[发明专利]一种具有过流保护功能的静电抑制器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种过流过压保护元件，特别涉及一种具有过流保护功能的静电抑制器，以及该保护元件的制作方法。 

背景技术

静电是一种存在于物体表面、反映其正负电荷在局部范围内失去平衡的现象，它主要通过物质的接触与分离、静电感应、介质极化以及带电微粒附着等物理过程产生，表现为电压较高，持续时间很短，释放能量不强等特点。随着电子元器件技术的发展，静电对元器件应用所造成的危害越来越明显。引入静电保护元件的目的就是要避免工作电路成为静电放电的通路而遭到损害，该元件不仅要能够吸收静电电流，箝位工作电路的电压，防止其由于电压过载而受损，还要能在静电发生时快速响应，在保护电路的同时，自身结构也不能被损坏。静电保护已经成为过压保护设计时需考虑的重要因素。 

不断提升的安全意识推动并扩大了过流过压保护产品的发展，在产品设计时，不仅要保证整机电路的性能要求，更是要注重它们的安全特性。电子系统经常会受到外界因素干扰，例如通断感性负载或启停大功率负载、线路故障、雷电等引起瞬时过电压或过电流现象，它们对于电子系统的安全工作有严重危害，轻则导致设备故障，信号中断；重则导致设备及电缆烧毁，危及操作人员的安全，酿成严重事故。所以一般需要设计抗浪涌保护器件用以对电子设备和输电线路进行过压、过流两个方面的保护。传统的过流保护需要在电路中串联熔断器结构，利用过载电流引起金属熔体发热熔化而断开电路；同样，传统的过压保护以分流方式并联过压保护元件来实现，一般将浪涌电压与大地短接，使浪涌电流分流入地，达到削弱和消除过电压、过电流的目的，从而起到保护电子设备安全运行的作用。但这些分立的过流及过压保护器件除了保护功能单一外，还存在有很多缺陷，如响应速度较慢，可靠性及稳定性差等；另一方面，随着电子设备功能的不断增强，其内部元器件的密度也在不断上升，从而要求具有相同工作电流、电压和耐流等级的元器件能够进一步减小其尺寸。目前保护元件市场正趋于模块化、小型化、大功率化以及过压过流一体化的发展方向。 

美国专利US7660096B2中提出在一个器件中集成PPTC热敏电阻和金属氧化物MOV压敏电阻技术，从而减少了电路板的空间需求和器件数，可以满足对电话通信设备中包括雷击、静电放电、设备接触电源线和交流线路感应等破坏的保护，有助于在过电流事件中对电流进行限制，并具有过电压箝制能力；在故障条件排除并接通电源后，又可以进行复位，通信设备可继续运行；但由于此类产品为三端引脚形式结构，无法满足表面焊接的需求，且产品体积较大，在应用上无明显优势。美国专利US6636404B1、US6982859B1中提出了一种在熔断器外壳瓷管表面形成一层压敏功能相，并采用邦定工艺与熔断器一端电极相连，在瓷管中部形成侧面电极，从而将过压保护与过流保护包封到一个元件中，该种产品设计较简单，但批量连续生产实现困难，且成本较高。 

发明内容

1、      所要解决的技术问题： 

    现有过压过流保护一体化存在两个问题，一.采用三端引脚形式结构，无法满足表面焊接需求，且产品体积大；二.批量连续生产实现困难，成本较高。

2、      技术方案： 

为了解决以上问题，本发明提供了一种具有过流保护功能的静电抑制器，包括陶瓷基板1、端电极8和侧电极9，端电极8位于陶瓷基板1两端，侧电极9位于陶瓷基板1纵向两侧的中部，陶瓷基板1上下表面的两端分别为正面电极2和背面电极3，陶瓷基板1上下表面的中部均为一种多层结构，由下到上依次为表面电极41或42、绝缘层5、第一保护层61、第二保护层62，其中至少一边第一保护层61和第二保护层62中间设有熔体层7，第一保护层61完全覆盖上表面电极41和下表面电极42以及绝缘层5，其中在上表面电极41和下表面电极42以及绝缘层5内部分别具有间隙，并填满压敏材料层43。

陶瓷基板1为氧化铝基陶瓷基板材料。 

电极2、3、41和42均为采用丝网印刷工艺将电极浆料涂布在陶瓷基板1上、下表面经烧结后形成电极图形。 

所述正面电极2和背面电极3印刷用的浆料为传统银基电子浆料； 

所述上表面电极41和下表面电极42印刷用的浆料为金的树脂酸盐浆料或银的树脂酸盐浆料。

所述绝缘层5是覆盖在表面电极中部位置上方，其宽度大于表面电极宽。所述上表面电极41和相应绝缘层5以及下表面电极42和相应绝缘层的间隙以及下表面电极42和相应绝缘层的间隙是通过激光切割工艺分别一次形成的；