靜電保護(hù)元件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種靜電保護(hù)元件及其制造方法，以低成本形成能夠耐受500次以上的ESD試驗(yàn)（接觸放電試驗(yàn)）并將ESD抑制峰值電壓維持在500V以下的表面電極。所述靜電保護(hù)元件（100）包括：表面電極（2a、2b），形成在陶瓷基板（1）上，并隔著間隙（4a）對(duì)置；玻璃膜（21a、21b），形成在表面電極上，并覆蓋表面電極的上表面（2a-3、2b-3）及兩側(cè)面（2a-4、2b-4），且隔著與間隙（4a）相連的間隙（4b）對(duì)置；以及靜電保護(hù)膜（5），具有中央部（5c）和兩側(cè)部（5a、5b），中央部（5c）設(shè)置于間隙（4a、4b），兩側(cè)部重疊于玻璃膜的上表面（21a-2、21b-2），其中，表面電極的材料為銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜。
【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)明涉及靜電保護(hù)元件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，采用了靜電保護(hù)元件以保護(hù)電子設(shè)備不受外來噪聲等引起的過電壓的影響。靜電保護(hù)元件具有隔著間隙對(duì)置的表面電極和設(shè)置于所述間隙的靜電保護(hù)膜等，在所述電子設(shè)備中，靜電保護(hù)元件設(shè)置在有可能被施加所述過電壓的線路和接地之間，在所述線路被施加所述過電壓時(shí)，通過在所述表面電極之間(即靜電保護(hù)膜)產(chǎn)生放電，從而從所述過電壓保護(hù)所述電子設(shè)備。
[0003]為了使所述靜電保護(hù)元件可靠地發(fā)揮靜電保護(hù)功能，要求所述靜電保護(hù)元件能夠耐受嚴(yán)格的ESD (Electro-Static Discharge)試驗(yàn)(接觸放電試驗(yàn))。特別是針對(duì)應(yīng)用于車載用的電子設(shè)備等的靜電保護(hù)元件，要求滿足以下條件:即使實(shí)施500次以上的±8kV接觸放電試驗(yàn)(參照?qǐng)D9:具體后述)，ESD抑制峰值電壓也維持在500V以下。
[0004]另外,鶴膜作為現(xiàn)有的電極材料已為公眾所知(專利文獻(xiàn)1、2)。此時(shí),在作為氧化鋁基板的燒結(jié)前階段的生片(green sheet)上絲網(wǎng)印刷鎢漿料，并將該絲網(wǎng)印刷后的鎢漿料在氫(H2)-氮(N2)混合氣體氛圍的燒結(jié)爐中在峰值溫度1500°C程度的高溫下燒結(jié)3?5小時(shí)。其結(jié)果，制作了形成有鎢膜電極的氧化鋁基板。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利公表公報(bào)特表平1-501465號(hào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本專利公開公報(bào)特開平5-267809號(hào)
[0007]然而，在將鎢膜用作表面電極材料時(shí)，因?yàn)閷㈡u漿料在氫-氮混合氛圍中在峰值溫度1500°C下進(jìn)行燒結(jié)，所以需要高溫的燒結(jié)爐，且需要嚴(yán)格管理作為爆炸性氣體的氫氣。因此，制造設(shè)備昂貴，且由于忽視制造管理就有可能發(fā)生人身傷害，所以還需要嚴(yán)格的制造管理，從而導(dǎo)致需要高成本來形成鎢膜。因此，靜電保護(hù)元件的制造成本增加。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明鑒于上述問題，目的是提供一種靜電保護(hù)元件及其制造方法，以低成本形成能耐受500次以上的ESD試驗(yàn)(接觸放電試驗(yàn))并將ESD抑制峰值電壓維持在500V以下的表面電極。
[0009]為了解決上述問題，本申請(qǐng)的發(fā)明人通過認(rèn)真研究表面電極的材料，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，表面電極的材料適于采用銅-鎳膜和銅-鎳-銀膜。即，本發(fā)明具有以下的特征。
[0010]用于解決上述問題的第一發(fā)明的靜電保護(hù)元件包括:表面電極，形成于絕緣基板的表面，并隔著第一間隙對(duì)置；絕緣膜，形成在所述表面電極上并覆蓋所述表面電極的上表面和兩側(cè)面，且隔著與所述第一間隙相連的第二間隙對(duì)置；以及靜電保護(hù)膜，具有中央部和兩側(cè)部，所述中央部設(shè)置于所述第一間隙和第二間隙，所述兩側(cè)部重疊于所述絕緣膜的上表面，其中，所述表面電極的材料為銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜。
[0011]此外，第二發(fā)明的靜電保護(hù)元件在第一發(fā)明的靜電保護(hù)元件的基礎(chǔ)上，還包括背面電極，所述背面電極形成在所述絕緣基板的背面，并與所述表面電極電連接。
[0012]此外，第三發(fā)明的靜電保護(hù)元件的制造方法是制造第一發(fā)明的靜電保護(hù)元件的方法，其包括:第一工序，在所述絕緣基板的表面絲網(wǎng)印刷銅-鎳漿料或銅-鎳-銀漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜在氮氛圍中在800°C?950°C范圍的峰值溫度下燒結(jié)，形成表面電極膜；第二工序，以覆蓋所述第一工序中形成的所述表面電極膜的上表面和兩側(cè)面的方式絲網(wǎng)印刷絕緣膜用漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的絕緣膜用漿料的膜燒結(jié)，形成絕緣膜；第三工序，將所述第一工序中形成的所述表面電極膜以及所述第二工序中形成的所述絕緣膜切斷，形成所述第一間隙和所述第二間隙；以及第四工序，絲網(wǎng)印刷靜電保護(hù)用漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的靜電保護(hù)用漿料的膜燒結(jié)，形成所述靜電保護(hù)膜，使所述靜電保護(hù)膜為具有所述中央部和所述兩側(cè)部的形狀，將所述中央部設(shè)置于所述第一間隙和所述第二間隙，并將所述兩側(cè)部重疊于所述絕緣膜的上表面。
[0013]此外，第四發(fā)明的靜電保護(hù)元件的制造方法是制造第二發(fā)明的靜電保護(hù)元件的方法，其包括:第一工序，在所述絕緣基板的表面絲網(wǎng)印刷銅-鎳漿料或銅-鎳-銀漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜在氮氛圍中在800°C?950°C范圍的峰值溫度下燒結(jié)，形成表面電極膜；第二工序，在所述絕緣基板的背面絲網(wǎng)印刷電極漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的電極漿料的膜燒結(jié)，形成所述背面電極；第三工序，以覆蓋所述第一工序中形成的所述表面電極膜的上表面和兩側(cè)面的方式絲網(wǎng)印刷絕緣膜用漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的絕緣膜用漿料的膜燒結(jié)，形成絕緣膜；第四工序，將所述第一工序中形成的所述表面電極膜以及所述第三工序中形成的所述絕緣膜切斷，形成所述第一間隙和所述第二間隙；以及第五工序，絲網(wǎng)印刷靜電保護(hù)用漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的靜電保護(hù)用漿料的膜燒結(jié)，形成所述靜電保護(hù)膜，使所述靜電保護(hù)膜為具有所述中央部和所述兩側(cè)部的形狀，將所述中央部設(shè)置于所述第一間隙和所述第二間隙，并將所述兩側(cè)部重疊于所述絕緣膜的上表面。
[0014]此外，第五發(fā)明的靜電保護(hù)元件的制造方法在第四發(fā)明的靜電保護(hù)元件的制造方法的基礎(chǔ)上，在所述第一工序之后實(shí)施所述第二工序，并且在所述第二工序中，在比所述第一工序中燒結(jié)所述表面電極膜時(shí)的峰值溫度低的峰值溫度下燒結(jié)所述背面電極。
[0015]此外，第六發(fā)明的靜電保護(hù)元件的制造方法在第三?第五發(fā)明之一的靜電保護(hù)元件的制造方法的基礎(chǔ)上，所述第一工序中燒結(jié)所述表面電極膜時(shí)的峰值溫度為900°C。
[0016]按照第一或第二發(fā)明的靜電保護(hù)元件，或者第三、第四、第五或第六發(fā)明的靜電保護(hù)元件的制造方法，由于使表面電極的材料為銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜，所以能耐受500次以上的ESD試驗(yàn)(接觸放電試驗(yàn))并將ESD抑制峰值電壓維持在500V以下。另外，由于可以在氮氛圍中在800°C?950°C范圍的峰值溫度(例如峰值溫度900°C)下燒結(jié)銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜，來形成表面電極材料的銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜，所以不需要高溫的燒結(jié)爐，且不必嚴(yán)格管理爆炸性氣體。因此，制造設(shè)備廉價(jià)，且由于不會(huì)因疏忽制造管理而造成人身傷害，所以不需要嚴(yán)格的制造管理，從而能夠以低成本形成銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜。因此，可以降低靜電保護(hù)元件的制造成本。
[0017]此外，雖然銅-鎳膜、銅-鎳-銀膜和鎢膜這三種膜都能夠耐受500次的ESD試驗(yàn)并滿足泄漏電流在10 μ A以下的規(guī)定，但相比于鎢膜，在銅-鎳膜和銅-鎳-銀膜的情況下，因ESD電壓施加次數(shù)產(chǎn)生的泄漏電流的變動(dòng)非常小，對(duì)于施加ESD電壓的絕緣性的耐力高。此外，相比于銅-鎳膜，在銅-鎳-銀膜的情況下，最初產(chǎn)生泄漏電流的峰值(大幅變動(dòng))的ESD電壓施加次數(shù)多，對(duì)于施加ESD電壓的絕緣性的耐力高。
[0018]此外，按照第五發(fā)明的靜電保護(hù)元件的制造方法，在第一工序之后實(shí)施所述第二工序，且由于第二工序在比第一工序中燒結(jié)表面電極膜時(shí)的峰值溫度低的峰值溫度下燒結(jié)所述背面電極，所以能夠防止背面電極變質(zhì)。即，假設(shè)在第二工序之后實(shí)施第一工序，則后面的第一工序中在高峰值溫度下燒結(jié)表面電極膜時(shí)，由于前面的第二工序中被燒結(jié)的背面電極也在高峰值溫度下再次燒結(jié)，所以存在背面電極變質(zhì)的危險(xiǎn)。對(duì)此，如果在第一工序之后實(shí)施所述第二工序，則沒有背面電極變質(zhì)的危險(xiǎn)。
[0019]另外，在第一工序之后實(shí)施所述第二工序時(shí)，由于前面的第一工序中燒結(jié)的表面電極膜的材料為銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜，所以即使在后面的第二工序中在空氣氛圍下燒結(jié)背面電極，此時(shí)，前面的第一工序中燒結(jié)的表面電極膜的外觀不也會(huì)發(fā)生顯著變化。因此，后面的第二工序中可以在空氣氛圍下燒結(jié)背面電極，容易形成背面電極。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的結(jié)構(gòu)的斷面圖(圖2的B-B線箭頭方向斷面圖)。
[0021]圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的結(jié)構(gòu)的俯視圖(圖1的A方向箭頭視圖)。
[0022]圖3 Ca)是圖1的C_C線箭頭方向斷面圖，圖3 (b)是圖1的D-D線箭頭方向斷面圖。
[0023]圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的表面電極材料的Cu-Ni的配合比(wt%)與Cu-N1-Ag的配合比(wt%)的表。
[0024]圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的制造工序的流程圖。
[0025]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的制造工序的第一說明圖。
[0026]圖7是本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的制造工序的第二說明圖。
[0027]圖8是本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的制造工序的第三說明圖。
[0028]圖9是說明ESD試驗(yàn)(接觸放電試驗(yàn))的方法的圖。
[0029]圖10是表示ESD抑制峰值電壓的測量結(jié)果的坐標(biāo)圖。
[0030]圖11是表示泄漏電流的測量結(jié)果的坐標(biāo)圖。
[0031]圖12是表示本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的其他結(jié)構(gòu)例(玻璃膜部分的結(jié)構(gòu)例)的斷面圖(圖13的F-F線箭頭方向斷面圖)。
[0032]圖13是表示本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的其他結(jié)構(gòu)例(玻璃膜部分的結(jié)構(gòu)例)的俯視圖(圖12的E方向箭頭視圖)。
[0033]圖14 Ca)是圖12的G-G線箭頭方向斷面圖，圖14 (b)是圖12的H-H線箭頭方向斷面圖。
[0034]圖15是表示本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的其他結(jié)構(gòu)例(玻璃膜部分的結(jié)構(gòu)例)的斷面圖(圖16的J-J線箭頭方向斷面圖)。
[0035]圖16是表示本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的其他結(jié)構(gòu)例(玻璃膜部分的結(jié)構(gòu)例)的俯視圖(圖15的I方向箭頭視圖)。[0036]附圖標(biāo)記說明
[0037]I陶瓷基板
[0038]Ia基板表面
[0039]Ib基板背面
[0040]lc、ld基板端面
[0041]2表面電極膜
[0042]2a、2b表面電極
[0043]2a-l、2a-2、2b-l、2b_2 表面電極的端部
[0044]2a_3、2b_3表面電極的上表面
[0045]2a-4、2a-5、2b-4、2b_5 表面電極的側(cè)面
[0046]2a_6、2b_6表面電極的端面
[0047]3a、3b背面電極
[0048]3a-l、3b_l背面電極的端部
[0049]4a、4b 間隙
[0050]5靜電保護(hù)膜
[0051]5a、5b靜電保護(hù)膜的側(cè)部
[0052]5c靜電保護(hù)膜的中央部
[0053]6a、6b上部電極
[0054]7中間層
[0055]8保護(hù)膜
[0056]8a、8b保護(hù)膜的端部
[0057]9a、9b端面電極
[0058]9a-l、9a-2、9b-l、9b_2 端面電極的端部
[0059]IOaUOb 鍍鎳膜
[0060]IlaUlb 鍍錫膜
[0061]21、21a、21b 玻璃膜
[0062]2la-1、2Ib-1玻璃膜的端部
[0063]21a_2、21b_2玻璃膜的上表面
[0064]100靜電保護(hù)元件
[0065]200試樣(靜電保護(hù)元件)
[0066]300、400靜電保護(hù)元件
【具體實(shí)施方式】
[0067]以下，基于附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0068]首先，根據(jù)圖1?圖4說明本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的結(jié)構(gòu)等。
[0069]圖1所示的靜電保護(hù)元件100是表面組裝于車載用的電子設(shè)備等的印刷基板上的元件，為了保護(hù)所述印刷基板上組裝的電子電路(電子元件)不受外來噪聲等引起的過電壓的影響，在所述電子設(shè)備中，將所述靜電保護(hù)元件100設(shè)置在有可能被施加所述過電壓的線路和接地之間。[0070]如圖1?圖3所示，在作為絕緣基板的陶瓷基板I的表面Ia上，形成有表面電極2a、2b。并且，所述表面電極2a、2b的材料使用銅(Cu )-鎳(Ni )膜或銅(Cu )-鎳(Ni )-銀(Ag)膜。所述銅-鎳膜為包含銅、鎳和玻璃的復(fù)合膜，銅-鎳-銀膜為包含銅、鎳、銀和玻璃的復(fù)合膜。表面電極2a、2b (銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜)的膜厚的最佳值為17±2μπι。
[0071]表面電極2a、2b的材料(銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜)例如可以使用圖4所示的表面電極材料A、B。表面電極材料A為包含銅、鎳和玻璃的復(fù)合膜的材料，表面電極材料B為包含銅、鎳、銀和玻璃的復(fù)合膜的材料。并且，表面電極材料A的Cu-Ni配合比為Cu62.5wt%、Ni37.5wt%。表面電極材料 B 的 Cu-N1-Ag 配合比為 Cu68.2wt%、Ni29.8wt%、Ag2wt%。
[0072]進(jìn)一步說明靜電保護(hù)元件100的結(jié)構(gòu)，如圖1?圖3所示，在陶瓷基板I的背面Ib上形成有背面電極3a、3b。表面電極2a、2b橫跨基板表面Ia的整個(gè)長度方向形成，而背面電極3a、3b形成在基板背面Ib的兩端部分。
[0073]在基板表面Ia的中央部處，表面電極2a、2b之間形成有間隙(狹小部)4a (第一間隙)。即，表面電極2a、2b隔著間隙4a對(duì)置。通過激光法等切斷方法對(duì)表面電極膜進(jìn)行切斷加工而形成間隙4a，間隙4a的寬度d為17 μ m左右。
[0074]在表面電極2a上方(間隙附近)形成有作為絕緣膜的玻璃膜21a，在表面電極2b上方(間隙附近)形成有作為絕緣膜的玻璃膜21b。玻璃膜21a、21b之間形成有間隙(狹小部)4b (第二間隙)。即，玻璃膜21a、21b隔著間隙4b對(duì)置。與間隙4a同樣，通過激光法等切斷方法對(duì)玻璃膜進(jìn)行切斷加工而形成間隙4b，間隙4b的寬度d為17 μ m左右，并且間隙4b與間隙4a相連。S卩，下層的間隙4a與上層的間隙4b重合。
[0075]表面電極2a的間隙側(cè)的端部2a_l的上表面2a_3和兩側(cè)面2a_4、2a_5(即除了間隙側(cè)的端面2a_6以外的部分)由玻璃膜21a覆蓋(特別是參照?qǐng)D3 (a))。同樣，表面電極2b的間隙側(cè)的端部2b-l的上表面2b-3和兩側(cè)面2b-4、2b-5(即除了間隙側(cè)的端面2b_6以外的部分)由玻璃膜21b覆蓋(特別是參照?qǐng)D3 (b))。
[0076]靜電保護(hù)膜5形成于間隙4a、4b，所述靜電保護(hù)膜5與表面電極2a、2b連接。另夕卜，表面電極2a的端部2a_l中除了間隙側(cè)的端面2a_6以外的部分被玻璃膜21a覆蓋。因此，靜電保護(hù)膜5僅與表面電極2a的端面2a_6接觸，而不接觸所述端面2a_6以外的部分。同樣，表面電極2b的端部2b-l中除了間隙側(cè)的端面2b-6以外的部分被玻璃膜21b覆蓋。因此，靜電保護(hù)膜5僅與表面電極2b的端面2b-6接觸，而不接觸所述端面2b-6以外的部分。
[0077]具體而言，靜電保護(hù)膜5的縱斷面形狀(參照?qǐng)D1)呈T狀，靜電保護(hù)膜5具有中央部5c和兩側(cè)部5a、5b。靜電保護(hù)膜5的中央部5c如上所述設(shè)置于間隙4a、4b (即填充于間隙4a、4b并堵塞間隙4a、4b)，靜電保護(hù)膜5的兩側(cè)部5a、5b分別重合于玻璃膜2la、2Ib的間隙側(cè)的端部2la-1、2Ib-1的上表面2la-2、2lb-2 (即覆蓋玻璃膜2la、2Ib的內(nèi)側(cè)的端部 21a-l、21b-l)。
[0078]為了盡量減小施加ESD電壓后的絕緣電阻，優(yōu)選僅在表面電極2a、2b之間的間隙4a設(shè)置靜電保護(hù)膜5。因此，如圖1等所示，在表面電極2a、2b的上方形成玻璃膜21a、21b后，從玻璃膜21a、21b的上方利用絲網(wǎng)印刷法形成靜電保護(hù)膜5。其結(jié)果，對(duì)于玻璃膜21a、21b，不僅在間隙4b設(shè)置靜電保護(hù)膜5(中央部5c)，且靜電保護(hù)膜5的兩端部5a、5b重疊在玻璃膜21a、21b的上表面上，而對(duì)于表面電極2a、2b，能通過玻璃膜21a、21b防止靜電保護(hù)膜5的兩端部5a、5b重疊在上表面2a-3、2b-3上，所以能僅在間隙4a中設(shè)置靜電保護(hù)膜5(中央部5c)。當(dāng)施加了外來噪聲等引起的過電壓時(shí)，通過在表面電極2a、2b的端面2a_6、2b-6之間(靜電保護(hù)膜5的中央部5c)放電，來保護(hù)電子設(shè)備(電子元件)。
[0079]通過將導(dǎo)電性粒子和絕緣性粒子這兩種粒子混合到作為粘合劑的硅樹脂中而成的材料，來形成靜電保護(hù)膜5。對(duì)于導(dǎo)電性粒子和絕緣性粒子，不進(jìn)行在導(dǎo)電性粒子的表面設(shè)置鈍化層、向絕緣性粒子的表面摻雜其他物質(zhì)等特殊的處理。
[0080]此外，導(dǎo)電性粒子是作為導(dǎo)電性金屬粒子的鋁(Al)粉，絕緣性粒子為氧化鋅(ZnO)粉。氧化鋅粉采用具有JIS規(guī)格(日本工業(yè)規(guī)格)的第一種絕緣性的氧化鋅，即體積電阻率為200MQcm以上的氧化鋅。而且，硅樹脂、鋁粉及氧化鋅這三種成分的配合比為:相對(duì)于所述硅樹脂100重量份，所述鋁粉為160重量份，所述氧化鋅粉為120重量份。所述靜電保護(hù)用漿料的配合比滿足以下的目標(biāo)值:ESD抑制峰值電壓為500V以下、ESD耐量為額定值的泄漏電流10 μ A以下(絕緣電阻R = 3ΜΩ以上)。另外，ESD抑制峰值電壓為放電開始時(shí)產(chǎn)生的電壓。
[0081]在表面電極2a、2b上方分別形成有作為厚膜的上部電極6a、6b。因?yàn)楸砻骐姌O2a、2b也是厚膜，所以利用上部電極6a、6b提高了表面電極2a、2b的載流量。但是，以不接觸靜電保護(hù)膜5的方式(在離開靜電保護(hù)膜5的位置上)形成上部電極6a、6b。其理由是，如果上部電極6a、6b接觸靜電保護(hù)膜5，則對(duì)靜電保護(hù)元件100施加外來噪聲等引起的過電壓時(shí)，有可能不是在表面電極2a、2b之間、而是在上部電極6a、6b之間以及上部電極6a、6b與表面電極2a、2b之間開始放電，此時(shí)不能發(fā)揮靜電保護(hù)元件原本的靜電保護(hù)功能。另外，在上部電極6a、6b的下層未形成作為絕緣膜的玻璃膜21a、21b。
[0082]靜電保護(hù)膜5被中間層7覆蓋，中間層7被保護(hù)膜8覆蓋。保護(hù)膜8的兩端部8a、8b分別重疊在上部電極6a、6b的一部分(間隙側(cè)的部分)上。并且，玻璃膜21a、21b不僅存在于靜電保護(hù)膜5的兩側(cè)部5a、5b與表面電極2a、2b之間,還存在于中間層7與表面電極2a、2b之間。
[0083]保護(hù)膜8的耐濕性等良好，用于保護(hù)靜電保護(hù)膜5等不受潮濕等外部環(huán)境等的影響。可是，由于保護(hù)膜8耐熱性不足，所以不直接用保護(hù)膜8覆蓋放電時(shí)發(fā)熱的靜電保護(hù)膜5，而是以耐熱性良好的中間層7覆蓋靜電保護(hù)膜5，再用保護(hù)膜8覆蓋所述中間層7。
[0084]中間層7還具有避免在表面電極2a、2b之間產(chǎn)生異常放電的功能。此外，中間層7是在硅樹脂等樹脂材料中適量添加二氧化硅等無機(jī)添加物而成的具有彈性的材料(彈性體)，還具有以下功能(緩沖功能):抑制表面電極2a、2b之間的間隙4a (靜電保護(hù)膜5)處發(fā)生放電時(shí)的內(nèi)部能量(內(nèi)壓)的上升(吸收所述內(nèi)部能量)，從而防止因所述內(nèi)部能量的上升產(chǎn)生的沖擊使靜電保護(hù)元件100破損。
[0085]在陶瓷基板I的兩端面lc、ld上分別形成有端面電極9a、9b，利用這些端面電極9a、9b將表面電極2a、2b與背面電極3a、3b分別電連接。此外，端面電極9a、9b的端部9a-l、9a-2、9b-l、9b-2分別與表面電極2a、2b的端部2a_2、2b_2以及背面電極3a、3b的端部3a-l、3b-l重疊，所以端面電極9a、9b與表面電極2a、2b和背面電極3a、3b的連接更可
O
[0086]并且，對(duì)于端面電極9a、9b等，為了提高作為端子電極的可靠性，依次形成有鍍鎳(Ni)膜IOaUOb以及鍍錫(Sn)膜IlaUlb0鍍鎳膜10a、IOb分別覆蓋端面電極9a、9b、背面電極3a、3b、表面電極2a、2b的一部分和上部電極6a、6b的一部分,鍍錫膜lla、llb分別覆蓋鍍鎳膜10a、10b。
[0087]接著，基于圖5?圖8說明本實(shí)施例的靜電保護(hù)元件100的制造方法。對(duì)圖5的流程圖的各制造工序(步驟)賦予附圖標(biāo)記SI?S20。此外，圖6的(a)?(d)、圖7的(a)?(d)和圖8的(a)?(d)中，依次表示了各制造工序中的靜電保護(hù)元件100的制造狀態(tài)。另夕卜，本實(shí)施例中制造了 1608型的靜電保護(hù)元件100 (圖2所示的寬度W為0.8mm，長度L為1.6mm)0
[0088]在最初的工序(步驟SI)中，如圖6 (a)所示，在靜電保護(hù)元件100的制造工序(省略圖示)中接收陶瓷基板I。在此，使用氧化鋁基板作為陶瓷基板I。通過將96%的氧化鋁用作陶瓷材料，來制造所述氧化鋁基板。
[0089]另外，圖6 Ca)僅圖示了與一片靜電保護(hù)元件100對(duì)應(yīng)的一個(gè)單片區(qū)域的陶瓷基板I，但在步驟S16中進(jìn)行一次分割之前的實(shí)際的陶瓷基板I縱橫形成有多條一次縫隙和二次縫隙，并縱橫地連接有多個(gè)單片區(qū)域而成為薄片狀。
[0090]在下一工序(步驟S2)中，如圖6 (b)所示，在陶瓷基板I的表面Ia上形成表面電極膜2(用于在后面的工序中形成表面電極2a、2b的膜)。通過用絲網(wǎng)印刷法在基板表面Ia上涂布銅-鎳漿料或銅-鎳-銀漿料并圖案化，來形成表面電極膜2。銅-鎳漿料由銅粉、鎳粉、載體(vehicle)、玻璃粉和溶劑混煉形成，銅-鎳-銀漿料由銅粉、鎳粉、銀粉、載體、玻璃粉和溶劑混煉形成。
[0091]例如將前述的表面電極材料A (參照?qǐng)D4)用作表面電極2a、2b的材料時(shí)，采用Cu為62.5wt%、Ni為37.5wt%的Cu-Ni配合比的銅-鎳漿料。具體而言，采用將62.5wt%的銅粉、37.5wt%的鎳粉、有機(jī)材料的載體、溶劑、玻璃粉混煉形成的銅-鎳漿料。將前述的表面電極材料B(參照?qǐng)D4)用作表面電極2a、2b的材料時(shí)，采用Cu為68.2wt%、Ni為29.8wt%、Ag為2wt%的Cu-N1-Ag配合比的銅-鎳-銀漿料。具體而言，采用將68.2wt%的銅粉、29.8wt%的鎳粉、2wt%的銀粉、有機(jī)材料的載體、溶劑和玻璃粉混煉形成的銅-鎳-銀漿料。
[0092]此外，作為表面電極2a、2b的材料使用的銅_鎳漿料和銅-鎳-銀漿料都相對(duì)于金屬粉100重量份(即，在銅-鎳漿料的情況下，銅粉與鎳粉合計(jì)的重量份為100重量份，在銅-鎳-銀漿料的情況下，銅粉、鎳粉、銀粉合計(jì)的重量份為100重量份)，采用載體0.35?
0.5重量份、玻璃粉3.5?15重量份的配合比。最佳值為載體0.4重量份、玻璃粉7重量份。
[0093]將絲網(wǎng)印刷后的表面電極膜2 (銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜)干燥，從而使銅-鎳漿料中的溶劑或銅-鎳-銀漿料中的溶劑蒸發(fā)。
[0094]在下一工序(步驟S3)中，將步驟S2中形成的表面電極膜2 (銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜)在氮(N2)氛圍的燒結(jié)爐中在峰值溫度900°C下燒結(jié)I小時(shí)。另外，作為此時(shí)的表面電極膜2 (銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜)的燒結(jié)溫度，不限于峰值溫度為900°C，只要峰值溫度在800°C?950°C的范圍即可。
[0095]在燒結(jié)表面電極膜2 (銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜)時(shí)，銅-鎳漿料中的載體或銅-鎳-銀漿料中的載體燒盡，且銅-鎳漿料中的玻璃粉或銅-鎳-銀漿料中的玻璃粉熔化。燒結(jié)爐的氮氛圍中也含有少許氧(02)，利用所述氧將銅-鎳漿料中的載體或銅-鎳-銀漿料中的載體燒盡。換句話說，上述的銅-鎳漿料或銅-鎳-銀漿料中，采用低氧氛圍下也能燒盡的載體。所述的載體眾所周知。燒結(jié)后的表面電極膜2 (銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜)在如上所述的干燥時(shí)，由于銅-鎳漿料中的溶劑或銅-鎳-銀漿料中的溶劑蒸發(fā)且燒結(jié)時(shí)載體燒盡，所以成為銅、鎳、玻璃的復(fù)合膜(表面電極材料A的情況下)，或者成為銅、鎳、銀、玻璃的復(fù)合膜(表面電極材料B的情況下)。此外，燒結(jié)后的表面電極膜2(銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜)的膜厚的最佳值如前所述，為17±2 μ m。
[0096]此時(shí)，在低于800°C的峰值溫度下燒結(jié)表面電極膜2(銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜)的情況下，因銅-鎳漿料中的玻璃粉或銅-鎳-銀漿料中的玻璃粉未完全熔化而成為多孔膜，會(huì)使燒結(jié)后的表面電極膜2 (銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜)的膜強(qiáng)度降低。
[0097]另一方面，在高于950°C的峰值溫度下燒結(jié)表面電極膜2 (銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜)的情況下，熔化后的銅-鎳漿料中的玻璃或銅-鎳-銀漿料中的玻璃擴(kuò)張，會(huì)使印刷圖案產(chǎn)生污點(diǎn)，所以燒結(jié)后的表面電極膜2 (銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜)的膜厚會(huì)比規(guī)定的膜厚薄。
[0098]因此，燒結(jié)表面電極膜2 (銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜)時(shí)的適當(dāng)?shù)姆逯禍囟热缟纤?，?00°C~950°C的范圍。
[0099]在下一工序(步驟S4)中，如圖6 (C)所示，在陶瓷基板I的背面Ib上形成背面電極3a、3b。通過用絲網(wǎng)印刷法在基板背面Ib涂布電極漿料并圖案化，來形成背面電極3a、3b。在此，將銀(Ag)漿料用作電極漿料。使絲網(wǎng)印刷后的背面電極3a、3b (電極漿料的膜)干燥，并使電極漿料中的溶劑蒸發(fā)。另外，也可以將銀.鈀(Ag.Pd)漿料用作形成背面電極3a、3b的電極衆(zhòng)料。 [0100]在下一工序(步 驟S5)中，如圖6 (d)所示，在表面電極膜2的中央部形成玻璃膜21(用于在后面的工序中形成玻璃膜21a、21b的膜)。通過用絲網(wǎng)印刷法在表面電極膜2上(以覆蓋表面電極膜2的中央部的方式)涂布作為絕緣膜用漿料的硼硅酸系玻璃漿料并圖案化，來形成玻璃膜21。
[0101]在下一工序(步驟S6)中，將步驟4中形成的背面電極3a、3b (電極漿料的膜)，與步驟S5中形成的玻璃膜21 (作為絕緣膜用漿料的硼硅酸系玻璃漿料的膜)在空氣(大氣)氛圍的燒結(jié)爐中在峰值溫度600°C下同時(shí)燒結(jié)30分鐘。此時(shí)，表面電極膜2的外觀沒有顯著變化。因此，確認(rèn)了可以將背面電極3a、3b和玻璃膜21在空氣氛圍下燒結(jié)。
[0102]此外，表面電極膜2 (即表面電極2a、2b)的材料為銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜時(shí)，適當(dāng)?shù)腃u-Ni配合比或Cu-N1-Ag配合比的范圍的確認(rèn)結(jié)果如下。
[0103]將表面電極膜2的材料設(shè)為70% <銅的含有率< 100%、其余為鎳的含有率的銅-鎳膜的情況下，在空氣氛圍下燒結(jié)背面電極3a、3b和玻璃膜21時(shí)，表面電極膜2(銅-鎳膜)顯著氧化，外觀發(fā)生異常且氧化膜的影響使導(dǎo)體電阻上升到難以測量的程度。此外，將表面電極膜2的材料設(shè)為0% <銅的含有率< 50%、其余為鎳的含有率的銅-鎳膜的情況下，表面電極膜2 (銅-鎳膜)的膜強(qiáng)度降低，制造中會(huì)產(chǎn)生表面電極膜2 (銅-鎳膜)剝離的問題。對(duì)此，將表面電極膜2的材料設(shè)為50% <銅的含有率< 70%、30% <鎳的含有率< 50%的銅-鎳膜的情況下，即使在空氣氛圍下燒結(jié)背面電極3a、3b和玻璃膜21，表面電極膜2(銅-鎳膜)的外觀等也沒有顯著變化。因此，表面電極膜2的材料為銅-鎳膜時(shí)，適當(dāng)?shù)腃u-Ni的配合比范圍為50%≤銅的含有率≤70%,30%≤鎳的含有率50%。
[0104]此外，將表面電極膜2的材料設(shè)為69% <銅的含有率< 98%、銀的含有率2%、其余為鎳的含有率的銅-鎳-銀膜的情況下，在空氣氛圍下燒結(jié)背面電極3a、3b和玻璃膜21時(shí)，表面電極膜2 (銅-鎳-銀膜)顯著氧化，外觀發(fā)生異常且氧化膜的影響使導(dǎo)體電阻上升到難以測量的程度。此外，將表面電極膜2的材料設(shè)為0% <銅的含有率< 49%、銀的含有率2%、其余為鎳的含有率的銅-鎳-銀膜的情況下，表面電極膜20 (銅-鎳-銀膜)的膜強(qiáng)度降低，制造中會(huì)產(chǎn)生表面電極膜2(銅-鎳-銀膜)剝離的問題。對(duì)此，將表面電極膜2的材料設(shè)為49%≤銅的含有率≤69%、29%≤鎳的含有率≤49%、銀的含有率2%的銅-鎳-銀膜的情況下，即使在空氣氛圍下燒結(jié)背面電極3a、3b和玻璃膜21，表面電極膜2(銅-鎳-銀膜)的外觀等也沒有顯著變化。因此，表面電極膜2的材料為銅-鎳-銀膜時(shí)，適當(dāng)?shù)腃u-N1-Ag的配合比范圍為49%≤銅的含有率≤69%,29%≤鎳的含有率≤49%、銀的含有率2%。
[0105]另外，上述的各金屬的含有率為重量百分比(wt%)，是離散的中央值。
[0106]另外，所述背面電極3a、3b和玻璃膜21的燒結(jié)不限于空氣氛圍，也可以在氮氛圍下進(jìn)行燒結(jié)。
[0107]此外，這里將背面電極3a、3b和表面電極膜2單獨(dú)燒結(jié)，但是不限于此，與表面電極膜2同樣地由銅-鎳漿料或銅-鎳-銀漿料形成背面電極3a、3b時(shí)，也可以同時(shí)在氮氛圍下燒結(jié)背面電極3a、3b和表面電極膜2。
[0108]在下一工序(步驟S7)中，如圖7 (a)所示，通過使用基本波長的激光(省略圖示)的激光法，對(duì)步驟S6中燒結(jié)的玻璃膜21的中央部和步驟S3中燒結(jié)的表面電極膜2的中央部同時(shí)進(jìn)行切斷加工，從而同時(shí)形成一列相連的(重合的)上層的間隙4b和下層的間隙4a。這里采用基本波長的YAG激光(波長:1064nm)進(jìn)行了切斷加工。間隙4a、4b的寬度d設(shè)為17 μ m。通過形成間隙4a、4b,成為一對(duì)表面電極2a、2b隔著間隙4a對(duì)置的結(jié)構(gòu),且成為一對(duì)玻璃膜21a、21b隔著間隙4b對(duì)置的結(jié)構(gòu)。
[0109]在下一工序(步驟S8)中，如圖7 (b)所示，通過用絲網(wǎng)印刷法分別在表面電極2a、2b上涂布導(dǎo)電性衆(zhòng)料并圖案化,在表面電極2a、2b上方分別形成上部電極6a、6b。此時(shí)的絲網(wǎng)印刷的次數(shù)為I次。為了使上部電極6a、6b不與靜電保護(hù)膜5接觸，使上部電極6a、6b在離開靜電保護(hù)膜5的位置重疊在表面電極2a、2b上。通過將絲網(wǎng)印刷后的上部電極6a、6b (導(dǎo)電性漿料的膜)干燥，使導(dǎo)電性漿料中的溶劑蒸發(fā)。
[0110]所述絲網(wǎng)印刷中采用的絲網(wǎng)的網(wǎng)眼尺寸為400、乳膠厚度為8±2μL? (產(chǎn)品編號(hào):st400)。此外，采用銀粉和環(huán)氧樹脂混煉的材料作為導(dǎo)電性漿料。另外，不限于此，也可以將鎳(Ni)粉、銅(Cu)粉等與環(huán)氧樹脂混煉后的厚膜電極漿料等，用作上部電極用的導(dǎo)電性漿料。
[0111]在下一工序(步驟S9)中，如圖7 (C)所示，通過用絲網(wǎng)印刷法在間隙4a、4b部分涂布靜電保護(hù)用漿料并圖案化，來形成靜電保護(hù)膜5。此時(shí)，靜電保護(hù)膜5成為具有中央部5c和兩側(cè)部5a、5b的形狀。對(duì)于表面電極2a、2b,靜電保護(hù)膜5的中央部5c僅設(shè)置于間隙4a(填充于間隙4a并堵塞間隙4a)，并與表面電極2a、2b連接，而對(duì)于玻璃膜21a、21b，靜電保護(hù)膜5的中央部5c設(shè)置于間隙4b (填充于間隙4b并堵塞間隙4b)，且靜電保護(hù)膜5的兩端部5a、5b與玻璃膜2la、2Ib的上表面21a_2、21b_2的一部分(間隙側(cè)的端部)重疊。
[0112]絲網(wǎng)印刷后的靜電保護(hù)膜5 (靜電保護(hù)用漿料的膜)在100°C的溫度下干燥10分鐘，以使靜電保護(hù)用漿料中的溶劑蒸發(fā)。
[0113]另外，所述靜電保護(hù)用漿料的絲網(wǎng)印刷中采用的絲網(wǎng)為壓延網(wǎng)，網(wǎng)眼尺寸為400，線徑為18 μ m，乳膠厚度為5±2μπι (產(chǎn)品編號(hào):cal400/18)。此外，這里采用的靜電保護(hù)用漿料以硅樹脂的粘合劑為基本材料，在所述硅樹脂中混煉有用作導(dǎo)電性粒子的鋁粉和用作絕緣性粒子的氧化鋅粉。并且，上述三種成分的配合比為:相對(duì)于硅樹脂100重量份，鋁粉為160重量份，氧化鋅粉為120重量份。此時(shí)，滿足以下的目標(biāo)值，即ESD抑制峰值電壓為500V以下、ESD耐量在額定值的泄漏電流10 μ A以下(絕緣電阻R = 3ΜΩ以上)。
[0114]此外，硅樹脂采用了體積電阻率為2X1015Qcm、介電常數(shù)為2.7的附加反應(yīng)型硅樹脂。鋁粉使用了將鋁熔化、高壓噴霧并冷卻固化而成的平均粒徑為3.0?3.6μπι的鋁粉。氧化鋅粉使用了具有JIS規(guī)格的第一種絕緣性(體積電阻率為200MQcm以上)的氧化鋅。此外，所述氧化鋅粉的粒徑以0.3?1.5 μ m分布、平均粒徑為0.6 μ m，且一次凝集的粒徑為1.5 μ m。
[0115]在下一工序(步驟S10)中，將步驟S8中形成的上部電極6a、6b和步驟S9中形成的靜電保護(hù)膜5在200°C的溫度下同時(shí)燒結(jié)30分鐘。
[0116]在下一工序(步驟Sll)中，如圖7 (d)所示，通過用絲網(wǎng)印刷法在靜電保護(hù)膜5和玻璃膜21a、21b上涂布硅樹脂漿料并圖案化，形成覆蓋靜電保護(hù)膜5等的中間層7。此時(shí)的絲網(wǎng)印刷的次數(shù)為I次。在此，硅樹脂漿料采用了含有40?50%的二氧化硅的硅樹脂漿料。此外，所述絲網(wǎng)印刷中使用的絲網(wǎng)為壓延網(wǎng)，網(wǎng)眼尺寸為400，線徑為18μπι，乳膠厚度為 5±2μπι (產(chǎn)品編號(hào):cal400/18)。
[0117]在下一工序(步驟S12)中，將步驟Sll中形成的中間層7在150°C的溫度下燒結(jié)30分鐘。
[0118]在下一工序(步驟S13)中，如圖8 (a)所示，通過用絲網(wǎng)印刷法在中間層7、玻璃膜2la、2lb、表面電極2a、2b和上部電極6a、6b上涂布環(huán)氧樹脂漿料并圖案化，形成覆蓋中間層7等的保護(hù)膜8。此時(shí)的絲網(wǎng)印刷的次數(shù)為3?4次。所述絲網(wǎng)印刷中采用的絲網(wǎng)的網(wǎng)眼尺寸為250、乳膠厚度為20±2μπι (產(chǎn)品編號(hào):St250/30)。
[0119]在下一工序(步驟S14)中，將步驟S13中形成的保護(hù)膜8在200°C的溫度下燒結(jié)30分鐘。
[0120]在下一工序(步驟S15)中，沿著薄片狀的陶瓷基板I上形成的一次縫隙，對(duì)陶瓷基板I進(jìn)行一次分割。其結(jié)果，陶瓷基板I成為多個(gè)單片區(qū)域橫向連成一列的帶狀基板，并產(chǎn)生端面lc、ld。
[0121]在下一工序(步驟S16)中，如圖8 (b)所示，利用轉(zhuǎn)印法，將導(dǎo)電性漿料涂布在陶瓷基板I的端面lc、Id、表面電極2a、2b的一部分和背面電極3a、3b的一部分上,下一工序(步驟S17)中在200°C的溫度下對(duì)其燒結(jié)30分鐘，從而形成端面電極9a、9b。此時(shí)，端面電極9a、9b與表面電極2a、2b和背面電極3a、3b部分重疊,從而與表面電極2a、2b和背面電極3a、3b電連接。在此，導(dǎo)電性漿料采用銀粉和環(huán)氧樹脂混煉的漿料。
[0122]在下一工序(步驟S18)中，沿著帶狀的陶瓷基板I上形成的二次縫隙，對(duì)陶瓷基板I進(jìn)行二次分割。其結(jié)果，陶瓷基板I被分割為各單片區(qū)域，成為單片。
[0123]在下一工序(步驟S19)中，如圖8 (C)所示，利用滾鍍方式，在端面電極9a、9b、背面電極3a、3b、表面電極2a、2b的一部分和上部電極6a、6b的一部分上進(jìn)行電鍍,形成鍍鎳膜 IOaUOb0
[0124]在最后的工序(步驟S20)中，如圖8 (d)所示，利用滾鍍方式，在步驟S19中形成的鍍鎳膜10a、10b上進(jìn)行電鍍,形成鍍錫膜11a、lib。這樣,完成了靜電保護(hù)元件100。
[0125]接著，說明ESD試驗(yàn)(接觸放電試驗(yàn))。通過向試樣(靜電保護(hù)元件)施加以“IEC61000 - 4 - 28kV”為基準(zhǔn)的ESD電壓的方法來進(jìn)行ESD試驗(yàn)。對(duì)于表面電極2a、2b的材料為銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜的本實(shí)施例的靜電保護(hù)元件100，以及表面電極的材料為鎢膜的比較例的靜電保護(hù)元件進(jìn)行了 ESD試驗(yàn)。此外,關(guān)于本實(shí)施例的靜電保護(hù)元件100,對(duì)采用了表面電極材料A (銅-鎳膜)和表面電極材料B (銅-鎳-銀膜)的兩種靜電保護(hù)元件100進(jìn)行了 ESD試驗(yàn)。
[0126]以下說明ESD試驗(yàn)(接觸放電試驗(yàn))的方法，如圖9所示，在開關(guān)SW斷開的狀態(tài)下，通過從直流電源(省略圖示)將+ 8kV的直流電壓Vtl借助53ΜΩ的電阻R1施加到150pF的電容器C上，對(duì)電容器C充電。隨后，通過閉合開關(guān)SW，從電容器C借助330 Ω的電阻R2,向與50 Ω ± 1%的負(fù)載電阻R3并聯(lián)的各試樣200 (即米用表面電極材料A的本實(shí)施例的靜電保護(hù)元件100、采用表面電極材料B的本實(shí)施例的靜電保護(hù)元件100以及將鎢用作表面電極材料的比較例的靜電保護(hù)元件)施加放電電壓(ESD電壓)。并且，測量剛剛施加所述ESD電壓之后在各試樣200上產(chǎn)生的電壓V，并判斷是否滿足作為所述電壓V的最大值的ESD抑制峰值電壓在500V以下的規(guī)定。
[0127]此外，向施加ESD電壓后的各試樣200施加30V的直流電壓，測量此時(shí)流經(jīng)所述試樣200的電流(稱為泄漏電流)，并且也判斷是否滿足所述泄漏電流在10 μ A以下的規(guī)定。
[0128]對(duì)各試樣200進(jìn)行了 500次ESD試驗(yàn)。圖10和圖11表示了所述500次ESD試驗(yàn)中的ESD抑制峰值電壓的測量結(jié)果和泄漏電流的測量結(jié)果。在圖10和圖11中，?是試樣200采用表面電極材料A (銅-鎳膜)的靜電保護(hù)元件100的情況下，ESD抑制峰值電壓的測量結(jié)果和泄漏電流的測量結(jié)果，□是試樣200采用表面電極材料B (銅-鎳-銀膜)的本實(shí)施例的靜電保護(hù)元件100的情況下，ESD抑制峰值電壓的測量結(jié)果和泄漏電流的測量結(jié)果，Λ是試樣200采用鎢膜作為表面電極材料的靜電保護(hù)元件的情況下，ESD抑制峰值電壓的測量結(jié)果和泄漏電流的測量結(jié)果。
[0129]如圖10所示，采用表面電極材料Α、Β (銅-鎳膜、銅-鎳-銀膜)的靜電保護(hù)元件100的任意的測量結(jié)果(?、口)中，都耐受500次ESD試驗(yàn)且滿足ESD抑制峰值電壓在500V以下的規(guī)定，得到了與將鎢用作表面電極材料的靜電保護(hù)元件的測量結(jié)果(Λ)相同程度的結(jié)果。
[0130]此外，如圖11所示，采用表面電極材料Α、B (銅-鎳膜、銅-鎳-銀膜)的靜電保護(hù)元件100的任意的測量結(jié)果(?、口)中，都耐受500次ESD試驗(yàn)且滿足泄漏電流在10 μ A以下的規(guī)定，得到了與將鎢膜用作表面電極材料的靜電保護(hù)元件的測量結(jié)果(Λ)相同程度的結(jié)果。
[0131]此外，盡管三種表面電極材料都滿足泄漏電流在10 μ A以下的規(guī)定，但是在表面電極材料為鎢膜的情況下(Λ)，因ESD電壓施加次數(shù)產(chǎn)生的泄漏電流的變動(dòng)較大，對(duì)此，在表面電極材料Α、Β (銅-鎳膜、銅-鎳-銀膜)的情況下(?、口)，因ESD電壓施加次數(shù)產(chǎn)生的泄漏電流的變動(dòng)較小，僅在ESD電壓施加次數(shù)10?60次能觀察到比較大的泄漏電流的變動(dòng)。而且，在表面電極材料A (銅-鎳膜)的情況下(?)，在ESD電壓施加次數(shù)10?50次發(fā)生泄漏電流大幅變動(dòng)，對(duì)此，在表面電極材料B (銅-鎳-銀膜)的情況下(□)，在ESD電壓施加次數(shù)30?60次發(fā)生泄漏電流大幅變動(dòng)。[0132]S卩，根據(jù)圖11的以表面電極材料為參數(shù)的泄漏電流的坐標(biāo)圖可知，相比于鎢膜，表面電極材料A、B (銅-鎳膜、銅-鎳-銀膜)因ESD電壓施加次數(shù)產(chǎn)生的泄漏電流的變動(dòng)非常小。另外，根據(jù)最初產(chǎn)生泄漏電流的峰值(大幅變動(dòng))的ESD電壓施加次數(shù)可知，表面電極材料A (銅-鎳膜)與表面電極材料B (銅-鎳-銀膜)相比，表面電極材料B (銅-鎳-銀膜)在施加ESD電壓時(shí)產(chǎn)生泄漏電流的峰值的情況比表面電極材料A (銅-鎳膜)多20次左右。
[0133]從上述可以判斷，相比于鎢膜，表面電極材料A、B (銅-鎳膜、銅-鎳-銀膜)對(duì)于施加ESD電壓的絕緣性的耐力高。此外還能判斷出，表面電極材料B (銅-鎳-銀膜)比表面電極材料A (銅-鎳膜)對(duì)于施加ESD電壓的絕緣性的耐力高。因此，從上述觀點(diǎn)還可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的作用、效果。
[0134]圖12?圖16表示了本發(fā)明實(shí)施例的靜電保護(hù)元件的其他結(jié)構(gòu)例。所述圖12?圖16所示的靜電保護(hù)元件300、400的結(jié)構(gòu)與圖1?圖3所示的靜電保護(hù)元件100的結(jié)構(gòu)相比，在玻璃膜21a、21b的結(jié)構(gòu)方面存在不同。另外，關(guān)于靜電保護(hù)元件300、400的表面電極2a、2b的材料，與靜電保護(hù)元件100的表面電極2a、2b同樣使用銅-鎳膜或銅_鎳-銀膜。
[0135]相比于圖1?圖3所示的靜電保護(hù)元件100(特別是參照?qǐng)D2、圖3)，在圖12?圖14所示的靜電保護(hù)元件300中，玻璃膜21a、21b的寬度變寬(特別是參照?qǐng)D12、圖13:圖12的上下方向?yàn)椴Ａ?1a、21b的寬度方向)。
[0136]具體而言，如圖2和圖3所示，盡管靜電保護(hù)元件100的玻璃膜21a、21b比表面電極2a、2b的寬度寬，但是比靜電保護(hù)膜5的寬度窄，玻璃膜21a、21b具有能覆蓋表面電極2a的兩側(cè)面2a-4、2a-5和表面電極2b的兩側(cè)面2b_4、2b_5，防止所述側(cè)面2a-4、2a_5、2b_4、2b-5接觸靜電保護(hù)膜5的最小限的寬度。對(duì)此，如圖13和圖14所示，靜電保護(hù)元件300的玻璃膜21a、21b比表面電極2a、2b的寬度、靜電保護(hù)膜5的寬度以及中間層7的寬度都寬。靜電保護(hù)元件300的其他結(jié)構(gòu)與靜電保護(hù)元件100的結(jié)構(gòu)相同。此外，靜電保護(hù)元件300的制造方法也和靜電保護(hù)元件100的制造方法(參照?qǐng)D5?圖8)相同。
[0137]關(guān)于圖15的K-K線箭頭方向斷面和L-L線箭頭方向斷面的結(jié)構(gòu)，由于和圖3 (a)所示的斷面結(jié)構(gòu)和圖3 (b)所示的斷面結(jié)構(gòu)相同，所以參照?qǐng)D3。如圖3、圖15和圖16所示，相比于圖1?圖3所示的靜電保護(hù)元件100 (特別是參照?qǐng)D1、圖2),靜電保護(hù)元件400的玻璃膜21a、21b的長度變短(特別是參照?qǐng)D14、圖15:這些圖的左右方向?yàn)椴Ａ?1a、21b的長度方向)。
[0138]具體而言，如圖1和圖2所示，靜電保護(hù)元件100的玻璃膜2la、2Ib比靜電保護(hù)膜5的長度和中間層7的長度都長。對(duì)此,如圖15和圖16所不，靜電保護(hù)兀件400的玻璃膜21a、21b盡管比靜電保護(hù)膜5的長度長，但是比中間層7的長度短，玻璃膜21a、21b具有能介于靜電保護(hù)膜5的兩側(cè)部5a、5b與表面電極2a、2b之間(即覆蓋表面電極2a、2b的端部2a-l、2b-l的上表面2a-3、2b-3)，防止靜電保護(hù)膜5的兩側(cè)部5a、5b接觸表面電極2a、2b的最小限的長度。靜電保護(hù)元件400的其他結(jié)構(gòu)與靜電保護(hù)元件100的結(jié)構(gòu)相同。此外，靜電保護(hù)元件400的制造方法也和靜電保護(hù)元件100的制造方法(參照?qǐng)D5?圖8)相同。
[0139]如上所述,本實(shí)施例的靜電保護(hù)元件100、300、400包括:表面電極2a、2b,形成于陶瓷基板(絕緣基板)I的表面la，并隔著第一間隙4a對(duì)置；玻璃膜(絕緣膜)21a、21b，形成在表面電極2a、2b上并覆蓋表面電極2a、2b的上表面2a_3、2b_3和兩側(cè)面2a_4、2b_4，且隔著與第一間隙4a相連的第二間隙4b對(duì)置；以及靜電保護(hù)膜5，具有中央部5c和兩側(cè)部5a、5b，中央部5c設(shè)置于第一間隙4a和第二間隙4b，兩側(cè)部5a、5b重疊于玻璃膜(絕緣膜)2la、2Ib的上表面21a-2、21b-2，其中，表面電極2a、2b的材料為銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜。
[0140]此外，本實(shí)施例的靜電保護(hù)元件100、300、400具有背面電極3a、3b，所述背面電極3a、3b形成于陶瓷基板(絕緣基板)I的背面lb，并與表面電極2a、2b電連接。
[0141]此外，本實(shí)施例的靜電保護(hù)元件100、300、400的制造方法包括:第一工序，在陶瓷基板(絕緣基板)1的表面Ia上絲網(wǎng)印刷銅-鎳漿料或銅-鎳-銀漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜在氮氛圍中在800°C?950°C (例如900°C)范圍的峰值溫度下燒結(jié)，形成表面電極膜2 ;第二工序，以覆蓋所述第一工序中燒結(jié)的表面電極膜2的上表面和兩側(cè)面的方式絲網(wǎng)印刷玻璃漿料(絕緣膜用漿料)，并燒結(jié)所述絲網(wǎng)印刷的玻璃漿料(絕緣膜用漿料)的膜，形成玻璃膜(絕緣膜)21 ;第三工序，將所述第一工序中形成的表面電極膜2以及所述第二工序中形成的玻璃膜(絕緣膜)21切斷，形成第一間隙4a和第二間隙4b;以及第四工序，絲網(wǎng)印刷靜電保護(hù)用漿料，并燒結(jié)所述絲網(wǎng)印刷的靜電保護(hù)用漿料的膜以形成靜電保護(hù)膜5，使所述靜電保護(hù)膜5為具有中央部5c和兩側(cè)部5a、5b的形狀，將中央部5c設(shè)置于第一間隙4a和第二間隙4b，并將兩側(cè)部5a、5b重疊于玻璃膜(絕緣膜)21a,21b 的上表面 21a-2、21b-2。
[0142]或者，本實(shí)施例的靜電保護(hù)元件100、300、400的制造方法包括:第一工序，在陶瓷基板(絕緣基板)1的表面Ia上絲網(wǎng)印刷銅-鎳漿料或銅-鎳-銀漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜在氮氛圍中在800°C?9500C (例如900°C )范圍的峰值溫度下燒結(jié)，形成表面電極膜2 ;第二工序，在陶瓷基板(絕緣基板)I的背面Ib上絲網(wǎng)印刷電極漿料，并燒結(jié)所述絲網(wǎng)印刷的電極漿料的膜，形成背面電極3a、3b;第三工序，以覆蓋所述第一工序中燒結(jié)的表面電極膜2的上表面和兩側(cè)面的方式絲網(wǎng)印刷玻璃漿料(絕緣膜用漿料)，并燒結(jié)所述絲網(wǎng)印刷的玻璃漿料(絕緣膜用漿料)的膜，形成玻璃膜(絕緣膜)21 ;第四工序，將所述第一工序中形成的表面電極膜2以及所述第三工序中形成的玻璃膜(絕緣膜)21切斷，形成第一間隙4a和第二間隙4b ;以及第五工序，絲網(wǎng)印刷靜電保護(hù)用漿料，并燒結(jié)所述絲網(wǎng)印刷的靜電保護(hù)用漿料的膜以形成靜電保護(hù)膜5，使靜電保護(hù)膜5為具有中央部5c和兩側(cè)部5a、5b的形狀，將中央部5c設(shè)置于第一間隙4a和第二間隙4b，并將兩側(cè)部5a、5b重疊于玻璃膜(絕緣膜)21a、21b的上表面21a_2、21b_2。
[0143]另外，此時(shí)，在所述第一工序之后實(shí)施所述第二工序，并且所述第二工序中，在空氣氛圍下且在比所述第一工序中燒結(jié)表面電極膜2時(shí)的峰值溫度低的峰值溫度下燒結(jié)背面電極3a、3b。
[0144]因此，按照本實(shí)施例的靜電保護(hù)元件100、300、400及其制造方法，由于使表面電極2a、2b的材料為銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜，所以能夠耐受500次以上的ESD試驗(yàn)(接觸放電試驗(yàn))并將ESD抑制峰值電壓維持在500V以下。另外，由于可以通過將銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜在氮氛圍中在800°C?950°C范圍的峰值溫度(例如峰值溫度900°C )下燒結(jié)，來形成表面電極材料的銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜，所以不需要高溫的燒結(jié)爐，且不必嚴(yán)格管理爆炸性氣體。因此，制造設(shè)備廉價(jià)，且即使疏忽制造管理也不會(huì)導(dǎo)致人身傷害，所以不需嚴(yán)格的制造管理，從而能夠以低成本形成銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜。因此，可以降低靜電保護(hù)元件100、300、400的制造成本。
[0145]此外，盡管銅-鎳膜、銅-鎳-銀膜和鎢膜這三種膜都可以耐受500次ESD試驗(yàn)并滿足泄漏電流在10 μ A以下的規(guī)定，但是相比于鎢膜，在銅-鎳膜和銅-鎳-銀膜的情況下，因ESD電壓施加次數(shù)產(chǎn)生的泄漏電流的變動(dòng)非常小，且對(duì)于施加ESD電壓的絕緣性的耐力高。而且相比于銅-鎳膜，在銅-鎳-銀膜的情況下，最初產(chǎn)生泄漏電流的峰值(大幅變動(dòng))的ESD電壓施加次數(shù)多，對(duì)于施加ESD電壓的絕緣性的耐力高。
[0146]此外，由于在第一工序之后實(shí)施第二工序，并且第二工序中，在空氣氛圍下且在比第一工序中燒結(jié)表面電極膜2時(shí)的峰值溫度(例如900°C)低的峰值溫度(600°C)下燒結(jié)背面電極3a、3b，所以能夠防止背面電極3a、3b變質(zhì)。即，假設(shè)在第二工序之后實(shí)施第一工序，則后面的第一工序中以高峰值溫度(例如900°C)燒結(jié)表面電極膜2時(shí)，背面電極3a、3b也在高峰值溫度下被再次燒結(jié)，所以存在背面電極3a、3b變質(zhì)的危險(xiǎn)。對(duì)此，如果在第一工序之后實(shí)施所述第二工序，則不存在背面電極3a、3b變質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0147]另外，在第一工序之后實(shí)施所述第二工序時(shí)，由于前面的第一工序中燒結(jié)的表面電極膜2 (表面電極2a、2b)的材料為銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜，所以即使后面的第二工序中在空氣氛圍下燒結(jié)背面電極3a、3b，此時(shí)表面電極膜2 (表面電極2a、2b)的外觀也不會(huì)發(fā)生顯著變化。因此，能在空氣氛圍下燒結(jié)背面電極3a、3b，容易形成背面電極3a、3b。
[0148]另外，以上說明了在一個(gè)陶瓷基板I上形成一個(gè)靜電保護(hù)膜5的靜電保護(hù)元件的實(shí)施例，但是不限于此，在一個(gè)陶瓷基板I上形成兩個(gè)以上的靜電保護(hù)膜5的靜電保護(hù)元件也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0149]此外，以上說明了采用混合有硅樹脂、鋁粉、氧化鋅粉這三種成分的漿料來形成靜電保護(hù)膜的情況，但是不限于此，本發(fā)明的靜電保護(hù)元件的結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于采用與上述不同成分的材料來形成靜電保護(hù)膜的靜電保護(hù)元件。
[0150]工業(yè)實(shí)用性
[0151 ] 本發(fā)明涉及靜電保護(hù)元件及其制造方法，能夠有效應(yīng)用于以低成本形成表面電極的情況，所述表面電極能使靜電保護(hù)元件耐受500次以上的ESD試驗(yàn)(接觸放電試驗(yàn))且將ESD抑制峰值電壓維持在500V以下。
【權(quán)利要求】
1.一種靜電保護(hù)元件，包括: 表面電極，形成于絕緣基板的表面，并隔著第一間隙對(duì)置； 絕緣膜，形成在所述表面電極上并覆蓋所述表面電極的上表面和兩側(cè)面，且隔著與所述第一間隙相連的第二間隙對(duì)置；以及 靜電保護(hù)膜，具有中央部和兩側(cè)部，所述中央部設(shè)置于所述第一間隙和第二間隙，所述兩側(cè)部重疊于所述絕緣膜的上表面， 所述靜電保護(hù)元件的特征在于， 所述表面電極的材料為銅-鎳膜或銅-鎳-銀膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電保護(hù)元件，其特征在于，還包括背面電極，所述背面電極形成在所述絕緣基板的背面，并與所述表面電極電連接。
3.一種靜電保護(hù)元件的制造方法，是制造權(quán)利要求1所述的靜電保護(hù)元件的方法，其特征在于包括: 第一工序，在所述絕緣基板的表面絲網(wǎng)印刷銅-鎳漿料或銅-鎳-銀漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜在氮氛圍中在800°C~950°C范圍的峰值溫度下燒結(jié)，形成表面電極膜； 第二工序，以覆蓋所述第一工序中形成的所述表面電極膜的上表面和兩側(cè)面的方式絲網(wǎng)印刷絕緣膜用漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的絕緣膜用漿料的膜燒結(jié)，形成絕緣膜； 第三工序，將所述第一工序中形成的所述表面電極膜以及所述第二工序中形成的所述絕緣膜切斷，形成所述第一間隙和所述第二間隙；以及 第四工序，絲網(wǎng)印刷靜電保護(hù)用漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的靜電保護(hù)用漿料的膜燒結(jié)，形成所述靜電保護(hù)膜，使所述靜電保護(hù)膜為具有所述中央部和所述兩側(cè)部的形狀，將所述中央部設(shè)置于所述第一間隙和所述第二間隙，并將所述兩側(cè)部重疊于所述絕緣膜的上表面。
4.一種靜電保護(hù)元件的制造方法，是制造權(quán)利要求2所述的靜電保護(hù)元件的方法，其特征在于包括: 第一工序，在所述絕緣基板的表面絲網(wǎng)印刷銅-鎳漿料或銅-鎳-銀漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的銅-鎳漿料的膜或銅-鎳-銀漿料的膜在氮氛圍中在800°C~950°C范圍的峰值溫度下燒結(jié)，形成表面電極膜； 第二工序，在所述絕緣基板的背面絲網(wǎng)印刷電極漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的電極漿料的膜燒結(jié)，形成所述背面電極； 第三工序，以覆蓋所述第一工序中形成的所述表面電極膜的上表面和兩側(cè)面的方式絲網(wǎng)印刷絕緣膜用漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的絕緣膜用漿料的膜燒結(jié)，形成絕緣膜； 第四工序，將所述第一工序中形成的所述表面電極膜以及所述第三工序中形成的所述絕緣膜切斷，形成所述第一間隙和所述第二間隙；以及 第五工序，絲網(wǎng)印刷靜電保護(hù)用漿料，并將所述絲網(wǎng)印刷的靜電保護(hù)用漿料的膜燒結(jié)，形成所述靜電保護(hù)膜，使所述靜電保護(hù)膜為具有所述中央部和所述兩側(cè)部的形狀，將所述中央部設(shè)置于所述第一間隙和所述第二間隙，并將所述兩側(cè)部重疊于所述絕緣膜的上表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求 4所述的靜電保護(hù)元件的制造方法，其特征在于，在所述第一工序之后實(shí)施所述第二工序， 并且在所述第二工序中，在比所述第一工序中燒結(jié)所述表面電極膜時(shí)的峰值溫度低的峰值溫度下燒結(jié)所述背面電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求3~5中任意一項(xiàng)所述的靜電保護(hù)元件的制造方法，其特征在于，所述第一工序中燒結(jié)所述表面電極 膜時(shí)的峰值溫度為900°C。
【文檔編號(hào)】H01T4/10GK103918144SQ201280046961
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月28日
【發(fā)明者】若狹孝宏, 平野立樹, 戶田篤司 申請(qǐng)人:釜屋電機(jī)株式會(huì)社