JP2016058183A - Static electricity countermeasure element - Google Patents

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敬洋 藤森
Takahiro Fujimori
敬洋 藤森
昌治 平川
Shoji Hirakawa
昌治 平川
鈴木 真吾
Shingo Suzuki
真吾 鈴木
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Tdk株式会社
Tdk Corp
Tdk株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a static electricity countermeasure element excellent in durability against repeat discharge.SOLUTION: A static electricity countermeasure element has an insulating substrate, a first discharge electrode penetrating the insulating substrate in the thickness direction, a discharge induction part provided to cover the upper end face of the first discharge electrode, and a second discharge electrode provided on the discharge induction part. More preferably, the height of the first discharge electrode, in the thickness direction of the insulating substrate, is 25-200 μm.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、静電気対策素子に関し、特に、高速伝送系での使用やコモンモードフィルタとの複合化において有用な静電気対策素子に関する。   The present invention relates to an anti-static element, and more particularly to an anti-static element useful for use in a high-speed transmission system or in combination with a common mode filter.
近年、電子機器の小型化及び高性能化が急速に進展している。また、携帯電話等のアンテナ回路、RFモジュール、USB2.0及びUSB3.0、S−ATA2、HDMI(登録商標)等の高速伝送系に代表されるように、伝送速度の高速化及び使用される回路素子の低駆動電圧化の進展が著しい。電子機器の小型化や回路素子の低駆動電圧化にともなって、電子機器に用いられる電子部品の耐電圧は低下する。そのため、人体と電子機器の端子が接触した際に発生する静電気パルスに代表される過電圧からの電子部品の保護が、重要な技術課題となっている。   In recent years, electronic devices have been rapidly reduced in size and performance. Also, transmission speeds are increased and used as typified by high-speed transmission systems such as antenna circuits for mobile phones, RF modules, USB 2.0 and USB 3.0, S-ATA2, and HDMI (registered trademark). The progress of driving voltage reduction of circuit elements is remarkable. With the miniaturization of electronic equipment and the lower drive voltage of circuit elements, the withstand voltage of electronic components used in electronic equipment decreases. Therefore, protection of electronic components from overvoltage typified by electrostatic pulses generated when the human body and terminals of the electronic device come into contact has become an important technical issue.
従来、このような静電気パルスから電子部品を保護するために、一般に、静電気が入るラインとアースとの間に、積層バリスタを設ける方法が採られている。しかしながら、積層バリスタは、一般に静電容量が大きいため、高速伝送系に用いた場合に信号品質を低下させる要因となる。そのため、高速伝送系に適用可能な、静電容量の小さい静電気対策素子の開発が求められている。   Conventionally, in order to protect an electronic component from such an electrostatic pulse, a method of providing a laminated varistor between a line where static electricity enters and a ground is generally employed. However, since the multilayer varistor generally has a large capacitance, it becomes a factor that degrades signal quality when used in a high-speed transmission system. Therefore, development of an anti-static element with a small electrostatic capacity that can be applied to a high-speed transmission system is required.
低静電容量の静電気対策素子としては、一対の放電電極を有し、さらに放電電極間に主に導電性無機材料と絶縁性無機材料から構成された放電誘発部を配置したものが提案されている。この種の静電気対策素子は、積層バリスタと同様、静電気の入るラインとアースとの間に設けられる。そして過大な電圧が加わると、静電気対策素子の電極間で放電が起こり、静電気をアース側に導くことができる。   As an electrostatic countermeasure element with a low capacitance, a device having a pair of discharge electrodes and further disposing a discharge inducing portion mainly composed of a conductive inorganic material and an insulating inorganic material between the discharge electrodes has been proposed. Yes. This type of anti-static element is provided between a line where static electricity enters and the ground, like a laminated varistor. When an excessive voltage is applied, discharge occurs between the electrodes of the antistatic element, and the static electricity can be guided to the ground side.
この種の所謂ギャップ型電極を搭載した静電気対策素子は、絶縁抵抗が大きい、静電容量が小さい、応答性が良好である、という特徴を備える。一方で、電極間に放電が生じると、応力、熱が発生し電極が破壊、欠落、縮退が生じる。さらに放電誘発部においても破壊、欠落が生じる。このように繰り返し放電すると耐久性が劣化する問題があった。   An anti-static element equipped with this type of so-called gap-type electrode has features such as a large insulation resistance, a small capacitance, and a good response. On the other hand, when a discharge occurs between the electrodes, stress and heat are generated, and the electrodes are broken, missing, and degenerated. Furthermore, destruction and omission occur in the discharge inducing portion. Thus, there has been a problem that durability is deteriorated by repeated discharge.
特許文献1には、静電気抑制効果を安定化する技術として、次の構造の静電気対策素子が開示されている。その構造は、一対の放電電極が互いに異なる平面に含まれ、平面方向に延在しており、さらに放電電極間において空洞の内周面に導電材料が分散されている放電誘発部を有した、構造をしている。   Patent Document 1 discloses a static electricity countermeasure element having the following structure as a technique for stabilizing the static electricity suppressing effect. The structure includes a discharge inducing portion in which a pair of discharge electrodes are included in different planes, extend in the plane direction, and further, a conductive material is dispersed on the inner peripheral surface of the cavity between the discharge electrodes. Has a structure.
また特許文献2には、次の構造の静電気対策素子が開示されている。その構造は、絶縁層の主面間を貫通する第1の放電電極と、第1の放電電極の主面と一部が接続し、主面と同一平面に含まれ、平面方向に延在した放電誘発部と、放電誘発部と接続した第2の放電電極からなる、静電気対策素子が開示されている。   Patent Document 2 discloses an electrostatic countermeasure element having the following structure. The structure is such that the first discharge electrode penetrating between the main surfaces of the insulating layer and the main surface of the first discharge electrode are connected to each other, are included in the same plane as the main surface, and extend in the planar direction. An anti-static element comprising a discharge inducing part and a second discharge electrode connected to the discharge inducing part is disclosed.
特開2010−129320号公報JP 2010-129320 A 特開2011−187439号公報JP 2011-187439 A
特許文献1に記載の静電気対策素子では、放電による熱、応力が発生すると、電極の縮退による欠落、放電誘発部の破壊、欠落が生じるために、繰り返し放電に対する耐久性が劣化する問題が生じる。その理由としては、放電電極が平板状であるために十分な厚みを確保しにくい上に、放電誘発部は空洞の内周面のみに導電材料が分散されている程度で、十分な厚みを有していないためと予想される。   In the anti-static element described in Patent Document 1, when heat and stress are generated due to discharge, a loss due to electrode degeneration, a breakdown of a discharge inducing portion, and a loss occur, and thus there is a problem that durability against repeated discharge deteriorates. The reason is that the discharge electrode is flat and it is difficult to secure a sufficient thickness, and the discharge inducing portion has a sufficient thickness such that the conductive material is dispersed only on the inner peripheral surface of the cavity. It is expected that it is not.
また特許文献2に記載の静電気対策素子では、放電による熱、応力が発生すると、電極、放電誘発部に破壊、欠落が生じるために、繰り返し放電に対する耐久性が劣化する問題が生じる。その理由としては、放電誘発部が平板状であるために、十分な厚みを確保できない上に、放電電極と放電誘発部の接続面が不十分であるために、放電可能範囲が少ないためと予想される。   Further, in the anti-static element described in Patent Document 2, when heat and stress are generated due to discharge, the electrode and the discharge inducing portion are broken or missing, which causes a problem that durability against repeated discharge deteriorates. The reason for this is that the discharge inducing part is flat, so that a sufficient thickness cannot be ensured, and the connecting surface between the discharge electrode and the discharge inducing part is insufficient, so that the dischargeable range is small. Is done.
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものである。そしてその目的は、繰り返し放電に対する耐久性に優れた静電気対策素子を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances. And the objective is to provide the antistatic element excellent in durability with respect to repeated discharge.
上記課題を解決するために、本発明の静電気対策素子は、絶縁性基板と、絶縁性基板を厚み方向に貫通した第1の放電電極と、前記第1の放電電極の上端面を覆うように設けられた放電誘発部と、前記放電誘発部上に設けられた第2の放電電極と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an antistatic element of the present invention covers an insulating substrate, a first discharge electrode penetrating the insulating substrate in a thickness direction, and an upper end surface of the first discharge electrode. It has the discharge induction part provided and the 2nd discharge electrode provided on the said discharge induction part, It is characterized by the above-mentioned.
本発明者らが、このように構成された静電気対策素子の特性を測定したところ、繰り返し放電に対する耐久性が優れていることを確認した。   The inventors have measured the characteristics of the anti-static element configured as described above, and confirmed that the durability against repeated discharge is excellent.
前記第1の放電電極の前記絶縁性基板の厚み方向への高さΔTが、25μm以上200μm以下であることが好ましい。   The height ΔT of the first discharge electrode in the thickness direction of the insulating substrate is preferably 25 μm or more and 200 μm or less.
ΔTを上記範囲にすることによって、第1の放電電極の欠落をより確実に防止することができ、そのため繰り返し放電に対する耐久性がさらに向上する。   By setting ΔT to the above range, the first discharge electrode can be more reliably prevented from being lost, and therefore the durability against repeated discharge is further improved.
前記第1の放電電極が円柱状又は円錐台状であり、第1の放電電極の放電誘発部に覆われた上端面の直径ΔDが、40μm以上250μm以下であることが好ましい。   It is preferable that the first discharge electrode has a columnar shape or a truncated cone shape, and the diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion of the first discharge electrode is 40 μm or more and 250 μm or less.
ΔDを上記範囲にすることによって、第1の放電電極と放電誘発部の欠落をより確実に防止することができ、そのため繰り返し放電に対する耐久性がさらに向上する。   By setting ΔD within the above range, it is possible to more reliably prevent the first discharge electrode and the discharge inducing portion from being lost, thereby further improving durability against repeated discharge.
本発明によれば、繰り返し放電に対する耐久性に優れた静電気対策素子を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the antistatic element excellent in durability with respect to repeated discharge can be provided.
実施例1の静電気対策素子100を概略的に示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view schematically showing an electrostatic protection element 100 of Example 1. FIG. 静電気対策素子100の変形例101を概略的に示す模式断面図である。6 is a schematic cross-sectional view schematically showing a modification 101 of the anti-static element 100. FIG. 静電気対策素子100の変形例102を概略的に示す模式断面図である。6 is a schematic cross-sectional view schematically showing a modification 102 of the anti-static device 100. FIG. 静電気対策素子100の変形例103を概略的に示す模式断面図である。10 is a schematic cross-sectional view schematically showing a modification 103 of the static electricity countermeasure element 100. FIG. 静電気対策素子100の変形例104を概略的に示す模式断面図である。6 is a schematic cross-sectional view schematically showing a modification 104 of the electrostatic protection element 100. FIG. 比較例1の静電気対策素子200を概略的に示す模式断面図である。6 is a schematic cross-sectional view schematically showing an anti-static element 200 of Comparative Example 1. FIG. 静電気放電試験における回路図である。It is a circuit diagram in an electrostatic discharge test.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図面中、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Furthermore, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios. Further, the following embodiments are exemplifications for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention only to the embodiments.
図1は、本実施形態の静電気対策素子100を概略的に示す模式断面図である。静電気対策素子100は、絶縁性基板11aと、この絶縁性基板11aを厚み方向に貫通する第1の放電電極12と、第1の放電電極12の上端面を覆う放電誘発部14と、放電誘発部14の上部に設けられた第2の放電電極13と、第1の放電電極12と電気的に接続した接続導体15を備える。そして静電気対策素子100は、第1の放電電極の放電誘発部14に覆われている上端面と、第2の放電電極13の間において、放電誘発部14を介して放電が起こる。そして、絶縁性基板11a、第1の放電電極12、放電誘発部14、第2の放電電極13、接続導体15を覆い、挟持するように、ほかの絶縁性基板11が設けられている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing an antistatic element 100 of the present embodiment. The electrostatic protection element 100 includes an insulating substrate 11a, a first discharge electrode 12 that penetrates the insulating substrate 11a in the thickness direction, a discharge inducing portion 14 that covers the upper end surface of the first discharge electrode 12, and a discharge inducing device. A second discharge electrode 13 provided on the upper portion of the portion 14 and a connection conductor 15 electrically connected to the first discharge electrode 12 are provided. In the electrostatic protection element 100, discharge occurs between the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 of the first discharge electrode and the second discharge electrode 13 through the discharge inducing portion 14. Then, another insulating substrate 11 is provided so as to cover and sandwich the insulating substrate 11a, the first discharge electrode 12, the discharge inducing portion 14, the second discharge electrode 13, and the connection conductor 15.
上記構成の静電気対策素子100では、第1の放電電極は、絶縁性基板の厚み方向への高さが十分高い。よって放電による第1の放電電極が溶融、破壊が起こり縮退したとしても、電極が完全に欠落することはない。また第1の放電電極の上端面が放電誘発部に覆われていることから、第1の放電電極と放電誘発部の接触面積が十分確保できる。よって放電可能範囲が広くすることができるために、繰り返し放電に対し、第1と第2の放電電極の間の放電誘発部全範囲が劣化したり、完全に欠落してしまうことが無い。これらのことから、繰り返し放電に対する耐久性が高められたものと推察される。   In the electrostatic protection element 100 configured as described above, the first discharge electrode has a sufficiently high height in the thickness direction of the insulating substrate. Therefore, even if the first discharge electrode due to discharge melts and breaks down and degenerates, the electrode is not completely lost. Moreover, since the upper end surface of the first discharge electrode is covered with the discharge inducing portion, a sufficient contact area between the first discharge electrode and the discharge inducing portion can be ensured. Therefore, since the dischargeable range can be widened, the entire discharge inducing portion range between the first and second discharge electrodes is not deteriorated or completely lost due to repeated discharge. From these facts, it is presumed that durability against repeated discharge was enhanced.
絶縁性基板11、11aは、少なくとも放電電極12、13及び放電誘発部14を支持可能なものであれば、その寸法形状は特に制限されない。   As long as the insulating substrates 11 and 11a can support at least the discharge electrodes 12 and 13 and the discharge inducing portion 14, the size and shape thereof are not particularly limited.
絶縁性基板11、11aの具体例としては、例えば、Al、SiO、MgO、AlN、MgSiO(フォルステライト)等の誘電率が50以下、好ましくは20以下の低誘電率材料を用いたセラミック基板が挙げられる。 Specific examples of the insulating substrates 11 and 11a include a low dielectric constant of 50 or less, preferably 20 or less, such as Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, AlN, Mg 2 SiO 4 (forsterite). A ceramic substrate using the material can be mentioned.
絶縁性基板11aを厚み方向に貫通して形成された第1の放電電極12の上端面と絶縁性基板上に形成された第2の放電電極13が放電誘発部14を介して対向するように、相互に離間して配置している。本実施形態では、放電電極12、13は、絶縁性積層体11にギャップ距離ΔGを置いて、配置されている。ここで、ギャップ距離ΔGは、一対の放電電極12、13間の最短距離を意味する。   The upper end surface of the first discharge electrode 12 formed through the insulating substrate 11a in the thickness direction and the second discharge electrode 13 formed on the insulating substrate are opposed to each other with the discharge inducing portion 14 interposed therebetween. Are spaced apart from each other. In the present embodiment, the discharge electrodes 12 and 13 are disposed on the insulating laminate 11 with a gap distance ΔG. Here, the gap distance ΔG means the shortest distance between the pair of discharge electrodes 12 and 13.
放電電極12、13を構成する材料としては、例えば、Ni、Al、Fe、Cu、Ti、Cr、Au、Ag、Pd及びPtから選ばれる少なくとも一種類の金属、或いはこれらの合金等が挙げられるが、これらは特に限定されない。   Examples of the material constituting the discharge electrodes 12 and 13 include at least one metal selected from Ni, Al, Fe, Cu, Ti, Cr, Au, Ag, Pd, and Pt, or alloys thereof. However, these are not particularly limited.
第1の放電電極12の形状としては特に限定されず、例えば柱状、錐台状、さらには複数個の柱状や錐台状の電極が端面同士を合わさった構造が挙げられる。好ましくは円柱状、円錐台状が挙げられる。また放電電極の上端面を覆うようにパッド電極等が形成され、上端面からはみ出たつばが形成されていてもよい。   The shape of the first discharge electrode 12 is not particularly limited, and examples thereof include a columnar shape, a frustum shape, and a structure in which a plurality of columnar and frustum-shaped electrodes are joined to each other. A cylindrical shape and a truncated cone shape are preferable. Moreover, a pad electrode etc. may be formed so that the upper end surface of a discharge electrode may be covered, and the collar protruded from the upper end surface may be formed.
第1の放電電極の寸法に関しては特に限定されない。第1の放電電極12の絶縁性基板11aの厚み方向への高さΔTは、小型化、低背化の観点から200μm以下であることが好ましい。また繰り返し放電に対する耐久性をより向上させる観点から25μm以上であることが好ましい。第1の放電電極12の放電誘発部14に覆われた上端面の直径ΔDは、高速伝送ラインにて使用することを考慮して、より低静電容量化の観点から、250μm以下であることが好ましい。ΔDが大きくなると第2の放電電極13との重なり面積が大きくなり静電容量が増大する。その結果高速伝送ラインにおいて信号品質の低下を引き起こし得る。また繰り返し放電に対する耐久性をより向上させる観点から40μm以上であることが好ましい。なお、ΔT及びΔDの測定はたとえば透過型X線の観察像より測定することができる。   There are no particular restrictions on the dimensions of the first discharge electrode. The height ΔT of the first discharge electrode 12 in the thickness direction of the insulating substrate 11a is preferably 200 μm or less from the viewpoint of size reduction and height reduction. Moreover, it is preferable that it is 25 micrometers or more from a viewpoint of improving the durability with respect to repeated discharge more. The diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 of the first discharge electrode 12 is 250 μm or less from the viewpoint of lower capacitance in consideration of use in a high-speed transmission line. Is preferred. As ΔD increases, the overlapping area with the second discharge electrode 13 increases and the capacitance increases. As a result, signal quality can be degraded in the high-speed transmission line. Moreover, it is preferable that it is 40 micrometers or more from a viewpoint of improving the durability with respect to repeated discharge more. Note that ΔT and ΔD can be measured from, for example, a transmission X-ray observation image.
図2は静電気対策素子100の変形例101を概略的に示す模式断面図である。静電気対策素子101は、絶縁性基板11a、11bと、絶縁性基板11a、11bそれぞれを厚み方向に貫通する電極12a、12bの端面同士が合わさった放電電極12を有している。貫通電極12aの上端面を覆う放電誘発部14と、放電誘発部14の上部に設けられた放電電極13と、貫通電極12bと電気的に接続した接続導体15を備える。そして、絶縁性基板11a、11b、第1の放電電極12、放電誘発部14、第2の放電電極13、接続導体15を覆い、挟持するように、ほかの絶縁性基板11が設けられている。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing a modification 101 of the electrostatic protection element 100. The anti-static element 101 has insulating substrates 11a and 11b and discharge electrodes 12 in which the end surfaces of electrodes 12a and 12b penetrating the insulating substrates 11a and 11b in the thickness direction are combined. Discharge induction part 14 which covers the upper end surface of penetration electrode 12a, discharge electrode 13 provided in the upper part of discharge induction part 14, and connecting conductor 15 electrically connected with penetration electrode 12b are provided. Then, another insulating substrate 11 is provided so as to cover and sandwich the insulating substrates 11a and 11b, the first discharge electrode 12, the discharge inducing portion 14, the second discharge electrode 13, and the connection conductor 15. .
このように第1の放電電極12a、12bが、絶縁性基板11a、11bの厚み方向に重なっている場合、絶縁性基板の厚み方向への高さΔTは、絶縁性基板の厚み方向に重なっている電極の高さの和とする。   Thus, when the first discharge electrodes 12a and 12b overlap in the thickness direction of the insulating substrates 11a and 11b, the height ΔT in the thickness direction of the insulating substrate overlaps in the thickness direction of the insulating substrate. The sum of the heights of the electrodes.
図3は静電気対策素子100の変形例102を概略的に示す模式断面図である。静電気対策素子102は絶縁性基板11aと、この絶縁性基板11aを厚み方向に貫通する電極12aと、貫通電極12aの上端面を覆うパッド電極16からなる第1の放電電極12を有している。さらにパッド電極16を覆う放電誘発部14と、放電誘発部14の上部に設けられた第2の放電電極13と、第1の放電電極12と電気的に接続した接続導体15を備える。そして、絶縁性基板11a、第1の放電電極12、放電誘発部14、第2の放電電極13、接続導体15を覆い、挟持するように、ほかの絶縁性基板11が設けられている。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing a modified example 102 of the electrostatic protection element 100. The electrostatic protection element 102 includes an insulating substrate 11a, an electrode 12a that penetrates the insulating substrate 11a in the thickness direction, and a first discharge electrode 12 that includes a pad electrode 16 that covers the upper end surface of the through electrode 12a. . Furthermore, a discharge inducing portion 14 covering the pad electrode 16, a second discharge electrode 13 provided on the top of the discharge inducing portion 14, and a connection conductor 15 electrically connected to the first discharge electrode 12 are provided. Then, another insulating substrate 11 is provided so as to cover and sandwich the insulating substrate 11a, the first discharge electrode 12, the discharge inducing portion 14, the second discharge electrode 13, and the connection conductor 15.
このように第1の放電電極12の放電誘発部14に覆われている上端面において、第1の放電電極12の母線に対してつば等の出っ張り部がある場合、放電誘発部14に覆われている上端面の直径ΔDは、2本の母線と上端面の交点間の距離とする。さらにこの時ΔTは貫通電極12aとパッド電極16の絶縁性基板の厚み方向への高さの和とする。   As described above, when there is a protruding portion such as a brim with respect to the bus bar of the first discharge electrode 12 on the upper end surface covered with the discharge induction portion 14 of the first discharge electrode 12, the discharge induction portion 14 covers it. The diameter ΔD of the upper end surface is the distance between the intersections of the two bus bars and the upper end surface. At this time, ΔT is the sum of the heights of the through-electrode 12a and the pad electrode 16 in the thickness direction of the insulating substrate.
図4は静電気対策素子100の変形例103を概略的に示す模式断面図である。静電気対策素子103は絶縁性基板11a、11bと、この絶縁性基板11a、11bをそれぞれ厚み方向に貫通する第1の放電電極12と第2の放電電極13と、第1の放電電極12の上端面を覆いかつ第2の放電電極13の下端面を覆う放電誘発部14と、第1の放電電極12と電気的に接続した接続導体15と、第2の放電電極13と電気的に接続した接続導体17を備える。そして、絶縁性基板11a、11b、第1の放電電極12、放電誘発部14、第2の放電電極13、接続導体15、17を覆い、挟持するように、ほかの絶縁性基板11が設けられている。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view schematically showing a modification 103 of the static electricity countermeasure element 100. The anti-static element 103 includes insulating substrates 11a and 11b, first discharge electrodes 12, second discharge electrodes 13, and first discharge electrodes 12 penetrating the insulating substrates 11a and 11b in the thickness direction, respectively. A discharge inducing portion 14 that covers the end surface and covers the lower end surface of the second discharge electrode 13, a connection conductor 15 that is electrically connected to the first discharge electrode 12, and an electrical connection to the second discharge electrode 13 A connection conductor 17 is provided. Then, another insulating substrate 11 is provided so as to cover and sandwich the insulating substrates 11a and 11b, the first discharge electrode 12, the discharge inducing portion 14, the second discharge electrode 13, and the connection conductors 15 and 17. ing.
図5は静電気対策素子100の変形例104を概略的に示す模式断面図である。静電気対策素子104は絶縁性基板11aと、絶縁性基板11aを厚み方向に貫通する第1の放電電極12と、第1の放電電極12の上端面を覆う放電誘発部14と、放電誘発部14の上部に設けられた第2の放電電極13と、第1の放電電極12と電気的に接続した接続導体15を備える。そして、絶縁性基板11a、11b、第1の放電電極12、放電誘発部14、第2の放電電極13、接続導体15を覆い、挟持するように、ほかの絶縁性基板11が設けられている。このとき第1の放電電極12と第2の放電電極13の位置関係として、第1の放電電極12の上端面に対し垂直方向から見たときに、第1の放電電極12の上端面と第2の放電電極13が重なりを持たない位置関係にある。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing a modification 104 of the static electricity countermeasure element 100. The electrostatic protection element 104 includes an insulating substrate 11a, a first discharge electrode 12 that penetrates the insulating substrate 11a in the thickness direction, a discharge inducing portion 14 that covers the upper end surface of the first discharge electrode 12, and a discharge inducing portion 14 The second discharge electrode 13 provided on the top of the first discharge electrode 13 and the connection conductor 15 electrically connected to the first discharge electrode 12 are provided. Then, another insulating substrate 11 is provided so as to cover and sandwich the insulating substrates 11a and 11b, the first discharge electrode 12, the discharge inducing portion 14, the second discharge electrode 13, and the connection conductor 15. . At this time, as a positional relationship between the first discharge electrode 12 and the second discharge electrode 13, when viewed from a direction perpendicular to the upper end surface of the first discharge electrode 12, the upper end surface of the first discharge electrode 12 and the second discharge electrode 13 The two discharge electrodes 13 are in a positional relationship with no overlap.
第1の放電電極12の形成方法は、特に限定されないが、絶縁性基板11aを厚み方向に貫通する孔加工を行い、その孔の中に電極を形成する方法が一般的である。孔加工の方法として公知の手法を適宜選択することが出来る。例えば、レーザー加工、パンチング加工、放電加工、ドリリング加工、エッチング加工等により、絶縁性積層体11aを貫通する孔を形成する方法が挙げられる。さらに、形成した孔の中に電極を充填する方法として、印刷、塗布、転写、電界めっき、無電界めっき、蒸着或いはスパッタリング等の方法が挙げられる。また、絶縁物より構成される1枚又は複数枚のグリーンシート内に、レーザー加工、パンチング加工等により、貫通する孔を形成し、スクリーン印刷により電極層を形成したものを用い、積層工法により素子を形成してもよい。   The method of forming the first discharge electrode 12 is not particularly limited, but a method of forming a hole in the hole and penetrating the insulating substrate 11a in the thickness direction is generally used. A known method can be appropriately selected as the hole processing method. For example, the method of forming the hole which penetrates the insulating laminated body 11a by laser processing, punching processing, electric discharge processing, drilling processing, etching processing, etc. is mentioned. Furthermore, as a method for filling the formed hole with an electrode, a method such as printing, coating, transfer, electroplating, electroless plating, vapor deposition or sputtering can be used. In addition, a device in which one or more green sheets made of an insulator are formed by forming a through-hole by laser processing, punching processing, or the like and forming an electrode layer by screen printing is used. May be formed.
図1〜図5の実施形態に示されるような第2の放電電極13の形状としては特に限定されず、矩形状、櫛歯状、或いは、鋸歯状に形成されていてもよい。また図4の実施形態に示されるような第1の放電電極12同様、絶縁性基板11bを貫通して形成された電極でもよく、その形状は特に限定されず柱状、錐台状、さらには複数個の柱状や錐台状の電極が端面同士を合わさった構造をしていてもよい。   The shape of the second discharge electrode 13 as shown in the embodiment of FIGS. 1 to 5 is not particularly limited, and may be formed in a rectangular shape, a comb shape, or a sawtooth shape. Further, like the first discharge electrode 12 as shown in the embodiment of FIG. 4, the electrode may be formed through the insulating substrate 11b, and the shape thereof is not particularly limited, and is a column shape, a frustum shape, or a plurality of shapes. A columnar or frustum-shaped electrode may have a structure in which end faces are combined.
図1〜図5の実施形態に示されるような第2の放電電極13の形成方法は、特に限定されず、公知の手法を適宜選択することができる。具体的には、例えば、塗布、転写、電解めっき、無電解めっき、蒸着或いはスパッタリング等により、絶縁性基板内に所望の厚みを有する第2の放電電極13を形成する方法が挙げられる。   The formation method of the 2nd discharge electrode 13 as shown by embodiment of FIGS. 1-5 is not specifically limited, A well-known method can be selected suitably. Specifically, for example, there is a method of forming the second discharge electrode 13 having a desired thickness in the insulating substrate by coating, transferring, electrolytic plating, electroless plating, vapor deposition, sputtering, or the like.
図1〜図5の実施形態に示されるような一対の放電電極12、13の相対的な位置関係は特に限定されない。位置関係としては、第1の放電電極12の上端面に対して、垂直方向から見たときに、例えば図1に示す、第1の放電電極12の上端面全体と第2の放電電極13が重なりを持っている場合や、図5に示す第1の放電電極12の上端面と第2の放電電極13が重なりを持っていない場合も挙げられる。   The relative positional relationship between the pair of discharge electrodes 12 and 13 as shown in the embodiment of FIGS. 1 to 5 is not particularly limited. Regarding the positional relationship, when viewed from the vertical direction with respect to the upper end surface of the first discharge electrode 12, for example, the entire upper end surface of the first discharge electrode 12 and the second discharge electrode 13 shown in FIG. There may be a case where there is an overlap, or a case where the upper end surface of the first discharge electrode 12 and the second discharge electrode 13 shown in FIG.
本実施形態において放電電極12、13と絶縁性基板11、11a、11bの表面に形成された端子電極(図示せず)との接続においては、放電電極13と接続導体15、17が直接端子電極と電気的に接続されている場合が挙げられるが、特に限定されない。例えば本実施形態の静電気対策素子と同一積層体内に形成されたコイル、抵抗、コンデンサ等の他の機能を有する素子と接続されている場合が挙げられる。   In this embodiment, in the connection between the discharge electrodes 12, 13 and the terminal electrodes (not shown) formed on the surfaces of the insulating substrates 11, 11a, 11b, the discharge electrodes 13 and the connection conductors 15, 17 are directly connected to the terminal electrodes. There is no particular limitation, but the case is electrically connected to. For example, it may be connected to an element having another function such as a coil, a resistor, or a capacitor formed in the same laminate as the antistatic element of the present embodiment.
本実施形態では、放電誘発部14は、絶縁性無機材料と導電性無機材料が分散したコンポジットからな構成されている。また放電誘発部14は空隙部を含む場合があり、空隙と前記絶縁性無機材料と導電性無機材料が分散したコンポジットが共存する場合もある。   In the present embodiment, the discharge inducing portion 14 is composed of a composite in which an insulating inorganic material and a conductive inorganic material are dispersed. Further, the discharge inducing portion 14 may include a void portion, and the void, the composite in which the insulating inorganic material and the conductive inorganic material are dispersed may coexist.
前記放電誘発部14を構成する絶縁性無機材料の具体例としては、例えば、金属酸化物やAlN等の金属窒化物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。絶縁性やコスト面を考慮すると、Al、SrO、CaO、BaO、TiO、SiO、ZnO、In、NiO、CoO、SnO、Bi、MgSiO、V、CuO、MgO、ZrO、MgSiO、AlN、BN及びSiCであることが好ましい。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。絶縁性無機材料は、一様な膜として形成されていても、粒子の凝集体として形成されていてもよく、その性状は特に限定されない。これらのなかでも、高度の絶縁性を付与する観点からは、Al、SiO、MgSiO等を用いることがより好ましい。 Specific examples of the insulating inorganic material constituting the discharge inducing portion 14 include, but are not limited to, metal oxides and metal nitrides such as AlN. In consideration of insulation and cost, Al 2 O 3 , SrO, CaO, BaO, TiO 2 , SiO 2 , ZnO, In 2 O 3 , NiO, CoO, SnO 2 , Bi 2 O 3 , Mg 2 SiO 4 , V 2 O 5 , CuO, MgO, ZrO 2 , Mg 2 SiO 4 , AlN, BN and SiC are preferable. These may be used alone or in combination of two or more. The insulating inorganic material may be formed as a uniform film or may be formed as an aggregate of particles, and its properties are not particularly limited. Among these, it is more preferable to use Al 2 O 3 , SiO 2 , Mg 2 SiO 4 or the like from the viewpoint of imparting a high degree of insulation.
前記放電誘発部14に導電性無機材料を含む場合、導電性無機材料の具体例としては、例えば、金属、合金、金属炭化物、金属ホウ化物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。導電性を考慮すると、C、Ni、Al、Fe、Cu、Ti、Cr、Au、Ag、Pd及びPt或いは、これらの合金が好ましい。   In the case where the discharge inducing portion 14 includes a conductive inorganic material, specific examples of the conductive inorganic material include metals, alloys, metal carbides, metal borides and the like, but are not particularly limited thereto. In consideration of conductivity, C, Ni, Al, Fe, Cu, Ti, Cr, Au, Ag, Pd and Pt, or alloys thereof are preferable.
放電誘発部14の厚みにより放電電極12、13間のギャップ距離ΔGが決まる。ΔGは、所望の放電特性を考慮して適宜設定すればよく、特に限定されないが、通常、1〜50μm程度であり、低電圧初期放電を確保するという観点から、より好ましくは5〜40μm程度である。   The gap distance ΔG between the discharge electrodes 12 and 13 is determined by the thickness of the discharge inducing portion 14. ΔG may be appropriately set in consideration of desired discharge characteristics, and is not particularly limited, but is usually about 1 to 50 μm, and more preferably about 5 to 40 μm from the viewpoint of securing low voltage initial discharge. is there.
放電誘発部14の形成方法は、特に限定されず、公知の薄膜形成方法を適用することができる。高性能な放電誘発部14を再現性よく簡便に得る観点から、上述した絶縁性無機材料と導電性無機材料とを少なくとも含有する混合物を塗布した後に焼成する方法が好適である。以下、好ましい放電誘発部14の形成方法について説明する。   The formation method of the discharge induction part 14 is not specifically limited, A well-known thin film formation method is applicable. From the viewpoint of easily obtaining a high-performance discharge inducing portion 14 with good reproducibility, a method of firing after applying the above-described mixture containing at least the insulating inorganic material and the conductive inorganic material is preferable. Hereinafter, a preferable method for forming the discharge inducing portion 14 will be described.
絶縁性無機材料と導電性無機材料とを少なくとも含有する混合物を調製し、この混合物を放電電極12の上端面上に塗布或いは印刷等により形成した後に、焼成する。なお、混合物の調製の際、又は、混合物の塗布或いは印刷の際に、溶剤やバインダー等の各種添加物を配合してもよい。また、焼成時における処理条件は、特に限定されないが、生産性及び経済性を考慮すると、大気雰囲気下、500〜1200℃で10分〜5時間程度が好ましい。   A mixture containing at least an insulating inorganic material and a conductive inorganic material is prepared, and this mixture is formed on the upper end surface of the discharge electrode 12 by coating or printing, followed by firing. In addition, you may mix | blend various additives, such as a solvent and a binder, in the case of preparation of a mixture, or the application or printing of a mixture. Moreover, the treatment conditions at the time of baking are not particularly limited, but considering productivity and economy, it is preferably about 10 minutes to 5 hours at 500 to 1200 ° C. in an air atmosphere.
本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能であり、上述した第1の実施形態に限定されない。   The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof, and is not limited to the first embodiment described above.
以下、本発明をさらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described based on further detailed examples, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
まず、絶縁性基板11aとして、主成分がAlとガラス成分より構成される材料をシート化し、厚み25μmのグリーンシートを用意した。そしてこのグリーンシートにCOレーザーを用い、上端面の直径が125μmとなるように、厚み方向に対し円柱状の貫通孔を形成した。この円柱状の貫通孔にAgペーストを充填し、第1の放電電極12を得た。さらに第1の放電電極12の上端面上に、スクリーン印刷により、厚み20μm程度となるようにAgペーストを印刷し、外部電極と接続する接続電極15をパターン形成した。また同様のグリーンシートの一方の表面に、Agペーストをスクリーン印刷により、厚み20μm程度となるように印刷し、第2の放電電極13をパターン形成した。また第2の放電電極13及び接続電極15の長さは0.80mm、幅は0.095mmとなった。
(Example 1)
First, as the insulating substrate 11a, a material composed mainly of Al 2 O 3 and a glass component was formed into a sheet, and a green sheet having a thickness of 25 μm was prepared. Then, a CO 2 laser was used for this green sheet, and a cylindrical through hole was formed in the thickness direction so that the diameter of the upper end surface was 125 μm. This cylindrical through hole was filled with Ag paste to obtain a first discharge electrode 12. Furthermore, Ag paste was printed on the upper end surface of the first discharge electrode 12 by screen printing so as to have a thickness of about 20 μm, and the connection electrode 15 connected to the external electrode was patterned. Further, Ag paste was printed on one surface of the same green sheet by screen printing so as to have a thickness of about 20 μm, and the second discharge electrode 13 was patterned. The length of the second discharge electrode 13 and the connection electrode 15 was 0.80 mm, and the width was 0.095 mm.
次に、第2の放電電極13上に、以下の手順で放電誘発部14を形成した。まず、絶縁性無機材料としてSiOを主成分とするガラス粒子(日本山村硝子株式会社製、商品番号:ME13)を80vol%、導電性無機材料として平均粒径1μmのAg粒子(三井金属鉱業株式会社製、商品番号:SPQ05S)を20vol%、となるように秤量し、これらを混合して混合物を得た。そして、バインダーとしてエチルセルロース系樹脂と溶剤としてターピネオールを固形分比率が8wt%となるように混錬してラッカーを調製した。得られたラッカーと混合物を固形分比率が60vol%となるように配合し、その混合物を混練することにより、ペーストを調製した。
次いで、得られた放電誘発部ペーストを用い、第2の放電電極13上に、スクリーン印刷により放電誘発部14の前駆体を形成した。厚みが40μm、寸法が0.2mm角とした。
Next, the discharge inducing portion 14 was formed on the second discharge electrode 13 by the following procedure. First, 80 vol% of glass particles (manufactured by Nippon Yamamura Glass Co., Ltd., product number: ME13) containing SiO 2 as a main component as an insulating inorganic material, and Ag particles having an average particle size of 1 μm as a conductive inorganic material (Mitsui Metal Mining Co., Ltd. Company product, product number: SPQ05S) was weighed to 20 vol%, and these were mixed to obtain a mixture. A lacquer was prepared by kneading ethyl cellulose resin as a binder and terpineol as a solvent so that the solid content ratio was 8 wt%. The obtained lacquer and the mixture were blended so that the solid content ratio was 60 vol%, and the mixture was kneaded to prepare a paste.
Subsequently, the precursor of the discharge induction part 14 was formed on the 2nd discharge electrode 13 by screen printing using the obtained discharge induction part paste. The thickness was 40 μm and the dimensions were 0.2 mm square.
次に、第1の放電電極12の接続電極15が形成されていない方の端面が、混合物層に覆われるようにグリーンシートを積層した。次いで熱プレスを行うことにより、積層体を作製した。その後、得られた積層体を所定の大きさに切断し、個片化を行った。しかる後、個片化された積層体に200℃で1時間の熱処理(脱バインダー処理)を施し、その後、毎分10℃で昇温し、大気中950℃で30分間保持し、焼成体を得た。なお、焼成後の放電誘発部14の厚みである放電電極12、13間のギャップ距離ΔGは30μmとなり、パターンの寸法は0.15mm角となった。また第1の放電電極12の高さΔTは20μm、放電誘発部14に覆われた上端面の直径ΔDは100μmとなった。さらに第2の放電電極13、接続電極15の厚みは15μmとなった。また第2の放電電極13及び接続電極15の長さは0.65mm、幅は0.075mmとなった。なお、ΔG、ΔT、ΔDの測定は透過型X線の観察像より測定した。   Next, the green sheet was laminated so that the end surface of the first discharge electrode 12 where the connection electrode 15 was not formed was covered with the mixture layer. Subsequently, the laminated body was produced by performing hot press. Thereafter, the obtained laminate was cut into a predetermined size and separated into pieces. Thereafter, the individualized laminate is subjected to heat treatment (debinding treatment) at 200 ° C. for 1 hour, and then heated at 10 ° C. per minute and held at 950 ° C. for 30 minutes in the atmosphere. Obtained. The gap distance ΔG between the discharge electrodes 12 and 13, which is the thickness of the discharge inducing portion 14 after firing, was 30 μm, and the pattern dimension was 0.15 mm square. The height ΔT of the first discharge electrode 12 was 20 μm, and the diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 was 100 μm. Further, the thickness of the second discharge electrode 13 and the connection electrode 15 was 15 μm. The length of the second discharge electrode 13 and the connection electrode 15 was 0.65 mm, and the width was 0.075 mm. Note that ΔG, ΔT, and ΔD were measured from transmission X-ray observation images.
その後、放電電極12、13の外周端部に接続するように、Agを主成分とする端子電極を形成し、さらに電解Cu、Ni、Snメッキを行うことで、図1に示すような構造の実施例1の静電気対策素子100を得た。   Thereafter, a terminal electrode mainly composed of Ag is formed so as to be connected to the outer peripheral ends of the discharge electrodes 12 and 13, and further, electrolytic Cu, Ni, and Sn plating are performed, so that the structure as shown in FIG. The antistatic element 100 of Example 1 was obtained.
(実施例2)
厚み30μmのグリーンシートにCOレーザーにより、上端面の直径が125μmになるように、円錐台状の貫通孔を形成すること以外は、実施例1と同様に操作して、図1に示す静電気対策素子100を得た。焼成後の第1の放電電極12の高さΔTは25μm、放電誘発部14に覆われた上端面の直径ΔDは100μmとなった。
(Example 2)
The static electricity shown in FIG. 1 is operated in the same manner as in Example 1 except that a frustoconical through hole is formed on a green sheet having a thickness of 30 μm by a CO 2 laser so that the diameter of the upper end surface becomes 125 μm. The countermeasure element 100 was obtained. The height ΔT of the first discharge electrode 12 after firing was 25 μm, and the diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 was 100 μm.
(実施例3)
厚み125μmのグリーンシートにCOレーザーにより、上端面の直径が125μmになるように、円錐台状の貫通孔を形成すること以外は、実施例1と同様に操作して、図1に示す静電気対策素子100を得た。焼成後の第1の放電電極12の高さΔTは100μm、放電誘発部14に覆われた上端面の直径ΔDは100μmとなった。
(Example 3)
The static electricity shown in FIG. 1 is operated in the same manner as in Example 1 except that a frustoconical through-hole is formed on a 125 μm thick green sheet with a CO 2 laser so that the diameter of the upper end surface becomes 125 μm. The countermeasure element 100 was obtained. The height ΔT of the first discharge electrode 12 after firing was 100 μm, and the diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 was 100 μm.
(実施例4)
厚み250μmのグリーンシートにCOレーザーにより、上端面の直径が125μmになるように、円錐台状の貫通孔を形成すること以外は、実施例1と同様に操作して、図1に示す静電気対策素子100を得た。焼成後の第1の放電電極12の高さΔTは200μm、放電誘発部14に覆われた上端面の直径ΔDは100μmとなった。
Example 4
The static electricity shown in FIG. 1 is operated in the same manner as in Example 1 except that a frustoconical through hole is formed on a green sheet having a thickness of 250 μm with a CO 2 laser so that the diameter of the upper end surface becomes 125 μm. The countermeasure element 100 was obtained. The height ΔT of the first discharge electrode 12 after firing was 200 μm, and the diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 was 100 μm.
(実施例5)
厚み375μmのグリーンシートにCOレーザーにより、上端面の直径が125μmになるように、円錐台状の貫通孔を形成すること以外は、実施例1と同様に操作して、図1に示す静電気対策素子100を得た。焼成後の第1の放電電極12の高さΔTは300μm、放電誘発部14に覆われた上端面の直径ΔDは100μmとなった。
(Example 5)
The static electricity shown in FIG. 1 is operated in the same manner as in Example 1 except that a frustoconical through hole is formed on a green sheet having a thickness of 375 μm with a CO 2 laser so that the diameter of the upper end surface becomes 125 μm. The countermeasure element 100 was obtained. The height ΔT of the first discharge electrode 12 after firing was 300 μm, and the diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 was 100 μm.
(実施例6)
厚み125μmのグリーンシートにCOレーザーにより、上端面の直径が25μmになるように、円錐台状の貫通孔を形成すること以外は、実施例1と同様に操作して、図1に示す静電気対策素子100を得た。焼成後の第1の放電電極12の高さΔTは100μm、放電誘発部14に覆われた上端面の直径ΔDは20μmとなった。
(Example 6)
The static electricity shown in FIG. 1 is operated in the same manner as in Example 1 except that a frustoconical through hole is formed on a 125 μm thick green sheet by a CO 2 laser so that the diameter of the upper end surface is 25 μm. The countermeasure element 100 was obtained. The height ΔT of the first discharge electrode 12 after firing was 100 μm, and the diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 was 20 μm.
(実施例7)
厚み125μmのグリーンシートにCOレーザーにより、上端面の直径が50μmになるように、円錐台状の貫通孔を形成すること以外は、実施例1と同様に操作して、図1に示す静電気対策素子100を得た。焼成後の第1の放電電極12の高さΔTは100μm、放電誘発部14に覆われた上端面の直径ΔDは40μmとなった。
(Example 7)
The static electricity shown in FIG. 1 is operated in the same manner as in Example 1 except that a frustoconical through hole is formed on a 125 μm thick green sheet with a CO 2 laser so that the diameter of the upper end surface is 50 μm. The countermeasure element 100 was obtained. The height ΔT of the first discharge electrode 12 after firing was 100 μm, and the diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 was 40 μm.
(実施例8)
厚み125μmのグリーンシートにCOレーザーにより、上端面の直径が250μmになるように、円錐台状の貫通孔を形成すること以外は、実施例1と同様に操作して、図1に示す静電気対策素子100を得た。焼成後の第1の放電電極12の高さΔTは100μm、放電誘発部14に覆われた上端面の直径ΔDは200μmとなった。
(Example 8)
The static electricity shown in FIG. 1 is operated in the same manner as in Example 1 except that a frustoconical through hole is formed on a 125 μm thick green sheet with a CO 2 laser so that the diameter of the upper end surface is 250 μm. The countermeasure element 100 was obtained. The height ΔT of the first discharge electrode 12 after firing was 100 μm, and the diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 was 200 μm.
(実施例9)
厚み125μmのグリーンシートにCOレーザーにより、上端面の直径が315μmになるように、円錐台状の貫通孔を形成すること以外は、実施例1と同様に操作して、図1に示す静電気対策素子100を得た。焼成後の第1の放電電極12の高さΔTは100μm、放電誘発部14に覆われた上端面の直径ΔDは250μmとなった。
Example 9
The static electricity shown in FIG. 1 is operated in the same manner as in Example 1 except that a frustoconical through hole is formed on a 125 μm thick green sheet with a CO 2 laser so that the diameter of the upper end surface is 315 μm. The countermeasure element 100 was obtained. The height ΔT of the first discharge electrode 12 after firing was 100 μm, and the diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 was 250 μm.
(実施例10)
厚み125μmのグリーンシートにCOレーザーにより、上端面の直径が375μmになるように、円錐台状の貫通孔を形成すること以外は、実施例1と同様に操作して、図1に示す静電気対策素子100を得た。焼成後の第1の放電電極12の高さΔTは100μm、放電誘発部14に覆われた上端面の直径ΔDは300μmとなった。
(Example 10)
The static electricity shown in FIG. 1 is operated in the same manner as in Example 1 except that a frustoconical through hole is formed on a 125 μm thick green sheet with a CO 2 laser so that the diameter of the upper end surface is 375 μm. The countermeasure element 100 was obtained. The height ΔT of the first discharge electrode 12 after firing was 100 μm, and the diameter ΔD of the upper end surface covered with the discharge inducing portion 14 was 300 μm.
(比較例1)
放電電極用のAgペースト及び放電誘発部用ペーストは実施例1と同様のペーストを準備した。厚み125μmのグリーンシート上にスクリーン印刷により、厚み25μm程度となるようにAgペーストを印刷し、第1の放電電極12をパターン形成した。パターン寸法は長さが0.65mm、幅が0.095mmとなった。次に電極上に0.15mm角となるよう放電誘発部ペーストを印刷し、放電誘発部14をパターン形成した。また同様のグリーンシートの一方の表面に、Agペーストをスクリーン印刷により、厚み20μmとなるように印刷し、第2の放電電極13をパターン形成した。寸法は長さが0.55mm、幅が0.095mmとなった。次に、第2の放電電極13と放電誘発部が接するようにグリーンシートを積層した。その後の工程は実施例1と同様の操作を行い、図6に示すような構造の比較例1の静電気対策素子200を得た。焼成後得られた静電気対策素子の第1の放電電極12の高さは20μm、第2の放電電極13の厚みは15μmとなった。また第1の放電電極12の寸法は長さが0.45mm、幅が0.075mmであった。さらに第2の放電電極13の寸法は長さが0.65mm、幅が0.075mmであった。さらに放電誘発部14の寸法は0.15mm角となり第1の放電電極の放電誘発部に覆われている部分の面積は実施例1〜5と同様であった。
(Comparative Example 1)
The same paste as Example 1 was prepared for the Ag paste for discharge electrodes and the paste for discharge induction part. An Ag paste was printed on a green sheet having a thickness of 125 μm by screen printing so as to have a thickness of about 25 μm, and the first discharge electrode 12 was patterned. The pattern dimensions were 0.65 mm in length and 0.095 mm in width. Next, the discharge inducing portion paste was printed on the electrode so as to be 0.15 mm square, and the discharge inducing portion 14 was patterned. Further, Ag paste was printed on one surface of the same green sheet by screen printing so as to have a thickness of 20 μm, and the second discharge electrode 13 was patterned. The dimensions were 0.55 mm in length and 0.095 mm in width. Next, a green sheet was laminated so that the second discharge electrode 13 and the discharge inducing portion were in contact with each other. Subsequent steps were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an electrostatic protection element 200 of Comparative Example 1 having a structure as shown in FIG. The height of the first discharge electrode 12 of the anti-static element obtained after firing was 20 μm, and the thickness of the second discharge electrode 13 was 15 μm. The first discharge electrode 12 had a length of 0.45 mm and a width of 0.075 mm. Further, the second discharge electrode 13 had a length of 0.65 mm and a width of 0.075 mm. Further, the dimension of the discharge inducing portion 14 was 0.15 mm square, and the area of the portion covered with the discharge inducing portion of the first discharge electrode was the same as in Examples 1-5.
(比較例2)
第1の放電電極12の焼成後の高さが25μmである以外は、比較例1と同様の操作をして、図6に示すような構造の比較例2の静電気対策素子200を得た。
(Comparative Example 2)
Except that the height of the first discharge electrode 12 after firing was 25 μm, the same operation as in Comparative Example 1 was performed to obtain an electrostatic protection element 200 of Comparative Example 2 having a structure as shown in FIG.
(比較例3)
第1の放電電極12の焼成後の高さが100μmである以外は、比較例1と同様の操作をして、図6に示すような構造の比較例3の静電気対策素子200を得た。
(Comparative Example 3)
Except that the height of the first discharge electrode 12 after firing was 100 μm, the same operation as in Comparative Example 1 was performed to obtain an electrostatic protection element 200 of Comparative Example 3 having a structure as shown in FIG.
<静電気放電試験>
次に、上記のようにして得られた実施例1〜10及び比較例1〜3の静電気対策素子について、図7に示す静電気試験回路を用いて、静電気放電試験を実施した。表1及び表2に、試験結果を示す。
<Electrostatic discharge test>
Next, the electrostatic discharge test was implemented about the static electricity countermeasure element of Examples 1-10 obtained as mentioned above and Comparative Examples 1-3 using the electrostatic test circuit shown in FIG. Tables 1 and 2 show the test results.
この静電気放電試験は、国際規格IEC61000−4−2の静電気放電イミュニティ試験及びノイズ試験に基づき、人体モデルに準拠(放電抵抗330Ω、放電容量150pF、印加電圧8kV、接触放電)して行った。具体的には、図7の静電気試験回路に示すように、評価対象の静電気対策素子の一方の端子電極をグランドに接地するとともに、他方の端子電極に静電気パルス印加部を接続した後、静電気パルス印加部に放電ガンを接触させて静電気パルスを印加した。なお、静電気放電試験は、各々サンプル100個を用意し、静電気放電試験を各々8.0kVで500回繰り返して行った。   This electrostatic discharge test was performed in accordance with a human body model (discharge resistance 330Ω, discharge capacity 150 pF, applied voltage 8 kV, contact discharge) based on the electrostatic discharge immunity test and noise test of the international standard IEC61000-4-2. Specifically, as shown in the electrostatic test circuit of FIG. 7, one terminal electrode of the electrostatic countermeasure element to be evaluated is grounded, and an electrostatic pulse applying unit is connected to the other terminal electrode, An electrostatic pulse was applied by bringing a discharge gun into contact with the application section. In the electrostatic discharge test, 100 samples were prepared, and the electrostatic discharge test was repeated 500 times at 8.0 kV each.
放電耐久試験の結果に関する評価方法について説明する。1回と500回放電後のPeak電圧を比較したときに、値の差が10V以内でほぼ変わらないサンプルをA評価とした。また1回と500回放電後のPeak電圧を比較したときに、差が10Vよりは大きいが、500回放電後のPeak電圧が500V以下のサンプルをB評価とした。さらに500回放電後のPeak電圧が、500Vより大きく600V以下のサンプルをC評価、600Vより大きいサンプルをD評価とした。   An evaluation method related to the results of the discharge durability test will be described. When the Peak voltage after one discharge and 500 discharges was compared, a sample in which the difference in values did not change substantially within 10 V was determined as A evaluation. In addition, when the peak voltage after the first discharge was compared with that after the 500th discharge, the difference was larger than 10V, but the sample having the peak voltage after the 500th discharge of 500V or less was evaluated as B. Further, samples having a Peak voltage after 500 discharges greater than 500V and 600V or less were evaluated as C, and samples greater than 600V were evaluated as D.
表1より、実施例1〜10の静電気対策素子は、放電耐久試験の結果において、1回目の放電と500回目の放電のPeak電圧の差が、比較的小さく500回の放電によるPeak電圧の上昇も抑えられていることがわかる。よってこれらの素子は、500回の放電によって生じる放電電極、放電誘発部の破壊に対して、静電気抑制効果の劣化を防ぐことが可能な構造になっていることが確認された。一方、比較例1〜3の静電気対策素子は放電耐久試験の結果については500回放電後のPeak電圧が600Vより大きい結果となった。以上より、比較例1〜3のように絶縁性基板表面に放電電極を形成した構造よりも、実施例1〜10のように放電電極が絶縁性基板を貫通した構造の方が、放電耐久性に優れていることが分かる。   From Table 1, in the results of the discharge endurance test, the electrostatic countermeasure elements of Examples 1 to 10 have a relatively small difference in the peak voltage between the first discharge and the 500th discharge, and the increase in the peak voltage due to the 500th discharge. It can be seen that is also suppressed. Therefore, it was confirmed that these elements have a structure capable of preventing the deterioration of the static electricity suppressing effect against the destruction of the discharge electrode and the discharge inducing portion caused by 500 discharges. On the other hand, the electrostatic countermeasure elements of Comparative Examples 1 to 3 showed that the peak voltage after 500 discharges was larger than 600 V in the discharge durability test. From the above, the structure in which the discharge electrode penetrates the insulating substrate as in Examples 1 to 10 is more durable than the structure in which the discharge electrode is formed on the surface of the insulating substrate as in Comparative Examples 1 to 3. It turns out that it is excellent in.
また表1の実施例1〜5より、ΔTが25μmより小さい範囲においては、500回放電後のPeak電圧が1回放電後のPeak電圧に比べ極端に大きくなっており、さらにPeak電圧の値も500Vより大きい値を示している。よってΔTが25μmより小さい範囲では繰り返し放電によって静電気抑制効果が大きく劣化してしまっていることがわかる。一方ΔTが200μmを超えた範囲では1回放電後のPeak電圧と500回放電後のPeak電圧の差がほぼないことが分かる。よってΔTが200μm以上では繰り返し放電したときの静電気抑制効果の劣化を防ぐ効果としては飽和していると予想される。   Further, from Examples 1 to 5 in Table 1, in the range where ΔT is smaller than 25 μm, the Peak voltage after 500 discharges is extremely larger than the Peak voltage after 1 discharge, and the Peak voltage value is also The value is larger than 500V. Therefore, it can be seen that the static electricity suppressing effect is greatly deteriorated by repeated discharge in the range where ΔT is smaller than 25 μm. On the other hand, it can be seen that there is almost no difference between the Peak voltage after one discharge and the Peak voltage after 500 discharges in the range where ΔT exceeds 200 μm. Therefore, when ΔT is 200 μm or more, it is expected to be saturated as an effect of preventing deterioration of the static electricity suppressing effect when repeatedly discharged.
表2より、実施例3及び実施例6〜10の静電気対策素子は、1回目の放電と500回目の放電のPeak電圧の差が、比較的小さいことがわかる。また500回の放電によるPeak電圧の上昇も抑えられている。よってこれらの素子は、500回の放電によって生じる放電電極、放電誘発部の破壊に対して、静電気抑制効果の劣化を防ぐことが可能な構造になっていることが確認された。またΔDが40μmより小さい範囲においては、500回放電後のPeak電圧は1回放電後のPeak電圧に比べ極端に大きくなっており、さらにPeak電圧の値も500Vより大きい値を示している。よってΔDが40μmより小さい範囲では繰り返し放電によって静電気抑制効果が大きく劣化してしまっていることがわかる。一方ΔDが250μmを超えた範囲では1回放電後のPeak電圧と500回放電後のPeak電圧の差がほぼないことが分かる。よってΔDが250μmを超えた範囲では繰り返し放電したときの静電気抑制効果の劣化を防ぐ効果としては飽和していると予想される。   From Table 2, it can be seen that the static electricity control elements of Example 3 and Examples 6 to 10 have a relatively small difference in Peak voltage between the first discharge and the 500th discharge. In addition, an increase in the Peak voltage due to 500 discharges is suppressed. Therefore, it was confirmed that these elements have a structure capable of preventing the deterioration of the static electricity suppressing effect against the destruction of the discharge electrode and the discharge inducing portion caused by 500 discharges. In the range where ΔD is smaller than 40 μm, the Peak voltage after 500 discharges is extremely higher than the Peak voltage after one discharge, and the Peak voltage value is also larger than 500V. Therefore, it can be seen that the static electricity suppressing effect is greatly deteriorated by repeated discharge in the range where ΔD is smaller than 40 μm. On the other hand, it can be seen that there is almost no difference between the Peak voltage after one discharge and the Peak voltage after 500 discharges in the range where ΔD exceeds 250 μm. Therefore, in the range where ΔD exceeds 250 μm, it is expected to be saturated as an effect of preventing deterioration of the static electricity suppressing effect when repeatedly discharging.
以上説明した通り、本発明の静電気対策素子は、繰り返し放電に対する耐久性が優れており、これを備える電子・電気デバイス及びそれらを備える各種機器、設備、システム等に広く且つ有効に利用可能である。   As described above, the anti-static element of the present invention is excellent in durability against repeated discharge, and can be widely and effectively used for electronic / electric devices including the same and various devices, facilities, systems, and the like including the devices. .
11、11a、11b 絶縁性基板
12、13 放電電極
12a、12b 絶縁性基板を貫通した電極
14 放電誘発部
15、17 接続導体
16 パッド電極
100、101、102、103、104、200 静電気対策素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 11a, 11b Insulating substrate 12, 13 Discharge electrode 12a, 12b Electrode which penetrated insulating substrate 14 Discharge induction part 15, 17 Connection conductor 16 Pad electrode 100, 101, 102, 103, 104, 200 Antistatic element

Claims (3)

  1. 絶縁性基板と、
    前記絶縁性基板を厚み方向に貫通した第1の放電電極と、
    前記第1の放電電極の上端面を覆うように設けられる放電誘発部と、
    前記放電誘発部上に設けられた第2の放電電極と、を有することを特徴とする、静電気対策素子。
    An insulating substrate;
    A first discharge electrode penetrating the insulating substrate in the thickness direction;
    A discharge inducing portion provided to cover an upper end surface of the first discharge electrode;
    And a second discharge electrode provided on the discharge inducing portion.
  2. 前記第1の放電電極の、前記絶縁性基板の厚み方向への高さが25μm以上200μm以下であることを特徴とする、請求項1に記載の静電気対策素子。   2. The antistatic element according to claim 1, wherein a height of the first discharge electrode in a thickness direction of the insulating substrate is 25 μm or more and 200 μm or less.
  3. 前記第1の放電電極が円柱状又は円錐台状であり、前記第1の放電電極の前記放電誘発部に覆われた上端面の直径が40μm以上250μm以下であることを特徴とする、請求項1記載の静電気対策素子。   The first discharge electrode has a columnar shape or a truncated cone shape, and a diameter of an upper end surface of the first discharge electrode covered with the discharge inducing portion is 40 μm or more and 250 μm or less. 1. An electrostatic countermeasure element according to 1.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011099385A (en) * 2009-11-06 2011-05-19 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011096335A (en) * 2009-11-02 2011-05-12 Onkyo Sound & Vision Corp Content specifying device and program of the same
JP2011099385A (en) * 2009-11-06 2011-05-19 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine

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