[发明专利]突波吸收器的材料及使用这种材料制作突波吸收器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种突波吸收器的材料，尤指一种突波吸收器的微观结构中具有以壳包覆核这种结构的材料。

背景技术

电子工业的趋势是工作频率愈来愈高，尺寸愈来愈小。因此，在高频范围下经常使用突波吸收器(varistor)来保护IC不会受到过电压的破坏。

有相当多的材料具有突波吸收器的功能，例如SrTiO₃、SiC、ZnO、Fe₂O₃、SnO₂、TiO₂、BaTiO₃及Diode等，但各种材料的突波吸收或是静电吸收能力也不相同，加上因为各种特性的限制，并非所有的材料均具有商品化的机会。

硅基二极管主要是利用PN界面来产生突波吸收器的功能，以这种材料制成的突波吸收器，具有较高崩溃电压及突波吸收能力较小的缺点。

以Fe₂O₃及BaTiO₃制成的突波吸收器，主要是利用电极与陶瓷体间的界面来产生突波吸收特性，但是这种突波吸收器的电性特性较差，且不易做高压元件。

以ZnO、TiO₂、SnO₂、SrTiO₃制成的突波吸收器，主要是利用半导化的晶粒及晶界绝缘层的界面来产生突波吸收特性，但是，这些晶界绝缘层主要是由结晶相所组成，例如α-Bi₂O₃、Na₂O或是SrTiO₃等晶界相，其缺点是在制作过程中需要经过较高温烧结才能完成。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种突波吸收器的新材料，具有以壳包覆核的微观结构，且选用导体或半导体材料当作这种材料的微观结构之中的核结构，另外选用玻璃材料当作这种材料的微观结构之中的壳结构，且包覆所述的核结构，以这种新材料制成突波吸收器的过程中，可以使用较低温度烧结，一般烧结温度约600～1100℃；而且，这种突波吸收器的电气特性，可以由所述的核结构的晶粒大小与特性，所述的壳结构的绝缘层厚度及其绝缘阻抗特性，以及，突波吸收器的两平行电极间的间距及电极材料的重叠面积等参数来决定。

本发明的另一目的是提供一种突波吸收器的新材料，可应用于制成单层型突波吸收器及层积型突波吸收器，且突波吸收器的电气特性可以视需要任意调整。

本发明的又一目的是提供一种电压可任意调整的突波吸收器制造方法，使用微观结构中具有以壳包覆核结构的材料，再以较低温度烧结制成突波吸收器，在低温度烧结过程中，因为壳结构为玻璃材料且与核结构的材料几乎没有反应，故利用精确控制核结构的晶粒尺寸大小、壳结构的绝缘层厚度、壳结构的绝缘阻抗及电极重叠面积等参数，可以调整突波吸收器的电气特性。

附图说明

图1是以本发明的材料制成突波吸收器的微观结构示意图。

附图标记

10……突波吸收器    11……材料

12……壳结构    14……核结构

20……陶瓷元件

具体实施方式

如图1所示，本发明的材料11，具有以壳结构12包覆核结构14的微观结构，且选用导体或是半导体材料当作这种材料11的微观结构之中的核结构14，另外选用玻璃材料当作这种材料的微观结构之中的壳结构12，以包覆所述的核结构14。本发明的材料11，以一般标准陶瓷制作过程可以做成突波吸收器10的陶瓷元件20。

本发明的材料11，作为微观结构的核结构14的导体材料，可选自Fe、A1、Ni、Cu、Ag、Au、Pt或Pd金属的其中一种或一种以上的组合，或是它们的合金组合。

本发明的材料11，作为微观结构的核结构14的半导体材料，可选自ZnO、SrTiO₃、SiC、TiO₂、SnO₂、Si或GaAs的其中一种或一种以上的组合。

本发明的材料11，作为微观结构的核结构14还可以选自所述的导体材料与半导化材料的组合物。

本发明的材料11，作为微观结构的壳结构12的玻璃材料，可选自硅酸盐玻璃、硼玻璃、硅铝玻璃、磷玻璃或铅玻璃中的其中一种。

本发明的材料11可应用于制作具有优异电气特性的突波吸收器10，突波吸收器10的制造流程包括：