CN101673604B - 静电保护器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及静电保护器及其制造方法。该静电保护器包括：基层(1)；第一电极层(2a)，形成在所述基层(1)上；防静电功能层(3)，形成在带有第一电极层(2a)的基层(1)上，与第一电极层(2a)的一部分相交叠，并覆盖所述基层(1)的一部分；以及第二电极层(2b)形成在带有第一电极层(2a)和防静电功能层(3)的基层1的一部分上，覆盖所述基层(1)的一部分，隔着所述防静电功能层(3)与所述第一电极层(2a)的一部分交叠。

Description

静电保护器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种静电保护器及其制造方法，尤其涉及表面贴装静电保护器。

背景技术

当两个不良导体相互磨擦时，电子会从一个物体转移到另一物体，两个物体间就会产生静电差。人体在干燥的天气，会产生高达数千伏的静电。当人体与电子器件接触时，人体的静电通过电子器件放电，会导致电子器件中对静电敏感元件的损坏。国际标准IEC61000-4-2就是针对静电损坏而提出的测试标准。本发明的静电保护器也是参考了IEC61000-4-2的要求而开发的。在此通过引用将国际标准IEC61000-4-2的全部内容并入本文中，如同在本文中完全阐述了一样。

目前表面贴装静电保护器主要有三大类型：一类为半导体二极管(diode)；第二类为金属氧化物压敏电阻(MOV)；第三类为静电保护器(ESD protectors)。

在美国专利第3,704,178号、4,758,537号、6,417,060号等中公开的半导体二极管原本用于整流和过压保护。IEC61000-4-2标准的实施，提高了对静电保护器件的需求，半导体二极管的厂家也对二极管的工艺、材料、和设计进行改良，使之满足静电保护的需要。其工作原理是利用p-n结的反向击穿，将静电的高压脉冲导入地，从而保护了电器内部对静电敏感的元件。通过引用，将这些专利并入本文中。

由于静电保护要求对正负脉冲均加以保护，这就要用两个二极管或一个器件中含有两个p-n结来满足保护的需要。另外，二极管的漏电电流和电容也较大，会造成对高频信号的衰减。

金属氧化物压敏电阻主要利用氧化锌和钛酸锶等陶瓷材料，用制作电容的方法，在1000摄氏度到1300摄氏度的高温下烧成。这方面的专利很多。这里通过引用并入对此进行了阐述的美国专利第4,147,670号、4,495,482号、4,386,021号、4,541,974号、4,781,859号、5,635,436号、7,075,404号、以及第7,189,297号。金属氧化物压敏电阻原来主要用于过电压保护。其原理是利用氧化锌和钛酸锶等陶瓷材料的晶界的非线性电阻特性(低电压时呈高电阻，高电压时呈低电阻)来实现对过电压的保护。当压敏电阻的两端出现高电压时，其电阻会变小，并将高压脉冲导入地，从而保护了电器内部易被静电损坏的元件。金属氧化物压敏电阻没有方向性。单一压敏电阻就能保护器件不受正负静电脉冲的损坏。

金属氧化物压敏电阻的漏电电流和电容较大，会对高频信号造成较大的衰减。如果将电极对的偶合面积减小，漏电电流和电容可以减小，但其承受高电流冲击的能力也会减弱，而对静电脉冲的钳制电压则会上升。这些缺点均源于材料体系物理特性的局限。另外这一类陶瓷材料的烧结温度较高，通常在1100摄氏度至1300摄氏度之间，消耗能源，并且对设备、材料的要求较高。

静电保护器是专门为保护电器内部易被静电损坏的元件而开发的一种电子元件。其特点为具有很低的漏电电流(<1nA)，和很低的电容(<0.5pF)。在美国专利第6,013,358号、6,023,028号、6,160,695号中公开了一种静电保护器。该静电保护器的结构为在一块基板上制作一个导电的电极。基板可以是高分子复合材料(FR-4)的线路板，也可以是陶瓷基板。导电电极的中间切开一条小槽。小槽中填入高分子材料与金属颗粒的混合物。当高分子材料承受的静电电压高于高分子材料的介电强度时，高分子材料与金属颗粒的混合物呈现被击穿的低阻态，从而将高压静电脉冲导入地，保护了电器中的电子元件。通过引用，将美国专利第6,013,358号、6,023,028号、6,160,695号并入本文中。

引述的静电保护器没有方向性。单一静电保护器就能保护器件不受正负静电脉冲的损坏。

高分子材料受温度的影响较大。其耐高温和耐老化的能力也不如陶瓷和玻璃陶瓷材料。这在一定的程度上影响了这一类保护器的稳定性和耐久性。

发明内容

本发明鉴于现有技术的上述情况而作出，提供了一种静电保护器及制造该静电保护器的方法，用以克服现有技术的一个或更多个缺点，至少提供一种有益的选择，或为制造静电保护器提供条件。

为了实现以上目的，根据本发明的实施方式，本申请提供了以下发明：

发明1、一种静电保护器，该静电保护器包括：

基层；

第一电极层，形成在所述基层上；

防静电功能层，形成在带有第一电极层的基层上，与第一电极层的一部分相交叠，并覆盖所述基层的一部分；以及

第二电极层形成在带有第一电极层和防静电功能层的基层1的一部分上，覆盖所述基层的一部分，隔着所述防静电功能层与所述第一电极层的一部分交叠。

发明2、根据发明1所述的静电保护器，其特征在于，所述基层和覆盖层由低介电常数的玻璃陶瓷材料制成。

发明3、根据发明1所述的静电保护器，其特征在于，所述基层和覆盖层由软化点为500摄氏度至900摄氏度、密度为2-4g/cc、介电常数为3-6的玻璃陶瓷制成。

发明4、根据发明1所述的静电保护器，其特征在于，所述防静电功能层是具有非线性电阻特性的玻璃陶瓷材料。

发明5、根据发明4所述的静电保护器，其特征在于，所述防静电功能层的主要成份为铁、铜、镍、锌、锡、硅、钛、钙、钡、镁的氧化物，含有玻璃相和/或陶瓷相。

发明6、根据发明4所述的静电保护器，其特征在于，所述防静电功能层由软化点为400摄氏度到900摄氏度的玻璃陶瓷材料制成。

发明7、根据发明1所述的静电保护器，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层的电极宽度小于所述基层宽度的1/3，长度大于所述基层的长度的1/2，而小于所述基层的长度的2/3。

发明8、根据发明1所述的静电保护器，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层的交叠面积小于等于0.1平方毫米而大于等于0.01平方毫米。

发明9、根据发明1所述的静电保护器，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层中至少有一个为T字形状，所述防静电功能层为矩形，圆形，或椭圆形形状。

发明10、根据发明1所述的静电保护器，其特征在于，所述防静电功能层的宽度大于两个电极层中较窄的一个，其覆盖面能将两个电极层隔开。防静电功能层的宽度小于元件的宽度，而长度小于元件的长度。

发明11、根据发明1所述的静电保护器，其特征在于，所述防静电功能层的厚度为5至30微米。

发明12、根据发明1所述的静电保护器，其特征在于，所述静电保护器还包括覆盖所述第一电极层、所述防静电功能层和所述第二电极层的覆盖材料层。

发明13、一种制造静电保护器的方法，该方法包括以下步骤：

制作基层的步骤；

在所述基层上制作第一电极层的步骤，所述第一电极层覆盖所述基层的一部分；

制作防静电功能层的步骤，使所述防静电功能层形成在带有第一电极层的基层上，与第一电极层的一部分相交叠，并覆盖所述基层的一部分；以及

制造第二电极层的步骤，使所述第二电极层覆盖所述基层的一部分，隔着所述防静电功能层与所述第一电极层的一部分交叠。

发明14、根据发明13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括涂覆覆盖所述第一电极层、所述防静电功能层和所述第二电极层的覆盖材料层的步骤。

发明15、根据发明14所述的制造静电保护器的方法，该方法包括以下步骤：

烧结步骤，用于对制造覆盖材料层的步骤所得的结果进行一次烧成。

发明16、根据发明13所述的方法，其特征在于，所述基层由低介电常数的玻璃陶瓷材料通过湿法制成。

发明17、根据发明13所述的方法，其特征在于，所述基层由低介电常数的玻璃陶瓷材料通过干法制成。

发明18、根据发明13所述的方法，其特征在于，所述基层由软化点为500摄氏度至900摄氏度、密度为2-4g/cc、介电常数为3-6的玻璃陶瓷制成。

发明19、根据发明13所述的方法，其特征在于，所述防静电功能层由具有非线性电阻特性的玻璃陶瓷材料用丝网或钢板印刷法制成。

发明20、根据发明19所述的方法，其特征在于，所述防静电功能层由软化点为400摄氏度到900摄氏度的玻璃陶瓷材料制成。

发明21、根据发明19所述的方法，其特征在于，所述防静电功能层的主要成份为铁、铜、镍、锌、锡、硅、钛、钙、钡、镁的氧化物，含有玻璃相和陶瓷相。

发明22、根据发明13所述的方法，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层的电极宽度小于所述基层宽度的1/3，长度大于所述基层的长度的1/2，而小于所述基层的长度的2/3。

发明23、根据发明13所述的方法，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层的交叠面积小于等于0.1平方毫米而大于等于0.01平方毫米。

发明24、根据发明13所述的方法，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层至少有一个被制作为T字形状，所述防静电功能层为矩形，圆形，或椭圆形形状。

发明25、根据发明13所述的方法，其特征在于，所述防静电功能层的宽度大于两个电极层中较窄的一个，其覆盖面能将两个电极层隔开。

发明26、根据发明13所述的方法，其特征在于，所述防静电功能层的宽度小于元件的宽度，而长度小于元件的长度，防静电功能层的厚度为5至30微米。

本发明提供了一种小型表面贴装静电保护器及其制造方法，涉及材料选择及结构设计等方面的改进。该表面贴装静电保护器具有低电容及低漏电电流，响应速度快，结构可靠，和性能稳定的特点。其制作采用低温共烧法，产品在700摄氏度至950摄氏度的温度范围内烧成，节约了能源和设备投资。

附图说明

根据以下参照附图对本发明具体实施方式的详细描述，可以更清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和优点。另外，附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。在本申请的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。此外，为了说明的简洁和制图的方便，附图中没有示出本领域技术人员所熟知的也应存在的其它部件。在附图中，

图1为用依据本发明第一实施方式的表面贴装静电保护器的外观示意图；

图2为图1所示的静电保护器的侧视剖面图；

图3为完成了依据本发明的制造方法的第二步时的部件的侧视图；

图4为完成了依据本发明的制造方法的第二步时的部件的俯视图；

图5为完成了依据本发明的制造方法的第三步时的部件的侧视图；

图6为完成了依据本发明的制造方法的第三步时的部件的俯视图；

图7为完成了依据本发明的制造方法的第四步的部件的侧视图；

图8为完成了依据本发明的制造方法的第四步时的部件的俯视图；

图9为完成了依据本发明的制造方法的第五步时的部件的侧视剖面图；

图10示出了依据本发明一种实施方式的制造本发明的静电保护器的方法的流程图；

图11为依据本发明的一个实施例的静电保护器对8kV静电打击的响应曲线；以及

图12为依据本发明的另一个实施例的静电保护器对8kV静电打击的响应曲线。

具体实施方式

下面参照附图描述依据本发明的一种实施方式的静电保护器。

图1示意性示出了依据本发明第一实施方式的静电保护器的外观。图2为图1所示的静电保护器的侧视剖面图。依据本发明的一种实施方式的静电保护器包括：基层1、第一电极层2a、防静电功能层3、以及第二电极层2b。其中，第一电极层2a形成在基层1上。防静电功能层3形成在带有第一电极层2a的基层1上，与第一电极层2a的一部分相交叠，并覆盖所述基层1的一部分。第二电极层2b形成在带有第一电极层2a和防静电功能层3的基层1的一部分上，覆盖所述基层1的一部分，与所述防静电功能层3的一部分交叠，并与所述第一电极层2a的一部分交叠。并且其中，第一电极层2a与第二电极层2b相交叠的部分是第一电极层2a与防静电功能层3相交叠的部分的一部分或全部。

进一步，如图1和图2所示，本发明的静电保护器还包括：形成在带有第一电极层2a、防静电功能层3、以及第二电极层2b的基层1上的基础材料层(覆盖层)5；以及端头电极4a和4b。端头电极4a和4b的功能是将电极2a和2b连接到静电保护器两端的底面，在静电保护器经表面贴装到电子电路板上以后，与电子电路板上的导线形成电连接。端头材料可以是业内熟知的三层结构，即最内层为银或铜，中间层为镍，最外层为焊锡。

其中，如图4所示，在俯视图中，所述第一电极层2a为T字形状。这个形状能使第一电极层2a与端头电极4a以较大的接触面积形成较可靠的连接。这个形状又能使第一电极层2a与第二电极层2b的重叠偶合面积减少，以达到减少寄生电容的目的。但应该注意，图4所示的第一电极层2a的形状只是示例性的，本领域技术人员可以想到更多的实现方式，例如单纯的直线形、矩形、三角形等。

如图6所示，在俯视图中，所述防静电功能层3-s可以为矩形形状。另外，如图8所示，防静电功能层3的宽度大于第一电极层的中间部分(要与之交叠的部分)的宽度(W1)。第一电极层和第二电极层的印刷不可避免地会有位置上的偏差，这种形状和大小可以在一定的偏差范围内保证第一电极层和第二电极层不出现短路连接，而防静电功能层能夹在第一电极层和第二电极层之间。

图6和图8所示的防静电功能层3-s的形状只是示例性的，本领域技术人员可以想到更多的实现方式，例如椭圆形、圆形等。

另外，如图8所示，在俯视图中，所述第二电极层2b可以与第一电极层同样采用T字形状。并且隔着所述防静电功能层3-s与第一电极层2a相交叠。另外，应该注意，第一电极层2a和第二电极层2b的形状可以不同，可以至少有一个电极为T字形。即便是形状相同，例如都为T形，其T形的竖线的宽度、T形的横线的厚度等也可以不同。在图中示出的是形状、宽度和厚度均相同时的情况。

所述基层1由低介电常数的玻璃陶瓷材料制成。其介电常数通常在5以下，如4、3、2、1等。低介电常数的材料可以减少左边电极(2a，4a)与右边电极(2b，4b)的寄生电容。

所述防静电功能层3具有非线性电阻特性，即在被施加低电压时呈高电阻，在被施加高电压时呈低电阻。

另外，在一种实施方式中，第一电极层2a和第二电极层2b的电极的重叠部分的宽度W1小于静电保护器宽度W2的1/3，第一电极层2a和第二电极层2b的长度L1分别大于静电保护器L2长度的1/2，而小于静电保护器长度L2的2/3。如图8所示。

W1/W2小于1/3可以减少寄生电容。L1/L2大于1/2，第一电极层2a和第二电极层2b才能在静电保护器中间部分有重叠偶合。L1/L2小于2/3使第一电极层2a不和端头电极4b接触，第二电极层2b不和端头电极4a接触，并且使第一电极层2a不和第二电极层2b接触，并使第一电极层2a和第二电极层2b间的偶合电容较小。

为实现以上目的，可以采用其他的比例和大小，这些都在本发明的保护范围内。

第一电极层和第二电极层的厚度可以在3微米至20微米之间，优选地在5—15微米之间。

此外，根据本发明的一种实施方式，第一电极层2a和第二电极层2b的交叠面积为小于等于0.1平方毫米而大于等于0.01平方毫米，例如为0.05平方毫米、0.02平方毫米、0.03平方毫米、0.04平方毫米、0.06平方毫米、0.07平方毫米、0.08平方毫米、0.09平方毫米。这个交叠面积与所采用的材料体系配合，可制成电容值小于0.5pF，而又有足够电流承载能力来满足IEC61000-4-2的要求。

根据本发明的一种实施方式，基层1的材料为玻璃陶瓷材料。主要成份为硼、铝、硅、钙等的氧化物。在一种实施方式中，玻璃陶瓷的软化点可以为500摄氏度至900摄氏度，密度为2-4g/cc，介电常数为3-6。介电常数越小，其产生的电容也越小。基层1可以由直径为0.4至2.5微米的玻璃陶瓷材料粒子经由粘合剂粘合而制成。

第一电极层2a和第二电极层2b的材料可以为银和/或其他贵金属及合金的粉末。其中亦可添加少量的玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷，和/或金属氧化物材料的粉末，以调节其在烧结时的收缩率和与基层1的材料的粘结力。第一电极层2a和第二电极层2b可以由直径为0.4至2.5微米的电极材料粉末与粘合剂混合而制成。

防静电功能层3的材料为玻璃陶瓷材料。主要成份为铁、铜、镍、锌、锡、硅、钛、钙、钡、镁等的氧化物，原材料可以在Alfa Asar或Aldrich等公司购买。玻璃陶瓷的软化点为400摄氏度至900摄氏度，优选地为450摄氏度到850摄氏度。该玻璃陶瓷具有非线性电阻特性，即在低电压时有很高的电阻，在高电压时有很低的电阻。防静电功能层3可以由直径为0.4至2.5微米的材料粉末与粘合剂混合而制成。防静电功能层3可以具有玻璃相和/或陶瓷相。玻璃相为业内惯指的无机金属氧化物的无定形固相。陶瓷相则为业内惯指的无机金属氧化物的结晶固相。

本发明基层1、覆盖层5的材料以及防静电功能层3的材料的低介电常数和电极2a和2b小重叠面积导致低电容。防静电功能层3的非线性电阻特性使静电保护器在工作电压下具有低的漏电电流及快的响应速度。

此外，由于基层1的材料和防静电功能层3的材料均为玻璃陶瓷材料，其稳定性及耐温特性均比高分子材料强。

因而，根据本发明的表面贴装静电保护器具有电容及漏电电流低、响应速度快、结构可靠和性能稳定的特点。

图10示出了依据本发明一种实施方式的制造本发明的静电保护器的方法的流程图。

如图10所示，首先在步骤101，制作基层，这可以通过在承载板上涂布第一浆料，并将其固化来实现。涂布及固化可以一次完成或分多次完成。

在一种实施方式中，将玻璃陶瓷材料经研磨至直径为0.4至2.5微米，与粘合剂混合制成第一浆料。粘合剂可以是业内熟知的紫外光固化型，也可以是水溶剂型或有机溶剂型的粘合剂。

然后，在步骤102，在固化后的第一浆料上，用丝网或钢板印刷第二浆料印制作的左侧电极图形(第一电极，或称第一电极层)。在一种实施方式中，将直径0.2-10微米的电极材料粉末(优选地为0.4至2.5微米)与粘合剂混合制成第二浆料。用第二浆料制作左侧电极图形后，并加以固化。完成第二步加工制作的部件的侧视剖面图和俯视图分别如图3和图4所示。其中，标号1-s指示固化后的第一浆料，用于制作基层。标号2a-s指示固化后的第二浆料，用于制作左侧的电极。电极的中间部分的宽度W1小于元件宽度的1/3。电极的长度略大于元件长度L2的1/2，而小于长度L2的2/3。

然后，在步骤103，在固化后的第一浆料和第二浆料上用丝网或钢板印刷第三浆料的图形(防静电功能层)，并加以固化。第三浆料为具有非线性电阻功能的玻璃陶瓷粉末和粘合剂混合而成。第三浆料的图形能将固化后的第二浆料制作的左侧电极的中间部分覆盖，其宽度大于左侧电极的中间部分(例如W1)，在左侧电极和右侧电极的宽度不同时，第三浆料的图形的宽度大于两者中较窄的一个，也可以大于两者中较宽的一个。此外，第三浆料的图形的宽度小于元件的宽度W2。第三浆料的图形的厚度可根据丝网或钢板的厚度、丝网的开孔率、以及第三浆料的固含量等参数加以控制。其烧成后的厚度优选地为5至30微米。完成第三步加工制作的部件的侧视剖面图和俯视图分别如图5和图6所示，其中，标号3-s指示固化后的第三浆料的图形。

然后，在步骤104，在完成步骤103的加工制作的部件上用丝网或钢板印刷第二浆料的右侧电极图形(第二电极，或称第二电极材料层)，并加以固化。右侧电极的中间部分覆盖在第三浆料的图形之上。右侧电极的中间部分与左侧电极的中间部分有一定的重叠。重叠部分的面积会影响电容的大小。优选的重叠面积为小于等于0.1平方毫米而大于等于0.01平方毫米。完成第四步加工制作的部件的侧视剖面图和俯视图分别如图7和图8所示，其中，图中的标号2b-s指示用第二浆料制作的右侧电极。

然后，在步骤105，在完成步骤104的加工制作的部件上涂布第一浆料，并将其固化。涂布和固化可以是一次或分多次完成。完成第五步加工制作的部件的侧视剖面图如图9所示。图中的标号5-s指示用第一浆料制作的覆盖层。

应该注意，通常通过以上步骤101—105在一个平板上并行制作多个部件的矩阵。完成后经过切割而成单个部件，从承载板上剥离。然后，在步骤106，经加热排胶除去粘结剂，经700-950摄氏度的烧结制成元件的毛胚。优选地，可以一次烧成。一次烧成是指上下基材、左右电极、防静电功能材料均在一次烧结过程中由不同的玻璃陶瓷和金属的粉末烧结为相应的玻璃陶瓷和金属的结构部件。烧结温度通常要高于软化点。采用陶瓷材料的现有技术受陶瓷材料烧结温度的限制，通常的烧结温度要在1100摄氏度或以上。玻璃陶瓷的烧结温度可以较低。但以前无人用玻璃陶瓷制作静电保护器。

之后，在步骤107，用业内熟知的方法倒角、上端，镀镍和焊锡，即制作前面所述的端头电极，从而制成小型表面贴装静电保护器。

下面具体介绍本发明的制作静电保护器的实施例。

实施例1

用第一浆料，原材料为软化点为850度摄氏的玻璃陶瓷与业内熟知的粘合剂混合而成，在承载板上涂布0.3毫米厚，用紫外光固化。用丝网在其上面用第二浆料(业内熟知的银浆)印刷左电极，用紫外光固化。电极的宽度为0.2毫米，用丝网在其上面用第三浆料(材料为玻璃陶瓷材料。主要成份为铁、铜、镍、锌、锡、硅、钛、钙、钡、镁等的氧化物与粘合剂的混合物。)印刷第三浆料图形，用紫外光固化。用丝网在其上面用第二浆料印刷右电极，用紫外光固化。右电极的宽度为0.2毫米。左右电极的重叠长度为0.15毫米。再用第一浆料涂布0.3毫米厚在上面，用紫外光固化。以上的涂布和印刷在一块承载板上同时制作出10074个相同的部件。然后经切割分离为长1.7毫米，宽1毫米的单个部件毛胚。经加热排胶，910摄氏度烧结，倒角上端及电镀镍和锡，制成1.6毫米，宽0.8毫米，厚0.5毫米的小型表面贴装静电保护器。

测试结果：

响应时间小于1ns，漏电电流0.02nA，电容0.366pF，触发电压490V，钳制电压60V，

经1000次8kV(IEC61000-4-2，水平4)静电打击后，触发电压560V，钳制电压50V，漏电电流0.03nA。

图11记录了实例1元件对8kV(IEC61000-4-2，水平4)的静电打击的响应曲线。

实施例2

用第一浆料涂布0.3毫米厚在承载板上，用紫外光固化。用丝网在其上面用第二浆料印刷左电极，用紫外光固化。电极的宽度为0.15毫米，用丝网在其上面用第三浆料印刷第三浆料图形，用紫外光固化。用丝网在其上面用第二浆料印刷右电极，用紫外光固化。右电极的宽度为0.15毫米。左右电极的重叠长度为0.15毫米。再用第一浆料涂布0.3毫米厚在上面，用紫外光固化。以上的涂布和印刷在一块承载板上同时制作出10074个相同的部件。然后经切割分离为长1.7毫米，宽1毫米的单个部件毛胚。经加热排胶，900摄氏度烧结，倒角上端及电度镍和锡，制成1.6毫米，宽0.8毫米，厚0.5毫米的小型表面贴装静电保护器。

测试结果：

响应时间小于1ns，漏电电流0.08nA，电容0.208pF，触发电压500V，钳制电压70V，

经1000次8kV(IEC61000-4-2，水平4)静电打击后，触发电压500V，钳制电压40V，漏电电流0.06nA。

经10000次8kV(IEC61000-4-2，水平4)静电打击后，触发电压460V，钳制电压80V，漏电电流0.05nA。

图12记录了实例2元件对8kV(IEC61000-4-2，水平4)的静电打击的响应曲线。

用本发明的技术方案可制造出具有低电容，低漏电电流，响应速度快，结构可靠，性能稳定的小型表面贴装静电保护器。其生产过程具有节能和成本低的优点。

变型例

在以上的实施方式中，通过在承载板上涂布第一浆料，并将其固化来制造基层1。但也可将第一浆料涂布成薄片或薄带，加以固化。在上文的实施方式中的制作方法可归类为行业中习惯称呼的‘湿法’。即在成型过程用流体的浆料逐次涂布，固化而成。在成型过程用流体的浆料(如第一浆料)涂布在已固化的基体上，加以固化。固化的过程同时也完成上下层粘结。在本变型例中的制作方法可归类为行业中习惯称呼的‘干法’。即在成型过程用流体的浆料(第一浆料)涂布固化，制成‘干片’或‘干带’，在‘干片’或‘干带’上印上需要的电极，加以固化，然后再将另一‘干片’或‘干带’覆盖其上，用加温加压的方法将上下层粘结。

变型例的实施方法是在第一浆料制成的干片或干带上面按上面陈述的步骤102、103、104完成第二浆料左侧电极的印刷和固化，完成第三浆料的印刷和固化，然后，完成第二浆料右侧电极的印刷和固化。再用第一浆料制成的干片或干带复盖其上，经加热加压使之和下面的部件粘合。部件的上下可用单片或多片的干片或干带粘合，以达到要求的厚度。该替代方案需要增加干片或干带制作，干片或干带剥离和加热加压粘合的工序和设备。原因是玻璃陶瓷粉末与粘合剂制成的干片或干带易变形和破裂，通常是在高分子材料的承载膜上做成玻璃陶瓷粉末与粘合剂制成的干片或干带，用高分子材料的承载膜去支撑和保护玻璃陶瓷粉末与粘合剂制成的干片或干带。高分子材料的承载膜需要在粘合前或后剥离。

应该理解，本发明在范围并不受到以上说明的限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

Claims (22)

1.一种静电保护器，该静电保护器包括：

基层（1）；

第一电极层（2a），形成在所述基层（1）上；

防静电功能层（3），形成在带有第一电极层（2a）的基层（1）上，与第一电极层（2a）的一部分相交叠，并覆盖所述基层（1）的一部分；以及

第二电极层（2b）形成在带有第一电极层（2a）和防静电功能层（3）的基层（1）的一部分上，覆盖所述基层（1）的一部分，隔着所述防静电功能层（3）与所述第一电极层（2a）的一部分交叠，

覆盖所述第一电极层（2a）、所述防静电功能层（3）和所述第二电极层（2b）的覆盖材料层（5）；

其中，由低介电常数的第一玻璃陶瓷材料粒子经粘合剂粘合并固化而成所述基层（1）和覆盖材料层（5），由电极材料粉末与粘合剂混合并固化而成所述第一电极层（2a）、第二电极层（2b）；由具有非线性电阻特性的第二玻璃陶瓷材料粒子经粘合剂粘合并固化而成所述防静电功能层（3），然后将固化而成的所述基层（1）、第一电极层（2a）、防静电功能层（3）、第二电极层（2b）和覆盖材料层（5）在700摄氏度至950摄氏度的温度范围内共烧制成所述静电保护器。

2.根据权利要求1所述的静电保护器，其特征在于，所述基层由软化点为500摄氏度至900摄氏度、密度为2-4g/cc、介电常数为3-6的所述第一玻璃陶瓷材料制成。

3.根据权利要求1所述的静电保护器，其特征在于，所述防静电功能层（3）的主要成份为铁、铜、镍、锌、锡、硅、钛、钙、钡、镁的氧化物，含有玻璃相和/或陶瓷相。

4.根据权利要求1所述的静电保护器，其特征在于，所述防静电功能层（3）由软化点为400摄氏度到900摄氏度的所述第二玻璃陶瓷材料制成。

5.根据权利要求1所述的静电保护器，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层的电极宽度小于所述基层宽度的1/3，长度大于所述基层的长度的1/2，而小于所述基层的长度的2/3。

6.根据权利要求1所述的静电保护器，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层的交叠面积小于等于0.1平方毫米而大于等于0.01平方毫米。

7.根据权利要求1所述的静电保护器，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层中至少有一个为T字形状，所述防静电功能层（3）为矩形、圆形、或椭圆形形状。

8.根据权利要求1所述的静电保护器，其特征在于，所述防静电功能层的宽度大于所述第一电极层和所述第二电极层中较窄的一个，其覆盖面能将所述第一电极层和所述第二电极层隔开，所述防静电功能层的宽度小于所述静电保护器的宽度，而长度小于所述静电保护器的长度。

9.根据权利要求1所述的静电保护器，其特征在于，所述防静电功能层的厚度为5至30微米。

10.一种制造静电保护器的方法，该方法包括以下步骤：

利用具有低介电常数的第一玻璃陶瓷材料粒子经粘合剂粘合并固化制作基层的步骤（101）；

在所述基层上由电极材料粉末与粘合剂混合并固化制作第一电极层的步骤（102），所述第一电极层覆盖所述基层的一部分；

利用具有非线性电阻特性的第二玻璃陶瓷材料粒子经粘合剂粘合并固化制作防静电功能层的步骤（103），使所述防静电功能层形成在带有第一电极层（2a）的基层（1）上，与第一电极层（2a）的一部分相交叠，并覆盖所述基层（1）的一部分；

由电极材料粉末与粘合剂混合并固化制造第二电极层（2b）的步骤（104），使所述第二电极层（2b）覆盖所述基层（1）的一部分，隔着所述防静电功能层（3）与所述第一电极层（2a）的一部分交叠；

涂覆利用具有低介电常数的第一玻璃陶瓷材料粒子经粘合剂粘合并固化而成的覆盖所述第一电极层（2a）、所述防静电功能层（3）和所述第二电极层（2b）的覆盖材料层（5）的步骤；以及

烧结步骤（106），用于在700摄氏度至950摄氏度的温度范围内将固化后的所述基层（1）、第一电极层（2a）、防静电功能层（3）、第二电极层（2b）和覆盖材料层（5）进行共烧而制成所述静电保护器。

11.根据权利要求10所述的制造静电保护器的方法，其中，所述烧结步骤（106）对制造了覆盖材料层（5）的步骤（105）所得的结果进行一次烧成。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基层由低介电常数的所述第一玻璃陶瓷材料通过湿法制成。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基层由低介电常数的所述第一玻璃陶瓷材料通过干法制成。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基层由软化点为500摄氏度至900摄氏度、密度为2-4g/cc、介电常数为3-6的所述第一玻璃陶瓷材料制成。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述防静电功能层（3）由具有非线性电阻特性的所述第二玻璃陶瓷材料用丝网或钢板印刷法制成。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述防静电功能层（3）由软化点为400摄氏度到900摄氏度的所述第二玻璃陶瓷材料制成。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述防静电功能层（3）的主要成份为铁、铜、镍、锌、锡、硅、钛、钙、钡、镁的氧化物，含有玻璃相和/或陶瓷相。

18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层的电极宽度小于所述基层宽度的1/3，长度大于所述基层的长度的1/2，而小于所述基层的长度的2/3。

19.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层的交叠面积小于等于0.1平方毫米而大于等于0.01平方毫米。

20.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层至少有一个被制作为T字形状，所述防静电功能层（3）为矩形、圆形、或椭圆形形状。

21.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述防静电功能层的宽度大于两个电极层中较窄的一个，其覆盖面能将两个电极层隔开，所述防静电功能层的宽度小于所述静电保护器的宽度，而长度小于所述静电保护器的长度。

22.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述防静电功能层的厚度为5至30微米。

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