使用压变材料的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供过电压电路保护。具体地，本发明专利技术提供压变材料（ＶＶＭ，１００），其包括配制来实质粘结到传导及非传导表面的绝缘粘合剂（５０）。粘合剂及因而ＶＶＭ是自固化的并可以墨水形式应用到应用中，其最终为干燥形式用于使用。粘合剂消除了需将ＶＶＭ放置在单独装置中的需要及单独印刷电路板衬垫的需要，其中衬垫电连接ＶＶＭ。粘合剂及ＶＶＭ可被直接应用于许多不同类型的衬底，如刚性（ＦＲ－４）叠层板、聚酰亚胺或聚合物。ＶＶＭ还可直接应用到不同类型的、放置在装置内的衬底。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术总体上涉及电路保护，特别是涉及压变材料。电过载(“EOS”)瞬态产生高电场并通常产生高峰值功率，其使得电路或电路中的高度敏感的电学元件暂时或永久失去功能。EOS瞬态可包括能够中断电路工作或立刻摧毁电路的瞬态电压。EOS瞬态可起因于电磁脉冲、静电放电、闪电、静电荷的积聚，或由其它电子或电元件的工作引起。EOS瞬态可在次毫微秒到微秒的时间内达到其最大振幅并具有重复的振幅波峰。用于保护免遭EOS瞬态的材料存在，其被设计来非常快速地响应(理想地，在瞬态波到达其峰值前)以将所传输的电压在EOS瞬态期间降低到非常低的值。EOS材料的特征在于其在低或正常工作电压下具有高电阻抗。响应于EOS瞬态，材料非常快速地切换到低电阻抗状态。当EOS消散时，这些材料回到其高阻抗状态。EOS材料在EOS瞬态消散的基础上还可非常快速地恢复到其最初的高阻抗值。EOS材料能够在高和低阻抗状态之间反复切换。EOS材料可经受数干次ESD事件并在提供保护给每一单个ESD事件后恢复到想要的不工作状态。使用EOS材料的电路可分流一部分由于EOS瞬态产生的过多的电压或电流到地，从而保护电路及其元件。威胁瞬态的另一部分反射回威胁源。反射的波或由威胁源衰减，辐射掉，或重新指引到过电压保护装置，其以同样的方式响应于每一返回脉冲，直到威胁能量被减弱到安全水平。使用EOS瞬态装置的典型电路如图1所示。参考图1，其示出了典型的电路10。电路10中的电路负载12在正常的工作电压下工作。实质上大于2到3倍正常工作电压的具有足够持续时间的EOS瞬态可损坏负载12及其所包含的元件。通常，EOS威胁可超出正常工作电压的10倍、百倍甚至数千倍。在电路10中，EOS瞬态电压14被示出，其沿线16进入电路10。在出现EOS瞬态电压14的情况下，EOS保护装置18从高阻抗状态切换到低阻抗状态，因而将EOS瞬态电压14箝位在安个的低值。EOS保护装置18将一部分瞬态威胁从电线16分流到系统的接地20。如上所述，EOS保护装置18将大部分威胁反射回威胁源。EOS保护装置通常使用压变材料(“VVM”)。许多VVM已具有一致性和组成，即它们已要求某些类型的外壳或封装。也就是说，VVM材料在此以前已被提供在装置中，如表面安装装置，其安装到印刷电路板(“PCB”)。VVM装置通常已被分离于要求保护的电路的装置安装。这存在几个问题。首先，VVM装置增加大量要求安装到PCB的元件。VVM装置消耗了有价值的电路板空间并增加潜在的缺陷。VVM装置通常要求另外的衬垫来固紧到PCB，且还要求另外的电路迹线，其从PCB装置或从接地层布线到VVM衬垫。但为了成本、空间/灵活性和可靠性的目的，总是希望减少一些安装到PCB的元件。其次，增加元件到现有的PCB可能要求电路板重新设计或其它类型的结合到当前未决的设计中。如果应用已经在生产，则可能已花费相当多的时间优化电路板空间，其可能也可能没有留下空间来用于集成VVM装置。第三，许多EOS瞬态出现在PCB的外部并通过线缆或电线传输到PCB。例如，网络化的计算机和电话系统遭受由周围的操作活动引起的各种瞬态。在这些情况下，希望在电压瞬态到达PCB之前将它们消除。
技术实现思路
本专利技术提供过电压电路保护。具体地，本专利技术提供压变材料(VVM，100)，其包括配制来实质粘结到传导及非传导表面的绝缘粘合剂(50)。粘合剂及因而VVM是自固化的并可以墨水形式应用到应用中，其最终为干燥形式用于使用。粘合剂消除了需将VVM放置在单独装置中的需要及单独印刷电路板衬垫的需要，其中衬垫电连接VVM。粘合剂及VVM可被直接应用于许多不同类型的衬底，如刚性(FR-4)迭层板、聚酰亚胺、聚合物、玻璃及陶瓷。VVM还可直接应用到不同类型的衬底，这些衬底被放置在一电学设备(如连接器)内。VVM的粘合剂包括聚合物，如聚酯，其被溶解在溶剂中。用于溶解聚合物的一种适当的溶剂为二甘醇--乙醚乙酸酯(diethyleneglycol monoethyl ether acetate)，通常被称为“carbitolacetatate”。在一实施例中，增厚剂如煅制的二氧化硅被添加到绝缘粘合剂中，其增加了绝缘粘合剂的粘性。大量不同类型的粒子接着被混合在粘合剂中以产生所想要的箝位电压和响应时间。不同类型的粒子包括传导粒子、绝缘粒子、半导粒子、掺杂的半导粒子及其任何组合。在一实施例中，传导粒子包括内核和外壳。核和壳具有不同的传导性和电阻率。或壳较核传导性大，或核较壳传导性大。核和壳中的每一个均可分别由上面列出的不同类型的粒子中的任一组成。在一优选实施例中，传导粒子包括铝核和氧化铝壳。具有本专利技术粘合剂的VVM可被应用到衬底以形成各种电路或应用。在第一应用中，多个电极或导体经任何已知的技术固紧到印刷电路板。电极在每一个均通过间隙而分开布置在印刷电路板上。VVM被施加并实质地粘结到电极及间隙中的衬底。在第二应用中，电极也被固紧到衬底，但VVM仅实质地粘结到电极。即，VVM不粘结到衬底但跨间隙布置。在第三应用中，VVM实质地粘结到衬底，其中电极被放置在VVM上并实质地粘结到VVM。也就是说，VVM将电极固紧到衬底。在第四应用中，多个电极中的至少一个被固紧到衬底，其中VVM实质地粘结到固紧的电极。至少一其它电极位于VVM的上面。电极之间的间隙由VVM的厚度形成。在此，VVM可能也可不另外实质地固紧到衬底。位于VVM上面的电极也可具有固紧到衬底的部分。当VVM被应用到电路时，如印刷电路板，自固化成最后形式的VVM不要求单独的防护层。通过制造、运输和使用，VVM可被留下成对周围环境是开放的。衬底可以是任何类型的衬底，如与印刷电路板一起使用的刚性的迭层板(如FR-4)、与软性印刷电路(如Kapton)一起使用的材料如聚酰亚胺、聚合物、陶瓷或玻璃、及它们的任何组合。在另一实施例中，衬底可被涂覆或保护。例如，上述的任何应用均可被覆盖一涂层。涂层可以是多种不同材料的任一种，包括干膜可感光覆盖膜、喷射液体可感光覆盖膜、或“涂敷”型涂层。或者，上述的任何应用均可被嵌入在多层的印刷电路板(“PCB”)中。在另一实施例中，至少一另外的电极或导体固紧到上衬底的下侧，其中VVM存在于上和下衬底之间并实质地粘结到至少上和下电极并可能粘结到上和下衬底中的一个或多个。电路可以也可不提供在装置中。例如，在一实施例中，装置为电信装置，如RJ-45或RJ-11连接器。在另一实施例中，装置为输入/输出连接器，如Deutsches Institut fur Normung eV(″DIN″)连接器或带缆连接器。在每一这些装置中，VVM保护一个或多个信号线路免于瞬态电压峰值，其通过将信号导体连接到接地导体或护罩而实现。在一实施例中，RJ型的连接器包括多个信号导体。连接器还包括接地传导的护罩。护罩被切开或压印以产生至少一向下偏向导体的接头。在一实施例中，护罩确定每一导体的分开的接头。导体包括将接头压在导体上的外壳。VVM被应用在护罩接头和导体之间以向RJ连接器提供过电压保护。在一实施例中，VVM为上述实质地固紧的VVM，然而，现有的提供在装置中的VVM也可被使用。在另一实施例中，电容器被放置在VVM和导体及护罩接头之一之间以阻止高DC电压，如那些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：衬底；多个固紧到衬底并由至少一间隙分开的电极；及一批实质固紧但非覆盖到电极及跨间隙的衬底的压变材料（ＶＶＭ）。

【技术特征摘要】
US 2002-4-8 60/370,9751.一种电路，包括衬底；多个固紧到衬底并由至少一间隙分开的电极；及一批实质固紧但非覆盖到电极及跨间隙的衬底的压变材料(VVM)。2.根据权利要求1所述的电路，其中衬底包括选自由下述材料构成的组的材料刚性迭层板、聚酰亚胺、聚合物、玻璃、陶瓷及其任何组合。3.根据权利要求1所述的电路，其中电路被提供在一件电学设备中。4.根据权利要求3所述的电路，其中电学设备为连接器。5.根据权利要求1所述的电路，其中VVM包括绝缘粘合剂，其提供自固紧特性及选自下面的组的材料传导粒子、绝缘粒子、半导粒子、掺杂在半导粒子及其任何组合。6.根据权利要求5所述的电路，其中传导粒子一个一个单独地包括内核和外壳。7.一种电路，包括衬底；一批自固化形式实质固紧但非覆盖到衬底的压变材料(VVM)；及多个由至少一接触VVM的间隙分开的电极。8.根据权利要求7所述的电路，其中衬底包括选自由下述材料构成的组的材料刚性迭层板、聚酰亚胺、聚合物、玻璃、陶瓷及其任何组合。9.根据权利要求7所述的电路，其中电路被提供在一件电学设备中。10.根据权利要求9所述的电路，其中设备包括下述之一电信装置及输入/输出连接器。11.根据权利要求7所述的电路，其中VVM包括绝缘粘合剂，其提供自固紧特性及选自下面的组的材料传导粒子、绝缘粒子、半导粒子、掺杂在半导粒子及其任何组合。12.根据权利要求11所述的电路，其中传导粒子一个一个单独地包括内核和外壳。13.一种电路，包括衬底；多个固紧到衬底并由至少一间隙分开的电极；及一批以自固化形式实质固紧但非覆盖到电极的压变材料(VVM)。14.根据权利要求13所述的电路，其中衬底包括选自由下述材料构成的组的材料刚性迭层板、聚酰亚胺、聚合物、玻璃、陶瓷及其任何组合。15.根据权利要求13所述的电路，其中电路被提供在一件电学设备中。16.根据权利要求15所述的电路，其中设备为连接器。17.根据权利要求13所述的电路，其中VVM包括绝缘粘合剂，其提供自固紧特性及选自下面的组的材料传导粒子、绝缘粒子、半导粒子、掺杂在半导粒子及其任何组合。18.根据权利要求17所述的电路，其中传导粒子一个一个单独地包括内核和外壳。19.一种电路，包括衬底；由间隙分开的第一和第二电极，第一电极固紧到衬底；及一批压变材料(VVM)，其包括聚合的自固化绝缘粘合剂，VVM实质固紧到第...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃得温詹姆士哈里斯，斯科特戴维森，戴维佩里，史蒂文J惠特尼，
申请(专利权)人：力特保险丝有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]