专利名称：：静电应对部件的制作方法
技术领域：
：本发明涉及防止静电保护电子设备的静电应对部件(staticelectricitycountermeasurecomponents10
背景技术：
近年来，便携电话等电子设备的小型化、高性能化快速发展，与此相伴，电子设备中使用的电子部件的小型化也快速发展。但是，另一方面，伴随该小型化，电子设备或电子部件的耐电压特性降低，其结果，设备内部的电路由于人体与电子设备的端子接触时产生的静电脉冲而损坏的事15例增多。这是因为由于静电脉冲，在一纳秒以下的超短时间内，数百~数千伏的高电压施加在设备内部的电路上的缘故。以往，作为对于此种静电脉冲的对策，采用在静电进入线路与地之间设置应对部件(countermeasurecomponent)的方法。另一方面，近年来，由于数据收发的高速化，信号线路的信号频率增大，且传送速度达到数百20Mbps以上。与此相伴，所述的静电应对部件的杂散电容为不使高速传输的信号的质量降低，优选尽可能的小。从而，如果达到数百Mbps以上的传输速度，则需要lpF这样的低静电容量的静电应对部件。作为此种高速传输线路中的静电应对部件，例如在专利文献1中提出了在相向对置的间隙电极(opposinggapelectrodes)之间填充过电压保护25材料的形式的静电应对部件的方案。如专利文献l的提出的方案，在相向对置的间隙电极之间填充过电压保护材料的形式的静电应对部件中，在相向对置的间隙电极间施加由静电引起的过电压时，放电电流在散布于在相向对置的间隙电极之间的绝缘材料亦即过电压保护材料中的在导电粒子之间或在半导体粒子之间流动。并30且，通过将其作为电流分流到地下，由此实现静电应对。但是，在此种形式的静电应对部件中，如果静电施加电压变高，则由于在导电粒子之间的放电电流而开始产生火花，根据情况有时火花也可能越过过电压保护材料飞出。此处，过电压保护材料使用的树脂为硅树脂，因此耐电压以及耐热性良好，但硬度和耐候性能差。因此，在最外层的保5护树脂层使用环氧树脂或酚醛树脂的情况较多。这些树脂与硅树脂相比，耐电压以及耐热性差，因此在放电火花产生并到达最外层的保护树脂层的情况下，由于树脂的碳化等引起绝缘变差的可能性升高。从而，在以往的上述静电应对部件中，难以防止由于静电脉冲产生的绝缘劣化。专利文献1:特表2002-538601号公报10
发明内容本发明鉴于上述课题而创出的，本发明的目的在于提供一种在静电脉冲施加的时候，能够防止位于最外层的保护树脂层的绝缘劣化，由此可提供静电脉冲耐量(绝缘耐量)大的静电应对部件。15本发明的一个方面涉及静电应对部件，它具备陶瓷基材；至少两个引出电极，相互隔着间隙且相向对置地设置在所述陶瓷基材上；过电压保护材料层，设置成覆盖各个所述引出电极的一部分和所述引出电极之间的间隙，且含有金属粉和硅树脂；中间层，设置在所述过电压保护材料层上，且含有绝缘体粉和硅树脂；以及保护树脂层，设置在所述中间层上。20本发明的目的、特征、方式及优点通过以下的详细说明和附图，可更明了。图1是本发明实施方式的静电应对部件的剖面图。25图2是用于说明在本发明实施方式的静电应对部件的制造方法的一工序中的制造过程阶段的产品的外观立体图。图3是用于说明在本发明实施方式的静电应对部件的制造方法的一工序中的制造过程阶段的产品的外观立体图。图4是用于说明在本发明实施方式的静电应对部件的制造方法的一工30序中的制造过程阶段的产品的外观立体图。图5是利用本发明实施方式的静电应对部件的制造方法来得到的静电应对部件的外观立体图。图6是表示针对本发明实施方式的静电应对部件进行的静电试验方法的示意图。具体实施方式以下，参照图1~图5对本发明的实施方式进行说明。图l是本发明实施方式的静电应对部件的剖面图，图2~图4是用于说明在所述静电应对部件的制造方法的一工序中的制造过程阶段的产品的外观立体图，图5是利io用所述的制造方法来得到的静电应对部件的外观立体图。如图1所示，本发明的实施方式所述的静电应对部件具备陶瓷基材1;至少两个引出电极2，相互隔着间隙且相向对置地设置在所述陶瓷基材l上；过电压保护材料层3，设置成覆盖各个所述引出电极2的一部分和所述引出电极2之间的间隙，且含有金属粉和硅树脂(silicon-basedresin);15中间层4，设置在所述过电压保护材料层3上，且含有绝缘体粉和硅树脂；以及保护树脂层5，设置在所述中间层4上。作为陶瓷基材l的材料，为减小在电极间产生的杂散电容，优选使用如介电常数在50以下、更优选10以下的低介电常数的材料。作为此种低介电常数材料，可举例如矾土(氧化铝)等。陶瓷基材，例如将矾土等低20介电常数材料在900130(TC烧成而可以得到。如图1所示，在陶瓷基材l上，将至少两个引出电极2以规定的间隔相互隔开并相向对置来设置。作为构成引出电极2的金属，优选从Cu、Ag、Au、Cr、Ni、Al及Pd构成的组中选择的至少一种金属。25例如利用溅射、蒸镀等方法，如图2所示的图案那样，引出电极2以至少两个引出电极2相向对置地被形成。该引出电极2的厚度例如为10nm20um。如图2所示的图案可从掩模之上通过进行溅射和蒸镀等来形成，或也可在形成一个引出电极后，使用光刻法，通过蚀刻来形成。引出电极2的数量可配合由装置的电路确定的线路数适宜地设定。即30使引出电极2为三个以上的情况，图案形成能够与引出电极2为两个的情况同样地进行。在引出电极2为三个以上的情况下，考虑到图案变得更复杂，优选使用光刻法进行图案形成。相向对置的两个引出电极2之间的间隔从改善过电压保护材料的过电压保护效果的观点来看，优选窄的间隔，更优选50um以下。而且，为縮5窄两个引出电极2间的间隔，期望使用光刻法。过电压保护材料层3含有金属粉与硅树脂，如图1所示，将它设置成覆盖各个引出电极2的一部分以及引出电极2之间的间隙。存在于相互隔着间隙且相向对置的引出电极2间的过电压保护材料层3，在通常使用时(额定电压下)，因为含有的硅树脂具有绝缘性，因此置io于高阻抗状态。但是，在施加静电脉冲等高电压的情况下，在过电压保护材料层3中的隔着硅树脂存在的金属粉之间产生放电电流，阻抗显著减少。从而，利用该现象，能够使静电脉冲、过压(surge)等异常电压分流至地下。由此，能够可靠地防止由于静电脉冲导致的过电压保护材料层3的绝缘劣化。15包含在过电压保护材料层3中的金属粉优选从Ni、Al、Ag、Pd及Cu构成的组中选择的至少一种金属的粉末。此外，金属粉优选含有平均粒径为0.3~10um的球状粒子，更优选实质上仅由所述球状粒子构成的金属粉。过电压保护材料层中的金属粉的含有比率优选40体积百分比以下。如果超过40体积百分比，则确保绝缘的粒子边界部的硅树脂成分相对变20少，当施加高电压时，易引起粒子间的绝缘破坏。而且，从将施加高电压情况下产生的金属粉之间的放电电流分流至地下的观点来看，金属粉的含有比率优选10体积百分比以上。包含在过电压保护材料层3中的硅树脂优选含有作为主链带有硅氧烷键(-Si-O-Si-)，且其上作为侧链结合有机基的聚硅氧烷。聚硅氧烷的基本25骨架构成为如二氧化硅的硅与氧的结合。因此，与如环氧树脂或酚醛树脂的基本骨架为碳与碳的结合或碳与氧的结合而构成的有机系树脂相比，硅树脂能够发挥防止绝缘劣化的优良的效果。从而，作为过电压保护材料层3的树脂，如果使用硅树脂，则能够大幅提高对于异常电压的绝缘耐量。作为包含在过电压保护材料层3中的硅树脂，为提高防止绝缘劣化效30果，优选侧链的有机成分尽可能的少。从此观点出发，作为硅树脂，优选含有作为侧链的有机基带有碳数量最少的甲基的聚硅氧烷(聚甲基硅氧垸、二甲基硅酮等)的硅树脂。作为制作过电压保护材料层3的方法，例如有在上述的金属粉与上述的硅树脂的混合物中添加适当的有机溶剂，并利用三根辊碎机使它们混5练(knead)以及分散，由此首先制作过电压保护材料膏剂。然后，例如使用如图3所示的网板印刷法，以5~50um的厚度印刷该过电压保护材料膏齐IJ，其后以15(TC干燥515分钟，由此形成过电压保护材料层3。如此地，过电压保护材料层3以覆盖相互隔着间隙且相向对置的两个引出电极2的各自的一部分和所述引出电极2之间的间隙的方式来形成图案。10中间层4含有绝缘体粉和硅树脂，如图1所示，设置在过电压保护材料层3与保护树脂层5之间。中间层4优选设置为覆盖过电压保护材料层3。利用该中间层4能够可靠地防止保护树脂层5的绝缘劣化。艮口，由于过电压保护材料层3是对于静电等的异常电压敏感的材料，因此在异常电压产生的情况下，在过电压保护材料层3中，即使在最远离15陶瓷基材l的表面附近，电流也流动。另一方面，由于硅树脂不能够得到足够的硬度以及耐候性的情况多，因此位于最上层的保护树脂层5通常以环氧树脂、酚醛树脂等形成。因而，在含有如环氧树脂、酚醛树脂，基本骨架为碳与碳的结合或碳与氧的结合而构成的有机系树脂的保护树脂层5与此种过电压保护材料层3直接接触的情况下，当过电压保护材料层3的20表面附近电流流动时，则保护树脂层5发生绝缘劣化。与此相反，在过电压保护材料层3与保护树脂层5之间设置以硅树脂为主成分的中间层4的情况下，能够大幅防止保护树脂层5的绝缘劣化。即，中间层4对于静电等的异常电压没有电传导性，因此放电火花无法到达表面。其结果，不会使位于该中间层4之上的由环氧树脂等形成的保护树脂层5发生绝缘劣25化。作为包含在中间层4中的绝缘体粉，优选含有从A1、Si及Mg构成的组中选择的至少一种金属的氧化物或者含有所述这些金属的复合氧化物的绝缘体的粉末。也可混合一种或两种以上使用它们。作为所述金属的氧化物，可举例如Al203、Si02、MgO等。此外，作为所述金属的复合氧化30物，可举例如富铝红柱石(3A12032Si02)、块滑石(MgO'Si02)等。绝缘体粉的平均粒径优选0310um。此外，作为绝缘体粉，优选使用具有对于静电等的异常电压没有电传导性的高绝缘性、且在室温下具有1013Qcm以上的体积固有阻抗率的绝缘体粉。中间层中的绝缘体粉的含有比率优选40体积百分比以下。如果超过540体积百分比，则在绝缘体粉与硅树脂的界面处，放电火花易泄漏，其结果，由静电脉冲导致的放电火花到达最外层的保护树脂层5，从而易发生绝缘劣化。此外，绝缘体粉也具有使网板印刷精度优良地进行的填充剂的效果。因而，如果得到良好的印刷，绝缘体粉的含有比率更优选30体积百分比以下。而且，从精度优良地进行网板印刷的观点来看，绝缘体粉的io含有比率优选IO体积百分比以上。作为包含在中间层4中的硅树脂，与包含在过电压保护材料层3中的硅树脂同样，为提高防止绝缘劣化效果，优选侧链的有机成分尽可能的少。从该观点可知，优选含有带有甲基作为侧链的有机基的聚硅氧烷(聚甲基硅氧烷、二甲基硅酮等)的硅树脂。15中间层的厚度优选5um以上。当中间层的厚度不足5lim时，保护树脂层5的绝缘劣化防止效果受到损害。而且，从生产率的观点来看，中间层的厚度只要实质在50um以下即可。此外，中间层的厚度与上述过电压保护材料层的厚度之和优选30nm以上。通过将两层的厚度的和调节到30um以上，例如，在中间层的厚度20小的情况下，就通过加大过电压保护材料层的厚度，另外，在过电压保护材料层的厚度小的情况下，就通过加大中间层的厚度，这样地把保护树脂层5的绝缘劣化防止效果进一步提高。而且，从处置性和生产率的观点来看，中间层的厚度与上述过电压保护材料层的厚度之和只要实质在80um以下即可。25作为制作中间层4的方法，例如有在上述的绝缘体粉和上述的硅树脂的混合物中添加适当的有机溶剂，并利用三根辊碎机使它们混练以及分散，由此首先制作过中间层用膏剂。然后，例如使用如图4所示的网板印刷法，以550um的厚度，并覆盖上述过电压保护材料层3地印刷该中间层用膏剂。此时，以完全覆盖位于相向对置的两个引出电极2之间的上部30的过电压保护材料层3的方式来印刷中间层4。其后以15(TC干燥5~15分钟，由此可形成中间层4。保护树脂层5设置在上述中间层4之上。保护树脂层5优选以完全覆盖过电压保护材料层3及中间层4的方式来设置。保护树脂层5为确保足够的硬度和耐候性，优选以如环氧树脂或酚醛树脂的基本骨架为碳与碳的5结合或者碳与氧的结合而构成的有机系树脂来形成。例如如图5所示，保护树脂层5以完全覆盖上述过电压保护材料层3及上述中间层4，且在两端露出引出电极2的端部的状态的方式，使用网板印刷法，以10~100/mi的厚度印刷包括环氧树脂或酚醛树脂的保护树脂膏齐IJ，其后以15(TC干燥5~15分钟。然后，以150200。C硬化15~60分钟，io由此可形成保护树脂层5。例如如图5所示，静电应对部件能够通过在陶瓷基材1的两端部形成与至少两个上述的引出电极2电连接的端子电极6来制造。例如如图1所示，端子电极6以与引出电极2的端部电连接的方式，通过涂敷包括Ag等金属粉和环氧树脂等的硬化用树脂的电极膏剂，并使其干燥，从而能够15形成在陶瓷基材1的两端部。以上，详细说明了本发明的实施方式，但上述的说明对于所有方面仅为例示，本发明并不限定于此。未例示的多个变形也可认定为不脱离本发明的范围。以下，表示与本发明相关的实施例，但本发明并不限定于这些实施例。20实施例制作各试验例的静电应对部件，并实施以下的静电试验。如图6所示，静电试验是将静电应对部件7的一侧的端子与地8接地，并且，使从另一侧的端子引出的静电脉冲施加部9与静电试验枪10接触，并施加静电脉冲。静电试验在IEC61000人体模型试验为基准的条件下(放25电阻抗330Q，放电容量150pF，施加电压8kV)实施。静电试验后的评价是将静电脉冲施加后的绝缘阻抗值(以DC25V测定)不足1()SQ的情况判定为破坏而进行。(试验例l及对比例1)针对改变了中间层4的厚度的静电应对部件，实施了与未设置中间层30的静电应对部件相比较的试验。在该试验中，作为过电压保护材料层3中的金属粉使用了平均粒径为1Um的Al，且Al的含有比率设为40体积百分比。此外，作为中间层4中的绝缘体粉使用了平均粒径为lPm的Si02和A1203的混合粉，且Si02和A1203的混合粉的含有比率设为40体积百分比。并且，保护树脂层5使用了环氧树脂。此外，相向对置的引出电极25的间隔设为25um。表l表示试验结果。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>io由表l明确可知，在未设置中间层4的情况下，破坏个数为100个中有10个，而通过设置中间层4，破坏个数减少，进而通过增大中间层4的厚度，破坏不发生。(试验例2及对比例2)分别改变过电压保护材料层3的厚度与中间层4的厚度，来制造了静15电应对部件，并且实施了与未设置中间层的静电应对部件相比较的试验。再说，过电压保护材料层3的组成、中间层4的组成、相向对置的引出电极2的间隔采用了与试验例1中使用的静电应对部件相同的组成以及间隙。表2表示试验的结果。[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由表2明确可知，在过电压保护材料层3的厚度分别设为lOum、30um、40ym的各情况下，随着加厚中间层4的厚度，各情况都减少破坏个数。由表1及表2的结果可知，通过设置包括硅树脂和绝缘体粉的中间层，5静电脉冲耐量大幅提高，并且，在过电压保护材料层3与中间层4的厚度之和在30um以上的情况下，得到了更良好的结果。(试验例3)作为过电压保护材料层3中的金属粉，对于改变了Al的含有比率的静电应对部件进行了试验。在该试验中，作为过电压保护材料层3中的金10属粉，使用了平均粒径为lixm的AI，且该过电压保护材料层3的厚度设为20Pm。此外，作为中间层4中的绝缘体粉，使用了平均粒径为l^m的Si02和Al203的混合粉，且&02和Al203的混合粉的含有比率设为40体积百分比。并且，中间层4的厚度设为10um，且保护树脂层5使用了环氧树脂。此外，相向对置的引出电极2的间隔设为25um。15表3表示评价了具有不同的Al的含有比率的静电应对部件的初始特性时的不良个数。再说，初始特性是以初始绝缘阻抗劣化来进行了评价，初始绝缘阻抗不足108Q的静电应对部件评价为不良。[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>从表3明确可知，随着Al的含有比率的增加，开始出现初始不良，然后，随着Al的含有比率的增加，初始不良个数就进一步增加。认为该倾向是基于与金属粉的接触频度的升高。从而，在含有比率在某个程度以上，即使提高分散状态，也不能够确保绝缘，存在着这样的倾向。从表325明确可知，该某个程度的值是在大于40体积百分比的情况下出现。表4表示具有不同的Al的含有比率的静电应对部件的静电试验结果。再说，针对除去了初始不良的优良品实施了试验。[表4]<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>从表4明确可知，随着Al的含有比率的增加，开始出现绝缘不良，然后，随着Al的含有比率的增加，绝缘不良个数就进一步增加。此处，与表3同样，从超过40体积百分比之后的点开始出现破坏。认为这是在Al含有比率高的情况下，由于己确保绝缘的粒子边界部的树脂成分相对变10少，因此当施加高电压时，则容易产生粒子之间的绝缘破坏。还有，在Al的粒径为0.3~10ym的范围内的情况下，即使使Al的含有比率变化，也得到了表示与表4相同的倾向的结果。(试验例4)作为中间层4中的绝缘体粉，使用了Si02和/或Al203,并且对其含有15比率变化后的情况的静电应对部件进行了试验。在该试验中，作为过电压保护材料层3中的金属粉，使用了平均粒径为lnm的Al，且该A1的含有比率设为40体积百分比，而且该过电压保护材料层3的厚度设为m。此外，作为中间层4中的绝缘体粉，使用了平均粒径为ltim的Si02和/或Al203或者它们的混合粉。并且，中间层4的厚度设为10Pm，且保20护树脂层5使用了环氧树脂。此外，相向对置的引出电极2的间隔设为25Pm。表5表示其结果。[表5]<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>从表5明确可知，如果绝缘体粉的含有比率超过40体积百分比，则开始出现由静电脉冲导致的绝缘劣化。这理由认为如下当静电脉冲施加时，利用中间层4来防止由静电导致的放电火花产生直至最外层的保护树5脂层5范围内；但是，如果中间层4中的绝缘体粉过多，则在绝缘体粉与树脂的界面处，放电火花易泄漏，从而由静电产生的放电火花就到达最外层的保护树脂层5，由此产生绝缘劣化。如以上说明，本发明的一个方面涉及静电应对部件，它具备陶瓷基材；至少两个引出电极，相互隔着间隙且相向对置地设置在所述陶瓷基材10上；过电压保护材料层，设置成覆盖各个所述引出电极的一部分和所述引出电极之间的间隙，且含有金属粉和硅树脂；中间层，设置在所述过电压保护材料层上，且含有绝缘体粉和硅树脂；以及保护树脂层，设置在所述中间层上。根据所述构成，在过电压保护材料层与作为最外层的保护树脂层之间设置了含有绝缘体粉与硅树脂的中间层，因此能够防止在静电脉冲15施加时产生的位于最外层的保护树脂层的绝缘劣化，由此，可提供具有优良的静电脉冲耐量的静电应对部件。其中，优选的是，所述绝缘体粉包含从A1、Si及Mg构成的组中选择的至少一种金属的氧化物；或者所述这些金属的复合氧化物。根据所述构成，因为中间层含有高绝缘性的绝缘体粉，所以能够可靠地防止静电脉20冲施加时产生的保护树脂层的绝缘劣化。另外优选的是，所述绝缘体粉在所述中间层中的含有比率为40体积百分比以下。根据所述构成，可进一步降低由静电脉冲导致的绝缘劣化。另外优选的是，所述硅树脂含有侧链的有机基为甲基的聚硅氧垸。根据所述构成，上述聚硅氧烷，作为主链具有硅氧垸键，作为侧链具有有机25成分少的甲基，因此能够发挥防止绝缘劣化优良的效果。另外优选的是，所述中间层的厚度为5um以上，且所述中间层的厚度与所述过电压保护材料层的厚度之和为30Um以上。根据所述构成，可进一步可靠地防止静电脉冲导致的绝缘劣化。另外优选的是，所述金属粉包含从Ni、Al、Ag、Pd及Cu构成的组30中选择的至少一种。根据所述构成，在施加静电脉冲的情况下，在过电压保护材料层中的金属粉之间产生放电电流，使阻抗减少，从而能够使异常电压分流到地下，由此能够可靠地防止由静电脉冲导致的过电压保护材料层的绝缘劣化。另外优选的是，所述金属粉在所述过电压保护材料层中的含有比率为540体积百分比以下。根据所述构成，可进一步可靠地降低由静电脉冲导致的绝缘劣化。工业上的可利用性本发明的静电应对部件具备陶瓷基材；至少两个引出电极，相互隔着间隙且相向对置地设置在所述陶瓷基材上；过电压保护材料层，设置成10覆盖各个所述引出电极的一部分和所述引出电极之间的间隙，且含有金属粉和硅树脂；中间层，设置在所述过电压保护材料层上，且含有绝缘体粉和硅树脂；以及保护树脂层，设置在所述中间层上。通过设置所述中间层，能够防止静电脉冲施加时产生的位于最外层的保护树脂层的绝缘劣化，由此可以提供静电脉冲耐量大的静电应对部件。权利要求1.一种静电应对部件，其特征在于具备陶瓷基材；至少两个引出电极，相互隔着间隙且相向对置地设置在所述陶瓷基材上；过电压保护材料层，设置成覆盖各个所述引出电极的一部分和所述引出电极之间的间隙，且含有金属粉和硅树脂；中间层，设置在所述过电压保护材料层上，且含有绝缘体粉和硅树脂；以及保护树脂层，设置在所述中间层上。2.根据权利要求l所述的静电应对部件，其特征在于，所述绝缘体粉包含从A1、Si及Mg构成的组中选择的至少一种金属15的氧化物；或者所述这些金属的复合氧化物。3.根据权利要求l所述的静电应对部件，其特征在于，所述绝缘体粉在所述中间层中的含有比率为40体积百分比以下。4.根据权利要求l所述的静电应对部件，其特征在于，所述硅树脂含有侧链的有机基为甲基的聚硅氧烷。5.根据权利要求l所述的静电应对部件，其特征在于，所述中间层的厚度为5Pm以上，且所述中间层的厚度与所述过电压保护材料层的厚度之和为30"m以上。6.根据权利要求l所述的静电应对部件，其特征在于，所述金属粉包含从Ni、Al、Ag、Pd及Cu构成的组中选择的至少一25种。7.根据权利要求l所述的静电应对部件，其特征在于，所述金属粉在所述过电压保护材料层中的含有比率为40体积百分比以下。全文摘要本发明提供一种静电应对部件，其具备陶瓷基材；至少两个引出电极，相互隔着间隙且相向对置地设置在所述陶瓷基材上；过电压保护材料层，设置成覆盖各个所述引出电极的一部分和所述引出电极之间的间隙，且含有金属粉和硅树脂；中间层，设置在所述过电压保护材料层上，且含有绝缘体粉和硅树脂；以及保护树脂层，设置在所述中间层上。文档编号H01C7/12GK101258562SQ20068003270公开日2008年9月3日申请日期2006年9月6日优先权日2005年9月13日发明者德永英晃,野添研治申请人:松下电器产业株式会社