[发明专利]电荷装载仓容性陶瓷半导体装置及其制造方法

说明书

本发明提供了一种电荷装载仓容性陶瓷半导体装置及其制造方法。该装置由设定数量的形状相同的几何片状体的陶瓷半导体结构串联组成，串联过渡体为铝箔或锡箔，每一个几何片状体的陶瓷半导体结构串联的截面附着导电金属电极，侧面刷涂玻璃釉绝缘浆料。本发明通过材料配方技术和工艺，增加异性电荷聚合量，保护角度≥85°，大大的提高了保护半径。闪电电流耐受程度达到150‑400KA。此参数通过国家第三方测试机构的测试验证。在设定保护角度下接闪概率达到100％，减少大约82％的雷电流泄放大地，彻底消除82％的雷电流消除地面保护区域内微电子设备地电位高压反击破坏现象，保护人身安全和设备安全。

技术领域

本发明涉及防雷技术领域，尤其涉及一种电荷装载仓容性陶瓷半导体装置及其制造方法。

背景技术

2012年9月1日中国人民解放军总装备部颁布了GJB7581-2012《机动通信系统雷电防护要求》，标准对适用范围规定了机动通信系统直击雷和雷电电磁脉冲的防护提出了严谨的技术要求，标准适用于机动通信系统直击雷和雷电电磁脉冲防护的设计、研制和使用等强制要求。标准4.6部分规定机动通信系统直击雷雷电防护为甲级，雷电电磁脉冲为乙级防护。地处多雷区、高雷区、强雷区的机动通信系统的防护为甲级和乙级，地处少雷区的机动通信系统的防护为乙级。标准规定了机动通信系统直击雷防护产品为：半导体直雷击防护装置(即：天幕直击雷防护装置)的最基本参数(如：保护角＞65°；接闪电流＞100KA等)。

现有的直击雷防护装置中的电荷装载仓容性陶瓷半导体装置的结构特点和缺陷：保护角度太小(保护半径小)，无法满足野战防雷的系统要求，在设定保护角度下接闪概率低(≥95％)，仍有5％的概率雷电入侵阵地设备；不具备限制闪电接闪电流的能力差；闪电电流耐受程度低，经常遭受雷击损坏；耐受较高的接闪电压破坏电压经常发生侧面击穿现象；无散基础热能力，宜发生热击穿效应；无内置高内阻抗消耗雷电流能量；单位体积容纳电荷量小；无法消除或基本消除地面保护区域内微电子设备地电位高压反击破坏现象；无法消除雷电电磁脉冲感应过电压对保护区域微电子设备的破坏现象

发明内容

本发明的实施例提供了一种电荷装载仓容性陶瓷半导体装置及其制造方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种电荷装载仓容性陶瓷半导体装置，包括：

由设定数量的形状相同的几何片状体的陶瓷半导体结构串联组成，串联过渡体为铝箔或锡箔，每一个几何片状体的陶瓷半导体结构串联的截面附着导电金属电极，侧面刷涂玻璃釉绝缘浆料。

优选地，所述导电金属电极是氧化铋银浆料或者铝浆料经过300-900°烧结完成熔化附着；或者是，铝浆料经过粘合剂喷涂后烧结附着；或者是，金属铜通过高温溅射的方法附着；或者是，化学沉积法镀镍附着。

优选地，所述设定数量为5-30个。

优选地，每个几何片状体的陶瓷半导体结构的闪电导通电压在500-5000V之间。

优选地，所述电荷装载仓容性陶瓷半导体装置烧结前的组分材料包括：氧化锌、氧化铋、氧化锑、氧化钴、氧化锰、氧化铬、氧化硅、氢氧化铝、硝酸银、氧化铝、碳酸银、氧化硼、氧化锡、氧化铜和氧化镍；

装载电荷组分辅助材料包括：BaTiO₃、SrTiO₃、Li₃ZrO₃、Nb₂O₅、ZaB₂O4、Bi₂TiSiO₇中的任意一种或者多种材料组合。

优选地，所述电荷装载仓容性陶瓷半导体装置烧结前的各个组分材料的摩尔配比的配方为：