專利名稱：電多層組件的制作方法
電多層組件從出版物DE 10 2004 058 410 Al中已知一種具有ESD保護(hù)元件的電多層組件。本發(fā)明的任務(wù)是，說明一種電多層組件，該電多層組件包括具有低擊穿電壓和低 ESD箝位電壓的ESD保護(hù)組件。該任務(wù)通過按照權(quán)利要求1所述的電多層組件來解決。該電多層組件的有利擴展方案是從屬權(quán)利要求的主題。說明一種電多層組件，所述電多層組件具有帶有至少兩個外電極的基體。所述電多層組件具有至少一個第一內(nèi)電極和至少一個第二內(nèi)電極，它們與各一個外電極導(dǎo)電地連接。內(nèi)電極直接或經(jīng)由多層組件中的貫通接觸部與外電極相連接。所述電多層組件具有至少一個陶瓷的壓敏電阻層。該陶瓷壓敏電阻層至少包括第一內(nèi)電極。所述第一內(nèi)電極優(yōu)選地絕大部分地由陶瓷壓敏電阻層包圍，其中第一內(nèi)電極至少在至其外電極的接觸范圍中是可自由接觸的。在另一實施形式中，第一內(nèi)電極直接被施加在壓敏電阻層上。電多層組件包括至少一個介電層。所述介電層至少被布置在壓敏電阻層和至少一個另外的層之間。優(yōu)選地，該另外的層包括第二內(nèi)電極。在一種實施形式中，第二內(nèi)電極絕大部分地由該另外的層包圍，其中第二內(nèi)電極至少在至其外電極的接觸范圍中是可自由接觸的。在另一實施形式中，第二內(nèi)電極優(yōu)選地直接被施加在該另外的層上。介電層具有至少一個開口。所述開口可以被構(gòu)造為擊穿、凹處或空穴。介電層中的開口優(yōu)選地用半導(dǎo)體材料或金屬來填充。優(yōu)選地，開口完全地被填充。但是在另一實施形式中，在開口的填充物中也存在單個或多個閉合的或開放的空穴。在一種實施形式中，填充介電層中的一個或多個開口所用的半導(dǎo)體材料包括壓敏電阻陶瓷。填充介電層中的開口所用的壓敏電阻陶瓷優(yōu)選地與另外的壓敏電阻層的壓敏電阻陶瓷相同。在另一實施形式中，介電層開口中的壓敏電阻陶瓷不同于壓敏電阻層的陶瓷。在另一實施形式中，半導(dǎo)體材料包括電阻材料。在一種實施形式中，填充介電層的一個或多個開口所用的金屬是優(yōu)選包括銀、鈀、 鉬、銀鈀或其他適當(dāng)?shù)慕饘俚慕饘?。在一種實施形式中，介電層中的開口可以用不同的材料來填充。優(yōu)選地，用相同的材料填充介電層的所有開口。在一種實施形式中，電多層組件的基體包括蓋板組(Deckpaket)，所述蓋板組在厚度方向上向上和向下密封多層組件的基體。蓋板組分別包括至少一個介電層。在一種實施形式中，電多層組件的蓋板組和具有至少一個開口的介電層可以包括相同的材料。在另一實施形式中，也可能的是，蓋板組和介電層包括不同的材料。優(yōu)選地，對于介電層使用氧化鋯(ZrO2)或氧化鋯玻璃復(fù)合物、氧化鋁(AlOx)或氧化鋁玻璃復(fù)合物、氧化錳(MnO)或氧化錳玻璃。但是介電層也可以包括其他適當(dāng)?shù)牟牧?。在一種實施形式中，電多層組件具有單個或多個貫通接觸部、所謂的通孔，利用所述貫通接觸部，電多層組件的單個或所有內(nèi)電極與外電極相連接。在一種實施形式中，電多層組件的外接觸部被構(gòu)造為陣列(行或矩陣布置)。在此情況下，平面網(wǎng)格陣列(LGA )(Land-Gri d-Array )或球狀網(wǎng)格陣列(BGA )(Ba 11 -Gri d-Array ) 是特別合適的。在經(jīng)由陣列(LAG、BGA)接觸電多層組件時，電多層組件的內(nèi)電極優(yōu)選地經(jīng)由貫通接觸部與外接觸部相連接。在電多層組件的一種實施形式中，包括至少一個開口的介電層這樣被構(gòu)造，使得所述介電層與至少兩個相鄰的壓敏電阻層和兩個重疊的內(nèi)電極一起構(gòu)成ESD放電間隙。在另一實施形式中，介電層中的開口用半導(dǎo)體材料或金屬尤其是通過印刷介電層的方法被填充為，使得構(gòu)成本身已知的所謂的鎖位墊(Catch-Pad)。其上可以布置貫通接觸部(通孔)，由此經(jīng)由介電層構(gòu)成獨立式的電極結(jié)構(gòu)。在一個優(yōu)選的實施形式中，電多層組件具有帶有集成ESD保護(hù)組件的壓敏電阻的功能。所述壓敏電阻優(yōu)選地具有小于1 pF的容量。電多層組件的ESD保護(hù)組件優(yōu)選地被構(gòu)造為，使得該ESD保護(hù)組件在1 mA電流時具有小于20 V的ESD擊穿電壓。在施加于電多層組件上的具有8 kV電壓的ESD脈沖的情況下，電多層組件的ESD 保護(hù)組件優(yōu)選地具有小于500 V的ESD箝位電壓。如前所述的電多層組件特別地由于介電層的與壓敏電阻容量串聯(lián)的小容量的布置而具有部件的總?cè)萘康臏p少。電多層組件的箝位電壓由于所述介電層而相對于傳統(tǒng)的多層組件僅少量地被提高。ESD保護(hù)組件的所說明的箝位電壓基本上取決于內(nèi)電極層的間距。通過如前所述的電多層組件的設(shè)計，因此在非常小的容量時達(dá)到小的箝位電壓。通過壓敏電阻層之間的附加電介質(zhì)層顯著減小電多層組件的總?cè)萘?，由此該組件的載流能力和脈沖強度進(jìn)一步得到提高。上述主題根據(jù)下面的圖和實施例進(jìn)一步被闡述。下面所述的附圖不應(yīng)被理解為按正確比例的。更確切地說，示圖可以單獨地被放大、縮小或也可以被失真地示出。互相相同或承擔(dān)相同功能的元件用相同的附圖標(biāo)記來表示。

圖1示出電多層組件的第一實施例的示意結(jié)構(gòu)， 圖2示出電多層組件的另一實施形式，
圖3示出電多層組件的另一實施形式，其中外接觸部被構(gòu)造為球狀網(wǎng)格陣列 (Ball-Grid-Array)，
圖4示出電多層組件的另一實施形式，其中外接觸部被構(gòu)造為平面網(wǎng)格陣列 (Land-Grid-Array)，
圖5示出電多層組件的另一實施形式，其中介電層具有兩個開口， 圖6示出電多層組件的另一實施形式，其在多層組件中示出多個并聯(lián)的ESD區(qū)域， 圖7示出電多層組件的另一實施形式，其中在兩個電極之間布置具有擊穿的多個介電
層，
圖8示出電多層組件的另一實施形式，其中在介電層的背離壓敏電阻層的那側(cè)上在開口的填充物上存在鎖位墊，
圖9示出電多層組件的另一實施形式，其中在介電層的朝向壓敏電阻層的那側(cè)上在開口的填充物上存在鎖位墊。在圖1中示出電多層組件的第一實施形式，該電多層組件包括基體1。在基體1的側(cè)面處布置外電極2、2’，這些外電極與位于基體1內(nèi)部的內(nèi)電極3、4導(dǎo)電連接?；w1具有壓敏電阻層5，該壓敏電阻層5包括第一內(nèi)電極3。第一內(nèi)電極3絕大部分地由壓敏電阻層5包圍。電多層組件具有另外的層7，該另外的層7在所示的實施形式中被構(gòu)造為另外的壓敏電阻層。該另外的層7包括第二內(nèi)電極4，該第二內(nèi)電極絕大部分地由該另外的層7 包圍。在壓敏電阻層5和另外的層7之間布置介電層6，該介電層6具有開口 8。開口 8 用半導(dǎo)體材料或金屬填充。電多層組件的基體1在厚度方向上由蓋板組9、9’封閉，其中蓋板組9、9’優(yōu)選地分別包括至少一個介電層。圖2示出電多層組件的另一實施形式。電多層組件的結(jié)構(gòu)幾乎與圖1中的結(jié)構(gòu)相同，其中第一內(nèi)電極3被施加在壓敏電阻層5的表面上，并且第二內(nèi)電極4被施加在另外的層7的表面上。第一內(nèi)電極布置在壓敏電阻層5和蓋板組9之間。第二內(nèi)電極4布置在另外的層7和另外的第二蓋板組9’之間。圖3示出電多層組件的另一實施形式。該電多層組件具有基體1，在該基體1中布置壓敏電阻層5，在壓敏電阻成5上布置第一內(nèi)電極3。在厚度方向上，第一內(nèi)電極3和壓敏電阻層5向上由第一蓋板組9封閉。在壓敏電阻層5之下布置介電層6，該介電層具有開口 8。開口 8被用半導(dǎo)體材料或金屬填充。在介電層6的下側(cè)布置第二內(nèi)電極4。第一內(nèi)電極3和第二內(nèi)電極4經(jīng)由通孔10與外接觸部2連接。通孔10例如可以如在圖3中所示的那樣是圓柱形的或也可以是截椎形狀的，其中通孔10例如可以在通向外接觸部2的方向上或在通向內(nèi)電極3、4的方向上逐漸變細(xì)。外接觸部在所示的實施形式中被實施為球狀網(wǎng)格陣列。電多層組件的基體1在厚度方向上向下由第二蓋板組9’封閉。在圖4中示出電多層組件的另一實施形式，其與圖3中的實施形式類似，其中介電層6具有兩個開口 8。介電層6在厚度方向上布置在兩個層5、7之間。在所示的實施形式中，兩個層5、7被實施為壓敏電阻陶瓷。電多層組件的外接觸部2、2’在所示的實施形式中被實施為平面網(wǎng)格陣列。通孔例如可以如在圖4中所示的那樣是圓柱形的或者也可以是截椎形狀的，其中通孔例如可以在通向外接觸部2、2’的方向上或在通向內(nèi)電極3、4的方向上逐漸變細(xì)。圖5示出電多層組件的另一實施形式，其與圖1中的實施形式類似。圖5中的介電層6具有兩個開口 8，這些開口用半導(dǎo)體材料或用金屬填充。圖6示出電多層組件的另一實施形式，其中電多層組件具有三個并聯(lián)的ESD保護(hù)元件。ESD保護(hù)元件分別本身在圖2中已經(jīng)詳細(xì)地被描述。這些ESD保護(hù)元件中的每一個均包括第一壓敏電阻層5以及另外的層7。該另外的層7在所示的實施形式中被實施為另外的壓敏電阻層。在壓敏電阻層5和另外的層7之間布置介電層6，該介電層6具有開口 8。開口 8用半導(dǎo)體材料或用金屬填充。這些ESD保護(hù)元件分別具有第一內(nèi)電極3和第二內(nèi)電極4，其中內(nèi)電極3、4被施加在壓敏電阻層5上或另外的層7上。圖7示出電多層組件的另一實施形式。該電多層組件具有帶有蓋板組9、9’的基體1，其中蓋板組9、9’優(yōu)選地包括至少一個介電層。在蓋板組9、9’之間布置壓敏電阻層5 和另外的層7，其中該另外的層7被實施為壓敏電阻層。在壓敏電阻層5和另外的層7之間布置三個介電中間層6，這些介電中間層通過由壓敏電阻陶瓷組成的中間層相互在厚度方向上間隔開。介電層6分別具有開口 8。介電層6的開口 8分別用半導(dǎo)體材料填充以及開口 8，用金屬填充。電多層組件具有內(nèi)電極3、4，該內(nèi)電極3、4與外接觸部2、2’相連接。 第一內(nèi)電極3布置在壓敏電阻層5和蓋板組9之間。第二內(nèi)電極4布置在另外的層7和第二蓋板組9’之間。圖8示出另一實施例，其中類似于圖3和4的實施例，存在基體1、壓敏電阻層5、 第一內(nèi)電極3、第一蓋板組9、具有開口 8的介電層6、第二蓋板組9’、通孔10和外接觸部2、 2’。開口 8用半導(dǎo)體材料或金屬填充，使得構(gòu)成鎖位墊11，其在介電層6的表面上側(cè)向于開口 8地伸展。鎖位墊11在圖8的實施例中位于介電層6的背離壓敏電阻層5的那側(cè)。鎖位墊11例如可以通過以下方式來制造，即開口通過印刷的方法用半導(dǎo)體材料或金屬填充， 使得為填充所使用的材料的一部分構(gòu)成上側(cè)的鎖位墊11。鎖位墊11可以如在圖8中所示的那樣配備有所屬的通孔10并且因此與外接觸部2’導(dǎo)電地連接。鎖位墊11在此情況下可以用作第二內(nèi)電極。代替地可以附加地在與鎖位墊11的導(dǎo)電連接中設(shè)置第二內(nèi)電極。在圖8的實施例中，典型的尺寸例如是介電層6的厚度為1(^111至3(^111、開口 8 的直徑為20 μ m至30 μ m、鎖位墊11的直徑為大約100 μ m、鎖位墊的厚度為3 μ m至5 μ m、 以及通孔10加鎖位墊11的高度為大約50 μ m。通孔10可以例如是圓柱形的或錐狀的。圖9示出另一實施例，其中類似于根據(jù)圖8的實施例，存在基體1、壓敏電阻層5、 第一內(nèi)電極3、第一蓋板組9、具有開口 8的介電層6、第二蓋板組9’、通孔10和外接觸部2、 2’。開口 8用半導(dǎo)體材料或金屬填充，使得構(gòu)成鎖位墊11，其在介電層的表面上側(cè)向于開口 8地伸展。在圖9的實施例中，鎖位墊11位于介電層6的朝向壓敏電阻層5的那側(cè)上。 第二內(nèi)電極4被布置在介電層6的背離壓敏電阻層5的那側(cè)上并且經(jīng)由通孔10與外接觸部2’導(dǎo)電連接。尺寸、尤其是開口 8和鎖位墊11可以對應(yīng)于以上針對圖8的實施例所說明的尺寸。在另一實施形式中，電多層組件包括多個串聯(lián)或并聯(lián)的ESD保護(hù)裝置，這些ESD保護(hù)裝置由具有一個或多個開口的至少一個介電層和至少一個鄰接的壓敏電阻層構(gòu)成。處于本發(fā)明范圍中的是，相互組合所述實施形式的特征以便獲得另外的實施形式。附圖標(biāo)記列表
1基體2、2，外接觸部3第一內(nèi)電極4第二內(nèi)電極5壓敏電阻層6介電層7另外的層8、8，開口9、9，蓋板組10通孔
11鎖位墊
權(quán)利要求
1.電多層組件，具有-帶有外電極(2，2’)的基體(1)，-內(nèi)電極(3，4)，所述內(nèi)電極與各一個外電極(2，2’)導(dǎo)電地連接， -陶瓷壓敏電阻層(5)，其配備有內(nèi)電極之一(3)，和 -與壓敏電阻層(5)鄰接的介電層(6)， -其中內(nèi)電極(3，4)布置在介電層(6)的彼此相對的側(cè)上，和 -其中介電層(6)具有至少一個開口(8)，所述開口用半導(dǎo)體材料或金屬填充，使得所述半導(dǎo)體材料或金屬鄰接壓敏電阻層(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電多層組件，其中開口(8)用半導(dǎo)體材料填充，所述半導(dǎo)體材料包括壓敏電阻陶瓷或電阻材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電多層組件，其中開口(8)用金屬填充，所述金屬包括Ag、Pd、Pt或AgPd。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的電多層組件，其中在介電層(6)的背離壓敏電阻層(5)的那側(cè)上布置另外的層(7)，所述另外的層被構(gòu)造為陶瓷壓敏電阻層并且配備有內(nèi)電極之一(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的電多層組件，其中介電層(6)包括&02、ZrO2玻璃復(fù)合物、A10x、AlOx玻璃、MnO或MnO玻璃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的電多層組件，其中基體(1)具有蓋板組(9，9’)，所述蓋板組分別包括至少一個另外的介電層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的電多層組件，其中內(nèi)電極(3，4)經(jīng)由通孔(10)與外接觸部(2，2’)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的電多層組件，其中外接觸部(2，2’)被構(gòu)造為平面網(wǎng)格陣列(LGA)或球狀網(wǎng)格陣列(BGA)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的電多層組件，其中介電層(6)被構(gòu)造為，使得所述介電層與至少兩個相鄰的壓敏電阻層(5)和兩個重疊的內(nèi)電極(2，3 ) —起構(gòu)成ESD放電間隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的電多層組件，所述電多層組件具有帶有集成ESD保護(hù)組件的壓敏電阻的功能。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的電多層組件，所述電多層組件具有小于1PF的容量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的電多層組件，所述電多層組件在1mA電流時具有小于20 V的ESD擊穿電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的電多層組件，所述電多層組件在具有8kV電壓的 ESD脈沖時具有小于500 V的ESD箝位電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13之一所述的電多層組件，其中介電層(6)中的開口(8)用半導(dǎo)體材料或金屬填充，使得構(gòu)成鎖位墊(11)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電多層組件，其中鎖位墊(11)配備有通孔(10)。
全文摘要
電多層組件具有帶有外電極(2，2’)和內(nèi)電極(3，4)的基體(1)以及配備有第一內(nèi)電極(3)的陶瓷壓敏電阻層(5)和與壓敏電阻層(5)鄰接的介電層(6)。介電層(6)具有至少一個開口(8)，所述開口被填充有半導(dǎo)體材料或金屬。
文檔編號H01C7/18GK102308341SQ201080006488
公開日2012年1月4日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日
發(fā)明者克倫 G., 皮爾斯廷格 T., 費希廷格 T. 申請人:埃普科斯股份有限公司