专利名称：一种表贴式电气过载保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种保护电气线路和元件免受电气过载，如静电放电(ESD)、电气快瞬变及闪电感应等的损伤保护器。
背景技术：
随着我们的世界进入到信息时代，电子产品的总趋势是小型化，高频化。电路设计者采用了复合的超大规模集成电路(VLSI)及新的IC技术。然而，使用这些技术使得电子设备更易招受电气过载(如静电放电(ESD)、电气快瞬变及闪电感应等)的损伤。对电子元件，特别是高密度集成块电子元件，有极大的威胁。由于电气过载现象会导致局部热产生，高电流密度，高电场强度，可能会导致电子元件失效，如半导体元件烧毁，，或者导致电子干扰，，如失去转递和储存的数据。其中，静态放电(ESD)是电子产品在装配，使用过程中的一种最常见的电气过载现象。ESD是一种快速，低能量，峰值压电极高的能量形式，对电子元件，特别是高密度集成块电子元件，有极大的威胁。便携式电子产品尤其容易受到人体接触产生的ESD的损坏。静电危害已造成了相当严重的后果和损失，而潜在的损失，如在航天工业，静电放电造成火箭和卫星发射失败，干扰航天飞行器的运行，战场上电子设备失灵等，则无可估量。
传统的电气过载保护产品，如可变电阻和齐纳二极管，瞬间电压抑制器TVS等是由金属氧化物材料或半导体硅材料制成。由于这些材料介电性能，加工性能的局限性，所制成的元件体积大，制造工艺复杂，尤其是具有很高的电容值，在高频电路中会引起数字信号的失真。因此，不适用于高频微电子电路的保护。
利用聚合物电压诱变材料而制成的新型电气过载保护元件具有很低的电容成型加工容易、因而，可广泛的使用于高频微电子电路的保护，具有极高度市场潜力。但是，目前市场上的聚合物表贴式电气过载保护元件具有如下缺陷(1)都只能进行单面安装，这给元件的卷带包装带来挑战，并增加了电路板组装生产的成本和废品率；(2)电极设计采用的是平面间隙式，由於元件尺寸的限制，采用这种设计制得元件的有效功能面积，即可在两电极间传送电子的面积很小。
(3)采用的平面上刻出间隙的工艺技术，常会造成极间距不均匀，从而使元件性能的可靠性和一致性降低。由于有上述缺陷，降低了这类新产品的应用范围。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现状，旨在提供一种可双面安装焊接到电路板上，有效功能面积大、电极间距均匀性好的表贴式电气过载保护器。
本实用新型目的的实现方式为一种表贴式电气过载保护器，以平行的两块导体片作为电极1、2，在它们之间加入一定厚度的绝缘材料片3，形成金属-绝缘-金属的夹心结构，在夹心板纵向开一个或多个通孔，通孔里装入聚合物电压诱变材料4，顶部电极1和底部电极2外用绝缘封装材料5封装，顶部和底部端头有与元件焊接的焊接头6，焊接头通过导电通路7连接。
本实用新型的有益效果是，通过双面焊接点的设计，简化了元件取向工序，即包装工序；降低了线路板安装过程中的故障，如，脱焊，漏焊，元件反置、元件丢失等的发生率；夹心层叠式通孔结构增加元件有效功能面积，使电极间距的均匀、精确、稳定，从而可改善元件功能的可靠性，均一性；夹心层叠式通孔结构设计减少了元件的电容值，有益于提高聚合物表贴式电气过载保护元件在高频电路中的保真能力。
图1 本实用新型结构示意图图2 本实用新型保护电路原理图图3 单线双面封装的本实用新型结构示意图图4 多线双面封装的本实用新型结构示意图图5 具有多线路的夹心层叠式通孔的本实用新型结构示意图图6 图6的A-A剖示图。
图7 图6的B-B剖示图图8 具有阵列焊结点封装的本实用新型结构示意图图9 图9的通孔阵列分布示意图图10 是图9的A-A剖示图具体实施方式
参照图1，本实用新型以平行的两块导体片作为电极1、2，在它们之间加入一定厚度的绝缘材料片3，形成金属-绝缘-金属的夹心结构，在夹心板纵向开一个或多个通孔，通孔里装入聚合物电压诱变材料4，聚合物电压诱变材料具有非线性导电特性，在低电压状态，聚合物电压诱变材料的电阻率很高，为绝缘体；当电压达到某一高电压值，临界电压时，聚合物电压诱变材料的电阻率急剧降低，变成导电体。
顶部电极1和底部电极2外用绝缘封装材料5封装，用以固定并保护填在通孔里的聚合物电压诱变材料遭受化学试剂或湿度的影响。
顶部和底部端头有与元件焊接的焊接头6，从而使得元件的任何一面都可以用来安装在电路板上。焊接头通过导电通路7连接，当电路遭遇电气过载冲击时，聚合物诱变材料的电阻变得很低，因此，由电气过载所产生的电流，从一电极通过聚合物电压诱变材料流经另一电极，将所产生的多余能量释放，从而实现对电路中其他元件的保护。
参照图2，本实用新型8在电路中与被保护元件或线路9的进线端及地线10相接。当电路遭受到电气过载时，聚合物电压诱变材料4的电阻率变得很低，使所产生的过载电流11经过本实用新型流入地线。从而保护了被保护元件或线路9。
参照图3，夹心层结构由印刷电路中的常用原料-双面覆铜板制成，顶部电极1、底部电极2为金属箔，绝缘材料片3为厚度均匀的纸，聚酯，酚醛树脂/玻纤，环氧树脂/玻纤，聚亚酰胺等。绝缘封装材料可以是电子元件中常用的各种封装材料，如，环氧树脂、硅橡胶、陶瓷、玻璃等。顶部电极1与底部电极2间分别用焊接头12、13连接。
参照图4、5、6、7，顶部电极1、底部电极2的铜箔经刻制成如图5所示的图案，形成有多组顶部电极14和多组底部电极15，每组电极打一通孔16连接，往各个通孔内填装聚合物电压诱变材料4，在两电极之间形成多条保护电路。各组的电极14和15分别与焊接头12、13连接，可以保护多条线路。
参照图8、9、10，夹心层以图9所示的阵列分布打一组通孔16，往各个通孔内填装聚合物电压诱变材料4，顶部电极1、底部电极2由通孔16分成多组电极17、18，在两电极之间形成多条保护电路。如图10所示，顶部电极17经通孔与地线焊接头19相连，底部电极18与各条保护线路焊接头20相连。
权利要求1.一种表贴式电气过载保护器，其特征在于以平行的两块导体片作为电极(1)、(2)，在它们之间加入一定厚度的绝缘材料片(3)，形成金属—绝缘—金属的夹心结构，在夹心板纵向开一个或多个通孔，通孔里装入聚合物电压诱变材料(4)，顶部电极(1)和底部电极(2)外用绝缘封装材料(5)封装，顶部和底部端头有与元件焊接的焊接头(6)，焊接头通过导电通路(7)连接。
2.根据权利要求1所述的一种表贴式电气过载保护器，其特征在于顶部电极(1)、底部电极(2)为金属箔，绝缘材料片(3)为厚度均匀的纸，聚酯，酚醛树脂/玻纤，环氧树脂/玻纤，聚亚酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种表贴式电气过载保护器，其特征在于顶部电极(1)、底部电极(2)的铜箔经刻制成有多组顶部电极(14)和多组底部电极(15)，每组电极打一通孔(16)连接，各个通孔内填装聚合物电压诱变材料(4)，各组的电极(14)和(15)分别与焊接头(12)、(13)连接。
4.根据权利要求1所述的一种表贴式电气过载保护器，其特征在于夹心层打一组通孔(16)，各个通孔内填装聚合物电压诱变材料(4)，顶部电极(1)、底部电极(2)由通孔(16)分成多组电极(17)、(18)，顶部电极(17)经通孔与地线焊接头(19)相连，底部电极(18)与各条保护线路焊接头(20)相连。
专利摘要一种表贴式电气过载保护器，涉及一种保护电气线路和元件免受电气过载，如静电放电、电气快瞬变及闪电感应等的损伤保护器。在平行的两块导体片电极之间加入绝缘材料片，形成金属—绝缘—金属的夹心结构，在夹心板中开一个或多个通孔，通孔里装入聚合物电压诱变材料，外用绝缘封装材料封装，顶部和底部端头有与元件焊接的焊接头，焊接头通过导电通路连接。本实用新型通过双面焊接点的设计，简化了包装工序；降低了线路板安装过程中的故障发生率；夹心层叠式通孔结构增加元件有效功能面积，使电极间距的均匀、精确、稳定，从而可改善元件功能的可靠性，均一性，减少了元件的电容值，有益于提高本实用新型在高频电路中的保真能力。
文档编号H01C7/10GK2736898SQ200420064940
公开日2005年10月26日 申请日期2004年6月15日 优先权日2004年6月15日
发明者曾昭华, 胡淑如, 蔡峰 申请人:武汉普力玛新材料技术有限责任公司