專利名稱：靜電保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及對靜電產(chǎn)生的過電壓保護(hù)的電路保護(hù)元件---靜電保護(hù)器，還涉及該靜電保護(hù)器的制作方法。
背景技術(shù)：
靜電位差是因?yàn)閮蓚€(gè)不良導(dǎo)體的摩擦，使電子從ー個(gè)不良導(dǎo)體向另ー不良導(dǎo)體遷移而產(chǎn)生，其電壓可達(dá)數(shù)千伏。當(dāng)所產(chǎn)生的靜電對電壓敏感的電子元器件放電時(shí)，可導(dǎo)致電子元器件的損壞。毎年因?yàn)殪o電而損壞的電子元器件很多，IEC為此專門制定了IEC61000-4-2的國際標(biāo)準(zhǔn)，來規(guī)定對靜電放電及其防護(hù)等級(jí)的測試。所規(guī)定的接觸放電電壓等級(jí)有2，4，6，SkV四個(gè)等級(jí)，峰值電流達(dá)30A，電流躍升的時(shí)間為0.7_lns。本實(shí)用新型的靜電保護(hù)器件，是為了滿足IEC61000-4-2所規(guī)定的防護(hù)要求而開發(fā)的。靜電放電保護(hù)器有多種類型，其中ー種是通過在兩個(gè)很接近的電極間填充高分子的壓敏材料來實(shí)現(xiàn)，該高分子的壓敏材料的阻值隨電壓的變化而變化。當(dāng)靜電保護(hù)器中與輸入端連接的一個(gè)電極與高壓靜電源接觸，從而與另ー接地的電極間形成高電位差時(shí)，高分子壓敏材料從高電阻態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娮钁B(tài)，將靜電能量導(dǎo)入地，從而保護(hù)了與輸入端相連接的其他元器件。有眾多的專利展示了這樣的靜電放電保護(hù)器件，其不同的地方只是電極形狀、支撐和密封結(jié)構(gòu)，及材料的制作。美國專利5，974，661掲示了ー種用PCB為基材，用電鍍和蝕刻的方法制作電極，用高分子材料與導(dǎo)電顆粒制作壓敏材料，用高分子材料覆蓋于壓敏材料上，形成保護(hù)層。美國專利6，023，028也是用類似的方法和材料，制作類似的防靜電保護(hù)器。美國專利7，612，976掲示了ー種用PCB為材料，用多層結(jié)構(gòu)制作防靜電保護(hù)器的方法，其電極對的形狀與US5，974，661和US6，023，028中描述的電件對相似，均為端頭以平面相對，在相對端頭之間的窄縫中填有高分子的壓敏材料；不同的是電極對的上下分別有鉆有圓孔的PCB層和密封的PCB層，將變阻的高分子材料密封于圓柱體的空間內(nèi)。中國專利CN 101079342B所掲示的器件與US7，612，976相似，也是用ー對端頭相對并且之間有窄縫分開的電極，在窄縫中加鉆圓孔，在圓孔中填充高分子壓敏材料來形成間隙放電的結(jié)構(gòu)。與US7，612，976不同的是用雙層電極對而不是用單層。中國專利CN101221847所掲示的器件，與US5, 974，661及US6, 023, 028基本一致，也是用相対的電極對在端頭上形成間隙，而在間隙中填充高分子壓敏材料來達(dá)到釋放靜電的目的，所不同的是用十字形的兩對電扱。上述的已經(jīng)公開的專利技術(shù)，均用端頭相對并且之間形成窄縫的電極對，來形成放電的電極對，窄縫的長度，受器件寬度和密封材料所占據(jù)的寬度的限制，由于放電的電流可達(dá)30A，在較短的窄縫間的電流密度會(huì)相對較大，電極的端面會(huì)容易被燒蝕，使窄縫逐步變寬，從而使觸發(fā)電壓上升，甚至在較低的靜電電壓下，器件不觸發(fā)，影響器件對低電壓靜電的防護(hù)能力。在電極間放電來釋放靜電， 間隙的大小決定了觸發(fā)電壓的高低，間隙越小，觸發(fā)電壓越低，對電路的保護(hù)范圍越大。中國專利CN101079342所用的間隙是0.1mm (100微米)，間隙嫌過大，導(dǎo)致器件對低電壓靜電的防護(hù)能力差。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的第一個(gè)目的是提供采用側(cè)面相對的電極對并且側(cè)面之間形成的間隔縫隙在10-50Mffl的靜電保護(hù)器，該縫隙是由沿基板的長度方向延伸的兩條平行耦合電極部在相對的側(cè)面之間形成的，這樣能夠充分利用器件的長度來降低間隔縫隙在釋放靜電時(shí)的電流密度，延長電極的放電壽命，同時(shí)10-50Mm的間隔縫隙保證了較低的電壓觸發(fā)的要求，使得器件對低電壓靜電具有較好的防護(hù)能力。本實(shí)用新型的第二個(gè)目的是提供加工上述靜電保護(hù)器的制作方法。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:本實(shí)用新型首先涉及ー種靜電保護(hù)器，包括絕緣的基板，該基板的長度大于寬度；ー對間隔設(shè)置在所述基板的上表面上的電極，每個(gè)所述電極均具有沿所述基板的長度方向延伸的耦合電極部，ー對所述電極的耦合電極部相互平行設(shè)置，并沿著所述基板的寬度方向間隔排列，該ー對電極的I禹合電極部具有沿所述基板的長度方向延伸并且相正對的側(cè)面，該相正對的側(cè)面之間形成寬度10-50Mffl的縫隙；能夠在高電壓下呈導(dǎo)通狀態(tài)并能夠在低電壓下呈絕緣狀態(tài)的多晶納米壓敏材料層，該多晶納米壓敏材料層填充在所述ー對電極的耦合電極部之間的所述縫隙中。該靜電保護(hù)器中，電極對的耦合電極部平行間隔排列，并在正對的側(cè)面之間形成縫隙，縫隙中填充有變阻的多晶納米壓敏材料層，縫隙的寬度只有10到50個(gè)微米(優(yōu)選地為10-20Mm)，能夠?qū)崿F(xiàn)較低電壓的觸發(fā)保護(hù)，使得對電路的保護(hù)范圍很大；而且縫隙的長度沿著基板的長度方向延伸，可接近器件的總長度減去端頭的寬度，這樣可充分利用器件的長度來降低縫隙在釋放靜電時(shí)的電流密度，延長電極的放電壽命，避免電流密度過大燒蝕電扱使得縫隙變寬觸發(fā)電壓上升。多晶納米壓敏材料層在高電壓下呈低阻態(tài)，在低電壓下呈高阻態(tài)，這里高電壓指得是需要保護(hù)的靜電電壓一按IEC61000-4-2的標(biāo)準(zhǔn)是4-15kV，低電壓指得是電路正常使用電壓或靜電保護(hù)器的最大額定電壓，譬如說，我們指定其為35V。在高低電壓之間的過渡區(qū)，多晶納米壓敏材料層的電阻會(huì)有緩變和突變，但不是使用太關(guān)切的問題。該靜電保護(hù)器在使用時(shí)是和被保護(hù)的電子元器件是并聯(lián)的，在靜電保護(hù)器與輸入端連接的一個(gè)電極與高壓靜電源接觸，從而與另ー接地的電極間形成高電位差時(shí)，多晶納米壓敏材料層從高電阻態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娮钁B(tài)，將靜電能量導(dǎo)入地，從而保護(hù)了與輸入端相連接的元器件。形成所述多晶納米壓敏材料層的多晶納米壓敏材料是由硅橡膠、直徑的金屬粒子、包裹在所述金屬粒子表面的20-400nm的多晶納米半導(dǎo)體粒子混合而成，所述多晶納米半導(dǎo)體粒子是采用氧化鎳12-33% (重量百分比)、錫酸鈣8-29%、鈦酸鍶7-35%、氧化硼
0.3-5%以及氧化鉍0.2-4%，經(jīng)過兩次機(jī)械化學(xué)法并配合550-900°C高溫焙燒合成的，所述多晶納米半導(dǎo)體粒子具備在高電壓下呈導(dǎo)通狀態(tài)，在低電壓下呈絕緣狀態(tài)的特性。多晶納米半導(dǎo)體粒子包裹在顆粒度大ー個(gè)數(shù)量級(jí)的導(dǎo)電金屬粒子的表面，形成低電壓時(shí)的絕緣層和高電壓時(shí)的導(dǎo)電層。金屬粒子的電阻比納米多晶半導(dǎo)體粒子更低，兩者在硅橡膠中形成良好的壓敏材料。多晶納米半導(dǎo)體粒子能夠隔離導(dǎo)電金屬粒子，避免導(dǎo)電金屬粒子相互接觸而造成漏電流過大。在合成所述多晶納米半導(dǎo)體粒子時(shí)，首先對原材料氧化鎳、錫酸鈣、鈦酸鍶、氧化硼以及氧化鉍進(jìn)行100-300rpm高速離心球磨，使各材料的晶粒融合，然后通過真空蒸發(fā)造粒，接著再通過550-900°C高溫?zé)崽幚?，使各材料進(jìn)ー步融合，接著再進(jìn)行100-300rpm高速離心球磨，然后再通過真空蒸發(fā)造粒，550-9000C高溫?zé)崽幚?，最后研磨成粉，真空干燥即可。所述靜電保護(hù)器還包括高分子覆蓋層，該高分子覆蓋層覆蓋在所述ー對電極的耦合電極部以及所述多晶納米壓敏材料層上。該高分子覆蓋層起保護(hù)電極和壓敏材料的作用。不僅如此，該高分子覆蓋層還有導(dǎo)通靜電的功能，該高分子覆蓋層中含有導(dǎo)電粒子。這種低導(dǎo)電高分子覆蓋層與防靜電包裝材料相似，是在高分子材料環(huán)氧樹脂中加入一定量的長鏈納米碳黑，使之具有一定的導(dǎo)電性能。這種亞導(dǎo)電層通過兩個(gè)電極的上表面形成耦合通路，導(dǎo)通靜電。高分子覆蓋層采用含有納米鏈狀碳黑的環(huán)氧樹脂層，其中納米鏈狀碳黑的重量百分比含量為1_15%。調(diào)整碳黑的含量可調(diào)整高分子覆蓋層材料的表面電阻，從而調(diào)整其在高電場梯度時(shí)靜電導(dǎo)通能力和在低電場梯度時(shí)的靜電消除能力。高分子覆蓋材料中的導(dǎo)電粒子除了采用碳黑外，還能采用與碳黑作用相似的石墨。該高分子復(fù)蓋層同時(shí)能起保護(hù)耦合電極和多晶納米壓敏材料的作用。具體實(shí)施時(shí)，所述每個(gè)電極均具有端電極部，所述ー對電極的端電極部分別設(shè)置在所述基板上表面的兩端頭上，所述耦合電極部從對應(yīng)一端的所述端電極部上伸出，朝向另ー端的端電極部延伸，并與該另一端的端電極部之間有間隔空間。間隔空間的設(shè)置，是為了保證兩邊的耦合電極不短路。在所述每個(gè)電極上，所述端電極部的寬度均寬于所述耦合電極部的寬度。這樣是為了增加端部與PCB板連接的可靠性。在靜電保護(hù)器上，兩個(gè)耦合電極部加縫隙的總寬度是窄于器件的整個(gè)寬度的，這樣是為了使耦合電極部和多晶納米壓敏材料層能完全被高分子覆蓋層保護(hù)住。在所述每個(gè)電極上，所述耦合電極部、所述端電極部均是一體成形的。在所述基板的下表面的兩端頭上分別設(shè)置有下表面端電極，在所述基板的相対的兩端面上分別設(shè)置有端面電極，所述端面電極電連接所述基板上下表面對應(yīng)端的所述端電極部以及所述下表面端電極。該靜電保護(hù)器在使用時(shí)，將下表面端電極焊接在PCB板上，基板上表面的電極通過端面電極、下表面端電極與PCB板相電連接。制作靜電保護(hù)器的方法，包括以下步驟:(I)在上下表面均覆金屬板的絕緣基板的上表面通過光刻、蝕刻技術(shù)制作成對間隔設(shè)置的電極，保證成對所述電極的耦合電極部相平行間隔排列，所述成對電極的耦合電極部在相錯(cuò)開正對的側(cè)面之間形成間隔的縫隙，然后通過電鍍使得所述成對電極的耦合電極部之間間隔的縫隙寬度縮窄成為10_50Mffl;(2)在所述成對電極的耦合電極部之間的10-50Mm縫隙中印刷多晶納米壓敏材料，該多晶納米壓敏材料在高電壓下呈導(dǎo)通狀態(tài)，在低電壓下呈絕緣狀態(tài)。該制備方法中，成對電極是通過光刻、蝕刻和再電鍍的方法制備的，能形成可控的10-50Mffl的間隔縫隙(優(yōu)選地為10_20Mffl的縫隙)，以滿足低電壓觸發(fā)的要求。該方法還包括在印刷好的多晶納米壓敏材料以及所述成對電極的耦合電極部上印刷含導(dǎo)電粒子的高分子覆蓋材料，形成高分子覆蓋層，所述高分子覆蓋材料是由環(huán)氧樹脂和納米鏈狀碳黑構(gòu)成，碳黑的重量百分比含量為1_15%。與碳黑作用相似的石墨，也能包括在可選擇的導(dǎo)電粒子材料中。批量制作靜電保護(hù)器的方法，包括以下步驟:(I)采用上下表面均覆金屬板的絕緣基板，通過光刻、蝕刻技術(shù)在所述基板的上表面上制作出表征多對所述電極的圖案，在所述基板的下表面上制作出表征多對所述下表面端電極的圖案，所述基板上表面的每個(gè)電極中，所述端電極部、所述耦合電極部均是一體形成的，并且成對所述電極的耦合電極部之間的縫隙寬度為20-60Mm ；(2)通過電鍍縮窄所述成對電極的耦合電極部之間的縫隙，使得縫隙寬度變窄為10-50Wn ；(3)在所述多對電極的耦合電極部之間的10-50Mm縫隙中印刷多晶納米壓敏材料，并固化；(4)在所述多晶納米壓敏材料以及所述多對電極的耦合電極部上印刷含有導(dǎo)電顆粒的高分子覆蓋材料，并固化；(5)對所述基板進(jìn)行切割，切割出靜電保護(hù)器的兩端頭，并將表征多對所述電極的圖案切割成靜電保護(hù)器的獨(dú)立的成對所述電極，以及將表征多對所述下表面端電極的圖案切割成靜電保護(hù)器的獨(dú)立的成對所述下表面端電極；(6)在形成端頭的切割面上設(shè)置端面電極，使得該端面電極電連接上下表面對應(yīng)端的所述電極以及所述下表面端電極；(7)切割出靜電保護(hù)器的側(cè)面，即得到單個(gè)靜電保護(hù)器。該批量制作方法中，在絕緣基板的上下表面通過光刻、蝕刻技術(shù)制作出上表面電極對、下表面端電極對，經(jīng)蝕刻后上表面電極對側(cè)面之間的縫隙寬度為20-60Mm，以縫隙底部的金屬能完全清除為其中的一個(gè)終點(diǎn)判斷依據(jù)，然后再電鍍縮窄縫隙，電鍍的時(shí)間與電流由縫隙在蝕刻后的縫隙寬度決定，電鍍較蝕刻容易控制。電鍍后，縫隙寬度變?yōu)?0-50Mm，優(yōu)選地為10-20Mm，一般為14-18Mm。接著印刷多晶納米壓敏材料、高分子覆蓋材料，然后切割出端頭，制作端面電極，最后再切割出側(cè)面，即得到單個(gè)靜電保護(hù)器。該方法通過在大塊基板上同時(shí)制造出多個(gè)靜電保護(hù)器，然后再切割分離出單個(gè)器件，實(shí)現(xiàn)靜電保護(hù)器的批量加工，提高生產(chǎn)效率。在步驟(6)中，在形成端頭的切割面上吸附納米碳黑，使絕緣的端面導(dǎo)電，然后在納米碳黑上電鍍形成所述端面電極。

附圖1為本實(shí)用新型中靜電保護(hù)器的上表面示意圖，未示出高分子覆蓋層；附圖2為本實(shí)用新型中靜電保護(hù)器的上表面示意圖，只示出高分子覆蓋層；附圖3為本實(shí)用新型中靜電保護(hù)器的側(cè)視示意圖，未示出高分子覆蓋層下面的多晶納米壓敏材料層和耦合電極部。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型靜電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)和制作方法。[0045]參見圖1-3所示，ー種靜電保護(hù)器，包括絕緣的基板1、一對電極2、多晶納米壓敏材料層3、高分子覆蓋層4，一對電極2間隔設(shè)置在基板I的上表面上，每個(gè)電極2均具有端電極部21、沿基板I的長度方向延伸的耦合電極部22，這里我們將觀察者面對圖1時(shí)的左右方向定義為基板I的長度方向，上下方向定義為基板I的寬度方向，基板I的長度大于寬度，端電極部21設(shè)置在基板I上表面的端頭上，并且覆蓋住整個(gè)寬度，耦合電極部22從對應(yīng)一端的端電極部21上伸出，朝向另一端的端電極部21延伸，并與該另一端的端電極部21之間有間隔空間，該間隔空間的存在，保證了兩個(gè)電極2相間隔設(shè)置，不會(huì)短路。在設(shè)計(jì)時(shí)，能夠使得一端的耦合電極部22盡量接近另ー端的端電極部21，這樣能夠盡可能增加耦合電極部22的長度，從而能夠增加一對電極2的耦合電極部22之間的縫隙的長度。在圖1中，一對電極2的稱合電極部22相平行設(shè)置,并沿著基板I的寬度方向間隔排列，該ー對電極2的耦合電極部22具有沿基板I的長度方向延伸并且相正對的側(cè)面，該相正對的側(cè)面之間形成寬度10-50Mm的縫隙，優(yōu)選地為10-20Mm的縫隙，較小的縫隙決定了較低的觸發(fā)電壓，滿足低電壓觸發(fā)的要求。上面提到，盡可能增加耦合電極部22的長度從而能增加縫隙的長度，則縫隙的長度可接近器件的總長度減去端電極部21的寬度，這樣可充分利用器件的長度來降低縫隙在釋放靜電時(shí)的電流密度，延長電極的放電壽命，避免電流密度過大燒蝕電極使得縫隙變寬觸發(fā)電壓上升，保證器件對低電壓靜電具有較好的防護(hù)能力。在圖1中，一對電極2的耦合電極部22之間的縫隙中填充有多晶納米壓敏材料層3，多晶納米壓敏材料不僅填充滿了縫隙，而且還覆蓋到了耦合電極部22的邊緣上，這樣保證多晶納米壓敏材料層3與一對耦合電極部22的充分接觸。多晶納米壓敏材料層3的阻值是隨電壓變化而變化的，具備能夠在高電壓下呈導(dǎo)通狀態(tài)并能夠在低電壓下呈絕緣狀態(tài)的特性。多晶納米壓敏材料是由硅橡膠、直徑2-5Mm的金屬粒子、包裹在金屬粒子表面的20-400nm的多晶納米半導(dǎo)體粒子混合而成，多晶納米半導(dǎo)體粒子是采用氧化鎳12-33% (重量百分比)、錫酸鈣8-29%、鈦酸鍶7-35%、氧化硼0.3-5%以及氧化鉍0.2-4%,經(jīng)過兩次機(jī)械化學(xué)法并配合550-900°C高溫焙燒合成的。具體來說，在合成多晶納米半導(dǎo)體粒子時(shí)，首先對原材料氧化鎳、錫酸鈣、鈦酸鍶、氧化硼以及氧化鉍進(jìn)行100-300rpm高速離心球磨，使各材料的晶粒融合，然后通過真空蒸發(fā)造粒，接著再通過550-900°C高溫?zé)崽幚?，使各材料進(jìn)ー步融合，接著再進(jìn)行100-300rpm高速離心球磨,然后再通過真空蒸發(fā)造粒,550-900°C高溫?zé)崽幚?，最后研磨成粉，真空干燥即可。多晶納米半導(dǎo)體粒子在高電壓下呈導(dǎo)通狀態(tài)，在低電壓下呈絕緣狀態(tài)。這種多晶納米半導(dǎo)體粒子包裹在顆粒度大ー個(gè)數(shù)量級(jí)的導(dǎo)電金屬粒子的表面，形成低電壓時(shí)的絕緣層和高電壓時(shí)的導(dǎo)電層。金屬粒子的電阻比納米多晶半導(dǎo)體粒子更低，兩者在硅橡膠中形成良好的壓敏材料。多晶納米半導(dǎo)體粒子能夠隔離導(dǎo)電金屬粒子，避免導(dǎo)電金屬粒子相互接觸而造成漏電流過大。上述高電壓指得是需要保護(hù)的靜電電壓按IEC61000-4-2的標(biāo)準(zhǔn)是4-15kV，低電壓指得是電路正常使用電壓或靜電保護(hù)器的最大額定電壓，本實(shí)施例中，低電壓為35V。在高低電壓之間的過渡區(qū)，多晶納米壓敏材料層的電阻會(huì)有緩變和突變，但不是使用太關(guān)切的問題。在一對電極2的耦合電極部22以及多晶納米壓敏材料層3上覆蓋有含導(dǎo)電粒子的高分子覆蓋層4，如圖2所示。這種低導(dǎo)電高分子覆蓋層與防靜電包裝材料相似，是在高分子的材料環(huán)氧樹脂中加入一定量的長鏈納米碳黑，使之具有一定的導(dǎo)電性能。這種亞導(dǎo)電層通過兩個(gè)電極2的上表面形成耦合通路，該高分子覆蓋層4同時(shí)具有保護(hù)電極和多晶納米壓敏材料，及導(dǎo)通靜電的功能。由環(huán)氧樹脂和納米級(jí)的長鏈碳黑或石墨構(gòu)成的高分子覆蓋層材料中，碳黑或石墨的重量百分比含量為1-15%。調(diào)整碳黑或石墨的含量可調(diào)整高分子覆蓋層材料的表面電阻，從而調(diào)整其在高電場梯度時(shí)靜電導(dǎo)通能力和在低電場梯度時(shí)的靜電消除能力。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，加有導(dǎo)電粒子的高分子覆蓋層4能降低觸發(fā)電壓和鉗制電壓，并增加其穩(wěn)定性。在每個(gè)電極2上，耦合電極部22、端電極部21均是一體成形制作出的。而且端電極部21的寬度均寬于耦合電極部22的寬度，這樣是為了增加端部與PCB板連接的可靠性。在靜電保護(hù)器上，兩個(gè)耦合電極部22加縫隙的總寬度是窄于器件的整個(gè)寬度的，這樣是為了使耦合電極部和多晶納米壓敏材料層能完全被高分子覆蓋層保護(hù)住。在圖3中，在基板I的下表面的兩端頭上分別設(shè)置有下表面端電極6，在基板I的相對的兩端面上分別設(shè)置有端面電極5，端面電極5電連接基板I上下表面對應(yīng)端的端電極部21以及下表面端電極6。這樣在下表面端電極6焊接在PCB板上時(shí)，基板上表面的電極2通過端面電極5、下表面端電極6與PCB板相電連接。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，還會(huì)在端電極部21、端面電極5、下表面端電極6上進(jìn)行多層電鍍，形成起保護(hù)作用的電鍍層7。制作靜電保護(hù)器的方法，包括以下步驟:(1)在雙面覆有金屬板的絕緣基板的上表面通過光刻、蝕刻技術(shù)制作成對間隔設(shè)置的電極，保證成對電極的耦合電極部相平行間隔排列，成對電極的耦合電極部在相錯(cuò)開正對的側(cè)面之間形成間隔的縫隙，然后通過電鍍使得成對電極的耦合電極部之間間隔的縫隙縮窄成為10_50Mffl;(2)在成對電極的耦合電極部之間的10-50Mm縫隙中印刷多晶納米壓敏材料，該多晶納米壓敏材料在高電壓下呈導(dǎo)通狀態(tài)，在低電壓下呈絕緣狀態(tài)；(3)在印刷好的多晶納米壓敏材料以及成對電極的耦合極部上印刷含導(dǎo)電粒子的高分子覆蓋材料，形成高分子覆蓋層。下面給出ー個(gè)批量制作的方法的具體實(shí)施例子:(I)采用上下表面均覆銅板的絕緣基板，通過光刻、蝕刻技術(shù)在基板的上表面上制作出表征多對電極的圖案，在基板的下表面上制作出表征多對下表面端電極的圖案，基板上表面的每個(gè)電極中，端電極部、耦合電極部均是一體形成的，并且成對電極的耦合電極部之間的縫隙為20-60Mm ；(2)通過電鍍縮窄成對電極的耦合電極部之間的縫隙，使得縫隙變窄為10-50Mm，電鍍的時(shí)間與電流由縫隙在蝕刻后的縫隙寬度決定，電鍍較蝕刻容易控制；(3)在多對電極的耦合電極部之間的10-50Mm縫隙中印刷多晶納米壓敏材料，并固化，該多晶納米壓敏材料是由硅橡膠、直徑2-5Mm的金屬粒子、包裹在所述金屬粒子表面的20-400nm的多晶納米半導(dǎo)體粒子混合而成，多晶納米半導(dǎo)體粒子是采用氧化鎳、錫酸鈣、鈦酸鍶、氧化硼以及氧化鉍，經(jīng)過兩次機(jī)械化學(xué)法并配合高溫焙燒合成的，多晶納米半導(dǎo)體粒子具備在高電壓下呈導(dǎo)通狀態(tài)，在低電壓下呈絕緣狀態(tài)的特性；(4)在多晶納米壓敏材料以及多對電極的耦合電極部上印刷高分子覆蓋材料，并固化，該高分子覆蓋材料是由環(huán)氧樹脂和納米鏈狀碳黑或石墨構(gòu)成，碳黑或石墨的含量為1-15% ；(5)對基板進(jìn)行切割，切割出靜電保護(hù)器的兩端頭，并將表征多對電極的圖案切割成靜電保護(hù)器的獨(dú)立的成對電極，以及將表征多對下表面端電極的圖案切割成靜電保護(hù)器的獨(dú)立的成對下表面端電極；[0056](6)在形成端頭的切割面上吸附納米碳黑，然后在納米碳黑上電鍍形成端面電極，使得該端面電極電連接上下表面對應(yīng)端的電極以及下表面端電極；(7)切割出靜電保護(hù)器的側(cè)面，即得到單個(gè)靜電保護(hù)器。該具體實(shí)施的制作方法通過在大塊基板上同時(shí)制造出多個(gè)靜電保護(hù)器，然后再切割分離出單個(gè)器件，實(shí)現(xiàn)靜電保護(hù)器的批量加工，提高生產(chǎn)效率。制作出的靜電保護(hù)器性能良好、穩(wěn)定、使用壽命長，完全滿足IEC61000-4-2的要求。
權(quán)利要求1.ー種靜電保護(hù)器，其特征在于:包括 絕緣的基板，該基板的長度大于寬度； ー對間隔設(shè)置在所述基板的上表面上的電極，每個(gè)所述電極均具有沿所述基板的長度方向延伸的耦合電極部，一對所述電極的耦合電極部相平行設(shè)置，并沿著所述基板的寬度方向間隔排列，該ー對電極的I禹合電極部具有沿所述基板的長度方向延伸并且相正對的側(cè)面，該相正對的側(cè)面之間形成寬度10-50Mffl的縫隙； 能夠在高電壓下呈導(dǎo)通狀態(tài)并能夠在低電壓下呈絕緣狀態(tài)的多晶納米壓敏材料層，該多晶納米壓敏材料層填充在所述ー對電極的耦合電極部之間的所述縫隙中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電保護(hù)器，其特征在于:所述縫隙的寬度為10_20Mffl。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電保護(hù)器，其特征在于:所述靜電保護(hù)器還包括高分子覆蓋層，該高分子覆蓋層覆蓋在所述ー對電極的耦合電極部以及所述多晶納米壓敏材料層上，該高分子覆蓋層為含有納米級(jí)的鏈狀碳黑或石墨的環(huán)氧樹脂層，所述納米級(jí)的鏈狀碳黑或石墨的重量百分比含量為1_15%，該高分子覆蓋層通過所述一對電極的耦合電極部的上表面形成電I禹合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電保護(hù)器，其特征在于:所述每個(gè)電極均具有端電極部，所述ー對電極的端電極部分別設(shè)置在所述基板上表面的兩端頭上，所述耦合電極部從對應(yīng)一端的所述端電極部上伸出，朝向另一端的端電極部延伸，并與該另一端的端電極部之間有間隔空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜電保護(hù)器，其特征在于:在所述每個(gè)電極上，所述端電極部的寬度均寬于所述耦合電極部的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜電保護(hù)器，其特征在于:在所述每個(gè)電極上，所述耦合電極部、所述端電極部均是一體成形的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜電保護(hù)器，其特征在于:在所述基板的下表面的兩端頭上分別設(shè)置有下表面端電極，在所述基板的相對的兩端面上分別設(shè)置有端面電極，所述端面電極電連接所述基板上下表面對應(yīng)端的所述端電極部以及所述下表面端電極。
專利摘要本實(shí)用新型涉及靜電保護(hù)器，包括絕緣的基板、一對間隔設(shè)置在基板的上表面上的電極、能夠在高電壓下呈導(dǎo)通狀態(tài)并能夠在低電壓下呈絕緣狀態(tài)的多晶納米壓敏材料層，每個(gè)電極均具有沿基板的長度方向延伸的耦合電極部，該一對電極的相平行的耦合電極部具有沿基板的長度方向延伸并且相正對的側(cè)面，該相正對的側(cè)面之間形成寬度10-50μm的縫隙，多晶納米壓敏材料層填充在一對電極的耦合電極部之間的縫隙中?？p隙的寬度只有10到50個(gè)微米，能夠?qū)崿F(xiàn)較低電壓的觸發(fā)保護(hù)，使得對電路的保護(hù)范圍很大；而且縫隙的長度沿著基板的長度方向延伸，可接近器件的總長度減去端頭的寬度，這樣可充分利用器件的長度來降低縫隙在釋放靜電時(shí)的電流密度，延長電極的放電壽命，避免電流密度過大燒蝕電極使得縫隙變寬觸發(fā)電壓上升。
文檔編號(hào)H01L23/60GK202948919SQ201220652650
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者李向明, 汪立無, 吳春冬 申請人:Aem科技(蘇州)股份有限公司