专利名称：一种片式过压保护器及其制备方法
技术领域：
本发明涉及片式电子元器件，特别是一种片式过压保护器及其制备方法。
背景技术：
目前常见的过压保护器有气体放电管、压敏电阻器、TVS 二极管及聚合物保护器。气体放电管一般采用陶瓷作为封装外壳，放电管内充满电气性能稳定的惰性气 体，放电管的电极一般有两个、三个和五个电极三种结构。当外加电压达到极间场强并超 过惰性气体的绝缘强度时，两极间就会产生电弧，实行放电。气体放电管具备寄生电容小 (lpF-5pF)、残压低等优点，但响应时间较慢(为80ns左右)，且有续流，安全系数不高。压敏电阻是一种多层陶瓷结构，以氧化锌为主要成份的金属氧化物半导体非线性 的限压型电阻。当施加于压敏电阻两端电压大于压敏电压时，压敏电阻器的电阻急剧下降 呈低阻状态，从而把电荷快速导走。压敏电阻具备残压低、响应时间快(为25ns左右)、无 续流等优点，但有泄漏电流、寄生电容大(> 5pF)，不利于对高频电子线路的保护。TVS 二极管具备极快的响应时间，但体积较大，不利于集成电路的使用，且价格较
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贝ο聚合物保护器具备较低的漏电电流(< IuA)和电容(< 0. 5pF)等优点，但高分 子材料受温度影响较大，容易老化，抗冲击能力较弱。上述几类产品均存在体积大、结构及制备工艺复杂等特点，且性能方面均存在有 一定的不足。
发明内容
为解决上述问题，本发明的的目的在于提供一种片式过压保护器，其不仅体积小、 结构简单，且具备响应时间快、残压低、无续流、寄生电容小等优点。本发明的另一个目的是提供上述片式过压保护器的制备方法。本发明的目的是这样实现的一种片式过压保护器，其特征在于包括陶瓷基片， 该陶瓷基片背面设有背电极；正面由内到外依次设有通过真空溅射方法形成的导电薄膜 层、采用陶瓷靶材及真空溅射或真空镀膜方法形成的过压保护体、覆盖过压保护体及部分 导电薄膜层的表层保护层；陶瓷基片两端侧面通过真空溅射方法形成侧导电极。所述的导电薄膜层分别设于陶瓷基片正面两端，两导电薄膜层大小一致且对称， 并相距一定缝隙，其材质为银或铜。所述的过压保护体设于导电薄膜层之间的缝隙，且与部分导电薄膜层相结合，所 述的陶瓷靶材为以氧化锌为主要成份的金属氧化物或含多种氧化物的陶瓷靶材。所述的表层保护层采用低温环氧树脂材料。所述的侧导电极为镍铬质电极。上述片式过压保护器的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)在陶瓷基片背面两端印刷上一层导电银浆，经高温烧结后形成背电极；
(2)采用真空溅射技术，在基片正面两端形成导电薄膜层；(3)采用真空溅射或真空镀膜技术，在两导电薄膜层之间的缝隙上形成过压保护 体，且该过压保护体分别与两侧的部分导电薄膜层相结合；(4)采用表层保护层将过压保护体及部分导电薄膜层覆盖；(5)采用真空溅射技术，在产品两端侧面形成侧导电极。本发明所得的片式过压保护器不仅体积小、结构简单，且具备响应时间快 (15-25ns)、残压低、无续流、寄生电容小(一般可作到l_5pF)等特点，可适用于集成电路及 印制电路，并符合元器件微、薄型化发展方向。
图1-图6分别是本发明片式过压保护器的制备过程中各步骤制得的产品示意 图；图7是本发明片式过压保护器的剖面图；图8是本发明的陶瓷基片的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图进一步描述本发明，但本发明并不限于所述特定例子。如图7所示，本发明是一种片式过压保护器，包括陶瓷基片1，该陶瓷基片1背面设 有背电极2 ；正面由内到外依次设有通过真空溅射方法形成的导电薄膜层4、采用陶瓷靶 材及真空溅射或真空镀膜方法形成的过压保护体6、覆盖过压保护体6及部分导电薄膜层4 的表层保护层7 ；陶瓷基片1两端侧面通过真空溅射方法形成侧导电极8。其中，导电薄膜层4分别设于陶瓷基片1正面两端，两导电薄膜层4大小一致且对 称，并相距一定缝隙，其材质为银或铜；过压保护体6设于导电薄膜层4之间的缝隙，且与部 分导电薄膜层4相结合，所述的陶瓷靶材为以氧化锌为主要成份的金属氧化物或含多种氧 化物的陶瓷靶材；表层保护层7采用低温环氧树脂材料；所述的侧导电极8为镍铬质电极。本发明片式过压保护器制造方法，具体包括以下步骤步骤一准备如图8所示的陶瓷基片，正面设有纵向划槽10和横向划槽9。背电极印刷，如图1所示。在陶瓷基片非划槽面的每个单元上用丝网印刷的方式 印刷导电银浆料形成背电极2，经高温烧结(温度在800-850°C )后形成；步骤二 在陶瓷基片划槽面的每个单元上印刷第一掩膜层，如图2所示。在步骤三 的正面导电薄膜层4形成之前，先印刷上一层掩膜层将非导电薄膜层的区域遮盖住，经干 燥后形成第一掩膜层3。所用的材料为水溶性掩膜浆；步骤三正面导电薄膜层形成，如图3所示。采用真空溅射技术，在步骤二的非掩 膜印刷区域形成导电薄膜层4，两导电薄膜层4大小一致且对称，并相距一定缝隙，所用的 材料为银靶或铜靶；一般的，真空溅射时所用的真空度为8. 0E-3Pa 10. 0E_3Pa、功率约为 0. 6KW、时间约为20min，可根据产品的设计要求而调整；步骤四第一掩膜层清洗，在步骤三完成后，通过纯水浸泡及冲洗，将第一掩膜层 3清洗掉，并确保无掩膜层残留，然后将产品干燥一遍；步骤五第二掩膜层印刷，如图4所示。印刷上一层掩膜层将非过压保护体的区域遮盖住，经干燥后形成第二掩膜层5 ；步骤六过压保护体形成，如图5所示。采用真空溅射或真空镀膜技术，在两导电 薄膜层4之间的缝隙区域形成过压保护体6，其中过压保护体6与部分正面导电薄膜层4相 结合。过压保护体6所用的材料为以氧化锌为主要成份的金属氧化物或含多种氧化物的陶 瓷靶材；一般的，溅射或镀膜时所用的真空度为8. 0E-3Pa 10. 0E_3Pa、功率约为0. 6KW、时 间约为30min，可根据产品的设计要求而调整；步骤七第二掩膜层清洗，在步骤六完成后，通过纯水浸泡及冲洗，将第二掩膜层 5清洗掉，并确保无掩膜层残留，然后将产品干燥一遍；步骤八表层保护印刷，如图6所示。采用低温环氧树脂浆印刷表层保护层7，使 之完整的覆盖过压保护体6及导电薄膜层4的一部分，并经165°C 220°C的低温固化；步骤九利用陶瓷基片1本身的横向划槽9将基片折成条状；步骤十在条状产品的端面上溅射上镍铬(Ni-Cr)电极材料，形成如图7所示的端 电极8 ；一般的，溅射时所用的真空度为8. 0E-3Pa 10. 0E_3Pa、功率约为0. 6KW、溅射时间 约为20min，可根据产品的设计要求而调整；步骤十一利用陶瓷基片1本身的纵向划槽10，将条状产品折裂成单个小单元；步骤十二 将小单元的产品经过电镀，在端电极8的表面形成两层镀层，起到耐焊 和可焊的目的；步骤十三性能测试、包装、入库。
权利要求
一种片式过压保护器，其特征在于包括陶瓷基片，该陶瓷基片背面设有背电极；正面由内到外依次设有通过真空溅射方法形成的导电薄膜层、采用陶瓷靶材及真空溅射或真空镀膜方法形成的过压保护体、覆盖过压保护体及部分导电薄膜层的表层保护层；陶瓷基片两端侧面通过真空溅射方法形成侧导电极。
2.根据权利要求1所述的片式过压保护器，其特征在于所述的导电薄膜层分别设于 陶瓷基片正面两端，两导电薄膜层大小一致且对称，并相距一定缝隙，其材质为银或铜。
3.根据权利要求1所述的片式过压保护器，其特征在于所述的过压保护体设于导电 薄膜层之间的缝隙，且与部分导电薄膜层相结合，所述的陶瓷靶材为以氧化锌为主要成份 的金属氧化物或含多种氧化物的陶瓷靶材。
4.根据权利要求1所述的片式过压保护器，其特征在于所述的表层保护层采用低温 环氧树脂材料。
5.根据权利要求1所述的片式过压保护器，其特征在于所述的侧导电极为镍铬质电极。
6.权利要求1所述片式过压保护器的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)在陶瓷基片背面两端印刷上一层导电银浆，经高温烧结后形成背电极；(2)采用真空溅射技术，在基片正面两端形成导电薄膜层；(3)采用真空溅射或真空镀膜技术，在两导电薄膜层之间的缝隙上形成过压保护体，且 该过压保护体分别与两侧的部分导电薄膜层相结合；(4)采用表层保护层将过压保护体及部分导电薄膜层覆盖；(5)采用真空溅射技术，在产品两端侧面形成侧导电极。
7.根据权利要求6所述的片式过压保护器的制备方法，其特征在于所述步骤(2)采 用真空溅射技术，材料为银靶或铜靶；步骤(3)中采用真空溅射或真空镀膜技术，材料为以 氧化锌为主要成份的金属氧化物或含多种氧化物的陶瓷靶材；步骤(4)中表层保护层采用 低温环氧树脂材料；步骤(5)中采用真空溅射技术，材料为镍铬靶材。
8.根据权利要求6所述的片式过压保护器的制备方法，其特征在于所述步骤(2)的 导电薄膜层形成之前，印刷第一掩膜层将非导电薄膜层的区域遮盖住，在导电薄膜层形成 之后，将第一掩膜层清洗干净；在步骤(3)的过压保护体形成之前，印刷第二掩膜层将非过 压保护体的区域遮盖住；过压保护体形成之后，将第二掩膜层清洗干净。全文摘要
本发明公开了一种片式过压保护器及其制备方法，其包括陶瓷基片，该陶瓷基片背面设有背电极；正面由内到外依次设有通过真空溅射方法形成的导电薄膜层、采用陶瓷靶材及真空溅射或真空镀膜方法形成的过压保护体、覆盖过压保护体及部分导电薄膜层的表层保护层；陶瓷基片两端侧面通过真空溅射方法形成侧导电极。本发明所得的片式过压保护器不仅体积小、结构简单，且具备响应时间快(15-25ns)、残压低、无续流、寄生电容小(一般可作到1-5pF)等特点，可适用于集成电路及印制电路，并符合元器件微、薄型化发展方向。
文档编号H01C7/12GK101950645SQ20101026519
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者兰昌云, 张远生, 李国贵, 杨晓平, 杨理强, 邓进甫 申请人:广东风华高新科技股份有限公司