[发明专利]表面贴装型高分子ESD保护元件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种外界静电冲击(ESD)高分子保护元件，属于静电防护用电子元器件。

背景技术

功能高分子材料是目前材料科学研究的热点，具有电压敏感特性的高分子压敏材料便是其中的佼佼者，迄今学术界产业界都在踊跃地对它进行研究开发。所谓的高分子压敏材料就是指这种复合高分子材料的电阻随两端电压变化而呈非线性变化，也就是说，当施加在其两端的电压小于某个特定电压值时，材料为绝缘体，电阻很大；当施加在其两端的电压大于这个特定电压值时，材料转变为导体，电阻很小。

集成电路(IC)技术的在电子领域得到越来越广泛的应用，但是这种半导体器件对外界影响敏感程度非常高，易于受到由外界静电冲击(ESD)引起的过电压损害。当集成电路受到高达数千伏的静电冲击时，将造成高达几十安培的瞬间放电尖峰电流。瞬间大电流会对IC造成严重损伤，从而导致整台电子设备的工作故障，带来重大经济损失。目前集成电路常用保护电路有箝位二极管，压敏电阻，稳压管，TVS二极管等。但是，由于ESD防护元件并联在电路中使用，这就要求其结电容要尽可能的小，尤其是对于高频线路中，较高的结电容会造成信号噪音，影响IC的正常工作。

使用高分子压敏材料制成的高分子ESD保护元件，是一种新的解决方案，特点是没有极性，安装简单，最主要的是结电容小，非常适合高频线路中应用。但是，目前出现的高分子ESD保护元件有些结构简单，但是稳定性差，有些稳定性好，但是结构复杂，生产加工困难。

如中国发明专利申请CN1588577A公开了一种表面贴装型高分子复合电压敏感元件及其制造方法，它由底层的基板、中间的高分子复合电压敏感材料层和贴覆在其上的金属箔片构成，金属箔片被从中间切断，形成两片电极板。这种结构虽然也可以达到减小结电容的目的，但由于高分子复合电压敏感材料是直接暴露在空气中的，因此耐候性差，稳定性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种性能稳定，结构简单，易于加工成型的表面贴装型高分子ESD保护元件，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种表面贴装型高分子ESD保护元件的制造方法。

为了解决上述第一个技术问题，本发明采用如下技术方案：一种表面贴装型高分子ESD保护元件，包括基板、高分子压敏材料、表面焊盘、由一条狭缝分割一块金属箔形成的两片电极，所述表面焊盘分别与两片电极相连接，所述金属箔上设有一个小孔，狭缝与所述小孔相交，所述高分子压敏材料位于所述小孔中且被密封在基板内部。

本发明中高分子压敏材料被完全密封在元件的内部，与空气隔离，因此耐候性得到提高，性能稳定，并且结构也很简单，易于加工制造。

优选地，所述金属箔分为上下两层，分别贴覆在一片复合树脂板的上下表面，所述复合树脂板上也设有小孔，复合树脂板上的小孔与金属箔上的小孔共同容纳所述高分子压敏材料。

优选地，所述基板分为上基板和下基板，所述金属箔和复合树脂板被夹在上下基板之间。

优选地，所述上基板和下基板都分为两层。

优选地，所述基板的两端都设有导电端头，所述导电端头同时连接上下表面焊盘和一片电极。

优选地，所述基板的两端各设有一个半圆孔，所述导电端头由设在半圆孔壁上的金属镀层构成。

优选地，所述表面焊盘由金属镀层构成。

优选地，所述金属镀层的内层为铜外层为锡，或内层为铜外层为镍，或内层为铜中间层为镍外层为金。

优选地，所述基板由高分子树脂制成。

为了解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案如下：一种表面贴装型高分子ESD保护元件的制备方法，包括以下步骤：

1)将高分子聚合物，导电填料，绝缘填料和半导体填料按一定的比例混合而成高分子压敏材料浆料；

2)取一张单面或双面覆铜箔的复合树脂板，利用蚀刻、激光切割或机械切割的方法，在铜箔上雕刻出电极的形状和电极间的狭缝，并将雕刻好的铜箔表面棕化处理；

3)按照排布在上述覆铜复合树脂板上打小孔，小孔的中心在狭缝内；

4)在小孔内填充步骤1)中制好的高分子压敏材料浆料，并固化；

5)在上述覆铜复合树脂板的上下面各盖一层半固化的复合树脂片，然后再在上述半固化复合树脂片外面各盖一层单面覆铜树脂板，铜面朝外，热压为复合板材；