[發(fā)明專利]ESD保護(hù)器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380011683.4
• 申請(qǐng)日: 2013-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN104145386A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鷲見高弘;足立淳;筑澤孝之;石川久美子
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社村田制作所
• 主分類號(hào): H01T2/02
• 分類號(hào): H01T2/02;H01T1/20;H01T4/10;H01T4/12
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 俞丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種ESD(Electrostatic?Discharge：靜電放電)保護(hù)器件及其制造方法，特別涉及對(duì)ESD保護(hù)器件中為促進(jìn)靜電放電而設(shè)置的放電輔助電極的改良。

背景技術(shù)

本發(fā)明關(guān)注的過(guò)電壓保護(hù)元件記載在例如日本專利特開2008-85284號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中。

在專利文獻(xiàn)1中，對(duì)于要成為用于促進(jìn)放電而設(shè)置的放電輔助電極的過(guò)電壓保護(hù)元件材料，記載有包含非導(dǎo)體粉末(例如，碳化硅：粒徑1～50m)、金屬導(dǎo)體粉末(例如，銅：粒徑0.01～5μm)、粘合劑(例如，玻璃粉末)的材料。

另外，在專利文獻(xiàn)1中，作為過(guò)電壓保護(hù)元件的制造方法，記載有包含以下工序的方法：以規(guī)定的比例使非導(dǎo)體粉末、金屬導(dǎo)體粉末及粘合劑均勻混合以形成糊料的工序；將該糊料印刷于基板上的工序；以及對(duì)該基板實(shí)施燒成處理(溫度：300～1200℃)的工序。

然而，在專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，存在以下需要解決的問題。

首先，由于金屬導(dǎo)體粉末的表面露出，因此，在放電時(shí)所露出的金屬導(dǎo)體彼此會(huì)結(jié)合，從而絕緣可靠性有可能會(huì)降低。另外，用作為非導(dǎo)體粉末的碳化硅是絕緣電阻較低的半導(dǎo)體，因此，難以提高絕緣可靠性。

作為解決上述問題的技術(shù)，例如有國(guó)際公開第2009/098944號(hào)刊物(專利文獻(xiàn)2)所記載的技術(shù)。

在專利文獻(xiàn)2中，記載有將被無(wú)機(jī)材料(Al₂O₃等)所包覆的導(dǎo)電材料(Cu粉末等)進(jìn)行分散后所得的材料用作為放電輔助電極的技術(shù)。根據(jù)專利文獻(xiàn)2所記載的技術(shù)，與專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)相比，導(dǎo)電材料的露出較少，因此，能提高絕緣可靠性。另外，即使增加導(dǎo)電材料的含量，導(dǎo)電材料彼此之間也不容易發(fā)生短路，因此，通過(guò)增加導(dǎo)電材料，能使得放電容易，由此，能降低峰值電壓。

然而，專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)也存在以下需要解決的問題。

專利文獻(xiàn)2所記載的技術(shù)中的“被無(wú)機(jī)材料所包覆的導(dǎo)電材料”如專利文獻(xiàn)2的第[0034]、[0094]段及圖4所記載的那樣，只是在導(dǎo)電材料的表面包覆有由無(wú)機(jī)材料所構(gòu)成的微粒子的材料。因此，難以用無(wú)機(jī)材料來(lái)將導(dǎo)電材料的表面完全覆蓋。另外，在燒成前的階段，假設(shè)即使用無(wú)機(jī)材料來(lái)將導(dǎo)電材料的表面完全覆蓋，但如圖12所示，在燒成時(shí)導(dǎo)電材料1發(fā)生熱膨脹時(shí)，變得無(wú)法完全被無(wú)機(jī)材料2所覆蓋，燒成后導(dǎo)電材料1有可能會(huì)露出。因此，要求進(jìn)一步改善絕緣可靠性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2008-85284號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：國(guó)際公開第2009/098944號(hào)刊物

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

因此，本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，即，提供一種絕緣可靠性較高并具有良好的放電特性的ESD保護(hù)器件及其制造方法。

解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

本發(fā)明所適用的ESD保護(hù)器件包括：第一及第二放電電極，該第一及第二放電電極配置成彼此相對(duì)；放電輔助電極，該放電輔助電極形成為橫跨在第一及第二放電電極間；以及絕緣體基材，該絕緣體基材對(duì)第一及第二放電電極和放電輔助電極進(jìn)行保持，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的特征在于，放電輔助電極由具有核殼結(jié)構(gòu)的多個(gè)金屬粒子的集合體構(gòu)成，所述核殼結(jié)構(gòu)由以第一金屬為主要成分的核部、及以包含第二金屬的金屬氧化物為主要成分的殼部構(gòu)成，殼部至少有一部分存在空孔。

這樣，由于構(gòu)成放電輔助電極的金屬粒子處于被以金屬氧化物為主要成分的殼部完全或幾乎完全覆蓋的狀態(tài)，因此，能提高放電時(shí)的絕緣可靠性，并且由于殼部具有空孔，因此，在空孔周圍殼部較薄，從而能以較低的ESD施加電壓來(lái)開始進(jìn)行放電。

優(yōu)選為核部在空孔附近具有凹陷，所述凹陷具有容納該空孔的形狀。由于存在凹陷，因此電荷容易集中于凹陷部分，由此，能使得放電變得容易，能提高放電特性，特別是能實(shí)現(xiàn)較低的峰值電壓。

優(yōu)選為上述多個(gè)金屬粒子通過(guò)含玻璃質(zhì)物質(zhì)而互相結(jié)合。由此，能抑制掉落沖擊后的峰值電壓特性劣化。

優(yōu)選為上述殼部的厚度為50～1500nm。由此，不僅能實(shí)現(xiàn)較高的絕緣可靠性，還能實(shí)現(xiàn)良好的放電特性，特別是能實(shí)現(xiàn)較低的峰值電壓。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，第二金屬是比第一金屬更容易發(fā)生氧化的金屬。由此，運(yùn)用后述的制造方法，能容易地獲得具有核殼結(jié)構(gòu)的多個(gè)金屬粒子，所述核殼結(jié)構(gòu)由以第一金屬為主要成分的核部、及以包含第二金屬的金屬氧化物為主要成分的殼部構(gòu)成。