[发明专利]一种表面贴装式过压过流保护器件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种过压过流保护器件，尤其涉及一种可实现低温共烧且适合表面贴装的、集过电压与过电流保护功能于一体的保护装置，以及该器件的制作方法。

背景技术

随着电子技术的迅猛发展和电子产品的更新换代，人们对产品可靠性和安全性的要求日益提高。在各种低压电器上，经常会受到由意外的电压瞬变引起的浪涌电流的冲击，从而导致电子产品性能恶化，容易发生误动作甚至损坏，并干扰到系统的正常运行，最终导致整机设备的可靠性能降低。因此瞬态过流、过压保护越来越受到人们的重视。

过流保护器件是熔断器，一般串联在电路中，要求其电阻要小，当电路正常工作时，它只相当于一根导线，能够长时间稳定的导通电路；由于电源或外部干扰而发生电流波动时，其也应能承受一定范围的过载；只有当电路中出现较大的过载电流（故障或短路）时，熔断器才会动作，通过断开电流来保护电路的安全，以避免产品有烧毁的危险。与过流保护器件所起的作用完全不同，过压保护器件用于保护后续电路免受瞬态高压的破坏，主要作用形式有防止雷击、浪涌电压、静电感应等的冲击，它一般并接在被保护电路或电器设备上，当电压瞬间高于某一数值时，过压保护器件通过击穿或阻值降低的形式，导通大电流，从而起到保护作用。压敏电阻器是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。当压敏电阻器两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻器的电阻值接近无穷大，内部几乎无电流流过。当压敏电阻器两端电压略高于标称额定电压时，压敏电阻器迅速由高阻状态变为低阻状态，导通大电流，将电压钳制在被保护器件或电器设备所能承受的电压范围内，从而保护该器件或设备免受过电压的损害。当其两端电压低于标称额定电压时，压敏电阻器又能恢复为高阻状态。当压敏电阻器两端电压超过其最大限制电压时，压敏电阻器将完全击穿损坏，无法再自行恢复。压敏电阻在导通时吸收能量，自身温度迅速升高，极容易导致压敏电阻的热击穿，从而引发事故。

中国专利申请号94243610.5提出将过电压保护元件和过电流保护元件紧密贴靠封装在一个外壳内，使过压保护元件所发出的热量迅速地传给过电流保护元件，从而使过电流保护元件快速动作，切断高电压，达到保护的目的。但这种带引脚结构的产品体积较大，不适合表面贴装的要求。中国专利申请号200410104274.1提出一种表面贴装式的对称结构过流过压保护器的制作方法，并使过流保护熔断元件被灭弧材料或屏蔽电弧的材料所包围，使产品可保护电路免于相对较高电压和较高电流造成的损害；另外中国专利申请号200810215909.3提供一种玻璃陶瓷ESD过压保护器件的制作方法，该类型过压保护器具有低容值（＜0.25pF），精确嵌位（嵌位电压＜50V），低漏导、快速响应、高稳定性和耐温特性等优点，但由于其中涉及的静电功能层为厚度在5~30μm的表面涂覆层，该涂层印刷面积一般相对较大，厚度较薄，因此产品电容量不能做的太小，且其可承受的能量范围也是有限的。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合表面贴装的、集过电压与过电流保护功能于一体的表面贴装式过压过流保护器件及其制作方法，同时用以改善现有产品的可承受能量范围和降低电容量，制作具有高响应速度和可靠性能的过压过流保护器件。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种表面贴装式过压过流保护器件，包括保护器件本体，所述保护器件本体的左右两端设有端部电极，前后两侧设有侧面电极，保护器件本体内设有至少一个熔体层电极、至少两个第一电极层、至少两个第二电极层，所述熔体层电极被灭弧材料涂层包覆，与两端部电极相连；两个第一电极层分别与端部电极不同端相连，两个第二电极层分别与侧面电极不同侧相连，第一电极层和第二电极层之间有通孔并对其填充有压敏电阻功能相。

所述保护器件本体包括由至少一层LTCC陶瓷膜片堆叠而成的LTCC陶瓷堆叠膜片，所述熔体层电极、第一电极层和第二电极层均印刷在LTCC陶瓷膜片上，熔体层电极的印刷材料为镀银铜粉、镀银镍粉、银/钯粉或银粉中的一种，第一电极层和第二电极层的印刷材料为银、铜的一种。

所述灭弧材料涂层为包覆在熔体层电极的上、下两面，材料为多孔陶瓷浆料，其中多孔陶瓷浆料为含有木炭粉、淀粉、纤维素、聚苯乙烯、聚乙烯醇、甲基丙烯酸甲脂、尿素、锯末、聚氯乙烯、萘、石蜡中至少一种的石英砂基浆料或LTCC陶瓷浆料。

所述LTCC陶瓷膜片的LTCC陶瓷与压敏电阻功能相均采用相对介电常数小于10的材料，且能够在同一温度范围内烧成，其烧结温度范围为800～950℃。