專利名稱：：貼片式高分子基esd防護(hù)器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一種貼片式高分子基ESD防護(hù)器件及其制造方法，涉及一種高分子基靜電放電抑制器，用于高頻電路壓敏元件靜電防護(hù)。技術(shù)背景隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代通訊設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的速率越來越快，功能越來越強大，所采用的高端芯片對過電壓極為敏感，但這類器件的耐受電壓沖擊的能力提升有限，這類設(shè)備的造價越來越高。在使用過程中由于接觸、離開、摩擦等極易產(chǎn)生靜電荷積累，在特定條件下這些設(shè)備的1/0端口處極易發(fā)生靜電放電(ESD)，受到靜電放電的危害，輕則損傷器件，影響設(shè)備的使用，重則器件發(fā)生永久性損毀，設(shè)備報廢。這就要求有一種靜電抑制器，能把靜電放電產(chǎn)生的強烈靜電脈沖通過靜電抑制器導(dǎo)入地面，從而把設(shè)備的對電壓敏感的高端器件有效的保護(hù)起來。而現(xiàn)有的一些過電壓保護(hù)元件雖然也能夠防護(hù)靜電放電(ESD)危害，但這些器件本身的固有電容為數(shù)十皮法或者更高的數(shù)量級，當(dāng)這些器件防護(hù)高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備端口時，由于過高的固有電容從而使高速數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生數(shù)據(jù)失真或丟失等問題。這就迫切需要我們制造一種靜電防護(hù)元器件，其固有電容為幾皮法甚至更低的數(shù)值，能有效的處理ESD瞬變時產(chǎn)生的高電流，而不影響高頻電路信號的傳輸。以介電性能很好的高分子基體為粘結(jié)劑，將導(dǎo)體離子，半導(dǎo)體離子及絕緣離子有效的粘結(jié)組合可制備一種高分子基ESD防護(hù)器件，由于采用的離子足夠小，那么就能把這類器件的固有電容降致很低，通常為lpf以下，從而滿足對高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的ESD防護(hù)。近些年世界上一些頂級電子防護(hù)元器件制造廠商紛紛研究開發(fā)這種產(chǎn)品。其中較有名的廠商包括Raychem、Co卯er、Littelfuse、聚鼎等等，它們相繼推出了自己的貼片式高分子基ESD防護(hù)器件。目前可以做到0402,甚至在一個元件里面集成2路、4路等多路保護(hù)線路。而器件本身的固有電容做到lpf以下。器件能夠根據(jù)不同的需要把靜電脈沖鉗位到數(shù)百伏至數(shù)十伏等不同的范圍。而器件所能承受的ESD脈沖浪涌的能力能夠滿足IEC61000-4-2的標(biāo)準(zhǔn)，器件經(jīng)受數(shù)十至數(shù)千次的浪涌沖擊，依然具有靜電防護(hù)功能。高分子基ESD防護(hù)器件常被設(shè)計成貼片式器件。這類器件與被保護(hù)電路成并聯(lián)關(guān)系。正常工作電壓下為高阻態(tài)、斷路狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生靜電放電時，由于量子隧穿效應(yīng)ESD防護(hù)器件在極短的時間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，把靜電流導(dǎo)向地面。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種貼片式高分子基ESD防護(hù)器件，器件具有電容低、能有效用作高頻電路元器件的靜電保護(hù)。本發(fā)明又一所要解決的技術(shù)問題在于提供一種上述貼片式高分子基ESD防護(hù)器件的制造方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種貼片式高分子基ESD防護(hù)器件，包括基板、內(nèi)電極、芯材，端部設(shè)有端電極、外側(cè)由包封材料包封，其中，所述的內(nèi)電極開設(shè)有電極槽，內(nèi)電極上根據(jù)設(shè)計圖形涂覆有芯材漿料，且該芯材漿料填充于電極槽內(nèi)。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的內(nèi)電極為十字型內(nèi)電極，電極槽位于內(nèi)電極的中部，為"〉_〈"型電極槽，采用這種特殊的鋸齒形電極槽是本發(fā)明的一大特點，以此電極槽實現(xiàn)器件的多路循環(huán)保護(hù)，是同類產(chǎn)品中所尚未有過的。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的內(nèi)電極為直線型內(nèi)電極，電極槽位于內(nèi)電極的中部，為一條直線型電極槽。所述的電極槽槽寬為220密耳。所述的芯材漿料中各組份含量按質(zhì)量百分比(％)計為高分子粘合劑3050導(dǎo)體粒子4060半導(dǎo)體粒子220絕緣粒子0.15。其中，所述的高分子粘合劑為有機(jī)硅樹酯、環(huán)氧樹酯、橡膠中的一種或其組合。高分子粘合劑在芯材中的質(zhì)量百分比具體可以是:30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50%，但不限于此。所述的導(dǎo)體粒子為鋁粉，粒徑為0.130微米，也可以用鎳粉、羰基鎳、鋁粉、銀粉中的一種或其組合物，或鋁粉與上述的組合物。導(dǎo)體粒子在芯材中的質(zhì)量百分比具體可以是40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60%,但不限于此；粒徑具體可以是O.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1、2、3、5、8、10、15、20、25、30微米。所述的半導(dǎo)體粒子為氧化鋅、鈦酸鋇、碳化硅中的一種或其組合，粒徑為1、20微米。半導(dǎo)體粒子在芯材中的質(zhì)量百分比具體可以是2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20%,但不限于此；粒徑具體可以是l、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、5.5、6、7、8、10、12、15、18、20微米，或選用納米級的粒子。所述的絕緣粒子為二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂中的一種或其組合，粒徑為0.110微米。絕緣粒子在芯材中的質(zhì)量百分比具體可以是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、3、4、5%，但不限于此；粒徑具體可以是O.1、0.2、0.3、0.5、0.8、1、2、3、5、6、7、8、IO微米，或選用納米級的粒子。芯材漿料中的功能填料包括高分子、金屬及無機(jī)陶瓷復(fù)合材料，它們具有良好的壓敏特性，是研究開發(fā)這類器件的重要步驟。所述的基板為陶瓷基板，如AL03電子陶瓷，或環(huán)氧樹脂基板。針對上述貼片式高分子基ESD防護(hù)器件的制造方法，其步驟包括第一步在基板上的內(nèi)電極上預(yù)先設(shè)計圖形；第二步在內(nèi)電極上刻劃電極槽；第三步在預(yù)先設(shè)計的圖形上印刷芯材槳料，固化芯材；第四步印刷包封層漿料，固化包封層；第五步劃片，制成成品。在上述方案的基礎(chǔ)上，第三步中的芯材漿料制備包括在高速攪拌下將絕緣粒子，半導(dǎo)體粒子，導(dǎo)體粒子預(yù)混，干燥，得到混合粉末；再將得到的粉末在三輥機(jī)上與高分子粘結(jié)劑充分混勻。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用鋁粉作為導(dǎo)電粒子，粒徑更小，半導(dǎo)體粒子和絕緣粒子粒徑均采用粒徑更小，可在添加較少高分子粘結(jié)劑條件下獲得更高電阻，器件漏電流更小。采用新的開槽工藝可獲得更小的電極間距，從而獲得更低的轉(zhuǎn)折電壓，采用特殊的鋸齒形電極槽可實現(xiàn)器件的多路保護(hù)。圖1為本發(fā)明貼片式高分子基ESD防護(hù)器件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明貼片式高分子基ESD防護(hù)器件又一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明高分子基ESD防護(hù)器件芯材的微觀形態(tài)示意圖。圖4為本發(fā)明貼片式高分子基ESD防護(hù)器件的工藝流程圖。附圖中標(biāo)號說明2—芯材31，31'—電極槽5—導(dǎo)體粒子7—高分子粘結(jié)劑9一涂覆區(qū)域1—基板3，3'—內(nèi)電極4一端電極6—半導(dǎo)體粒子8—絕緣粒子具體實施方式實施例1請參閱圖1為本發(fā)明貼片式高分子基ESD防護(hù)器件的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明高分子基ESD防護(hù)器件芯材的微觀形態(tài)示意圖，如圖l，一種貼片式高分子基ESD防護(hù)器件，包括基板l、內(nèi)電極3、芯材2，端部設(shè)有端電極4、外側(cè)由包封材料包封，其中，所述的內(nèi)電極3為銅電極，其上開設(shè)有電極槽31，內(nèi)電極3上根據(jù)設(shè)計圖形在涂覆區(qū)域9內(nèi)涂覆有芯材漿料，且該芯材漿料填充于電極槽31內(nèi)，固化后成為芯材2。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的內(nèi)電極3為直線型內(nèi)電極，電極槽31位于內(nèi)電極3的中部，為一條直線型電極槽31，電極槽31槽寬為220密耳。如圖3，芯材槳料配方包括高分子粘合劑7，導(dǎo)體粒子5，半導(dǎo)體粒6，絕緣粒子8。具體的，所述的芯材漿料中各組份含量按質(zhì)量百分比％如表1所示表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>其中，所述的鋁粉粒徑為0.130微米；碳化硅粒徑為120微米，或選用納米級粒子；二氧化硅粒徑為0.110微米，或選用納米級的粒子。所述的基板1為A1A陶瓷基板。請參閱圖4為本發(fā)明貼片式高分子基ESD防護(hù)器件的工藝流程圖，針對上述貼片式高分子基ESD防護(hù)器件的制造方法，其步驟包括-第一步在基板1上的內(nèi)電極3上預(yù)先設(shè)計圖形；第二步在內(nèi)電極3上刻劃電極槽31;第三步在預(yù)先設(shè)計的圖形上印刷芯材槳料，固化芯材2;第四步印刷包封層漿料，固化包封層；第五步劃片，制成成品。在上述方案的基礎(chǔ)上，第三步中的芯材漿料制備包括在高速攪拌下將絕緣粒子，半導(dǎo)體粒子，導(dǎo)體粒子預(yù)混，干燥，得到混合粉末；再將得到的粉末在三輥機(jī)上與高分子粘結(jié)劑充分混勻。實施例2其他均與實施例1相同，只是內(nèi)電極和電極槽結(jié)構(gòu)不同，請參閱圖2為本發(fā)明貼片式高分子基ESD防護(hù)器件又一的結(jié)構(gòu)示意圖，一種貼片式高分子基ESD防護(hù)器件，包括基板l、內(nèi)電極3'、芯材，端部設(shè)有端電極4，所述的內(nèi)電極3'為十字型內(nèi)電極3'，具有M、N、P、0四個區(qū)域，電極槽31'位于十字型內(nèi)電極3'的中部，為一條"〉-〈"型電極槽31'，電極槽31'槽寬為220密耳。該特殊鋸齒型的"〉-<"型電極槽31，可實現(xiàn)內(nèi)電極MN、M0、MP、N0、NP五路保護(hù)。權(quán)利要求1、一種貼片式高分子基ESD防護(hù)器件，包括基板、內(nèi)電極、芯材，端部設(shè)有端電極、外側(cè)由包封材料包封，其特征在于所述的內(nèi)電極上開設(shè)有電極槽，內(nèi)電極上根據(jù)設(shè)計圖形涂覆有芯材漿料，且該芯材漿料填充于電極槽內(nèi)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片式高分子基ESD防護(hù)器件，其特征在于所述的內(nèi)電極為十字型內(nèi)電極，電極槽位于內(nèi)電極的中部，為"〉-<"型電極槽。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片式高分子基ESD防護(hù)器件，其特征在于所述的內(nèi)電極為直線型內(nèi)電極，電極槽位于內(nèi)電極的中部，為一條直線型電極槽。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的貼片式高分子基ESD防護(hù)器件，其特征在于所述的電極槽槽寬為220密耳。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的貼片式高分子基ESD防護(hù)器件，其特征在于所述的芯材漿料中各組份含量按質(zhì)量百分比％為高分子粘合劑3050導(dǎo)體粒子4060半導(dǎo)體粒子220絕緣粒子0.15。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的貼片式高分子基ESD防護(hù)器件，其特征在于所述的高分子粘合劑為有機(jī)硅樹酯、環(huán)氧樹酯、橡膠中的一種或其組合；.所述的導(dǎo)體粒子為鎳粉、羰基鎳、鋁粉、銀粉中的一種或其組合物，粒徑為O.130微米；所述的半導(dǎo)體粒子為氧化鋅、鈦酸鋇、碳化硅中的一種或其組合，粒徑為120微米，或選用納米級粒子；所述的絕緣粒子為二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂中的一種或其組合，粒徑為O.110微米，或選用納米級的粒子。7、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的貼片式高分子基ESD防護(hù)器件，其特征在于所述的基板為陶瓷基板或環(huán)氧樹脂基板。8、針對權(quán)利要求1所述的貼片式高分子基ESD防護(hù)器件的制造方法，其步驟包括第一步在基板上的內(nèi)電極上預(yù)先設(shè)計圖形；第二步在內(nèi)電極上刻劃電極槽；第三步在預(yù)先設(shè)計的圖形上印刷芯材漿料，固化芯材；第四步印刷包封層漿料，固化包封層；第五步劃片，制成成品。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的貼片式高分子基ESD防護(hù)器件的制造方法，第三步中的芯材漿料制備包括在高速攪拌下將絕緣粒子，半導(dǎo)體粒子，導(dǎo)體粒子預(yù)混，干燥，得到混合粉末；再將得到的粉末在三輥機(jī)上與高分子粘結(jié)劑充分混勻。全文摘要本發(fā)明涉及一種貼片式高分子基ESD防護(hù)器件及其制造方法，所述ESD防護(hù)器件包括基板、內(nèi)電極、芯材，端部設(shè)有端電極、外側(cè)由包封材料包封，所述的內(nèi)電極上開設(shè)有電極槽，內(nèi)電極上根據(jù)設(shè)計圖形涂覆有芯材漿料，且該芯材漿料填充于電極槽內(nèi)。制造方法包括在基板上的內(nèi)電極上預(yù)先設(shè)計圖形；在內(nèi)電極上刻劃電極槽；在預(yù)先設(shè)計的圖形上印刷芯材漿料，固化芯材；印刷包封層漿料，固化包封層；劃片，制成成品。優(yōu)點是采用鋁粉作為導(dǎo)電粒子，粒徑更小，半導(dǎo)體粒子和絕緣粒子均采用更小的粒徑，可在較低高分子粘結(jié)劑條件下獲得更高電阻，器件漏電流更小。更小的電極槽寬，可獲得更低的轉(zhuǎn)折電壓，采用特殊的鋸齒形電極槽可實現(xiàn)器件的多路保護(hù)。文檔編號H01C7/12GK101221847SQ20071017226公開日2008年7月16日申請日期2007年12月13日優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日發(fā)明者偉劉,劉玉堂,張樹旺,江李,軍王,錢朝勇申請人:上海長園維安電子線路保護(hù)股份有限公司