一种浪涌保护器的制备方法与流程

本发明涉及浪涌保护器，尤其涉及一种浪涌保护器的制备方法。

背景技术：

1、静电的产生在工业生产过程中是不可避免的，其静电放电(esd)造成的危害很大，具体表现为：1、引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰；2、击穿集成电路和精密的电子元件，或者促使元件老化，降低生产成品率；3、高压静电放电造成电击，危及人身安全；4、在具有易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。

2、因此，各国出台了类似esd20.20、iec 61340、sjt 10694、mt 520等国际国内行业标准执行能够有效防范静电危害。特别是，为对esd的测试进行统一规范，在工业标准方面，欧共体的iec 61000-4-2已建立起严格的瞬变冲击抑制标准；电子产品必须符合这一标准之后方能销往欧共体的各个成员国。

3、而电子产品中比较脆弱的就是集成电路(ic)，其经受静电放电(esd)时，放电回路的电阻通常都很小，无法限制放电电流，例如将带静电的电缆插到电路接口上时，放电回路的电阻几乎为零，造成高达数十安培的瞬间放电尖峰电流，流入相应的ic管脚；瞬间大电流会严重损伤ic，局部发热的热量甚至会融化硅片管芯。另外，esd对ic的损伤还包括内部金属连接被烧断，钝化层受到破坏，晶体管单元被烧坏。还有就是，esd还会引起ic的死锁(latchup)，这种效应和cmos器件内部的类似可控硅的结构单元被激活有关，高电压可激活这些结构，形成大电流信道，一般是从vcc到地，串行接口器件的死锁电流可高达1a，死锁电流会一直保持，直到器件被断电；不过到那时，ic通常早已因过热而烧毁了。

4、电路中，最常用的放电器件有瞬态抑制二极管tvs、齐纳二极管、压敏电阻、气体放电管等。虽然半导体材质制造的瞬态抑制二极管tvs、齐纳二极管其有保护电压低、体积可以做到很小的特点，但其寄生电容会比较高，同时做到高压保护有比较大的难度或更高的成本；由无机非金属材质制成的压敏电阻体积比较大，同样有寄生电容比较高的缺点；气体放电管虽然寄生电容小，但其体积及传统的设计和工艺制造原因，一直无法做到小体积和低电压。

5、专利号为：zl 202123232800.0、专利名称为：一种z字形放电结构的贴片型大功率陶瓷气体放电管的中国实用新型专利，该z字形放电结构的贴片型大功率陶瓷气体放电管实质公开了一种浪涌保护器；具体的，该z字形放电结构的贴片型大功率陶瓷气体放电管包括第一边电极、第一三角形电极、陶瓷管、第二三角形电极和第二边电极；第一边电极和第二边电极的内壁中部分别焊接有第一三角形电极和第二三角形电极；第一边电极和第二边电极的内壁上下缘分别与陶瓷管的上下缘焊接，形成密闭的放电腔室；第一三角形电极和第二三角形电极的斜边平行，形成放电相对面；第一边电极、第一三角形电极构成一个电极组件，第二三角形电极和第二边电极构成另外一个电极组件；第一边电极和第二边电极的截面是l形结构，且竖边与陶瓷管相连，横边向远离陶瓷管的外侧延伸并形成贴片焊接位置。

6、对于上述z字形放电结构的贴片型大功率陶瓷气体放电管而言，其存在以下缺陷，具体的：

7、1、两个电极组件位于陶瓷管(绝缘件)的两端侧，且第一边电极、第二边电极的横边向远离陶瓷管的外侧延伸，这就会造成整个陶瓷气体放电管的长度方向尺寸变大，不利于实现小型化设计；

8、2、第一三角形电极、第二三角形电极分别插入至陶瓷管的内腔，且第一三角形电极、第二三角形电极分别具有较大的厚度，这就会造成整个陶瓷气体放电管的厚度方向尺寸较大，也不利于实现小型化设计。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种浪涌保护器的制备方法，该制备方法所制备而成的浪涌保护器结构设计新颖、体积小，便于实现小型化薄型设计。

2、为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

3、一种浪涌保护器的制备方法，该浪涌保护器包括有绝缘体，绝缘体包括有绝缘基板、密封焊接于绝缘基板且位于绝缘基板上侧的绝缘盖板，绝缘体的内部设置有由绝缘基板与绝缘盖板共同围装而成的密闭腔室，绝缘基板或者绝缘盖板于密闭腔室的内壁设置有触发导电条；

4、绝缘基板装设有两个呈间隔布置的电极组件，电极组件包括有设置于绝缘基板上表面且位于密闭腔室内的内电极、设置于绝缘基板下表面的外电极、贯穿绝缘基板且连接内电极与外电极的中间连接电极，各内电极分别设置有电子激发材料层；

5、该浪涌保护器的制备方法包括有以下步骤，具体的：

6、步骤a、制备绝缘基板、绝缘盖板，绝缘基板于对应各中间连接电极的位置分别开设有基板通孔；

7、步骤b、采用印刷烧结工艺或者真空溅射工艺于绝缘基板的密封焊接位置制备形成基板焊接过渡层，采用印刷烧结工艺或者真空溅射工艺于绝缘盖板的密封焊接位置制备形成盖板焊接过渡层；

8、步骤c、通过焊接工艺或者金属沉积工艺于绝缘基板上制备形成内电极、外电极以及中间连接电极，中间连接电极位于绝缘基板的基板通孔内；

9、步骤d、通过刻画方式或金属沉积工艺于绝缘基板或者绝缘盖板的内壁制备形成触发导电条；

10、步骤e、将电子激发材料涂覆或者印刷于各内电极表面，以在各内电极的表面制备形成电子激发材料层；

11、步骤f、于绝缘基板的基板焊接过渡层与绝缘盖板的盖板焊接过渡层之间装配合金焊料片以形成合金焊料层，合金焊料片中含铜、银以及镍，以形成基板盖板装配组件；

12、或者，通过网版印刷工艺于基板焊接过渡层或者盖板焊接过渡层的表面印刷形成合金焊料膏状体以形成合金焊料层，合金焊料膏状体中含铜、银以及镍，而后通过合金焊料膏状体连接基板焊接过渡层、盖板焊接过渡层，以形成基板盖板装配组件；

13、步骤g、将基板盖板装配组件定位放置于石墨模具中，而后将定位放置有基板盖板装配组件的石墨模具置于真空烧结炉中进行真空烧结处理；

14、在利用真空烧结炉对基板盖板装配组件进行真空烧结的过程中，对于采用合金焊料片焊接的基板盖板装配组件而言，先进行抽真空动作并在真空抽至3×10-5pa后往真空烧结炉内注入惰性气体，而后加温至850℃即可完成绝缘基板与绝缘盖板密封焊接；对于采用合金焊料膏状体焊接的基板盖板装配组件而言，先加温至400℃以使得将合金焊料膏状体中的胶体排除，而后进行抽真空动作并在真空抽至3×10-5pa后往真空烧结炉内注入惰性气体，而后加温至850℃即可完成绝缘基板与绝缘盖板密封焊接；

15、步骤h、将烧结完成后的基板盖板装配组件从真空烧结炉中取出，以获得浪涌保护器产品，对两个外电极施加电压和电流，以激活电子激发材料与惰性气体；

16、步骤i、待电子激发材料与惰性气体激活后，将浪涌保护器产品放入至高压力容器中，并往高压力容器充入1mpa氮气，以对焊接面进行气密性检测；

17、如果浪涌保护器产品的焊接面密封不好，则会有气体进入浪涌保护器产品的密闭腔室内，则该浪涌保护器产品电性能则被破坏，可通过后续的电性检测工序筛选出来；

18、步骤j、在绝缘盖板上印出产品型号，而后通过量测仪器进行电压、电容和绝缘强度进行量测分选，以完成电性检测工序，并将检测合格的浪涌保护器产品进行包装。

19、其中，于所述步骤b中，在采用印刷烧结工艺制备形成基板焊接过渡层、盖板焊接过渡层时，先制备焊接过渡材料并将焊接过渡材料调制成膏状物，焊接过渡材料包括有锰、钼、二氧化硅、粘结剂，且焊接过渡材料中锰、钼、二氧化硅、粘结剂四种物料的质量比为4：1：0.5：0.2；而后采用网版印刷工艺分别于绝缘基板、绝缘盖板的密封焊接位置印刷焊接过渡材料；最后将印刷有焊接过渡材料的绝缘基板、绝缘盖板分别放入至高温烧结炉中进行高温烧结处理，待绝缘基板、绝缘盖板高温烧结完成并冷却后，印刷于绝缘基板且经高温烧结后的焊接过渡材料形成基板焊接过渡层，印刷于绝缘盖板且经高温烧结后的焊接过渡材料形成盖板焊接过渡层。

20、其中，在利用高温烧结炉对印刷有焊接过渡材料的绝缘基板、绝缘盖板进行高温烧结处理时，加温过程为：先加热至180℃并于180℃的温度条件下保温50分钟，而后升温到500℃并于500℃的温度条件下保温2小时，最后升温至1150℃并于1150℃温度条件下保温2小时。

21、其中，于所述步骤b中，在采用真空溅射工艺制备形成基板焊接过渡层、盖板焊接过渡层时，将绝缘基板、绝缘盖板放置于自动磁控溅射系统中进行真空溅射加工，溅射真空度为3×10-3pa、工作气压0.5pa、99.999％纯度的氩气为溅射气体、采用含锰钼的溅射靶材、溅射功率为2.5kw、溅射温度为500℃、偏置电压30v、溅射时间30分钟；

22、其中，在将绝缘基板、绝缘盖板放置于自动磁控溅射系统之前，需要预先在绝缘基板、绝缘盖板不需要金属膜的位置印好掩膜材料。

23、其中，于所述步骤b中，分别于基板焊接过渡层、盖板焊接过渡层的表面进行镀镍处理，进而在基板焊接过渡层、盖板焊接过渡层的表面形成镀镍层。

24、其中，于所述步骤c中，当内电极、外电极采用网版印刷工艺、真空溅射工艺或者蒸发合金工艺制备形成于绝缘基板时，此时内电极、外电极所采用的金属材料中含有铝、钛、镍、银、铜、铁中的一种金属材料或至少两种金属材料；

25、当内电极、外电极采用焊接方式制备形成于绝缘基板时，此时内电极、外电极所采用的金属材料中含有铜、铁、镍、钨中的一种金属材料或至少两种金属材料；

26、其中，中间连接电极采用上述任何一种方式制备形成。

27、其中，于所述步骤d中，触发导电条为呈均匀间隔布置的多条，且每一条触发导电条的宽度为0.1mm。

28、其中，于所述步骤e中，电子激发材料含有铯、铈、硅、钨、钡中的一种金属材料或至少两种金属材料。

29、其中，于所述步骤g中，所采用的惰性气体为氩气、氖气、氮气、二氧化碳、氦气、氢气中的一种或者是至少两种所组成的混合气体。

30、其中，于所述步骤a中，绝缘基板为矩阵式整体件且包括有若干呈矩阵分布且依次连接的绝缘基板单体，相邻两个绝缘基板单体之间具有倒角；绝缘盖板为矩阵式整体件且包括有若干呈矩阵分布且依次连接的绝缘盖板单体，相邻两个绝缘盖板单体之间具有倒角；

31、而后在依次完成步骤b-i后进行产品型号印制，产品型号印制完成后通过上述倒角进行定位并进行切割处理，以获得浪涌保护器产品，最后在完成电性检测工序后将检测合格的浪涌保护器产品进行包装。

32、本发明的有益效果为：本发明所述的一种浪涌保护器的制备方法，该浪涌保护器包括绝缘体，绝缘体包括绝缘基板、密封焊接于绝缘基板且位于绝缘基板上侧的绝缘盖板，绝缘体内部设置密闭腔室，绝缘基板或者绝缘盖板于密闭腔室的内壁设置有触发导电条；绝缘基板装设两个呈间隔布置的电极组件，电极组件包括内电极、外电极、中间连接电极，各内电极分别设置有电子激发材料层；该浪涌保护器的制备方法包括以下步骤：步骤a、制备绝缘基板、绝缘盖板；步骤b、制备形成基板焊接过渡层、盖板焊接过渡层；步骤c、制备形成内电极、外电极以及中间连接电极；步骤d、制备形成触发导电条；步骤e、制备形成电子激发材料层；步骤f、装配合金焊料片或者网版印刷合金焊料膏状体，以形成基板盖板装配组件；步骤g、基板盖板装配组件真空烧结；步骤h、激活电子激发材料与惰性气体；步骤i、气密性检测；步骤j、印产品型号并进行电性检测工序。通过该浪涌保护器的制备方法所制备而成的浪涌保护器具有结构设计新颖、体积小的优点，便于实现小型化薄型设计。