一种抗雷击保护电路、保护装置及保护装置的制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种抗雷击保护电路、抗雷击保护结构及抗雷击保护结构的制作方法，其中抗雷击保护电路包括限流电阻及双向抑制二极管，所述限流电阻的一端为信号输入端，限流电阻的另一端与双向抑制二极管的一端连接，所述双向抑制二极管的另一端接地，所述限流电阻与双向抑制二极管的之间节点为保护电路的输出端。本发明专利技术具有体积小、相应速度快、漏电流小、可承受多次感应雷击脉冲冲击等特点，可以很好的适应微系统、单芯片等的抗三级感应雷击的可靠性设计要求。采用HTCC多层陶瓷基板和金属环框、盖板、外引线、多层金属化图形等共同构成一体化封装，减小了体积和重量，并提升了电路集成度，适应于抗雷击保护电路的微型化设计。

A manufacturing method of lightning protection circuit, protection device and protection device

【技术实现步骤摘要】
一种抗雷击保护电路、保护装置及保护装置的制作方法
本专利技术涉及抗雷击保护电路应用
，具体涉及抗雷击保护电路、保护装置及保护装置的制作方法。
技术介绍
机载信号处理系统易受感应雷击产生的高能电子脉冲影响，从而出现接口烧毁或输出误码率上升等问题，严重影响飞行安全。随着机载信号处理系统对接口电路抗雷击、小型化、轻量化、高可靠性的需求不断提升，微型化的抗雷击保护电路集成已成为近年来机载微系统、尤其是无人机信号处理微系统领域研究的重点。当前，信号处理系统中常采用压敏电阻、电气管、瞬态抑制二极管（简称TVS管）、半导体放电管（简称TSS管）等在二维平面上实现抗3级感应雷击的保护电路集成，体积较大且重量较重，无法满足接口电路芯片对抗雷击保护（3级感应雷击）的需求。同时，抗雷击电路和COMS接口电路芯片集成ASIC存在工艺不兼容问题，难以实现SoC单片集成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗雷击保护电路、抗雷击保护结构及抗雷击保护结构的制作方法，实现降低感应雷击脉冲的电压和电流，以保护后级芯片，使电路整体实现微型化、轻量化。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种抗雷击保护电路，包括：限流电阻及双向抑制二极管，所述限流电阻的一端为信号输入端，限流电阻的另一端与双向抑制二极管的一端连接，所述双向抑制二极管的另一端接地，所述限流电阻与双向抑制二极管的之间节点为保护电路的输出端；所述限流电阻为NiCr/SiCr薄膜电阻。一种保护装置，包括：HTCC多层陶瓷基板；所述陶瓷基板为多层金属化Al2O3/AlN陶瓷基板，在所述陶瓷基板的顶面、底面和侧面分别光刻或网版印刷多层金属化图形，以实现电气连接；金属环框，所述金属环框固定在所述陶瓷基板的外边缘；盖板，所述盖板固定在金属环框上，与金属环框及陶瓷基板形成密封结构；抗雷击保护电路，所述抗雷击保护电路固定盖板密封腔内的陶瓷基板上；引线，所述引线的一端固定在陶瓷基板上，且与抗雷击保护电路的输入端连通。上述方案中，所述多层金属化图形为Ti、Ni、Au、Sn、W中的一种金属或两种以上金属构成的合金，所述合金通过物理沉淀或化学溅射的方式单层或多层铺镀在基板的表面。所述陶瓷基板之间通过在基板上冲孔并在孔内填充金属材料形成的通孔连通。一种抗雷击保护结构的制作方法，包括如下步骤：选取生瓷带，并按设计面积对生瓷带进行裁片及冲孔；在每层生瓷带上印制多层金属化图形，同时向冲孔中填充金属，形成通孔；依次将每层生瓷带对准叠片，使用模具将叠片进行等静压、切割，进入烧结炉烧结成形，完成HTCC多层陶瓷基板的制备；对多层陶瓷基板表面的多层金属化图形进行化镀金，以便在多层陶瓷基板表面的金属图形上实现金丝键合；将金属环框和外引线焊接在多层陶瓷基板，最后将盖板焊接在金属环框上，完成气密3D微结构单元的制作；将元器件固定在多层陶瓷基板的顶面，并与多层金属化图形、外引线、通孔实现电气连接；采用平行缝焊将盖板焊接在多层陶瓷基板的金属环框上，完成整个抗雷击保护结构的气密封装。作为上述技术方案的进一步改进：所述将元器件固定在多层陶瓷基板的顶面是通过粘接或焊接固定，元器件通过再流焊或金丝球焊或楔焊与多层金属化图形和通孔实现电气连接。由上述技术方案可知，本专利技术采用NiCr/SiCr薄膜电阻和双向抑制二极管构成的抗雷击保护电路，具有体积小、响应速度快、漏电流小、可承受多次感应雷击脉冲冲击等特点，可以很好的适应微系统、单芯片等的抗三级感应雷击的可靠性设计要求。用HTCC多层陶瓷基板和金属环框、盖板、外引线、多层金属化图形等共同构成一体化封装，将电路基板和封装外壳融为一体，并采用陶瓷材料，相较于传统的混合集成和金属封装，该结构减小了体积和重量，并提升了电路集成度，适应于抗雷击保护电路的微型化设计。附图说明图1是本专利技术的抗雷击保护电路的电路图；图2是本专利技术保护装置的主视图；图3是本专利技术保护装置的俯视图图4是本专利技术保护装置的侧视图；图5是本专利技术的方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明：如图1所示，本实施例所述的抗雷击保护电路，包括限流电阻R和双向抑制二极管（TVS-A和TVS-B），本实施例的限流电阻R采用NiCr/SiCr薄膜电阻，该限流电阻R的一端为信号输入端，限流电阻R的另一端与双向抑制二极管的一端连接，双向抑制二极管的另一端接地，限流电阻R与双向抑制二极管的之间节点与后级保护芯片COM连接。感应雷击脉冲从外引线IN输入，首先通过NiCr/SiCr薄膜电阻R，以减小感应雷击脉冲的电流，使其不大于后级二极管的最大稳定电流；然后，感应雷击脉冲再通过双向抑制二极管（TVS-A和TVS-B），以便雷击脉冲电压降低至二极管的反向击穿电压，以保护后级芯片COM（COM的敏感电压应小于TVS管的反向击穿电压）；其中，TVS-A的阳极与限流电阻R的一端相连，阴极与TVS-B的阴极相连，TVS-B的阳极接地GND。TVS-A和TVS-B实现电压钳位快速响应，且能承受多次正、负两个方向感应雷击脉冲冲击。如图2所示，本实施例的保护装置，包括HTCC多层陶瓷基板1、金属环框2、外引线3、盖板4，该金属环框2固定在陶瓷基板1的外边缘；盖板4固定在金属环框2上，与金属环框2及陶瓷基板1形成密封结构；外引线3的一端固定在陶瓷基板1的侧面，且与抗雷击保护电路的输入端连通。HTCC多层陶瓷基板1为多层金属化Al2O3/AlN陶瓷基板，在陶瓷基板的顶面、底面和侧面分别光刻或网版印刷多层金属化图形7，以便实现电气连接；多层金属化图形7可以是Ti、Ni、Au、Sn、W中的一种金属或两种以上金属构成的合金以物理沉淀或化学溅射的方式单层或多层铺镀；在陶瓷基板1上冲孔，并在孔内填充W等金属，形成通孔8，以实现多层陶瓷基板1的垂直互连；在HTCC多层陶瓷基板1的环框焊盘金属图形5和外引线焊盘金属图形6上分别焊接组装金属环框2和外引线3，并在金属环框2上焊接盖板4，形成气密3D微结构单元。如图1、图3所示，本实施例的保护装置的制作方法，包括如下步骤：S1:将Al2O3/AlN浆料流延Al2O3/AlN生瓷带，按设计面积对生瓷带进行裁片；S2:根据设计在每层生瓷带上冲孔，在每层生瓷带上按设计印制Ti、Ni、Au、Sn、W中的一种金属或两种以上金属构成的多层金属化图形7，同时向冲孔中填充W等金属，形成通孔8；S3:按设计依次将每层生瓷带对准叠片,使用模具将叠片进行等静压,按设计体积精确切割,进入烧结炉烧结成形，完成HTCC多层陶瓷基板1的制备；S4:对HTCC多层陶瓷基板1表面的多层金属化图形7进行化镀金，以便在HTCC多层陶瓷基板1表面的金属图形上实现金丝键合；将金属环框2和外引线3焊接在HTCC多层陶瓷基板1，最后将盖板4焊接在金属环框2上，最终实现高可靠的气密3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗雷击保护电路，其特征在于，包括：/n限流电阻及双向抑制二极管，所述限流电阻的一端为信号输入端，限流电阻的另一端与双向抑制二极管的一端连接，所述双向抑制二极管的另一端接地，所述限流电阻与双向抑制二极管的之间节点为保护电路的输出端。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗雷击保护电路，其特征在于，包括：
限流电阻及双向抑制二极管，所述限流电阻的一端为信号输入端，限流电阻的另一端与双向抑制二极管的一端连接，所述双向抑制二极管的另一端接地，所述限流电阻与双向抑制二极管的之间节点为保护电路的输出端。


2.根据权利要求1所述的抗雷击保护电路，其特征在于，所述限流电阻为NiCr/SiCr薄膜电阻。


3.一种保护装置，其特征在于，包括：
多层陶瓷基板；
金属环框，所述金属环框固定在所述陶瓷基板的外边缘；
盖板，所述盖板固定在金属环框上，与金属环框及陶瓷基板形成密封结构；
抗雷击保护电路，所述抗雷击保护电路固定盖板密封腔内的陶瓷基板上，所述抗雷击保护电路为权利要求1或2中所述的抗雷击保护电路。


4.根据权利要求3所述的保护装置，其特征在于，还包括：
引线，所述引线的一端固定在陶瓷基板上，且与抗雷击保护电路的输入端连通。


5.根据权利要求3所述的保护装置，其特征在于，所述陶瓷基板为多层金属化Al2O3/AlN陶瓷基板，在所述陶瓷基板的顶面、底面和侧面分别光刻或网版印刷多层金属化图形，以实现电气连接。


6.根据权利要求3所述的保护装置，其特征在于，所述多层金属化图形为Ti、Ni...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙函子，庄永河，张崎，李林森，李鸿高，童洋，王宁，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十三研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34