Esd保護器件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及ESD保護器件及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 以往，為了保護半導體裝置及電子電路不受靜電影響，使用例如專利文獻 1(TO2008/146514)所不的ESD(Electro_Static Discharge:靜電放電）保護器件。
[0003] 圖7示出了專利文獻1所示的ESD保護器件600的剖視圖。
[0004] ESD保護器件600包括內(nèi)部具有空洞107的陶瓷主體110。
[0005] 空洞107內(nèi)形成有端面103a、105a隔著間隔G相對的一對放電電極層103、105。
[0006] 放電電極層103、105和其相對的區(qū)域109的下方形成有放電輔助電極層104。放 電輔助電極層104包含導體粒子以及絕緣體材料。
[0007] 陶瓷主體110的表面上形成有與放電電極層103、105電連接的多個外部電極112、 112〇
[0008] 能通過縮小放電電極層103、105的端面103a、105a的間隔G，來降低ESD保護器件 600的放電開始電壓。
[0009] 現(xiàn)有技術文獻
[0010] 專利文獻
[0011] 專利文獻 1 :TO2008/146514 【實用新型內(nèi)容】
[0012] 實用新型所要解決的技術問題
[0013] 在以往的ESD保護器件600的制造方法中，端面103a、105a隔著間隔G相對的一 對放電電極層103、105通過例如絲網(wǎng)印刷而形成。
[0014] 然而，絲網(wǎng)印刷的印刷位置精度并不高，因此難以以端面103a、105a隔著狹窄的 間隔G相對的方式形成一對放電電極層103、105，難以獲得放電開始電壓較小的ESD保護器 件。
[0015] 本實用新型的目的在于，提供一種包括一對以狹窄間隔相對的放電電極層的放電 開始電壓較小的ESD保護器件、以及該ESD保護器件的制造方法。
[0016] 解決技術問題所采用的技術方案
[0017] 為了達到上述目的，本實用新型的ESD保護器件的特征在于，包括：陶瓷主體；第1 放電電極層及第2放電電極層，該第1放電電極層及第2放電電極層在陶瓷主體的內(nèi)部以 隔開間隔相對的方式配置，且為層狀；空洞，該空洞形成于陶瓷主體的內(nèi)部；以及多個外部 電極，該多個外部電極形成在陶瓷主體的表面上，與第1放電電極層或第2放電電極層電連 接，第1放電電極層及第2放電電極層各自的端面在空洞的邊緣部露出。
[0018] 本實用新型的ESD保護器件的制造方法包括：形成至少一片第1陶瓷生片的工序； 形成多片第2陶瓷生片的工序；通過在第1陶瓷生片的一個主面上涂布放電電極層形成用 糊料，來形成未燒成的第1放電電極層的工序；通過在第1放電電極層上涂布包含導體粒 子及絕緣體材料在內(nèi)的放電輔助電極層形成用糊料，來形成未燒成的放電輔助電極層的工 序；通過在放電輔助電極層上涂布放電電極層形成用糊料，來形成未燒成的第2放電電極 層的工序；形成依次貫穿第2放電電極層、放電輔助電極層、第1放電電極層、及第1陶瓷生 片的空洞的工序；通過依次層疊并壓接第2陶瓷生片、形成有空洞的第1陶瓷生片、第2陶 瓷生片，來形成內(nèi)部具有空洞的陶瓷主體的工序；對陶瓷主體進行燒成的工序；以及在陶 瓷主體的表面上形成與第1放電電極層或第2放電電極層電連接的多個外部電極的工序。
[0019] 實用新型效果
[0020] 根據(jù)本實用新型，能獲得包括一對以狹窄間隔相對的放電電極層的、放電開始電 壓較小的ESD保護器件。
【附圖說明】
[0021] 圖1㈧是本實用新型的實施方式1所涉及的ESD保護器件100的分解立體圖。圖 1⑶是ESD保護器件100的剖視圖，與圖1 (A)的A-A線相對應。圖1 (C)是ESD保護器件 100的剖視圖，與圖1㈧的B-B線相對應。另外，圖1(A)中省略了外部電極12。
[0022] 圖2(A)~圖2(D)分別是表示本實用新型的實施方式1所涉及的ESD保護器件 100的制造方法中應用的各工序的俯視圖。
[0023] 圖3是本實用新型的實施方式2所涉及的ESD保護器件200的分解立體圖。另外， 圖3中省略了外部電極12。
[0024] 圖4是本實用新型的實施方式3所涉及的ESD保護器件300的分解立體圖。
[0025] 圖5是本實用新型的實施方式4所涉及的ESD保護器件400的分解立體圖。
[0026] 圖6是本實用新型的實施方式5所涉及的ESD保護器件500的分解立體圖。
[0027] 圖7是現(xiàn)有的ESD保護器件600的剖視圖。
【具體實施方式】
[0028] 以下，對用于實施本實用新型的實施方式與附圖一起進行說明。
[0029] (實施方式1)
[0030] 圖1示出了本實用新型的實施方式1所涉及的ESD保護器件100。
[0031] ESD保護器件100包括由第1陶瓷生片1以及第2陶瓷生片2、2構成的陶瓷主體 10。陶瓷主體10的材料使用BAS材料，該BAS材料通過對以例如Ba、Al、Si為主的各原材 料進行混合而成。
[0032] 陶瓷主體10的內(nèi)部形成有空洞7。
[0033] 陶瓷主體10的內(nèi)部以隔著間隔并相對的方式配置有由Cu等構成的層狀的第1放 電電極層3以及第2放電電極層5。
[0034] 在被第1放電電極層3以及第2放電電極層5夾持的區(qū)域中形成有放電輔助電極 層4。放電輔助電極層4包含氧化鋁被膜Cu粒子等導體粒子以及由BAS材料等構成的絕緣 體材料。
[0035] 第1放電電極層3、放電輔助電極層4、以及第2放電電極層5各自的端面3a、4a、 5a在空洞7的邊緣部7a露出。
[0036] 如圖1(B)所示，陶瓷主體10的表面上形成有多個外部電極12、12,使得與第1放 電電極層3或第2放電電極層5電連接。
[0037] 如圖1 (B)、圖1 (C)所示，以上所示的ESD保護器件100中，第1放電電極層3及第 2放電電極層5各自的端面3a、5a以最短距離即與放電輔助電極層4的厚度相對應的間隔 G相對。如后所述，本實用新型的ESD保護器件100的制造方法中，能將放電輔助電極層4 的厚度形成得較小，因此能將間隔G設定得較小。
[0038] ESD保護器件100通過在空洞7的邊緣部7a中、產(chǎn)生第1放電電極層3及第2放 電電極層5各自的端面3a、5a之間的沿面放電和氣體放電來進行動作。具備以狹窄間隔G 相對的一對放電電極層3、5,因此能減小放電開始電壓。
[0039] 表1中，示出了圖7所示的現(xiàn)有的ESD保護器件600、間隔G不同的兩種本實用新 型的實施方式1所涉及的ESD保護器件100 (實施例1、2)的放電開始電壓值。實施例1中， 第1放電電極層3和第2放電電極層5的間隔G為20 μ m，實施例2為10 μ m?，F(xiàn)有的ESD 保護器件600中的間隔G為30 μm。
[0040] 通過利用基于IEC標準（IEC61000-4-2)的接觸放電從低電壓施加 ESD，來測定放 電開始電壓。在ESD保護器件100、600工作的情況下用〇標記表示，不工作的情況下用X 標記表不。
[0043] 根據(jù)表1可知，本實用新型的實施方式1所涉及的ESD保護器件100能以比現(xiàn)有 的ESD保護器件600要低的電壓來工作。
[0044] 本實用新型的ESD保護器件100中，放電電極層3、5的端面3a、5a在封閉的空洞 7的邊緣部7a露出，因此能提高對于外部環(huán)境的可靠性。
[0045] 此外，無需以保護膜來覆蓋端面4a、3a、5a，因此能減小放電開始電壓。
[0046] 以下，參照圖1、圖2,對本實用新型的實施方式1所涉及的ESD保護器件100的制 造方法進行說明。
[0047] 首先，以規(guī)定的比例調(diào)和并混合以Ba、Al、Si為主的各原材料，并通過在800~ 1000°C下進行預燒結，從而形成BAS材料。利用氧化鋯球磨機對所獲得的BAS材料進行12 小時的粉碎，從而形成由平均粒徑約1 μ m的BAS材料構成的絕緣體材料。在該絕緣體材料 中添加甲苯、燃料酒精等有機溶劑并進行混合。之后，添加粘合劑、可塑劑，并進行混合，形 成漿料。
[0048] 接著，利用刮刀法將漿料成形，形成厚度50 μπι的第1陶瓷生片及第2陶瓷生片。
[0049] 接著，在由平均粒徑約2 μπι的Cu粉和乙基纖維素等構成的粘合樹脂中添加溶劑， 利用三輥機進行攪拌、混合，從而形成放電電極層形成用糊料。另外，以80wt%的Cu粉、 20wt %的粘合樹脂和溶劑的比例進行混合。
[0050] 接著，如圖2(A)所示，在第1陶瓷生片1的一個主面上，利用絲網(wǎng)印刷涂布放電電 極層形成用糊料，從而形成未燒成的第1放電電極層3。第1放電電極層3的厚度例如為 10 μ m〇
[0051] 接著，形成包含導體粒子及絕緣體材料的放電輔助電極層形成用糊料。具體而言， 以規(guī)定的比例調(diào)和平均粒徑約2 μ m的氧化鋁被膜Cu粒子和形成上述漿料時所使用的由平 均粒徑約1 μ m的BAS材料構成的絕緣體材料，添加粘合樹脂和溶劑，利用三輥機進行攪 拌、混合，從而形成放電輔助電極層形成用糊料。另外，以80wt%的氧化鋁被膜Cu粒子和絕 緣體材料、20wt %的粘合樹脂和溶劑的比例進行混合。此外，氧化鋁被膜Cu粒子和絕緣體 材料以80vol%、20vol%的比例混合。
[0052] 接著，如圖2(B)所示，在第1放電電極層3上，利用絲網(wǎng)印刷涂布放電輔助電極層 形成用糊料，從而形成未燒成的放電輔助電極層4。放電輔助電極層4的厚度能設定得較 小，例如設定為10 ym或20 μL?。
[0053] 接著，如圖2(C)所示，在放電輔助電極層4上，利用絲網(wǎng)印刷涂布放電電極層形成 用糊料，從而形成未燒成的第2放電電極層5。第2放電電極層5的厚度例如為10 μm。
[0054] 接著，如圖2(D)所示，利用機械穿孔機等形成依次貫穿第2放電電極層5、放電輔 助電極層4、第1放電電極層3及第1陶瓷生片1的空洞7。其結果是，第2放電電極層5、 放電輔助電極層4、第1放電電極層3的端面5a、4a、3a露出到空洞7的邊緣部7a。
[0055] 接著，如圖1 (A)所示，按第2陶瓷生片2、形成有空洞7的第1陶瓷生片1、第2陶 瓷生片2的順序進行層疊、壓接，