专利名称：一种便于制作的防爆型压敏电阻器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压敏电阻器，尤其是一种便于制作的防爆型压敏电阻器。
背景技术：
压敏电阻器作为一种浪涌保护元件广泛地应用于各种电子设备中，在使用中发现，当外界浪涌能量超过压敏电阻的耐受能力时，压敏电阻会被击穿短路。在实际电路中，压敏电阻往往是跨接在电源的火线和零线之间，短路时瞬间能量很大，击穿损坏处会产生局部高温，可能会将压敏陶瓷基片外面裹封的绝缘防潮裹封层(通常以环氧树脂等有机材料为主要材料)引燃，严重时有可能导致空调等电器设备起火。
针对这一安全隐患，已经有一些技术措施被用以防止起火事故的发生。例如，本申请的发明人曾经在中国实用新型专利ZL200420033754.9号中公开了一种具有灭弧阻燃功能的压敏电阻器，具有壳体和包封在壳体内的压敏电阻主体，所述压敏电阻主体由压敏陶瓷基片和将压敏陶瓷基片包封的绝缘裹封层构成，在所述压敏陶瓷基片的表面设置有两个分离的内电极，在压敏电阻主体上连接有第一引出电极和第二引出电极，所述第一引出电极和第二引出电极的一端分别与所述压敏陶瓷基片表面的两个内电极导电连接，所述第一引出电极和第二引出电极的另一端穿出绝缘裹封层并延伸至壳体之外，其特征是所述壳体的内壁与压敏电阻主体的外壁之间具有间隙并构成颗粒容纳腔，在所述颗粒容纳腔内充填有绝缘不燃颗粒并构成将压敏电阻主体包裹的绝缘不燃颗粒层，在所述壳体上开设有使颗粒容纳腔与壳体外部相连通的气孔。该专利给出的技术方案极其简单却又行之有效，它解决了长期以来在压敏电阻器制造领域存在的技术难题，产品的制造成本增加不多，可以有效地防止由于弧光放电引起的电器燃烧事故，且能够缓解高热向外壳的传递，减轻瓷体炸裂生成的破坏，用户也能够方便地使之与现有电路板配套使用。另外，在上述专利中，由于在壳体的壳壁上设置有气孔，从而能够在压敏电阻击穿短路时及时释放壳体内生成的高热气体，这样，即使采用较薄或强度较低的壳体，也能够尽量避免壳体在压敏电阻击穿短路时出现炸裂，有利于降低产品的制作成本。
另外，本申请的发明人还在中国发明专利申请200610021223.1号公开了热保护型防爆压敏电阻、在中国实用新型专利ZL02222055.0号公开了热保护型压敏电阻器、在中国实用新型专利ZL02245083.1号公开了可用于高频条件的压敏电阻器、在中国发明专利申请200410045212.8号公开了一种具有灭弧阻燃功能的压敏电阻器等，这些专利申请均针对压敏电阻器存在的安全隐患进行了改进，取得了较好的技术效果。
上述专利申请所给出的技术方案虽然具有诸多优点，但是，在上述专利申请的技术方案中并未对壳体的具体结构及其相应的制作方式进行优选。因此，为了使产品的制作更为方便，有必要对上述产品的壳体结构作进一步的研究及优选。
发明内容
本发明的目的即是对上述现有产品的壳体结构进行优选，以提供一种便于制作的防爆型压敏电阻器。
为了达到上述发明目的，我们从便于加工制作的角度对现有压敏电阻器的壳体结构进行了研究。通过研究我们认为，以胶封层作为壳体的底部可以加快制作过程，简化制作工艺。所述胶封层可以由各种封装材料如环氧树脂或聚硫化物、聚氨基甲酸酯、有机硅等凝固后形成。附带说明一下，由于压敏电阳壳体封装采用现有成熟的电子封装材料是可行的，这一技术措施并不会对压敏电阻主体的安全性造成不利影响。
接下来的实验证实了我们的分析，当采用易于传热的有机硅树脂或环氧树脂作为壳体的底部时，制作产品的生产进度将得到提高，制造工艺也相应简化。
具体来说，本发明的一种便于制作的防爆型压敏电阻器具有壳体和盛装在壳体内的压敏电阻主体，所述压敏电阻主体由压敏陶瓷基片和将压敏陶瓷基片包封的绝缘裹封层构成，在所述压敏陶瓷基片的表面设置有两个分离的内电极，在压敏电阻主体上设置有第一引出电极和第二引出电极，所述第一引出电极的一端和第二引出电极的一端分别与所述压敏陶瓷基片表面的两个内电极导电连接，所述壳体的内壁与压敏电阻主体的外壁之间具有间隙并构成容纳腔，在所述容纳腔内充填有绝缘不燃材料并构成将压敏电阻主体包裹的绝缘不燃材料层，其特征是所述壳体的底部为胶封层，所述第一引出电极的另一端和第二引出电极的另一端穿出绝缘裹封层并穿过胶封层延伸至壳体之外。
在本发明中，所述将压敏陶瓷基片包封的绝缘裹封层可以是有机硅树脂构成的裹封层或有机硅漆构成的裹封层、酚醛树脂构成的裹封层、绝缘清漆构成的裹封层、环氧树脂构成的裹封层等等。
从传热效果较好的角度考虑，本发明特别推荐采用有机硅树脂构成的上述绝缘裹封层，所说的有机硅树脂可以直接采用现有的市售产品或按现有的制造方法进行配制，如中国发明专利85103446号给出的耐高温有机硅树脂的制造方法等等。
在本发明中，所述壳体可以为全密封的壳体，但较好的方式是在壳体上设置有使容纳腔与壳体外部相连通的排气口。
另外，当壳体上设置有排气口时，在所述排气口处还可以设置有可在高压气体冲击下开启的排气口封堵结构。在本发明中，上述排气口封堵结构可为封堵片或小型的泄压阀结构等等。在实际制作产品时，上述排气口封堵结构开启压力的设定可根据产品的具体要求而定，只要在产品出现击穿短路时能够自动开启，排放壳体内产生的气体即可，其泄压排气的机理与现有的压力锅相类似。
从简化产品结构、降低产品造价的角度考虑，此处推荐采用封堵片作为上述排气口封堵结构。所采用的封堵片可以是粘贴在壳体上并将排气口封堵的封堵片(如铝箔片、塑料薄膜等等)，也可以是周边与排气口的内壁固定连接并将排气口封堵的封堵片。
在采用周边与排气口的内壁固定连接并将排气口封堵的封堵片这一结构形式时，该封堵片可以与壳体同材质，也可以不同材质。当二者采用相同材质时，上述封堵片可以直接在制作壳体时形成。较为简便易行的方案有二方案一在壳体上预设一个(或数个)环状的薄弱部，如环状沟槽或由多个断点状凹坑并排列成环状的环状凹坑组，该环状薄弱部之内圈围的壳体部分即构成上述封堵片，同时，封堵片所在的部位也即构成预留的排气口。在此结构中，可以变通地视为是封堵片的周边与排气口的内壁固定连接并将排气口封堵。当受到高压气体冲击时，上述环状薄弱部破裂，由环状薄弱部圈围的封堵片全部或部分脱离壳体，使排气口开启。
方案二在壳体上预设一个(或数个)块状的薄弱区域，如块状的凹坑，且该块状凹坑部位的壳体极薄，该块状薄弱部所圈围的壳体部分即构成上述封堵片，同时，封堵片所在的部位也即构成预留的排气口。在此结构中，也可以变通地视为是封堵片的周边与排气口的内壁固定连接并将排气口封堵。在受到高压气体冲击时，上述块状薄弱部会出现破裂，从而使排气口开启。
在本发明中，所述绝缘不燃材料层可以为石英砂构成的石英砂层，还可以是石棉构成的石棉层，甚至是氢氧化镁粉末构成的氢氧化镁粉末层。
本发明的改进方案极其简单却又行之有效，它可以采用各种封装材料如环氧树脂或聚硫化物、聚氨基甲酸酯、有机硅等凝固后形成的胶封层构成了壳体的底部，让第一引出电极的另一端和第二引出电极的另一端自然地穿过胶封层而延伸至壳体之外。这可以有效的加快生产进度，简化生产工艺，并能满足客户对压敏电阻安全性方面的需要。在采用本发明的技术方案之后，凝固后形成的胶封层会将壳体的底部完全封闭，提高壳体底部的密封性能，因此本发明的技术方案还可以产生以下意想不到的技术效果即可以防止绝缘不燃材料层从壳体底部缝隙向外泄漏，避免绝缘不燃材料层对电路板造成污染，这一点对于某些精密电器尤其重要。
本发明的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本发明的内容不仪限于实施例中所涉及的内容。
图1是实施例1中压敏电阻器的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的俯视图。
图4是图1的B-B剖视图。
图5是实施例2中压敏电阻器的结构示意图。
图6是图1的C-C剖视图。
图7是图1的俯视图。
图8是图1的D-D剖视图。
图9是实施例3中压敏电阻器的结构示意图。
图10是图9的E-E剖视图。
图11是图9的俯视图。
图12是图9的F-F剖视图。
图13是图9中压敏电阻器的封堵片被高压气体冲掉而形成排气口的结构示意图。
图14是实施例4中压敏电阻器的结构示意图。
图15是图14的G-G剖视图。
图16是图14的H-H剖视图。
图17是实施例5中压敏电阻器的结构示意图。
图18是图17的I-I剖视图。
图19是图17的俯视图。
图20是图17的J-J剖视图。
图21是图17中压敏电阻器的封堵片被高压气体冲掉而形成排气口的结构示意图。
图22是实施例6中压敏电阻器的结构示意图。
图23是图22的K-K剖视图。
具体实施例方式
实施例1如图1～4所示，本实施例中的一种便于制作的防爆型压敏电阻器，具有壳体1和盛装在壳体内的压敏电阻主体2，所述压敏电阻主体2由压敏陶瓷基片3和将压敏陶瓷基片包封的绝缘裹封层4构成，在所述压敏陶瓷基片3的表面设置有两个分离的内电极5、6，在压敏电阻主体2上设置有第一引出电极7和第二引出电极8，所述第一引出电极7的一端和第二引出电极8的一端分别与所述压敏陶瓷基片表面的两个内电极5、6导电连接，所述壳体1的内壁与压敏电阻主体2的外壁之间具有间隙并构成容纳腔，在所述容纳腔内充填有绝缘不燃材料并构成将压敏电阻主体包裹的绝缘不燃材料层9，其特征是所述壳体1的底部为胶封层15，所述第一引出电极7的另一端和第二引出电极8的另一端穿出绝缘裹封层4并穿过胶封层15延伸至壳体1之外。
本实施例中所述绝缘裹封层4是由有机硅树脂构成的裹封层。所述胶封层15是环氧树脂凝固后形成的环氧树脂层。
实施例2如图5～8所示，本实施例中的压敏电阻器与实施例1相似，所不同的是，在本实施例中，是在所述壳体上设置有使容纳腔与壳体外部相连通的排气口。在本实施例中，上述排气口封堵结构为粘贴在壳体上并将排气口10封堵的封堵片11(本例中的封堵片11为铝箔片)。同时，上述绝缘裹封层4是由有机硅树脂构成的裹封层。上述绝缘不燃材料层9为石英砂构成的石英砂层。
实施例3如图9～12所示，本实施例中的压敏电阻器与实施例2相似，所不同的是，在本实施例中，所述排气口处设置有可在高压气体冲击下开启的排气口封堵结构。所述排气口封堵结构为周边与排气口的内壁固定连接并将排气口封堵的封堵片12。本实施例在壳体1上预设了一个环状的薄弱部，即环状沟槽13，该环状沟槽13之内圈围的壳体部分即构成上述封堵片12，同时，封堵片12所在的部位也即构成了预留的排气口10(参见图13)。在此结构中，可以变通地视为是封堵片12的周边与排气口10的内壁固定连接并将排气口10封堵。如图13所示，当受到高压气体冲击时，上述环状薄弱部破裂，由环状沟槽13圈围的封堵片12全部或部分脱离壳体，使排气口10开启。此外，上述环状沟槽13也可以由多个排列成封闭环状的点状凹坑构成(即构成虚线状的环状凹坑组)。
本实施例中的绝缘裹封层4是由环氧树脂构成的裹封层。所述绝缘不燃材料层9为氢氧化镁粉末构成的氢氧化镁粉末层。所述胶封层15是聚硫化物凝固后形成的聚硫化物层。
在本实施例中，上述环状沟槽13朝向壳体外部。
实施例4如图14～16所示，本实施例中的压敏电阻器与实施例3相似，所不同的是，在本实施例中，上述环状沟槽13朝向壳体内部。
实施例5如图17～20所示，本实施例中的压敏电阻器与实施例3相似，即排气口封堵结构为周边与排气口的内壁固定连接并将排气口封堵的封堵片12。所不同的是，在本实施例中，在壳体1上预设一个(或数个)块状的薄弱区域，如块状的凹坑14，且该块状凹坑部位的壳体极薄，该块状薄弱部所圈围的壳体部分即构成上述封堵片12，同时，封堵片所在的部位也即构成预留的排气口10(参见图21)。在此结构中，也可以变通地视为是封堵片12的周边与排气口10的内壁固定连接并将排气口10封堵。如图21所示，在受到高压气体冲击时，上述块状薄弱部会出现破裂，从而使排气口10开启。
本实施例中的绝缘裹封层4是由环氧树脂构成的裹封层。所述绝缘不燃材料层9为石棉构成的石棉层。所述胶封层15是聚氨基甲酸酯凝固后形成的聚氨基甲酸酯层。
在本实施例中，上述块状的凹坑14朝向壳体外部。
实施例6如图22、23所示，本实施例中的压敏电阻器与实施例5相似，所不同的是，在本实施例中，上述块状的凹坑14朝向壳体内部。所述胶封层15是有机硅凝固后形成的有机硅层。
权利要求
1.一种便于制作的防爆型压敏电阻器，具有壳体和盛装在壳体内的压敏电阻主体，所述压敏电阻主体由压敏陶瓷基片和将压敏陶瓷基片包封的绝缘裹封层构成，在所述压敏陶瓷基片的表面设置有两个分离的内电极，在压敏电阻主体上设置有第一引出电极和第二引出电极，所述第一引出电极的一端和第二引出电极的一端分别与所述压敏陶瓷基片表面的两个内电极导电连接，所述壳体的内壁与压敏电阻主体的外壁之间具有间隙并构成容纳腔，在所述容纳腔内充填有绝缘不燃材料并构成将压敏电阻主体包裹的绝缘不燃材料层，其特征是所述壳体的底部为胶封层，所述第一引出电极的另一端和第二引出电极的另一端穿出绝缘裹封层并穿过胶封层延伸至壳体之外。
2.如权利要求1所述的压敏电阻器，其特征是所述绝缘裹封层是由有机硅树脂构成的裹封层。
3.如权利要求2所述的压敏电阻器，其特征是在所述壳体上设置有使容纳腔与壳体外部相连通的排气口。
4.如权利要求3所述的压敏电阻器，其特征是所述排气口处设置有可在高压气体冲击下开启的排气口封堵结构。
5.如权利要求1或2或3或4所述的压敏电阻器，其特征是所述绝缘不燃材料层为石英砂构成的石英砂层。
6.如权利要求1或2或3或4所述的压敏电阻器，其特征是所述绝缘不燃材料层为石棉构成的石棉层。
7.如权利要求1或2或3或4所述的压敏电阻器，其特征是所述绝缘不燃材料层为氢氧化镁粉末构成的氢氧化镁粉末层。
全文摘要
本发明涉及一种压敏电阻器，尤其是一种便于制作的防爆型压敏电阻器。该压敏电阻器具有壳体和盛装在壳体内的压敏电阻主体，压敏电阻主体由压敏陶瓷基片和将压敏陶瓷基片包封的绝缘裹封层构成，在压敏陶瓷基片的表面设置有两个分离的内电极，在压敏电阻主体上设置有第一引出电极和第二引出电极，壳体的内壁与压敏电阻主体的外壁之间具有间隙并构成容纳腔，在容纳腔内充填有绝缘不燃材料并构成将压敏电阻主体包裹的绝缘不燃材料层，其特征是所述壳体的底部为胶封层，第一引出电极的另一端和第二引出电极的另一端穿出绝缘裹封层并穿过胶封层延伸至壳体之外。该产品可以有效的加快生产进度，简化生产工艺、提高壳体底部的密封性能。
文档编号H01C1/14GK1933040SQ20061002195
公开日2007年3月21日 申请日期2006年9月27日 优先权日2006年9月27日
发明者李炬, 敬履伟, 谭宜成 申请人:成都铁达电子有限责任公司