專利名稱：一種片式過壓保護器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及片式電子元器件，特別是一種片式過壓保護器及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前常見的過壓保護器有氣體放電管、壓敏電阻器、TVS 二極管及聚合物保護器。氣體放電管一般采用陶瓷作為封裝外殼，放電管內(nèi)充滿電氣性能穩(wěn)定的惰性氣 體，放電管的電極一般有兩個、三個和五個電極三種結(jié)構(gòu)。當外加電壓達到極間場強并超 過惰性氣體的絕緣強度時，兩極間就會產(chǎn)生電弧，實行放電。氣體放電管具備寄生電容小 (lpF-5pF)、殘壓低等優(yōu)點，但響應(yīng)時間較慢(為80ns左右)，且有續(xù)流，安全系數(shù)不高。壓敏電阻是一種多層陶瓷結(jié)構(gòu)，以氧化鋅為主要成份的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性 的限壓型電阻。當施加于壓敏電阻兩端電壓大于壓敏電壓時，壓敏電阻器的電阻急劇下降 呈低阻狀態(tài)，從而把電荷快速導(dǎo)走。壓敏電阻具備殘壓低、響應(yīng)時間快(為25ns左右)、無 續(xù)流等優(yōu)點，但有泄漏電流、寄生電容大(> 5pF)，不利于對高頻電子線路的保護。TVS 二極管具備極快的響應(yīng)時間，但體積較大，不利于集成電路的使用，且價格較
蟲
貝ο聚合物保護器具備較低的漏電電流(< IuA)和電容(< 0. 5pF)等優(yōu)點，但高分 子材料受溫度影響較大，容易老化，抗沖擊能力較弱。上述幾類產(chǎn)品均存在體積大、結(jié)構(gòu)及制備工藝復(fù)雜等特點，且性能方面均存在有 一定的不足。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的的目的在于提供一種片式過壓保護器，其不僅體積小、 結(jié)構(gòu)簡單，且具備響應(yīng)時間快、殘壓低、無續(xù)流、寄生電容小等優(yōu)點。本發(fā)明的另一個目的是提供上述片式過壓保護器的制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種片式過壓保護器，其特征在于包括陶瓷基片， 該陶瓷基片背面設(shè)有背電極；正面由內(nèi)到外依次設(shè)有通過真空濺射方法形成的導(dǎo)電薄膜 層、采用陶瓷靶材及真空濺射或真空鍍膜方法形成的過壓保護體、覆蓋過壓保護體及部分 導(dǎo)電薄膜層的表層保護層；陶瓷基片兩端側(cè)面通過真空濺射方法形成側(cè)導(dǎo)電極。所述的導(dǎo)電薄膜層分別設(shè)于陶瓷基片正面兩端，兩導(dǎo)電薄膜層大小一致且對稱， 并相距一定縫隙，其材質(zhì)為銀或銅。所述的過壓保護體設(shè)于導(dǎo)電薄膜層之間的縫隙，且與部分導(dǎo)電薄膜層相結(jié)合，所 述的陶瓷靶材為以氧化鋅為主要成份的金屬氧化物或含多種氧化物的陶瓷靶材。所述的表層保護層采用低溫環(huán)氧樹脂材料。所述的側(cè)導(dǎo)電極為鎳鉻質(zhì)電極。上述片式過壓保護器的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)在陶瓷基片背面兩端印刷上一層導(dǎo)電銀漿，經(jīng)高溫燒結(jié)后形成背電極；
(2)采用真空濺射技術(shù)，在基片正面兩端形成導(dǎo)電薄膜層；(3)采用真空濺射或真空鍍膜技術(shù)，在兩導(dǎo)電薄膜層之間的縫隙上形成過壓保護 體，且該過壓保護體分別與兩側(cè)的部分導(dǎo)電薄膜層相結(jié)合；(4)采用表層保護層將過壓保護體及部分導(dǎo)電薄膜層覆蓋；(5)采用真空濺射技術(shù)，在產(chǎn)品兩端側(cè)面形成側(cè)導(dǎo)電極。本發(fā)明所得的片式過壓保護器不僅體積小、結(jié)構(gòu)簡單，且具備響應(yīng)時間快 (15-25ns)、殘壓低、無續(xù)流、寄生電容小(一般可作到l_5pF)等特點，可適用于集成電路及 印制電路，并符合元器件微、薄型化發(fā)展方向。


圖1-圖6分別是本發(fā)明片式過壓保護器的制備過程中各步驟制得的產(chǎn)品示意 圖；圖7是本發(fā)明片式過壓保護器的剖面圖；圖8是本發(fā)明的陶瓷基片的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于所述特定例子。如圖7所示，本發(fā)明是一種片式過壓保護器，包括陶瓷基片1，該陶瓷基片1背面設(shè) 有背電極2 ；正面由內(nèi)到外依次設(shè)有通過真空濺射方法形成的導(dǎo)電薄膜層4、采用陶瓷靶 材及真空濺射或真空鍍膜方法形成的過壓保護體6、覆蓋過壓保護體6及部分導(dǎo)電薄膜層4 的表層保護層7 ；陶瓷基片1兩端側(cè)面通過真空濺射方法形成側(cè)導(dǎo)電極8。其中，導(dǎo)電薄膜層4分別設(shè)于陶瓷基片1正面兩端，兩導(dǎo)電薄膜層4大小一致且對 稱，并相距一定縫隙，其材質(zhì)為銀或銅；過壓保護體6設(shè)于導(dǎo)電薄膜層4之間的縫隙，且與部 分導(dǎo)電薄膜層4相結(jié)合，所述的陶瓷靶材為以氧化鋅為主要成份的金屬氧化物或含多種氧 化物的陶瓷靶材；表層保護層7采用低溫環(huán)氧樹脂材料；所述的側(cè)導(dǎo)電極8為鎳鉻質(zhì)電極。本發(fā)明片式過壓保護器制造方法，具體包括以下步驟步驟一準備如圖8所示的陶瓷基片，正面設(shè)有縱向劃槽10和橫向劃槽9。背電極印刷，如圖1所示。在陶瓷基片非劃槽面的每個單元上用絲網(wǎng)印刷的方式 印刷導(dǎo)電銀漿料形成背電極2，經(jīng)高溫燒結(jié)(溫度在800-850°C )后形成；步驟二 在陶瓷基片劃槽面的每個單元上印刷第一掩膜層，如圖2所示。在步驟三 的正面導(dǎo)電薄膜層4形成之前，先印刷上一層掩膜層將非導(dǎo)電薄膜層的區(qū)域遮蓋住，經(jīng)干 燥后形成第一掩膜層3。所用的材料為水溶性掩膜漿；步驟三正面導(dǎo)電薄膜層形成，如圖3所示。采用真空濺射技術(shù)，在步驟二的非掩 膜印刷區(qū)域形成導(dǎo)電薄膜層4，兩導(dǎo)電薄膜層4大小一致且對稱，并相距一定縫隙，所用的 材料為銀靶或銅靶；一般的，真空濺射時所用的真空度為8. 0E-3Pa 10. 0E_3Pa、功率約為 0. 6KW、時間約為20min，可根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計要求而調(diào)整；步驟四第一掩膜層清洗，在步驟三完成后，通過純水浸泡及沖洗，將第一掩膜層 3清洗掉，并確保無掩膜層殘留，然后將產(chǎn)品干燥一遍；步驟五第二掩膜層印刷，如圖4所示。印刷上一層掩膜層將非過壓保護體的區(qū)域遮蓋住，經(jīng)干燥后形成第二掩膜層5 ；步驟六過壓保護體形成，如圖5所示。采用真空濺射或真空鍍膜技術(shù)，在兩導(dǎo)電 薄膜層4之間的縫隙區(qū)域形成過壓保護體6，其中過壓保護體6與部分正面導(dǎo)電薄膜層4相 結(jié)合。過壓保護體6所用的材料為以氧化鋅為主要成份的金屬氧化物或含多種氧化物的陶 瓷靶材；一般的，濺射或鍍膜時所用的真空度為8. 0E-3Pa 10. 0E_3Pa、功率約為0. 6KW、時 間約為30min，可根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計要求而調(diào)整；步驟七第二掩膜層清洗，在步驟六完成后，通過純水浸泡及沖洗，將第二掩膜層 5清洗掉，并確保無掩膜層殘留，然后將產(chǎn)品干燥一遍；步驟八表層保護印刷，如圖6所示。采用低溫環(huán)氧樹脂漿印刷表層保護層7，使 之完整的覆蓋過壓保護體6及導(dǎo)電薄膜層4的一部分，并經(jīng)165°C 220°C的低溫固化；步驟九利用陶瓷基片1本身的橫向劃槽9將基片折成條狀；步驟十在條狀產(chǎn)品的端面上濺射上鎳鉻(Ni-Cr)電極材料，形成如圖7所示的端 電極8 ；一般的，濺射時所用的真空度為8. 0E-3Pa 10. 0E_3Pa、功率約為0. 6KW、濺射時間 約為20min，可根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計要求而調(diào)整；步驟十一利用陶瓷基片1本身的縱向劃槽10，將條狀產(chǎn)品折裂成單個小單元；步驟十二 將小單元的產(chǎn)品經(jīng)過電鍍，在端電極8的表面形成兩層鍍層，起到耐焊 和可焊的目的；步驟十三性能測試、包裝、入庫。
權(quán)利要求
一種片式過壓保護器，其特征在于包括陶瓷基片，該陶瓷基片背面設(shè)有背電極；正面由內(nèi)到外依次設(shè)有通過真空濺射方法形成的導(dǎo)電薄膜層、采用陶瓷靶材及真空濺射或真空鍍膜方法形成的過壓保護體、覆蓋過壓保護體及部分導(dǎo)電薄膜層的表層保護層；陶瓷基片兩端側(cè)面通過真空濺射方法形成側(cè)導(dǎo)電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片式過壓保護器，其特征在于所述的導(dǎo)電薄膜層分別設(shè)于 陶瓷基片正面兩端，兩導(dǎo)電薄膜層大小一致且對稱，并相距一定縫隙，其材質(zhì)為銀或銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片式過壓保護器，其特征在于所述的過壓保護體設(shè)于導(dǎo)電 薄膜層之間的縫隙，且與部分導(dǎo)電薄膜層相結(jié)合，所述的陶瓷靶材為以氧化鋅為主要成份 的金屬氧化物或含多種氧化物的陶瓷靶材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片式過壓保護器，其特征在于所述的表層保護層采用低溫 環(huán)氧樹脂材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片式過壓保護器，其特征在于所述的側(cè)導(dǎo)電極為鎳鉻質(zhì)電極。
6.權(quán)利要求1所述片式過壓保護器的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)在陶瓷基片背面兩端印刷上一層導(dǎo)電銀漿，經(jīng)高溫燒結(jié)后形成背電極；(2)采用真空濺射技術(shù)，在基片正面兩端形成導(dǎo)電薄膜層；(3)采用真空濺射或真空鍍膜技術(shù)，在兩導(dǎo)電薄膜層之間的縫隙上形成過壓保護體，且 該過壓保護體分別與兩側(cè)的部分導(dǎo)電薄膜層相結(jié)合；(4)采用表層保護層將過壓保護體及部分導(dǎo)電薄膜層覆蓋；(5)采用真空濺射技術(shù)，在產(chǎn)品兩端側(cè)面形成側(cè)導(dǎo)電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的片式過壓保護器的制備方法，其特征在于所述步驟(2)采 用真空濺射技術(shù)，材料為銀靶或銅靶；步驟(3)中采用真空濺射或真空鍍膜技術(shù)，材料為以 氧化鋅為主要成份的金屬氧化物或含多種氧化物的陶瓷靶材；步驟(4)中表層保護層采用 低溫環(huán)氧樹脂材料；步驟(5)中采用真空濺射技術(shù)，材料為鎳鉻靶材。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的片式過壓保護器的制備方法，其特征在于所述步驟(2)的 導(dǎo)電薄膜層形成之前，印刷第一掩膜層將非導(dǎo)電薄膜層的區(qū)域遮蓋住，在導(dǎo)電薄膜層形成 之后，將第一掩膜層清洗干凈；在步驟(3)的過壓保護體形成之前，印刷第二掩膜層將非過 壓保護體的區(qū)域遮蓋?。贿^壓保護體形成之后，將第二掩膜層清洗干凈。全文摘要
本發(fā)明公開了一種片式過壓保護器及其制備方法，其包括陶瓷基片，該陶瓷基片背面設(shè)有背電極；正面由內(nèi)到外依次設(shè)有通過真空濺射方法形成的導(dǎo)電薄膜層、采用陶瓷靶材及真空濺射或真空鍍膜方法形成的過壓保護體、覆蓋過壓保護體及部分導(dǎo)電薄膜層的表層保護層；陶瓷基片兩端側(cè)面通過真空濺射方法形成側(cè)導(dǎo)電極。本發(fā)明所得的片式過壓保護器不僅體積小、結(jié)構(gòu)簡單，且具備響應(yīng)時間快(15-25ns)、殘壓低、無續(xù)流、寄生電容小(一般可作到1-5pF)等特點，可適用于集成電路及印制電路，并符合元器件微、薄型化發(fā)展方向。
文檔編號H01C7/12GK101950645SQ20101026519
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者蘭昌云, 張遠生, 李國貴, 楊曉平, 楊理強, 鄧進甫 申請人:廣東風華高新科技股份有限公司