变阻器的制作方法

本申请要求于2018年11月22日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0145557号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。

本公开涉及一种变阻器。

背景技术：

通常，诸如高级it终端等的信息通信装置已经被设计为具有增加的集成密度，以使用其中应用了精细线宽技术的半导体器件/芯片/模块，并且使用诸如多层陶瓷电容器(mlcc)的高效无源器件，以减小尺寸并使用低功率。

然而，这种半导体器件/芯片/模块可能在耐受电压等方面存在弱点，使得半导体器件/芯片/模块由于以各种路径引起的电涌或静电放电(esd)而可能损坏或可能故障。

变阻器可用于吸收电涌或过滤静电放电。

此外，根据ict融合，存在汽车正在快速地被开发为高度先进的电子产品而不是机械产品的最近趋势。

这种汽车中包括的半导体器件/芯片/模块和无源器件也可能由于电涌或静电放电而损坏或发生故障。

例如，如果智能汽车由于这种原因而发生故障，则可能损害驾驶员和行人的安全。因此，防止电涌流入电路并控制电涌会是重要的。

因此，汽车可使用变阻器来保护半导体器件/芯片/模块。

如上所述，变阻器已越来越多地用于各个领域，并且需要具有高可靠性以应对各个领域。

例如，需要在相对恶劣的环境(诸如汽车应用组件)中使用的变阻器具有相对高的强度，并且需要在it终端中使用的变阻器与单元尺寸相比具有改善的机械强度，以有利于其小型化/纤薄化。决定变阻器的机械强度的因素是其晶界，但仅利用晶界难以获得高机械强度。

技术实现要素：

本公开的一方面在于提供一种变阻器，所述变阻器具有改善的机械强度和/或有利于其小型化/薄型化的结构。

根据本公开的一方面，一种变阻器包括：基板；变阻器主体，设置在所述基板的一个表面上；第一电极和第二电极，设置在所述变阻器主体上并且彼此间隔开；绝缘层，设置在所述第一电极和所述第二电极以及所述变阻器主体中的至少两者上；以及第一端子和第二端子，分别设置在所述基板的彼此相对的第一侧和第二侧上，分别电连接到所述第一电极和所述第二电极，并且彼此间隔开。所述基板的机械强度大于所述变阻器主体的机械强度。

附图说明

通过以下结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征和优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是根据本公开的示例实施例的变阻器的透视图；

图2a至图2c是根据示例实施例的变阻器的侧视图；

图3a至图3c是根据示例实施例的变阻器的平面图；

图4a至图4c是根据示例实施例的变阻器的上下布置的电极的侧视图；以及

图5是示出根据示例实施例的制造变阻器的工艺的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图如下描述本公开的实施例。

这些实施例以充分的细节描述以使本领域技术人员能够实现本发明。应当理解，本发明的各种实施例尽管不同，但不一定相互排斥。例如，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，在本公开中的实施例中描述为示例的结构、形状和尺寸可在另一示例实施例中实现。为了描述清楚，附图中的元件的形状和尺寸可被放大，并且相同的元件将由相同的附图标记表示。

为了描述清楚，可省略或简要地示出一些元件，并且可放大元件的厚度以清楚地表示层和区域。

将理解，当部分“包括”元件时，除非另外指出，否则它可进一步包括另一元件，而不排除另一元件。

关于六面体的方向，在附图中指示的l、w和t分别被定义为长度方向、宽度方向和厚度方向。

图1是根据本公开的示例实施例的变阻器的透视图，并且图2a至图2c是根据示例实施例的变阻器的侧视图。图3a至图3c是根据示例实施例的变阻器的平面图。

参照图1至图3c，根据示例实施例的变阻器100a、100b或100c包括变阻器主体110、第一电极121、第二电极122、第一端子131、第二端子132、绝缘层141和基板140。在变阻器主体110中，第一电极121和第二电极122可设置在相同表面上。例如，第一电极121和第二电极122可设置在变阻器主体110的相同表面上。

在变阻器主体110中，根据施加在多个点之间的电压，多个点之间的电阻值可改变。因此，变阻器主体110的i-v(电流-电压)特性可以是非线性的。例如，变阻器主体110可包括zno，并且可被实现为zno-bi2o3基变阻器主体和zno-pr6o11基变阻器主体，并且可包括诸如硅(si)、铋(bi)、钴(co)、锰(mn)、锆(zr)、锑(sb)和锌(zn)的添加剂。添加剂可与变阻器主体110的二次结晶相(secondarycrystallinephase)的形成和液相的形成有关。

例如，通过将陶瓷固体粉末膏印刷在基板140上，变阻器主体110可形成为薄的。

第一电极121和第二电极122分别设置在变阻器主体110上并且彼此间隔开。当在第一电极121和第二电极122之间施加的电压低时，变阻器主体110具有高电阻，从而使第一电极121和第二电极122彼此绝缘。

变阻器主体110的电阻可随着第一电极121和第二电极122之间的电压的增加而减小，并且当电压高于变阻器100a、100b和100c各自的击穿电压时可显著减小。

也就是说，施加在第一电极121与第二电极122之间的电压集中在变阻器100a、100b和100c内的第一电极121与第二电极122之间的最短路径上，从而形成电场。电场可在第一电极121的一端和第二电极122的一端积累电子，并沿着最短路径堆叠电子。堆叠电子的高度随着电场大小的增加而增加。

当电场大小比对应于击穿电压的大小大时，第一电极121的一端和第二电极122的一端可用作电路径。

随着第一电极121和第二电极122之间的最短路径更长，变阻器100a、100b和100c的击穿电压可变更高。也就是说，通过调节第一电极121和/或第二电极122的延伸长度，变阻器100a、100b和100c可具有不同的击穿电压。

第一端子131和第二端子132分别电连接到第一电极121和第二电极122，并且彼此间隔开，并且可分别设置在基板140的一侧(例如，左侧表面)和另一侧(例如，右侧表面)上。

第一端子131和第二端子132可沿着基板140的其上设置有变阻器主体110的一个表面在长度方向上延伸。第一电极121和第二电极122的每个宽度(w21a、w21b、w22a和w22b)可小于第一端子131和第二端子132的每个宽度(w11和w12)。例如，宽度w21a可指第一电极121的设置在变阻器主体110上的部分的宽度，宽度w21b可指第一电极121的设置在基板140的一个表面上的部分的宽度，宽度w22a可指第二电极122的设置在变阻器主体110上的部分的宽度，并且宽度w22b可指第二电极122的设置在基板140的一个表面上的部分的宽度。宽度w11可指第一端子131的延伸到基板140的一个表面上以覆盖第一电极121的一部分的部分的宽度，并且宽度w12可指第二端子132的延伸到基板140的一个表面上以覆盖第二电极122的一部分的部分的宽度。

因此，变阻器100a、100b和100c可减少在变阻器主体110的宽度方向上电火花的发生，因此可具有稳定的特性(例如，击穿电压、eds噪声吸收等)。

此外，变阻器主体110的宽度(w3)可小于第一电极121和第二电极122的每个宽度(w21a、w21b、w22a和w22b)。因此，变阻器100a、100b和100c可防止因变阻器主体110在基板140上朝向基板140的侧表面扩展而引起的可靠性的劣化，因此能够具有更稳定的特性和更高的耐久性。

绝缘层141设置在第一电极121和第二电极122以及变阻器主体110中的至少两者上。因此，可调节和改善第一电极121和第二电极122之间的绝缘能力。例如，绝缘层141的宽度可小于第一端子131和第二端子132中的每个的宽度(w11和w12)，并且大于第一电极121和第二电极122中的每个的宽度(w21a、w21b、w22a和w22b)。

例如，绝缘层141可利用诸如玻璃、环氧树脂、sio2、al2o3、有机材料等的绝缘材料形成，并且可具有两种类型的绝缘材料分别设置在绝缘层的上部和下部上的结构。

第一电极121和第二电极122中的每个的至少一部分被弯曲以设置在变阻器主体110的上侧上。例如，第一电极121和第二电极122中的每个的一部分直接设置在基板140的一个表面上，并且第一电极121和第二电极122中的每个的另一部分从其直接设置在基板140的一个表面上的部分弯曲，以延伸到变阻器主体110的一部分上。因此，变阻器100a、100b和100c可具有改善的机械强度和有利于其小型化的结构。

由于绝缘层141可覆盖设置在变阻器主体110的上侧上的第一电极121和第二电极122，因此可防止在第一电极121和第二电极122之间在变阻器主体110的上侧上发生电火花。第一电极121和第二电极122的相对的端部可从绝缘层141暴露，使得第一电极121和第二电极122的相对的端部可分别被第一端子131和第二端子132覆盖并且与第一端子131和第二端子132接触。

基板140提供其上设置有第一端子131的至少一部分的一侧(例如，左侧表面)，其上设置有第二端子132的至少一部分的另一侧(例如，右侧表面)，以及其上设置有变阻器主体110的一个表面(例如，上表面)，并且具有比变阻器主体110高的机械强度。

机械强度被定义为当施加到变阻器主体110或基板140的上表面和下表面的力逐渐增加时在变阻器主体110或基板140损坏(例如，破裂或切开)时那一刻产生的力的大小。换言之，当基板140具有比变阻器主体110高的机械强度时，当向基板140的上表面或下表面施加比使变阻器主体110破裂的力更大的力时，基板140可能会破裂。

根据示例实施例的变阻器100a、100b或100c可利用基板140的相对大的强度来支撑变阻器主体110，并且因此可具有进一步改善的机械强度。

另外，根据示例实施例的变阻器100a、100b或100c相对于基板140和变阻器主体110的整体厚度可具有改善的机械强度。变阻器100a、100b和100c可在降低基板140和变阻器主体110的厚度的同时具有高于标准机械强度的机械强度，从而可小型化。

例如，基板140可利用氧化铝基板形成，以具有比变阻器主体110高的机械强度。氧化铝基板不仅具有高机械强度，而且可有效地释放在变阻器主体110中产生的热量。

例如，变阻器主体110的长度(l1)可比基板140的长度(l2)的一半长。在变阻器主体110中的第一电极121与第二电极122之间的距离(d1、d2和d3)可与变阻器100a、100b和100c的击穿电压相应。变阻器主体的长度(l1)可随着其长度(l1)的增加而更自由地设计。基板140可更有效地补充变阻器主体110的随着变阻器主体110的长度(l1)的增加可能降低的机械强度。

例如，变阻器主体110的厚度(tl)可小于变阻器主体110的长度(ll)的1/10。随着变阻器主体110的厚度(t1)相对于其长度(l1)减小，变阻器100a、100b和100c可更容易地小型化/变薄。基板140可更有效地补充变阻器主体110的随着变阻器主体110的厚度(t1)相对于其长度(l1)减小而减小的强度。基板的厚度(t2)没有特别限制。

例如，变阻器主体110可通过zno-bi2o3基液相烧结形成。就这一点而言，当通过液相烧结形成时，变阻器主体110可相对于基板140具有相对高的粘附性并且在确保可靠性的同时被较薄地制成。

由于将通过液相烧结形成的变阻器主体110的机械强度可由基板140补充，因此根据示例实施例的变阻器100a、100b和100c可更薄，同时具有改善的机械强度。

例如，当由zno-pr6o11基固相烧结形成时，变阻器主体110可具有进一步改善的机械强度。

这里，变阻器主体110可包括钴(co)。在与基板140的接触界面上，钴可具有非晶结构。

因此，可改善变阻器主体100到基板140的结合特性，并且根据示例实施例的变阻器100a、100b和100c可具有进一步改善的可靠性。

参照图1、图2b和图3b，变阻器100b的第一电极121和第二电极122可分别具有第一长度(l1b)和第二长度(l2b)以及在变阻器主体110上的第一延伸长度(bw1b)和第二延伸长度(bw2b)。例如，电极的延伸长度可指电极的在变阻器主体110上延伸或与变阻器主体110接触的部分的长度。

参照图2a和图3a，变阻器100a的第一电极121和第二电极122可具有相对小的第一长度(l1a)和第二长度(l2a)以及在变阻器主体110上的相对短的第一延伸长度(bw1a)和第二延伸长度(bw2a)。因此，第一电极121和第二电极122之间的距离(d1)可变得相对较长。参照图2c和图3c，变阻器100c的第一电极121和第二电极122可具有相对长的第一长度(l1c)和第二长度(l2c)以及在变阻器主体110上的相对长的第一延伸长度(bw1c)和第二延伸长度(bw2c)。因此，可相对减小第一电极121和第二电极122之间的距离(d3)。

图4a至图4c是根据示例实施例的变阻器的上下布置的电极的侧视图。

参照图4a至图4c，根据示例实施例的变阻器100d、100e和100f中的每个包括变阻器主体110、第一电极121、第二电极122、第一端子131、第二端子132、绝缘层141和基板140。在变阻器中，第一电极121和第二电极122可设置在不同的表面上。例如，第一电极121和第二电极122可设置在变阻器主体110的不同表面上。

也就是说，第一电极121的至少一部分设置在变阻器主体110的下侧上并且在变阻器主体110与基板140之间，并且第二电极122的至少一部分设置在变阻器主体110的上侧上。

因此，由于可更容易地调节第一电极121的边缘与第二电极122的边缘之间的距离，因此根据示例实施例的变阻器100d、100e和100f可具有更精细控制的击穿电压。随着第一电极121和第二电极122的延伸长度在长度方向上增加，击穿电压可降低。

例如，第一电极121和第二电极122可分别为平坦的形式和弯曲形式。因此，第一电极121的与第一端子131的连接点和第二电极122的与第二端子132的连接点可位于相同的高度，因此，第一端子131和第二端子132可具有进一步稳定的结构。根据示例实施例的变阻器100d、100e和100f可具有进一步改善的机械强度。

另外，第一电极的至少一部分和第二电极的至少一部分可在厚度方向上重叠。

因此，根据示例实施例的变阻器100d、100e和100f可具有更大的容量，并且可通过调节第一电极121和第二电极122在厚度方向上的重叠区域的尺寸来具有不同的容量。

容量可随着第一电极121和第二电极122的延伸长度在长度方向上的增加而增加。

根据示例实施例的变阻器100d、100e或100f在大电流之后直到电压稳定为止的稳定时间可随着变阻器100d、100e或100f的容量的增加而减小。变阻器100d、100e或100f的最大电流可随着容量的增加而增加。

因此，根据示例实施例的变阻器100d、100e和100f可通过调节第一电极121和/或第二电极122的重叠区域而具有不同的esd噪声吸收和不同的最大电流。

参照图4b，变阻器100e的第一电极121和第二电极122可分别具有第一长度(l1e)和第二长度(l2e)。

参照图4a，与变阻器100e或100f相比，变阻器100d的第一电极121和第二电极122可分别具有相对短的第一长度(l1d)和第二长度(l2d)。

参照图4c，与变阻器100d或100e相比，变阻器100f的第一电极121和第二电极122可分别具有相对长的第一长度(l1f)和第二长度(l2f)。因此，第一电极121和第二电极122可在厚度方向上重叠。

图5是示出根据示例实施例的制造变阻器的工艺的流程图。

参照图5，根据示例实施例的变阻器可通过以下步骤中的至少一些来制造：提供基板(s110)，下表面电极印刷/烧结(s120)，变阻器印刷/烧结(s130)，上表面电极印刷/烧结(s140)，绝缘层印刷/烧结(s150)，绝缘层形成(s160)，第一端子形成(s170)和第二端子形成(s180)，但不限于此。

可制造变阻器膏。

可通过3辊研磨工艺将粘合剂、分散剂和溶剂混合以具有不同的固体负荷范围(73％至85％)和100kcps至250kcps的粘度来制造变阻器膏。

形成膏的陶瓷固体粉末可具有包含bi2o3和其他基于zno的各种添加剂的液相烧结组合物、包含基于pr6o11和zno的各种添加剂的固相烧结组合物、或包含其他变阻器特性的烧结陶瓷组合物。

膏的组合物可包括zn、bi、sb、co、mn、ni、si和zr的8种成分中的至少一些。在添加剂中，根据组成表预先称重、磨碎和分散用于调节变阻器特性的bi、sb、co、mn和ni中的至少一些，并在预定温度(例如，700℃)下煅烧。然后将预煅烧的粉末湿磨以制备具有亚微米尺寸的中心粒径(例如，中值粒径)的煅烧粉末。

根据称重表称重并湿混合、干燥和粉碎zno、煅烧粉末、sio2和zro2，以制备用于变阻器膏的固体粉末或液体粉末。

可将制备的固体粉末或液体粉末与乙基纤维素粘合剂溶液、溶剂和分散剂混合，以通过3辊研磨制备为膏。

首先可印刷并烧制电极膏，或者可根据印刷设计印刷变阻器膏并在具有根据组件尺寸在l方向和w方向上形成的分割线的氧化铝基板上烧制。

随后，根据印刷设计可印刷补充的电极膏或可印刷补充的变阻器膏，并进行烧结以实现其中电极形成在烧结的变阻器主体的上方和下方或左和右的结构。

在需要增加变阻器的厚度的情况下，印刷和烧结工艺可执行至少两次。

然后印刷绝缘体(例如，玻璃)，使得变阻器主体不被暴露并被完全覆盖，随后干燥和烧结以形成绝缘层。在形成绝缘层之后，印刷并硬化环氧绝缘体等以增强绝缘层。可选地，仅印刷并且硬化环氧树脂而没有绝缘体，以形成绝缘层。

两种类型的玻璃可相继印刷并热处理以形成多层玻璃绝缘层。

其上形成有绝缘层的基板可按照基板分割线在w×t表面方向上被初次分割，以使组件的电极表面暴露。

将初次分割的氧化铝基板主体堆叠在夹具上以通过溅射形成ni电极。然后，将形成ni电极的基板主体通过放入到分割器中而进行(二次)分割，从而以l×t表面分割为单独的组件。通过镀覆ni和sn以形成最终电极，可制造变阻器组件。

除溅射外，还可通过将初次分割的氧化铝基板主体浸入在以均匀厚度涂覆的端子膏中来形成端子。然后对端子进行烧结、二次分割并镀覆，以制造变阻器组件。

根据本公开的示例实施例的变阻器可具有改善的机械强度或有利于其小型化/薄型化的结构。

虽然以上已经示出并描述了示例实施例，但是对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可进行修改和变型。