可用於高頻條件的壓敏電阻器的製作方法

2023-12-08 06:44:36

專利名稱：可用於高頻條件的壓敏電阻器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種壓敏電阻器。
背景技術：
現有的壓敏電阻器主要由絕緣外套、電阻體和內、外電極構成。現有壓敏電阻器具有通流量大、限制電壓低、無續流、響應時間快等優點，從而被廣泛地在電子電路中作為過電壓保護元件使用。但是，由於壓敏瓷體的相對介電係數較高(如氧化鋅壓敏陶瓷的相對介電係數約為400左右)，致使壓敏電阻器的固有電容較高，一般在數百pf至數萬pf之間，因此，壓敏電阻器只適合於在電源迴路等低頻電路中使用，而在高頻迴路中，壓敏電阻器的固有電容將對高頻信號產生嚴重的影響，甚至使整個電路無法工作。所以，在高頻電路中，通常就以放電管作為過電壓保護元件。但是，由於放電管導通後存在續流現象，從而限制了其在很多場合不能使用。隨著計算機通信、有線電話、有線電視等現代通訊網絡向著寬帶發展，網絡頻率越來越高，急需在此領域開發防雷抗浪湧的新型元件。
實用新型內容本實用新型的目的是對壓敏電阻器的結構進行改進，提供一種可用於高頻條件的壓敏電阻器。
本實用新型的目的通過以下方式實現在壓敏電阻器中加入類似於放電管的結構，亦即讓常規的壓敏電阻器與放電管進行有機的結合，充分發揮二者的優勢，克服二者的劣勢，從而得到一種新型的浪湧電壓抑制元件。具體來說，本實用新型的壓敏電阻器具有第一引出電極、第二引出電極、絕緣外套和包覆於絕緣外套內的壓敏電阻片，所述第一、第二引出電極分別具有裸露於絕緣外套之外的裸露部位，所述壓敏電阻片由電阻體和分別設置在該電阻體的左、右端面的第一內電極和第二內電極構成，第一引出電極和電阻體的第一內電極導電接觸或連接，其特徵是在第二引出電極與電阻體的第二內電極之間具有放電間隙。在本實用新型的產品中，實際上是由第二引出電極、第二內電極以及位於二者之間的放電間隙構成了放電管結構，且該放電管結構與壓敏電阻片呈串連形式，這樣，就可以顯著降低產品的固有電容，從而能夠將產品直接應用於高頻電路之中。在本實用新型中，為了在第二引出電極和第二內電極之間形成放電間隙，可以在製作產品的工藝過程中對第二引出電極和第二內電極實施定位，使二者在不相接觸的狀態下被固定；也可以通過在絕緣外套上設置相應的限位結構，使二者無法接觸而保留一定的間隙。但更為簡單易行的辦法是在第二引出電極和第二內電極之間設置絕緣墊片。所設置的絕緣墊片可以採用多種形狀，如環形或「十」字形等等，只要在將其襯墊於第二內電極與第二引出電極之間之後，能夠在第二內電極與第二引出電極之間構成放電間隙即可。就絕緣墊片的材料來說，可以採用常見的雲母材料或其它具有絕緣性能的新型材料。另外，為了使產品的性能更為穩定和便於產品製作，還可以讓電阻體的第二內電極由位於電阻體表面的金屬層(通常為金屬塗層，實際上為「原始」的第二內電極)和襯墊於該金屬層之上的金屬墊片共同構成，即構成一種複合形式的第二內電極。此處，所說的金屬墊片可以為銅片、銀片等類似導電性能較好的薄片。這樣，在加工過程中就可以降低對電阻體上的「原始」內電極的表面平整度要求。在此情形下，可以讓增加設置的金屬墊片與電阻體表面的金屬層導電接觸或連接。在本實用新型中，所使用的絕緣外套可以採用玻璃材料或陶瓷材料等其它類似材料。根據實際需要，產品的橫截面可以任意選定，但尤以圓形和矩形最為簡單實用。
與現有同類產品相比，本實用新型的產品具有如下優點1、固有電容小。由於產品中的放電管結構與壓敏電阻片呈串接形式，因此可以很容易地將本產品的固有電容做到10pf以下，使之適於在寬帶網絡等高頻電路中使用。而單純的壓敏電阻器、瞬態抑制二極體等都由於自身固有電容大，限制了其在高頻領域的應用。2、無續流。現有的放電管屬於電壓開關型元件，當浪湧電壓使空氣電離放電後，其兩端電壓降到20V左右，浪湧消失後，若電路中正常工作電壓超過了20V，放電管就將維持放電(續流)，造成電路短路故障。而壓敏電阻器屬於箝位型元件，不存在續流，兩者串聯後也不存在續流。3、無漏電流。單純的壓敏電阻器、瞬態抑制二極體接入電路中後都有微安級的漏電流，由於上述放電管結構的存在，本實用新型產品在無浪湧時處於斷開狀態，無漏電流產生，對電路的負面影響更小。4、通流量大。由於放電管、壓敏電阻器都具有通流量大的優點，兩者串聯後仍然保持了這一優點。
本實用新型的內容結合以下實施例作更進一步的說明，但本實用新型的內容不僅限於實施例中所涉及的內容。


圖1是實施例1中壓敏電阻器的結構示意圖。
圖2是實施例1中壓敏電阻器的等效電路圖。
圖3是實施例2中壓敏電阻器的結構示意圖。
圖4是圖3的A--A剖面圖。
具體實施方式
實施例1如圖1所示，本實施例中的壓敏電阻器具有第一引出電極1、第二引出電極2、絕緣外套3和包覆於該絕緣外套內的壓敏電阻片，所述第一、第二引出電極1、2分別具有裸露於絕緣外套3之外的裸露部位4、5，所述壓敏電阻片由電阻體6和分別設置在該電阻體的左、右端面的第一內電極7和第二內電極8構成，第一引出電極1和電阻體的第一內電極7導電接觸，其特徵是在第二引出電極2與電阻體的第二內電極8之間具有放電間隙9。在本實施例中，通過設置於絕緣外套上的限位凸臺10，對第二引出電極2和電阻體的第二內電極8限位，從而確保二者之間具有放電間隙9。選取限位凸臺10的寬度，亦即選取放電間隙9的寬度，就能夠選定放電電壓。在本實施例中，放電間隙9與壓敏電阻片呈串聯形式，其等效電路如圖2。在圖2中，Cg為放電間隙SG的固有電容，一般在1～10pf之間，必要時甚至可以做到1pf以下。Cm為壓敏電阻RV的固有電容。由於Cg和Cm為串聯關係，組合元件的等效固有電容將小於Cg，使本壓敏電阻器能夠有效地應用於高頻電路中。當過電壓浪湧到來時，放電間隙SG被擊穿，壓敏電阻RV導通，將浪湧過電壓限制在規定值以下，實現保護功能。待浪湧消失以後，壓敏電阻RV立即回復到高阻狀態，不存在續流現象。就本實施例來說，也可以採用焊接等方式，讓第一引出電極1和電阻體的第一內電極7導電連接。在使用本實施例中的產品時，可以將產品貼放在印刷電路板上，按表面貼裝方式將第一、第二引出電極1、2焊牢即可。也可以進一步在上述第一、第二引出電極1、2上焊接引線(徑向或軸向均可)，再在外表面塗覆一層絕緣塗料即製成傳統引線形式的元件。
實施例2如圖3、4所示，本實施例中的壓敏電阻器與實施例1相似，所不同的是，在本實施例中，電阻體6的第二內電極由位於電阻體表面的金屬層8和襯墊於該金屬層8之上的金屬墊片12共同構成，所述金屬墊片12與該金屬層8導電接觸(也可以改為導電連接方式)。這樣，在加工過程中就可以降低對金屬層8的表面平整度要求，便於產品的加工製作。此處，上述金屬墊片12為銅片，它構成了電阻體6的第二內電極的表層部分，放電間隙9的寬度即由該金屬墊片12的外表面至第二引出電極2之間的距離決定。另外，在本實施例中，還在第二引出電極2與電阻體6的第二內電極之間襯墊了絕緣墊片11，並且不再在絕緣外套3上設置限位凸臺。此處，所設置的絕緣墊片11系雲母材料製成的絕緣墊片，該絕緣墊片11的形狀為環形，即為環狀絕緣墊片。就本實施例來說，上述環狀絕緣墊片11的環內空腔即構成了位於第二引出電極2與電阻體的第二內電極之間的放電間隙9。通過選取環狀雲母墊片的厚度，就能選定放電間隙9的寬度。
在具體製作本實施例中的壓敏電阻器時，可以將第一引出電極1、電阻體6、金屬片12、絕緣墊片11和第二引出電極2按圖3所示方式套裝在玻璃套管形式的絕緣外套3內，且使第一、第二引出電極的裸露部位4、5裸露於絕緣外套3之外。此後，將套裝好的上述構件放在火焰上加熱，使玻璃套管軟化並且局部變形，將套管內的零件緊緊包住。離開火焰之後，玻璃套管冷卻收縮，將套管內的零件牢固地封裝起來，在確保第一引出電極1和電阻體的第一內電極7導電接觸的同時，也確保了金屬片12與電阻體表面的金屬層8導電接觸，同時，讓第二引出電極2與電阻體的第二內電極之間形成了放電間隙9。需要特別說明的是，若在工藝上能夠確保電阻體表面的金屬層8具有足夠的平整度，也可以省去金屬片12，即仍然僅讓電阻體表面的金屬層8獨立充當電阻體的第二內電極，進一步簡化產品結構。
權利要求1.一種可用於高頻條件的壓敏電阻器，具有第一引出電極、第二引出電極、絕緣外套和包覆於絕緣外套內的壓敏電阻片，所述第一、第二引出電極分別具有裸露於絕緣外套之外的裸露部位，所述壓敏電阻片由電阻體和分別設置在該電阻體的左、右端面的第一內電極和第二內電極構成，第一引出電極和電阻體的第一內電極導電接觸或連接，其特徵是在第二引出電極與電阻體的第二內電極之間具有放電間隙。
2.如權利要求1所述的壓敏電阻器，其特徵是在第二引出電極與電阻體的第二內電極之間襯墊有絕緣墊片。
3.如權利要求2所述的壓敏電阻器，其特徵是所述絕緣墊片為雲母絕緣墊片。
4.如權利要求2所述的壓敏電阻器，其特徵是所述絕緣墊片為環狀絕緣墊片。
5.如權利要求1或2或3或4所述的壓敏電阻器，其特徵是所述電阻體的第二內電極由位於電阻體表面的金屬層和襯墊於該金屬層之上的金屬墊片共同構成，所述金屬墊片與該金屬層導電接觸或連接。
6.如權利要求5所述的壓敏電阻器，其特徵是所述絕緣外套為管狀絕緣外套。
7.如權利要求6所述的壓敏電阻器，其特徵是所述絕緣外套為玻璃絕緣外套。
專利摘要一種可用於高頻條件的壓敏電阻器，具有第一引出電極、第二引出電極、絕緣外套和包覆於絕緣外套內的壓敏電阻片，所述第一、第二引出電極分別具有裸露於絕緣外套之外的裸露部位，所述壓敏電阻片由電阻體和分別設置在該電阻體的左、右端面的第一內電極和第二內電極構成，第一引出電極和電阻體的第一內電極導電接觸或連接，其特徵是在第二引出電極與電阻體的第二內電極之間具有放電間隙。本實用新型的壓敏電阻器具有固有電容小、無續流、無漏電流和通流量大的優點，適於在寬帶網絡等高頻電路中使用。
文檔編號H01C7/10GK2582124SQ0224508
公開日2003年10月22日 申請日期2002年12月10日 優先權日2002年12月10日
發明者譚宜成, 李炬, 敬履偉 申請人:譚宜成, 李炬, 敬履偉