防静电部件及其制造方法

专利名称：防静电部件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种保护电子设备不受静电损害的防静电部件及其制造方法。
背景技术：
近年来，随着手机等电子设备的小型化、高性能化的快速发展，用于 电子设备的电子部件的小型化也快速发展。但是，另一方面，随着小型化， 电子设备、电子部件的耐电压下降。由于人体与电子设备的端子接触时产 生的静电脉冲，会以1纳秒以下的升高速度将数百 数千伏的高电压施加 到电子设备内部的电路而损坏电子部件。
为了防止电子部件的破坏，在静电脉冲进入的线与接地点之间连接防
静电部件。近年，信号线的传输速度正在高速化为数百Mbps以上，防静电 部件的杂散电容较大时，防静电部件使信号品质恶化。因此，为了防止以 数百Mbps以上的高传输速度动作的电子部件被破坏，需要lpF以下的低静 电容量的防静电部件。
对比文件1、 2公开了以往的将过电压保护材料填充到相互对向的两个 引出电极间的间隙中的防静电部件。若在两个引出电极之间施加静电引起 的过电压，则在过电压保护材料层中分散存在的导电粒子间或半导体粒子 间流过电流。这样，防静电部件使电子部件旁路接地而使过电压产生的电 流接地。
在现有的防静电部件中，若被施加的电压高于15kV,则通过静电放电 而产生较大的反作用力，会使覆盖过电压保护材料的保护树脂层破损。
为了使防静电部件承受的峰值电压降低、使静电放电(ESD)的抑制特 性提高，需要精度良好地形成窄宽度的间隙。在专利文献1公开的现有的 防静电部件中，引出电极间的间隙主要通过基于化学反应的光刻法以及蚀 刻工艺而形成，由于曝光时的异物附着或显影不足或者蚀刻不足，会使得间隙的宽度比规定宽度小。
专利文献1记载的现有的防静电部件在片状的绝缘基板上形成电极、 功能元件之后，通过划线切割法而将绝缘基板分割成长方形或单片状。在 该分割时，在分割的面上产生毛刺而不能够以微小尺寸制成形状稳定的防 静电部件。
在专利文献2记载的现有的防静电部件中，通过利用激光切断引出电 极而形成间隙。其引出电极具有10 20^m左右的厚度，故为了可靠地将引 出电极切断而精密地形成间隙，需要提高激光的输出，难以精度良好地形 成宽度窄的间隙。
专利文献1:日本专利特表2002 - 538601号公报
专利文献2:日本专利特开2002 - 15831号公报

发明内容
本发明在绝缘基材的上表面形成以金为主成分的导体层。在导体层形 成间隙，形成隔着间隙而相互对向的多个引出电极。形成将多个引出电极 各自的一部分和间隙覆盖的过电压保护材料层，制成防静电部件。
通过该制造方法能够精度良好地形成窄间隙，由此能够制成峰值电压 低、静电放电(ESD)的抑制特性稳定且具有高耐硫化特性的防静电部件。


图1A是本发明第一实施方式的防静电部件的立体图； 图1B是图1A所示的防静电部件的线IB-1B的剖面图； 图1C是表示第一实施方式的防静电部件的动作的结构图； 图2是表示第一实施方式的防静电部件的制造方法的立体图； 图3是表示第一实施方式的防静电部件的制造方法的立体图； 图4是表示第一实施方式的防静电部件的制造方法的立体图； 图5是表示第一实施方式的防静电部件的制造方法的立体图； 图6是表示第一实施方式的防静电部件的静电试验方法的示意图； 图7表示第一实施方式的防静电部件的静电试验的试验结果； 图8表示第一实施方式的防静电部件的静电试验的试验结果； 图9表示第一实施方式的防静电部件的静电试验的试验结果；图IO是本发明第二实施方式的防静电部件的剖面图11是表示第二实施方式的防静电部件的制造方法的立体图12是表示第二实施方式的防静电部件的制造方法的立体图13是表示第二实施方式的防静电部件的制造方法的立体图14是表示第二实施方式的防静电部件的制造方法的立体图15是表示第二实施方式的防静电部件的制造方法的立体图16是表示第二实施方式的防静电部件的制造方法的立体图17是表示第二实施方式的防静电部件的制造方法的立体图18是表示第二实施方式的防静电部件的立体图19A是表示本发明第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视
图19B是图19A所示的防静电部件的线19B- 19B的剖面图； 图19C是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图； 图19D是图19C所示的防静电部件的线19D-19D的剖面图； 图19E是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图； 图19F是图19E所示的防静电部件的线19F-19F的剖面图； 图20A是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图； 图20B是图20A所示的防静电部件的线20B-20B的剖面图； 图20C是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图； 图20D是图20C所示的防静电部件的线20D-20D的剖面图； 图20E是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图； 图20F是图20E所示的防静电部件的线20F-20F的剖面图； 图21A是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的仰视图； 图21B是图21A所示的防静电部件的线21B-21B的剖面图； 图21C是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图； 图21D是图21C所示的防静电部件的线21D-21D的剖面图； 图21E是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图； 图21F是图21E所示的防静电部件的线21F-21F的剖面图； 图22A是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图； 图22B是图22A所示的防静电部件的线22B-22B的剖面图； 图22C是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图；图22D是图22C所示的防静电部件的线22D-22D的剖面图； 图22E是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图； 图22F是图22E所示的防静电部件的线22F-22F的剖面图。 附图标记说明
1:绝缘基材；2A:引出电极；2B:引出电极；2C:间隙；
3:过电压保护材料层；4:中间层；5:保护树脂层；
101:绝缘基材；102:导体层；102A:引出电极；102B:引出电极;
103:间隙；104:过电压保护材料层；105:中间层；
106:保护树脂层；201:第一分割线；202:第二分割线；
203:绝缘基材；204:导体层；206:间隙；205:抗蚀剂；
208:上面电极；209:下面电极；209A:下面电才及的第一部分；
209B:下面电极的第二部分；210:过电压保护材料层；
211:中间层；212:保护树脂层；213:端面电极；214:镀镍层；
215:镀锡层；1203:长方形绝缘基板
具体实施方式
(第一实施方式)
图1A是本发明第一实施方式的防静电部件1001的立体图。图1B是图 1A所示的防静电部件1001的线IB - 1B的剖面图。绝缘基材1由氧化铝等 介电常数为50以下、优选为10以下的低介电常数陶瓷构成。在绝缘基材1 的表面(上表面)1A上设有引出电极2A、 2B。引出电极2A隔着规定间隔 的间隙2C与引出电极2B对向。过电压保护材料层3将引出电极2A的一 部分12A、引出电极2B的一部分12B以及间隙2C覆盖。过电压保护材料 层3由硅酮类树脂等绝缘树脂、在绝缘树脂中分散存在的金属粉末等导体 粒子构成。在过电压保护材料层3上形成有中间层4以将过电压保护材料 层3覆盖。中间层由硅酮类树脂等绝缘树脂、在绝缘树脂中分散存在的至 少一种绝缘体粉末构成。在中间层4上形成有保护树脂层5以将中间层4 完全覆盖。在绝缘基材1的两端部形成有分别与引出电极2A、 2B连接的端 子电才及6A、 6B。
对防静电部件1001的动作进行说明。图1C是表示防静电部件1001的 动作的结构图。防静电部件1001的端子电极6A与电子部件2001的端子2001A连接，端子电极6B与接地点2002连接。在通常动作时，施加到电 子部件2001的端子2001A、即端子电极6A、 6B之间的电压低于规定的额 定电压时，通过存在于间隙2C的过电压保护材料层3的绝缘树脂将引出电 极2A、 2B之间绝缘，端子电极6A、 6B之间被电绝缘而成开路状态。在将 静电脉沖等高电压施加到端子电极6A、 6B之间时，在过电压保护材料层3 中的绝缘树脂分散存在的导体粒子间产生放电电流，端子电极6A、 6B之间 的阻抗显著减少。由此，以高电压产生的电流作为防静电部件1001内的放 电电流而经由防静电部件1001流向接地点2002，由防静电脉冲、电涌等异 常电压产生的电流从电子部件2001向接地点2002旁路接地。
接着，对防静电部件1001的制造方法进行说明。图2~图5是表示防 静电部件1001的制造方法的立体图。
首先，通过将具有50以下、优选10以下的介电常数的氧化铝等低介 电常数陶瓷材料在900 ~ 130(TC下焙烧而制得绝缘基材1。绝缘基材1具有 矩形的表面1A。表面1A具有相互对向的长边IIB、 1C、比长边11B、 1C 短且相互对向的短边1D、 1E。如图2所示，在绝缘基材1的表面1A上通 过由Cu、 Ag、 Au、 Cr、 Ni、 Al、 Pd等以及由这些合金的任一种构成的金 属利用溅射、蒸镀、印刷、焙烧等方法形成引出电极2A、 2B。隔着间隙2C 相互对向的引出电极2A、 2B具有10nm 2(^m的厚度。引出电极2A、 2B 分别沿着绝缘基材1的表面1A的长边IIB、 1C延伸。在第一实施方式中， 绝缘基材1的长边11B、 1C的长度L为2.0mm,短边1D、 1E的长度W为 1.2mm。为了形成引出电极2A、 2B，为了在表面1A上设置金属，需要在 长边11B、 1C的两端分别留出边缘1F。在第一实施方式中，边缘1F的长 度L2为0.05mm。因此，长边IIB、 lC的长度L(mm) =2.0mrr^t,引出 电极2A、 2B沿长边11B、 1C的长度L1 (mm)为1.8mm。隔着间隙2C而 相对的引出电极2A、 2B可通过使用金属掩模或抗蚀剂掩模将金属设置在表 面1A上而形成。
也可以在表面1A上、包含形成有间隙2C的部分而设置金属，形成相 互连接的引出电极2A、 2B，然后，使用光刻法对该金属进行蚀刻，由此形 成间隙2C。另外，也可以在表面1A上、包含形成间隙2C的部分而设置金 属，形成相互连接的引出电极2A、 2B,然后，利用激光将该金属切断而形 成间隙2C。过电压保护材料层3在缩小间隙2C方面具有优异的效果，优选间隙2C的间隔为50|im以下。为了将间隙2C控制得较小而使用光刻法 或激光形成间隙2C为好。
接着，形成过电压保护材料层3。通过将由Ni、 Al、 Ag、 Pd、 Cu等任 一种构成的平均粒径0.3~10pm的球状金属粉末、曱基硅酮等硅酮系树脂 以及有机溶剂混合，并且由三个辊磨机使它们揉合、分散，制成过电压保 护材料膏体。如图3所示，使用丝网印刷法以5-50fim的厚度将过电压保 护材料膏体印刷在引出电极2A、 2B的一部分12A、 12B和间隙2C上，并 且在150。C下干燥5 ~ 15分钟，由此形成过电压保护材料层3。
接着，形成中间层4。准备由八1203、 Si03、 MgO或它们的复合氧化物 构成的、具有0.3~10nm的平均粒径的绝缘体粉末。将该绝缘体粉末和曱 基硅酮等硅酮系树脂以及有机溶剂混合，由三个辊磨机使它们揉合、分散， 制成绝缘膏体。如图4所示，使用丝网印刷法以5 50lam的厚度印刷绝缘 膏体，以覆盖过电压保护材料层3，特别是将位于间隙2C上方的过电压保 护材料层3的部分完全覆盖。通过使被印刷的绝缘膏体在150。C下干燥5 ~ 15分钟而形成中间层4。为了得到足够的静电耐量，使过电压保护材料层3 和中间层4的厚度之和在30iim以上。另外，过电压保护材料层3的厚度足 够厚且静电耐量满足所期望的条件时，没有必须形成中间层4的必要。
接着，形成保护树脂层5。如图5所示，以完全覆盖中间层4和过电压 保护材料层3且使引出电极2A、 2B的端部22A、 22B露出的方式，使用丝 网印刷法印刷由环氧树脂、酚醛树脂等构成的树脂膏体，将被印刷后的树 脂膏体在150。C下干燥5 15分钟，之后，在150-200。C下固化15~60分 钟，由此形成保护树脂层5。
接着，如图1A所示，在图5所示的引出电极2A、 2B的端部22A、 22B 涂敷由Ag等金属粉末和环氧树脂等固化用树脂构成的导体膏。通过使涂敷 后的导体膏干燥固化而形成端子电极6A、 6B,得到防静电部件1001。
对由上述方法制成的防静电部件1001的试样进行以下的试验。图6是 表示试样的试验方法的示意图。使防静电部件1001的端子电极6B接地到 接地点8，使静电发生器10与连接到端子电极6A的施加部9接触而施加静 电脉冲。使静电发生器10的放电电阻R1为330Q、；改电容量C1为150pF。
通过上述方法，对如下的五种防静电部件1001的试样，分别各制作30 个，所述五种防静电部件1001所具有的保护树脂层5的干燥后的厚度各不同，即，保护树脂层5干燥后厚度在15|im ~ 35|um之间，以5pm的厚度差 而设定。对这些试样进行上述试-睑。对防静电部件1001的试才羊施加使静电 脉沖的电压在10kV ~ 30kV之间、以5kV的电压差变化后的电压的静电脉 冲，图7表示30个试样中保护树脂层5破损的试样的数量。
如图7所示，保护树脂层5的厚度为15pm的试样在电压为15kV以上 时被破坏。保护树脂层5的厚度为20|am的试样即使在施加电压为15kV以 上时也不被破坏。因此，为了例如在施加电压超过IEC- 61000标准的最高 级别即15kV下也不使保护树脂层5被破坏，需要使保护树脂层5的厚度为 20^im以上。
为了在更高的电压下也不使保护树脂层5被破坏，如图7所示，需要 使保护树脂层5的厚度为35pm以上。根据防静电部件1001的尺寸、 一次 印刷可涂敷的厚度的上限来限定保护树脂层5的厚度的上限。由该观点来 看，保护树脂层5的厚度为60|im为好。
制作引出电极2A、 2B分别沿着绝缘基材1的相互对向的短边1D、 1E 配置的30个比较例的防静电部件。图8是表示30个比较例和第一实施方 式的30个防静电部件1001的试样中保护树脂层5被破坏的试样的数量。 另外，比较例和第一实施方式的保护树脂层5的厚度设为35)im。
如图8所示，若施加电压为20kV以上，则比较例的防静电部件由于静 电放电的反作用力而会使保护树脂层破损。在第 一 实施方式的防静电部件 1001的试样中，即使施加电压高至30kV也不被破坏。
在第一实施方式的防静电部件1001中，引出电极2A、 2B分别沿着绝 缘基材1的长边11B、 1C配置，并且使保护树脂层5的厚度为20pm以上， 理想的是35pm以上。由此，在施加静电脉冲时，在被过电压保护材料层3 覆盖的间隙2C放电的面积增大，并且保护树脂层5厚，也能够确保物理的 破坏强度。因此，能够得到即使施加高电压的静电脉冲也不使保护树脂层5 被破坏的防静电部件1001。
施加高电压的静电脉沖时，在过电压保护材料层3的金属粒子间产生 放电火花。若被施加的电压增高则放电火花变大，将中间层4以及保护树 脂层5破坏。中间层4防止保护树脂层5的绝缘劣化，作为主成分含有在 硅酮系树脂中曱基硅酮等侧链的烃基也小的树脂。因此，中间层4的物理 破坏强度较弱，保护树脂层5由环氧树脂或酚醛树脂等物理破坏强度较强的树脂形成，具有20|tim以上的厚度，理想的是具有35iimi以上的厚度。通 过使引出电极2A、 2B分别沿绝缘基材1的长边IIB、 1C延伸，间隙2C大 致与绝缘基材1的长边IIB、 1C平行，故而能够提高引出电极2A、 2B对 弯曲应力的物理破坏强度。
接着，利用上述方法对如下的四种防静电部件1001分别各制作30个 试样，所述防静电部件1001的绝缘基材1的短边1D、 1E的长度W为l.lmm、 长边IIB、 1C的长度L在1.4mm 2.0mm之间以0.2mm的长度差而设定。 图9表示对这些试样进行上述静电试验的结果。在这些试样中，引出电极 2A、 2B分别沿着绝缘基材1的长边IIB、 1C配置。边缘1F在沿长边11B、 1C的方向上距离绝缘基材1两端的长度L2需要为0.05mm以上。在这些试 样中，设定边缘1F的长度L2为O.lmm，将引出电极2A、 2B沿长边IIB、 1C的方向的宽度L1如图9所示地设定。
如图9所示，绝缘基材1的长边11B、 lC具有长度L(mm),短边1D、 1E具有长度W(mm)。满足如下条件的试样，即，(L-0.1 )/( W-0.1 )^1.5， 即使被施加30kV的静电脉冲，保护树脂层5也不被破坏，具有高的静电耐 量(ESD耐量)。为了形成引出电极2A、 2B,在绝缘基材1的表面1A上设 置金属。如前所述，由于设有用于设置金属的边缘1F，故而不以L与W之 比、而是以(L-0.1)与(W-0.1)之比设定条件。能够以该条件规定考 虑了引出电极2A、 2B的边缘1F的最大宽度W和长度L。边缘1F在沿长 边IIB、 1C的方向上的长度L2在绝缘基材1的两端部分别至少需要 0.05mm。因此，在考虑了边缘1F的情况下，能够设于绝缘基材1的表面 1A的引出电极2A、2B在沿长边11B、1C的方向上的长度L1为L-O.l(mm)。 另外，引出电极2A、 2B和间隙2C在沿短边1D、 1E的方向上的宽度为W -0.1 (mm)。边缘1F能够基于设置金属的方法而缩小。
在第一实施方式的防静电部件1001中，为了提高保护树脂层5的物理 破坏强度而增厚保护树脂层5。在第一实施方式的防静电部件1001中，通 过扩大绝缘基材l的表面1A而确保牢固的固定效果，能够增加保护树脂层 5与绝缘基材1的接合面积。由此，能够增加保护树脂层5与绝缘基材1表 面1A的粘接力，能够进一步提高保护树脂层5的物理破坏强度。另外，通 过增加或减少保护树脂层5所含有的填充剂的量，也能够增加保护树脂层5 与绝缘基材1的固接力，能够进一步提高保护树脂层5的物理破坏强度。将引出电极在绝缘基材上沿短边的方向配置且长边为20mm、短边为 12mm的比较例的防静电部件的静电容量大约为O.lOpF。满足(L-0.1) / (W-0.1) ^1.5的条件的相同尺寸的第一实施方式的防静电部件的静电容 量提高至0.15pF。但是，在用于可施加极高的高压静电脉冲的电子设备中， 例如用于车载用设备的较低速的传输线的情况下，静电容量的大小未被特 别重视。因此，通过第一实施方式的防静电部件1001能够保护电子部件2001 不被静电脉沖破坏。 (第二实施方式)
图IO是本发明第二实施方式的防静电部件1002的剖面图。图11~图 18是表示防静电部件1002的制作方法的立体图。绝缘基材101由氧化铝等 介电常数为50以下、最好为10以下的低介电常数陶瓷构成。在绝缘基材 101的表面(上表面)101A上设有引出电极102A、 102B。引出电极102A 隔着规定间隔的间隙103而与引出电极102B对向。过电压保护材料层104 将引出电极102A的一部分112A、引出电极102B的一部分以及间隙103覆 盖。过电压保护材料层104由硅酮类树脂等绝缘树脂、在绝缘树脂中分散 存在的金属粉末等导体粒子构成。在过电压保护材料层104上以覆盖过电 压保护材料层104的方式形成有中间层105。中间层由硅酮类树脂等绝缘树 脂、在绝缘树脂中分散存在的至少一种绝缘体粉末构成。在中间层105上 形成有保护树脂层106以完全覆盖中间层105。在绝缘基材101的两端部形 成有分别与引出电极102A、 102B连接的端子电极107A、 107B。
接着，对第二实施方式的防静电部件1002的制造方法进行说明。 首先，如图11所示，通过将氧化铝等介电常数为50以下、最好为10 以下的低介电常数材料在900 - 1300。C下焙烧而准备绝缘基材101。绝缘基 材101为矩形，具有长度L (mm)的相互对向的长边IOIB、 IOIC、比长边 IOIB、 IOIC短的长度W (mm)的相互对向的短边IOID、 IOIE。在实际的 制造工序中，将由低介电常数陶瓷构成的绝缘基板分割而制成多个绝缘基 材101。
接着，如图12所示，在绝缘基材IOI的表面IOIA设置含有80重量％ 以上的金、即以金为主成分的导电性材料而形成导体层102。导电性材料是 金类的有机物膏体(树脂膏体)，通过印刷、焙烧而形成导体层102。通过 该方法可比喷溅金等使用的金的其他方法的生产性高、成本低地制成导体层102。导体层102焙烧后的厚度为0.2fim ~ 2.0pm。另外，导体层102达 到绝缘基材101的长边IOIB、 101C,自短边IOID、 101E分离而在表面101A 上残留余白，但也可以自长边101B、 IOIC分离而残留余白。
接着，如图13所示，通过利用UV激光将导体层102的大致中央部切 断而形成宽度大约lOium的间隙103。由此，可得到隔着间隙103而相互对 向的引出电极102A、 102B。导体层102通过印刷、焙烧金类的有机物膏体 而形成，故而较薄，因此，能够使用输出较低的UV激光可靠且精度良好地 形成间隙103。另外，通过利用UV激光物理地切削导体层102而形成间隙 103,故而间隙103的绝缘特性不会劣化。若通过光刻法蚀刻导体层102而 形成间隙103,则在金类的有机物膏体中含有的玻璃料会在蚀刻结束后残存 在间隙103附近而使耐湿性变差。通过使用UV激光切取导体层102，会使 金属粒子等附着物108附着在间隙103及其附近的引出电极102A、 102B的 表面。间隙103与绝缘基材101的长边IOIB、 101C大致平行。间隙103也 可以与绝缘基材101的短边IOID、 101E大致平行。此时，使导体层102自 绝缘基材101的长边IOIB、 IOIC分离而设置在表面IOIA上为好。间隙103 具有直线形状，但也可以为台阶形成或蛇行形状。
接着，如图14所示，通过硫酸、氢氟酸、硝酸或其混合酸等酸性溶液 将绝缘基材101特别是间隙103洗净，由此将附着物108除去。引出电极 102A、 102B含有80重量％以上的金、即以金为主成分，故而即使接触酸 性溶液其导电性成分也不溶解。因此，能够不扩大间隙103而将附着物108 除去。附着物108含有成为绝缘电阻不良的原因的金属粒子。之后，也可 以利用超声波将绝缘基材101洗净，由此能够更加可靠地将附着物108除 去。另外，也可以利用吹附空气的方法、吸引空气的方法、研磨等其他方 法由酸性溶液洗净之后将附着物108物理地除去，由此能够更加可靠地除 去附着物108。
接着，形成过电压保护材料层104。准备由Ni、 AI、 Ag、 Pd、 Cu的任 一种构成的、具有0.3~10nm的平均粒径的金属粉末等金属粒子。通过将 该金属粒子和甲基硅酮等硅酮系树脂等绝缘树脂以及有机溶剂混合，由三 个辊磨机使它们揉合、分散，制成过电压保护材料膏体。如图15所示，使 用丝网印刷法以5~50pm的厚度印刷过电压保护材料膏体，以覆盖引出电 极102A、 102B的一部分112A、 112B和间隙103。通过使被印刷的膏体在15(TC下干燥5 ~ 15分钟而形成过电压保护材料层104。
接着，形成中间层105。准备由八1203、 Si02、 MgO或它们的复合氧化 物等构成的、具有0.3-10frni的平均粒径的绝缘体粉末。通过将该绝缘体 粉末和曱基硅酮等硅酮系树脂以及有机溶剂混合，由三个辊磨机使它们揉 合、分散，制成绝缘膏体。如图16所示，使用丝网印刷法以5-50^im的厚 度印刷绝缘膏体，以覆盖过电压保护材料层104。涂敷绝缘膏体以将间隙 103上方的过电压保护材料层104完全覆盖。通过使被涂敷的绝缘膏体在 150。C下干燥5~ 15分钟而形成中间层105。为了得到足够的静电耐量，使 过电压保护材料层104和中间层105干燥后的厚度之和在30|am以上。另外， 过电压保护材料层104的厚度足够厚且静电耐量满足所期望的条件时，没 有必须形成中间层105的必要。
接着，如图17所示，利用丝网印刷法印刷由环氧树脂、酚醛树脂等树 脂构成的树脂膏体，以将中间层105完全覆盖且使引出电极102A、 102B的 端部122A、 122B露出。使印刷后的树脂膏体在15(TC下干燥5 15分钟， 然后在150- 200"C下固化15~60分钟，由此形成保护树脂层106。保护树 脂层106干燥后的厚度为15 ~ 35^m。
接着，如图18所示，在绝缘基材101的长边IOIB、 101C涂敷由Ag 等金属粉末和环氧树脂等固化用树脂构成的导体膏并使其干燥固化，由此 形成端子电极107A、 107B。端子电极107A、 107B分别与引出电极102A、 102B的端部122A、 122B连接，可得到第二实施方式的防静电部件1002。
防静电部件1002与图1C所示的第一实施方式的防静电部件1001同样 地动作。施加到端子电极107A、 107B之间的电压比规定的额定电压低时， 通过存在于间隙103中的过电压保护材料层104的绝缘树脂将引出电极 102A、 102B之间绝缘，端子电极107A、 107B之间电绝缘而成为开路状态。 在端子电极107A、 107B之间施加静电脉冲等的高电压时，在过电压保护材 料层104中的绝缘树脂分散存在的导体粒子之间产生放电电流，端子电极 107A、 107B之间的阻抗显著减少。由此，以高电压产生的电流作为防-静电 部件1002内的放电电流经由防静电部件1002而流向接地点，将由防静电 脉冲、电涌等的异常电压产生的电流向接地点旁通接地。
制作50个具有由光刻法形成的间隙的比较例的防静电部件。对50个 比较例和50个第二实施方式的防静电部件1002的试样施加DC15V而测定绝缘电阻值，检测绝缘电阻不良。另外，在比较例和第二实施方式的试样
中，在以正C61000人体模特试验为基准的条件(放电电阻330Q、放电容 量150pF、施加电压8kV)下测定峰值电压。
50个比4交例中的2个发生绝缘电阻不良，但在第二实施方式的防-狰电 部件1002的50个试样中不产生绝缘电阻不良品，可改善成品率。另外， 50个比较例承受的峰值电压的平均值为345V。第二实施方式的防静电部件 1002的50个试样承受的峰值电压的平均值为330V,比比较例低。因此， 能够得到静电放电(ESD)的抑制特性稳定的防静电部件1002。在第二实 施方式的防静电部件1002中，由含有80重量％以上的金的材料、即以金 为主成分的材料形成引出电极102A、 102B，并且利用激光切削导体层102 而形成有间隙103。由此，能够可靠且精度良好地形成间隙103。 (第三实施方式)
图19A、图19C及图19E是表示第三实施方式的防静电部件的制造方 法的俯视图。图19B、图19D及图19F分别是图19A、图19C及图19E所 示的防静电部件的线19B-19B、线19D-19D、线19F - 19F的剖面图。
通过将氧化铝等介电常数为50以下、优选为10以下的低介电常数材 料在900~ 1600。C下焙烧而制得片状的绝缘基板203。如图19A和图19B所 示，在片状的绝缘基材203的上表面203A定义多个第一分割线201、与第 一分割线201直角交叉的多个第二分割线202。多个第一分割线201相互平 行，多个第二分割线202相互平行。也可以在绝缘基板203的上表面203A 沿第一分割线201和第二分割线202形成分割槽。在绝缘基板203的上表 面203A使用丝网印刷法将由金树脂(金k-氺一 卜)构成的导体膏带状地 印刷并焙烧，由此形成导体层204。导体层204自第二分割线202分离并且 与第一分割线201交叉。导体层204的厚度较薄地形成为0.2nm~2.0|im。
接着，如图19C和图19D所示，涂敷覆盖绝缘基板203的上表面203A 和导体层204的感光性抗蚀剂205。在第三实施方式中，作为感光性抗蚀剂 205而使用酚醛清漆(Novolac )系正型光致抗蚀剂。
接着，如图19E和图19F所示，通过掩模图案使涂敷在绝缘基板203 上的抗蚀剂205曝光而显影，将不需要的部分除去，由此在抗蚀剂205形 成成为引出电极的图案。其图案含有间隙206A。
图20A、图20C及图20E是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图。图20B、图20D及图20F分别是图20A、图20C、图20E所 示的防静电部件的线20B-20B、线20D-20D、线20F - 20F的剖面图。
接着，如图20A和图20B所示，通过抗蚀剂205实施以碘和石典化钾为 主成分的蚀刻液的蚀刻处理而将导体层204的不需要部分除去,由此形成 引出电极207。因此电极207隔着约10pm宽的间隙206而相互对向。若沿 着第二分割线202的导体层204的部分残留，则引出电极207相互电连接 而短路。在沿着分割线201、 202而在绝缘基板203的上表面203A形成有 分割槽的情况下，位于沿第一分割线201的分割槽的导体层204的部分在 蚀刻处理中不会被完全去除干净。但是，由于导体层204自第二分割线202 分离而不与第二分割线202交叉，故而在沿着第二分割线202的分割槽不 存在导体层204。因此，能够防止引出电极207之间的短路。
接着，如图20C和图20D所示，使用抗蚀剂剥离剂从绝缘基板203剥 离抗蚀剂205，使引出电极207露出。然后，检查引出电极207的图案的外 观、特别是间隙206的宽度是否有偏差。
接着，如图20E和图20F所示，自第一分割线201和第二分割线202 分离而在引出电极207的一部分上通过丝网印刷法印刷3-20iLim厚度的树 脂银膏，在100 20(TC下干燥5~ 15分钟而形成上面电极208。与引出电 极207的第一分割线201相接的端部2207自上面电极208露出。
图21A是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的仰视图。图21B 是图21A所示的防静电部件的线21B-21B的剖面图。绝缘基板203具有 上表面203A相反侧的下表面1203B。在绝缘基板203的下表面1203B通过 丝网印刷法印刷3 2(Him厚的树脂银膏,在100-20CTC下干燥5 ~ 15分钟 而形成下面电极209。下面电极209隔着绝缘基板203与引出电极207对向。 下面电极209与第一分割线201交叉且与第二分割线202交叉。下面电极 209具有与第二分割线202交叉的第一部分209A、与第 一部分209A相连而 与第一分割线201交叉的第二部分209B。第一部分209A ^争越相邻的第二 分割线202之间而设置。下面电极209的第二部分209B的宽度比第一部分 209A窄，下面电极209具有T形。即，下面电极209自第一分割线201的 一部分分离。通过形成该形状，即使按照第一分割线201分割绝缘基板203 也不易在下面电极209产生毛刺。
图21C和图21E是表示第三实施方式的防静电部件的制造方法的俯视图。图21D和图21F分别是图21C、图21D所示的防静电部件的线21D-21D、 线21F-21F的剖面图。
准备Ni、 Al、 Ag、 Pd、 Cu等任一种的平均粒径0.3 10(im的球状金属 粉末等导体粒子。通过由三个辊磨机将该导体粒子和曱基硅酮等硅酮系树 脂以及有机溶剂揉合、分散而制成过电压保护材料。如图21C和图21D所 示，使用丝网印刷法以5~50nm的厚度印刷过电压保护材料膏体，以覆盖 间隙206和引出电极207的一部分1207，在15(TC下干燥5~ 15分钟而形 成过电压保护材料层210。
准备由A1203、 Si02、 MgO或它们的复合氧化物等构成的、平均粒径 0.3 ~ 10pm的绝缘体粉末。通过由三个辊磨机将该绝缘体粉末和曱基硅酮等 硅酮系树脂以及有机溶剂揉合、分散而制成绝缘膏体。如图21E和图21F 所示，使用丝网印刷法以5~50|im的厚度印刷绝缘膏体，以覆盖过电压保 护材料层210,并且在150。C下干燥5-15分钟，由此形成中间层211。中 间层211将位于过电压保护材料层210的间隙206上方的部分完全覆盖。 为了得到足够的静电耐量，使过电压保护材料层210和中间层211干燥后 的厚度之和在30pm以上。另外，过电压保护材料层210的厚度足够厚且静 电耐量满足所期望的条件时，没有必须形成中间层211的必要。
图22A、图22C和图22E是表示第三实施方式的防静电部件的制造方 法的俯视图。图22B、图22D和图22F分别是图22A、图22C、图22D所 示的防静电部件的线22B-22B、线22D-22D、线22F - 22F的剖面图。
接着，如图22A和图22B所示，以完全覆盖过电压保护材料层210和 中间层211的方式，通过丝网印刷法印刷由环氧树脂和酚醛树脂等绝缘树 脂构成的树脂膏体并在150。C下干燥5 15分钟，然后在150 20(TC下固 化15 ~ 60分钟而形成保护树脂层212。保护树脂层212的厚度为15 ~ 35pm。 引出电极207与第一分割线201相接的端部2207和上面电极208的一部分 1208从^f呆护树脂层212露出。
接着，如图22C和图22D所示，通过沿第一分割线201切割而将绝缘 基板203分割成长方形绝缘基板1203。通过在长方形绝缘基板1203的沿第 一分割线201的端面1203C涂敷树脂银膏，形成与引出电极207、上面电极 208及下面电极209电连接的端面电极213。
接着如图22E和图22F所示，沿着第二分割线202分割长方形绝缘基板1203而制成单片状绝缘基材2203。然后，通过滚筒镀敷法(乂0/P乂 、_y 年法)形成镀镍4臬层214以将端面电才及213、下面电极209和上面电极208 覆盖而不使其露出。然后，利用滚筒镀敷法形成覆盖镀镍层214的镀锡层 215,形成端子电极216，得到第二零三实施方式的防静电部件1003。
防静电部件1003与图1C所示的第一实施方式的防静电部件1001同样 地动作。施加到端子电极216之间的电压比规定的额定电压低时，通过存 在于间隙206的过电压保护材料层210的绝缘树脂将引出电极207之间绝 缘，端子电极216之间电绝缘而成为开路状态。在端子电极216之间施加 静电脉冲等高电压时，在过电压保护材料层210中的绝缘树脂分散存在的 导体粒子之间产生放电电流而使端子电极216之间的阻抗显著减少。由此， 以高电压产生的电流作为防静电部件1003内的放电电流而经由防静电部件 1003流向接地点，将由静电脉冲、电涌等异常电压产生的电流向接地点旁 通接地。
第三实施方式的防静电部件1003中，以与第一分割线201交叉的方式 在绝缘基板203上涂敷金树脂膏体而形成导体层204。即，构成引出电极 207的导体层204由金类材料形成，故而与由银或铜构成的电极相比不易硫 化，可得到耐硫化特性优良的防静电部件1003。构成引出电极207的导体 层204可通过金树脂膏的印刷焙烧而较薄地形成，故而在沿第一分割线201 将绝缘基板203分割成长方形绝缘基板1203时，不易产生引出电极207的 毛刺。因此，能够以微小的尺寸得到形状稳定的防静电部件1003。
在第三实施方式的防静电部件1003中，过电压保护材料层210被中间 层211覆盖，中间层211以及过电压保护材料层210被保护树脂层212完全 覆盖。因此，能够防止在施加静电脉沖时产生的保护树脂层212的绝缘劣 化。
另外，在第三实施方式的防静电部件1003中，上面电极208覆盖引出 电极207的一部分。在将防静电部件1003安装在电路基板上时，焊料会从 镀锡层214与保护树脂层212的间隙流入。流入的焊料流到上面电极208 便停止。若焊料到达引出电极207,则会使引出电极207的金属成分流入焊 料中而使引出电极207的电阻值增大。上面电极208防止流入的焊料到达 引出电极207,能够防止引出电极207的电阻值增大引起的静电抑制效果降 低，可得到静电抑制效果稳定的防静电部件1003。在第三实施方式中，沿第一分割线201和第二分割线202的边分别为 短边和长边，引出电极207到达绝缘基材2203的短边。在第三实施方式的 制造方法中，通过使沿第一分割线201和第二分割线202的绝缘基材2203 的边分别为长边和短边，可制造图1A和图18所示的第一、第二实施方式 的防静电部件1001、 1002。
产业上的可利用性
通过该制造方法可精度良好地形成窄间隙，由此，可制作峰值电压低、 静电放电(ESD)抑制特性稳定且具有高耐硫化特性的防静电部件，特别是 在制造保护施加高静电脉冲电压的电子设备的部件方面是有用的。
权利要求
1、一种防静电部件的制造方法，其具备形成导体层的步骤，所述导体层以金为主成分，形成在绝缘基材的上表面；形成多个引出电极的步骤，在所述导体层形成间隙，所述多个引出电极隔着所述间隙而相互对向；以及形成过电压保护材料层的步骤，所述过电压保护材料层将所述多个引出电极各自的一部分以及所述间隙覆盖。
2、 如权利要求1所述的防静电部件的制造方法，其中，所述形成多个 引出电极的步骤包含利用光刻法在所述导体层形成所述间隙的步骤。
3、 如权利要求1所述的防静电部件的制造方法，其中，所述形成多个 引出电极的步骤包含利用激光形成所述间隙的步骤。
4、 如权利要求3所述的防静电部件的制造方法，其中，还包括利用酸 性溶液将所述间隙洗净的步骤。
5、 如权利要求1所述的防静电部件的制造方法，其中，所述导体层由 金系的有;f几物膏体构成。
6、 如权利要求1所述的防静电部件的制造方法，其中，还包括形成保 护树脂层的步骤，所述保护树脂层将所述过电压保护材料层完全覆盖。
7、 如权利要求6所述的防静电部件的制造方法，其中，还包括形成中 间层的步骤，所述中间层将所述过电压保护材料层覆盖，所述形成保护树脂层的步骤包含由所述保护树脂层将所述中间层和所 述过电压保护材料层完全覆盖的步骤。
8、 一种防静电部件的制造方法，其具备在绝缘基板的上表面定义第一分割线和多个第二分割线的步骤，所述 多个第二分割线与所述第 一分割线交叉；形成导体层的步骤，所述导体层以金为主成分，形成在所述绝缘基板 的上表面；形成多个引出电极的步骤，在所述导体层形成间隙，所述多个引出电 极隔着所述间隙而相互对向；形成过电压保护材料层的步骤，所述过电压保护材料层将所述多个引出电极各自的一部分以及所述间隙覆盖；形成长方形绝缘基板的步骤，按照所述第一分割线将所述绝缘基板分 割而形成长方形绝缘基板；以及形成单片状绝缘基材的步骤，按照所述多个第二分割线将所述长方形 基板分割而形成单片状绝缘基材，所述形成导体层的步骤包含以与所述第一分割线交叉的方式在所述绝 缘基板的所述上表面形成所述导体层的步骤。
9、 如权利要求8所述的防静电部件的制造方法，其中，所述形成导体 层的步骤包含与所述第 一分割线交叉且自所述多个第二分割线分离而在所 述绝缘基板的所述上表面形成所述导体层的步骤。
10、 如权利要求8所述的防静电部件的制造方法，其中，所述形成多 个引出电极的步骤包含在所述绝缘基板的所述上表面上涂敷导体膏而形成所述导体层的步骤；在所述导体层涂敷抗蚀剂的步骤；通过掩模图案将所述抗蚀剂曝光并显影后、将所述抗蚀剂的不需要部 分除去，由此，在所述抗蚀剂形成图案的步骤；在所述抗蚀剂形成所述图案的步骤之后，将所述导体层蚀刻而形成所 述间隙的步骤；以及在所述形成间隙的步骤之后，将所述抗蚀剂剥离的步骤。
11、 如权利要求8所述的防静电部件的制造方法，其中，还包括形成保 护树脂层的步骤，所述保护树脂层将所述过电压保护材料层完全覆盖。
12、 如权利要求11所述的防静电部件的制造方法，其中，还包括形成 中间层的步骤，所述中间层将所述过电压保护材料层覆盖，所述形成保护树脂层的步骤包含由所述保护树脂层将所述中间层和所 述过电压保护材料层完全覆盖的步骤。
13、 如权利要求8所述的防静电部件的制造方法，其中，还包括形成上面电极的步骤，所述上面电极将所述多个引出电极各自的 一 部 分覆盖；形成端面电极的步骤，在所述形成长方形绝缘基板的步骤之后，在所 述长方形基板的端面形成与所述引出电极和所述上面电极电连接的端面电极；以及形成镀敷层的步骤，在所述形成单片状绝缘基材的步骤之后，在所述 端面电极上形成镀敷层。
14、 如权利要求8所述的防静电部件的制造方法，其中，还包括形成下面电极的步骤，所述绝缘基板具有所述上表面相反侧的下表面，在所述 绝缘基板的所述下表面形成下面电极，所述下面电极具有与所述多个引出电极的各个对向且跨越所述多个第二分割线之间设置 的第一部分；与所述第一部分相接而与所述第一分割线交叉、且具有比所述第一部 分的宽度窄的宽度的第二部分。
15、 一种防静电部件，包括矩形的绝缘基材，其具有第一长边、第二长边、第一短边、第二短边 以及表面；第一引出电极，其设置在所述绝缘基材的所述表面，沿所述第一长边 延伸；第二引出电极，其设置在所述绝缘基材的所述表面，沿所述第二长边 延伸，并且隔着间隙与所述第一引出电极对向；过电压保护材料层，其将所述第一引出电极的一部分、所述第二引出 电极的一部分以及所述间隙覆盖；以及保护树脂层，其将所述过电压保护材料层完全覆盖，具有20itmi以上的 厚度。
16、 如权利要求15所述的防静电部件，其中，还具有将所述过电压保 护材料层覆盖的中间层，所述保护树脂层将所述中间层和所述过电压保护材料层完全覆盖。
17、 如权利要求15所述的防静电部件，其中，所述保护树脂层的厚度 为35nm以上。
18、 如权利要求15所述的防静电部件，其中，所述绝缘基材的所述第 一长边、所述第二长边的长度L (mm)和所述第一短边、所述第二短边的 长度W (mm)满足如下条件(L一O.l ) / ( W-0.1 ) 21.5。
全文摘要
一种防静电部件及其制造方法。在绝缘基材的上表面形成以金为主成分的导体层。在导体层形成间隙，形成隔着间隙而相互对向的多个引出电极。形成将多个引出电极各自的一部分和间隙覆盖的过电压保护材料层，制成防静电部件。通过该制造方法能够精度良好地形成窄间隙，由此，可制造峰值电压低、静电放电(ESD)的抑制特性稳定、具有高耐硫化特性的防静电部件。
文档编号H01T4/10GK101536275SQ20078004091
公开日2009年9月16日 申请日期2007年10月19日 优先权日2006年10月31日
发明者井关健, 德永英晃, 森野贵, 野添研治 申请人:松下电器产业株式会社