提供了一种变阻器，该变阻器具有限定沿长度方向偏移的第一和第二相对端面的矩形构造。变阻器可以包括邻近第一相对端面的第一端子和邻近第二相对端面的第二端子。变阻器可以包括有源电极层，该有源电极层包括与第一端子电连接的第一电极和与第二端子电连接的第二电极。第一电极可以在长度方向上与第二电极间隔开，以形成有源电极端部间隙。变阻器可以包括具有浮动电极的浮动电极层。浮动电极层可以在高度方向上与有源电极层间隔开，以形成浮动电极间隙。有源电极端部间隙与浮动电极间隙的比可以大于约2。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的能量处理能力的级联变阻器相关申请的交叉引用本申请要求申请日为2018年3月5日的美国临时专利申请No.62/638，369的申请日权益，其全部内容通过引用结合于此。
本主题总体上涉及适于安装在电路板上的电子元件，更具体地说，涉及变阻器和变阻器阵列。
技术介绍
多层陶瓷器件，例如多层陶瓷电容器或变阻器，通常由多个堆叠的电介质-电极层构成。在制造过程中，这些层通常可以被压制并形成垂直堆叠的结构。多层陶瓷器件可以包括单个电极或阵列中的多个电极。变阻器是电压相关的非线性电阻，已被用作浪涌吸收电极、避雷器和电压稳定器。例如，变阻器可以与敏感的电子元件并联。变阻器的非线性电阻响应通常由称为钳位电压的参数表征。对于小于变阻器钳位电压的施加电压，变阻器通常具有非常高的电阻，因此，其作用类似于开路。然而，当变阻器暴露于大于其钳位电压的电压时，其电阻减小，使得变阻器的作用更类似于短路，并允许更大的电流流动。这种非线性响应可用于转移电流浪涌和/或防止电压尖峰损坏敏感的电子元件。一段时间以来，各种电子元件的设计一直受到小型化的工业总趋势的驱动。电子元件的小型化导致了较低的工作电流和降低的耐用性。变阻器的电流和能量处理能力通常受到电流产生的热量的限制。如果太大的电流流过变阻器，变阻器将过热，导致诸如熔化、燃烧等损坏。因此，具有改进的能量处理能力的紧凑型变阻器将是理想的。
技术实现思路
根据本公开的一个实施例，变阻器可以具有限定沿长度方向偏移的第一和第二相对端面的矩形构造。变阻器可以包括邻近第一相对端面的第一端子和邻近第二相对端面的第二端子。变阻器可以包括有源电极层，该有源电极层包括与第一端子电连接的第一电极和与第二端子电连接的第二电极。第一电极可以在长度方向上与第二电极间隔开，以形成有源电极端部间隙。变阻器可以包括具有浮动电极的浮动电极层。浮动电极层可以在高度方向上与有源电极层间隔开，以形成浮动电极间隙。有源电极端部间隙与浮动电极间隙的比可以大于约2。根据本公开的另一实施例，变阻器可以包括第一端子、第二端子和多个有源电极层。多个有源电极层中的每一个可以与第一端子或第二端子中的至少一个电连接。变阻器可以包括以级联(cascade)配置与多个有源电极层交错的多个浮动电极层。变阻器的电容可以小于约100pF。根据本公开的另一实施例，变阻器可以包括第一端子、第二端子和多个有源电极层。多个有源电极层中的每一个可以与第一端子或第二端子中的至少一个电连接。变阻器可以包括以级联配置与多个有源电极层交错的多个浮动电极层。变阻器的比瞬时能量能力可以大于约1×107焦耳/立方米。附图说明在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本主题的完整且能够实现的公开，包括其最佳模式，该说明书参考了附图，其中:图1A-1C示出了根据本公开各方面的变阻器的一个实施例的各种视图；图2示出了根据本公开的方面的用于测试变阻器各种特性的示例性电流脉冲；和图3示出了根据本公开的方面的变阻器的示例性测试期间的电流和电压。在本说明书和附图中重复使用参考符号旨在表示本主题的相同或相似的特征、电极或步骤。具体实施方式本领域技术人员应当理解，本公开仅是示例性实施例的描述，并不旨在限制本主题的更广泛的方面，这些更广泛的方面体现在示例性构造中。通常，本公开针对级联变阻器。变阻器可以具有优异的能量耗散特性。例如，变阻器的瞬时能量能力可以由静电放电(ESD)重复冲击处理能力、瞬时能量能力和/或比瞬时能量能力(单位体积能量)来表示。此外，根据本公开的方面，变阻器还可以表现出几个其他期望的特性，包括低电容(使得变阻器特别适用于电容敏感电路)和变阻器工作电压下的低泄漏电流。变阻器可以包括限定出沿长度方向偏移的第一和第二相对端面的矩形结构。变阻器可以包括邻近第一相对端面的第一端子和邻近第二相对端面的第二端子。变阻器还可以包括有源电极层，该有源电极层包括与第一端子电连接的第一电极和与第二端子电连接的第二电极。第一电极可以在长度方向上与第二电极间隔开，以形成有源电极端部间隙。变阻器可以包括具有浮动电极的浮动电极层。浮动电极层可以在高度方向上与有源电极层间隔开，以形成浮动电极间隙。有源电极端部间隙与浮动电极间隙的比可以大于约2。不限于理论，上述级联构造可以有助于增加能量处理能力。例如，在大于变阻器击穿电压的电压下，浮动电极(一个或多个)可以改善端子之间的导电。然而，对于低于击穿电压的电压，浮动电极(一个或多个)可能不会损害变阻器的性能。此外，浮动电极可以改善约长度方向上的热传导，从而改善散热。在大电流/能量浪涌期间，电流流过电介质层时会产生热量。浮动电极层(一个或多个)可以有助于改善热量从电介质层的中部向外流向端子，在端子处热量可以更容易地消散。结果，变阻器能够处理更大的能量浪涌而不会过热。因此，浮动电极层(一个或多个)可以改善变阻器的能量处理能力。电介质层可以被压在一起并烧结以形成整体结构。电介质层可以包括任何合适的电介质材料，例如钛酸钡、氧化锌或任何其他合适的电介质材料。电介质材料中可以包括各种添加剂，例如，产生或增强电介质材料的电压相关电阻的添加剂。例如，在一些实施例中，添加剂可以包括钴、铋、锰或其组合的氧化物。在一些实施例中，添加剂可以包括镓、铝、锑、铬、钛、铅、钡、镍、钒、锡或其组合的氧化物。电介质材料可掺杂范围从约0.5摩尔百分比至约3摩尔百分比的添加剂(一种或多种)，在一些实施例中，从约1摩尔百分比至约2摩尔百分比。电介质材料的平均粒度可以有助于电介质材料的非线性特性。在一些实施例中，平均粒度可以为约10微米至100微米的范围，在一些实施例中，为约20微米至80微米的范围。变阻器的端子和电极可以由各种导电材料形成。导电材料的例子包括钯、银、铂和铜。可以使用能够印刷在电介质层上的任何其他合适的导体来形成电极和/或端子。不管所采用的具体配置如何，本专利技术人已经发现，通过对电极的配置以及有源电极端部间隙对浮动电极间隙之比的选择性控制，可以实现表现出优异能量处理能力的变阻器。在一些实施例中，有源电极端部间隙对浮动电极间隙的比可以大于约2。例如，在一些实施例中，该比可以为从约2到约50的范围，在一些实施例中为从约2到约30，并且在一些实施例中为从约3到约25。有源电极端部间隙的范围可以为从约100微米到约1000微米，并且在一些实施例中为从约200微米到约800微米。浮动电极间隙的范围可以为从约15微米到约300微米，并且在一些实施例中为从约25微米到约150微米。如上所述，变阻器可以表现出优异的能量处理能力。例如，变阻器可以具有由10×1000微秒脉冲确定的瞬时能量能力，其大于约0.01焦耳，在一些实施例中大于约0.03焦耳，在一些实施例中大于约0.04焦耳。例如，在一些实施例中，瞬时能量能力可以为约0.02至约0.04焦耳的范围。此外，变阻器可以是紧凑的，导致出色的比瞬时能量能力。例如，变阻器的比瞬时能量能力可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变阻器，具有限定沿长度方向偏移的第一和第二相对端面的矩形结构，该变阻器包括:/n邻近第一相对端面的第一端子；/n邻近第二相对端面的第二端子；/n有源电极层，包括与第一端子电连接的第一电极和与第二端子电连接的第二电极，第一电极在长度方向上与第二电极间隔开，以形成有源电极端部间隙；和/n浮动电极层，包括浮动电极，浮动电极层在高度方向上与有源电极层间隔开，以形成浮动电极间隙；/n其中有源电极端部间隙与浮动电极间隙的比大于约2。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180305 US 62/638,3691.一种变阻器，具有限定沿长度方向偏移的第一和第二相对端面的矩形结构，该变阻器包括:
邻近第一相对端面的第一端子；
邻近第二相对端面的第二端子；
有源电极层，包括与第一端子电连接的第一电极和与第二端子电连接的第二电极，第一电极在长度方向上与第二电极间隔开，以形成有源电极端部间隙；和
浮动电极层，包括浮动电极，浮动电极层在高度方向上与有源电极层间隔开，以形成浮动电极间隙；
其中有源电极端部间隙与浮动电极间隙的比大于约2。
2.根据权利要求1所述的变阻器，其中:
第一电极沿着重叠距离在纵向方向上与浮动电极重叠；
有源电极层具有在长度方向上的在第一端子和第二端子之间的长度；且
重叠比大于约5。
3.根据权利要求1所述的变阻器，其中所述浮动电极在长度方向上与所述第一端子和第二端子中的每一个相距近似相等的距离。
4.根据权利要求1所述的变阻器，其中，在约8000伏的5000次或更多次静电放电之后，变阻器的击穿电压大于变阻器的初始击穿电压的约0.9倍。
5.根据权利要求1所述的变阻器，其中所述变阻器的电容小于约100pF。
6.根据权利要求1所述的变阻器，其中在约30伏时，所述变阻器的泄漏电流小于约μ10安。
7.根据权利要求1所述的变阻器，其中所述变阻器的瞬时能量能力大于约0.01焦...
【专利技术属性】
技术研发人员：M柯克，M贝罗里尼，P拉文德拉纳坦，
申请(专利权)人：阿维科斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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