[發明專利]靜電保護器及其制造方法

有效

• 申請號: 200810215909.3
• 申請日: 2008-09-09
• 公開（公告）號: CN101673604A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 李向明;李亮光;楊曉鵬;汪立無
• 申請（專利權）人: AEM科技（蘇州）有限公司;AEM控股公司
• 主分類號: H01C7/10
• 分類號: H01C7/10;H01C7/115;H05F3/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 李 輝

技術領域

本發明涉及一種靜電保護器及其制造方法，尤其涉及表面貼裝靜電 保護器。

背景技術

當兩個不良導體相互磨擦時，電子會從一個物體轉移到另一物體， 兩個物體間就會產生靜電差。人體在干燥的天氣，會產生高達數千伏的 靜電。當人體與電子器件接觸時，人體的靜電通過電子器件放電，會導 致電子器件中對靜電敏感元件的損壞。國際標準IEC61000-4-2就是針對 靜電損壞而提出的測試標準。本發明的靜電保護器也是參考了 IEC61000-4-2的要求而開發的。在此通過引用將國際標準IEC61000-4-2 的全部內容并入本文中，如同在本文中完全闡述了一樣。

目前表面貼裝靜電保護器主要有三大類型：一類為半導體二極管 (diode)；第二類為金屬氧化物壓敏電阻(MOV)；第三類為靜電保護器 (ESD?protectors)。

在美國專利第3,704,178號、4,758,537號、6,417,060號等中公開的 半導體二極管原本用于整流和過壓保護。IEC61000-4-2標準的實施，提 高了對靜電保護器件的需求，半導體二極管的廠家也對二極管的工藝、材 料、和設計進行改良，使之滿足靜電保護的需要。其工作原理是利用p-n 結的反向擊穿，將靜電的高壓脈沖導入地，從而保護了電器內部對靜電 敏感的元件。通過引用，將這些專利并入本文中。

由于靜電保護要求對正負脈沖均加以保護，這就要用兩個二極管或 一個器件中含有兩個p-n結來滿足保護的需要。另外，二極管的漏電電流 和電容也較大，會造成對高頻信號的衰減。

金屬氧化物壓敏電阻主要利用氧化鋅和鈦酸鍶等陶瓷材料，用制作 電容的方法，在1000攝氏度到1300攝氏度的高溫下燒成。這方面的專 利很多。這里通過引用并入對此進行了闡述的美國專利第4,147,670號、 4,495,482號、4,386,021號、4,541,974號、4,781,859號、5,635,436號、 7,075,404號、以及第7,189,297號。金屬氧化物壓敏電阻原來主要用于過 電壓保護。其原理是利用氧化鋅和鈦酸鍶等陶瓷材料的晶界的非線性電 阻特性(低電壓時呈高電阻，高電壓時呈低電阻)來實現對過電壓的保 護。當壓敏電阻的兩端出現高電壓時，其電阻會變小，并將高壓脈沖導 入地，從而保護了電器內部易被靜電損壞的元件。金屬氧化物壓敏電阻 沒有方向性。單一壓敏電阻就能保護器件不受正負靜電脈沖的損壞。

金屬氧化物壓敏電阻的漏電電流和電容較大，會對高頻信號造成較 大的衰減。如果將電極對的偶合面積減小，漏電電流和電容可以減小， 但其承受高電流沖擊的能力也會減弱，而對靜電脈沖的鉗制電壓則會上 升。這些缺點均源于材料體系物理特性的局限。另外這一類陶瓷材料的 燒結溫度較高，通常在1100攝氏度至1300攝氏度之間，消耗能源，并 且對設備、材料的要求較高。

靜電保護器是專門為保護電器內部易被靜電損壞的元件而開發的一 種電子元件。其特點為具有很低的漏電電流(<1nA)，和很低的電容 (<0.5pF)。在美國專利第6,013,358號、6,023,028號、6,160,695號中 公開了一種靜電保護器。該靜電保護器的結構為在一塊基板上制作一個 導電的電極?；蹇梢允歉叻肿訌秃喜牧?FR-4)的線路板，也可以是 陶瓷基板。導電電極的中間切開一條小槽。小槽中填入高分子材料與金 屬顆粒的混合物。當高分子材料承受的靜電電壓高于高分子材料的介電 強度時，高分子材料與金屬顆粒的混合物呈現被擊穿的低阻態，從而將 高壓靜電脈沖導入地，保護了電器中的電子元件。通過引用，將美國專 利第6,013,358號、6,023,028號、6,160,695號并入本文中。

引述的靜電保護器沒有方向性。單一靜電保護器就能保護器件不受 正負靜電脈沖的損壞。

高分子材料受溫度的影響較大。其耐高溫和耐老化的能力也不如陶 瓷和玻璃陶瓷材料。這在一定的程度上影響了這一類保護器的穩定性和 耐久性。

發明內容

本發明鑒于現有技術的上述情況而作出，提供了一種靜電保護器及 制造該靜電保護器的方法，用以克服現有技術的一個或更多個缺點，至 少提供一種有益的選擇，或為制造靜電保護器提供條件。

為了實現以上目的，根據本發明的實施方式，本申請提供了以下發 明：

發明1、一種靜電保護器，該靜電保護器包括：

基層；