ESD保护器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种即使重复施加静电也不会产生特性劣变的、具有稳定的特性的ESD保护器件及其制造方法。本发明专利技术的ESD保护器件构成为包括：相对电极(2)，该相对电极(2)包括以相对的方式形成在陶瓷基材(1)内部的一侧相对电极(2a)和另一侧相对电极(2b)而成；以及放电辅助电极(3)，该放电辅助电极(3)配置成分别与一侧相对电极和另一侧相对电极相接触，并从一侧相对电极跨至另一侧相对电极，放电辅助电极包含金属粒子、半导体粒子、以及玻璃质，而且，金属粒子之间、半导体粒子之间、以及金属粒子与半导体粒子之间经由玻璃质相结合，并且，金属粒子的平均粒径X为1.0μm以上，放电辅助电极的厚度Y与金属粒子的平均粒径X的关系满足0.5≤Y/X≤3的必要条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及保护半导体装置等免遭静电破坏的ESD保护器件及其制造方法。
技术介绍
近年来，在使用民用设备时，作为输入输出接口的电缆的插拔次数有增加的趋势， 处于容易对输入输出连接器部施加静电的状况。此外，随着信号频率的高频化，因设计规则的细化而导致难以创建路径，LSI自身对于静电变得脆弱。因此，对LSI等半导体装置进行保护以避免静电放电(ESD) (Electron-Statics Discharge)的ESD保护器件得到广泛使用。作为这样的ESD保护器件，提出有一种包括以下多孔结构部的过电压保护元件， 上述多孔结构部连接于第一电极与第二电极之间，并且，通过使用包含非导体粉末(碳化硅粉末)、金属导体粉末(Cu粉末)、以及粘合剂(玻璃)的过电压保护元件的材料进行烧成处理来生成。但是，对于该过电压保护元件的情况，由于粘合剂(玻璃)的添加不可或缺，因此， 有可能会产生以下的问题。(1)因玻璃分散不佳而使产品特性偏差有增大的趋势，因而难以提供可靠性高的女口广 PFt ο(2)因玻璃分散不佳而在重复施加ESD时使抗短路性有发生劣变的趋势。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开2008-85284号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种ESD保护器件及其制造方法，该ESD保护器件具有稳定的特性，即使重复施加静电，也不会产生特性劣变。用于解决技术问题的技术手段为了解决上述技术问题，本专利技术的ESD保护器件的特征在于，包括相对电极，该相对电极包括一侧相对电极和另一侧相对电极而成，所述一侧相对电极和另一侧相对电极在陶瓷基材内部以前端部隔开间隔而相对的方式形成；以及放电辅助电极，该放电辅助电极配置成分别与构成所述相对电极的所述一侧相对电极和所述另一侧相对电极相接触，并从所述一侧相对电极跨至所述另一侧相对电极，所述放电辅助电极包含金属粒子、半导体粒子、以及玻璃质，而且，所述金属粒子之间、所述半导体粒子之间、以及所述金属粒子与所述半导体粒子之间经由所述玻璃质相结合，并且，所述金属粒子的平均粒径X为1. 0 μ m以上，所述放电辅助电极的厚度Y与所述金属粒子的平均粒径X的关系满足0. 5≤Y/X≤3的必要条件。优选所述金属粒子为Cu粒子，此外，优选所述半导体粒子为碳化硅粒子。此外，优选所述玻璃质是由所述金属粒子与所述半导体粒子之间发生反应而产生的。此外，优选构成所述相对电极的所述一侧相对电极和所述另一侧相对电极的前端部彼此相对的放电间隙部、以及所述放电辅助电极的位于所述放电间隙部的区域面对设于所述陶瓷基材内部的空洞部。此外，本专利技术的ESD保护器件的制造方法包括在第一陶瓷生片的一主面上印刷放电辅助电极糊料来形成未烧成的放电辅助电极的工序，所述放电辅助电极糊料包含平均粒径为Ι.Ομπι以上的金属粒子、半导体粒子、 以及有机载体，并且，所述金属粒子和所述半导体粒子中的至少一方在表面上具有玻璃的网眼形成成分，且所述金属粒子与所述半导体粒子的总和所占的比例为7体积％ 25体积％ ；在所述第一陶瓷生片的一主面上印刷相对电极糊料，从而形成包括一侧相对电极和另一侧相对电极的未烧成的相对电极的工序，所述一侧相对电极和另一侧相对电极各自覆盖所述放电辅助电极的一部分，且配置成彼此隔开间隔；在所述第一陶瓷生片的一主面上层叠第二陶瓷生片以形成未烧成的层叠体的工序；以及将所述层叠体进行烧成，使所述放电辅助电极的所述金属粒子的表面与所述半导体粒子的表面之间发生反应，从而生成玻璃质的工序。此外，本专利技术的ESD保护器件的制造方法的特征在于，所述放电辅助电极中含有的金属粒子为带氧化铝涂层的Cu粒子，所述半导体粒子为碳化硅粒子。专利技术效果本专利技术的ESD保护器件包括相对电极，该相对电极包括彼此相对的一侧相对电极和另一侧相对电极；以及放电辅助电极，该放电辅助电极配置成分别与一侧相对电极和另一侧相对电极的一部分相接触，并从一侧相对电极跨至另一侧相对电极，放电辅助电极至少包含金属粒子、半导体粒子、以及玻璃质，而且，金属粒子之间、半导体粒子之间、以及金属粒子与半导体粒子之间经由玻璃质相结合，并且，金属粒子的平均粒径X为1. 0 μ m以上，放电辅助电极的厚度Y与金属粒子的平均粒径X的关系满足0. 5彡Y/X < 3的必要条件，因此，能提供一种具有稳定的特性、即使重复施加静电也不会产生特性劣变的ESD保护器件。另外，在本专利技术中，所谓的金属粒子之间、半导体粒子之间、以及金属粒子与半导体粒子之间经由玻璃质相结合是指包含以下情况的较宽的概念，这些情况是(a)通过充满各粒子之间的玻璃质使各粒子相结合的情况；(b)各粒子整体被玻璃质覆盖，且通过该玻璃质使各粒子相结合的情况；(c)玻璃质没有覆盖各粒子整体或充满各粒子之间，通过例如散布于各粒子表面的玻璃质使各粒子相结合的情况等。在本专利技术的ESD保护器件中，优选金属粒子为Cu粒子，这是由于通过使用Cu粒子作为金属粒子，从而可构成能降低放电开始电压、峰值电压的ESD保护器件的缘故。此外，优选使用碳化硅粒子作为半导体粒子，这是由于通过使用碳化硅粒子作为半导体粒子，能降低箝位电压的缘故。此外，在本专利技术的ESD保护器件中，在玻璃质由金属粒子与半导体粒子之间发生反应而生成的情况下，无需向原料内另外添加玻璃成分，能高效、可靠地形成玻璃质均勻分散的放电辅助电极。此外，使构成相对电极的一侧相对电极和另一侧相对电极的前端部彼此相对的放电间隙部、以及放电辅助电极的位于放电间隙部的区域面对设于陶瓷基材内部的空洞部的情况下，由于施加ESD时，空洞部中也产生放电现象，因此，与没有空洞部的情况相比，能提高放电能力，因而是有意义的。此外，由于本专利技术的ESD保护器件的制造方法包括在第一陶瓷生片的一主面上印刷放电辅助电极糊料来形成未烧成的放电辅助电极的工序，所述放电辅助电极糊料包含平均粒径为1. 0 μ m以上的金属粒子、半导体粒子、以及有机载体，并且，金属粒子和半导体粒子中的至少一方在表面上具有玻璃的网眼形成成分，且所述金属粒子和所述半导体粒子的总和所占的比例为7体积％ 25体积％ ；通过以覆盖放电辅助电极的一部分、并且彼此隔开间隔的方式印刷相对电极糊料，从而形成包括隔开间隔而配置的一侧相对电极和另一侧相对电极的、未烧成的相对电极的工序；在第一陶瓷生片的一主面上层叠第二陶瓷生片以形成未烧成的层叠体的工序；以及将层叠体进行烧成，使放电辅助电极的金属粒子的表面与半导体粒子的表面之间发生反应，从而生成玻璃质的工序，因此，能高效、可靠地制造具有本专利技术的结构的ESD保护器件。另外，可以在对上述层叠体进行烧成的工序之前，在未烧成的层叠体表面上以与相对电极相连接的方式印刷外部电极糊料，之后进行烧成，从而得到包括外部电极的ESD 保护器件，此外，也可以在上述层叠体烧成之后，在层叠体表面上印刷外部电极糊料并进行烧结，从而形成外部电极。另外，在本专利技术的ESD保护器件的制造方法中，金属粒子和半导体粒子中的至少一方在表面所具有的玻璃的网眼形成成分是指，单独靠该成分也能成为玻璃的成分，例如， 可以举出 SiO2, B203、A1203、P2O5, ZrO2, V2O5, TiO2, ZnO, GeO2, As2O5> S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：椑圃久美子，鹫见高弘，足立淳，浦川淳，筑泽孝之，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：