静电放电保护元件的制作方法_2

文档序号:9752698阅读:来源:国知局
电极13互相隔 离地被配置。在本实施方式中,第1相对电极12和第2相对电极13隔着电极间距离AG 被配置于第1绝缘基板19上。在此,电极间距离△ G是指连接第1相对电极12和第2相 对电极13之间的最短距离。具体而言,从第1绝缘基板的外侧慢慢研磨至露出第1绝缘性 基板和第1相对电极12与第2相对电极13的界面,用电子显微镜等观察,并将连接各相对 电极的最短距离作为电极间距离AG。在电极间距离AG根据位置不同而不同的情况下,调 整研磨方向用电子显微镜等观察至连接相对电极12和13之间的最短距离出现。
[0044] 作为构成相对电极12和13的材料,例如,可以列举选自C、Ni、Al、Fe、Cu、Ti、Cr、 Au、Ag、Pd和Pt中的至少一种金属或者它们的合金等,但是不限定于这些。另外,在本实施 方式中,相对电极12、13在后述图2所示的示意截面图中被形成为矩形,但是并不特别地限 定于该形状。例如,也可以被形成为梳齿状或者锯齿状。
[0045] 第1相对电极12和第2相对电极13之间的电极间距离AG为5~40 μm,进一步 优选为5~40 μ m,更加优选为8~30 μ m。在不足5 μ m的情况下,发现有容易产生初始IR 降低的倾向,如果超过40 μπι,则峰值电压升高,难以得到在实用上足够的静电保护效果。
[0046] 本发明的"相对电极前端"是将从相对电极的电极间距离最短部分到向外部电极 部侧移动了相当于电极厚度的距离的部分称为"相对电极前端"。
[0047] 电极厚度是指从中心切割了形成于第1绝缘性基板上的第1和第2相对电极12、 13的截面图中的电极的厚度的平均值。
[0048] 放电触发部14通过具有图1中朝着第1相对电极12和第2相对电极13的间隙 之间的凸形状,从而可以夹着比电极间距离A G短的距离的空间与第1和第2相对电极前 端相分离而配置。具体而言,从第1绝缘性基板的外侧慢慢研磨第1绝缘性基板和第1相 对电极12和第2相对电极13的界面,并用电子显微镜等来观察。图3涉及本实施方式的 静电放电保护元件100,是放大大致表示图1的中心附近的示意截面图。将第1相对电极 12和放电触发部的最短距离作为△ gl,并将第2相对电极13和放电触发部之间的最短距 离作为Ag2,将Agl和Ag2中较短的一者作为放电触发部之间的间隔距离Ag。
[0049] 第1相对电极12和第2相对电极13的形成方法不特别限定,可以适当选择公知 的方法。具体而言,可以列举涂布、转录、电镀、化学镀、蒸镀或者溅射等,可以列举在第1绝 缘基板19上形成具有所希望的厚度的第1相对电极12和第2相对电极13的方法。进一 步,还可以使用例如离子刻蚀(ion milling)、刻蚀(etching)、激光加工、切割(dicing)等 公知的方法加工(调整)相对电极12、13的形状或者电极间距离AG。另外,还可以使用形 成了第1相对电极12、第2相对电极13之间的间隙部图案的制版,通过丝网印刷,在基板上 形成了电极层之后,通过烧成形成第1相对电极12和第2相对电极13。或者也可以在使用 由绝缘物构成的生坯(green sheet)上通过丝网印刷形成了电极层的电极层,通过叠层制 造法形成元件。
[0050] 在本实施方式中,放电触发部14由导电性无机材料、或者绝缘性无机材料和导电 性无机材料分散的复合物构成。图2是示意性地表示本实施方式的静电放电保护元件100 的从放电触发部14侧,即从图1的上方观察的内部结构的示意图。
[0051] 放电触发部14的形状不特别限定。在本实施方式中,即,在图1中,通过具有朝向 第1相对电极12和第2相对电极13的间隙间的凸形状,从而可以以夹着比电极间距离AG 短的距离的空间与第1和第2相对电极前端隔离的方式来配置。这样可以提供在维持静电 保护效果的同时,在施加了电压的状态下在高温下使之工作的情况下短时间内绝缘电阻不 降低的元件。另外,放电触发部14个数可以适当设定,可以将多个放电触发部配置在间隙 上。例如,如图6所示,可以形成2个凸形状的放电触发部14。
[0052] 另外,从图1上方看的内部结构中空间31的形状不特别限定。例如,可以采用矩 形、球形、椭圆球形、以及不定形状等任意形状。空间31尤其优选为是与连接第1相对电极 12和第2相对电极13之间的方向垂直延伸的形状。通过这样形成空间31,从而在第1相 对电极12和第2相对电极13之间产生的放电在放电触发部边沿面上放电,因此放电触发 部的劣化减少,耐久性提尚,并且峰值电压或者放电起始电压降低,能够进一步提尚静电抑 制效果。
[0053] 以下,针对优选空间31、放电触发部14的形成方法进行说明。首先,调制空间形成 用的膏体,并通过涂布或者印刷等在电极12、13的间隙间形成。在第1相对电极12以及第 2相对电极13的间隙间赋予的空间形成用膏体上的规定位置,调制含有绝缘性无机材料和 导电性无机材料的混合物,并通过涂布或印刷等来形成。之后,通过施加烧成处理使消失材 料热分解等从而使之消失。这样通过在烧成时消失材料被除去,在所希望的位置得到所希 望形状的空间31和放电触发部14。在此,烧成时的处理条件不特别限定。如果考虑生产性 和经济性,优选在大气气氛下,在500~1200°C下进行10分钟~5小时左右。
[0054] 另外,作为在上述方法中使用的消失材料,只要是在烧成时通过热分解消失的材 料都不特别限定,可以适当选择公知的消失材料。作为这样的消失材料的具体例子,例如可 以列举树脂颗粒或作为溶剂和树脂的混炼物的树脂膏体,不过也不特别限定于这些。作为 代表的树脂颗粒,例如,可以列举丙烯系树脂等热分解性优异的树脂颗粒。其中,树脂颗粒 的形状不特别限定,例如,可以是纺锤状、柱状、纵横比为1~5的球状、纵横比超过5的椭 圆球状、不定形状等中的任一种。另外,作为代表的树脂膏体,例如烧成时热分解消失的树 脂,例如可以列举将丙烯树脂、乙基纤维素、聚丙烯等混合于公知的溶剂中的树脂膏体。
[0055] 另外,在本实施方式中,树脂颗粒的粒径,在球状的情况下是指中值径(D50),其它 情况下是指长径和短径的算术平均值。
[0056] 在调制混合物时,在可以配合溶剂、粘结剂等各种添加物。另外,在涂布或者印刷 混合物时,可以配合溶剂、粘结剂等各种添加物。在使用树脂膏体制作中空部31a、31b的情 况下,可以适当调整树脂膏体的固形成分浓度或者粘度等以得到所希望的形状和尺寸的中 空部31a、31b。另外,在调制树脂膏体时,或者在涂布或者印刷树脂膏体时,可以配合溶剂或 者表面活性剂或者增粘剂等各种添加物。另外,可以替代消失材料或者和消失材料一起使 用具有对应于所希望的形状和尺寸的空间31的形状并且烧成时会热分解或挥发或消失的 树脂或者纤维等构成的结构体等来制作空间31。
[0057] 在由导电性无机材料和绝缘性无机材料构成的放电触发部中,优选导电性无机材 料的含有率为lOvol%以上。通过提高导电性无机材料的比率,提高静电抑制效果。导电性 无机材料的含有率最大可以为lOOvol %。但是放电耐久试验时暴露于放电中的放电触发部 容易飞散并且容易IR降低,因此,为了提高重复使用的耐久性而进一步优选由导电性无机 材料和绝缘性无机材料构成的放电触发部。
[0058] 作为构成上述放电触发部的导电性无机材料的具体例子,例如可以列举金属、合 金、金属碳化物、金属硼化物等,但是也不特别限定于这些。如果考虑导电性,优选C、Ni、Al、 Fe、Cu、Ti、Cr、Au、Ag、Pd和Pt或者它们的合金。
[0059] 作为构成上述放电触发部的绝缘性无机材料的具体例子,例如可以列举金属氧 化物或者A1N等的金属氮化物等,不过不特别限定于这些。如果考虑绝缘性或成本,优选 Al2〇3、SrO、CaO、BaO、Ti02、Si02、ZnO、ln 203、NiO、CoO、Sn02、Bi203、Mg 2Si04、V205、CuO、MgO、 Zr02、Mg2Si04、AlN、BN和SiC。这些可以单独使用1种也可以并用2种以上。绝缘性无机材 料其性状不特别限定。其中,从赋予高度的绝缘性的观点出发,进一步优选使用Al 203、Si02、 Mg2Si04 等。
[0060] 本发明只要没有偏离其宗旨,可以有各种变形,不限定于上述实施方式。
[0061] 实施例
[0062] 以下,作为本发明的实施方式,参照实施例、比较例的示意图的图1和图2进行说 明。
[0063] 首先,确认对由于绝缘层的有无、绝缘层中所含的绝缘性无机材料的种类的不同 而产生的对放电的重复耐久性的影响。
[0064] (
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