Esd保護裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種可抑制短路不良，且在反復施加ESD時其特性也不會變差的反復操作性優(yōu)異的ESD保護裝置。該ESD保護裝置的結(jié)構(gòu)具備：磁性基材（1）；對向電極（2），其在磁性基材（1）上，包含以相互對向的方式形成且構(gòu)成ESD施加時產(chǎn)生放電的放電間隙部（10）的一側(cè)對向電極（2a）與另一側(cè)對向電極（2b）；放電輔助電極（3），其分別連接一側(cè)對向電極與上述另一側(cè)對向電極，且以從一側(cè)對向電極跨及另一方側(cè)對向電極的方式配設(shè)；及保護絕緣層（4），其配設(shè)于放電輔助電極與磁性基材之間，且在放電時防止磁性基材的絕緣性變差。
【專利說明】ESD保護裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是關(guān)于保護半導體裝置等免受靜電破壞的ESD保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在使用家用電器時，插拔作為輸入輸出接口的電纜的次數(shù)有增加傾向，存在靜電易施加于輸入輸出連接部的狀況。又，因伴隨信號頻率的高頻化，以設(shè)計規(guī)則的細微化而制作通路變得困難，且LSI從身對靜電也變得脆弱。
[0003]因此,為保護LSI等半導體裝置免受靜電放電(ESD) (Electron-StaticsDischarge)影響而廣泛使用ESD保護裝置。
[0004]作為此種ESD保護裝置，已提出一種ESD保護裝置(電涌吸收組件)(參照專利文獻1)，其在具有一對外部電極的陶瓷基材(絕緣性陶瓷層)內(nèi)部，設(shè)置與外部電極導通的內(nèi)部電極及放電空間，且將放電氣體局限于放電空間中。
[0005]然而，在該專利文獻I的ESD保護裝置中，在使用鐵氧體等磁性材料作為陶瓷基材的情況下，存在因放電使磁性材料導體化，而產(chǎn)生短路不良的問題。
[0006]又，作為其它的ESD保護裝置，已提出一種ESD保護裝置(參照專利文獻2)，其具備:陶瓷多層基板；至少一對放電電極，其設(shè)有特定間隔且相互對向地形成于陶瓷多層基板上；及外部電極，其形成于陶瓷多層基板的表面，且與放電電極連接，其中在連接一對放電電極間的區(qū)域，具備有使由不具有導電性的無機材料涂布的導電材料分散而成的輔助電極。
[0007]然而，即使ESD保護裝置具備如上所述的輔助電極，在使用鐵氧體等磁性材料作為陶瓷多層基板的基材的情形下，也存在因放電使磁性材料導體化，導致短路不良的問題。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0009]專利文獻
[0010][專利文獻I]日本特開2001-43954號公報
[0011][專利文獻2]日本專利第4434314號公報
實用新型內(nèi)容
[0012]實用新型所要解決的技術(shù)問題
[0013]本實用新型是鑒于上述實情而完成的，其目的在于提供一種可抑制短路不良，且在反復施加ESD的情形下，其特性也不會變差的反復操作性優(yōu)異的ESD保護裝置。
[0014]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0015]為解決上述課題，本實用新型的ESD保護裝置的特征在于，具備:
[0016]磁性基材；
[0017]對向電極，其在上述磁性基材的表面或內(nèi)部包含以隔開間隔且相互對向的方式形成的一側(cè)對向電極與另一側(cè)對向電極，上述一側(cè)對向電極與上述另一側(cè)對向電極之間構(gòu)成為在ESD施加時產(chǎn)生放電的放電間隙部；及[0018]保護絕緣層，其配設(shè)于上述磁性基材的表面或內(nèi)部的至少面向上述放電間隙部的區(qū)域中，防止因放電使上述磁性基材的絕緣性變差。
[0019]又，本實用新型的ESD保護裝置中，優(yōu)選為在上述一側(cè)對向電極及上述另一側(cè)對向電極、與上述磁性基材之間也配設(shè)有上述保護絕緣層。
[0020]又，本實用新型的其它ESD保護裝置的特征在于，具備:
[0021]磁性基材；
[0022]對向電極，其在上述磁性基材的表面或內(nèi)部，包含以隔開間隔且相互對向的方式形成的一側(cè)對向電極與另一側(cè)對向電極，上述一側(cè)對向電極與上述另一側(cè)對向電極之間構(gòu)成在ESD施加時產(chǎn)生放電的放電間隙部；
[0023]放電輔助電極，其分別連接構(gòu)成上述對向電極的上述一側(cè)對向電極與上述另一側(cè)對向電極，且以從上述一側(cè)對向電極跨及上述另一側(cè)對向電極的方式配設(shè)；及
[0024]保護絕緣層，其配設(shè)于上述放電輔助電極與上述磁性基材之間，防止因放電使上述磁性基材的絕緣性變差。
[0025]又，上述保護絕緣層優(yōu)選為超出形成有上述放電輔助電極的區(qū)域而配設(shè)至其周邊的區(qū)域。
[0026]又，上述保護絕緣層優(yōu)選為含有結(jié)晶性無機氧化物。
[0027]上述保護絕緣層優(yōu)選為含有玻璃成分。
[0028]又，上述磁性基材優(yōu)選為含有玻璃成分。
[0029]又，在上述磁性基材的內(nèi)部也可設(shè)置有空洞部，成為使上述放電間隙部面向上述空洞部的結(jié)構(gòu)。
[0030]又，于上述磁性基材的在上述空洞部所露出的區(qū)域優(yōu)選為配設(shè)有上述保護絕緣層。
[0031]實用新型效果
[0032]本實用新型的ESD保護裝置，由于在面向構(gòu)成對向電極的一側(cè)對向電極與另一側(cè)對向電極之間的區(qū)域的磁性基材表面或內(nèi)部，具備保護絕緣層來防止因放電造成上述磁性基材的絕緣性變差，因此在反復施加ESD的情況下，也可抑制、防止磁性基材導體化及短路不良的發(fā)生，而可提供可靠性高的ESD保護裝置。
[0033]又，在本實用新型的ESD保護裝置中，因使用磁性基材作為形成有對向電極的基材，故可提供具有濾波器功能與ESD功能的復合零件。
[0034]又，本實用新型的ESD保護裝置中，經(jīng)由在一側(cè)對向電極及另一側(cè)對向電極與磁性基材之間，也配設(shè)保護絕緣層，而可進而可靠防止因放電造成磁性基材的導體化，可使本實用新型更有效。
[0035]又，本實用新型的另一 ESD保護裝置，由于其進而具備分別連接構(gòu)成對向電極的一側(cè)對向電極與另一側(cè)對向電極，且以從一側(cè)對向電極跨及另一側(cè)對向電極的方式配設(shè)的放電輔助電極，故可獲得優(yōu)異的放電特性，且由于在放電輔助電極與磁性基材之間，具備保護絕緣層而防止放電時磁性基材的絕緣性變差，故可抑制、防止磁性基材導體化及短路不良的發(fā)生，而可提供特性良好、可靠性高的ESD保護裝置。
[0036]經(jīng)由使保護絕緣層超出形成有放電輔助電極的區(qū)域，并配設(shè)至其周邊的區(qū)域，可進而可靠防止因放電造成磁性基材導體化，并可使本實用新型更有效。[0037]又，在保護絕緣層含有結(jié)晶性無機氧化物的情況下，可進而可靠防止因放電造成磁性基材的導體化。
[0038]又，作為結(jié)晶性無機氧化物，例舉有A1203、BaO、CaO、Ti02、CeO、MgO、及ZnO等。
[0039]又，在保護絕緣層含有玻璃成分的情況下，可提高保護絕緣層與磁性基材的密著性。
[0040]又，在磁性基材含有玻璃成分的情況下，可提高絕緣層與磁性基材的密著性。
[0041]又，在磁性基材的內(nèi)部設(shè)置空洞部，使放電間隙部面向空洞部的結(jié)構(gòu)的情況下，可在磁性基材內(nèi)部進行放電，而可提高可靠性。
[0042]又，在放電部位于磁性基材內(nèi)部(空洞部)的情況下，雖有空洞部內(nèi)表面易產(chǎn)生絕緣變差的傾向，但經(jīng)由在磁性基材的于空洞部所露出的區(qū)域配設(shè)保護絕緣層，可抑制絕緣變差并維持良好特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是顯示放電間隙部配設(shè)于磁性基材表面的本實用新型的實施例的第IESD保護裝置的結(jié)構(gòu)的正面剖面圖。
[0044]圖2是顯示放電間隙部配設(shè)于磁性基材表面的本實用新型的實施例的第IESD保護裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0045]圖3是顯示放電間隙部配設(shè)于磁性基材表面的本實用新型的實施例的第2ESD保護裝置的結(jié)構(gòu)的正面剖面圖。
[0046]圖4是顯示放電間隙部配設(shè)于磁性基材表面的本實用新型的實施例的第2ESD保護裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0047]圖5是顯示放電間隙部配設(shè)于磁性基材的空洞部的本實用新型的實施例的第3ESD保護裝置的結(jié)構(gòu)的正面剖面圖。
[0048]圖6是顯示放電間隙部配設(shè)于磁性基材的空洞部的本實用新型的實施例的第4ESD保護裝置的結(jié)構(gòu)的正面剖面圖。
[0049]圖7(a)至(C)是說明本實用新型的實施例的第2ESD保護裝置的制造方法的圖。
[0050]圖8是顯示本實用新型的實施例的第4ESD保護裝置的制造方法的一個工序的圖。
[0051]圖9是顯示本實用新型的實施例的第4ESD保護裝置的制造方法的其它的一個工序的圖。
[0052]圖10是顯示本實用新型的實施例的第4ESD保護裝置的制造方法的又其它一個工序的圖。
【具體實施方式】
[0053][實施例的ESD保護裝置的形態(tài)]
[0054](I)本實用新型的實施例的第IESD保護裝置
[0055]圖1是模式性顯示本實用新型的實施例的ESD保護裝置Al的結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖2是其俯視圖。
[0056]該ESD保護裝置Al如圖1及圖2所示，具備:包含鐵氧體的磁性基材I ;對向電極2，其在磁性基材I的表面具有以前端部間隔開而相互對向的方式形成，且前端部彼此構(gòu)成在ESD施加時產(chǎn)生放電的放電間隙部10的一側(cè)對向電極2a與另一側(cè)對向電極2b ;及保護絕緣層4，其配設(shè)于面向構(gòu)成對向電極2的一側(cè)對向電極2a的前端部與另一側(cè)對向電極2b的前端部之間的區(qū)域的放電間隙部10的磁性基材I上，防止因放電造成磁性基材的絕緣性變差。另，在該第IESD保護裝置Al中，保護絕緣層4構(gòu)成為從放電間隙部10跨及一側(cè)對向電極2a的前端部及另一側(cè)對向電極2b的前端部與磁性基材I之間的區(qū)域而配設(shè)，以可靠保護磁性基材I。
[0057]又，該ESD保護裝置Al具備外部電極5a、5b，其以與構(gòu)成對向電極2的一側(cè)對向電極2a及另一側(cè)對向電極2b導通的方式配設(shè)于磁性基材I的兩端部，用以與外部電性連接。
[0058](2)本實用新型的實施例的第2ESD保護裝置
[0059]圖3是模式性顯示本實用新型的實施例的第2ESD保護裝置A2的結(jié)造的剖面圖，圖4是其俯視圖。
[0060]該ESD保護裝置A2如圖3及圖4所示，具備:包含鐵氧體的磁性基材I ;對向電極2，其在磁性基材I的表面，包含以前端部間隔開而相互對向的方式形成、且前端部彼此是構(gòu)成ESD施加時產(chǎn)生放電的放電間隙部10的一側(cè)對向電極2a與另一側(cè)對向電極2b ;放電輔助電極3,其分別連接構(gòu)成對向電極的一側(cè)對向電極2a與另一側(cè)對向電極2b,且以從一側(cè)對向電極2a跨及另一側(cè)對向電極2b的方式配設(shè)；及保護絕緣層4，其配設(shè)于放電輔助電極3與磁性基材I的間，防止因放電造成磁性基材的絕緣性變差。另，在該第2的ESD保護裝置A2中，保護絕緣層4構(gòu)成為以超出形成有放電輔助電極3的區(qū)域而伸出至其周邊區(qū)域的方式配設(shè)，以可靠保護磁性基材I。
[0061]又，該ESD保護裝置A2具備外部電極5a、5b，其以與構(gòu)成對向電極2的一側(cè)對向電極2a及另一側(cè)對向電極2b導通的方式配設(shè)于磁性基材I的兩端部，用以與外部電性連接。
[0062](3)本實用新型的實施例的第3ESD保護裝置
[0063]圖5是顯示本實用新型的實施例的第3ESD保護裝置A3的結(jié)構(gòu)的圖。
[0064]該ESD保護裝置A3以面向設(shè)置于磁性基材I內(nèi)部的空洞部12的方式，配設(shè)有由構(gòu)成對向電極2的一側(cè)對向電極2a的前端部與另一側(cè)對向電極2b的前端部相夾的區(qū)域的放電間隙部10，且露出于空洞部12的磁性基材I的表面配設(shè)有保護絕緣層4。另，保護絕緣層4也以介于一側(cè)對向電極2a及另一側(cè)對向電極2b的前端部與磁性基材I之間的方式形成。
[0065]又，該ESD保護裝置A3具備外部電極5a、5b，其以與構(gòu)成對向電極2的一側(cè)對向電極2a及另一側(cè)對向電極2b導通的方式配設(shè)于磁性基材I的兩端部，用以與外部電性連接。
[0066](4)本實用新型的實施例的第4ESD保護裝置
[0067]又，圖6是顯示本實用新型的實施例的第4ESD保護裝置A4的結(jié)構(gòu)的圖。
[0068]該ESD保護裝置4具備:對向電極2，其具有前端部彼此構(gòu)成于ESD施加時產(chǎn)生放電的放電間隙部10的一側(cè)對向電極2a與另一側(cè)對向電極2b ;及放電輔助電極3,其分別連接構(gòu)成對向電極的一側(cè)對向電極2a與另一側(cè)對向電極2b，且以從一側(cè)對向電極2a跨及另一側(cè)對向電極2b的方式配設(shè)。[0069]且，以面向設(shè)置于磁性基材I內(nèi)部的空洞部12的方式配設(shè)放電間隙部10，并在磁性基材I的露出于空洞部12的區(qū)域配設(shè)有保護絕緣層4。另，保護絕緣層4也以介于一側(cè)對向電極2a及另一側(cè)對向電極2b的前端部與上述放電輔助電極3的連接部及磁性基材I之間的方式形成。
[0070]又，該ESD保護裝置A4具備外部電極5a、5b，其以與構(gòu)成對向電極2的一側(cè)對向電極2a及另一側(cè)對向電極2b導通的方式配設(shè)于磁性基材I的兩端部，用以與外部電性連接。
[0071 ] 另，第I至第4的ESD保護裝置Al至A4中，作為磁性基材I，在使用含有玻璃成分的鐵氧體材料的情況下，可于低溫燒結(jié)，且可提高保護絕緣層4與磁性基材I的密著性。
[0072]又，保護絕緣層4是以含有結(jié)晶性無機氧化物與玻璃成分的材料形成的層，該實施例中，其經(jīng)由熱處理包含例如Al203、Ba0、Ca0、Ti02、Ce0、Mg0、及ZnO等的氧化物與玻璃粉的絕緣糊料而形成。
[0073]以上，乃顯示第I至第4的ESD保護裝置Al至A4，但本實用新型的范圍內(nèi)也可進而包含各種結(jié)構(gòu)。
[0074]上述第I至第4的ESD保護裝置Al至A4中，磁性基材I并未直接露出于放電間隙部10，而經(jīng)由保護絕緣層4予以保護，故在反復施加ESD的情形下，也可抑制、防止磁性基材導體化而發(fā)生短路不良，可提供高可靠性的ESD保護裝置。
[0075]又，在上述第I及第3的ESD保護裝置中，由于保護絕緣層4不但配設(shè)于放電間隙部10，而且超出該放電間隙部10而配設(shè)至一側(cè)對向電極2a及另一側(cè)對向電極2b的前端部與磁性基材I之間的區(qū)域，故可更可靠防止磁性基材I導體化，可使本實用新型更有效。
[0076]又，因保護絕緣層4含有結(jié)晶性無機氧化物，故即使在反復施加ESD的情形下，也可更可靠防止磁性基材導體化。
[0077]再者，因磁性基材I及保護絕緣層4含有玻璃成分，故可提高保護絕緣層4與磁性基材I的密著性。另，只要磁性基材I及保護絕緣層4的至少一方含有玻璃成分，即可獲得上述效果。
[0078]又，在上述第2及第4ESD的保護裝置中，因保護絕緣層4以介于一側(cè)對向電極2a及另一側(cè)對向電極2b的前端部與上述放電補助電極3的連接部、與磁性基材I之間的方式形成，故可更可靠防止磁性基材I導體化，并可使本實用新型更有效。
[0079]又，在上述第3及第4的ESD保護裝置的情況下，因磁性基材I的內(nèi)部設(shè)置有空洞部12，且放電間隙部10以面向空洞部12的方式構(gòu)成，故可在磁性基材I內(nèi)部進行放電，可提升可靠性。
[0080]另，如在該第3及第4的ESD保護裝置的情況下，在放電間隙部10配設(shè)于磁性基材的空洞部12的情況下，雖然空洞部內(nèi)周面有易產(chǎn)生絕緣變差的傾向，但經(jīng)由在磁性基材I的在空洞部12露出的區(qū)域配設(shè)保護絕緣層4，可抑制絕緣變差并維持良好特性。
[0081][實施例1]
[0082]以下，顯示本實用新型的ESD保護裝置的制造方法，且顯示具體實施例，并進而詳細說明本實用新型的特征。
[0083]另，該實施例1中，如圖3及圖4所示，以具備:磁性基材1、對向電極2、放電輔助電極3、配設(shè)于放電輔助電極3與磁性基材I之間的保護絕緣層4、及外部電極5a、5b的ESD保護裝置(上述第2ESD保護裝置)為例予以說明。
[0084][ESD保護裝置的制造]
[0085](I)制作磁性基材
[0086]作為磁性基材，準備厚度約500 μ m的(N1、Cu、Zn)Fe2O4系磁性基材(鐵氧體基板)。且，將該磁性基材切成500 μ m寬、1000 μ m長作為磁性基材I (參照圖3、圖4)。
[0087](2)制作對向電極糊料
[0088]又，調(diào)制平均粒徑約I μ m的Ag粉末75%重量、轉(zhuǎn)變點620°C，軟化點720 V的平均粒徑約I μ m的硼硅酸鹽系玻璃料5%重量、及將乙基纖維素溶解于松油醇制作的有機載劑20 %重量，經(jīng)由以3輥混合制作對向電極糊料，作為用以形成一對對向電極2a、2b的對向電極糊料。
[0089]另，用于本實施例的上述Cu粉、硼硅酸鹽系玻璃料、下述的Ag粉末、碳化硅粉末、及其它各種原料粉末的平均粒徑是從經(jīng)由麥奇克公司(MICR0TRAC)的粒度分布測定求得的中心粒徑(D50)。
[0090](3)制作放電輔助電極糊料
[0091]調(diào)制平均粒徑約3 μ m、氧化鋁涂層量約5%重量的Ag粉末50%重量、平均粒徑約
0.5 μ m的碳化娃粉末5%重量、及將乙基纖維素溶解于松油醇制作的有機載劑45%重量，經(jīng)由以3輥混合制作放電輔助電極糊料，作為用以形成放電輔助電極3的放電輔助電極糊料。
[0092](4)制作用以形成保護絕緣層的絕緣層糊料
[0093]調(diào)制記述于表I的氧化物、軟化點為800°C且平均粒徑約I μ m的硼硅酸鹽系玻璃料(表3的GF-1)、及記述于表2的有機載劑，經(jīng)由以3輥混合制作記述于表3的絕緣層糊料。
[0094]「表 I]
[0095]
【權(quán)利要求】
1.一種ESD保護裝置，其特征在于，具備: 磁性基材； 對向電極，該對向電極在上述磁性基材的表面或內(nèi)部包含以隔開間隔而相互對向的方式形成的一側(cè)對向電極與另一側(cè)對向電極，上述一側(cè)對向電極與上述另一側(cè)對向電極之間構(gòu)成為在ESD施加時產(chǎn)生放電的放電間隙部；及 保護絕緣層，該保護絕緣層至少配設(shè)于上述磁性基材的表面或內(nèi)部的面向上述放電間隙部的區(qū)域，防止因放電使上述磁性基材的絕緣性變差。
2.如權(quán)利要求1所述的ESD保護裝置，其特征在于， 在上述一側(cè)對向電極及上述另一側(cè)對向電極與上述磁性基材之間也配設(shè)有上述保護絕緣層。
3.如權(quán)利要求1所述的ESD保護裝置，其特征在于， 在上述磁性基材的內(nèi)部設(shè)置有空洞部，且上述放電間隙部面向上述空洞部。
4.如權(quán)利要求3所述的ESD保護裝置，其特征在于， 在上述磁性基材的露出于上述空洞部的區(qū)域配設(shè)有上述保護絕緣層。
5.一種ESD保護裝置，其特征在于，具備: 磁性基材； 對向電極，該對向電極在上述磁性基材的表面或內(nèi)部包含以隔開間隔而相互對向的方式形成的一側(cè)對向電極與另一側(cè)對向電極，上述一側(cè)對向電極與上述另一側(cè)對向電極之間構(gòu)成為在ESD施加時產(chǎn)生放電的放電間隙部； 放電輔助電極，該放電輔助電極分別連接構(gòu)成上述對向電極的上述一側(cè)對向電極與上述另一側(cè)對向電極，且從上述一側(cè)對向電極跨及上述另一側(cè)對向電極而配設(shè)；及 保護絕緣層，該保護絕緣層配設(shè)于上述放電輔助電極與上述磁性基材之間，防止因放電使上述磁性基材的絕緣性變差。
6.如權(quán)利要求5所述的ESD保護裝置，其特征在于， 上述保護絕緣層超出形成有上述放電輔助電極的區(qū)域而配設(shè)至其周邊的區(qū)域。
【文檔編號】H01T4/10GK203481621SQ201190000796
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2010年10月15日
【發(fā)明者】鷲見高弘, 北田惠理子, 足立淳, 筑澤孝之 申請人:株式會社村田制作所