JP2009117735A

JP2009117735A - 静電気対策部品およびその製造方法

Info

Publication number: JP2009117735A
Application number: JP2007291491A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Ioka; 満雄井岡; Kenji Nozoe; 研治野添
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2009-05-28

Abstract

【課題】本発明は、部品上面の保護膜の平滑性を確保することができ、これにより、実装品質および強度が安定している静電気対策部品を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明の静電気対策部品は、セラミック基材１１の上面の両端部に設けられた引出電極１２と、この引出電極１２の一部と引出電極１２間のギャップ１３を覆うように設けられた過電圧保護材料層１４と、この過電圧保護材料層１４を覆うように設けられた保護膜とを備え、前記保護膜として、前記過電圧保護材料層１４の周囲を囲むようにして形成され、かつ過電圧保護材料層１４との段差を小さくする第１の保護膜１５と、前記過電圧保護材料層１４および第１の保護膜１５を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成された第２の保護膜１６を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器を静電気から保護する静電気対策部品およびその製造方法に関するものである。

近年、携帯電話等の電子機器の小型化、高性能化が急速に進み、それに伴い電子機器に用いられる電子部品の小型化も急速に進んでいる。しかしながら、その反面、この小型化に伴って電子機器や電子部品の耐電圧は低下するもので、これにより、人体と電子機器の端子が接触した時に発生する静電気パルスによって機器内部の電気回路が破壊するのが増えてきている。これは静電気パルスによって１ナノ秒以下の立ち上がり速度でかつ数百〜数キロボルトという高電圧が機器内部の電気回路に印加されるからである。

従来から、このような静電気パルスへの対策として、静電気が入るラインとグランド間に対策部品を設ける方法がとられているが、近年では信号ラインの伝送速度が数百Ｍｂｐｓ以上といった高速化が進んでおり、前記した対策部品の浮遊容量が大きい場合には信号品質が劣るため、より小さい方が好ましく、したがって、数百Ｍｂｐｓ以上の伝送速度になると１ｐＦ以下の低静電容量の対策部品が必要になってくるものである。

このような高速伝送ラインでの静電気対策として、従来においては、対向するギャップ電極の間に過電圧保護材料を充填するタイプの静電気対策部品が提案されている。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特表２００２−５３８６０１号公報

上記した対向する引出電極のギャップ間に過電圧保護材料を充填するタイプの静電気対策部品における特性発現のメカニズムは、対向する引出電極のギャップ間に静電気による過電圧が印加された際に、対向する引出電極のギャップ間の過電圧保護材料中に散在する導電粒子間あるいは半導体粒子間に放電電流のようなものが流れ、それを電流としてグランドにバイパスさせるというものである。特許文献１に記載の従来の静電気対策部品では、対向する引出電極のギャップ内に位置する過電圧保護材料層を覆う保護膜の形成方法が規定されておらず、図５（ａ）に示すように過電圧保護材料層１の膜厚が厚い場合、図５（ｂ）に示すように、この過電圧保護材料層１を覆うように保護膜２を印刷した際に、この保護膜２における過電圧保護材料層１に重なる部分の厚みがそれ以外の部分の厚みと異なるようになり、その結果、保護膜２の表面の平滑性が阻害され、実装品質の低下ならびに部品強度の低下につながる可能性があった。この傾向は、図５（ｃ）に示すように保護膜２を同一箇所に２回印刷した場合でも特に変わらないものであり、部品のサイズが小形になるほどその影響は顕著に現れるものであった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、部品上面の保護膜の平滑性を確保することができ、これにより、実装品質および強度が安定している静電気対策部品およびその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、セラミック基材の上面の両端部に設けられた引出電極と、この引出電極の一部と引出電極間のギャップを覆うように設けられた過電圧保護材料層と、この過電圧保護材料層を覆うように設けられた保護膜とを備え、前記保護膜として、前記過電圧保護材料層の周囲を囲むようにして形成され、かつ過電圧保護材料層との段差を小さくする第１の保護膜と、前記過電圧保護材料層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成された第２の保護膜を備えたもので、この構成によれば、過電圧保護材料層を覆うように設けられた保護膜として、前記過電圧保護材料層の周囲を囲むようにして形成され、かつ過電圧保護材料層との段差を小さくする第１の保護膜と、前記過電圧保護材料層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成された第２の保護膜を備えているため、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜の表面は平滑なものとなり、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重は１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第１の保護膜の厚みの最大値を過電圧保護材料層の厚みの最大値とほぼ等しくしたもので、この構成によれば、第１の保護膜の厚みの最大値を過電圧保護材料層の厚みの最大値とほぼ等しくしているため、過電圧保護材料層と第１の保護膜との段差は小さくなり、これにより、前記過電圧保護材料層と第１の保護膜を覆うように第２の保護膜を形成した場合には、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜の表面を平滑に形成することができるため、静電気対策部品の上面は平滑なものとなり、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重は１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、第１の保護膜を構成する樹脂の粘度を第２の保護膜を構成する樹脂の粘度よりも高くしたもので、この構成によれば、第１の保護膜を構成する樹脂の粘度が高いため、過電圧保護材料層の周囲を囲むようにして形成される第１の保護膜がだれて大きく広がることはなく、これにより、過電圧保護材料層と第１の保護膜との段差を容易に小さくすることができ、また、第２の保護膜を構成する樹脂の粘度は低いため、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜の表面を容易に平滑に保つことができ、これにより、静電気対策部品の上面も平滑になって、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重も１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項４に記載の発明は、セラミック基材の上面にギャップを有する引出電極を形成する工程と、前記ギャップと前記引出電極の一部を覆うように過電圧保護材料層を形成する工程と、この過電圧保護材料層を覆うように保護膜を形成する工程とを備え、前記保護膜を形成する工程として、前記過電圧保護材料層の周囲を囲むようにして前記過電圧保護材料層との段差を小さくするように形成される第１の保護膜形成工程と、前記過電圧保護材料層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成される第２の保護膜形成工程を備えたもので、この製造方法によれば、過電圧保護材料層を覆うように保護膜を形成する工程として、前記過電圧保護材料層の周囲を囲むようにして前記過電圧保護材料層との段差を小さくするように形成される第１の保護膜形成工程と、前記過電圧保護材料層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成される第２の保護膜形成工程を備えているため、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜の表面は平滑なものとなり、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重は１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項５に記載の発明は、セラミック基材の上面の両端部に設けられた引出電極と、この引出電極の一部と引出電極間のギャップを覆うように設けられた過電圧保護材料層と、この過電圧保護材料層を覆うように設けられた中間層と、この中間層を覆うように設けられた保護膜とを備え、前記保護膜として、前記中間層の周囲を囲むようにして形成され、かつ中間層との段差を小さくする第１の保護膜と、前記中間層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成された第２の保護膜を備えたもので、この構成によれば、中間層を覆うように設けられた保護膜として、前記中間層の周囲を囲むようにして形成され、かつ中間層との段差を小さくする第１の保護膜と、前記中間層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成された第２の保護膜を備えているため、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜の表面は平滑なものとなり、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重は１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られる。また、過電圧保護材料層と第２の保護膜との間に中間層を設けているため、静電気パルス印加時に過電圧保護材料中に含まれる金属粉間で生じる放電火花によって、第２の保護膜の樹脂成分中の炭素化合物が炭化して絶縁劣化を起こすという現象も中間層の存在によって防ぐことができ、これにより、静電気パルス耐量の優れた静電気対策部品を得ることができるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項６に記載の発明は、特に、第１の保護膜の厚みの最大値を過電圧保護材料層の厚みと中間層の厚みの和の最大値とほぼ等しくしたもので、この構成によれば、第１の保護膜の厚みの最大値を過電圧保護材料層の厚みと中間層の厚みの和の最大値とほぼ等しくしているため、中間層と第１の保護膜との段差は小さくなり、これにより、前記中間層と第１の保護膜を覆うように第２の保護膜を形成した場合には、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜の表面を平滑に形成することができるため、静電気対策部品の上面は平滑なものとなり、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重は１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項７に記載の発明は、特に、第１の保護膜を構成する樹脂の粘度を第２の保護膜を構成する樹脂の粘度よりも高くしたもので、この構成によれば、第１の保護膜を構成する樹脂の粘度が高いため、中間層の周囲を囲むようにして形成される第１の保護膜がだれて大きく広がることはなく、これにより、中間層と第１の保護膜との段差を容易に小さくすることができ、また、第２の保護膜を構成する樹脂の粘度は低いため、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜の表面を容易に平滑に保つことができ、これにより、静電気対策部品の上面も平滑になって、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重も１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項８に記載の発明は、セラミック基材の上面にギャップを有する引出電極を形成する工程と、前記ギャップと前記引出電極の一部を覆うように過電圧保護材料層を形成する工程と、この過電圧保護材料層を覆うように中間層を形成する工程と、この中間層を覆うように保護膜を形成する工程とを備え、前記保護膜を形成する工程として、前記中間層の周囲を囲むようにして前記中間層との段差を小さくするように形成される第１の保護膜形成工程と、前記中間層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成される第２の保護膜形成工程を備えたもので、この製造方法によれば、中間層を覆うように保護膜を形成する工程として、前記中間層の周囲を囲むようにして前記中間層との段差を小さくするように形成される第１の保護膜形成工程と、前記中間層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成される第２の保護膜形成工程を備えているため、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜の表面は平滑なものとなり、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重は１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られる。また、過電圧保護材料層と第２の保護膜との間に中間層を設けているため、静電気パルス印加時に過電圧保護材料中に含まれる金属粉間で生じる放電火花によって、第２の保護膜の樹脂成分中の炭素化合物が炭化して絶縁劣化を起こすという現象も中間層の存在によって防ぐことができ、これにより、静電気パルス耐量の優れた静電気対策部品を得ることができるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明の静電気対策部品は、過電圧保護材料層を覆うように設けられた保護膜として、前記過電圧保護材料層の周囲を囲むようにして形成され、かつ過電圧保護材料層との段差を小さくする第１の保護膜と、前記過電圧保護材料層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成された第２の保護膜を備えているため、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜の表面は平滑なものとなり、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重は１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるという優れた効果を奏するものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜４に記載の発明について説明する。

図１（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施の形態１における静電気対策部品の製造方法を示す断面図、図２（ａ）〜（ｆ）は同静電気対策部品の製造方法を示す上面図である。

まず、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、アルミナ等の誘電率が５０以下、好ましくは１０以下の低誘電率材料を９００〜１３００℃で焼成することにより得られるセラミック基材１１の上面に、金を主成分とする導電性材料を配置することにより引出電極１２を形成する。この引出電極１２の形成に用いる金を主成分とする材料には金系の有機物ペースト（レジネートペースト）を用いて印刷・焼成することによって引出電極１２を形成することが、他の金系材料、例えば金系スパッタ等を選択するよりも生産性やコストの面から好ましいものである。引出電極１２の焼成後の厚みは０．２〜２．０μｍと薄く形成されるものである。図２（ａ）には、静電気対策部品の個片サイズである長辺がＬ（ｍｍ）で短辺がＷ（ｍｍ）の矩形状のセラミック基材１１が示されており、以下の製造工程の説明でもこの個片サイズのセラミック基材１１を用いて説明しているが、実際の製造工程では、このセラミック基材１１を多数個縦横に得ることができるシート状のセラミック基板を用いて、後述する端子電極の形成工程前にシート状のセラミック基板を短冊状または個片状に分割しているものである。なお、ここで引出電極１２はセラミック基材１１の長辺側に余白を残して印刷しているが、セラミック基材１１の短辺側に余白を残して印刷してもよいものである。

次に、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、引出電極１２の略中央部をＵＶレーザーを用いて切断することにより、幅約１０μｍのギャップ１３を形成する。ここで引出電極１２は金系の有機物ペーストの印刷・焼成によって形成されているため、その厚みは０．２〜２．０μｍと薄く、したがって、比較的低い出力のＵＶレーザーを用いてギャップ１３を確実に精度良く形成することが可能となるものである。なお、ギャップ１３の形成方法はＵＶレーザーを用いて引出電極１２を切断する方法に限定されるものではなく、フォトリソプロセスによって引出電極１２をエッチングしてギャップ１３を形成してもよいものである。また、ここでギャップ１３はセラミック基材１１の短辺とほぼ平行に形成しているが、セラミック基材１１の長辺とほぼ平行に形成してもよいものである。この場合は、引出電極１２を形成する際に、セラミック基材１１の短辺側に余白を残して印刷しておくのが好ましい。また、図１（ｂ）および図２（ｂ）においてはギャップ１３の形状を直線状としているが、階段状あるいは蛇行状としてもよいものである。

次に、平均粒径が０．３〜１０μｍで球状のＮｉ，Ａｌ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ等のいずれかからなる金属粉とメチルシリコーン等のシリコーン系樹脂の混合物に適当な有機溶剤を加え、これらを３本ロールミルにより混練・分散させることによって、過電圧保護材料ペーストを作製した。そしてこの過電圧保護材料ペーストを、図１（ｃ）および図２（ｃ）に示すように、スクリーン印刷法を用いて印刷し、かつ１５０℃で５〜１５分間乾燥させることにより過電圧保護材料層１４を形成した。この場合、過電圧保護材料層１４は、図１（ｃ）および図２（ｃ）に示すように、対向する二つの引出電極１２の一部とギャップ１３を覆うようにパターン形成されるものである。

ここで、過電圧保護材料層１４の乾燥後の厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下としているものである。過電圧保護材料層１４の厚みが５μｍ未満であれば、例えば８ｋＶ以上の高電圧の静電気パルスが印加された場合にギャップ１３での放電が激しくなり、これにより、過電圧保護材料層１４が劣化して破壊する可能性が高くなるものであり、一方、過電圧保護材料層１４の厚みが５０μｍを超える場合は、静電気対策部品の小形化が阻害され、後述する保護膜の表面を平滑に仕上げることが困難になるものである。従って、過電圧保護材料層１４の乾燥後の厚みは要求される静電気耐量のレベルに応じて５μｍ以上５０μｍ以下の範囲に設定するのが、高電圧の静電気パルスに対する信頼性と製品の小形化形状を両立させる点で好ましいものである。

次に、図１（ｄ）および図２（ｄ）に示すように、過電圧保護材料層１４を完全に覆わないように、すなわち過電圧保護材料層１４の周囲を囲むように、過電圧保護材料層１４の周囲に位置する引出電極１２を覆い、かつセラミック基材１１の両端に引出電極１２の端部が残った状態となるように第１の保護膜１５を形成して、第１の保護膜１５と過電圧保護材料層１４との段差を小さくする第１の保護膜形成工程を実施した。そして、この第１の保護膜形成工程実施後、図１（ｅ）および図２（ｅ）に示すように、過電圧保護材料層１４およびこの過電圧保護材料層１４の周囲に位置する第１の保護膜１５を覆うように第２の保護膜１６を形成して、その表面を平滑にする第２の保護膜形成工程を実施した。なお、第１の保護膜１５および第２の保護膜１６はエポキシ樹脂、フェノール樹脂等からなる保護樹脂ペーストをスクリーン印刷法を用いて印刷し、かつ１５０℃で５〜１５分間乾燥させ、その後、１５０〜２００℃で１５〜６０分間硬化させることにより形成するものである。

ここで、前記第１の保護膜１５の硬化後の厚みの最大値は過電圧保護材料層１４の乾燥後の厚みの最大値とほぼ等しくしているもので、このようにすることにより、過電圧保護材料層１４と第１の保護膜１５との段差は小さくなり、これにより、過電圧保護材料層１４とその周囲に位置する第１の保護膜１５を覆うように第２の保護膜１６を形成した場合には、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜１６の表面を平滑に形成することができるため、静電気対策部品の上面は平滑なものとなり、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重は１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるものである。また、第２の保護膜１６における過電圧保護材料層１４上に位置する部分の硬化後の厚みは、高電圧の静電気パルスに対する信頼性と製品の小形化形状を両立させるために、１０μｍ以上４０μｍ以下としているものである。

また、前記第１の保護膜１５を印刷する箇所と第２の保護膜１６を印刷する箇所は異なるため、第１の保護膜形成工程で用いるマスクと第２の保護膜形成工程で用いるマスクも異なるパターンの物を用いるものである。特に、第１の保護膜形成工程で用いるマスクは、過電圧保護材料層１４上に保護樹脂ペーストがなるべく印刷されないように、過電圧保護材料層１４に対応する部分が遮蔽されて保護樹脂ペーストが浸透しない構成になっているものである。

そしてまた、前記第１の保護膜１５を構成する保護樹脂ペーストと第２の保護膜１６を構成する保護樹脂ペーストは、同一材料を用いるのが工程管理上好ましいが、異なる種類の保護樹脂ペーストを用いてもよいものである。特に、第１の保護膜１５を構成する保護樹脂ペーストの粘度を第２の保護膜１６を構成する保護樹脂ペーストの粘度よりも高くした場合には、第１の保護膜１５を構成する保護樹脂ペーストの粘度が高いため、過電圧保護材料層１４の周囲を囲うように形成する第１の保護膜１５がセラミック基材１１の個片領域の端部に向かってだれて大きく広がることはなく、これにより、第１の保護膜１５の厚みの制御が容易となるものである。このため、過電圧保護材料層１４と第１の保護膜１５との段差も容易に小さくすることができ、また、第２の保護膜１６を構成する保護樹脂ペーストの粘度は低いため、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜の表面を平滑に保つことができ、これにより、静電気対策部品の上面も平滑になって、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重も１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるものである。

なお、上記本発明の実施の形態１においては、保護膜を形成する工程を２回に分けて実施する例について説明したが、保護膜を少なくとも２回に分けて形成すれば保護膜の表面を平滑にすることができるため、静電気対策部品の耐圧規格によって必要となる保護膜の厚みに応じて、保護膜の形成を３回以上の工程に分けて実施してもよいものである。

上記第２の保護膜１６を形成した後は、シート状のセラミック基板を短冊状に分割し、そして、この短冊状のセラミック基板の上面および裏面からスパッタを施すことによって、図１（ｆ）および図２（ｆ）に示すように、引出電極１２の端部と電気的に接続されるようにセラミック基材１１の両端部に端子電極１７を形成した。そして、その後、短冊状のセラミック基板を個片状に分割してから、バレルめっき法によって端子電極１７の表面にニッケルめっき（図示せず）および錫めっき（図示せず）を形成して、本発明の実施の形態１における静電気対策部品を得た。

上記製造方法によって製造された本発明の実施の形態１における静電気対策部品は、通常使用時（定格電圧下）においては、対向する引出電極１２間のギャップ１３に存在する過電圧保護材料層１４のシリコーン系樹脂が絶縁性を有するため、電気的にオープンになる。しかしながら、静電気パルス等の高電圧が印加された場合には、過電圧保護材料層１４中のシリコーン系樹脂を介して存在する金属粒子間で放電電流が生じてインピーダンスが著しく減少するため、本発明の実施の形態１における静電気対策部品はその現象を利用して静電気パルス、サージ等の異常電圧をグランドにバイパスさせるものである。

ここで、従来の静電気対策部品と本発明の実施の形態１における静電気対策部品において、静電気対策部品の上面から水平に荷重を付加する強度試験を実施した。従来の静電気対策部品においては、破壊強度の平均値（ｎ＝２０）が１０．３Ｎであったが、本発明の実施の形態１における静電気対策部品においては、破壊強度の平均値（ｎ＝２０）が２５．７Ｎであった。この結果から明らかなように、本発明の実施の形態１における静電気対策部品においては、過電圧保護材料層１４を覆う保護膜として、過電圧保護材料層１４の周囲を囲むようにして形成され、かつ過電圧保護材料層１４との段差を小さくする第１の保護膜１５と、前記過電圧保護材料層１４および第１の保護膜１５を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成された第２の保護膜１６を備えているため、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜１６の表面は平滑なものとなり、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重は１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるものである。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項５〜８に記載の発明について説明する。

図３（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施の形態２における静電気対策部品の製造方法を示す断面図、図４（ａ）〜（ｇ）は同静電気対策部品の製造方法を示す上面図である。

まず、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、アルミナ等の誘電率が５０以下、好ましくは１０以下の低誘電率材料を９００〜１３００℃で焼成することにより得られるセラミック基材２１の上面に、金を主成分とする導電性材料を配置することにより引出電極２２を形成する。この引出電極２２の形成に用いる金を主成分とする材料には金系の有機物ペースト（レジネートペースト）を用いて印刷・焼成することによって引出電極２２を形成することが、他の金系材料、例えば金系スパッタ等を選択するよりも生産性やコストの面から好ましいものである。引出電極２２の焼成後の厚みは０．２〜２．０μｍと薄く形成されるものである。図４（ａ）には、静電気対策部品の個片サイズである長辺がＬ（ｍｍ）で短辺がＷ（ｍｍ）の矩形状のセラミック基材２１が示されており、以下の製造工程の説明でもこの個片サイズのセラミック基材２１を用いて説明しているが、実際の製造工程では、このセラミック基材２１を多数個縦横に得ることができるシート状のセラミック基板を用いて、後述する端子電極の形成工程前にシート状のセラミック基板を短冊状または個片状に分割しているものである。なお、ここで引出電極２２はセラミック基材２１の長辺側に余白を残して印刷しているが、セラミック基材２１の短辺側に余白を残して印刷してもよいものである。

次に、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、引出電極２２の略中央部をＵＶレーザーを用いて切断することにより、幅約１０μｍのギャップ２３を形成する。ここで引出電極２２は金系の有機物ペーストの印刷・焼成によって形成されているため、その厚みは０．２〜２．０μｍと薄く、したがって、比較的低い出力のＵＶレーザーを用いてギャップ２３を確実に精度良く形成することが可能となるものである。なお、ギャップ２３の形成方法はＵＶレーザーを用いて引出電極２２を切断する方法に限定されるものではなく、フォトリソプロセスによって引出電極２２をエッチングしてギャップ２３を形成してもよいものである。また、ここでギャップ２３はセラミック基材２１の短辺とほぼ平行に形成しているが、セラミック基材２１の長辺とほぼ平行に形成してもよいものである。この場合は、引出電極２２を形成する際に、セラミック基材２１の短辺側に余白を残して印刷しておくのが好ましい。また、図３（ｂ）および図４（ｂ）においてはギャップ２３の形状を直線状としているが、階段状あるいは蛇行状としてもよいものである。

次に、平均粒径が０．３〜１０μｍで球状のＮｉ，Ａｌ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ等のいずれかからなる金属粉とメチルシリコーン等のシリコーン系樹脂の混合物に適当な有機溶剤を加え、これらを３本ロールミルにより混練・分散させることによって、過電圧保護材料ペーストを作製した。そしてこの過電圧保護材料ペーストを、図３（ｃ）および図４（ｃ）に示すように、スクリーン印刷法を用いて印刷し、かつ１５０℃で５〜１５分間乾燥させることにより過電圧保護材料層２４を形成した。この場合、過電圧保護材料層２４は、図３（ｃ）および図４（ｃ）に示すように、対向する二つの引出電極２２の一部とギャップ２３を覆うようにパターン形成されるものである。

ここで、過電圧保護材料層２４の乾燥後の厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下としているものである。過電圧保護材料層２４の厚みが５μｍ未満であれば、例えば８ｋＶ以上の高電圧の静電気パルスが印加された場合にギャップ２３での放電が激しくなり、これにより、過電圧保護材料層２４が劣化して破壊する可能性が高くなるものであり、一方、過電圧保護材料層２４の厚みが５０μｍを超える場合は、静電気対策部品の小形化が阻害され、後述する保護膜の表面を平滑に仕上げることが困難になるものである。従って、過電圧保護材料層２４の乾燥後の厚みは要求される静電気耐量のレベルに応じて５μｍ以上５０μｍ以下の範囲に設定するのが、高電圧の静電気パルスに対する信頼性と製品の小形化形状を両立させる点で好ましいものである。

次に、平均粒径が０．３〜１０μｍのＡｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，ＭｇＯあるいはこれらの複合酸化物等からなる絶縁体粉とメチルシリコーン等のシリコーン系樹脂の混合物に適当な有機溶剤を加え、これらを３本ロールミルにより混練・分散させることによって作製した中間層用ペーストを、図３（ｄ）および図４（ｄ）に示すようにスクリーン印刷法を用いて５〜５０μｍの厚みで過電圧保護材料層２４をほぼ完全に覆うように印刷し、かつ１５０℃で５〜１５分間乾燥させることにより中間層２５を形成した。ここで中間層２５は過電圧保護材料層２４とほぼ同一の形状で形成するのが好ましい。このように同一の形状にすれば、過電圧保護材料層２４を印刷形成する際に用いるマスクと同一のマスクを中間層２５を印刷形成する際にも用いることが可能となるものであり、これにより、過電圧保護材料層２４上に中間層２５を形成することによる製造工程の煩雑化やコストアップを最小限に抑えることができるものである。

次に、図３（ｅ）および図４（ｅ）に示すように、中間層２５を完全に覆わないように、すなわち中間層２５の周囲を囲うように、中間層２５の周囲に位置する引出電極２２を覆い、かつセラミック基材２１の両端に引出電極２２の端部が残った状態となるように第１の保護膜２６を形成して、第１の保護膜２６と中間層２５との段差を小さくする第１の保護膜形成工程を実施した。そして、この第１の保護膜形成工程実施後、図１（ｆ）および図２（ｆ）に示すように、中間層２５およびこの中間層２５の周囲に位置する第１の保護膜２６を覆うように第２の保護膜２７を形成して、その表面を平滑にする第２の保護膜形成工程を実施した。なお、第１の保護膜２６および第２の保護膜２７はエポキシ樹脂、フェノール樹脂等からなる保護樹脂ペーストをスクリーン印刷法を用いて印刷し、かつ１５０℃で５〜１５分間乾燥させ、その後、１５０〜２００℃で１５〜６０分間硬化させることにより形成するものである。

ここで、前記第１の保護膜１６の硬化後の厚みの最大値は過電圧保護材料層２４の乾燥後の厚みと中間層２５の乾燥後の厚みの和の最大値とほぼ等しくしているもので、このようにすることにより、中間層２５と第１の保護膜２６との段差は小さくなり、これにより、中間層２５とその周囲に位置する第１の保護膜２６を覆うように第２の保護膜２７を形成した場合には、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜２７の表面を平滑に形成することができるため、静電気対策部品の上面は平滑なものとなり、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重は１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるものである。また、第２の保護膜２７における中間層２５上に位置する部分の硬化後の厚みは、高電圧の静電気パルスに対する信頼性と製品の小形化形状を両立させるために、１０μｍ以上４０μｍ以下としているものである。

また、前記第１の保護膜２６を印刷する箇所と第２の保護膜２７を印刷する箇所は異なるため、第１の保護膜形成工程で用いるマスクと第２の保護膜形成工程で用いるマスクも異なるパターンの物を用いるものである。特に、第１の保護膜形成工程で用いるマスクは、中間層２５上に保護樹脂ペーストがなるべく印刷されないように、中間層２５に対応する部分が遮蔽されて保護樹脂ペーストが浸透しない構成になっているものである。

そしてまた、前記第１の保護膜２６を構成する保護樹脂ペーストと第２の保護膜２７を構成する保護樹脂ペーストは、同一材料を用いるのが工程管理上好ましいが、異なる種類の保護樹脂ペーストを用いてもよいものである。特に、第１の保護膜２６を構成する保護樹脂ペーストの粘度を第２の保護膜２７を構成する保護樹脂ペーストの粘度よりも高くした場合には、第１の保護膜２６を構成する保護樹脂ペーストの粘度が高いため、中間層２５の周囲を囲うように形成する第１の保護膜２６がセラミック基材２１の個片領域の端部に向かってだれて大きく広がることはなく、これにより、第１の保護膜２６の厚みの制御が容易となるものである。このため、中間層２５と第１の保護膜２６との段差も容易に小さくすることができ、また、第２の保護膜２７を構成する保護樹脂ペーストの粘度は低いため、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜の表面を平滑に保つことができ、これにより、静電気対策部品の上面も平滑になって、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重も１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるものである。

なお、上記本発明の実施の形態２においては、保護膜を形成する工程を２回に分けて実施する例について説明したが、保護膜を少なくとも２回に分けて形成すれば保護膜の表面を平滑にすることができるため、静電気対策部品の耐圧規格によって必要となる保護膜の厚みに応じて、保護膜の形成を３回以上の工程に分けて実施してもよいものである。

上記第２の保護膜２７を形成した後は、シート状のセラミック基板を短冊状に分割し、そして、この短冊状のセラミック基板の上面および裏面からスパッタを施すことによって、図３（ｇ）および図４（ｇ）に示すように、引出電極２２の端部と電気的に接続されるようにセラミック基材２１の両端部に端子電極２８を形成した。そして、その後、短冊状のセラミック基板を個片状に分割してから、バレルめっき法によって端子電極２８の表面にニッケルめっき（図示せず）および錫めっき（図示せず）を形成して、本発明の実施の形態２における静電気対策部品を得た。

上記製造方法によって製造された本発明の実施の形態２における静電気対策部品は、通常使用時（定格電圧下）においては、対向する引出電極２２間のギャップ２３に存在する過電圧保護材料層２４のシリコーン系樹脂が絶縁性を有するため、電気的にオープンになる。しかしながら、静電気パルス等の高電圧が印加された場合には、過電圧保護材料層２４中のシリコーン系樹脂を介して存在する金属粒子間で放電電流が生じてインピーダンスが著しく減少するため、本発明の実施の形態２における静電気対策部品はその現象を利用して静電気パルス、サージ等の異常電圧をグランドにバイパスさせるものである。この場合、静電気の印加電圧が例えば１５ｋＶを超えて大きくなっていくと、前記金属粒子間での放電において火花が発生し始め、中間層２５が存在しない状態で過電圧保護材料層２４と第２の保護膜２７が直接接する構成の場合には、放電の火花によって第２の保護膜２７の樹脂中の炭化水素基等の炭素化合物が炭化して第２の保護膜２７の絶縁性能が劣化する可能性もあるが、本発明の実施の形態２においては、過電圧保護材料層２４と第２の保護膜２７の間に中間層２５が存在することにより、このような絶縁劣化は防げるものである。中間層２５に含まれる樹脂としては、炭化水素分が少ないことが望まれるため、シリコーン系樹脂の中でもメチルシリコーン等の側鎖の炭化水素基が小さい樹脂であることが好ましいものである。

ここで、従来の静電気対策部品と本発明の実施の形態２における静電気対策部品において、静電気対策部品の上面から水平に荷重を付加する強度試験を実施した。従来の静電気対策部品においては、破壊強度の平均値（ｎ＝２０）が１０．３Ｎであったが、本発明の実施の形態２における静電気対策部品においては、破壊強度の平均値（ｎ＝２０）が２６．８Ｎであった。この結果から明らかなように、本発明の実施の形態２における静電気対策部品においては、中間層２５を覆う保護膜として、中間層２５の周囲を囲むようにして形成され、かつ中間層２５との段差を小さくする第１の保護膜２６と、前記中間層２５および第１の保護膜２６を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成された第２の保護膜２７を備えているため、静電気対策部品の上面に位置する第２の保護膜２７の表面は平滑なものとなり、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重は１点に集中せずに分散されることになるため、実装品質および強度が安定している静電気対策部品が得られるものである。

本発明に係る静電気対策部品は、保護膜の形成工程を少なくとも２回に分けて実施することにより、保護膜上面の平滑性が確保され、これにより、実装ノズルに吸着される際にかかる荷重も１点に集中せずに分散されることになって、実装品質および強度が安定するという効果を有するものであり、特に小型で高い静電気耐量が要求される静電気対策部品に適用することにより有用となるものである。

（ａ）〜（ｆ）本発明の実施の形態１における静電気対策部品の製造方法を示す断面図（ａ）〜（ｆ）同静電気対策部品の製造方法を示す上面図（ａ）〜（ｇ）本発明の実施の形態２における静電気対策部品の製造方法を示す断面図（ａ）〜（ｇ）同静電気対策部品の製造方法を示す上面図（ａ）〜（ｃ）従来の静電気対策部品の製造方法を示す断面図

符号の説明

１１，２１セラミック基材
１２，２２引出電極
１３，２３ギャップ
１４，２４過電圧保護材料層
２５中間層
１５，２６第１の保護膜
１６，２７第２の保護膜

Claims

セラミック基材の上面の両端部に設けられた引出電極と、この引出電極の一部と引出電極間のギャップを覆うように設けられた過電圧保護材料層と、この過電圧保護材料層を覆うように設けられた保護膜とを備え、前記保護膜として、前記過電圧保護材料層の周囲を囲むようにして形成され、かつ過電圧保護材料層との段差を小さくする第１の保護膜と、前記過電圧保護材料層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成された第２の保護膜を備えた静電気対策部品。
第１の保護膜の厚みの最大値を過電圧保護材料層の厚みの最大値とほぼ等しくした請求項１記載の静電気対策部品。
第１の保護膜を構成する樹脂の粘度を第２の保護膜を構成する樹脂の粘度よりも高くした請求項１記載の静電気対策部品。
セラミック基材の上面にギャップを有する引出電極を形成する工程と、前記ギャップと前記引出電極の一部を覆うように過電圧保護材料層を形成する工程と、この過電圧保護材料層を覆うように保護膜を形成する工程とを備え、前記保護膜を形成する工程として、前記過電圧保護材料層の周囲を囲むようにして前記過電圧保護材料層との段差を小さくするように形成される第１の保護膜形成工程と、前記過電圧保護材料層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成される第２の保護膜形成工程を備えた静電気対策部品の製造方法。
セラミック基材の上面の両端部に設けられた引出電極と、この引出電極の一部と引出電極間のギャップを覆うように設けられた過電圧保護材料層と、この過電圧保護材料層を覆うように設けられた中間層と、この中間層を覆うように設けられた保護膜とを備え、前記保護膜として、前記中間層の周囲を囲むようにして形成され、かつ中間層との段差を小さくする第１の保護膜と、前記中間層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成された第２の保護膜を備えた静電気対策部品。
第１の保護膜の厚みの最大値を、過電圧保護材料層の厚みと中間層の厚みの和の最大値とほぼ等しくした請求項５記載の静電気対策部品。
第１の保護膜を構成する樹脂の粘度を第２の保護膜を構成する樹脂の粘度よりも高くした請求項５記載の静電気対策部品。
セラミック基材の上面にギャップを有する引出電極を形成する工程と、前記ギャップと前記引出電極の一部を覆うように過電圧保護材料層を形成する工程と、この過電圧保護材料層を覆うように中間層を形成する工程と、この中間層を覆うように保護膜を形成する工程とを備え、前記保護膜を形成する工程として、前記中間層の周囲を囲むようにして前記中間層との段差を小さくするように形成される第１の保護膜形成工程と、前記中間層および第１の保護膜を覆うとともに、その表面が平滑になるように形成される第２の保護膜形成工程を備えた静電気対策部品の製造方法。