一种贴片式压敏电阻器模组的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种贴片式压敏电阻器模组，包括压敏陶瓷基体、外电极和内电极，外电极包括至少三个分布于基体一侧面上的侧外电极，内电极包括至少三组侧内电极，侧内电极中包括一组公共地线电极；各侧外电极分别与一组侧内电极相连，每组侧内电极包括一个电极片或上下层叠的多个电极片，电极片之间为压敏陶瓷介质；在除公共地线电极以外的其他组侧内电极中：至少一组侧内电极的至少一个电极片与公共地线电极中的至少一个电极片在层叠方向上具有交错重合部分，至少两组侧内电极之间的部分电极片在层叠方向上具有交错重合部分。本发明的模组集成度高、同时具有差模和共模过电压防护的压敏电阻产品，并且设计灵活，可以满足压敏电阻的不同参数需求。
【专利说明】一种贴片式压敏电阻器模组
【技术领域】
[0001]本发明涉及压敏电阻，尤其涉及一种可同时用于差模和共模过电压防护的多层贴片式压敏电阻器模组。
【背景技术】
[0002]贴片式压敏电阻已经在超轻、超薄整机的电源线路上得到了广泛的应用，可用于雷电及浪涌过电压防护，如通信电源模块、超薄型充电器/适配器、网通产品、安防监控、LED照明等领域。对于通信电源，因其使用环境严酷及小型化整机要求，对DC-DC (直流-直流变换)电源线路的保护要求日益完善严密，在多重保护功能的要求下，需要的贴片式压敏电阻数量便增多，造成了占用较大的PCB面积，不但使线路复杂化，也不符合产品微型化的发展趋势。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于提出一种同时具备差模和共模过电压防护功能的贴片式压敏电阻器模组，以解决电源线路保护中多重保护功能和贴片式压敏电阻数量之间存在的技术矛盾。
[0004]一种贴片式压敏电阻器模组，包括压敏陶瓷基体、外电极和内电极，所述外电极包括至少三个分布于所述压敏陶瓷基体的一侧面上的侧外电极，所述内电极包括至少三组侧内电极，所述侧内电极中包括一组公共地线电极；各所述侧外电极分别与一组所述侧内电极相连，其中，每组所述侧内电极包括一个电极片或上下层叠的多个电极片，所述电极片之间为压敏陶瓷介质；在除所述公共地线电极以外的其他组侧内电极中:至少一组侧内电极的至少一个电极片与所述公共地线电极中的至少一个电极片在层叠方向上具有交错重合部分；在除所述公共地线电极以外的其他组侧内电极中:至少两组侧内电极之间的部分电极片在层叠方向上具有交错重合部分。本方案中，在一个陶瓷基体内，集成多组侧内电极，并以其中一组侧内电极作为公共地线电极，通过将公共地线电极的电极片分别与其他组侧内电极的电极片进行单独交错重叠，从而，在多个与所述公共地线电极分别单独具有交叠部分的侧内电极和公共地线电极之间，形成多个独立运作的共模防护压敏电阻，将需要保护的直流线路连接于相应的侧外电极(此处“相应的侧外电极”是指:与形成共模防护压敏电阻的侧内电极相连的侧外电极)，即可实现对地的共模过电压防护；另外，在本方案中，由于在公共地线电极以外的其他组侧内电极之中，至少两组所述侧内电极之间设计有交错重合部分，在具有交错重合部分的两组侧内电极之间可以形成一个差模防护压敏电阻，因此，可以形成多个差模防护压敏电阻，每个差模防护压敏电阻可以对连接于相应两个侧外电极(此处的“相应两个侧外电极”是指:与形成差模防护压敏电阻的两组侧内电极相连的两个侧外电极)之间的直流线路进行差模过电压防护。在前述交错重合形成差/共模防护压敏电阻的方案中，形成的压敏电阻的电容量与电极片之间的重叠面积、中间介质层厚度有关，通流容量与电极片之间的重叠面积有关，而压敏电压与中间介质层厚度有关，因此，可以通过调整中间介质层的厚度和电极片之间的重合面积而形成不同电容量、通流容量和压敏电压的大小，设计非常灵活，在一个陶瓷基体内可以同时形成多个共模防护压敏电阻和多个差模防护压敏电阻，极大地减少了 PCB上的占用面积和空间，为电子线路提供更多的便利。
[0005]优选地，所述压敏陶瓷基体呈长方体，所述侧外电极分布于长方体的第一长-高侧面上。
[0006]优选地，所述压敏陶瓷基体的第二长-高侧面上设有端电极，用于焊接固定所述模组，所述端电极不与所述内电极相连。
[0007]优选地，所述压敏陶瓷基体的材料为氧化锌压敏陶瓷和/或氧化锡压敏陶瓷。优选地，所述外电极为纯银电极、银钯铂合金电极或银镍锡三层复合电极，并可进行焊接。
[0008]优选地，所述内电极的材料为银、钯、铂三种金属中的一种或几种。
[0009]优选地，所述电极片的厚度为2?10um，宽度不超过所述侧外电极的宽度。如果电极片太薄，则烧结后容易断裂导致容易开路，如果太厚，则烧结后容易导致基体内部压敏陶瓷介质分层。
[0010]综上，本发明的前述技术方案提供了一种集成度高、同时具有差模和共模过电压防护的压敏电阻产品，并且设计灵活，可以满足压敏电阻的不同参数需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明实施例1提供的贴片式压敏电阻器模组的结构透视图；
[0012]图1-1是图1的贴片式压敏电阻器模组中第一层电极片单元的俯视图；
[0013]图1-2是图1的贴片式压敏电阻器模组中第二层电极片单元的俯视图；
[0014]图1-3是图1的贴片式压敏电阻器模组中第三层电极片单元的俯视图；
[0015]图1-4是图1的贴片式压敏电阻器模组中第四层电极片单元的俯视图；
[0016]图1-5是图1的贴片式压敏电阻器模组的内电极叠层顺序图；
[0017]图1-6是实施例1的贴片式压敏电阻器模组形成的压敏电阻的电路示意图；
[0018]图2是本发明实施例2提供的贴片式压敏电阻器模组的结构透视图；
[0019]图2-1是图2的贴片式压敏电阻器模组中第一层电极片单元的俯视图；
[0020]图2-2是图2的贴片式压敏电阻器模组中第二层电极片单元的俯视图；
[0021]图2-3是图2的贴片式压敏电阻器模组的内电极叠层顺序图；
[0022]图2-4是实施例2的贴片式压敏电阻器模组形成的压敏电阻的电路示意图；
[0023]图3是本发明实施例3提供的贴片式压敏电阻器模组的结构透视图；
[0024]图3-1是图3的贴片式压敏电阻器模组中第二层电极片单元的俯视图；
[0025]图3-2是图3的贴片式压敏电阻器模组的内电极叠层顺序图；
[0026]图3-3是实施例3的贴片式压敏电阻器模组形成的压敏电阻的电路示意图；
[0027]图4是本发明实施例4提供的贴片式压敏电阻器模组的结构透视图；
[0028]图4-1是实施例4的贴片式压敏电阻器模组的示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。
[0030]本发明【具体实施方式】提供一种贴片式压敏电阻器模组，可以参考图1，包括压敏陶瓷基体10、外电极20和内电极30，外电极20包括至少三个分布于压敏陶瓷基体10的一侧面(指的是压敏陶瓷基体10的外表面的一侧面)上的侧外电极，内电极30包括至少三组侧内电极(即位于长方体内部)，并且所述侧内电极中有一组是作为公共地线电极；每个所述侧外电极分别与一组所述侧内电极相连，每组所述侧内电极包括一个电极片或上下层叠的多个电极片，所述电极片之间为压敏陶瓷介质40 ;在除所述公共地线电极以外的其他组侧内电极(“其他组侧内电极”可以称作非地线电极)中:至少一组侧内电极的至少一个电极片与所述公共地线电极中的至少一个电极片在层叠方向上具有交错重合部分，以在非地线电极组与所述公共地线电极之间形成共模防护压敏电阻；在除所述公共地线电极以外的其他组侧内电极中:至少两组侧内电极之间的部分电极片在层叠方向上具有交错重合部分，以在非地线电极组之间形成差模防护压敏电阻。压敏陶瓷基体10的形状例如可以是长方体、正方体等，如果是长方体，可以将所述侧外电极分布于长方体的一个长-高侧面上，电极片的厚度优选为2?10微米、宽度不超过所述侧外电极的宽度。
[0031]在本【具体实施方式】提供的贴片式压敏电阻器模组中，压敏陶瓷基体10的材料可以由氧化锌压敏陶瓷、氧化锡压敏陶瓷、碳化硅压敏陶瓷、钛酸钡压敏陶瓷四种中的一种或几种材料复合组成，压敏陶瓷介质40可以为氧化锌压敏陶瓷、碳化硅压敏陶瓷、钛酸钡压敏陶瓷三者任意组合。
[0032]在一些实施方式中，所述外电极20为纯银电极、银钯铂合金电极或银镍锡三层复合电极，并可进行焊接；所述内电极30的材料为银、钯、铂三种金属中的一种或几种。
[0033]在更加优选地实施方式中，如图2和图3所示，长方体的压敏陶瓷基体10的另一个长-高侧面上设有端电极50，并且位置和数量最好与侧外电极对应，用于焊接固定所述模组，但是，该端电极50不与侧内电极和侧外电极相连。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示，本实施例提供的贴片式压敏电阻器模组中，外电极20包括五个侧外电极21、22、23、24和25，内电极30包括五组侧内电极31、32、33、34和35，五个侧外电极和五组侧内电极分别对应相连(侧外电极21与侧内电极31相连，侧外电极22与侧内电极32相连，…)。可以在五组侧内电极31?35中任选一组作为公共地线电极，在本例中，以其中的一组侧内电极35作为公共地线电极。
[0036]在本例中，内电极30由六层电极片单元构成，每层电极片单元包括至少一个电极片，且每层电极片单元中的电极片位于同一水平面上(该水平面平行于长方体的底面，即与层叠方向垂直的平面)。每组侧内电极所包括的电极片的片数不一定相同，在本例中，侧内电极31、32、33和34均包括四片电极片，而侧内电极35 (即公共地线电极)包括两片电极片。
[0037]如图1-1所示，显示了的电极片排列情况，第一层电极片单元LOl包括分别属于侧内电极31、32、33和34的四个电极片31a、32a、33a和34a，侧内电极35 (即公共地线电极)中并没有电极片位于该层电极片单元L01，而电极片31a具有一个突出部延伸到对应侧外电极25的位置。如图1-2所示，显示了的电极片排列情况，位于第一层电极片单元LOl上方的第二层电极片单元L02包括分别属于侧内电极31、32、33和34的四个电极片31b、32b、33b和34b，同样该层也不包括侧内电极35中的电极片，而电极片31b向侧内电极35 —侧拐从而延伸到对应侧外电极25的位置，同时电极片32b具有一个突出部延伸到电极片31b的拐角空位处而对应到侧外电极21。结合图1-1和图1-2，通过第一层电极片单元LOl和第二层电极片单元L02的电极片排列设计，使得电极片31a和电极片32b具有一定的重合部分，从而在侧内电极31和32之间形成一个差模防护压敏电阻V5，参考图1-6，将需要保护的直流线路两端分别连接侧外电极21和22，则可以实现对该直流线路的差模过电压防护。
[0038]如图1-3所示，第三层电极片单元L03仅包括属于侧内电极35的电极片35a，电极片35a的形状如图1-3所示，具有三个独立的延伸部35al、35a2和35a3，分别延伸至对应侧外电极22、23和24的位置，从而:同时参考图1-1和图1_3，电极片31a、31b都和电极片35a具有一定的重合部分，在侧内电极31和35之间形成一个共模防护压敏电阻Vl (参考图
1-6)，将需要保护的直流线路两端分别连接侧外电极21和25，则可以实现对该直流线路的共模过电压防护。需要说明，假设电极片31a的形状与电极片32a的形状相同，使得电极片31a与电极片35a没有重合部分，但电极片31b仍与电极片35a有重合，也一样可以在侧内电极31和35之间形成共模防护压敏电阻VI，也就是说，在两个侧内电极之间，只要有电极片的相互重合，就可以形成压敏电阻，非地线电极与公用地线电极之间的电极片相互重合是形成对地的共模防护压敏电阻，而非地线电极之间的电极片相互重合是形成差模防护压敏电阻；同时参考图1-1、1_2和1-3，侧内电极35的电极片35a(具体是延伸部35al)与侧内电极32的电极片32a、32b都有重合部分，从而在侧内电极32和35之间形成一个共模防护压敏电阻V2，同样地，在侧内电极33与35之间形成一个共模防护压敏电阻V3，侧内电极34与35之间形成一个共模防护压敏电阻V4，参考图1-6。
[0039]如图1-4所示，第四层电极片单元L04包括分别属于侧内电极31、32、33、34的电极片31c、32c、33c、34c，其中电极片31c与电极片31b有着大致相同的形状，电极片32c、33c、34c分别与电极片32a、33a、34a有着大致相同的形状。电极片31c、32c、33c和34c分别增加了侧内电极31、32、33和34与公共地线电极(即侧内电极35)之间的电极片重合面积，从而分别增大了共模防护压敏电阻Vl?V4的通流容量。
[0040]如图1-5所示，在第四层电极片单元L04之上，又按照与第三层电极片单元L03和第四层电极片单元L04相同的排列方式增加了两层电极片单元，以此来增加侧内电极之间的电极片重合面积。
[0041]实施例2
[0042]本实施例提供的贴片式压敏电阻器模组，结构设计的原理与实施例1相同，在内电极的叠层排列上与实施例1有差异，与实施例1相同的结构不再赘述，在此主要描述区别之处，具体地，本实施例提供的模组如图2所示，在本例中，内电极30由七层电极片单元构成，参考图2-3，由下而上分别为:L05、L06、L04、L03、L04、L03、L04，其中第三层至第七层的电极片单元L03和L04的电极片排列与实施例1中的L03和L04相同(因此采用相同的标号)，其电极片排列结构见于图1-3和图1-4。本例中，如图2所示，侧内电极31和34均具有上下层叠的五片电极片，侧内电极32和33均有四片电极片，侧内电极35具有两片电极片，这些电极片的形状至少部分是不同于实施例1的。如图2-1所示，本例中的第一层电极片单元L05包括分别属于侧内电极31、33和34的三个电极片311、331和341 ;如图2_2所示，本例中第二层电极片单元L06包括分别属于侧内电极31、32和34的电极片312、321和342。从图2-1和图2-2中可以看出，第一层电极片单元L05中来自侧内电极33的电极片331与第二层电极片单元L06中来自侧内电极32的电极片321有重合部分，因此，在侧内电极33和32之间形成一个差模防护压敏电阻V6，如图2-4所示。参考图1-3、1_4、2_1和
2-2，侧内电极31的电极片311、312均与侧内电极35的电极片35a有重合部分，因此在侧内电极31和35之间形成一个共模防护压敏电阻V7，将直流线路接于侧外电极21和25之间即可实现对该直流线路对地的共模防护；侧内电极32的电极片321、32c(且有三层32c，参考图2-3)均和侧内电极35的电极片35a(具体是延伸部35al)具有重合部分，因此侧内电极32与35之间形成共模防护压敏电阻V8 ;同理，在侧内电极33和35之间形成共模防护压敏电阻V9，侧内电极34和35之间形成共模防护压敏电阻V10。
[0043]实施例3
[0044]本实施例提供的贴片式压敏电阻器模组，结构设计的原理与实施例1、2相同，在内电极的叠层排列上与实施例1、2有些差异，相同部分不再赘述，在此主要描述区别之处，具体地，本实施例提供的模组如图3所示，在本例中，内电极30由七层电极片单元构成，参考图3-2，由下而上分别为:L05、L07、L01、L03、L04、L03、L04，其中电极片单元L05、L01、L03和L04的电极片排列见前述实施例1和2，分别参考图2-1、图1-1、图1-3和图1-4，不再赘述。如图3-1所示，本例中的第二层电极片单元L07包括分别属于侧内电极31、32、34的电极片31A、32A、34A，侧内电极31的电极片31A与侧内电极35的电极片35a有重合部分，因此，在侧内电极31和35之间形成一个共模防护压敏电阻VII，见于图3-3 ;在本例中，第二层电极片单元L07的电极片32A的右侧突出部与第三层电极片单元LOl的电极片31a(图1-1中)具有重合部分，因此本例中侧内电极31和32之间形成一个差模防护压敏电阻V12，在侧外电极21和22之间可连接需要进行差模过电压防护的直流线路，见于图3-3 ;同理，本例中的第二层电极片单元L07的电极片32A的左侧突出部与第一层电极片单元L05的电极片331 (图2-1中)、第三层电极片单元LOl的电极片33a(图1_1中)、第五和七层电极片单元L04的电极片33c均有重合部分，因此在侧内电极32和33之间也形成一个差模防护压敏电阻V13。而侧内电极32、33、34分别与侧内电极35之间都形成交叠重合部分，因此侧内电极35分别与侧内电极32、33、34形成三个共模防护压敏电阻V14、V15、V16，见于图
3-3。
[0045]实施例4
[0046]本实施例提供的贴片式压敏电阻器模组如图4和4-1所示，其内电极的电极片排列方式与实施例1相同，区别在于，压敏陶瓷基体10的另一个长-高侧面(即与布置了侧外电极的长-高侧面相对的侧面)上设有所述端电极50，数量可以刚好与侧外电极数量一致。当然，内电极的排列也可以和实施例2或实施例3的相同，或者，和前述实施例的内电极排列都不同。
[0047]上述的实施例仅仅是举例说明本发明的技术方案，侧外电极的数量可以是三个、四个、六个、七个甚至更多，只要保证其中有地线电极即可，以提供形成共模防护压敏电阻所需的地端。侧内电极的组数应当与侧外电极的数量保持一致，每组侧内电极内的电极片的层数可以灵活设计。
[0048]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种贴片式压敏电阻器模组，包括压敏陶瓷基体、外电极和内电极，其特征在于: 所述外电极包括至少三个分布于所述压敏陶瓷基体的一侧面上的侧外电极，所述内电极包括至少三组侧内电极，所述侧内电极中包括一组公共地线电极；各所述侧外电极分别与一组所述侧内电极相连，其中，每组所述侧内电极包括一个电极片或上下层叠的多个电极片，所述电极片之间为压敏陶瓷介质； 在除所述公共地线电极以外的其他组侧内电极中:至少一组侧内电极的至少一个电极片与所述公共地线电极中的至少一个电极片在层叠方向上具有交错重合部分； 在除所述公共地线电极以外的其他组侧内电极中:至少两组侧内电极之间的部分电极片在层叠方向上具有交错重合部分。
2.如权利要求1所述的贴片式压敏电阻器模组，其特征在于:所述压敏陶瓷基体呈长方体，所述侧外电极分布于长方体的第一长-高侧面上。
3.如权利要求2所述的贴片式压敏电阻器模组，其特征在于:所述压敏陶瓷基体的第二长-高侧面上设有端电极，用于焊接固定所述模组，所述端电极不与所述内电极相连。
4.如权利要求1所述的贴片式压敏电阻器模组，其特征在于:所述压敏陶瓷基体的材料为氧化锌压敏陶瓷和/或氧化锡压敏陶瓷。
5.如权利要求1所述的贴片式压敏电阻器模组，其特征在于:所述外电极为纯银电极、银钯铂合金电极或银镍锡三层复合电极，并可进行焊接。
6.如权利要求1所述的贴片式压敏电阻器模组，其特征在于:所述内电极的材料为银、钯、铂三种金属中的一种或几种。
7.如权利要求1或6所述的贴片式压敏电阻器模组，其特征在于:所述电极片的厚度为2?10um，宽度不超过所述侧外电极的宽度。
【文档编号】H01C7/10GK104485189SQ201410751465
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】冯志刚, 毛海波, 贾广平, 杜士雄 申请人:深圳顺络电子股份有限公司