CN104600568B - 一种陶瓷静电抑制器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陶瓷静电抑制器及其制备方法，采取半导体材料和厚膜印刷工艺相结合，在电极切槽部位印刷具有骨架结构的功能材料层，当外部电极之间施加规定以上的大小的电压而在切割缝隙部位的电极之间产生放电，主要是沿骨架结构的功能材料层内部放电，由于切槽部位电极存在尖端和功能浆料为疏松的骨架结构形成的缝隙，容易引起电子的移动，能更有效地产生放电现象，提高ESD响应性，容易调整和稳定ESD特性。电极印刷在烧成后的陶瓷基板表面，切割后烧结不会引起电极形变。陶瓷基板覆盖保护层，可以更好的保护功能材料层的骨架结构以及隔绝湿气对功能材料层的影响。

Description

一种陶瓷静电抑制器及其制备方法

技术领域

本发明涉及静电防护技术领域，具体地是涉及一种陶瓷静电抑制器及其制备方法。

背景技术

ESD(Electro-Static Discharge，静电放电)，是指当带电的导电性物体(人体等)与其他导电性物体(电子设备等)接触或充分接近时、产生剧烈放电的现象。电子设备因ESD而产生损伤、误动作等问题。为了防止这种情况，需要使放电时产生的过大电压不会施加到电子设备的电路上。使用于这种用途的是ESD保护器件，也称为浪涌吸收元件、浪涌吸收器(surge absorber)。

ESD保护器件例如配置在电路的信号线路与接地(ground)之间。由于ESD保护器件采用将一对放电电极隔开而相对的结构，因此，在正常的使用状态下，具有高电阻，信号不会流入接地侧。对此，例如像从便携式电话等的天线施加静电的情况那样，若施加过大电压，则在ESD保护器件的放电电极之间产生放电，能将静电导入接地侧。由此，对ESD保护器件的后级电路不会被施加静电所产生的电压，能保护电路。

但是，目前常规的ESD保护器件存在以下问题：

(1)在ESD保护器件中，由于直接印刷电极会造成放电电极之间的间隔偏差，ESD响应性容易变动。此外，虽然需要通过放电电极相对的区域的面积来调整ESD响应性，但由于该调整被产品尺寸等所限制，因此，有时会难以实现所希望的ESD响应性。

(2)在ESD保护器件中，由于厚膜印刷，各层界面存在一定的缺陷，影响器件的稳定性和可靠性，因此在材料的选择上要求较高。

因此，本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。

发明内容

本发明旨在提供一种容易调整和稳定ESD特性的陶瓷静电抑制器及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种陶瓷静电抑制器，包括陶瓷基板和设置在所述陶瓷基板上的功能材料层、保护层、包封层以及表电极，其中所述表电极通过电极浆料印刷在陶瓷基板的上表面，所述表电极具体包括两个相对设置的内电极、与每一所述内电极的端部连接的端电极和设置在两个内电极之间的切割缝隙；所述功能材料层填充在所述切割缝隙中，所述保护层通过玻璃浆料印刷在所述功能材料层和所述陶瓷基板的上表面，所述包封层包覆在所述保护层和所述陶瓷基板的上表面。

进一步地，所述功能材料层为功能浆料，所述功能浆料包括陶瓷材料、金属材料、半导体材料以及玻璃粉体，其中所述陶瓷材料为氧化铝，所述金属材料为Ni粉、Fe粉、Cu粉、Al粉中的一种或者多种，所述半导体材料为氧化锌、碳化硅、碳化钛中的一种或者多种，所述玻璃粉体为含铅微晶玻璃粉体。

进一步地，还包括由电极浆料烧结而成的背导电极，所述背导电极设置在所述陶瓷基板的下表面。

进一步地，还包括镀锡层，所述镀锡层为器件导电端子，连接所述表电极与所述背导电极。

进一步地，所述切割缝隙的宽度为20-30um。

进一步地，所述陶瓷基板为氧化铝陶瓷基板，所述包封层为环氧树脂层。

进一步地，所述玻璃浆料为含铅玻璃浆料。

一种陶瓷静电抑制器的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备功能浆料；

S2：电极印刷

在陶瓷基板的上表面印刷内电极和端电极，在所述陶瓷基板的下表面印刷背导电极，印刷后在150℃红外线隧道炉中烘干；

S3：电极切割

在印刷好的所述内电极中间切割出一定宽度的切割缝隙，切割后的陶瓷基板置于850℃的隧道炉中烧结，保温时间为10min；

S4：功能材料印刷

在所述陶瓷基板上内电极切槽的部位，利用丝网印刷涂布功能浆料以成为规定的图案，印刷完成后经过红外干燥后置于600℃-850℃的隧道炉中烧结形成功能材料层；

S5：保护层印刷

在所述功能材料层和所述陶瓷基板的上表面，利用丝网印刷涂布玻璃浆料，印刷完成后经过红外干燥后置于600℃-850℃的隧道炉中烧结；

S6：包封层印刷

在所述保护层的表面，利用丝网印刷涂布环氧树脂油墨，印刷完成后经过150℃红外干燥后置于200℃-220℃的隧道炉中固化；

S7：堆叠、溅射、折粒

印刷完成的陶瓷基板经堆叠、溅射、折粒三道工序后转变成符合尺寸规格的器件芯片；

S8：电镀

将符合尺寸规格的器件芯片经中性电镀液电镀后，制备出成品陶瓷静电抑制器。

进一步地，所述步骤S1具体包括：

S11：制备预混功能粉料，所述预混功能粉料包括下列重量百分含量的组份：

将上述组分按照百分含量装入罐磨器中，罐磨48小时，然后通过超声分散过325目筛后即得到预混功能粉料；

S12：在上述预混功能粉料中加入有机载体，在玛瑙研钵中混合均匀后，采用三辊研磨机分散后制备出防静电浆料，所述防静电浆料的细度小于10um；其中所述预混功能粉料和所述有机载体的质量百分比为：

预混功能粉料 65％-85％，

有机载体 15％-35％。

进一步地，所述陶瓷基板为氧化铝陶瓷基板，所述步骤S3中的所述切割缝隙的宽度为25um。

采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：

1.本发明所述的陶瓷静电抑制器，采取半导体材料和厚膜印刷工艺相结合，在电极切槽部位印刷具有骨架结构的功能材料层，当外部电极之间施加规定以上的大小的电压而在切割缝隙部位的电极之间产生放电，主要是沿骨架结构的功能材料层内部放电，由于切槽部位电极存在尖端和功能浆料为疏松的骨架结构形成的缝隙，容易引起电子的移动，能更有效地产生放电现象，提高ESD响应性。因此，能减小因放电电极之间的间隔偏差而引起的ESD响应性的变动。因而，容易调整和稳定ESD特性。

2.本发明所述的陶瓷静电抑制器的制备方法，电极印刷在烧成后的陶瓷基板表面，切割后烧结不会引起电极形变，采用硬度和烧结温度较高的Ag/Pd电极，能提高电极的稳定性。陶瓷基板覆盖保护层，可以更好的保护功能材料层的骨架结构以及隔绝湿气对功能材料层的影响。采用环氧树脂的包封材料更进一步提高器件的致密度，降低机器摩擦、挤压对器件造成的损伤，从而提高陶瓷ESD器件的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为本发明所述的陶瓷静电抑制器的结构示意图；

图2为一种表电极的平面示意图。

其中：1.功能材料层，2.保护层,3.包封层,4.表电极，41.内电极，42.端电极，43.切割缝隙，5.陶瓷基板，6.镀锡层，7.背导电极。

具体实施方式

下面结合附图和实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例1

如图1至图2所示，为符合本实施例的一种陶瓷静电抑制器，包括陶瓷基板5和设置在所述陶瓷基板5上的功能材料层1、保护层2、包封层3以及表电极4，其中所述表电极4通过电极浆料印刷在陶瓷基板5的上表面，所述表电极4具体包括两个相对设置的内电极41、与每一所述内电极41的端部连接的端电极42和设置在两个内电极41之间的切割缝隙43；所述功能材料层1填充在所述切割缝隙43中，所述保护层2通过玻璃浆料印刷在所述功能材料层1和所述陶瓷基板5的上表面，所述包封层3包覆在所述保护层2和所述陶瓷基板5的上表面。其中所述内电极41由多种形态，附图2中只是其中一种优选的实施方式，但是由于其为本领域技术人员的公知常识，故此处不再赘述。

所述功能材料层1优选为功能浆料，所述功能浆料包括陶瓷材料、金属材料、半导体材料以及玻璃粉体，其中所述陶瓷材料为氧化铝，所述金属材料为Ni粉、Fe粉、Cu粉、Al粉中的一种或者多种，所述半导体材料为氧化锌、碳化硅、碳化钛中的一种或者多种，所述玻璃粉体为含铅微晶玻璃粉体。为方便无机粉体的分散，优选使用掺杂的球形ZnO为半导体材料。为减小功能材料层1中因导电粉体造成的漏电和金属粉体的氧化，优选使用多重包裹的金属粉体。通过利用功能材料层1中的玻璃粉体，可以将多种材料混合在一起形成一种复合功能材料，利用析晶玻璃的固有的骨架结构，使材料形成稳定的疏松多孔结构，方便电子在功能材料层1的移动，提高ESD的性能。

本实施例还包括由电极浆料烧结而成的背导电极7，所述背导电极7设置在所述陶瓷基板5的下表面。

本实施例还包括镀锡层6，所述镀锡层6为器件导电端子，连接所述表电极4与所述背导电极7。

优选地，所述切割缝隙43的宽度为20-30um。更为优选地，所述切割缝隙43的宽度为25um。

优选地所述陶瓷基板5为氧化铝陶瓷基板5，所述包封层3为环氧树脂层，所述玻璃浆料为含铅玻璃浆料。

本实施例所述的陶瓷静电抑制器，采取半导体材料和厚膜印刷工艺相结合，在电极切槽部位印刷具有骨架结构的功能材料层1，当外部电极之间施加规定以上的大小的电压而在切割缝隙43部位的电极之间产生放电，主要是沿骨架结构的功能材料层1内部放电，由于切槽部位电极存在尖端和功能浆料为疏松的骨架结构形成的缝隙，容易引起电子的移动，能更有效地产生放电现象，提高ESD响应性。因此，能减小因放电电极之间的间隔偏差而引起的ESD响应性的变动。因而，容易调整和稳定ESD特性。电极印刷在烧成后的陶瓷基板5表面，切割后烧结不会引起电极形变，采用硬度和烧结温度较高的Ag/Pd电极，能提高电极的稳定性。陶瓷基板5覆盖保护层2，可以更好的保护功能材料层1的骨架结构以及隔绝湿气对功能材料层1的影响。采用环氧树脂的包封材料更进一步提高器件的致密度，降低机器摩擦、挤压对器件造成的损伤，从而提高陶瓷ESD器件的可靠性和稳定性。

实施例2

一种基于实施例1所述的陶瓷静电抑制器的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备功能浆料；

S2：电极印刷

优选地，本实施例选择杜邦电子浆料公司生产的Ag/Pd电极浆料在陶瓷基板的上表面印刷内电极和端电极，在所述陶瓷基板的下表面印刷背导电极，印刷后在150℃红外线隧道炉中烘干；

作为一优选的实施方案，在进行电极印刷之前，优选地通过激光切割机在陶瓷基板上切割出剥离线，其主要目的在于防止在折粒过程中损伤基板。激光切割精度较高，切割后的尺寸均匀度高，方便后续图形的印刷。当然本领域技术人员完全可以根据实际的使用需求进行选择。

S3：电极切割

使用镭射激光切割机，在印刷好的所述内电极中间切割出一定宽度的切割缝隙(如果内电极的缝隙经印刷形成，切割机只进行修复即可)，切割后的陶瓷基板置于850℃的隧道炉中烧结，保温时间为10min；切割缝隙影响ESD器件的响应性，激光切割精度高，可以调节缝隙的大小来调节ESD器件的性能和稳定性。

S4：功能材料印刷

在所述陶瓷基板上内电极切槽的部位，利用丝网印刷涂布功能浆料以成为规定的图案，使其均匀的填充满切槽，并覆盖部分内电极。印刷完成后经过红外干燥后置于600℃的隧道炉中烧结形成功能材料层；烧结后功能材料层为疏松多孔的骨架结构，方便高压冲击时电子的导通，提高ESD的响应性。烧结过程分四个阶段：溶剂挥发区(20℃-200℃)、排胶区(200℃-450℃)、烧结区(600℃)、降温区(600℃-20℃)。功能浆料为疏松多孔结构，因此排胶区时间较长为15min-25min，因浆料中的玻璃烧结时分熔化、析晶两个过程，烧结区升温段较慢为10-20min，高温保温区时间较短为5min-10min，降温区因防止功能层烧结后骨架结构破坏，降温幅度为10℃-20℃/min。

S5：保护层印刷

在所述功能材料层和所述陶瓷基板的上表面，利用丝网印刷涂布玻璃浆料，使其均匀的完全覆盖功能材料层和功能材料层周围70um的陶瓷基板，印刷完成后经过红外干燥后置于600℃的隧道炉中烧结；烧成后保护层为光滑的玻璃体，表面无微孔和微裂痕，而且和陶瓷基板的结合力较强，本身硬度较高能保护功能层结构不被破坏，并很好的防止湿气对功能层的影响。烧结过程分四个阶段：溶剂挥发区(20℃-200℃)、排胶区(200℃-450℃)、烧结区(450℃-600℃-450℃)、降温区(450℃-20℃)。保护层烧成后为平滑的玻璃体，因此排胶区时间较长为20min-30min，因玻璃浆料中的玻璃粉烧结时分熔化、流平、玻璃化三个过程，烧结区升温段较慢为15-25min，高温保温区时间为10min-15min，降温区因防止玻璃体结构破坏，降温幅度为10℃-20℃/min。

S6：包封层印刷

在所述保护层的表面，利用丝网印刷涂布环氧树脂油墨，使其均匀的完全覆盖保护层和保护层与陶瓷基板剥离线的区域，印刷完成后经过150℃红外干燥后置于200℃的隧道炉中固化；固化后包封层为光滑、致密的环氧体，表面无凹坑和孔洞，而且和陶瓷基板的结合力较强，本身较好的弹性能保护所述保护层的结构不被破坏，并很好的防止湿气对器件的影响。

S7：堆叠、溅射、折粒

印刷完成的陶瓷基板经堆叠、溅射、折粒三道工序后转变成符合尺寸规格的器件芯片；陶瓷基板经折条机沿剥离线堆叠成产品条，放置在溅射治具内，通过溅射炉在产品条侧面溅射一层可镀性的金属，通过调节溅射时间和电流值改变金属层的厚度。溅射好的产品条经折粒机折成小颗粒的器件芯片。

S8：电镀

将符合尺寸规格的器件芯片经中性电镀液电镀后，制备出成品陶瓷静电抑制器。电镀液为中性防止酸碱电镀液对产品损坏，产品电镀前要对端电极、背电极和溅射层进行清理，电镀时滚动速度要均匀，产品的端电极符合规矩范围后结束电镀，防止电镀趴锡，影响器件的外观良率。

进一步地，所述步骤S1具体包括：

S11：制备预混功能粉料，所述预混功能粉料包括下列重量百分含量的组份：

将上述组分按照百分含量装入罐磨器中，罐磨48小时，然后通过超声分散过325目筛后即得到预混功能粉料；

S12：在上述预混功能粉料中加入有机载体，在玛瑙研钵中混合均匀后，采用三辊研磨机分散后制备出防静电浆料，所述防静电浆料的细度小于10um；其中所述预混功能粉料和所述有机载体的质量百分比为：

预混功能粉料 65％，

有机载体 35％。

实施例3

一种基于实施例1所述的陶瓷静电抑制器的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备功能浆料；

S2：电极印刷

优选地，本实施例选择杜邦电子浆料公司生产的Ag/Pd电极浆料在陶瓷基板的上表面印刷内电极和端电极，在所述陶瓷基板的下表面印刷背导电极，印刷后在150℃红外线隧道炉中烘干；

作为一优选的实施方案，在进行电极印刷之前，优选地通过激光切割机在陶瓷基板上切割出剥离线，其主要目的在于防止在折粒过程中损伤基板。激光切割精度较高，切割后的尺寸均匀度高，方便后续图形的印刷。当然本领域技术人员完全可以根据实际的使用需求进行选择。

S3：电极切割

使用镭射激光切割机，在印刷好的所述内电极中间切割出一定宽度的切割缝隙(如果内电极的缝隙经印刷形成，切割机只进行修复即可)，切割后的陶瓷基板置于850℃的隧道炉中烧结，保温时间为10min；切割缝隙影响ESD器件的响应性，激光切割精度高，可以调节缝隙的大小来调节ESD器件的性能和稳定性。

S4：功能材料印刷

在所述陶瓷基板上内电极切槽的部位，利用丝网印刷涂布功能浆料以成为规定的图案，使其均匀的填充满切槽，并覆盖部分内电极。印刷完成后经过红外干燥后置于850℃的隧道炉中烧结形成功能材料层；烧结后功能材料层为疏松多孔的骨架结构，方便高压冲击时电子的导通，提高ESD的响应性。烧结过程分四个阶段：溶剂挥发区(20℃-200℃)、排胶区(200℃-450℃)、烧结区(600℃-850℃)、降温区(850℃-20℃)。功能浆料为疏松多孔结构，因此排胶区时间较长为15min-25min，因浆料中的玻璃烧结时分熔化、析晶两个过程，烧结区升温段较慢为10-20min，高温保温区时间较短为5min-10min，降温区因防止功能层烧结后骨架结构破坏，降温幅度为10℃-20℃/min。

S5：保护层印刷

在所述功能材料层和所述陶瓷基板的上表面，利用丝网印刷涂布玻璃浆料，使其均匀的完全覆盖功能材料层和功能材料层周围70um的陶瓷基板，印刷完成后经过红外干燥后置于850℃的隧道炉中烧结；烧成后保护层为光滑的玻璃体，表面无微孔和微裂痕，而且和陶瓷基板的结合力较强，本身硬度较高能保护功能层结构不被破坏，并很好的防止湿气对功能层的影响。烧结过程分四个阶段：溶剂挥发区(20℃-200℃)、排胶区(200℃-450℃)、烧结区(600℃-850℃-600℃)、降温区(600℃-20℃)。保护层烧成后为平滑的玻璃体，因此排胶区时间较长为20min-30min，因玻璃浆料中的玻璃粉烧结时分熔化、流平、玻璃化三个过程，烧结区升温段较慢为15-25min，高温保温区时间为10min-15min，降温区因防止玻璃体结构破坏，降温幅度为10℃-20℃/min。

S6：包封层印刷

在所述保护层的表面，利用丝网印刷涂布环氧树脂油墨，使其均匀的完全覆盖保护层和保护层与陶瓷基板剥离线的区域，印刷完成后经过150℃红外干燥后置于220℃的隧道炉中固化；固化后包封层为光滑、致密的环氧体，表面无凹坑和孔洞，而且和陶瓷基板的结合力较强，本身较好的弹性能保护所述保护层的结构不被破坏，并很好的防止湿气对器件的影响。

S7：堆叠、溅射、折粒

印刷完成的陶瓷基板经堆叠、溅射、折粒三道工序后转变成符合尺寸规格的器件芯片；陶瓷基板经折条机沿剥离线堆叠成产品条，放置在溅射治具内，通过溅射炉在产品条侧面溅射一层可镀性的金属，通过调节溅射时间和电流值改变金属层的厚度。溅射好的产品条经折粒机折成小颗粒的器件芯片。

S8：电镀

将符合尺寸规格的器件芯片经中性电镀液电镀后，制备出成品陶瓷静电抑制器。电镀液为中性防止酸碱电镀液对产品损坏，产品电镀前要对端电极、背电极和溅射层进行清理，电镀时滚动速度要均匀，产品的端电极符合规矩范围后结束电镀，防止电镀趴锡，影响器件的外观良率。

进一步地，所述步骤S1具体包括：

S11：制备预混功能粉料，所述预混功能粉料包括下列重量百分含量的组份：

将上述组分按照百分含量装入罐磨器中，罐磨48小时，然后通过超声分散过325目筛后即得到预混功能粉料；

S12：在上述预混功能粉料中加入有机载体，在玛瑙研钵中混合均匀后，采用三辊研磨机分散后制备出防静电浆料，所述防静电浆料的细度小于10um；其中所述预混功能粉料和所述有机载体的质量百分比为：

预混功能粉料 85％，

有机载体 15％。

实施例4

一种基于实施例1所述的陶瓷静电抑制器的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备功能浆料；

S2：电极印刷

优选地，本实施例选择杜邦电子浆料公司生产的Ag/Pd电极浆料在陶瓷基板的上表面印刷内电极和端电极，在所述陶瓷基板的下表面印刷背导电极，印刷后在150℃红外线隧道炉中烘干；

作为一优选的实施方案，在进行电极印刷之前，优选地通过激光切割机在陶瓷基板上切割出剥离线，其主要目的在于防止在折粒过程中损伤基板。激光切割精度较高，切割后的尺寸均匀度高，方便后续图形的印刷。当然本领域技术人员完全可以根据实际的使用需求进行选择。

S3：电极切割

使用镭射激光切割机，在印刷好的所述内电极中间切割出一定宽度的切割缝隙(如果内电极的缝隙经印刷形成，切割机只进行修复即可)，切割后的陶瓷基板置于850℃的隧道炉中烧结，保温时间为10min；切割缝隙影响ESD器件的响应性，激光切割精度高，可以调节缝隙的大小来调节ESD器件的性能和稳定性。

S4：功能材料印刷

在所述陶瓷基板上内电极切槽的部位，利用丝网印刷涂布功能浆料以成为规定的图案，使其均匀的填充满切槽，并覆盖部分内电极。印刷完成后经过红外干燥后置于700℃的隧道炉中烧结形成功能材料层；烧结后功能材料层为疏松多孔的骨架结构，方便高压冲击时电子的导通，提高ESD的响应性。烧结过程分四个阶段：溶剂挥发区(20℃-200℃)、排胶区(200℃-450℃)、烧结区(600℃-700℃)、降温区(700℃-20℃)。功能浆料为疏松多孔结构，因此排胶区时间较长为15min-25min，因浆料中的玻璃烧结时分熔化、析晶两个过程，烧结区升温段较慢为10-20min，高温保温区时间较短为5min-10min，降温区因防止功能层烧结后骨架结构破坏，降温幅度为10℃-20℃/min。

S5：保护层印刷

在所述功能材料层和所述陶瓷基板的上表面，利用丝网印刷涂布玻璃浆料，使其均匀的完全覆盖功能材料层和功能材料层周围70um的陶瓷基板，印刷完成后经过红外干燥后置于800℃的隧道炉中烧结；烧成后保护层为光滑的玻璃体，表面无微孔和微裂痕，而且和陶瓷基板的结合力较强，本身硬度较高能保护功能层结构不被破坏，并很好的防止湿气对功能层的影响。烧结过程分四个阶段：溶剂挥发区(20℃-200℃)、排胶区(200℃-450℃)、烧结区(600℃-800℃-600℃)、降温区(600℃-20℃)。保护层烧成后为平滑的玻璃体，因此排胶区时间较长为20min-30min，因玻璃浆料中的玻璃粉烧结时分熔化、流平、玻璃化三个过程，烧结区升温段较慢为15-25min，高温保温区时间为10min-15min，降温区因防止玻璃体结构破坏，降温幅度为10℃-20℃/min。

S6：包封层印刷

在所述保护层的表面，利用丝网印刷涂布环氧树脂油墨，使其均匀的完全覆盖保护层和保护层与陶瓷基板剥离线的区域，印刷完成后经过150℃红外干燥后置于210℃的隧道炉中固化；固化后包封层为光滑、致密的环氧体，表面无凹坑和孔洞，而且和陶瓷基板的结合力较强，本身较好的弹性能保护所述保护层的结构不被破坏，并很好的防止湿气对器件的影响。

S7：堆叠、溅射、折粒

印刷完成的陶瓷基板经堆叠、溅射、折粒三道工序后转变成符合尺寸规格的器件芯片；陶瓷基板经折条机沿剥离线堆叠成产品条，放置在溅射治具内，通过溅射炉在产品条侧面溅射一层可镀性的金属，通过调节溅射时间和电流值改变金属层的厚度。溅射好的产品条经折粒机折成小颗粒的器件芯片。

S8：电镀

将符合尺寸规格的器件芯片经中性电镀液电镀后，制备出成品陶瓷静电抑制器。电镀液为中性防止酸碱电镀液对产品损坏，产品电镀前要对端电极、背电极和溅射层进行清理，电镀时滚动速度要均匀，产品的端电极符合规矩范围后结束电镀，防止电镀趴锡，影响器件的外观良率。

进一步地，所述步骤S1具体包括：

S11：制备预混功能粉料，所述预混功能粉料包括下列重量百分含量的组份：

将上述组分按照百分含量装入罐磨器中，罐磨48小时，然后通过超声分散过325目筛后即得到预混功能粉料；

S12：在上述预混功能粉料中加入有机载体，在玛瑙研钵中混合均匀后，采用三辊研磨机分散后制备出防静电浆料，所述防静电浆料的细度小于10um；其中所述预混功能粉料和所述有机载体的质量百分比为：

预混功能粉料 70％，

有机载体 30％。

实施例5

一种基于实施例1所述的陶瓷静电抑制器的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备功能浆料；

S2：电极印刷

优选地，本实施例选择杜邦电子浆料公司生产的Ag/Pd电极浆料在陶瓷基板的上表面印刷内电极和端电极，在所述陶瓷基板的下表面印刷背导电极，印刷后在150℃红外线隧道炉中烘干；

作为一优选的实施方案，在进行电极印刷之前，优选地通过激光切割机在陶瓷基板上切割出剥离线，其主要目的在于防止在折粒过程中损伤基板。激光切割精度较高，切割后的尺寸均匀度高，方便后续图形的印刷。当然本领域技术人员完全可以根据实际的使用需求进行选择。

S3：电极切割

使用镭射激光切割机，在印刷好的所述内电极中间切割出一定宽度的切割缝隙(如果内电极的缝隙经印刷形成，切割机只进行修复即可)，切割后的陶瓷基板置于850℃的隧道炉中烧结，保温时间为10min；切割缝隙影响ESD器件的响应性，激光切割精度高，可以调节缝隙的大小来调节ESD器件的性能和稳定性。

S4：功能材料印刷

在所述陶瓷基板上内电极切槽的部位，利用丝网印刷涂布功能浆料以成为规定的图案，使其均匀的填充满切槽，并覆盖部分内电极。印刷完成后经过红外干燥后置于750℃的隧道炉中烧结形成功能材料层；烧结后功能材料层为疏松多孔的骨架结构，方便高压冲击时电子的导通，提高ESD的响应性。烧结过程分四个阶段：溶剂挥发区(20℃-200℃)、排胶区(200℃-450℃)、烧结区(600℃-750℃)、降温区(750℃-20℃)。功能浆料为疏松多孔结构，因此排胶区时间较长为15min-25min，因浆料中的玻璃烧结时分熔化、析晶两个过程，烧结区升温段较慢为10-20min，高温保温区时间较短为5min-10min，降温区因防止功能层烧结后骨架结构破坏，降温幅度为10℃-20℃/min。

S5：保护层印刷

在所述功能材料层和所述陶瓷基板的上表面，利用丝网印刷涂布玻璃浆料，使其均匀的完全覆盖功能材料层和功能材料层周围70um的陶瓷基板，印刷完成后经过红外干燥后置于750℃的隧道炉中烧结；烧成后保护层为光滑的玻璃体，表面无微孔和微裂痕，而且和陶瓷基板的结合力较强，本身硬度较高能保护功能层结构不被破坏，并很好的防止湿气对功能层的影响。烧结过程分四个阶段：溶剂挥发区(20℃-200℃)、排胶区(200℃-450℃)、烧结区(600℃-750℃-600℃)、降温区(600℃-20℃)。保护层烧成后为平滑的玻璃体，因此排胶区时间较长为20min-30min，因玻璃浆料中的玻璃粉烧结时分熔化、流平、玻璃化三个过程，烧结区升温段较慢为15-25min，高温保温区时间为10min-15min，降温区因防止玻璃体结构破坏，降温幅度为10℃-20℃/min。

S6：包封层印刷

在所述保护层的表面，利用丝网印刷涂布环氧树脂油墨，使其均匀的完全覆盖保护层和保护层与陶瓷基板剥离线的区域，印刷完成后经过150℃红外干燥后置于208℃的隧道炉中固化；固化后包封层为光滑、致密的环氧体，表面无凹坑和孔洞，而且和陶瓷基板的结合力较强，本身较好的弹性能保护所述保护层的结构不被破坏，并很好的防止湿气对器件的影响。

S7：堆叠、溅射、折粒

印刷完成的陶瓷基板经堆叠、溅射、折粒三道工序后转变成符合尺寸规格的器件芯片；陶瓷基板经折条机沿剥离线堆叠成产品条，放置在溅射治具内，通过溅射炉在产品条侧面溅射一层可镀性的金属，通过调节溅射时间和电流值改变金属层的厚度。溅射好的产品条经折粒机折成小颗粒的器件芯片。

S8：电镀

将符合尺寸规格的器件芯片经中性电镀液电镀后，制备出成品陶瓷静电抑制器。电镀液为中性防止酸碱电镀液对产品损坏，产品电镀前要对端电极、背电极和溅射层进行清理，电镀时滚动速度要均匀，产品的端电极符合规矩范围后结束电镀，防止电镀趴锡，影响器件的外观良率。

进一步地，所述步骤S1具体包括：

S11：制备预混功能粉料，所述预混功能粉料包括下列重量百分含量的组份：

将上述组分按照百分含量装入罐磨器中，罐磨48小时，然后通过超声分散过325目筛后即得到预混功能粉料；

S12：在上述预混功能粉料中加入有机载体，在玛瑙研钵中混合均匀后，采用三辊研磨机分散后制备出防静电浆料，所述防静电浆料的细度小于10um；其中所述预混功能粉料和所述有机载体的质量百分比为：

预混功能粉料 72％，

有机载体 28％。

实施例6

一种基于实施例1所述的陶瓷静电抑制器的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备功能浆料；

S2：电极印刷

优选地，本实施例选择杜邦电子浆料公司生产的Ag/Pd电极浆料在陶瓷基板的上表面印刷内电极和端电极，在所述陶瓷基板的下表面印刷背导电极，印刷后在150℃红外线隧道炉中烘干；

作为一优选的实施方案，在进行电极印刷之前，优选地通过激光切割机在陶瓷基板上切割出剥离线，其主要目的在于防止在折粒过程中损伤基板。激光切割精度较高，切割后的尺寸均匀度高，方便后续图形的印刷。当然本领域技术人员完全可以根据实际的使用需求进行选择。

S3：电极切割

使用镭射激光切割机，在印刷好的所述内电极中间切割出一定宽度的切割缝隙(如果内电极的缝隙经印刷形成，切割机只进行修复即可)，切割后的陶瓷基板置于850℃的隧道炉中烧结，保温时间为10min；切割缝隙影响ESD器件的响应性，激光切割精度高，可以调节缝隙的大小来调节ESD器件的性能和稳定性。

S4：功能材料印刷

在所述陶瓷基板上内电极切槽的部位，利用丝网印刷涂布功能浆料以成为规定的图案，使其均匀的填充满切槽，并覆盖部分内电极。印刷完成后经过红外干燥后置于700℃的隧道炉中烧结形成功能材料层；烧结后功能材料层为疏松多孔的骨架结构，方便高压冲击时电子的导通，提高ESD的响应性。烧结过程分四个阶段：溶剂挥发区(20℃-200℃)、排胶区(200℃-450℃)、烧结区(600℃-700℃)、降温区(700℃-20℃)。功能浆料为疏松多孔结构，因此排胶区时间较长为15min-25min，因浆料中的玻璃烧结时分熔化、析晶两个过程，烧结区升温段较慢为10-20min，高温保温区时间较短为5min-10min，降温区因防止功能层烧结后骨架结构破坏，降温幅度为10℃-20℃/min。

S5：保护层印刷

在所述功能材料层和所述陶瓷基板的上表面，利用丝网印刷涂布玻璃浆料，使其均匀的完全覆盖功能材料层和功能材料层周围70um的陶瓷基板，印刷完成后经过红外干燥后置于700℃的隧道炉中烧结；烧成后保护层为光滑的玻璃体，表面无微孔和微裂痕，而且和陶瓷基板的结合力较强，本身硬度较高能保护功能层结构不被破坏，并很好的防止湿气对功能层的影响。烧结过程分四个阶段：溶剂挥发区(20℃-200℃)、排胶区(200℃-450℃)、烧结区(600℃-700℃-600℃)、降温区(600℃-20℃)。保护层烧成后为平滑的玻璃体，因此排胶区时间较长为20min-30min，因玻璃浆料中的玻璃粉烧结时分熔化、流平、玻璃化三个过程，烧结区升温段较慢为15-25min，高温保温区时间为10min-15min，降温区因防止玻璃体结构破坏，降温幅度为10℃-20℃/min。

S6：包封层印刷

在所述保护层的表面，利用丝网印刷涂布环氧树脂油墨，使其均匀的完全覆盖保护层和保护层与陶瓷基板剥离线的区域，印刷完成后经过150℃红外干燥后置于215℃的隧道炉中固化；固化后包封层为光滑、致密的环氧体，表面无凹坑和孔洞，而且和陶瓷基板的结合力较强，本身较好的弹性能保护所述保护层的结构不被破坏，并很好的防止湿气对器件的影响。

S7：堆叠、溅射、折粒

印刷完成的陶瓷基板经堆叠、溅射、折粒三道工序后转变成符合尺寸规格的器件芯片；陶瓷基板经折条机沿剥离线堆叠成产品条，放置在溅射治具内，通过溅射炉在产品条侧面溅射一层可镀性的金属，通过调节溅射时间和电流值改变金属层的厚度。溅射好的产品条经折粒机折成小颗粒的器件芯片。

S8：电镀

将符合尺寸规格的器件芯片经中性电镀液电镀后，制备出成品陶瓷静电抑制器。电镀液为中性防止酸碱电镀液对产品损坏，产品电镀前要对端电极、背电极和溅射层进行清理，电镀时滚动速度要均匀，产品的端电极符合规矩范围后结束电镀，防止电镀趴锡，影响器件的外观良率。

进一步地，所述步骤S1具体包括：

S11：制备预混功能粉料，所述预混功能粉料包括下列重量百分含量的组份：

将上述组分按照百分含量装入罐磨器中，罐磨48小时，然后通过超声分散过325目筛后即得到预混功能粉料；

S12：在上述预混功能粉料中加入有机载体，在玛瑙研钵中混合均匀后，采用三辊研磨机分散后制备出防静电浆料，所述防静电浆料的细度小于10um；其中所述预混功能粉料和所述有机载体的质量百分比为：

预混功能粉料 68％，

有机载体 32％。

实施例2-6中所述陶瓷基板优选为氧化铝陶瓷基板，所述步骤S3中的所述切割缝隙的宽度优选为25um。所述玻璃粉体为微晶玻璃粉体，所述金属材料为包裹后的金属材料，所述半导体材料为球形半导体材料ZnO，所述陶瓷材料为球形氧化铝粉体，所述纳米Pt粉或Pd粉为球形纳米Pt粉或Pd粉。所述有机载体由下述方法制备：

(1)将液体溶剂按照如下重量百分比称取：松油醇20-40％，丁基卡必醇醋酸酯30-50％，丙二醇苯醚20-40％，二氧化硅1-3％置入容器中，混合均匀；

(2)将步骤(1)中得到的混合溶液在水浴中加热至60℃，然后将乙基纤维素1-5％、氢化蓖麻油1-5％和表面活性剂0-1％加入，充分溶解后降至室温即得到有机载体。

通过利用球形氧化锌作为半导体材料，可以使半导体材料更好的在功能材料中分散，提高功能材料层的稳定性。通过利用包裹后的金属材料作为导电材料，可以大幅度降低材料缺陷引发的器件漏电，提高功能材料层的安全性和可靠性。通过在功能材料层中添加纳米级球形Pt/Pd粉，可以使功能材料层更容易放电，从而提高ESD的响应性，提高器件的性能。通过利用功能材料层中的玻璃粉体，可以将多种材料混合在一起形成一种复合功能材料，利用析晶玻璃的固有的骨架结构，使材料形成稳定的疏松多孔结构，方便电子在功能材料的移动，提高ESD的性能。

实施例2-6中所述的陶瓷静电抑制器的制备方法，电极印刷在烧成后的陶瓷基板表面，切割后烧结不会引起电极形变，采用硬度和烧结温度较高的Ag/Pd电极，能提高电极的稳定性。陶瓷基板覆盖保护层，可以更好的保护功能材料层的骨架结构以及隔绝湿气对功能材料层的影响。采用环氧树脂的包封材料更进一步提高器件的致密度，降低机器摩擦、挤压对器件造成的损伤，从而提高陶瓷ESD器件的可靠性和稳定性。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也应落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种陶瓷静电抑制器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：制备功能浆料；

S2：电极印刷

在陶瓷基板的上表面印刷内电极和端电极，在所述陶瓷基板的下表面印刷背导电极，印刷后在150℃红外线隧道炉中烘干；

S3：电极切割

在印刷好的所述内电极中间切割出一定宽度的切割缝隙，切割后的陶瓷基板置于850℃的隧道炉中烧结，保温时间为10min；

S4：功能材料印刷

在所述陶瓷基板上内电极切槽的部位，利用丝网印刷涂布功能浆料以成为规定的图案，印刷完成后经过红外干燥后置于600℃-850℃的隧道炉中烧结形成功能材料层；

S5：保护层印刷

在所述功能材料层和所述陶瓷基板的上表面，利用丝网印刷涂布玻璃浆料，印刷完成后经过红外干燥后置于600℃-850℃的隧道炉中烧结；

S6：包封层印刷

在所述保护层的表面，利用丝网印刷涂布环氧树脂油墨，印刷完成后经过150℃红外干燥后置于200℃-220℃的隧道炉中固化；

S7：堆叠、溅射、折粒

印刷完成的陶瓷基板经堆叠、溅射、折粒三道工序后转变成符合尺寸规格的器件芯片；

S8：电镀

将符合尺寸规格的器件芯片经中性电镀液电镀后，制备出成品陶瓷静电抑制器。

2.如权利要求1所述的陶瓷静电抑制器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S11：制备预混功能粉料，所述预混功能粉料包括下列重量百分含量的组份：

将上述组分按照百分含量装入罐磨器中，罐磨48小时，然后通过超声分散过325目筛后即得到预混功能粉料；

S12：在上述预混功能粉料中加入有机载体，在玛瑙研钵中混合均匀后，采用三辊研磨机分散后制备出防静电浆料，所述防静电浆料的细度小于10um；其中所述预混功能粉料和所述有机载体的质量百分比为：

预混功能粉料 65％-85％，

有机载体 15％-35％。

3.如权利要求2所述的陶瓷静电抑制器的制备方法，其特征在于，所述陶瓷基板为氧化铝陶瓷基板，所述步骤S3中的所述切割缝隙的宽度为25um。