[发明专利]静电保护元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于保护电子电路内的IC、其中的元件免受因静电放电产生的过电压的损坏的静电保护元件及其制造方法。

背景技术

近年来，为了实现电子设备的小型化和高性能化以及传输速度的高速化和低驱动电压化，电子设备中使用的电子部件的耐电压正在降低。由此，在人体与电子设备的端子接触时，人体产生的静电脉冲流向电子设备，保护电子部件免受由此产生的过电压的损坏已成为重要的技术课题。

以往，为了保护电子部件免受这样的过电压的损坏，一般采用在过电压进入的线路与地线之间设置变阻器的对策。但是，现有的使用变阻器的静电保护元件的放电起始电压低，但静电容量大，对于小型高性能的电子设备、通信设备而言并不是有效的对策。另一方面，为了应对传输速度的高速化，虽然也存在特意使静电容量减小的放电型元件，但减小静电容量的结果是，放电起始电压变高，不适合小型高性能的电子设备。

因此，作为放电起始电压低的应对ESD(Electrostatic Discharge，静电放电)的部件，存在专利文献1中公开的元件。该元件具备设置在绝缘性陶瓷基板上的热固化性树脂固化物层，在热固化性树脂固化物层与绝缘性陶瓷基板的界面设置有空穴。在绝缘性陶瓷基板上，具备以前端之间具有间隙地对置且间隙露出于空穴的方式设置的第一、第二放电电极以及以将第一、第二放电电极进行电连接的方式设置的放电辅助电极。放电辅助电极由含有表面由无机绝缘性材料粉末包覆的金属粒子和陶瓷的材料形成。

此外，如专利文献2、3所公开的那样，作为形成低静电容量的元件的静电保护用功能膜材料，提出了在包含绝缘性无机材料的粒子的表面包覆有导电性无机材料的材料粉末以及使用该材料粉末的静电保护元件。该静电保护元件具备具有绝缘性表面的基体、在该绝缘性表面上彼此分开地对置配置的电极和至少配置在该电极之间的功能层，上述功能层含有复合粒子，该复合粒子具有表面为导电性的导电性无机粒子以及形成在该导电性无机粒子的外周的至少一部分的包含绝缘性无机材料的覆膜。

此外，如专利文献4所公开的那样，还提出了在一对电极之间形成有具有中空部(空洞部)的放电诱发部的防静电元件。该防静电元件的放电诱发部包含不连续地散布有微小的孔的多孔质体，绝缘性无机材料和导电性无机材料不连续地散布。作为绝缘性无机材料，为氧化铝等金属氧化物、SiC等。作为导电性无机材料，可以列举金属、合金等。

对于专利文献5中公开的ESD保护器件而言，在一对电极之间具有将Cu粒子和碳化硅粒子通过玻璃质结合而得到的放电辅助电极，一对电极及放电辅助电极由空洞部覆盖，该空洞部由包含陶瓷粒子的密封层包围。密封层为多孔层，具有在煅烧工序中将陶瓷材料中含有的玻璃成分吸收到多孔部分从而阻止玻璃成分流入放电辅助电极的功能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-243492号公报

专利文献2：日本特开2011-204443号公报

专利文献3：日本特开2011-204855号公报

专利文献4：国际公开第2012/043576号公报

专利文献5：国际公开第2011/040437号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，为了制造专利文献1～3中公开的元件中使用的、在金属粒子等导电性无机粒子的外周设置有包含绝缘性无机材料的覆膜的无机材料粉末，需要专用设备，从而花费成本。而且，该无机材料粉末难以在约数十V～约100V的条件下放电，作为要求低电压下的静电保护的静电保护元件，存在放电起始电压高的问题。此外，对置配置后的电极材料的玻璃成分覆盖在电极表面上而阻碍电极之间放电的开始，就这一点而言，也会提高放电起始电压。

专利文献4中公开的防静电元件的具有中空部的放电引发部包含不连续地散布有微小的孔的多孔质体，绝缘性无机材料和导电性无机材料不连续地散布，作为绝缘性无机材料，为氧化铝等金属氧化物、SiC，作为导电性无机材料，使用金属粒子。该放电引发部仅设置在一对电极之间时，放电起始电压为2～3kV，不能称为低的值。

专利文献5中公开的ESD保护器件的放电辅助电极通过将Cu粒子和碳化硅粒子通过玻璃质结合而得到，形成有空洞部的密封层为多孔质的陶瓷层，具有在煅烧工序中将陶瓷材料中含有的玻璃成分吸收到多孔部分而阻止玻璃成分流入放电辅助电极的功能。关于该元件的放电特性，在试验中，即使是最低的电压也为0.2kV，作为本申请发明中要求的放电起始电压，仍然是高的电压。