專利名稱：靜電保護器及其制造方法
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。國際標準正C61000-4-2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(<lnA),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 公幵了一種靜電保護器。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。基板可以是高分子復合材料(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l、 一種靜電保護器，該靜電保護器包括 基層；
第一電極層，形成在所述基層上；
防靜電功能層，形成在帶有第一電極層的基層上，與第一電極層的
一部分相交疊，并覆蓋所述基層的一部分；以及
第二電極層形成在帶有第一電極層和防靜電功能層的基層1的一部 分上，覆蓋所述基層的一部分，隔著所述防靜電功能層與所述第一電極 層的一部分交疊。
發明2、根據發明1所述的靜電保護器，其特征在于，所述基層和
覆蓋層由低介電常數的玻璃陶瓷材料制成。
發明3、根據發明1所述的靜電保護器，其特征在于，所述基層和 覆蓋層由軟化點為500攝氏度至900攝氏度、密度為2-4g/cc、介電常數 為3-6的玻璃陶瓷制成。
發明4、根據發明1所述的靜電保護器，其特征在于，所述防靜電 功能層是具有非線性電阻特性的玻璃陶瓷材料。
發明5、根據發明4所述的靜電保護器，其特征在于，所述防靜電 功能層的主要成份為鐵、銅、鎳、鋅、錫、硅、鈦、鈣、鋇、鎂的氧化 物，含有玻璃相和/或陶瓷相。
發明6、根據發明4所述的靜電保護器，其特征在于，所述防靜電 功能層由軟化點為400攝氏度到900攝氏度的玻璃陶瓷材料制成。
發明7、根據發明1所述的靜電保護器，其特征在于，所述第一電
7極層和第二電極層的電極寬度小于所述基層寬度的1/3，長度大于所述基 層的長度的1/2，而小于所述基層的長度的2/3。
發明8、根據發明1所述的靜電保護器，其特征在于，所述第一電 極層和第二電極層的交疊面積小于等于0.1平方毫米而大于等于0.01平 方毫米。
發明9、根據發明1所述的靜電保護器，其特征在于，所述第一電 極層和第二電極層中至少有一個為T字形狀，所述防靜電功能層為矩形， 圓形，或橢圓形形狀。
發明10、根據發明1所述的靜電保護器，其特征在于，所述防靜電 功能層的寬度大于兩個電極層中較窄的一個，其覆蓋面能將兩個電極層 隔開。防靜電功能層的寬度小于元件的寬度，而長度小于元件的長度。
發明ll、根據發明1所述的靜電保護器，其特征在于，所述防靜電 功能層的厚度為5至30微米。
發明12、根據發明1所述的靜電保護器，其特征在于，所述靜電保 護器還包括覆蓋所述第一電極層、所述防靜電功能層和所述第二電極層 的覆蓋材料層。
發明13、 一種制造靜電保護器的方法，該方法包括以下步驟 制作基層的步驟；
在所述基層上制作第一 電極層的步驟，所述第一電極層覆蓋所述基 層的一部分；
制作防靜電功能層的步驟，使所述防靜電功能層形成在帶有第一電 極層的基層上，與第一電極層的一部分相交疊，并覆蓋所述基層的一部 分；以及
制造第二電極層的步驟，使所述第二電極層覆蓋所述基層的一部分， 隔著所述防靜電功能層與所述第一電極層的一部分交疊。
發明14、根據發明13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 涂覆覆蓋所述第一電極層、所述防靜電功能層和所述第二電極層的覆蓋 材料層的步驟。
發明15、根據發明14所述的制造靜電保護器的方法，該方法包括以下步驟
燒結步驟，用于對制造覆蓋材料層的步驟所得的結果進行一次燒成。 發明16、根據發明13所述的方法，其特征在于，所述基層由低介 電常數的玻璃陶瓷材料通過濕法制成。
發明17、根據發明13所述的方法，其特征在于，所述基層由低介 電常數的玻璃陶瓷材料通過干法制成。
發明18、根據發明13所述的方法，其特征在于，所述基層由軟化 點為500攝氏度至900攝氏度、密度為2-4g/cc、介電常數為3-6的玻璃 陶瓷制成。
發明19、根據發明13所述的方法，其特征在于，所述防靜電功能 層由具有非線性電阻特性的玻璃陶瓷材料用絲網或鋼板印刷法制成。
發明20、根據發明19所述的方法，其特征在于，所述防靜電功能 層由軟化點為400攝氏度到900攝氏度的玻璃陶瓷材料制成。
發明21、根據發明19所述的方法，其特征在于，所述防靜電功能 層的主要成份為鐵、銅、鎳、鋅、錫、硅、鈦、鈣、鋇、鎂的氧化物， 含有玻璃相和陶瓷相。
發明22、根據發明13所述的方法，其特征在于，所述第一電極層 和第二電極層的電極寬度小于所述基層寬度的1/3，長度大于所述基層的 長度的1/2，而小于所述基層的長度的2/3。
發明23、根據發明13所述的方法，其特征在于，所述第一電極層 和第二電極層的交疊面積小于等于0.1平方毫米而大于等于0.01平方毫 米。
發明24、根據發明13所述的方法，其特征在于，所述第一電極層 和第二電極層至少有一個被制作為T字形狀，所述防靜電功能層為矩形， 圓形，或橢圓形形狀。
發明25、根據發明13所述的方法，其特征在于，所述防靜電功能 層的寬度大于兩個電極層中較窄的一個，其覆蓋面能將兩個電極層隔開。
發明26、根據發明13所述的方法，其特征在于，所述防靜電功能 層的寬度小于元件的寬度，而長度小于元件的長度，防靜電功能層的厚
9度為5至30微米。本發明提供了一種小型表面貼裝靜電保護器及其制造方法，涉及材 料選擇及結構設計等方面的改進。該表面貼裝靜電保護器具有低電容及 低漏電電流，響應速度快，結構可靠,和性能穩定的特點。其制作采用低溫 共燒法，產品在700攝氏度至950攝氏度的溫度范圍內燒成，節約了能 源和設備投資。
根據以下參照附圖對本發明具體實施方式
的詳細描述，可以更清楚 地理解本發明的以上和其它目的、特征和優點。另外，附圖中的部件不 是成比例繪制的，而只是為了示出本發明的原理。在本申請的一個附圖 或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或實 施方式中示出的元素和特征相結合。此外，在附圖中，類似的標號表示 幾個附圖中對應的部件，并可用于指示多于一種實施方式中使用的對應 部件。此外，為了說明的簡潔和制圖的方便，附圖中沒有示出本領域技 術人員所熟知的也應存在的其它部件。在附圖中，圖1為用依據本發明第一實施方式的表面貼裝靜電保護器的外觀示意圖；圖2為圖1所示的靜電保護器的側視剖面圖；圖3為完成了依據本發明的制造方法的第二步時的部件的側視圖；圖4為完成了依據本發明的制造方法的第二步時的部件的俯視圖；圖5為完成了依據本發明的制造方法的第三步時的部件的側視圖； 圖6為完成了依據本發明的制造方法的第三步時的部件的俯視圖； 圖7為完成了依據本發明的制造方法的第四步的部件的側視圖； 圖8為完成了依據本發明的制造方法的第四步時的部件的俯視圖； 圖9為完成了依據本發明的制造方法的第五步時的部件的側視剖面圖；圖10示出了依據本發明一種實施方式的制造本發明的靜電保護器 的方法的流程圖；10圖ll為依據本發明的一個實施例的靜電保護器對8kV靜電打擊的響 應曲線；以及圖12為依據本發明的另一個實施例的靜電保護器對8kV靜電打擊的 響應曲線。
具體實施方式
下面參照附圖描述依據本發明的一種實施方式的靜電保護器。 圖1示意性示出了依據本發明第一實施方式的靜電保護器的外觀。 圖2為圖1所示的靜電保護器的側視剖面圖。依據本發明的一種實施方 式的靜電保護器包括基層l、第一電極層2a、防靜電功能層3、以及第 二電極層2b。其中，第一電極層2a形成在基層l上。防靜電功能層3形 成在帶有第一電極層2a的基層1上，與第一電極層2a的一部分相交疊， 并覆蓋所述基層1的一部分。第二電極層2b形成在帶有第一電極層2a 和防靜電功能層3的基層1的一部分上，覆蓋所述基層1的一部分，與 所述防靜電功能層3的一部分交疊，并與所述第一電極層2a的一部分交 疊。并且其中，第一電極層2a與第二電極層2b相交疊的部分是第一電 極層2a與防靜電功能層3相交疊的部分的一部分或全部。進一步，如圖1和圖2所示，本發明的靜電保護器還包括形成在 帶有第一電極層2a、防靜電功能層3、以及第二電極層2b的基層l上的 基礎材料層(覆蓋層)5;以及端頭電極4a和4b。端頭電極4a和4b的功能 是將電極2a和2b連接到靜電保護器兩端的底面，在靜電保護器經表面 貼裝到電子電路板上以后，與電子電路板上的導線形成電連接。端頭材 料可以是業內熟知的三層結構，即最內層為銀或銅，中間層為鎳，最外 層為焊錫。其中，如圖4所示，在俯視圖中，所述第一電極層2a為T字形狀。 這個形狀能使第一電極層2a與端頭電極4a以較大的接觸面積形成較可 靠的連接。這個形狀又能使第一電極層2a與第二電極層2b的重疊偶合 面積減少，以達到減少寄生電容的目的。但應該注意，圖4所示的第一 電極層2a的形狀只是示例性的，本領域技術人員可以想到更多的實現方式，例如單純的直線形、矩形、三角形等。如圖6所示，在俯視圖中，所述防靜電功能層3-s可以為矩形形狀。 另外，如圖8所示，防靜電功能層3的寬度大于第一電極層的中間部分 (要與之交疊的部分)的寬度(Wl)。第一電極層和第二電極層的印刷 不可避免地會有位置上的偏差，這種形狀和大小可以在一定的偏差范圍 內保證第一電極層和第二電極層不出現短路連接，而防靜電功能層能夾 在第一電極層和第二電極層之間。圖6和圖8所示的防靜電功能層3-s的形狀只是示例性的，本領域技 術人員可以想到更多的實現方式，例如橢圓形、圓形等。另外，如圖8所示，在俯視圖中，所述第二電極層2b可以與第一電 極層同樣采用T字形狀。并且隔著所述防靜電功能層3-s與第一電極層 2a相交疊。另外，應該注意，第一電極層2a和第二電極層2b的形狀可 以不同，可以至少有一個電極為T字形。即便是形狀相同，例如都為T 形，其T形的豎線的寬度、T形的橫線的厚度等也可以不同。在圖中示 出的是形狀、寬度和厚度均相同時的情況。所述基層1由低介電常數的玻璃陶瓷材料制成。其介電常數通常在 5以下，如4、 3、 2、 1等。低介電常數的材料可以減少左邊電極(2a， 4a)與右邊電極(2b， 4b)的寄生電容。所述防靜電功能層3具有非線性電阻特性，即在被施加低電壓時呈 高電阻，在被施加高電壓時呈低電阻。另外，在一種實施方式中，第一電極層2a和第二電極層2b的電極 的重疊部分的寬度Wl小于靜電保護器寬度W2的1/3，第一電極層2a 和第二電極層2b的長度Ll分別大于靜電保護器L2長度的1/2，而小于 靜電保護器長度L2的2/3。如圖8所示。Wl/W2小于1/3可以減少寄生電容。Ll/L2大于1/2，第一電極層 2a和第二電極層2b才能在靜電保護器中間部分有重疊偶合。Ll/L2小于 2/3使第一電極層2a不和端頭電極4b接觸，第二電極層2b不和端頭電 極4a接觸，并且使第一電極層2a不和第二電極層2b接觸，并使第一電 極層2a和第二電極層2b間的偶合電容較小。為實現以上目的，可以采用其他的比例和大小，這些都在本發明的 保護范圍內。第一電極層和第二電極層的厚度可以在3微米至20微米之間，優選 地在5 — 15微米之間。此外，根據本發明的一種實施方式，第一電極層2a和第二電極層2b 的交疊面積為小于等于0.1平方毫米而大于等于0.01平方毫米，例如為 0.05平方毫米、0.02平方毫米、0.03平方毫米、0.04平方毫米、0.06平 方毫米、0.07平方毫米、0.08平方毫米、0.09平方毫米。這個交疊面積 與所采用的材料體系配合，可制成電容值小于0.5pF，而又有足夠電流 承載能力來滿足ffiC61000-4-2的要求。根據本發明的一種實施方式，基層1的材料為玻璃陶瓷材料。主要 成份為硼、鋁、硅、鈣等的氧化物。在一種實施方式中，玻璃陶瓷的軟 化點可以為500攝氏度至900攝氏度，密度為2-4g/cc，介電常數為3-6。 介電常數越小，其產生的電容也越小。基層1可以由直徑為0.4至2.5微 米的玻璃陶瓷材料粒子經由粘合劑粘合而制成。第一電極層2a和第二電極層2b的材料可以為銀和/或其他貴金屬及 合金的粉末。其中亦可添加少量的玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷，和/或金屬氧 化物材料的粉末，以調節其在燒結時的收縮率和與基層1的材料的粘結 力。第一電極層2a和第二電極層2b可以由直徑為0.4至2.5微米的電極 材料粉末與粘合劑混合而制成。防靜電功能層3的材料為玻璃陶瓷材料。主要成份為鐵、銅、鎳、 鋅、錫、硅、鈦、鈣、鋇、鎂等的氧化物，原材料可以在Alfa Asar或 Aldrich等公司購買。玻璃陶瓷的軟化點為400攝氏度至900攝氏度，優 選地為450攝氏度到850攝氏度。該玻璃陶瓷具有非線性電阻特性，即 在低電壓時有很高的電阻，在高電壓時有很低的電阻。防靜電功能層3 可以由直徑為0.4至2.5微米的材料粉末與粘合劑混合而制成。防靜電功 能層3可以具有玻璃相和/或陶瓷相。玻璃相為業內慣指的無機金屬氧化 物的無定形固相。陶瓷相則為業內慣指的無機金屬氧化物的結晶固相。本發明基層1、覆蓋層5的材料以及防靜電功能層3的材料的低介電常數和電極2a和2b小重疊面積導致低電容。防靜電功能層3的非線 性電阻特性使靜電保護器在工作電壓下具有低的漏電電流及快的響應速 度。此外，由于基層1的材料和防靜電功能層3的材料均為玻璃陶瓷材 料，其穩定性及耐溫特性均比高分子材料強。因而，根據本發明的表面貼裝靜電保護器具有電容及漏電電流低、 響應速度快、結構可靠和性能穩定的特點。圖10示出了依據本發明一種實施方式的制造本發明的靜電保護器 的方法的流程圖。如圖10所示，首先在步驟IOI，制作基層，這可以通過在承載板上 涂布第一漿料，并將其固化來實現。涂布及固化可以一次完成或分多次 完成。 .在一種實施方式中，將玻璃陶瓷材料經研磨至直徑為0.4至2.5微米， 與粘合劑混合制成第一漿料。粘合劑可以是業內熟知的紫外光固化型， 也可以是水溶劑型或有機溶劑型的粘合劑。然后，在步驟102，在固化后的第一漿料上，用絲網或鋼板印刷第 二漿料印制作的左側電極圖形(第一電極，或稱第一電極層)。在一種實 施方式中，將直徑0.2-10微米的電極材料粉末(優選地為0.4至2.5微米) 與粘合劑混合制成第二槳料。用第二槳料制作左側電極圖形后，并加以 固化。完成第二步加工制作的部件的側視剖面圖和俯視圖分別如圖3和 圖4所示。其中，標號l-s指示固化后的第一槳料，用于制作基層。標號 2a-s指示固化后的第二漿料，用于制作左側的電極。電極的中間部分的 寬度W1小于元件寬度的1/3。電極的長度略大于元件長度L2的1/2，而 小于長度L2的2/3。然后，在步驟103，在固化后的第一漿料和第二漿料上用絲網或鋼 板印刷第三漿料的圖形(防靜電功能層)，并加以固化。第三漿料為具有 非線性電阻功能的玻璃陶瓷粉末和粘合劑混合而成。第三漿料的圖形能 將固化后的第二漿料制作的左側電極的中間部分覆蓋，其寬度大于左側 電極的中間部分(例如Wl)，在左側電極和右側電極的寬度不同時，第14三漿料的圖形的寬度大于兩者中較窄的一個，也可以大于兩者中較寬的一個。此外，第三漿料的圖形的寬度小于元件的寬度W2。第三漿料的圖 形的厚度可根據絲網或鋼板的厚度、絲網的開孔率、以及第三漿料的固 含量等參數加以控制。其燒成后的厚度優選地為5至30微米。完成第三 步加工制作的部件的側視剖面圖和俯視圖分別如圖5和圖6所示，其中， 標號3-s指示固化后的第三漿料的圖形。然后，在步驟104，在完成步驟103的加工制作的部件上用絲網或 鋼板印刷第二槳料的右側電極圖形(第二電極，或稱第二電極材料層)， 并加以固化。右側電極的中間部分覆蓋在第三漿料的圖形之上。右側電 極的中間部分與左側電極的中間部分有一定的重疊。重疊部分的面積會 影響電容的大小。優選的重疊面積為小于等于0.1平方毫米而大于等于 0.01平方毫米。完成第四步加工制作的部件的側視剖面圖和俯視圖分別 如圖7和圖8所示，其中，圖中的標號2b-s指示用第二漿料制作的右側 電極。然后，在步驟105，在完成步驟104的加工制作的部件上涂布第一 漿料，并將其固化。涂布和固化可以是一次或分多次完成。完成第五步 加工制作的部件的側視剖面圖如圖9所示。圖中的標號5-s指示用第一漿 料制作的覆蓋層。應該注意，通常通過以上步驟101 —105在一個平板上并行制作多個 部件的矩陣。完成后經過切割而成單個部件，從承載板上剝離。然后， 在步驟106，經加熱排膠除去粘結劑，經700-950攝氏度的燒結制成元件 的毛胚。優選地，可以一次燒成。 一次燒成是指上下基材、左右電極、 防靜電功能材料均在一次燒結過程中由不同的玻璃陶瓷和金屬的粉末燒 結為相應的玻璃陶瓷和金屬的結構部件。燒結溫度通常要高于軟化點。 采用陶瓷材料的現有技術受陶瓷材料燒結溫度的限制，通常的燒結溫度 要在1100攝氏度或以上。玻璃陶瓷的燒結溫度可以較低。但以前無人用 玻璃陶瓷制作靜電保護器。之后，在步驟107，用業內熟知的方法倒角、上端，鍍鎳和焊錫， 即制作前面所述的端頭電極，從而制成小型表面貼裝靜電保護器。15下面具體介紹本發明的制作靜電保護器的實施例。 實施例1
用第一漿料，原材料為軟化點為850度攝氏的玻璃陶瓷與業內熟知 的粘合劑混合而成，在承載板上涂布0.3毫米厚，用紫外光固化。用絲網 在其上面用第二漿料(業內熟知的銀漿)印刷左電極，用紫外光固化。 電極的寬度為0.2毫米，用絲網在其上面用第三漿料(材料為玻璃陶瓷材 料。主要成份為鐵、銅、鎳、鋅、錫、硅、鈦、鈣、鋇、鎂等的氧化物 與粘合劑的混合物。)印刷第三漿料圖形，用紫外光固化。用絲網在其上 面用第二漿料印刷右電極，用紫外光固化。右電極的寬度為0.2毫米。左 右電極的重疊長度為0.15毫米。再用第一漿料涂布0.3毫米厚在上面， 用紫外光固化。以上的涂布和印刷在一塊承載板上同時制作出10074個 相同的部件。然后經切割分離為長1.7毫米，寬1毫米的單個部件毛胚。 經加熱排膠，910攝氏度燒結，倒角上端及電鍍鎳和錫，帝U成1.6毫米， 寬0.8毫米，厚0.5毫米的小型表面貼裝靜電保護器。
測試結果
響應時間小于lns，漏電電流0.02nA，電容0.366pF，觸發電壓490V， 鉗制電壓60V,
經1000次8kV (正C61000-4-2,水平4)靜電打擊后，觸發電壓560V, 鉗制電壓50V，漏電電流0.03nA。
圖11記錄了實例1元件對8kV (正C61000-4-2，水平4)的靜電打擊 的響應曲線。
實施例2
用第一漿料涂布0.3毫米厚在承載板上，用紫外光固化。用絲網在 其上面用第二漿料印刷左電極，用紫外光固化。電極的寬度為0.15毫米， 用絲網在其上面用第三漿料印刷第三漿料圖形，用紫外光固化。用絲網 在其上面用第二漿料印刷右電極，用紫外光固化。右電極的寬度為0.15毫 米。左右電極的重疊長度為0.15毫米。再用第一漿料涂布0.3毫米厚在 上面，用紫外光固化。以上的涂布和印刷在一塊承載板上同時制作出 10074個相同的部件。然后經切割分離為長1.7毫米，寬1毫米的單個部件毛胚。經加熱排膠，卯0攝氏度燒結，倒角上端及電度鎳和錫，制成
1.6毫米，寬0.8毫米，厚0.5毫米的小型表面貼裝靜電保護器。
測試結果
響應時間小于lns，漏電電流0.08nA，電容0.208pF,觸發電壓500V, 鉗制電壓70V,
經1000次8kV (正C61000-4-2,水平4)靜電打擊后，觸發電壓500V, 鉗制電壓40V，漏電電流0.06nA。
經10000次8kV (IEC61000-4-2,水平4)靜電打擊后，觸發電壓460V， 鉗制電壓80V，漏電電流0.05nA。
圖12記錄了實例2元件對8kV (IEC61000-4-2,水平4)的靜電打擊 的響應曲線。
用本發明的技術方案可制造出具有低電容，低漏電電流，響應速度 快，結構可靠，性能穩定的小型表面貼裝靜電保護器。其生產過程具有 節能和成本低的優點。
變型例
在以上的實施方式中，通過在承載板上涂布第一漿料，并將其固化 來制造基層l。但也可將第一槳料涂布成薄片或薄帶，加以固化。在上文 的實施方式中的制作方法可歸類為行業中習慣稱呼的'濕法'。即在成型過 程用流體的漿料逐次涂布，固化而成。在成型過程用流體的漿料(如第 一漿料)涂布在已固化的基體上，加以固化。固化的過程同時也完成上 下層粘結。在本變型例中的制作方法可歸類為行業中習慣稱呼的'干法，。 即在成型過程用流體的漿料(第一漿料)涂布固化，制成'干片，或'千帶，， 在'干片，或'干帶，上印上需要的電極，加以固化，然后再將另一'干片，或'干 帶，覆蓋其上，用加溫加壓的方法將上下層粘結。
變型例的實施方法是在第一漿料制成的干片或干帶上面按上面陳述 的步驟102、 103、 104完成第二漿料左側電極的印刷和固化，完成第三 漿料的印刷和固化，然后，完成第二漿料右側電極的印刷和固化。再用 第一漿料制成的干片或干帶復蓋其上，經加熱加壓使之和下面的部件粘 合。部件的上下可用單片或多片的干片或干帶粘合，以達到要求的厚度。該替代方案需要增加干片或干帶制作，干片或干帶剝離和加熱加壓粘合 的工序和設備。原因是玻璃陶瓷粉末與粘合劑制成的干片或干帶易變形 和破裂，通常是在高分子材料的承載膜上做成玻璃陶瓷粉末與粘合劑制 成的干片或干帶，用高分子材料的承載膜去支撐和保護玻璃陶瓷粉末與 粘合劑制成的干片或干帶。高分子材料的承載膜需要在粘合前或后剝離。
應該理解，本發明在范圍并不受到以上說明的限制。在所附權利要 求的精神和條款的范圍內，本發明包括許多改變、修改和等同。
針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式 在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合， 或替代其它實施方式中的特征。
應該強調，術語"包括/包含"在本文使用時指特征、整件、步驟或組 件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟或組件的存 在或附加。
權利要求
1、一種靜電保護器，該靜電保護器包括基層(1)；第一電極層(2a)，形成在所述基層(1)上；防靜電功能層(3)，形成在帶有第一電極層(2a)的基層(1)上，與第一電極層(2a)的一部分相交疊，并覆蓋所述基層(1)的一部分；以及第二電極層(2b)形成在帶有第一電極層(2a)和防靜電功能層(3)的基層1的一部分上，覆蓋所述基層(1)的一部分，隔著所述防靜電功能層(3)與所述第一電極層(2a)的一部分交疊。
2、 根據權利要求1所述的靜電保護器，其特征在于，所述基層由低 介電常數的玻璃陶瓷材料制成。
3、 根據權利要求1所述的靜電保護器，其特征在于，所述基層由軟 化點為500攝氏度至900攝氏度、密度為2-4g/cc、介電常數為3-6的玻 璃陶瓷制成。
4、 根據權利要求1所述的靜電保護器，其特征在于，所述防靜電功 能層(3)是具有非線性電阻特性的玻璃陶瓷材料。
5、 根據權利要求4所述的靜電保護器，其特征在于，所述防靜電功 能層(3)的主要成份為鐵、銅、鎳、鋅、錫、硅、鈦、鈣、鋇、鎂的氧 化物，含有玻璃相和/或陶瓷相。
6、 根據權利要求4所述的靜電保護器，其特征在于，所述防靜電功 能層(3)由軟化點為400攝氏度到900攝氏度的玻璃陶瓷材料制成。
7、 根據權利要求1所述的靜電保護器，其特征在于，所述第一電極 層和第二電極層的電極寬度小于所述基層寬度的1/3,長度大于所述基層 的長度的1/2，而小于所述基層的長度的2/3。
8、 根據權利要求1所述的靜電保護器，其特征在于，所述第一電極 層和第二電極層的交疊面積小于等于0.1平方毫米而大于等于0.01平方 毫米。
9、 根據權利要求1所述的靜電保護器，其特征在于，所述第一電極 層和第二電極層中至少有一個為T字形狀，所述防靜電功能層(3)為矩 形、圓形、或橢圓形形狀。
10、 根據權利要求1所述的靜電保護器，其特征在于，所述防靜電 功能層的寬度大于所述第一電極層和所述第二電極層中較窄的一個，其 覆蓋面能將所述第一電極層和所述第二電極層隔開，所述防靜電功能層 的寬度小于所述靜電保護器的寬度，而長度小于所述靜電保護器的長度。
11、 根據權利要求1所述的靜電保護器，其特征在于，所述防靜電 功能層的厚度為5至30微米。
12、 根據權利要求1所述的靜電保護器，其特征在于，所述靜電保 護器還包括覆蓋所述第一電極層(2a)、所述防靜電功能層(3)和所述 第二電極層(2b)的覆蓋材料層(5)。
13、 一種制造靜電保護器的方法，該方法包括以下步驟 制作基層的步驟(101);在所述基層上制作第一電極層的步驟(102)，所述第一電極層覆蓋 所述基層的一部分；制作防靜電功能層的步驟(103)，使所述防靜電功能層形成在帶有 第一電極層(2a)的基層(1)上，與第一電極層(2a)的一部分相交疊， 并覆蓋所述基層(1)的一部分；以及制造第二電極層(2b)的步驟(104)，使所述第二電極層(2b)覆 蓋所述基層(1)的一部分，隔著所述防靜電功能層(3)與所述第一電 極層(2a)的一部分交疊。
14、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括涂 覆覆蓋所述第一電極層(2a)、所述防靜電功能層(3)和所述第二電極 層(2b)的覆蓋材料層(5)的步驟。
15、 根據權利要求14所述的制造靜電保護器的方法，該方法還包括 以下步驟燒結步驟(106)，用于對制造了覆蓋材料層(5)的步驟(105)所 得的結果進行一次燒成。
16、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述基層由低介電 常數的玻璃陶瓷材料通過濕法制成。
17、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述基層由低介電 常數的玻璃陶瓷材料通過干法制成。
18、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述基層由軟化點 為500攝氏度至900攝氏度、密度為2-4g/cc、介電常數為3-6的玻璃陶 瓷制成。
19、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述防靜電功能層 (3)由具有非線性電阻特性的玻璃陶瓷材料用絲網或鋼板印刷法制成。
20、 根據權利要求19所述的方法，其特征在于，所述防靜電功能層 (3)由軟化點為400攝氏度到900攝氏度的玻璃陶瓷材料制成。
21、 根據權利要求19所述的方法，其特征在于，所述防靜電功能層 (3)的主要成份為鐵、銅、鎳、鋅、錫、硅、鈦、鈣、鋇、鎂的氧化物，含有玻璃相和/或陶瓷相。
22、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一電極層和 第二電極層的電極寬度小于所述基層寬度的1/3，長度大于所述基層的長 度的1/2，而小于所述基層的長度的2/3。
23、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一電極層和 第二電極層的交疊面積小于等于0.1平方毫米而大于等于0.01平方毫米。
24、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一電極層和 第二電極層至少有一個被制作為T字形狀，所述防靜電功能層(3)為矩 形、圓形、或橢圓形形狀。
25、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述防靜電功能層 的寬度大于兩個電極層中較窄的一個，其覆蓋面能將兩個電極層隔開， 所述防靜電功能層的寬度小于所述靜電保護器的寬度，而長度小于所述 靜電保護器的長度。
26、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述防靜電功能層 的厚度為5至30微米。
全文摘要
本發明涉及靜電保護器及其制造方法。該靜電保護器包括基層(1)；第一電極層(2a)，形成在所述基層(1)上；防靜電功能層(3)，形成在帶有第一電極層(2a)的基層(1)上，與第一電極層(2a)的一部分相交疊，并覆蓋所述基層(1)的一部分；以及第二電極層(2b)形成在帶有第一電極層(2a)和防靜電功能層(3)的基層1的一部分上，覆蓋所述基層(1)的一部分，隔著所述防靜電功能層(3)與所述第一電極層(2a)的一部分交疊。
文檔編號H01C7/115GK101673604SQ200810215909
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月9日 優先權日2008年9月9日
發明者李亮光, 李向明, 楊曉鵬, 汪立無 申請人:Aem科技(蘇州)有限公司;Aem控股公司