JP2009117735A - Antistatic component, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an anti-static component for protecting an electronic device from static electricity and a method for manufacturing the same.
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。 In recent years, electronic devices such as mobile phones have been rapidly reduced in size and performance, and accordingly, electronic components used in electronic devices have also been rapidly reduced in size. However, with this miniaturization, the withstand voltage of electronic equipment and electronic components decreases, and this causes the electrical circuit inside the equipment to be destroyed by electrostatic pulses generated when the human body contacts the terminals of the electronic equipment. Increasingly. This is because a high voltage of several hundreds to several kilovolts is applied to the electric circuit inside the device at a rising speed of 1 nanosecond or less by electrostatic pulses.
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。 Conventionally, as a countermeasure against such an electrostatic pulse, a method of providing a countermeasure component between a line where static electricity enters and a ground has been taken, but in recent years, the transmission speed of a signal line has been increased to several hundred Mbps or more. In the case where the stray capacitance of the countermeasure component described above is large, the signal quality is inferior, so the smaller one is preferable. Therefore, a countermeasure component having a low capacitance of 1 pF or less is required at a transmission speed of several hundred Mbps or more. It will become.
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。 Conventionally, as a countermeasure against static electricity in such a high-speed transmission line, a type of countermeasure against static electricity in which an overvoltage protection material is filled between opposing gap electrodes has been proposed.
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。
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。
The mechanism of characteristic development in the antistatic component of the type in which an overvoltage protection material is filled between the gaps between the opposing extraction electrodes described above is that when the overvoltage due to static electricity is applied between the gaps between the opposing extraction electrodes, the opposing extraction electrodes Such a discharge current flows between conductive particles or semiconductor particles scattered in the overvoltage protection material between the gaps, and bypasses it to the ground as a current. In the conventional anti-static component described in
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。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a static electricity countermeasure component that can secure the smoothness of the protective film on the upper surface of the component, and that has stable mounting quality and strength, and a method for manufacturing the same. It is for the purpose.
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。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
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。
The invention according to
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。 According to the second aspect of the present invention, in particular, the maximum value of the thickness of the first protective film is substantially equal to the maximum value of the thickness of the overvoltage protective material layer. Since the maximum value of the thickness of the protective film is substantially equal to the maximum value of the thickness of the overvoltage protective material layer, the step difference between the overvoltage protective material layer and the first protective film is reduced, whereby the overvoltage protective material layer When the second protective film is formed so as to cover the first protective film, the surface of the second protective film positioned on the upper surface of the antistatic component can be formed smoothly. Since the top surface of the surface is smooth, the load applied when attracted to the mounting nozzle is dispersed without being concentrated on one point. It has the effect of being obtained
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。 In the invention according to claim 3 of the present invention, in particular, the viscosity of the resin constituting the first protective film is made higher than the viscosity of the resin constituting the second protective film. Since the viscosity of the resin constituting the first protective film is high, the first protective film formed so as to surround the periphery of the overvoltage protective material layer does not spread greatly. The level difference between the first protective film and the first protective film can be easily reduced, and since the viscosity of the resin constituting the second protective film is low, the surface of the second protective film located on the upper surface of the anti-static component can be easily As a result, the upper surface of the anti-static component is also smoothed, and the load applied when being attracted to the mounting nozzle is distributed without being concentrated on one point. And antistatic parts with stable strength And it has a effect that is.
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。
The invention according to
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。 The invention according to claim 5 of the present invention is an extraction electrode provided at both ends of the upper surface of the ceramic substrate, and an overvoltage protection material provided so as to cover a gap between the extraction electrode and a part of the extraction electrode. A layer, an intermediate layer provided to cover the overvoltage protection material layer, and a protective film provided to cover the intermediate layer, and the protective film is formed so as to surround the periphery of the intermediate layer. And a first protective film for reducing the level difference from the intermediate layer, and a second protective film that covers the intermediate layer and the first protective film and that has a smooth surface. Thus, according to this configuration, the protective film provided so as to cover the intermediate layer is formed so as to surround the intermediate layer, and the first protective film that reduces the step with the intermediate layer, and the intermediate layer And covering the layer and the first protective film In addition, since the second protective film formed so as to have a smooth surface is provided, the surface of the second protective film located on the upper surface of the anti-static component becomes smooth. Since the load applied when attracted to the surface is dispersed without concentrating on one point, an anti-static component having stable mounting quality and strength can be obtained. Moreover, since the intermediate layer is provided between the overvoltage protective material layer and the second protective film, the discharge protective spark generated between the metal powders contained in the overvoltage protective material when applying the electrostatic pulse causes the second protective film. The phenomenon that the carbon compound in the resin component is carbonized and causes deterioration of insulation can be prevented by the presence of the intermediate layer, and this has the effect of being able to obtain an anti-static component with excellent electrostatic pulse resistance. It is.
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。
In the invention according to
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。 In the invention according to claim 7 of the present invention, in particular, the viscosity of the resin constituting the first protective film is made higher than the viscosity of the resin constituting the second protective film. Since the viscosity of the resin constituting the first protective film is high, the first protective film formed so as to surround the periphery of the intermediate layer does not spread greatly, and thereby the intermediate layer and the first protective film Since the resin constituting the second protective film has a low viscosity, the surface of the second protective film located on the upper surface of the anti-static component can be easily kept smooth. As a result, the top surface of the anti-static component is also smoothed, and the load applied when attracted to the mounting nozzle is dispersed without being concentrated on one point, so that the mounting quality and strength are stable. The effect of being able to obtain the static electricity countermeasure parts Those having.
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。 The invention according to claim 8 of the present invention is the step of forming an extraction electrode having a gap on the upper surface of the ceramic substrate, and the step of forming an overvoltage protection material layer so as to cover the gap and a part of the extraction electrode. A step of forming an intermediate layer so as to cover the overvoltage protection material layer, and a step of forming a protective film so as to cover the intermediate layer. Forming a first protective film forming step so as to reduce the level difference with the intermediate layer, covering the intermediate layer and the first protective film, and forming the surface to be smooth According to this manufacturing method, as the step of forming the protective film so as to cover the intermediate layer, the step with the intermediate layer is reduced so as to surround the periphery of the intermediate layer. To do Since it includes a first protective film forming step to be formed, and a second protective film forming step that covers the intermediate layer and the first protective film and that has a surface that is smoothed. Since the surface of the second protective film located on the upper surface of the countermeasure component is smooth, the load applied when attracted to the mounting nozzle is dispersed without being concentrated on one point. It is possible to obtain antistatic parts with stable quality and strength. Moreover, since the intermediate layer is provided between the overvoltage protective material layer and the second protective film, the discharge protective spark generated between the metal powders contained in the overvoltage protective material when applying the electrostatic pulse causes the second protective film. The phenomenon that carbon compounds in the resin component are carbonized and cause deterioration of insulation can also be prevented by the presence of the intermediate layer, and this has the effect of being able to obtain an anti-static component with excellent electrostatic pulse resistance It is.
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。 As described above, the anti-static component of the present invention is formed as a protective film provided so as to cover the overvoltage protection material layer so as to surround the overvoltage protection material layer, and has a small step with the overvoltage protection material layer. And a second protective film that covers the overvoltage protective material layer and the first protective film and that has a smooth surface. Since the surface of the second protective film located at the surface is smooth, the load applied when attracted to the mounting nozzle is dispersed without concentrating on one point, so that the mounting quality and strength are improved. It has an excellent effect that a stable anti-static component can be obtained.
(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。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the invention described in the first to fourth aspects of the present invention will be described using the first embodiment.
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。
FIGS. 1A to 1F are cross-sectional views showing a method for manufacturing an antistatic component in
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。
First, as shown in FIGS. 1 (a) and 2 (a), a ceramic substrate obtained by firing a low dielectric constant material such as alumina at a temperature of 900 to 1300 ° C. having a dielectric constant of 50 or less, preferably 10 or less. The
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。
Next, as shown in FIG. 1B and FIG. 2B, a
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。
Next, an appropriate organic solvent is added to a mixture of metal powder composed of any one of Ni, Al, Ag, Pd, Cu, and the like having a mean particle size of 0.3 to 10 μm and silicone resin such as methyl silicone, These were kneaded and dispersed by a three-roll mill to prepare an overvoltage protection material paste. Then, as shown in FIGS. 1C and 2C, this overvoltage protection material paste is printed using a screen printing method and dried at 150 ° C. for 5 to 15 minutes, thereby overvoltage
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。
Here, the thickness of the overvoltage
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。
Next, as shown in FIG. 1D and FIG. 2D, the overvoltage
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。
Here, the maximum thickness of the first
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。
Further, since the place where the first
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。
In addition, the same material is preferably used for the protective resin paste constituting the first
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。 In the first embodiment of the present invention, the example in which the process of forming the protective film is performed in two steps has been described. However, if the protective film is formed in at least two steps, the surface of the protective film is formed. Since it can be made smooth, the protective film may be formed in three or more steps according to the thickness of the protective film required by the withstand voltage standard of the antistatic component.
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。
After the second
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。
The antistatic component in the first embodiment of the present invention manufactured by the above manufacturing method is a silicone of the overvoltage
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。
Here, in the conventional antistatic component and the antistatic component in the first embodiment of the present invention, a strength test was performed in which a load was applied horizontally from the upper surface of the antistatic component. In the conventional anti-static component, the average value (n = 20) of the breaking strength is 10.3 N, but in the anti-static component in the first embodiment of the present invention, the average value of the breaking strength (n = 20). ) Was 25.7N. As is clear from this result, in the anti-static component in the first embodiment of the present invention, the overvoltage
(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。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the invention according to the fifth to eighth aspects of the present invention will be described using the second embodiment.
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。
FIGS. 3A to 3G are cross-sectional views showing a method for manufacturing an antistatic component in
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。
First, as shown in FIG. 3 (a) and FIG. 4 (a), a ceramic substrate obtained by firing a low dielectric constant material such as alumina at a temperature of 900 to 1300 ° C. of 50 or less, preferably 10 or less. The
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。
Next, as shown in FIGS. 3B and 4B, a
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。
Next, an appropriate organic solvent is added to a mixture of metal powder composed of any one of Ni, Al, Ag, Pd, Cu, and the like having a mean particle size of 0.3 to 10 μm and silicone resin such as methyl silicone, These were kneaded and dispersed by a three-roll mill to prepare an overvoltage protection material paste. Then, as shown in FIGS. 3 (c) and 4 (c), this overvoltage protection material paste is printed using a screen printing method and dried at 150 ° C. for 5 to 15 minutes, thereby overvoltage
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。
Here, the thickness of the overvoltage
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。
Next, an appropriate organic solvent is added to a mixture of insulator powder made of Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO or a composite oxide thereof having an average particle size of 0.3 to 10 μm and silicone resin such as methyl silicone. In addition, the intermediate layer paste prepared by kneading and dispersing them with a three-roll mill was subjected to overvoltage with a thickness of 5 to 50 μm using a screen printing method as shown in FIGS. 3 (d) and 4 (d). The
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。
Next, as shown in FIG. 3 (e) and FIG. 4 (e), the drawers positioned around the
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。
Here, the maximum thickness after curing of the first
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。
Further, since the place where the first
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。
The protective resin paste constituting the first
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。 In the second embodiment of the present invention, the example in which the process of forming the protective film is performed in two steps has been described. However, if the protective film is formed in at least two steps, the surface of the protective film is formed. Since it can be made smooth, the protective film may be formed in three or more steps according to the thickness of the protective film required by the withstand voltage standard of the antistatic component.
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。
After the second
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。
The antistatic component in the second embodiment of the present invention manufactured by the above manufacturing method is a silicone of the overvoltage
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。
Here, in the conventional antistatic component and the antistatic component in the second embodiment of the present invention, a strength test was performed in which a load was applied horizontally from the upper surface of the antistatic component. In the conventional anti-static component, the average value (n = 20) of the breaking strength is 10.3 N. However, in the anti-static component in the second embodiment of the present invention, the average value (n = 20) ) Was 26.8N. As is clear from this result, in the antistatic component in
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。 The antistatic component according to the present invention ensures the smoothness of the upper surface of the protective film by carrying out the protective film formation process at least twice, and thus the load applied when adsorbed to the mounting nozzle is also reduced. Distributing without concentrating on a single point has the effect of stabilizing the mounting quality and strength, and is particularly useful when applied to anti-static parts that are small and require high static electricity resistance. It will be.
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
11, 21
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