Esd保护器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及ESD保护器件及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 以往，为了保护半导体装置及电子电路不受静电影响，使用例如专利文献 1(TO2008/146514)所不的ESD(Electro_Static Discharge:静电放电）保护器件。
[0003] 图7示出了专利文献1所示的ESD保护器件600的剖视图。
[0004] ESD保护器件600包括内部具有空洞107的陶瓷主体110。
[0005] 空洞107内形成有端面103a、105a隔着间隔G相对的一对放电电极层103、105。
[0006] 放电电极层103、105和其相对的区域109的下方形成有放电辅助电极层104。放 电辅助电极层104包含导体粒子以及绝缘体材料。
[0007] 陶瓷主体110的表面上形成有与放电电极层103、105电连接的多个外部电极112、 112〇
[0008] 能通过缩小放电电极层103、105的端面103a、105a的间隔G，来降低ESD保护器件 600的放电开始电压。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献 1 :TO2008/146514 【实用新型内容】
[0012] 实用新型所要解决的技术问题
[0013] 在以往的ESD保护器件600的制造方法中，端面103a、105a隔着间隔G相对的一 对放电电极层103、105通过例如丝网印刷而形成。
[0014] 然而，丝网印刷的印刷位置精度并不高，因此难以以端面103a、105a隔着狭窄的 间隔G相对的方式形成一对放电电极层103、105，难以获得放电开始电压较小的ESD保护器 件。
[0015] 本实用新型的目的在于，提供一种包括一对以狭窄间隔相对的放电电极层的放电 开始电压较小的ESD保护器件、以及该ESD保护器件的制造方法。
[0016] 解决技术问题所采用的技术方案
[0017] 为了达到上述目的，本实用新型的ESD保护器件的特征在于，包括：陶瓷主体；第1 放电电极层及第2放电电极层，该第1放电电极层及第2放电电极层在陶瓷主体的内部以 隔开间隔相对的方式配置，且为层状；空洞，该空洞形成于陶瓷主体的内部；以及多个外部 电极，该多个外部电极形成在陶瓷主体的表面上，与第1放电电极层或第2放电电极层电连 接，第1放电电极层及第2放电电极层各自的端面在空洞的边缘部露出。
[0018] 本实用新型的ESD保护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；通过在第1陶瓷生片的一个主面上涂布放电电极层形成用 糊料，来形成未烧成的第1放电电极层的工序；通过在第1放电电极层上涂布包含导体粒 子及绝缘体材料在内的放电辅助电极层形成用糊料，来形成未烧成的放电辅助电极层的工 序；通过在放电辅助电极层上涂布放电电极层形成用糊料，来形成未烧成的第2放电电极 层的工序；形成依次贯穿第2放电电极层、放电辅助电极层、第1放电电极层、及第1陶瓷生 片的空洞的工序；通过依次层叠并压接第2陶瓷生片、形成有空洞的第1陶瓷生片、第2陶 瓷生片，来形成内部具有空洞的陶瓷主体的工序；对陶瓷主体进行烧成的工序；以及在陶 瓷主体的表面上形成与第1放电电极层或第2放电电极层电连接的多个外部电极的工序。
[0019] 实用新型效果
[0020] 根据本实用新型，能获得包括一对以狭窄间隔相对的放电电极层的、放电开始电 压较小的ESD保护器件。
【附图说明】
[0021] 图1㈧是本实用新型的实施方式1所涉及的ESD保护器件100的分解立体图。图 1⑶是ESD保护器件100的剖视图，与图1 (A)的A-A线相对应。图1 (C)是ESD保护器件 100的剖视图，与图1㈧的B-B线相对应。另外，图1(A)中省略了外部电极12。
[0022] 图2(A)~图2(D)分别是表示本实用新型的实施方式1所涉及的ESD保护器件 100的制造方法中应用的各工序的俯视图。
[0023] 图3是本实用新型的实施方式2所涉及的ESD保护器件200的分解立体图。另外， 图3中省略了外部电极12。
[0024] 图4是本实用新型的实施方式3所涉及的ESD保护器件300的分解立体图。
[0025] 图5是本实用新型的实施方式4所涉及的ESD保护器件400的分解立体图。
[0026] 图6是本实用新型的实施方式5所涉及的ESD保护器件500的分解立体图。
[0027] 图7是现有的ESD保护器件600的剖视图。
【具体实施方式】
[0028] 以下，对用于实施本实用新型的实施方式与附图一起进行说明。
[0029] (实施方式1)
[0030] 图1示出了本实用新型的实施方式1所涉及的ESD保护器件100。
[0031] ESD保护器件100包括由第1陶瓷生片1以及第2陶瓷生片2、2构成的陶瓷主体 10。陶瓷主体10的材料使用BAS材料，该BAS材料通过对以例如Ba、Al、Si为主的各原材 料进行混合而成。
[0032] 陶瓷主体10的内部形成有空洞7。
[0033] 陶瓷主体10的内部以隔着间隔并相对的方式配置有由Cu等构成的层状的第1放 电电极层3以及第2放电电极层5。
[0034] 在被第1放电电极层3以及第2放电电极层5夹持的区域中形成有放电辅助电极 层4。放电辅助电极层4包含氧化铝被膜Cu粒子等导体粒子以及由BAS材料等构成的绝缘 体材料。
[0035] 第1放电电极层3、放电辅助电极层4、以及第2放电电极层5各自的端面3a、4a、 5a在空洞7的边缘部7a露出。
[0036] 如图1(B)所示，陶瓷主体10的表面上形成有多个外部电极12、12,使得与第1放 电电极层3或第2放电电极层5电连接。
[0037] 如图1 (B)、图1 (C)所示，以上所示的ESD保护器件100中，第1放电电极层3及第 2放电电极层5各自的端面3a、5a以最短距离即与放电辅助电极层4的厚度相对应的间隔 G相对。如后所述，本实用新型的ESD保护器件100的制造方法中，能将放电辅助电极层4 的厚度形成得较小，因此能将间隔G设定得较小。
[0038] ESD保护器件100通过在空洞7的边缘部7a中、产生第1放电电极层3及第2放 电电极层5各自的端面3a、5a之间的沿面放电和气体放电来进行动作。具备以狭窄间隔G 相对的一对放电电极层3、5,因此能减小放电开始电压。
[0039] 表1中，示出了图7所示的现有的ESD保护器件600、间隔G不同的两种本实用新 型的实施方式1所涉及的ESD保护器件100 (实施例1、2)的放电开始电压值。实施例1中， 第1放电电极层3和第2放电电极层5的间隔G为20 μ m，实施例2为10 μ m。现有的ESD 保护器件600中的间隔G为30 μm。
[0040] 通过利用基于IEC标准（IEC61000-4-2)的接触放电从低电压施加 ESD，来测定放 电开始电压。在ESD保护器件100、600工作的情况下用〇标记表示，不工作的情况下用X 标记表不。
[0043] 根据表1可知，本实用新型的实施方式1所涉及的ESD保护器件100能以比现有 的ESD保护器件600要低的电压来工作。
[0044] 本实用新型的ESD保护器件100中，放电电极层3、5的端面3a、5a在封闭的空洞 7的边缘部7a露出，因此能提高对于外部环境的可靠性。
[0045] 此外，无需以保护膜来覆盖端面4a、3a、5a，因此能减小放电开始电压。
[0046] 以下，参照图1、图2,对本实用新型的实施方式1所涉及的ESD保护器件100的制 造方法进行说明。
[0047] 首先，以规定的比例调和并混合以Ba、Al、Si为主的各原材料，并通过在800~ 1000°C下进行预烧结，从而形成BAS材料。利用氧化锆球磨机对所获得的BAS材料进行12 小时的粉碎，从而形成由平均粒径约1 μ m的BAS材料构成的绝缘体材料。在该绝缘体材料 中添加甲苯、燃料酒精等有机溶剂并进行混合。之后，添加粘合剂、可塑剂，并进行混合，形 成浆料。
[0048] 接着，利用刮刀法将浆料成形，形成厚度50 μπι的第1陶瓷生片及第2陶瓷生片。
[0049] 接着，在由平均粒径约2 μπι的Cu粉和乙基纤维素等构成的粘合树脂中添加溶剂， 利用三辊机进行搅拌、混合，从而形成放电电极层形成用糊料。另外，以80wt%的Cu粉、 20wt %的粘合树脂和溶剂的比例进行混合。
[0050] 接着，如图2(A)所示，在第1陶瓷生片1的一个主面上，利用丝网印刷涂布放电电 极层形成用糊料，从而形成未烧成的第1放电电极层3。第1放电电极层3的厚度例如为 10 μ m〇
[0051] 接着，形成包含导体粒子及绝缘体材料的放电辅助电极层形成用糊料。具体而言， 以规定的比例调和平均粒径约2 μ m的氧化铝被膜Cu粒子和形成上述浆料时所使用的由平 均粒径约1 μ m的BAS材料构成的绝缘体材料，添加粘合树脂和溶剂，利用三辊机进行搅 拌、混合，从而形成放电辅助电极层形成用糊料。另外，以80wt%的氧化铝被膜Cu粒子和绝 缘体材料、20wt %的粘合树脂和溶剂的比例进行混合。此外，氧化铝被膜Cu粒子和绝缘体 材料以80vol%、20vol%的比例混合。
[0052] 接着，如图2(B)所示，在第1放电电极层3上，利用丝网印刷涂布放电辅助电极层 形成用糊料，从而形成未烧成的放电辅助电极层4。放电辅助电极层4的厚度能设定得较 小，例如设定为10 ym或20 μL?。
[0053] 接着，如图2(C)所示，在放电辅助电极层4上，利用丝网印刷涂布放电电极层形成 用糊料，从而形成未烧成的第2放电电极层5。第2放电电极层5的厚度例如为10 μm。
[0054] 接着，如图2(D)所示，利用机械穿孔机等形成依次贯穿第2放电电极层5、放电辅 助电极层4、第1放电电极层3及第1陶瓷生片1的空洞7。其结果是，第2放电电极层5、 放电辅助电极层4、第1放电电极层3的端面5a、4a、3a露出到空洞7的边缘部7a。
[0055] 接着，如图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的顺序进行层叠、压接，