JP2004006594A

JP2004006594A - Static electricity countermeasure component and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2004006594A
Application number: JP2002286781A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Tokunaga; 徳永　英晃; Tatsuya Inoue; 井上　竜也; Hiroyuki Yamada; 山田　博之; Kenji Nozoe; 野添　研治
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP3838184B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a static electricity countermeasure component which is small-sized and has extremely small electrostatic capacity of ≤1 pF and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: On a substrate, electrodes 12a and 12b are so formed that one-end parts face face each other at the center part of the substrate 11 and the other-end parts extend to end parts of the substrate 11. Then a voltage-dependent resistance body layer 13 is formed covering portions of the electrodes 12a and 12b and filling the gap between the electrodes 12a and 12b. After the substrate 11 is fired, external electrodes 14 are formed at the end parts while connected to the electrodes 12a and 12b. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等の電子機器の小型化、高性能化は急速に進み、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、その反面、電子機器や電子部品の耐圧は低下する。そのため、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る破壊が増えてきている。
【０００３】
従来、このような静電気パルスへの対策として、バリスタ層と内部電極層とを交互に積層した積層バリスタが用いられている。
【０００４】
なお、積層バリスタに関連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。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１６２３０３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
データの送受信の高容量化、高速化に伴い、信号は高周波数化が加速され、ＧＨｚレベルになってきている。従って、静電気対策部品は信号の挿入損失を低下させないように、できる限り低静電容量であることが望ましい。しかしながら、積層バリスタは、静電容量が最小でも２ｐＦであり、ＧＨｚレベルの高周波帯では信号の伝送特性に悪影響を及ぼすという問題点を有していた。
【０００７】
そこで本発明は、静電容量の小さい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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この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。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、誘電率が５０以下の基板と、前記基板上で対向するように設けた少なくとも二つの電極と、前記電極の一部及び前記電極間を埋めるように設けた電圧依存性抵抗体層とを有するものであり、有効電極面積が対向する電極厚み分のみとなり、静電容量の小さいものとなる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、電極は櫛形とするものであり、静電容量は小さく、静電気パルス耐量に優れたものとなる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、電圧依存性抵抗体層を完全に覆うように樹脂を主成分とするオーバーコート層を有するものであり、外部電極への選択的なメッキが可能となる。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、電圧依存性抵抗体層を基板と電極との間に設けたものであり、静電気パルスに対する耐電圧が向上する。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、誘電率が５０以下の基板上に対向するように電極となる電極ペースト膜を少なくとも二ヵ所形成する第１の工程と、次に前記電極ペースト膜の一部及び前記電極ペースト膜間を埋めるように電圧依存性抵抗体層となるセラミックペースト膜を形成する第２の工程と、次いで焼成することにより電極と電圧依存性抵抗体層を形成する第３の工程と、その後前記電極と接続するように前記基板端面に外部電極を形成する第４の工程とを備えたものであり、静電容量の小さい静電気対策部品を得ることができる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、電圧依存性抵抗体層を被覆するように樹脂ペーストを塗布するものであり、外部電極への選択的なメッキが可能な静電気対策部品を得ることができる。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、基板と電極との間に電圧依存性抵抗体層を設けるものであり、静電気パルスに対する耐電圧が向上する。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、電圧依存性抵抗体層となるセラミックペースト膜を印刷形成した後、このセラミックペースト膜をプレスするものであり、セラミックペースト膜をプレスすることによりセラミックペースト膜の密度が増加し、そして、焼成後の電圧依存性抵抗体層の密度が向上し緻密なものとなる。これにより、静電気パルスに対する耐電圧が向上する。
【００１７】
本発明の請求項９に記載の発明は、特に、プレスの圧力を２００〜２０００ｋｇ／ｃｍ^２とするものであり、好ましいプレス圧力値を提案するものである。
【００１８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、特に、プレスをする際に加圧面の温度を５０〜２００℃とするものであり、セラミックペースト膜を加熱してプレスすることによって、小さなプレス圧力でも密度の高いセラミックペースト膜が得られ、これにより、静電気パルスに対する耐電圧が向上する。
【００１９】
本発明の請求項１１に記載の発明は、特に、プレスをする際の雰囲気を減圧雰囲気とするものであり、減圧雰囲気中でプレスすることによって、プレス時のエアーの巻き込みを防止することができ、より密度の高いセラミックペースト膜が得られ、これにより、静電気パルスに対する耐電圧が向上する。
【００２０】
本発明の請求項１２に記載の発明は、特に、静水圧プレスを用いて２００〜２０００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力でプレスするものであり、通常の一軸プレス機に比べて、より等方的で均一な加圧ができ、より均一な密度のセラミックペースト膜が得られ、これにより、静電気パルスに対する耐電圧が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（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１，２，５に記載の発明について説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態１における静電気対策部品の断面図、図２は同上面図である。この静電気対策部品は、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用いた基板１１上に、Ａｇを主成分とする二つの電極１２ａ，１２ｂを所定の間隔で対向するように形成し、電極１２ａ，１２ｂの一部及び電極１２ａ，１２ｂの間を埋めるように金属酸化物を主成分とする電圧依存性抵抗体層１３を形成し、基板１１の端部に電極１２ａ，１２ｂと電気的に接続する外部電極１４を形成することで構成されている。
【００２３】
また図３〜図５は電極１２ａ，１２ｂを形成した基板１１の上面図である。
【００２４】
まず、図３〜図５に示すように基板１１上に、一端部がこの基板１１の中央部で対向すると共に他端部が基板１１の相対向する端部に至るように、電極１２ａ，１２ｂとなる電極ペーストをそれぞれスクリーン印刷し、乾燥する。この電極ペーストは、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄとエチルセルロース等の樹脂成分、ブチルカルビトール等の溶剤成分を混練したものである。
【００２５】
次に、図２に示すように電極１２ａ，１２ｂの一部を覆うと共に電極１２ａ，１２ｂの間を埋めるように電圧依存性抵抗体層１３となるセラミックペーストをスクリーン印刷し、乾燥する。
【００２６】
この電圧依存性抵抗体層１３は、酸化亜鉛を主成分とし、副成分として少なくとも酸化ビスマスを０．１〜５ｍｏｌ％、酸化コバルトを０．１〜５ｍｏｌ％含有するものである。
【００２７】
次いで、基板１１上に形成した電極１２ａ，１２ｂとなる電極ペーストの印刷膜と電圧依存性抵抗体層１３となるセラミックペーストの印刷膜を８００〜１１００℃で焼成した後、端部に電極１２ａ，１２ｂと接続するようにＡｇを主成分とする外部電極１４を形成することによって３種類の静電気対策部品を得る。
【００２８】
次に、本実施の形態の静電気対策部品と同程度の大きさの従来の積層バリスタそれぞれ１００個について、１ＭＨｚにおける静電容量（ｐＦ）を測定しその平均静電容量を求めると共に、静電気試験（１５ｋＶあるいは２０ｋＶを印加した時の破壊個数を調査）を行い、その結果を（表１）に示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
（表１）に示すように、耐電圧は従来の積層バリスタと本実施の形態のバリスタとではほとんど変わらないにもかかわらず、静電容量は積層バリスタが２．２ｐＦであるのに対し、本実施の形態の静電気対策部品では０．１〜０．３ｐＦと極めて小さい値になっていることが分かる。
【００３１】
これは、有効電極面積が小さいだけでなく、酸化アルミニウム等の誘電率が５０以下、好ましくは１０以下の基板１１を用いるため、外部電極１４間に発生する浮遊容量が大幅に削減されるためである。
【００３２】
さらに、電極１２ａ，１２ｂの有効電極面積を削減することで静電容量を低減すると、それに伴い静電気パルス耐量も低下することになる。そこで、本実施の形態の静電気対策部品においても、有効電極面積の大きな、図４、図５に示す櫛形の電極１２ａ，１２ｂとすることにより、図３に示す電極１２ａ，１２ｂの場合よりも静電気パルス耐量に優れたものとなる。
【００３３】
（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３，６に記載の発明について説明する。
【００３４】
図６は本実施の形態２における静電気対策部品の断面図、図７は同上面図である。図において図１〜図５と同要素については同番号を付して説明を省略する。
【００３５】
実施の形態１と２で異なる点は、電圧依存性抵抗体層１３の上に、ガラスや樹脂などを主成分とするオーバーコート層１５を有するか否かである。
【００３６】
以下にその製造方法について説明する。
【００３７】
まず、実施の形態１に示す静電気対策部品を得る。
【００３８】
次に、図６，７に示すように電圧依存性抵抗体層１３の全面及びこれに連なる電極１２ａ，１２ｂの一部を被覆するように、エポキシ樹脂などのペーストを塗布し、加熱して硬化しオーバーコート層１５を形成する。
【００３９】
あるいは、実施の形態１において外部電極１４を焼付により形成する場合、焼付前に、図６，７に示すように電圧依存性抵抗体層１３の全面及びこれに連なる電極１２ａ，１２ｂの一部を被覆するようにガラスペーストを塗布してから焼付けることにより、外部電極１４とオーバーコート層１５とを同時に形成することができる。
【００４０】
例えば外部電極１４を導電性樹脂で形成した場合、この静電気対策部品をハンダで実装するために、外部電極１４の表面に電気メッキを行い、ハンダ付け性を向上させる必要がある。
【００４１】
しかしながら、実施の形態１に示した構成では、表面に電圧依存性抵抗体層１３が露出しているため、外部電極１４に電気メッキを行おうとすると、半導体である電圧依存性抵抗体層１３もメッキされ、ショート状態になるという可能性がある。
【００４２】
そこで、本実施の形態２に示すように電圧依存性抵抗体層１３の表面全体を覆うようにオーバーコート層１５を設けることによって、外部電極１４への選択的なメッキが可能となる。
【００４３】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に、請求項４，７に記載の発明について説明する。
【００４４】
図８は本実施の形態３における静電気対策部品の断面図である。図において、図１〜図５と同要素については同番号を付して説明を省略する。
【００４５】
実施の形態１，２と異なる点は、基板１１と電極１２ａ，１２ｂとの間にも電圧依存性抵抗体層１３を設けたことである。
【００４６】
以下にその製造方法について説明する。なお、用いるセラミックペースト及び電極ペーストは実施の形態１で説明したものと同じである。
【００４７】
まず、基板１１の中央部に電圧依存性抵抗体層１３となるセラミックペーストをスクリーン印刷し、乾燥する。
【００４８】
次に、一端部がこの基板１１の中央部で対向すると共に他端部が基板１１の相対向する端部に至るように、電極１２ａ，１２ｂとなる電極ペーストをそれぞれスクリーン印刷し、乾燥する。
【００４９】
次いで、電極１２ａ，１２ｂの一部を覆うと共に電極１２ａ，１２ｂの間を埋めるように電圧依存性抵抗体層１３となるセラミックペーストをスクリーン印刷し、乾燥する。この時、電圧依存性抵抗体層１３で電極１２ａ，１２ｂを挟み込んだ状態となる。
【００５０】
次いで、基板１１上に形成した電極１２ａ，１２ｂとなる電極ペーストの印刷膜と電圧依存性抵抗体層１３となるセラミックペーストの印刷膜を８００〜１１００℃で焼成した後、端部に電極１２ａ，１２ｂと接続するようにＡｇを主成分とする外部電極１４を形成し、静電気対策部品を得る。
【００５１】
この静電気対策部品と実施の形態１に示した静電気対策部品の静電気試験（２０ｋＶを印加した時の破壊個数を調査）を行い、その結果を（表２）に示す。
【００５２】
【表２】

【００５３】
（表２）に示すように、本実施の形態の静電気対策部品は、実施の形態１の静電気対策部品と比較すると、静電気パルスに対する耐電圧が向上していることが分かる。なぜならば、実施の形態１，２では、電極１２ａ，１２ｂ間の最も短いところが、電極１２ａ−基板１１−電極１２ｂにより形成されていたが、本実施の形態では電極１２ａ−電圧依存性抵抗体層１３−電極１２ｂにより構成されることとなり、電極１２ａ，１２ｂ間の電流リークを抑制することができるからである。
【００５４】
この静電気対策部品においても、実施の形態２に示したようにオーバーコート層を形成することにより、外部電極１４への選択的なメッキが可能となる。
【００５５】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に、請求項８〜１２に記載の発明について説明する。
【００５６】
図９は本実施の形態４における静電気対策部品の製造方法を説明するための概略断面図である。図において、図１〜図３と同要素については同番号を付して説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態４が実施の形態１と異なる点は、電圧依存性抵抗体層１３の形成方法であり、電圧依存性抵抗体層１３となるセラミックペーストをスクリーン印刷、乾燥した後、この印刷膜をプレスして膜の密度を増加させた後、焼成して電圧依存性抵抗体層１３を形成する点である。
【００５８】
以下に本実施の形態４における静電気対策部品の製造方法について説明する。なお、用いる基板１１、セラミックペースト及び電極ペーストは実施の形態１で説明したものと同じである。
【００５９】
まず、実施の形態１と同様に、図３に示すように基板１１上に、一端部がこの基板１１の中央部で対向すると共に他端部が基板１１の相対向する端部に至るように、電極１２ａ，１２ｂとなる電極ペーストをそれぞれスクリーン印刷し、乾燥する。
【００６０】
次に、図２に示すように電極１２ａ，１２ｂの一部を覆うと共に電極１２ａ，１２ｂの間を埋めるように電圧依存性抵抗体層１３となるセラミックペーストをスクリーン印刷し、乾燥する。
【００６１】
次に、図９に示したように、上下平行で平坦な下金型２１と平坦な上金型２２とを有する一軸プレス機を用い、一軸プレス機の下金型２１上に、上記の電極１２ａ，１２ｂとなる電極ペーストの印刷膜と電圧依存性抵抗体層１３となるセラミックペーストの印刷膜とを形成した基板１１を設置し、プレス圧力を１００〜２５００ｋｇ／ｃｍ^２の範囲で種々変えて、上金型２２によりセラミックペーストの印刷膜をプレスする。
【００６２】
次いで、基板１１上に形成した電極１２ａ，１２ｂとなる電極ペーストの印刷膜と電圧依存性抵抗体層１３となるセラミックペーストの印刷膜を８００〜１１００℃で焼成した後、端部に電極１２ａ，１２ｂと接続するようにＡｇを主成分とする外部電極１４を形成することによって、本実施の形態４における静電気対策部品を得る。
【００６３】
上記によりプレス圧力を変えて作製した実施の形態４における静電気対策部品それぞれ１００個について、静電気試験（２０ｋＶを印加した時の破壊個数を調査）を行い評価した結果を（表３）に示す。
【００６４】
【表３】

【００６５】
（表３）に示すように、プレスを用いない実施の形態１と比べ、本実施の形態４の静電気対策部品は静電気パルス耐量の向上が見られた。特に２００ｋｇ／ｃｍ^２以上において大きな効果が見られる。プレス圧力が２０００ｋｇ／ｃｍ^２より大きい範囲ではセラミックペーストの印刷膜がプレスによって変形するので好ましくない。
【００６６】
さらに、プレス圧力のほかにプレス条件およびプレス方法について検討実施した結果を以下に説明する。
【００６７】
まず、プレス圧力を１００ｋｇ／ｃｍ^２の一定とし、上金型２２の温度を種々変えて、プレス時にセラミックペーストの印刷膜を加熱し、静電気対策部品を作製し、この静電気対策部品それぞれ１００個について、静電気試験（２０ｋＶを印加した時の破壊個数を調査）を行い評価した結果を（表４）に示す。
【００６８】
【表４】

【００６９】
（表４）に示すように、プレス時にセラミックペーストの印刷膜を加熱することによって静電気パルス耐量が向上していることがわかり、特に５０℃以上において顕著に効果が見られる。これは温度をかけることによってセラミックペーストの印刷膜のセラミック粉、バインダ等の流動性が上がり、セラミックペースト膜の密度が大きくなるように作用したと考えられる。また、２００℃より高い温度でプレスした場合はセラミックペースト膜のバインダが燃焼、分解反応が開始し好ましくない。
【００７０】
また、図９の一軸プレス機および基板１１を真空チャンバー内に設置し、真空チャンバー内の気圧を１００ｈｐａの減圧状態にし、この減圧雰囲気中でプレス圧力１００ｋｇ／ｃｍ^２でプレスして静電気対策部品を作製し、この静電気対策部品１００個について、大気中でプレス圧力１００ｋｇ／ｃｍ^２でプレスして作製したものと比較して静電気試験（２０ｋＶを印加した時の破壊個数を調査）を行い評価した結果を（表５）に示す。
【００７１】
【表５】

【００７２】
（表５）からわかるように、減圧雰囲気中でプレスすることによって、プレス時のエアーの巻き込みを防止することができ、より密度の高いセラミックペースト膜が得られ、その結果、静電気パルス耐量の静電気対策部品を得ることができる。
【００７３】
さらにまた、プレス方法として静水圧プレスを実施した結果を（表６）に示す。
【００７４】
【表６】

【００７５】
（表６）に示すように、静水圧プレスを用いた場合も圧力を上げていくことで静電気パルス耐量の向上が見られ、特に２００ｋｇ／ｃｍ^２以上において大きな効果が見られる。プレス圧力が２０００ｋｇ／ｃｍ^２より大きい範囲ではセラミックペーストの印刷膜がプレスによって変形するので好ましくない。また、静水圧プレスは、より等方的で均一な加圧ができるので一軸プレス機に比べてさらに効果が大きい。
【００７６】
この実施の形態４の静電気対策部品においても、実施の形態２に示したようにオーバーコート層を形成することにより、外部電極１４への選択的なメッキが可能となる。
【００７７】
なお、実施の形態１〜４においては電極１２ａ，１２ｂを形成する電極ペースト膜とセラミックペースト膜とは一体焼成したが、電極ペースト膜とセラミックペースト膜とを別々に焼成しても構わない。
【００７８】
また、外部電極１４は、後に個々の基板１１となる大板上の基板に複数の貫通孔を設けて、この貫通孔に金属ペーストを流し込み、熱処理した後に、貫通孔を分割するように基板を分割することにより、形成しても構わない。
【００７９】
【発明の効果】
以上、本発明によると、小型でかつ１ｐＦ以下の極めて低い静電容量の静電気対策部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における静電気対策部品の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における静電気対策部品の上面図
【図３】本発明の実施の形態１における電極パターンの上面図
【図４】本発明の実施の形態１における電極パターンの上面図
【図５】本発明の実施の形態１における電極パターンの上面図
【図６】本発明の実施の形態２における静電気対策部品の断面図
【図７】本発明の実施の形態２における静電気対策部品の上面図
【図８】本発明の実施の形態３における静電気対策部品の断面図
【図９】本発明の実施の形態４における製造方法を説明するための概略断面図
【符号の説明】
１１　基板
１２ａ　電極
１２ｂ　電極
１３　電圧依存性抵抗体層
１４　外部電極
１５　オーバーコート層
２１　下金型
２２　上金型[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a component for protecting an electronic device from static electricity and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices such as mobile phones have been rapidly reduced in size and performance, and accordingly, electronic components used in the electronic devices have been rapidly reduced in size. However, on the other hand, the withstand voltage of electronic devices and electronic components decreases. Therefore, destruction due to an electrostatic pulse generated when a human body comes into contact with a terminal of an electronic device is increasing.
[0003]
Conventionally, as a measure against such an electrostatic pulse, a laminated varistor in which varistor layers and internal electrode layers are alternately laminated has been used.
[0004]
As prior art document information related to a laminated varistor, for example, Patent Document 1 is known.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-162303
[Problems to be solved by the invention]
With the increase in capacity and speed of data transmission / reception, the frequency of signals has been accelerated, and the signals have been brought to the GHz level. Therefore, it is desirable that the electrostatic protection component has the lowest possible capacitance so as not to reduce the insertion loss of the signal. However, the multilayer varistor has a problem that the capacitance is at least 2 pF at minimum, and adversely affects signal transmission characteristics in a high-frequency band of GHz level.
[0007]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an antistatic component having a small capacitance and a method of manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the present invention has the following configuration.
[0009]
The invention according to claim 1 of the present invention provides a substrate having a dielectric constant of 50 or less, at least two electrodes provided so as to face each other on the substrate, and filling a part of the electrodes and a space between the electrodes. And the provided voltage-dependent resistor layer, the effective electrode area is only the thickness of the facing electrode, and the capacitance is small.
[0010]
In the invention according to claim 2 of the present invention, in particular, the electrodes are comb-shaped, the capacitance is small, and the electrostatic pulse resistance is excellent.
[0011]
The invention according to claim 3 of the present invention particularly has an overcoat layer containing a resin as a main component so as to completely cover the voltage-dependent resistor layer. It becomes possible.
[0012]
The invention according to claim 4 of the present invention is particularly one in which the voltage-dependent resistor layer is provided between the substrate and the electrode, and the withstand voltage against an electrostatic pulse is improved.
[0013]
The invention according to claim 5 of the present invention is, in particular, a first step of forming at least two electrode paste films serving as electrodes so as to face each other on a substrate having a dielectric constant of 50 or less; A second step of forming a ceramic paste film serving as a voltage-dependent resistor layer so as to fill a part of the film and between the electrode paste films, and then forming the electrode and the voltage-dependent resistor layer by firing. The method includes a third step and a fourth step of forming an external electrode on the end face of the substrate so as to be connected to the electrode thereafter, so that an antistatic component having a small capacitance can be obtained.
[0014]
The invention according to claim 6 of the present invention applies a resin paste so as to cover the voltage-dependent resistor layer, and obtains an antistatic component capable of selectively plating external electrodes. be able to.
[0015]
The invention according to claim 7 of the present invention particularly provides a voltage-dependent resistor layer between a substrate and an electrode, and improves withstand voltage against an electrostatic pulse.
[0016]
The invention according to claim 8 of the present invention is to press the ceramic paste film after printing and forming a ceramic paste film to be a voltage-dependent resistor layer, in particular, by pressing the ceramic paste film. The density of the ceramic paste film increases, and the density of the voltage-dependent resistor layer after sintering is improved to be dense. Thereby, the withstand voltage against an electrostatic pulse is improved.
[0017]
The invention according to claim 9 of the present invention particularly provides a press pressure of 200 to 2000 kg / cm ^2, and proposes a preferable press pressure value.
[0018]
The invention according to claim 10 of the present invention is particularly one in which the temperature of the pressurized surface is set to 50 to 200 ° C. when pressing, and by heating and pressing the ceramic paste film, even at a small pressing pressure. A ceramic paste film having a high density is obtained, thereby improving the withstand voltage against an electrostatic pulse.
[0019]
In the invention according to claim 11 of the present invention, in particular, the atmosphere at the time of pressing is a reduced-pressure atmosphere, and by pressing in a reduced-pressure atmosphere, it is possible to prevent the entrainment of air at the time of pressing. As a result, a ceramic paste film having a higher density can be obtained, whereby the withstand voltage against an electrostatic pulse is improved.
[0020]
The invention according to claim 12 of the present invention is particularly one in which pressing is performed at a pressure of 200 to 2000 kg / cm ² using a hydrostatic press, and is more isotropic and uniform than a normal uniaxial press. Pressure can be applied, and a ceramic paste film having a more uniform density can be obtained, whereby the withstand voltage against an electrostatic pulse is improved.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the first embodiment.
[0022]
FIG. 1 is a sectional view of an antistatic component according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a top view of the same. In this ESD protection component, two

electrodes

12a and 12b mainly composed of Ag are opposed at a predetermined interval on a substrate 11 using a low dielectric constant material such as alumina having a dielectric constant of 50 or less, preferably 10 or less. A voltage-dependent resistor layer 13 containing a metal oxide as a main component is formed so as to fill a part of the

electrodes

12a and 12b and between the

electrodes

12a and 12b. It is configured by forming external electrodes 14 electrically connected to 12a and 12b.
[0023]
3 to 5 are top views of the substrate 11 on which the

electrodes

12a and 12b are formed.
[0024]
First, as shown in FIGS. 3 to 5, the

electrodes

12 a and 12 b are placed on the substrate 11 such that one end faces the center of the substrate 11 and the other end reaches the opposite end of the substrate 11. Each of the electrode pastes is screen-printed and dried. This electrode paste is obtained by kneading Ag or Ag-Pd with a resin component such as ethyl cellulose and a solvent component such as butyl carbitol.
[0025]
Next, as shown in FIG. 2, a ceramic paste which becomes the voltage-dependent resistor layer 13 is screen-printed so as to cover a part of the

electrodes

12a and 12b and fill a space between the

electrodes

12a and 12b, and is dried.
[0026]
The voltage-dependent resistor layer 13 contains zinc oxide as a main component, and at least 0.1 to 5 mol% of bismuth oxide and 0.1 to 5 mol% of cobalt oxide as subcomponents.
[0027]
Next, a printed film of the electrode paste formed on the substrate 11 and the electrode paste to be the

electrodes

12a and 12b and a printed film of the ceramic paste to be the voltage-dependent resistor layer 13 are fired at 800 to 1100 ° C. By forming the external electrode 14 containing Ag as a main component so as to be connected to the external electrode 12b, three types of antistatic components are obtained.
[0028]
Next, the capacitance (pF) at 1 MHz was measured for 100 conventional multilayer varistors each having a size similar to that of the ESD protection component of the present embodiment, and the average capacitance was determined. The number of destructions when 15 kV or 20 kV was applied was investigated), and the results are shown in (Table 1).
[0029]
[Table 1]

[0030]
As shown in Table 1, although the withstand voltage is almost the same between the conventional multilayer varistor and the varistor of the present embodiment, the capacitance of the multilayer varistor is 2.2 pF, whereas that of the conventional varistor is 2.2 pF. It can be seen that the antistatic component of the embodiment has an extremely small value of 0.1 to 0.3 pF.
[0031]
This is not only because the effective electrode area is small, but also because the substrate 11 having a dielectric constant of 50 or less, preferably 10 or less, such as aluminum oxide, is used, so that the stray capacitance generated between the external electrodes 14 is greatly reduced. is there.
[0032]
Further, when the capacitance is reduced by reducing the effective electrode area of the

electrodes

12a and 12b, the withstand voltage of the electrostatic pulse is also reduced accordingly. Therefore, also in the antistatic component of the present embodiment, the comb-shaped

electrodes

12a and 12b shown in FIGS. 4 and 5 having a large effective electrode area make the static electricity more effective than the

electrodes

12a and 12b shown in FIG. The pulse withstand capability is excellent.
[0033]
(Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in particular with reference to FIGS.
[0034]
FIG. 6 is a cross-sectional view of an antistatic component according to the second embodiment, and FIG. 7 is a top view of the same. In the drawings, the same elements as those in FIGS.
[0035]
The difference between the first and second embodiments is whether or not an overcoat layer 15 mainly composed of glass, resin, or the like is provided on the voltage-dependent resistor layer 13.
[0036]
Hereinafter, the manufacturing method will be described.
[0037]
First, an antistatic component according to the first embodiment is obtained.
[0038]
Next, as shown in FIGS. 6 and 7, a paste such as an epoxy resin is applied so as to cover the entire surface of the voltage-dependent resistor layer 13 and a part of the

electrodes

12a and 12b connected thereto, and is cured by heating. Then, an overcoat layer 15 is formed.
[0039]
Alternatively, when the external electrode 14 is formed by baking in the first embodiment, before baking, the entire surface of the voltage-dependent resistor layer 13 and a part of the

electrodes

12a and 12b connected thereto are formed as shown in FIGS. The external electrode 14 and the overcoat layer 15 can be formed at the same time by applying a glass paste so as to cover and baking.
[0040]
For example, when the external electrode 14 is formed of a conductive resin, it is necessary to improve the solderability by performing electroplating on the surface of the external electrode 14 in order to mount the antistatic component with solder.
[0041]
However, in the configuration shown in the first embodiment, since the voltage-dependent resistor layer 13 is exposed on the surface, when the external electrode 14 is to be electroplated, the voltage-dependent resistor layer 13 which is a semiconductor also becomes There is a possibility that it will be plated and short-circuited.
[0042]
Thus, by providing the overcoat layer 15 so as to cover the entire surface of the voltage-dependent resistor layer 13 as shown in the second embodiment, selective plating on the external electrode 14 becomes possible.
[0043]
(Embodiment 3)
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described with reference to the third embodiment.
[0044]
FIG. 8 is a cross-sectional view of an antistatic component according to the third embodiment. In the figure, the same elements as those in FIGS.
[0045]
The difference from the first and second embodiments is that the voltage-dependent resistor layer 13 is also provided between the substrate 11 and the

electrodes

12a and 12b.
[0046]
Hereinafter, the manufacturing method will be described. The ceramic paste and electrode paste used are the same as those described in the first embodiment.
[0047]
First, a ceramic paste to be the voltage-dependent resistor layer 13 is screen-printed on the central portion of the substrate 11 and dried.
[0048]
Next, electrode pastes for forming the

electrodes

12a and 12b are screen-printed and dried such that one end faces the center of the substrate 11 and the other end reaches the opposite end of the substrate 11, respectively.
[0049]
Next, a ceramic paste that becomes the voltage-dependent resistor layer 13 is screen-printed so as to cover a part of the

electrodes

12a and 12b and to fill a space between the

electrodes

12a and 12b, and is dried. At this time, the

electrodes

12a and 12b are sandwiched between the voltage-dependent resistor layers 13.
[0050]
Next, a printed film of the electrode paste formed on the substrate 11 and the electrode paste to be the

electrodes

12a and 12b and a printed film of the ceramic paste to be the voltage-dependent resistor layer 13 are fired at 800 to 1100 ° C. An external electrode 14 containing Ag as a main component is formed so as to be connected to 12b, and an antistatic component is obtained.
[0051]
An electrostatic test (investigation of the number of destructions when 20 kV was applied) was performed on this antistatic component and the antistatic component described in Embodiment 1, and the results are shown in Table 2.
[0052]
[Table 2]

[0053]
As shown in (Table 2), it can be seen that the antistatic component of the present embodiment has an improved withstand voltage against an electrostatic pulse as compared with the antistatic component of the first embodiment. This is because, in the first and second embodiments, the shortest part between the

electrodes

12a and 12b is formed by the electrode 12a-the substrate 11-the electrode 12b. In the present embodiment, the electrode 12a-the voltage-dependent resistor layer This is because it is constituted by the 13-electrode 12b, and current leakage between the

electrodes

12a and 12b can be suppressed.
[0054]
Also in this antistatic component, the external electrode 14 can be selectively plated by forming the overcoat layer as described in the second embodiment.
[0055]
(Embodiment 4)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0056]
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for describing a method for manufacturing an antistatic component according to the fourth embodiment. In the figure, the same elements as those in FIGS.
[0057]
The fourth embodiment is different from the first embodiment in a method of forming the voltage-dependent resistor layer 13. The ceramic paste to be the voltage-dependent resistor layer 13 is screen-printed, dried, and then printed. Is pressed to increase the density of the film, and then fired to form the voltage-dependent resistor layer 13.
[0058]
Hereinafter, a method of manufacturing an antistatic component according to the fourth embodiment will be described. The substrate 11, ceramic paste and electrode paste used are the same as those described in the first embodiment.
[0059]
First, as in the first embodiment, as shown in FIG. 3, one end of the substrate 11 faces the center of the substrate 11 and the other end of the substrate 11 reaches the opposite end of the substrate 11 as shown in FIG. The electrode pastes for forming the

electrodes

12a and 12b are screen-printed and dried.
[0060]
Next, as shown in FIG. 2, a ceramic paste which becomes the voltage-dependent resistor layer 13 is screen-printed so as to cover a part of the

electrodes

12a and 12b and fill a space between the

electrodes

12a and 12b, and is dried.
[0061]
Next, as shown in FIG. 9, using a uniaxial press having a flat lower mold 21 and a flat upper mold 22 that are vertically parallel, the above-described electrode is placed on the lower mold 21 of the uniaxial press. The substrate 11 on which the printed films of the electrode pastes serving as 12a and 12b and the printed films of the ceramic paste serving as the voltage-dependent resistor layers 13 are provided, and the pressing pressure is variously changed within a range of 100 to 2500 kg / cm ^2. Then, the printed film of the ceramic paste is pressed by the upper mold 22.
[0062]
Next, a printed film of the electrode paste formed on the substrate 11 and the electrode paste to be the

electrodes

12a and 12b and a printed film of the ceramic paste to be the voltage-dependent resistor layer 13 are fired at 800 to 1100 ° C. By forming the external electrode 14 containing Ag as a main component so as to be connected to the external electrode 12b, an antistatic component according to the fourth embodiment is obtained.
[0063]
Table 3 shows the results of performing an electrostatic test (investigating the number of destructions when 20 kV is applied) and evaluating 100 antistatic components according to the fourth embodiment manufactured by changing the pressing pressure as described above.
[0064]
[Table 3]

[0065]
As shown in (Table 3), the ESD protection component of the fourth embodiment showed an improvement in the electrostatic pulse resistance compared with the first embodiment without using a press. In particular, a significant effect is seen at 200 kg / cm ² or more. If the pressing pressure is more than 2000 kg / cm ² , the printed film of the ceramic paste is undesirably deformed by the pressing.
[0066]
Further, the results of the study on the pressing conditions and the pressing method in addition to the pressing pressure will be described below.
[0067]
First, the press pressure was kept constant at 100 kg / cm ² , the temperature of the upper mold 22 was variously changed, and the printed film of the ceramic paste was heated at the time of pressing to produce antistatic components. The results of an electrostatic test (investigation of the number of destructions when 20 kV was applied) and evaluation are shown in Table 4 below.
[0068]
[Table 4]

[0069]
As shown in Table 4, it was found that the resistance to electrostatic pulse was improved by heating the printed film of the ceramic paste at the time of pressing, and a remarkable effect was particularly observed at 50 ° C. or higher. This is considered to be caused by increasing the fluidity of the ceramic powder, the binder, etc. of the printed film of the ceramic paste by increasing the temperature, and acting to increase the density of the ceramic paste film. On the other hand, if the pressing is performed at a temperature higher than 200 ° C., the binder of the ceramic paste film burns and the decomposition reaction starts, which is not preferable.
[0070]
Further, the uniaxial press and the substrate 11 shown in FIG. 9 are set in a vacuum chamber, the pressure in the vacuum chamber is reduced to 100 hpa, and the components are pressed at a pressure of 100 kg / cm ² in this reduced pressure atmosphere. 100 static electricity countermeasure parts were manufactured and evaluated by conducting an electrostatic test (investigating the number of broken parts when 20 kV was applied) in comparison with those manufactured by pressing in the atmosphere at a pressing pressure of 100 kg / cm ^2. Is shown in (Table 5).
[0071]
[Table 5]

[0072]
As can be seen from Table 5, by pressing in a reduced-pressure atmosphere, air entrainment at the time of pressing can be prevented, and a ceramic paste film having a higher density can be obtained. Countermeasure parts can be obtained.
[0073]
Furthermore, the results of hydrostatic pressing as a pressing method are shown in (Table 6).
[0074]
[Table 6]

[0075]
As shown in (Table 6), even when a hydrostatic press is used, the withstand pressure is improved by increasing the pressure, and a great effect is obtained particularly at 200 kg / cm ² or more. If the pressing pressure is more than 2000 kg / cm ² , the printed film of the ceramic paste is undesirably deformed by the pressing. In addition, the hydrostatic press can exert more isotropic and uniform pressurization, so that it is more effective than a uniaxial press.
[0076]
Also in the antistatic component according to the fourth embodiment, the external electrode 14 can be selectively plated by forming the overcoat layer as described in the second embodiment.
[0077]
In the first to fourth embodiments, the electrode paste film and the ceramic paste film forming the

electrodes

12a and 12b are integrally fired, but the electrode paste film and the ceramic paste film may be fired separately.
[0078]
In addition, the external electrode 14 is provided with a plurality of through holes in a substrate on a large plate which will later become individual substrates 11, and a metal paste is poured into the through holes, and after heat treatment, the substrate is divided into the through holes. It may be formed by dividing.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a small antistatic component having an extremely low capacitance of 1 pF or less.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an anti-static component according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a top view of an anti-static component according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is an electrode pattern according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a top view of the electrode pattern according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a top view of the electrode pattern according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a static electricity according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a top view of an anti-static component according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view of an anti-static component according to the third embodiment of the present invention. Schematic cross-sectional view for describing a manufacturing method according to a fourth embodiment.
11 Substrate 12a Electrode 12b Electrode 13 Voltage-dependent resistor layer 14 External electrode 15 Overcoat layer 21 Lower mold 22 Upper mold

Claims

A static electricity having a substrate having a dielectric constant of 50 or less, at least two electrodes provided so as to face each other on the substrate, and a voltage-dependent resistor layer provided so as to fill a part of the electrodes and between the electrodes; Countermeasure parts.

2. The component according to claim 1, wherein the electrodes are comb-shaped.

The antistatic component according to claim 1, further comprising an overcoat layer containing resin as a main component so as to completely cover the voltage-dependent resistor layer.

2. The component according to claim 1, wherein the voltage-dependent resistor layer is provided between the substrate and the electrode.

A first step of forming at least two electrode paste films serving as electrodes so as to face each other on a substrate having a dielectric constant of 50 or less, and then filling a part of the electrode paste film and a space between the electrode paste films. A second step of forming a ceramic paste film to be a voltage-dependent resistor layer, a third step of forming an electrode and a voltage-dependent resistor layer by firing, and then connecting the electrode to the electrode. Forming an external electrode on the end face of the substrate.

The method according to claim 5, further comprising a step of applying a resin paste so as to cover the voltage-dependent resistor layer after the third step.

The method according to claim 5, wherein a ceramic paste film serving as a voltage-dependent resistor layer is provided between the substrate and the electrode paste film in the first step.

6. The method according to claim 5, wherein in the second step, after forming a ceramic paste film to be a voltage-dependent resistor layer by printing, the ceramic paste film is pressed.

The method according to claim 8, wherein the pressure of the press is 200 to 2000 kg / cm ² .

The method according to claim 8, wherein the temperature of the pressing surface is set to 50 to 200 ° C. when the pressing is performed.

The method for manufacturing an antistatic component according to claim 8, wherein the atmosphere during the pressing is a reduced pressure atmosphere.

Method for manufacturing ESD protector according to claim 8, pressing at a pressure of isotropically 200~2000kg / cm ² using a hydrostatic press.