靜電保護(hù)元件及其制造方法
【專利摘要】一種靜電保護(hù)元件，具備設(shè)置在絕緣基板(12)上的一對放電電極(15、16)以及以連結(jié)放電電極(15、16)的放電間隙(D)的方式將放電電極(15、16)之間連接的放電輔助電極(14)。放電輔助電極(14)以氧化鋅為主要成分，具有變阻器功能并且通過厚膜印刷而形成。該靜電保護(hù)元件具備以覆蓋放電間隙(D)的方式形成有空洞部(18)的絕緣體的拱頂形成層(20)。拱頂形成層(20)由玻璃陶瓷形成，由保護(hù)層(22)覆蓋。靜電保護(hù)元件(10)能夠穩(wěn)定地發(fā)揮充分的靜電保護(hù)功能，靜電容量低且放電起始電壓低。
【專利說明】靜電保護(hù)元件及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于保護(hù)電子電路內(nèi)的1C、其中的元件免受因靜電放電產(chǎn)生的過電壓的損壞的靜電保護(hù)元件及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，為了實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的小型化和高性能化以及傳輸速度的高速化和低驅(qū)動電壓化，電子設(shè)備中使用的電子部件的耐電壓正在降低。由此，在人體與電子設(shè)備的端子接觸時，人體產(chǎn)生的靜電脈沖流向電子設(shè)備，保護(hù)電子部件免受由此產(chǎn)生的過電壓的損壞已成為重要的技術(shù)課題。
[0003]以往，為了保護(hù)電子部件免受這樣的過電壓的損壞，一般采用在過電壓進(jìn)入的線路與地線之間設(shè)置變阻器的對策。但是，現(xiàn)有的使用變阻器的靜電保護(hù)元件的放電起始電壓低，但靜電容量大，對于小型高性能的電子設(shè)備、通信設(shè)備而言并不是有效的對策。另一方面，為了應(yīng)對傳輸速度的高速化，雖然也存在特意使靜電容量減小的放電型元件，但減小靜電容量的結(jié)果是，放電起始電壓變高，不適合小型高性能的電子設(shè)備。
[0004]因此,作為放電起始電壓低的應(yīng)對ESD (Electrostatic Discharge,靜電放電)的部件，存在專利文獻(xiàn)I中公開的元件。該元件具備設(shè)置在絕緣性陶瓷基板上的熱固化性樹脂固化物層，在熱固化性樹脂固化物層與絕緣性陶瓷基板的界面設(shè)置有空穴。在絕緣性陶瓷基板上，具備以前端之間具有間隙地對置且間隙露出于空穴的方式設(shè)置的第一、第二放電電極以及以將第一、第二放電電極進(jìn)行電連接的方式設(shè)置的放電輔助電極。放電輔助電極由含有表面由無機(jī)絕緣性材料粉末包覆的金屬粒子和陶瓷的材料形成。
[0005]此外，如專利文獻(xiàn)2、3所公開的那樣，作為形成低靜電容量的元件的靜電保護(hù)用功能膜材料，提出了在包含絕緣性無機(jī)材料的粒子的表面包覆有導(dǎo)電性無機(jī)材料的材料粉末以及使用該材料粉末的靜電保護(hù)元件。該靜電保護(hù)元件具備具有絕緣性表面的基體、在該絕緣性表面上彼此分開地對置配置的電極和至少配置在該電極之間的功能層，上述功能層含有復(fù)合粒子，該復(fù)合粒子具有表面為導(dǎo)電性的導(dǎo)電性無機(jī)粒子以及形成在該導(dǎo)電性無機(jī)粒子的外周的至少一部分的包含絕緣性無機(jī)材料的覆膜。
[0006]此外，如專利文獻(xiàn)4所公開的那樣，還提出了在一對電極之間形成有具有中空部(空洞部)的放電誘發(fā)部的防靜電元件。該防靜電元件的放電誘發(fā)部包含不連續(xù)地散布有微小的孔的多孔質(zhì)體，絕緣性無機(jī)材料和導(dǎo)電性無機(jī)材料不連續(xù)地散布。作為絕緣性無機(jī)材料，為氧化鋁等金屬氧化物、SiC等。作為導(dǎo)電性無機(jī)材料，可以列舉金屬、合金等。
[0007]對于專利文獻(xiàn)5中公開的ESD保護(hù)器件而言，在一對電極之間具有將Cu粒子和碳化硅粒子通過玻璃質(zhì)結(jié)合而得到的放電輔助電極，一對電極及放電輔助電極由空洞部覆蓋，該空洞部由包含陶瓷粒子的密封層包圍。密封層為多孔層，具有在煅燒工序中將陶瓷材料中含有的玻璃成分吸收到多孔部分從而阻止玻璃成分流入放電輔助電極的功能。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-243492號公報
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-204443號公報
[0012]專利文獻(xiàn)3:日本特開2011-204855號公報
[0013]專利文獻(xiàn)4:國際公開第2012/043576號公報
[0014]專利文獻(xiàn)5:國際公開第2011/040437號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明所要解決的問題
[0016]然而，為了制造專利文獻(xiàn)I?3中公開的元件中使用的、在金屬粒子等導(dǎo)電性無機(jī)粒子的外周設(shè)置有包含絕緣性無機(jī)材料的覆膜的無機(jī)材料粉末，需要專用設(shè)備，從而花費(fèi)成本。而且，該無機(jī)材料粉末難以在約數(shù)十V?約100V的條件下放電，作為要求低電壓下的靜電保護(hù)的靜電保護(hù)元件，存在放電起始電壓高的問題。此外，對置配置后的電極材料的玻璃成分覆蓋在電極表面上而阻礙電極之間放電的開始，就這一點(diǎn)而言，也會提高放電起始電壓。
[0017]專利文獻(xiàn)4中公開的防靜電元件的具有中空部的放電引發(fā)部包含不連續(xù)地散布有微小的孔的多孔質(zhì)體，絕緣性無機(jī)材料和導(dǎo)電性無機(jī)材料不連續(xù)地散布，作為絕緣性無機(jī)材料，為氧化鋁等金屬氧化物、SiC，作為導(dǎo)電性無機(jī)材料，使用金屬粒子。該放電引發(fā)部僅設(shè)置在一對電極之間時，放電起始電壓為2?3kV，不能稱為低的值。
[0018]專利文獻(xiàn)5中公開的ESD保護(hù)器件的放電輔助電極通過將Cu粒子和碳化硅粒子通過玻璃質(zhì)結(jié)合而得到，形成有空洞部的密封層為多孔質(zhì)的陶瓷層，具有在煅燒工序中將陶瓷材料中含有的玻璃成分吸收到多孔部分而阻止玻璃成分流入放電輔助電極的功能。關(guān)于該元件的放電特性，在試驗(yàn)中，即使是最低的電壓也為0.2kV，作為本申請發(fā)明中要求的放電起始電壓，仍然是高的電壓。
[0019]本發(fā)明是鑒于上述【背景技術(shù)】而完成的，其目的在于提供能夠利用簡單的構(gòu)成對小型且高性能的電子設(shè)備、高速通信中使用的電子設(shè)備穩(wěn)定地發(fā)揮充分的靜電保護(hù)功能的、靜電容量低且放電起始電壓低的靜電保護(hù)元件及其制造方法。
[0020]用于解決問題的方法
[0021]本發(fā)明為一種靜電保護(hù)元件，其具備:以具有30?200 μ m的放電間隙的方式設(shè)置在絕緣基板上的一對放電電極；以連結(jié)該放電電極的放電間隙的方式將所述放電電極之間連接、以氧化鋅作為主要成分、具有變阻器功能并且通過厚膜印刷而設(shè)置的放電輔助電極；以及以覆蓋所述放電間隙的方式形成有空洞部的絕緣體的拱頂形成層。
[0022]所述放電輔助電極包含以氧化鋅為主要成分且含有0.7?10摩爾％的鈷、鎳、鉻、鐠、鋁、銻、鉍、錳及鈦的各氧化物中的至少兩種的陶瓷粉末。
[0023]另外，本發(fā)明為一種靜電保護(hù)元件，其具備:以具有30?200 μ m的間隙的方式通過厚膜印刷設(shè)置在絕緣基板上的陶瓷的一對多孔質(zhì)膜；層疊在所述多孔質(zhì)膜上且以隔開比所述間隙寬的放電間隙的方式設(shè)置的一對放電電極；以及以覆蓋所述放電間隙的方式形成有空洞部的絕緣體的拱頂形成層。所述多孔質(zhì)膜包含陶瓷，包含氧化鋁、氧化鋅、氧化鍶、氧化鈦、氧化鎂、碳化硅、碳化鋁、碳化鑰、碳化鋯、硼化鈦及硼化鋯中的至少一種。
[0024]所述拱頂形成層由玻璃陶瓷形成，由保護(hù)層覆蓋。所述玻璃陶瓷包含氧化鋁和硼娃酸系玻璃成分。
[0025]另外，本發(fā)明為一種靜電保護(hù)元件的制造方法，其中，在絕緣基板上印刷包含以氧化鋅作為主要成分、具有變阻器功能且含有0.7?10摩爾％的鈷、鎳、鉻、鐠、鋁、銻、鉍、錳及鈦的各氧化物中的至少兩種的陶瓷粉末的放電輔助電極材料的糊并進(jìn)行煅燒，形成放電輔助電極，以使30?200 μ m的放電間隙與所述放電輔助電極重疊的方式,將一對放電電極材料的糊印刷到所述放電輔助電極上及所述絕緣基板兩端部，在比所述放電輔助電極的煅燒溫度低的溫度下進(jìn)行煅燒，形成以具有所述放電間隙的方式層疊在所述放電輔助電極上的一對放電電極，設(shè)置以覆蓋所述放電間隙的方式形成空洞部的絕緣體的拱頂形成層。
[0026]另外，本發(fā)明為一種靜電保護(hù)元件的制造方法，其中，在絕緣基板上以預(yù)定形狀印刷以具有30?200 μ m的間隙的方式形成一對多孔質(zhì)膜的陶瓷粉的糊，在比該陶瓷的熔點(diǎn)低100°C以上且能夠進(jìn)行煅燒的溫度下進(jìn)行煅燒，形成所述一對多孔質(zhì)膜，將以具有比所述一對多孔質(zhì)膜端緣之間的所述間隙寬的放電間隙的方式層疊在所述多孔質(zhì)膜上的一對放電電極材料的糊印刷到所述多孔質(zhì)膜上及所述絕緣基板兩端部，在比所述多孔質(zhì)膜的煅燒溫度低的溫度下進(jìn)行煅燒，形成以具有放電間隙的方式層疊在所述多孔質(zhì)膜上的一對放電電極，設(shè)置以覆蓋所述放電間隙的方式形成空洞部的絕緣體的拱頂形成層。
[0027]對于所述空洞部，以覆蓋所述放電電極之間的所述放電間隙的方式設(shè)置樹脂材料并使其固化，在該樹脂材料上涂布所述拱頂形成層的形成材料，在比所述放電電極的煅燒溫度低的溫度下進(jìn)行煅燒，使所述樹脂材料蒸發(fā)而形成所述空洞部。
[0028]對于所述拱頂形成層，將玻璃陶瓷的糊印刷形成到所述樹脂材料上，并進(jìn)行煅燒。
[0029]發(fā)明效果
[0030]本發(fā)明的靜電保護(hù)元件的放電起始電壓極低，能穩(wěn)定地工作，靜電容量也小。由此，能夠可靠地保護(hù)小型的電子設(shè)備、高速通信中使用的電路、其他1C，也不會使電子設(shè)備的性能、通信品質(zhì)等降低。而且，制造工序簡易，制造容易，也能夠抑制成本。
[0031]另外，本發(fā)明的靜電保護(hù)元件的制造方法中，能夠通過印刷工序來形成靜電吸收體及層疊在其上的各層，能夠通過厚膜印刷法容易地制作放電起始電壓極低、靜電容量也小的靜電保護(hù)元件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的靜電保護(hù)元件的縱截面圖。
[0033]圖2是表示本實(shí)施方式的靜電保護(hù)元件的制造工序的概略截面。
[0034]圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的靜電保護(hù)元件的縱截面圖。
[0035]圖4是表示本實(shí)施方式的靜電保護(hù)元件的制造工序的概略截面。

【具體實(shí)施方式】
[0036]以下，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1、圖2示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的靜電保護(hù)元件10。該靜電保護(hù)元件10為表面安裝型的芯片型元件，例如包含純度96%的氧化鋁，使用平板狀的長方形的絕緣基板12。在絕緣基板12上，從表面中央部朝向兩端部適當(dāng)?shù)匾匀L的約1/2至約3/4的長度設(shè)置有放電輔助電極14。放電輔助電極14具有變阻器功能，以氧化鋅(ZnO)作為主要成分，且含有0.7?10摩爾％的鈷(Co)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鐠(Pr)、鋁(Al)、鋪(Sb)、秘(Bi)、猛(Mn)和鈦(Ti)的各氧化物中的至少兩種。放電輔助電極14的厚度為約5 μ m?約40 μ m，可以根據(jù)用途、放電起始電壓等適當(dāng)設(shè)定。
[0037]具體而言,放電輔助電極14例如為以氧化鋅/氧化鈷/氧化秘=90?99.4摩爾％ /0.1?5.0摩爾％ /0.5?5.0摩爾％的范圍含有氧化鋅、氧化鈷、氧化鉍的陶瓷材料。此外，包含以氧化鋅/氧化猛/氧化鐠=90?99.4摩爾％ /0.1?3.0摩爾％ /0.5?5.0摩爾％的范圍含有氧化鋅、氧化錳、氧化鐠的陶瓷材料、或者以氧化鋅/氧化鈷/氧化鎳/氧化鉍=90?99.3摩爾％ /0.1?3.5摩爾％ /0.1?1.5摩爾％ /0.5?5.0摩爾％的范圍含有氧化鋅、氧化鈷、氧化鎳、氧化鉍的陶瓷材料。
[0038]—對放電電極15、16從放電輔助電極14的兩端部朝向絕緣基板12的兩端部對置地配置。放電電極15、16在絕緣基板12的中央部的對置間隔形成放電間隙D，D為約30 μ m?約200 μ m,可以根據(jù)用途、放電起始電壓等適當(dāng)設(shè)定。放電電極15、16由含有Au、Ag、Pd等貴金屬和Cu、Ni等賤金屬的粉末以及玻璃料的導(dǎo)電體糊形成。該導(dǎo)電體糊包含可在后述的制造工序中在比放電輔助電極14的煅燒溫度低的溫度下進(jìn)行煅燒的材料，優(yōu)選包含可在后述的制造工序中在比放電輔助電極14的煅燒溫度低100°C以上的溫度下進(jìn)行煅燒的材料，例如使用以質(zhì)量比計為Ag:Pd = 80:20的導(dǎo)電體糊。
[0039]一對放電電極15、16的放電間隙D被由拱頂形成層20形成的空洞部18包圍。拱頂形成層20為絕緣體，為包含氧化鋁和硼硅酸系玻璃成分的玻璃陶瓷。由拱頂形成層20形成的空洞部18的高度為約15 μ m?約100 μ m,優(yōu)選為約30 μ m?約50 μ m,包圍整個間隙D。
[0040]拱頂形成層20整體由絕緣體的保護(hù)層22覆蓋。保護(hù)層22由與拱頂形成層20同樣的玻璃陶瓷或環(huán)氧樹脂形成，以覆蓋形成有拱頂形成層20及放電輔助電極14的范圍的方式形成在放電電極15、16上。
[0041]在絕緣基板12的兩端部形成有分別與放電電極15、16連接的外部電極23、24。外部電極23、24的表面上施加有鎳鍍層、及錫鉛鍍層或錫鍍層等。
[0042]接下來，根據(jù)圖2對本實(shí)施方式的靜電保護(hù)元件10的制造方法進(jìn)行說明。首先，制作用于形成放電輔助電極14的以氧化鋅(ZnO)作為主要成分的放電輔助電極用糊。作為放電輔助電極14中使用的材料，如上所述，是以氧化鋅(ZnO)作為主要成分且含有0.7?
10摩爾 ％的鈷(Co)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鐠(Pr)、鋁(Al)、銻(Sb)、鉍(Bi)、錳(Mn)或鈦(Ti)的各氧化物中的至少兩種的陶瓷粉末，將其與有機(jī)粘合劑混合，得到調(diào)節(jié)至能夠進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的粘度的厚膜印刷用糊。該糊的形成中，利用粉碎裝置將氧化鋅(ZnO)與添加材料的混合粉進(jìn)一步細(xì)細(xì)地微粉碎，將該微粉末與包含有機(jī)粘合劑成分的賦形劑混合并混煉，制成厚膜印刷用糊。
[0043]絕緣基板12在之后進(jìn)行分割而形成各個絕緣基板12，在多個形成的大型絕緣基板上，如圖2(a)所示，通過絲網(wǎng)印刷在預(yù)定的部位涂布多個放電輔助電極14用的厚膜印刷用糊。關(guān)于涂布厚度，以使煅燒后的厚度達(dá)到5?40μπι內(nèi)的預(yù)定厚度的方式進(jìn)行印刷。
[0044]然后，將絕緣基板12在1050?1250°C下煅燒0.5?3小時。由此，在各絕緣基板12表面上形成期望厚度的放電輔助電極14。
[0045]接著，如圖2(b)所示，使用Ag-Pd等導(dǎo)電體糊，在絕緣基板12的大型基板上絲網(wǎng)印刷放電電極15、16用的電極材料的導(dǎo)電體糊，印刷形成放電電極15、16。放電電極15、16用的導(dǎo)電體糊以在絕緣基板12的中央部的放電輔助電極14上形成放電間隙D的方式隔開對置間隔地形成。然后，在800?950°C下進(jìn)行煅燒，形成放電電極15、16。
[0046]如圖2(c)所示，通過絲網(wǎng)印刷或點(diǎn)膠(于.]、等在一對放電電極15、16上涂布樹脂材料17，該樹脂材料17為用于形成包圍放電間隙D的空洞部18的乙基纖維素、PVB等熱固化性的樹脂材料，其在250?700°C下蒸發(fā)而消失。該樹脂材料17的涂布厚度確定空洞部18的高度，為約15 μ m?約100 μ m,優(yōu)選為約30 μ m?約50 μ m,以包圍整個間隙D的方式進(jìn)行涂布。然后，使用于形成空洞部18的樹脂材料17在150?250°C下固化。
[0047]在使用于形成空洞部18的樹脂材料17固化后，如圖2(d)所示，以覆蓋用于形成空洞部18的樹脂材料17整體的方式，在其上形成用于形成拱頂形成層20的玻璃陶瓷的糊。用于形成拱頂形成層20的玻璃陶瓷糊通過絲網(wǎng)印刷來設(shè)置。然后，在600?850°C的溫度下對玻璃陶瓷糊進(jìn)行煅燒，設(shè)置用于形成空洞部18的拱頂形成層20。此時，首先，在250?700°C下進(jìn)行用于形成空洞部18的樹脂材料的脫脂工序，使用于形成空洞部18的樹脂材料蒸發(fā)，然后進(jìn)行拱頂形成層20的煅燒。
[0048]接著，如圖2(e)所示，以覆蓋拱頂形成層20的方式，利用玻璃陶瓷或環(huán)氧樹脂形成保護(hù)層22，并進(jìn)行煅燒。
[0049]接著，進(jìn)行如下的分割工序:使用形成在大型基板上的橫分割槽分割成沿橫向在一列上連接有靜電保護(hù)元件10的塊單元。然后，通過鍍覆等在通過分割工序分離后的塊的切斷面以及絕緣基板12上的放電電極15、16的露出面上形成外部電極23、24。最后，將在上述分割工序中進(jìn)行分割處理后的塊進(jìn)一步分割成各個單片。通過以上的工序，完成芯片型的靜電保護(hù)元件10。此時的芯片尺寸例如為1.0mmX0.5_。
[0050]對于本實(shí)施方式的靜電保護(hù)元件10及其制造方法，放電輔助電極14位于放電電極15、16之間，靜電電荷從放電輔助電極14中通過，在約數(shù)十V的低電壓下，利用放電輔助電極14的晶界所產(chǎn)生的電阻來進(jìn)行ESD保護(hù)。另一方面，在高電壓下，利用放電輔助電極14的沿面放電來進(jìn)行ESD保護(hù)。
[0051]另外，對于本實(shí)施方式的靜電保護(hù)元件10，能夠通過印刷工序來形成放電輔助電極14等，容易調(diào)節(jié)寬度、厚度，制造工序簡易，能夠以穩(wěn)定的品質(zhì)形成期望性能的元件。此夕卜，低電壓下的放電中，電荷從放電輔助電極14中通過，因此可以省略絕緣涂層，就這一點(diǎn)而言也能夠抑制制造成本。
[0052]接下來，根據(jù)圖3、圖4對本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。此處，對與上述實(shí)施方式相同的構(gòu)件標(biāo)注相同標(biāo)號，并省略詳細(xì)說明。本實(shí)施方式的靜電保護(hù)兀件30為表面安裝型的芯片型元件，在絕緣基板12的表面中央部，以隔開間隙d =約30 μ m?約200 μ m的間隔的方式形成有多孔質(zhì)膜31、32。多孔質(zhì)膜31、32為氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnO)等的陶瓷，在煅燒狀態(tài)下形成為多孔質(zhì)。多孔質(zhì)膜31、32的對置的端緣之間的間隙d的值可以根據(jù)用途、放電起始電壓等適當(dāng)設(shè)定，多孔質(zhì)膜31、32的厚度也為約5 μ m?約40 μ m，可以根據(jù)用途、放電起始電壓等適當(dāng)設(shè)定。
[0053]多孔質(zhì)膜31、32的成分除氧化招、氧化鋅之外,還可以使用氧化銀、氧化鈦、氧化鎂等氧化物、碳化硅、碳化鋁、碳化鑰、碳化鋯等碳化物、硼化鈦、硼化鋯等硼化物中的至少一種。
[0054]在多孔質(zhì)膜31、32的表面?zhèn)?對置地配置有一對放電電極15、16。放電電極15、16的端緣在絕緣基板12中央部的對置間隔形成放電間隙D，D為約30 μ m?約200 μ m,形成得比多孔質(zhì)膜31、32的間隙d寬。
[0055]一對放電電極15、16的放電間隙D及多孔質(zhì)膜31、32的間隙d被由拱頂形成層20形成的空洞部18包圍。拱頂形成層20由包含氧化鋁和硼硅酸系玻璃成分的玻璃陶瓷形成。
[0056]拱頂形成層20整體由保護(hù)層22覆蓋，保護(hù)層22由與拱頂形成層20同樣的玻璃陶瓷或環(huán)氧樹脂形成。另外，通過鍍覆等在絕緣基板12的兩端部形成有分別與放電電極15、16的兩端部連接的外部電極23、24。
[0057]接著，對本實(shí)施方式的靜電保護(hù)元件30的制造方法進(jìn)行說明。首先，制作用于形成多孔質(zhì)膜31、32的陶瓷材料的糊。作為材料，如上所述，為氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnO)，將其與有機(jī)粘合劑混合，制成調(diào)節(jié)至能夠進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的粘度的厚膜印刷用糊。
[0058]絕緣基板12在之后進(jìn)行分割而形成各個絕緣基板12，在多個形成的大型絕緣基板上，如圖4(a)所示，通過絲網(wǎng)印刷在預(yù)定的部位涂布用于形成多對多孔質(zhì)膜31、32的厚膜印刷用糊。關(guān)于涂布厚度，以使煅燒后的厚度達(dá)到5?40 μ m內(nèi)的預(yù)定厚度的方式進(jìn)行印刷。
[0059]然后，將印刷形成有用于形成多孔質(zhì)膜31、32的糊的絕緣基板12在1100?1300°C、優(yōu)選1150?1250°C下煅燒0.5?3小時。此時的煅燒溫度設(shè)定為比用于形成多孔質(zhì)膜31、32的陶瓷的熔點(diǎn)低200?50°C、優(yōu)選低150?100°C、并且能夠?qū)Χ嗫踪|(zhì)膜31、32進(jìn)行煅燒的溫度。由此，對多孔質(zhì)的陶瓷層進(jìn)行煅燒。在煅燒溫度為接近該陶瓷的熔點(diǎn)的溫度時，不會形成為多孔質(zhì)，在煅燒溫度為比該陶瓷的熔點(diǎn)低200°C以上的溫度時，不會形成良好的多孔質(zhì)陶瓷，因此設(shè)定為最佳的溫度。而且，煅燒溫度必須為后述的放電電極15、16用的煅燒溫度以上的溫度。
[0060]接著，如圖4(b)所示，使用Ag-Pd等導(dǎo)電體糊，通過絲網(wǎng)印刷在絕緣基板12的大型基板上形成作為放電電極15、16用的電極材料的導(dǎo)電體糊。放電電極15、16用的導(dǎo)電體糊以在絕緣基板12的中央部的放電輔助電極14上形成放電間隙D的方式隔開對置間隔地形成。然后，在800?950°C下進(jìn)行煅燒，形成放電電極15、16。
[0061]如圖4(c)所示，通過絲網(wǎng)印刷或點(diǎn)膠等在一對放電電極15、16上涂布樹脂材料17，該樹脂材料17為用于形成包圍放電間隙D的空洞部18的乙基纖維素、PVB等熱固化性的樹脂材料，其在250?700°C下蒸發(fā)而消失。然后，使用于形成空洞部18的樹脂材料17在150?250°C下固化。
[0062]在使用于形成空洞部18的樹脂材料17固化后，如圖4(d)所示，以覆蓋用于形成空洞部18的樹脂材料17整體的方式，在其上形成用于形成拱頂形成層20的玻璃陶瓷的糊。將用于形成拱頂形成層20的玻璃陶瓷通過絲網(wǎng)印刷設(shè)置在樹脂材料17上。在600?850°C的溫度下對玻璃陶瓷糊進(jìn)行煅燒，形成用于形成空洞部18的拱頂形成層20。此時，首先，在250?700°C下進(jìn)行用于形成空洞部18的樹脂材料的脫脂工序，使用于形成空洞部18的樹脂材料蒸發(fā)，然后進(jìn)行拱頂形成層20的煅燒。
[0063]接著，如圖4(e)所示，以覆蓋拱頂形成層20的方式，利用玻璃陶瓷或環(huán)氧樹脂形成保護(hù)層22，并進(jìn)行煅燒或使其固化。玻璃陶瓷的煅燒溫度為500?850°C的溫度，關(guān)于環(huán)氧樹脂的固化溫度，在150?250°C下使其固化。
[0064]接著，進(jìn)行如下的分割工序:使用形成在大型基板上的橫分割槽分割成沿橫向在一列上連接有靜電保護(hù)元件30的塊單元。然后，通過鍍覆等在通過分割工序分離后的塊的切斷面以及絕緣基板12上的放電電極15、16的露出面上形成外部電極23、24。最后，將在上述分割工序中進(jìn)行分割處理后的塊進(jìn)一步分割成各個單片。通過以上的工序，完成芯片型的靜電保護(hù)元件30。此時的芯片尺寸例如為1.0_X0.5_。
[0065]對于本實(shí)施方式的靜電保護(hù)元件30及其制造方法，多孔質(zhì)膜31、32位于放電電極15、16的下層，將放電電極15、16中的玻璃成分吸收到多孔質(zhì)膜31、32的多孔中，因此，能夠降低放電電極15、16的電阻值，能夠降低初始(I次?3次)放電電壓。此外，不需要用激光切割器等對放電電極15、16進(jìn)行后處理，能夠抑制制造成本。另外，由于在多孔質(zhì)膜31、32之間形成有間隙d，因此，不會像將放電電極15、16之間連接的功能膜那樣隨時間推移發(fā)生膜性能的劣化，能夠長時間維持穩(wěn)定的性能。
[0066]需要說明的是，本發(fā)明的靜電保護(hù)元件及其制造方法不限于上述實(shí)施方式，放電輔助電極、多孔質(zhì)膜的材料、成分比例可以根據(jù)目標(biāo)的放電電壓、電子設(shè)備的性能進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。
[0067]標(biāo)號說明
[0068]10靜電保護(hù)元件
[0069]12絕緣基板
[0070]14放電輔助電極
[0071]15、16放電電極
[0072]18空洞部
[0073]20拱頂形成層
[0074]22保護(hù)層
[0075]23、24外部電極
[0076]D放電間隙
【權(quán)利要求】
1.一種靜電保護(hù)元件，其特征在于， 具備:以具有30?200 μ m的放電間隙的方式設(shè)置在絕緣基板上的一對放電電極；以連結(jié)該放電電極的放電間隙的方式將所述放電電極之間連接、以氧化鋅作為主要成分、具有變阻器功能并且通過厚膜印刷而設(shè)置的放電輔助電極；以及以覆蓋所述放電間隙的方式形成有空洞部的絕緣體的拱頂形成層， 所述放電輔助電極包含以氧化鋅作為主要成分且含有0.7?10摩爾％的鈷、鎳、鉻、鐠、鋁、銻、鉍、錳及鈦的各氧化物中的至少兩種的陶瓷粉末， 所述拱頂形成層由玻璃陶瓷形成，由保護(hù)層覆蓋。
2.一種靜電保護(hù)元件，其特征在于， 具備:以具有30?200 μ m的間隙的方式通過厚膜印刷設(shè)置在絕緣基板上的陶瓷的一對多孔質(zhì)膜；層疊在所述多孔質(zhì)膜上且以隔開比所述間隙寬的放電間隙的方式設(shè)置的一對放電電極；以及以覆蓋所述放電間隙的方式形成有空洞部的絕緣體的拱頂形成層， 所述拱頂形成層由玻璃陶瓷形成，由保護(hù)層覆蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的靜電保護(hù)元件，其中，所述玻璃陶瓷包含氧化鋁和硼硅酸系玻璃成分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜電保護(hù)元件，其中，所述多孔質(zhì)膜包含氧化鋁、氧化鋅、氧化鍶、氧化鈦、氧化鎂、碳化硅、碳化鋁、碳化鑰、碳化鋯、硼化鈦及硼化鋯中的至少一種。
5.一種靜電保護(hù)元件的制造方法，其特征在于， 在絕緣基板上印刷包含以氧化鋅作為主要成分、具有變阻器功能且含有0.7?10摩爾％的鈷、鎳、鉻、鐠、鋁、銻、鉍、錳及鈦的各氧化物中的至少兩種的陶瓷粉末的放電輔助電極材料的糊并進(jìn)行煅燒，形成放電輔助電極， 以使30?200 μ m的放電間隙與所述放電輔助電極重疊的方式，將一對放電電極材料的糊印刷到所述放電輔助電極上及所述絕緣基板兩端部， 在比所述放電輔助電極的煅燒溫度低的溫度下進(jìn)行煅燒，形成以具有所述放電間隙的方式層疊在所述放電輔助電極上的一對放電電極， 設(shè)置以覆蓋所述放電間隙的方式形成空洞部的絕緣體的拱頂形成層， 對于所述空洞部，以覆蓋所述放電電極之間的所述放電間隙的方式設(shè)置樹脂材料并使其固化，在該樹脂材料上涂布用于形成所述拱頂形成層的玻璃陶瓷的糊，在比所述放電電極的煅燒溫度低的溫度下進(jìn)行煅燒，使所述樹脂材料蒸發(fā)而形成所述空洞部。
6.一種靜電保護(hù)元件的制造方法，其特征在于， 在絕緣基板上以預(yù)定形狀印刷以具有30?200 μ m的間隙的方式形成一對多孔質(zhì)膜的陶瓷粉的糊，在比該陶瓷的熔點(diǎn)低100°C以上且能夠進(jìn)行煅燒的溫度下進(jìn)行煅燒，形成所述一對多孔質(zhì)膜，將以具有比所述一對多孔質(zhì)膜端緣之間的所述間隙寬的放電間隙的方式層疊在所述多孔質(zhì)膜上的一對放電電極材料的糊印刷到所述多孔質(zhì)膜上及所述絕緣基板兩端部，在比所述多孔質(zhì)膜的煅燒溫度低的溫度下進(jìn)行煅燒，形成以具有放電間隙的方式層疊在所述多孔質(zhì)膜上的一對放電電極，設(shè)置以覆蓋所述放電間隙的方式形成空洞部的絕緣體的拱頂形成層， 對于所述空洞部，以覆蓋所述放電電極之間的所述放電間隙的方式設(shè)置樹脂材料并使其固化，在該樹脂材料上涂布用于形成所述拱頂形成層的玻璃陶瓷的糊，在比所述放電電極的煅燒溫度低的溫度下進(jìn)行煅燒，使所述樹脂材料蒸發(fā)而形成所述空洞部。
【文檔編號】H01C7/12GK104396103SQ201380034520
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月9日
【發(fā)明者】大坪惠輔, 高野嘉之, 村田良一 申請人:立山科學(xué)工業(yè)株式會社