[实用新型]一种压敏电阻器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压敏电阻器。

背景技术

    压敏电阻器是一种限压型保护器件，利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护，广泛应用于各种电子设备中。

    压敏电阻器的主要构成部份为压敏电阻芯片，是以氧化锌为主成份，添加氧化铋、氧化钴等金属氧化物，在约1100℃高温下烧结而成的半导体陶瓷，然后在陶瓷体上设置电极并焊接金属引线，最后在电阻芯片外部封装绝缘外壳制成。目前，压敏电阻器的绝缘外壳主要是起绝缘和保护压敏电阻芯片的作用，由于电极上焊接的金属引线需要穿过绝缘外壳，会在金属引线与绝缘外壳间留下间隙；以及在设计时并未将密封效果作为主要的解决目的，所以目前的压敏电阻器产品中，外壳不能良好的将压敏电阻芯片密封在内，导致了在实际工作环境下，特别是在潮湿的工作环境下，空气中的水汽会通过绝缘外壳上的间隙进入到压敏电阻器内部，附在压敏电阻芯片上。

    2003年《电子元件与材料》第7期，论文《ZnO压敏电阻器在稳态湿热试验中的性能变化与分析》文章编号1001-2028（2003）07-0049-02中，对氧化锌压敏电阻器在高温、高湿和直流负荷作用下性能的稳定性和可靠性进行了试验，试验结论为：氧化锌压敏电阻器在经过稳态湿热试验后，其性能参数均发生变化，表现形式是压敏电压的下降和漏电流的增大，甚至出现报废。为了解决该问题，文章提出两方面的建议：优化压敏电阻芯片的材质和绝缘外壳的选择。对于绝缘外壳的选择，文章选用了优质的环氧包封材料，使得在压敏电阻芯片外形成结构致密的裹封层，有效的保护了压敏电阻器不受湿气的侵入。目前压敏电阻器中，选用的环氧包封材料通常为环氧树脂。通常为压敏电阻芯片外裹封一层粉末状的环氧树脂，固化后形成环氧树脂裹封层，固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，并且介电性能良好、变定收缩率小、制品尺寸稳定性好、硬度高、对碱及大部分溶剂稳定等优点，所以采用环氧树脂作为压敏电阻器的包封外壳不仅能够阻断大气环境中水汽的渗入，而且还能起到电气绝缘作用和保护芯片在运输和使用过程中免受损伤。

但是，在实际发现，粉末状环氧树脂固化后的裹封层并不完美，其内部还存在许多微孔构成的缺陷，如果微孔之间贯通就会形成潮气侵入的通道，从而影响产品的防潮性能。另外固化后的环氧树脂裹封层变定收缩率小、制品尺寸稳定性好、硬度高、与压敏陶瓷芯片之间没有粘接力，并且固化后的环氧树脂裹封层与压敏电阻芯片以及金属引线之间的热膨胀系数都不一致，所以当环境温度变化循环后，之间会形成微裂隙，大气中的水汽会在毛细作用下从金属引线根部或裹封层的缺陷通道进入裂隙并积聚在那里，使压敏电阻芯片受潮，严重的影响了产品的可靠性，特别是限制了压敏电阻器在潮湿环境中的使用。

目前，采用粉末环氧树脂固化作为绝缘裹封层的压敏电阻生产方法是：首先在压敏电阻芯片上焊接引线，然后用有机溶剂清洗焊接引线时涂在压敏电阻芯片和引线上的助焊剂，清洗完毕后放入120℃的温度下干燥2个小时，降温后将压敏电阻芯片和引线根部涂裹粉末环氧树脂，最后在150℃的温度下固化1小时得到压敏电阻器。在该压敏电阻生产方法中，芯片在降温过程中容易重新吸附空气中的水汽，特别是在湿热的夏季，严重的影响了干燥工序的效果，所以焊接了引线的压敏电阻芯片在120℃高温下干燥2小时后，需尽快涂裹粉末环氧树脂，否则，生产的压敏电阻器由于漏电流不合格而产生的不合格产品就会大幅增加，严重情况下的批次不合格产品率甚至超过10%（正常情况下的批次不合格产品率在1%以内）。为了避免这种损失，在生产中，特别是在湿热的夏季，必须将一批次的产品分成若干个小批次生产。采用这种小批次生产的方法虽然降低了产品的不合格率，但是，也导致了生产设备的利用率不高、产量下降、能耗增加、管理难度大等。

    实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有压敏电阻器由于防潮性能差而导致产品使用性能下降，以及生产过程中，为了保证压敏电阻芯片的干燥效果，需要设置单独的干燥工序，并在干燥工序后需要及时进行下一步工序，导致的生产设备利用率不高、产量低、能耗高、管理难度大等不足提供一种压敏电阻器。本实用新型的压敏电阻器，有效的避免了空气中水汽进入到压敏电阻器内部，有良好的防潮性能，提高了压敏电阻器在使用中，特别是在湿度大的环境中使用的可靠性，而且还具有良好的绝缘强度和机械强度；并且，降低了生产过程中的能耗，提高了生产设备的利用率和产品的生产效率，也降低了生产管理难度。