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、特性也不会变差的、具有稳定特性的ESD保护器件及其制造方法。该ESD保护器件包括：相对电极(2)，该相对电极(2)包括相对地形成在陶瓷基材(1)的表面上的一侧相对电极(2a)和另一侧相对电极(2b)；以及放电辅助电极(3)，该放电辅助电极(3)以分别与一侧相对电极和另一侧相对电极相接触、并从一侧相对电极横跨到另一侧相对电极的方式设置，放电辅助电极包含金属粒子、半导体粒子以及玻璃质，并且，金属粒子间、半导体粒子间、以及金属粒子与半导体粒子之间经由玻璃质而结合，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】
本专利技术涉及一种保护半导体装置等不受静电破坏的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线缆的插拔次数趋于增加，处于易对输入输出连接器部施加静电的状况。另外，随着信号频率的高频化，设计规则的微细化导致难以完善路径，使得LSI本身对于静电变得较为脆弱。因此，保护LSI等半导体装置不受静电放电(ESD) (Electron-StaticsDischarge:静电释放)影响的ESD保护器件已被广泛使用。作为这样的ESD保护器件，提出了具备多孔结构部的过电压保护元件，该多孔结构部连接于第一电极与第二电极之间，并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)、以及粘接剂(玻璃)在内的过电压保护元件的材料、来进行烧成处理，从而形成该多孔结构部。然而，在采用该过电压保护元件的情况下，粘接材料(玻璃)的添加是不可缺的，因此可能会产生如下的问题。(I)因玻璃的分散不良，使得产品特性的偏差趋于增大，从而难以提供可靠性较高的产品。(2)因玻璃的分散不良，使得在重复施加ESD的情况下，抗短路特性趋于变差。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，提供一种具有稳定特性、即使重复施加静电、其特性也不会变差的ESD保护器件及其制造方法。为解决问题所采用的技术方案为解决上述问题，本专利技术的ESD保护器件包括:相对电极，该相对电极包括隔开间隔、并相对地形成于陶瓷基材的表面上的一侧相对电极和另一侧相对电极；以及放电辅助电极，该放电辅助电极以分别与构成上述相对电极的上述一侧相对电极及上述另一侧相对电极相接触、并成从上述一侧相对电极横跨到上述另一侧相对电极的方式配置，上述放电辅助电极包含金属粒子、半导体粒子以及玻璃质，上述金属粒子间、上述半导体粒子间、以及上述金属粒子与上述半导体粒子之间经由上述玻璃质而结合，上述金属粒子的平均粒径X为1.0 μ m以上，上述放电辅助电极的厚度Y与上述金属粒子的平均粒径X的关系满足0.5彡Y/X彡3的条件。另外，在本专利技术的ESD保护器件中，优选为，在使用含有玻璃成分的基材来作为上述陶瓷基材时，采用在上述放电辅助电极与上述陶瓷基材之间包括密封层的结构，该密封层用于防止玻璃成分从上述陶瓷基材侵入上述放电辅助电极。在本专利技术的ESD保护器件中，优选为，包括保护层，该保护层覆盖上述放电辅助电极的露出面。上述金属粒子优选为Cu粒子，另外，上述半导体粒子优选为碳化硅粒子。另外，上述玻璃质优选为通过上述金属粒子与上述半导体粒子的反应而产生的反应生成物。另外，本专利技术的ESD保护器件的制造方法具备如下工序:通过在第一陶瓷生片的一个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，该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，上述金属粒子与上述半导体粒子中的至少一方在其表面上具有玻璃的网状形成成分，且上述金属粒子与上述半导体粒子混合后所占的比例为7体积％ 25体积％ ;通过在上述第一陶瓷生片的一个主面上印刷相对电极糊料，来形成未烧成的相对电极的工序，该未烧成的相对电极包括分别覆盖上述放电辅助电极的一部分、并以相互隔开间隔的方式设置的一侧相对电极和另一侧相对电极；在上述第一陶瓷生片的另一个主面上层叠第二陶瓷生片，来形成未烧成的层叠体的工序；以及 对上述层叠体进行烧成，使上述放电辅助电极的上述金属粒子的表面与上述半导体粒子的表面进行反应，从而生成玻璃质的工序。另外，其特征在于，上述放电辅助电极所包含的金属粒子是氧化铝涂层的Cu粒子，上述半导体粒子是碳化硅粒子。专利技术效果本专利技术的ESD保护器件包括:相对电极，该相对电极包括在陶瓷基材的表面上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，该放电辅助电极以与一侧相对电极和另一侧相对电极的一部分相接触、并从一侧相对电极横跨到另一侧相对电极的方式配置，放电辅助电极至少包含金属粒子、半导体粒子以及玻璃质，且金属粒子间、半导体粒子间、以及金属粒子与半导体粒子之间经由玻璃质而结合，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的条件，因此，能够提供一种具有稳定特性、且即使重复施加静电、特性也不会变差的ESD保护器件。此外，在本专利技术中，金属粒子间、半导体粒子间、以及金属粒子与半导体粒子之间经由玻璃质而结合是包含如下情况的较宽泛的概念:(a)各粒子通过充满于各粒子之间的玻璃质来结合的情况；(b)各粒子的整体被玻璃质覆盖，并且通过该玻璃质进行结合的情况；(C)玻璃质并未覆盖各粒子的整体，也并未充满于各粒子间，而是通过分散在各粒子表面上的玻璃质来使各粒子结合的情况。另外，使用含有玻璃成分的基材来作为陶瓷基材，并且采用在放电辅助电极与陶瓷基材之间具备密封层的结构，该密封层用于防止玻璃成分从陶瓷基材侵入放电辅助电极，由此能够进行低温烧结，且能在烧成工序中抑制并防止来自陶瓷基材的玻璃成分的流入，从而能够提供一种能对因放电辅助电极部过烧结而引起的短路不良的产生进行抑制的ESD保护器件，使得本专利技术更具效果。另外，在本专利技术的ESD保护器件中，采用具备保护层的结构，该保护层覆盖放电辅助电极的露出面，由此能够得到一种耐热性、耐水性较优、且抗短路特性较高的ESD保护器件。此外，通过形成保护层、使其也覆盖相对电极的露出面，能进一步提高可靠性。在本专利技术的ESD保护器件中，金属粒子优选为Cu粒子，这是由于，通过使用Cu粒子作为金属粒子，能构成放电开始电压、峰值电压较低的ESD保护器件。另外，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来作为半导体粒子，可以降低钳位电压。另外，在本专利技术的ESD保护器件中，对于玻璃质是通过金属粒子与半导体粒子的反应而产生的情况，无需在原料中另外添加玻璃成分，并且能高效、且可靠地形成玻璃质分散均匀的放电辅助电极。此外，本专利技术也并不排除另外添加玻璃成分的情况。专利技术的ESD保护器件的制造方法包括如下工序:通过在第一陶瓷生片的一个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，该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，并且金属粒子与半导体粒子中的至少一个在其表面上具有玻璃网状形成成分，且上述金属粒子与上述半导体粒子混合后所占的比例为7体积％ 25体积％ ;通过以覆盖放电辅助电极的一部分、并互相隔开间隔的方式印刷相对电极糊料，来形成未烧成的相对电极的工序，该未烧成的相对电极包括以相互隔开间隔的方式设置的一侧相对电极和另一侧相对电极；在第一陶瓷生片的另一个主面上层叠第二陶瓷生片，来形成未烧成的层叠体的工序；以及对层叠体进行烧成，使放电辅助电极的金属粒子的表面与半导体粒子的表面进行反应，从而生成玻璃质的工序，因此，能更高效且可靠地制造出采用本专利技术结构的ESD保护器件。此外，可以在对上述层叠体进行烧成的工序之前，在未烧成的层叠体的表面上印刷外部电极糊料、使其与相对电极相连接，之后，通过烧成来得到具备外部电极的ESD保护器件，另外，也可以在对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.29 JP 2010-2184691.一种ESD保护器件，包括: 相对电极，该相对电极包括隔开间隔、并相对地形成于陶瓷基材的表面上的一侧相对电极和另一侧相对电极；以及 放电辅助电极，该放电辅助电极以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横跨到所述另一侧相对电极的方式设置， 所述放电辅助电极包含金属粒子、半导体粒子以及玻璃质， 所述金属粒子间、所述半导体粒子间、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而结合， 所述金属粒子的平均粒径XSl.0ym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彡Y/X彡3的条件。2.如权利要求1所述的ESD保护器件，其特征在于， 所述陶瓷基材含有玻璃成分，且在所述放电辅助电极与所述陶瓷基材之间包括密封层，该密封层用于防止玻璃成分从所述陶瓷基材侵入所述放电辅助电极。3.如权利要求1或2所述的ESD保护器件，其特征在于， 包括保护层，该保护层覆盖所述放电辅助电极的露出面。4.如权利要求1至3中任一项所述的ESD保护器件，其特征在于， 所述金属粒子为Cu粒子。5.如权利要求1至4中任一项所述的E...

【专利技术属性】
技术研发人员：稗圃久美子，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：
国别省市：