專利名稱：一種貼片放電管及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電路保護(hù)元件技術(shù)領(lǐng)域，涉及貼片放電管，特別是一種貼片放電管及其制造工'藝。
背景技術(shù)：
放電管是一種使用于設(shè)備輸入端的保護(hù)元件，若其兩端的電壓高過其保護(hù)規(guī)格值時(shí)，其內(nèi)部會出現(xiàn)短路現(xiàn)象，并吸收掉輸入的過高壓。目前市場上的貼片放電管，多為金屬陶瓷結(jié)構(gòu)。在正常情況下，放電
管因其特有的高阻抗()IOOMQ)及低電容(《1.0pF)特性，在它作為保護(hù)元件接入線路中時(shí)，對線路的正常工作幾乎沒有任何不利的影響。當(dāng)有害的瞬時(shí)過電壓竄入時(shí)，放電管首先被擊穿放電，其阻抗迅速下降，幾乎呈短路狀態(tài)，此時(shí)，放電管將有害的電流通過地線泄給大地，同時(shí)將電壓限制在放電管的弧光電壓上，消除了有害的瞬時(shí)過電壓和過電流，從而保護(hù)了線路及元件。當(dāng)過電壓消失后，放電管又迅速恢復(fù)到高阻抗?fàn)顟B(tài)，線路繼續(xù)正常工作。
但是，現(xiàn)有的放電管在實(shí)際應(yīng)用中存在著體積和重量相對較大、安裝空間也相對較大的不足，同時(shí)放電速度慢，可靠性差、壽命短、失效率高，不能滿足電子等設(shè)備發(fā)展保護(hù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種體積和重量小、性能穩(wěn)定而且壽命長的貼片放電管。
本發(fā)明通過下列技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)貼片放電管，包括玻璃管、 位于玻殼兩端的杜美絲電極、位于玻殼內(nèi)的芯片和玻殼內(nèi)封裝的放電 氣體，其中所述芯片是由Si氧化物材料構(gòu)成的方形Si芯片；所述 的杜美絲電極呈"T"形，且杜美絲電極電極帽的外徑與所述玻璃管 的外徑相當(dāng)，電極柱的外徑與所述玻璃管的內(nèi)徑相當(dāng)，兩杜美絲電極
的電極柱長度與所述Si芯片的厚度之和相當(dāng)于玻璃管的長度一。 所述的放電管內(nèi)的放電用氣體為純度高于99. 99%的惰性氣體。 所述的玻璃管的主要成分為K20、 M020和Li0，而且玻璃管中堿 性物的重量百分比《6%。
本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，放電管極間電容很小，而且放電管體積 大大縮小，直徑約2 3mm，長度約6 8mm，適合貼片安裝。
本貼片放電管的工作原理為當(dāng)在放電管兩端通入一定量的電 壓，加在電極兩端的電壓會在芯片微隙附近產(chǎn)生一個(gè)非均勻的強(qiáng)電 場，隨著這個(gè)電場的不斷增強(qiáng)，微隙處產(chǎn)生初始電子，在電場力的作 用下，初始電子與放電管內(nèi)氣體分子碰撞，發(fā)生電離，產(chǎn)生電子與正 離子，并開始沿芯片微隙表面的微隙放電，微弱的初始放電電流通過 芯片的Si層流到兩端的金屬電極，隨著放電電流的增加，在Si層基 體上產(chǎn)生較大的壓降，使得微隙附近的氣體電離區(qū)不斷擴(kuò)大，最后延 至金屬電極處，如此，絕大部分放電電流直接經(jīng)氣體電離區(qū)從陽極到 陰極，而流過Si芯片的電流比例很小，從而保證芯片不會因流經(jīng)電 流過大而燒毀，放電電流增至一定的強(qiáng)度時(shí)，上述輝光放電轉(zhuǎn)為弧光放電，器件兩端的電壓被鉗制在一個(gè)很低電壓的水平，從而起到了過 壓保護(hù)的作用。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種貼片放電管的制造工藝。 本發(fā)明制造工藝通過下列技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)
a) 、首先將杜美絲頭裝下模，同時(shí)做好杜美絲頭裝上模準(zhǔn)備，制 得所需的金屬電極；
b) 、依次通過玻殼裝模、芯片裝模和玻殼上下模合模，制得絕緣
的玻殼和芯片；
c) 、通過玻封工藝，向玻璃管內(nèi)封入惰性氣體； .
d) 、進(jìn)行老化利用交流電老化去除玻殼內(nèi)相關(guān)的雜質(zhì)氣體，潔 凈殼內(nèi)氣體；
e) 、進(jìn)行電鍍對產(chǎn)品兩端的金屬電極進(jìn)行鍍錫處理， 一般鍍層 為2-8 ti m;
所述的玻封工藝具體包括如下工序1)、玻封機(jī)抽真空，且邊抽
真空邊加溫；2)、在恒溫狀態(tài)下向玻殼內(nèi)充入純度高于99.99%的惰 性氣體；3)、對玻封機(jī)升溫；4)、在恒溫狀態(tài)下向玻殼內(nèi)充入99.99% 的惰性氣體；5)、對玻封機(jī)升溫；6)、在恒溫狀態(tài)下向玻殼內(nèi)充入體 純度高于99.99%的惰性氣體；7)、對玻封機(jī)降溫；8)、玻封完畢后 將整模取出玻封機(jī)。
其中，玻封工藝中各步驟所涉及的溫度為玻封工藝的常用參數(shù)， 是技術(shù)人員根據(jù)公知技術(shù)常識在實(shí)際操作中根據(jù)需要變化的。
本發(fā)明的有益效果是放電管體積較小，電極間的電容也極小，經(jīng)測試，直流擊穿電壓可做到100V-2000V，適合貼片安裝同時(shí)性能
穩(wěn)定、壽命長。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖1是本發(fā)明貼片放電管的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明制造工藝的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參照圖l所示， 一種貼片放電管，它由內(nèi)部封入放電用氣體的放 電管1、位于放電管1兩端的金屬電極2和放電管1內(nèi)的芯片3組成， 所述的放電管1為圓柱形的玻璃管，所述的金屬電極2為圓形。所述 的玻璃管的主要成分為K20、 MO2O和LiO，而且玻璃管中堿性物的 重量百分比^6%。所述的金屬電極2接杜美絲引出線，其銅柱主要由 鎳鐵芯線和銅包鋼線組成。所述的放電管1內(nèi)的放電用氣體為純度高 于99.99%的惰性氣體。所述的芯片3使用Si氧化物材料構(gòu)成的方形 Si芯片。
本貼片放電管的電氣參數(shù)如下 VS直流擊穿電壓電源的直流電壓上升速率為100V/S。 V沖擊擊穿電壓電壓的標(biāo)稱上升速率為lKV/ps。
IR絕緣電阻或漏電流絕緣電阻或漏電流的值應(yīng)在穩(wěn)定之后測試。 Cp靜電電容測試頻率為10KHz。 抗浪涌沖擊能力:8x20ps 100A 100次。相對于現(xiàn)有的貼片放電管，本發(fā)明體積較小，電極間的電容也極
小，經(jīng)測試，直流擊穿電壓可做到100V-2000V，適合貼片安裝同時(shí)， 性能穩(wěn)定、壽命長。
本發(fā)明的制造工藝如下
a) 、首先將杜美絲頭裝下模，同時(shí)做好杜美絲頭裝上模準(zhǔn)備，制 得所需的金屬電極。將杜美絲頭料倒入引線夾具中(以裝滿夾具為 準(zhǔn))，
b) 、依次通過玻殼裝模、芯片裝模和玻殼上下模合模，制得絕緣 的玻殼和芯片。
玻殼裝模左手持玻殼夾具，右手將擋板插入夾具，然后將玻殼 盒內(nèi)的玻殼倒入夾具內(nèi)，扣緩緩抽出擋板，直至玻殼全部掉入下夾具 內(nèi)，之后取出夾具，使下模填滿。
芯片裝模左手托起芯片夾具，拿起夾具邊框，對準(zhǔn)定位銷，合
緊邊框與夾具，右手將芯片倒入，芯片以填滿治具對應(yīng)的小孔。 玻殼上下模合模將平衡夾具擺好，放好玻封下模，使玻封下模
對定孔對準(zhǔn)平衡夾具之定位桿，雙手持芯片夾具,翻轉(zhuǎn)180度，芯片
夾具定位銷對準(zhǔn)玻封下模定位孔，輕扣于其上，使芯片掉入下模中，
然后取出芯片夾具。將裝好引線之上模，翻轉(zhuǎn)180度，定位銷對準(zhǔn)玻 封下模之定位孔倒置于其上，將擋板抽出，引線頭裝入下模中。
C)、通過玻封工藝，向玻璃管內(nèi)封入惰性氣體。包括如下工序 1)、玻封機(jī)抽真空，抽真空加溫；2)、在恒溫狀態(tài)下向玻殼內(nèi)充入純 度高于99.99%的惰性氣體；3)、對玻封機(jī)升溫；4)、在恒溫狀態(tài)下向玻殼內(nèi)充入純度高于99.99%的惰性氣體；5)、對玻封機(jī)升溫； 6)、在恒溫狀態(tài)下向玻殼內(nèi)充入純度高于99.99%的惰性氣體；7)、 對玻封機(jī)降溫；8)、玻封完畢后將整模取出玻封機(jī)。
玻封工藝的原理是利用一定電阻率的石墨夾具，通以低電壓大 電流，產(chǎn)生大量的熱量將玻殼融化，使之與杜美絲頭的表面氧化物密 合，同時(shí)封入產(chǎn)品所需的壓力的氣體種類。
d) 、進(jìn)行老化、利用交流電老化去除玻殼內(nèi)相關(guān)的雜質(zhì)氣體，潔 凈殼內(nèi)氣體，穩(wěn)定氣體的成份和產(chǎn)品的特性.
e) 、進(jìn)行電鍍對產(chǎn)品兩端的金屬電極進(jìn)行鍍錫處理， 一般鍍層 為2-8pm，以增加抗氧化性能及可焊性。
上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明創(chuàng)造的原理及其功效，以及部分 運(yùn)用的實(shí)施例，而非用于限制本發(fā)明；應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干 變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
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權(quán)利要求
1.一種貼片放電管，包括玻璃管、位于玻殼兩端的杜美絲電極、位于玻殼內(nèi)的芯片和玻殼內(nèi)封裝的放電氣體，其特征在于所述芯片是由Si氧化物材料構(gòu)成的方形Si芯片；所述的杜美絲電極呈“T”形，且杜美絲電極的電極帽外徑與所述玻璃管的外徑相當(dāng)，電極柱的外徑與所述玻璃管的內(nèi)徑相當(dāng)，兩杜美絲電極的電極柱長度與所述Si芯片的厚度之和相當(dāng)于玻璃管的長度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片放電管，其特征在于所述的放電管內(nèi)的放電用氣體為純度高于99. 99%的惰性氣體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片放電管，其特征在于所述的玻璃管的主要成分為K20、 M020和LiO，而且玻璃管中堿性物的重量百分比《6%。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的貼片放電管的制作工藝，其特征在于該制作工藝包含玻封工藝，所述玻封工藝包含如下步驟1) .玻封機(jī)抽真空，且邊抽真空邊加溫；2) .在恒溫狀態(tài)下向玻殼內(nèi)充入封接氣體和純度高于99. 99%的惰性氣體；3) .對玻封機(jī)升溫；4) .在恒溫狀態(tài)下向玻殼內(nèi)充入純度高于99. 99%的惰性氣體；5) .對玻封機(jī)升溫；6) .在恒溫狀態(tài)下向玻殼內(nèi)充入純度高于99. 99%的惰性氣體；7) .玻封機(jī)降溫，8).玻封完畢后將整模取出玻封機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的貼片放電管的制作工藝，其特征在于該制作工藝還包括老化步驟，即利用交流電老化去除玻封好的放電管內(nèi)相關(guān)的雜質(zhì)氣體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的貼片放電管的制作工藝，其特征在于:所述制作工藝還包括電鍍步驟，即對玻封、老化后的放電管的兩端電極鍍錫，且鍍錫厚度為2-8pm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種貼片放電管及其制造工藝，該產(chǎn)品由內(nèi)部封入放電用氣體、位于放電管兩端的金屬電極和放電管內(nèi)的芯片組成，所述的放電管為圓柱形的玻璃管，所述的金屬電極為圓形。該制造工藝包括如下步驟a)杜美絲頭裝下模，同時(shí)做杜美絲頭裝上模準(zhǔn)備，制得所需的金屬電極；b)依次通過玻殼裝模、芯片裝模和玻殼上下模合模，制得絕緣的玻殼和芯片；c)通過玻封工藝，向玻璃管內(nèi)封入惰性氣體；d)進(jìn)行老化利用交流電老化去除玻殼內(nèi)相關(guān)的雜質(zhì)氣體，潔凈殼內(nèi)氣體；e)進(jìn)行電鍍對金屬電極進(jìn)行鍍錫，鍍層為2-8μm。本發(fā)明放電管體積較小，電極間的電容也極小，適合貼片安裝同時(shí)性能穩(wěn)定、壽命長。
文檔編號H01J17/00GK101494147SQ200910119158
公開日2009年7月29日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者鄭江標(biāo) 申請人:東莞市金華電子有限公司