一种低电容层积型芯片变阻器及其所使用的过电压保护层制造技术

一种低电容层积型芯片变阻器，其包括具有特殊微观结构的过电压保护材料，该过电压保护材料包含10～30wt%多孔陶瓷基材、65～80wt%微米级导体和半导体微粒和5～10wt%纳米级导体和半导体微粒；尤其，该多孔陶瓷基材的内部布满微细开孔，且所述微米级导体和半导体微粒以一级分散均匀散布于该多孔陶瓷基材的内部，而所述纳米级导体和半导体微粒以二级分散散布于所述微细开孔之间以及一级分散的微米级导体和半导体微粒之间，该特殊微观结构使得该过电压保护材料具备抑制过电压和耐数千次以上的8KV静电冲击的能力，因此所述低电容层积型芯片变阻器适合在高湿环境或／和高频电路中使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低电容层积型芯片变阻器，尤其是涉及电容值在IMHz下小于0.3pF且用于抑制过电压、耐静电冲击和保护电子线路的低电容层积型芯片变阻器。
技术介绍
如图1所示，一种在高频范围下使用的变阻器10，其结构包括陶瓷本体11、一对表面电极12a和12b、一对端电极13a和13b、和绝缘层20。其中，所述表面电极12a和12b是以薄膜技术制作在该陶瓷本体11的外层或内层同一平面上，而所述端电极13a和13b分别覆盖在该陶瓷本体11的两个端部上，且与所述表面电极12a和12b分别构成电性连接；而且，所述绝缘层20填满所述表面电极12a和12b之间的间隙14。所述绝缘层20是一种具有过电压保护特性的绝缘材料，其微观结构的特点，如图2所示，是以高分子材料(或称高分子聚合物)21作为绝缘材料的基材(matrix) 22，在该高分子基材22的内部，以一级分散(first dispersion)将粒径介于0.1 100 μ m之间的微米级导体和半导体微粒23均匀散布其中，并且在一级分散的微米级导体和半导体微粒23之间，以二级分散(secondary dispersion)将粒径介于l 100nm之间的纳米级导体和半导体微粒24散布其间，以缩小微米级导体和半导体微粒23与纳米级导体和半导体微粒24之间的间距。所述变阻器10的电容值极低，在IMHz下小于0.3pF，当受到异常过电压时，借着所述绝缘层20的高分子基材22中的微米级导体和半导体微粒23与纳米级导体和半导体微粒24之间的间距极小，在导体和半导体微粒之间电子会产生隧道效应，而具有极佳的抑制过电压和耐静电能力，因此可作为高频线路中的保护组件使用。但，所述变阻器10的缺点，也在于其绝缘层20是由高分子材料21所组成，材质会因为高热而发生碳化。当所述变阻器10在高频线路中作为抑制过电压的保护组件使用时，所述绝缘层20的高分子基材22常因静电冲击或突波过电压产生的高热而发生碳化，进而造成所述变阻器10发生电性导通而失去对电子线路或组件的保护作用。所以，这种变阻器10的耐静电冲击的寿命较短，若以8KV静电直接冲击，最多只能耐500次冲击，就会产生失效的情形。此外，如图1和图3所示，另一种变阻器15的陶瓷主体11如果选用具有微孔结构19的过电压保护材料制成，其微观结构具有相当高比例的孔隙度，包含3飞0wt%无机玻璃组成和50、7被％粒径大于0.1微米的半导体和导体微粒16 ;其中，所述的半导体和导体微粒16的表面包覆一层无机玻璃薄膜17，且所述的无机玻璃薄膜17中，含有二级分散且粒径小于I微米的亚微米或纳米级半导体微粒和导体微粒18。这种陶瓷主体15的缺点，又在于所述陶瓷主体11含高含量的半导体和导体微粒16，除造成成本费用高昂外，也因为具有微孔结构19容易受潮而导致所述变阻器10发生电性导通而没有防护功能，不利在高湿环境中使用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种过电压保护材料，以多孔陶瓷材料为基材，应用于高频电子线路的正负电极之间，有抑制过电压(或称瞬时突波电压)和耐数千次以上的8KV静电冲击的能力，其组成包含l(T30wt%多孔陶瓷基材、65 80wt%粒径介于0.Γ ΟΟ μ m之间的微米级导体和半导体微粒及5 10wt%粒径介于f IOOnm之间的纳米级导体和半导体微粒；且该多孔陶瓷基材的内部布满微细开孔，所述微米级导体和半导体微粒以一级分散均匀散布于该多孔陶瓷基材的内部，所述纳米级导体和半导体微粒以二级分散散布于所述微细开孔之间以及一级分散的微米级导体和半导体微粒之间。所述过电压保护材料的多孔陶瓷基材，可选自刚玉砂、碳化硅、堇青石、氧化铝、氧化锆或硅酸钙中的一种或一种以上组成。所述过电压保护材料的微米级和纳米级导体微粒，可选自钼(Pt)、钯(Pd)、钨(W)、金(Au)、铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)、铜(Cu)或其合金中的一种或一种以上。所述过电压保护材料的微米级和纳米级半导体微粒，可选自氧化锌、氧化钛、氧化锡、硅、锗、碳化硅、硅-锗(S1-Ge)合金、锑化铟、砷化镓、磷化铟、磷化镓、硫化锌、硒化锌、碲化锌、钛酸锶或钛酸钡中的一种 。本专利技术的另一目的在于提供一种低电容层积型芯片变阻器，具有极佳的静电防护效果和突波抑制能力，适用在高湿环境或/和高频电路中使用，在IMHz下电容值小于0.3pF，包括陶瓷本体、一对相向的内电极、一对端电极和过电压保护层，其中，所述陶瓷主体的组织结构致密性极佳且不具有微孔结构，因此不易受潮；所述相向的内电极布置在所述陶瓷主体的内层的同一平面上或上下交错的不同平面上，且彼此相互间隔一间隙，并使用本专利技术的电压保护材料填满该间隙后形成所述过电压保护层，兼具耐高温、抑制过电压和耐数千次以上的8KV静电冲击的能力；所述的成对的端电极分别覆盖在该陶瓷本体的左右两侧端部上，且分别与所对应的其中一个内电极构成电性连接。本专利技术的低电容层积型芯片变阻器，由于所使用的过电压保护层受到组织结构致密性极佳的所述陶瓷主体完全密封并包覆，因此本专利技术的低电容层积型芯片变阻器在高湿环境或/和高频电路中使用都不会失去防护功能。所述陶瓷主体以低介电材质制成，且不具有微孔结构，可选自硅酸盐玻璃、硅铝酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、铅酸盐玻璃、氧化铝或碳化硅中的一种；所述陶瓷主体的内电极，可选用由钼(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、银(Ag)或镍(Ni)制成。所述陶瓷主体的端电极，可选用由银(Ag)、铜(Cu)或银钯合金制成。本专利技术的又一目的在于提供一种数组式低电容变阻器，其结构与所述低电容变阻器类同，包括陶瓷本体、一对以上相向的内电极、一对端电极和过电压保护层，其中，所述陶瓷主体的每对相向的内电极，设于该陶瓷主体的内层同一平面上,且彼此之间以并排方式布置；每对相向的内电极相互间隔一间隙，并使用本专利技术的电压保护材料填满该间隙后形成所述过电压保护层，兼具耐高温、抑制过电压和耐数千次以上的8KV静电冲击的能力；所述的成对的端电极分别覆盖在该陶瓷本体的左右两侧端部上，且分别与所对应的并排内电极构成电性连接。为简洁说明，本文提及“导体和半导体”是指在组分中同时使用导体和半导体，或仅使用导体和半导体中的一种。附图说明图1为现有技术的变阻器的示意图。图2为图1的变阻器中所使用的过电压保护材料的微观结构示意图。图3为图1的变阻器在A区域的陶瓷主体微观结构示意图。图4为根据本专利技术的低电容变阻器的部分剖面图，显示相向的内电极是在同一平面上且彼此之间间隔一间隙。图5为根据本专利技术的低电容变阻器的部分剖面图，显示相向的内电极不在同一平面上但彼此上下交错间隔一间隙。图6为图4或图5的变阻器所使用的过电压保护材料的微观结构示意图。图7为本专利技术的数组式低电容变阻器的部分剖面图。附图标记10:变阻器11:陶瓷本体12a、12b:表面电极13a、13b:端电极14:间隙15:变阻器16:微米级导体和半导体微粒 17:无机玻璃薄膜18:纳米级导体和半导体微粒19:多孔结构20:过电压保护材料21:高分子材料22:基材23:微米级导体和半导体微粒24:纳米级导体和半导体微粒30:低电容层积型芯片变阻器31:陶瓷本体32a:内电极32b:内电极33a:端电极33b:端电极34:间隙3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过电压保护材料，以多孔陶瓷材料为基材，应用于正负电极间以抑制瞬时突波电压和耐静电冲击，其特征在于，所述过电压保护材料包含10~30wt%多孔陶瓷基材、65~80wt%粒径介于0.1~100μm之间的微米级导体和半导体微粒及5~10wt%粒径介于1~100nm之间的纳米级导体和半导体微粒；且该多孔陶瓷基材的内部布满微细开孔，所述微米级导体和半导体微粒以一级分散均匀散布于该多孔陶瓷基材的内部，所述纳米级导体和半导体微粒以二级分散散布于所述微细开孔之间和一级分散的微米级导体和半导体微粒之间。

【技术特征摘要】
1.一种过电压保护材料，以多孔陶瓷材料为基材，应用于正负电极间以抑制瞬时突波电压和耐静电冲击，其特征在于，所述过电压保护材料包含10 30被％多孔陶瓷基材、65 80wt%粒径介于0.1 100 μ m之间的微米级导体和半导体微粒及5 10wt%粒径介于f IOOnm之间的纳米级导体和半导体微粒；且该多孔陶瓷基材的内部布满微细开孔，所述微米级导体和半导体微粒以一级分散均匀散布于该多孔陶瓷基材的内部，所述纳米级导体和半导体微粒以二级分散散布于所述微细开孔之间和一级分散的微米级导体和半导体微粒之间。2.如权利要求1所述的过电压保护材料，其中，所述多孔陶瓷基材由选自刚玉砂、碳化硅、堇青石、氧化铝、氧化锆或硅酸钙中的一种或一种以上组成。3.如权利要求1或2所述的过电压保护材料，其中，所述微米级和纳米级导体微粒选自钼、钯、钨、金、铝、银、镍、铜或其合金的中的一种或一种以上。4.如权利要求1或2所述的过电压保护材料，其中，所述微米级和纳米级半导体微粒选自氧化锌、氧化钛、氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：连清宏，许鸿宗，
申请(专利权)人：立昌先进科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：