂一層-高分子壓敏材料，確保在微電極間(即所述金屬線切斷位置) 充分填進(jìn)高分子壓敏材料，并將其固化；
⑧ 高分子壓敏材料外側(cè)覆蓋上一層保護(hù)膠，并將其固化；
◎在線路板背面電極和通孔表面鍍覆錫或者化學(xué)沉金，作為元件端子的悍 接保護(hù)層。
所述雙面PCB板可以是軟板或硬板。
金屬線是直徑為0.05mm 0.2mm的金線、鋁線、銅線或銀線中的任何一種。 所述高分子壓敏材料中，以體積百分?jǐn)?shù)計，碳化硅、碳化鈦，鋁粉、鎳粉， 氧化鎂、氧化鋅、氧化鈰、氫氧化鋁中的三種或三種以上的混合物占40%-60%， 余量為高分子填充載體環(huán)氧樹脂、硅橡膠、或聚酯膠。
本發(fā)明高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件中，印在中間層的高分子基壓敏材料具有 瞬態(tài)電壓的抑制功能，它包裹在被切斷的金屬線的周圍，當(dāng)元件上有瞬態(tài)電壓通 過時，金屬線端口微電極間隙中的高分子基壓敏材料被瞬態(tài)電壓擊穿放電，起到 保護(hù)被并聯(lián)的元件的作用。本發(fā)明提出的高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件及其制造方 法，獲得所需的微電極的條件容易控制，大大提高了產(chǎn)品的一致性；同時通過調(diào) 整高分子壓敏材料組合配比，可以得到不同特性的產(chǎn)品，滿足不同的需求。


下面結(jié)合附圖與具體實施方法對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。 圖1是高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的A向結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1的B向結(jié)構(gòu)示意圖4是批量生產(chǎn)時高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件排列位置示意圖。 圖中，l一線路板基體；2、 2' —端電極；3—鍍銅層；4一鈀金鍍層；5—金 屬線；6—壓敏材料；7—微電極；8—保護(hù)膠層；9一通孔；IO—預(yù)留切割縫。
具體實施方式
實施例1
由圖1 3可見， 一種高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件，包括線路板基體l，置
于線路板基體1兩端的端電極2，其特征在于兩臺屬線5分別與所述兩端電極
2焊接相連，所述金屬線5的周圍、以及置于所述兩金屬線'5的另i端部的微電 極間7之間填充有高分子壓敏材料6，所述高分子壓敏材料6的外側(cè)置有保護(hù)膠 層8。
所述高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件的制造方法，包括以下步驟
① 線路板基體1經(jīng)蝕刻形成兩面對稱的圖形，作電壓抑制元件的端電極2;
② 在兩端電極2的外側(cè)邊緣打通孔9;
③ 兩端通孔9部位電鍍鍍銅層3，使雙面覆銅線路板的上、下端電極2導(dǎo) 通，再在通孔9和上、下端電極2表面鍍覆鈀金鍍層4;
在線路板一面的兩電極間通過超聲波壓焊工藝焊接一根金屬線5;
⑤ 在焊接有金屬線5的一面印涂一層高分子壓敏材料6，并將其固化；
⑥ 在金屬線5的中心位置用激光將金屬線5切斷；
⑦ 再印涂一層高分子壓敏材料6，確保在微電極7間充分填進(jìn)高分子壓敏 材料6，并將其固化；
⑧ 高分子壓敏材料6外側(cè)覆蓋上一層保護(hù)膠8，并將其固化；
◎在線路板背面端電極和通孔表面涂覆表面保護(hù)層，如鍍金，或者鍍覆錫。
圖4是批量生產(chǎn)時，上述制造方法完成步驟① ④后、在進(jìn)行步驟⑤ ⑨前
高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件排列位置示意圖。在步驟d)完成后，用精密劃片機沿
預(yù)留切割縫IO (圖4中縱向和橫向虛線)裁切劃開，即得成品高分子基瞬態(tài)電 壓抑制元件。
所述雙面PCB板可以是軟板或硬板。
金屬線5是直徑是0.2mm的金線、鋁線、銅線和銀線中的任何一種。 所述保護(hù)膠是環(huán)氧樹脂、硅橡膠和聚酯膠中的任意一種或是它們的混合物。 高分子壓敏漿料6外覆蓋有保護(hù)膠層8。 高分子壓敏材料的組成與配比為(體積百分?jǐn)?shù)) 碳化硅 10%
5碳納米管 10%
鋁粉 35%
環(huán)氧樹脂 45%
成品擊穿電壓1500V，鉗位電壓280V。 實施例2 '
按實施例1相同的方法操作，其中
金屬線直徑0. 05mm。
高分子壓敏材料的組成與配比為(體積百分?jǐn)?shù)):
碳化硅 15%
鋁粉 20%
鎳粉 5%
氧化鋅 10%
氧化鈰 5%
環(huán)氧樹脂 45%
成品擊穿電壓350V，鉗位電壓20V。 實施例3
按實施例l相同的方法操作，其中 金屬線直徑0. 15mra。
高分子壓敏材料的組成與配比為(體積百分?jǐn)?shù)):
鋁粉 35%
氧氧化鋁 5%
碳化硅 5%
氧化鎂 7%
硅橡膠 48%
成品擊穿電壓800V，鉗位電壓120V。 實施例4
按實施例l相同的方法操作，其中-金屬線直徑0. lmm。
高分子壓敏材料的組成與配比為(體積百分?jǐn)?shù)):鎳粉 15%
氫氧化鋁 5%
氧化鋅 25%
聚酯膠 55%
成品擊穿電壓250V，鉗位電壓18V。 實施例5
按實施例l相同的方法操作，其中
金屬線直徑0. 2mm。
高分子壓敏材料的組成與配比為(體積百分?jǐn)?shù)):
鋁粉 8%
氫氧化鋁 10%
碳化硅 10%
氧化鋅 15%
聚酯膠 57%
成品擊穿電壓1200V，鉗位電壓275V。 實施例6
按實施例l相同的方法操作，其中 金屬線直徑0. lmm。
高分子壓敏材料的組成與配比為(體積百分?jǐn)?shù)):
鋁粉 15%
碳化鈦 23%
氧化鎂 12%
聚酯膠 50%
成品擊穿電壓350V，鉗位電壓36V。 實施例7
按實施例1相同的方法操作，其中 金屬線直徑0. lmm。
高分子壓敏材料的組成與配比為(體積百分?jǐn)?shù)):
碳化硅 10%
7碳納米管 10%
鋁粉 16%
氧化鎂 5%
氧化鋅 12%
環(huán)氧樹脂' 47% 成品擊穿電壓500V，鉗位電壓15V。
權(quán)利要求
1. 一種高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件，包括線路板基體(1)，置于線路板基體(1)兩端的端電極(2)，其特征在于兩金屬線(5)分別與所述兩端電極(2)焊接相連，所述金屬線(5)的周圍、以及置于所述兩金屬線(5)另一端部的微電極(7)間充填有高分子壓敏材料(6)，所述高分子壓敏材料(6)的外側(cè)置有保護(hù)層(8)。
2. 權(quán)利要求1所述一種高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件的制造方法，包括以下步驟:① 雙面覆銅線路板基體(l)經(jīng)蝕刻形成兩面對稱的圖形，作元件的外部焊接 端電極(2);② 所述端電極(2)的外側(cè)邊緣打通孔(9);③ 所述兩端通孔(9)電鍍鍍銅層(3)，使線路板基體(l)的上、下端電極(2) 導(dǎo)通，再在所述通孔(9)和上、下端電極(2)表面鍍覆鈀金鍍層(4); 在線路板的一面，兩個所述端電極(2)間通過超聲波壓焊工藝焊接一根金屬線(5);⑤在焊接所述金屬線(5)的一面印涂一層高分子壓敏材料(6)，并將其固化； (D在所述金屬線(5)的中心位置用激光將金屬線(5)切斷，形成微電極(7);⑦ 再印涂一層高分子壓敏材料(6)，確保在微電極(7)間充分填進(jìn)高分子壓 敏材料(6)，并將其固化；⑧ 所述高分子壓敏材料(6)外側(cè)覆蓋一層保護(hù)膠(8)，并將其固化；◎在線路板背面端電極(2)和通孔(9)表面鍍覆錫或者化學(xué)沉金，作為元件 端子的焊接保護(hù)層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述所述一種高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件的制造方法，其特 征在于所述雙面覆銅線路板基體(l)可以是軟板或硬板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件的制造方法，其特征在 于所述金屬線(5)是直徑為0.05mm 0.2mm的金線、鋁線、銅線或銀線中的任 W—禾中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件的制造方法，其特征在 于所述高分子壓敏材料中，以體積百分?jǐn)?shù)計，碳化硅、碳化鈦，鋁粉、鎳粉， 氧化鎂、氧化鋅、氧化鈰、氫氧化鋁中的三種或三種以上的混合物占40%-60%， 余量為高分子填充載體環(huán)氧樹脂、硅橡膠或聚酯膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件及其制造方法。所述高分子基瞬態(tài)電壓抑制元件，包括線路板基體，置于線路板基體兩端的端電極，兩金屬線分別與兩端電極焊接相連，金屬線的周圍以及置于兩金屬線的另一端部的微電極間充填有高分子壓敏材料，高分子壓敏材料的外側(cè)置有保護(hù)層。印在中間層的高分子基壓敏材料具有瞬態(tài)電壓的抑制功能，當(dāng)元件上有瞬態(tài)電壓通過時，金屬線端口微電極間的高分子基壓敏材料被瞬態(tài)電壓擊穿放電，起到保護(hù)被并聯(lián)的元件的作用。使用本發(fā)明制造方法可以獲得所需的微電極，大大提高了產(chǎn)品的一致性；同時通過調(diào)整高分子壓敏材料組合配比，可以得到不同特性的產(chǎn)品，滿足不同的需求。
文檔編號H01C7/10GK101488385SQ20081003267
公開日2009年7月22日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者建 張 申請人:上海思麥電子有限公司