JP5378589B2 - 静電気保護部品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は静電気保護部品及びその製造方法に関するものである。

近年、携帯情報機器等の電子機器は、小型化、高機能化が進んでいるが、これに伴って電子機器の耐電圧が低下している。このため、携帯情報機器等の電子機器には、静電気パルスや外来ノイズによって印加される過電圧から当該電子機器を保護するために静電気保護部品が用いられている。

静電気保護部品はギャップを介して対向する表電極と、前記ギャップに設けられた静電気保護膜とを有するものであり、電子機器において過電圧が印加されるおそれのあるラインとグランドとの間に設けられ、前記ラインに過電圧が印加されたときに前記表電極間（即ち静電気保護膜）で放電することによって当該過電圧から電子機器を保護する。

なお、従来の静電気保護部品が開示されている先行技術文献としては、例えば下記の特許文献１がある。
特開２００９−１９４１３０号公報

現在、携帯情報機器等の電子機器の小型化、高機能化の進展に伴って、静電気保護部品に対する過電圧保護機能の要求が益々高まっていることから、静電気保護部品の諸特性の向上がさけばれている。

そして、静電気保護部品の諸特性のうち、特に重要なものの一つに絶縁抵抗がある。絶縁抵抗は極力大きい（即ちリーク電流が極力小さい）方が望ましく、また、部品ごと絶縁抵抗（リーク電流）のバラツキも極力小さい方が望ましい。ところが、絶縁抵抗は、静電気保護部品にＥＳＤ（Electro-Static Discharge）電圧を印加後に低下し、且つ、その電圧印加回数が増えるに伴って更に低下する傾向がある。

従って本発明は上記の事情に鑑み、ＥＳＤ電圧印加後の絶縁抵抗の低下を極力少なくすることができ、また、部品ごとの絶縁抵抗のバラツキも極力小さくすることができる静電気保護部品及びその製造方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決する方策としては、大別して、静電気保護部品の構造を工夫する方策と、静電気保護膜の材料を工夫する方策とが考えられる。本発明は前者の方策に着目し、静電気保護部品の構造を鋭意検討した結果として得られたものであり、以下のような特徴を有している。

即ち、第１発明の静電気保護部品は、絶縁基板上に形成され、第１のギャップを介して対向している表電極と、
前記表電極上に形成されて前記表電極の上面及び両側面を覆い、且つ、前記第１のギャップに連なる第２のギャップを介して対向している絶縁膜と、
中央部と両側部を有し、前記中央部が前記第１のギャップ及び第２のギャップに設けられ、前記両側部が前記絶縁膜の上面に重なっている静電気保護膜と、
を有していることを特徴とする。

また、第２発明の静電気保護部品は、第１発明の静電気保護部品において、
前記絶縁膜はガラス膜であることを特徴とする。

また、第３発明の静電気保護部品は、第１又は第２発明の静電気保護部品において、
前記静電気保護膜と保護膜との間に中間層が設けられており、
前記絶縁膜が、この中間層と前記表電極との間に介在していることを特徴とする。

また、第４発明の静電気保護部品の製造方法は、第１発明の静電気保護部品の製造方法であって、
絶縁基板上に表電極の膜を形成する第１の工程と、
前記表電極の膜上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜によって前記表電極の膜の上面及び両側面を覆う第２の工程と、
前記第１の工程で形成した表電極の膜と、前記第２の工程で形成した絶縁膜とを切断して、第１のギャップと第２のギャップとを形成する第３の工程と、
中央部と両側部を有する形状とし、前記中央部を前記第１のギャップ及び第２のギャップに設け、前記両側部を前記絶縁膜の上面に重ねるようにして、静電気保護膜を形成する第４の工程と、
を有することを特徴とする。

また、第５発明の静電気保護部品の製造方法は、第４発明の静電気保護部品の製造方法において、
前記絶縁膜はガラス膜であることを特徴とする。

また、第６発明の静電気保護部品の製造方法は、第４又は第５発明の静電気保護部品の製造方法において、
前記第３の工程では、前記第１の工程で形成した表電極の膜と、前記第２の工程で形成した絶縁膜とを、ＵＶ波長領域を有する第三次高調波レーザを用いて同時に切断することにより、第１のギャップと第２のギャップとを形成することを特徴とする。

第１発明の静電気保護部品によれば、絶縁基板上に形成され、第１のギャップを介して対向している表電極と、前記表電極上に形成されて前記表電極の上面及び両側面を覆い、且つ、前記第１のギャップに連なる第２のギャップを介して対向している絶縁膜と、中央部と両側部を有し、前記中央部が前記第１のギャップ及び第２のギャップに設けられ、前記両側部が前記絶縁膜の上面に重なっている静電気保護膜とを有していることを特徴としているため、表電極に対しては、表電極の間の第１のギャップにだけ静電気保護膜が設けられている。即ち、静電気保護膜は、表電極に対してギャップ側の端面のみに接しており、前記端面以外の部分には接していない。
このため、第１発明の静電気保護部品は、静電気保護膜が表電極の端面以外の部分にも接している静電気保護部品に比べて、絶縁抵抗を非常に大きくすることができ、且つ、部品ごとの絶縁抵抗のバラツキも非常に小さくすることができる。

第２発明の静電気保護部品によれば、第１発明の静電気保護部品において、前記絶縁膜はガラス膜であることを特徴としているため、静電気保護部品を製造する際、耐熱性且つ絶縁性を有するガラス膜の形成を容易且つ安価に実施することができる。

第３発明の静電気保護部品によれば、第１又は第２発明の静電気保護部品において、前記静電気保護膜と保護膜との間に中間層が設けられており、前記絶縁膜が、この中間層と前記表電極との間に介在していることを特徴としているため、絶縁膜の介在により、中間層は表電極に接触していない。このため、中間層を介して表電極間で異常放電が発生するのを、絶縁膜によって確実に阻止することができる。この場合、例えば、比較的絶縁性の低い材料を用いて中間層を形成することも可能となるため、中間層の材料選択の幅が広がるという効果も得られる。

第４発明の静電気保護部品の製造方法によれば、第１発明の静電気保護部品の製造方法であって、絶縁基板上に表電極の膜を形成する第１の工程と、前記表電極の膜上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜によって前記表電極の膜の上面及び両側面を覆う第２の工程と、前記第１の工程で形成した表電極の膜と、前記第２の工程で形成した絶縁膜とを切断して、第１のギャップと第２のギャップとを形成する第３の工程と、中央部と両側部を有する形状とし、前記中央部を前記第１のギャップ及び第２のギャップに設け、前記両側部を前記絶縁膜の上面に重ねるようにして、静電気保護膜を形成する第４の工程とを有することを特徴としているため、表電極に対しては、表電極の間の第１のギャップにだけ静電気保護膜を設けることができる。即ち、静電気保護膜を、表電極に対してギャップ側の端面のみに接して、前記端面以外の部分には接しないように形成することができる。
このため、第４発明の静電気保護部品の製造方法によって製造した静電気保護部品は、静電気保護膜が表電極の端面以外の部分にも接している静電気保護部品に比べて、絶縁抵抗を非常に大きくすることができ、且つ、部品ごとの絶縁抵抗のバラツキも非常に小さくすることができる。

また、第５発明の静電気保護部品の製造方法によれば、第４発明の静電気保護部品の製造方法において、前記絶縁膜はガラス膜であることを特徴としているため、耐熱性且つ絶縁性を有するガラス膜の形成を容易且つ安価に実施することができる。

また、第６発明の静電気保護部品の製造方法によれば、第４又は第５発明の静電気保護部品の製造方法において、前記第３の工程では、前記第１の工程で形成した表電極の膜と、前記第２の工程で形成した絶縁膜とを、ＵＶ波長領域を有する第三次高調波レーザを用いて同時に切断することにより、第１のギャップと第２のギャップとを形成することを特徴としているため、第１のギャップ及び第２のギャップを容易に精度よく形成することができる。

本発明の実施の形態例に係る静電気保護部品の構造を示す断面図（図２のＢ−Ｂ線矢視断面図）である。 本発明の実施の形態例に係る静電気保護部品の構造を示す上面図（図１のＡ方向矢視図）である。 （ａ）は図１のＣ−Ｃ線矢視断面図、（ｂ）は図１のＤ−Ｄ線矢視断面図である。 比較例の静電気保護部品の構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態例に係る静電気保護部品の製造工程を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態例に係る静電気保護部品の製造工程の第１説明図である。 本発明の実施の形態例に係る静電気保護部品の製造工程の第２説明図である。 本発明の実施の形態例に係る静電気保護部品の製造工程の第３説明図である。 （ａ）は本発明（実施例）の静電気保護部品（ガラス膜有り）のＥＳＤ抑制ピーク電圧測定結果を示す表、（ｂ）は比較例の静電気保護部品（ガラス膜無し）のＥＳＤ抑制ピーク電圧測定結果を示す表である。 （ａ）は本発明（実施例）の静電気保護部品（ガラス膜有り）のリーク電流測定結果を示す表、（ｂ）は比較例の静電気保護部品のリーク電流測定結果を示す表である。 本発明の実施の形態例に係る静電気保護部品の他の構造例（ガラス膜部分の構造例）を示す断面図（図１２のＦ−Ｆ線矢視断面図）である。 本発明の実施の形態例に係る静電気保護部品の他の構造例（ガラス膜部分の構造例）を示す上面図（図１１のＥ方向矢視図）である。 （ａ）は図１１のＧ−Ｇ線矢視断面図、（ｂ）は図１１のＨ−Ｈ線矢視断面図である。 本発明の実施の形態例に係る静電気保護部品の他の構造例（ガラス膜部分の構造例）を示す断面図（図１５のＪ−Ｊ線矢視断面図）である。 本発明の実施の形態例に係る静電気保護部品の他の構造例（ガラス膜部分の構造例）を示す上面図（図１４のＩ方向矢視図）である。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。

まず、図１〜図３に基づき、本発明の実施の形態例に係る静電気保護部品の構造について説明する。

図１〜図３に示す静電気保護部品１００は、携帯情報機器等の電子機器のプリント基板に表面実装するための部品であり、前記プリント基板に実装されている電子回路（電子部品）を、静電気パルスや外来ノイズによる過電圧から保護するため、前記電子機器において前記過電圧が印加されるおそれのあるラインとグランドとの間に設けられるものである。

図１〜図３に示すように、絶縁基板であるセラミックス基板１の表面１ａには、表電極２ａ，２ｂが形成され、セラミックス基板１の裏面１ｂには、裏電極３ａ，３ｂが形成されている。表電極２ａ，２ｂは、基板表面１ａの長さ方向全体に亘って形成される一方、裏電極３ａ，３ｂは、基板裏面１ｂの両端部分に形成されている。

基板表面１ａの中央部において、表電極２ａ，２ｂの間には、ギャップ（狭小部）４ａ（第１のギャップ）が形成されている。即ち、表電極２ａ，２ｂは、ギャップ４ａを介して対向している。ギャップ４ａはレーザ法等の切断手段により表電極の膜を切断加工して形成されており、幅ｄが１０μｍ程度（本実施の形態例では７μｍ）のものである。

そして、表電極２ａ上（ギャップ近傍）には絶縁膜であるガラス膜２１ａが形成され、表電極２ｂ上（ギャップ近傍）には絶縁膜であるガラス膜２１ｂが形成されている。ガラス膜２１ａ，２１ｂの間には、ギャップ（狭小部）４ｂ（第２のギャップ）が形成されている。即ち、ガラス膜２１ａ，２１ｂは、ギャップ４ｂを介して対向している。ギャップ４ｂは、ギャップ４ａと同様にレーザ法等の切断手段でガラス膜を切断加工して形成された幅ｄが１０μｍ程度（本実施の形態例では７μｍ）のものであり、ギャップ４ａに連なっている。下層のギャップ４ａと上層のギャップ４ｂは重なり合っている。
表電極２ａのギャップ側の端部２ａ−１は、その上面２ａ−３と両側面２ａ−４，２ａ−５が（即ちギャップ側の端面２ａ−６以外の部分が）、ガラス膜２１ａによって覆われている（特に図３（ａ）を参照）。同様に、表電極２ｂのギャップ側の端部２ｂ−１は、その上面２ｂ−３と両側面２ｂ−４，２ｂ−５が（即ちギャップ側の端面２ｂ−６以外の部分が）、ガラス膜２１ｂによって覆われている（特に図３（ｂ）を参照）。

ギャップ４ａ，４ｂには静電気保護膜５が形成され、この静電気保護膜５と表電極２ａ，２ｂとが接続されている。しかも、表電極２ａの端部２ａ−１はギャップ側の端面２ａ−６以外の部分がガラス膜２１ａに覆われているため、静電気保護膜５は、表電極２ａに対して端面２ａ−６のみに接し、前記端面２ａ−６以外の部分には接していない。同様に、表電極２ｂの端部２ｂ−１はギャップ側の端面２ｂ−６以外の部分がガラス膜２１ｂに覆われているため、静電気保護膜５は、表電極２ｂに対して端面２ｂ−６のみに接し、前記端面２ｂ−６以外の部分には接していない。

詳述すると、静電気保護膜５は縦断面形状（図１参照）がＴ字状を成しており、中央部５ｃと両側部５ａ，５ｂとを有している。静電気保護膜５の中央部５ｃは、前述の如くギャップ４ａ，４ｂに設けられており（即ちギャップ４ａ，４ｂを塞いでおり）、静電気保護膜５の両側部５ａ，５ｂは、ガラス膜２１ａ，２１ｂのギャップ側の端部２１ａ−１，２１ｂ−１の上面２１ａ−２，２１ｂ−２にそれぞれ重なっている（即ちガラス膜２１ａ，２１ｂの内側の両端を覆っている）。

静電気保護部品の構造を鋭意検討した結果、ＥＳＤ電圧を印加後の絶縁抵抗の低下を極力少なくするには、静電気保護膜５を表電極２ａ，２ｂの間のギャップ４ａのみに設けることが望ましい。
しかし、図４に示す比較例の静電気保護部品２００の如く、ガラス膜は設けずに表電極２ａ，２ｂ上に直接、スクリーン印刷法によって静電気保護膜５を形成した場合、ギャップ４ａの幅が非常に狭いため、ギャップ４ａにだけ静電気保護膜５を設けることはできず、どうしても静電気保護膜５の両側部５ａ，５ｂが、表電極２ａ，２ｂの端部２ａ−１，２ｂ−１の上面２ａ−３，２ｂ−３に重なった状態にならざるを得ない。
そこで、本発明では、製造方法を工夫して、図１等に示すように表電極２ａ，２ｂの上にガラス膜２１ａ，２１ｂを形成した後、ガラス膜２１ａ，２１ｂの上からスクリーン印刷法によって静電気保護膜５を形成する方法を実施した。その結果、ガラス膜２１ａ，２１ｂに対しては、ギャップ４ｂに静電気保護膜５（中央部５ｃ）が設けられるだけでなく、静電気保護膜５の両端部５ａ，５ｂがガラス膜２１ａ，２１ｂの上面に重なるが、表電極２ａ，２ｂに対しては、静電気保護膜５の両端部５ａ，５ｂが上面２ａ−３，２ｂ−３に重なるガラス膜２１ａ，２１ｂによって防ぐことができるため、ギャップ４ａにだけ静電気保護膜５（中央部５ｃ）を設けることができた。

静電気保護膜５は、バインダであるシリコーン樹脂に導電性粒子と絶縁性粒子の２種を混合してなる材料を用いて形成したものである。導電性粒子及び絶縁性粒子は、導電性粒子の表面に不動態層の設けることや、絶縁性粒子の表面に他の物質をドープすることなどの特殊な処理を行なっていないものである。
また、導電性粒子は、導電性金属粒子のアルミニウム（Ａｌ）粉であり、絶縁性粒子は酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉である。酸化亜鉛粉には、ＪＩＳ規格の第１種の絶縁性を有する酸化亜鉛、即ち体積抵抗率２００ＭΩｃｍ以上の酸化亜鉛を用いている。更に、シリコーン樹脂とアルミニウム粉と酸化亜鉛の３成分の配合比は、前記シリコーン樹脂が１００重量部であるのに対して、前記アルミニウム粉が１６０重量部以上、前記酸化亜鉛粉が１２０重量部である。この静電気保護用ペーストの配合比は、ＥＳＤ抑制ピーク電圧を５００Ｖ以下で、ＥＳＤ耐量（２０回電圧印加）が規格値のリーク電流１０μＡ以下（絶縁抵抗Ｒ＝３ＭΩ以上）という目標値を、本発明と比較例の静電気保護部品１００，２００の何れにおいても、満足するものである。しかし、本発明の静電気保護部品１００の方が、よりリーク電流が小さい（図１０参照：詳細後述）。よって、本発明の静電気保護部品１００の方が、より絶縁性が向上している。なお、ＥＳＤ抑制ピーク電圧とは、放電開始時に生じる電圧である。

表電極２ａ，２ｂ上には、上部電極６ａ，６ｂがそれぞれ形成されている。表電極２ａ，２ｂは薄膜であるため、上部電極６ａ，６ｂによって表電極２ａ，２ｂの機械的強度を補強している。但し、静電気保護膜５には接しないように（静電気保護膜５から離れた位置に）、上部電極６ａ，６ｂを形成している。その理由は、上部電極６ａ，６ｂが静電気保護膜５に接していると、静電気パルス等による過電圧が静電気保護部品１００に印加されたとき、表電極２ａ，２ｂ間ではなく、上部電極６ａ，６ｂ間や上部電極６ａ，６ｂと表電極２ａ，２ｂとの間で放電が開始されるおそれがあり、その場合には静電気保護部品本来の静電気保護機能を発揮することができなくなってしまうからである。
なお、絶縁膜であるガラス膜２１ａ，２１ｂは、上部電極６ａ，６ｂの下層には形成されていない。

静電気保護膜５は中間層７に覆われており、中間層７は保護膜８に覆われている。保護膜８は、両端部８ａ，８ｂが、上部電極６ａ，６ｂの一部（ギャップ側の部分）にそれぞれ重なっている。そして、ガラス膜２１ａ，２１ｂは、静電気保護膜５の両側部５ａ，５ｂと表電極２ａ，２ｂの間に介在するだけでなく、中間層７と表電極２ａ，２ｂとの間にも介在している。

保護膜８は耐湿性などに優れており、静電気保護膜５などを湿度などの外部環境等から保護するために設けられている。しかし、保護膜８は耐熱性が不十分であるため、放電時に発熱する静電気保護膜５を直接保護膜８で覆うことはせず、耐熱性に優れている中間層７で静電気保護膜５を覆い、この中間層７を保護膜８で覆う構造としている。
中間層７は、表電極２ａ，２ｂ間で異常放電が発生するのを回避する機能も有している。また、中間層７はシリコーン樹脂などの樹脂材料にシリカなどの無機フィラーを適量加えた弾力性のあるもの（エラストマー）であり、表電極２ａ，２ｂ間のギャップ４ａ（静電気保護膜５）で放電したときの内部エネルギ（内圧）の上昇を抑制して（前記内部エナルギを吸収して）、前記内部エネルギの上昇による衝撃で静電気保護部品１００が破損するのを防止する機能（緩衝機能）も有している。

セラミックス基板１の両端面１ｃ，１ｄには端面電極９ａ，９ｂがそれぞれ形成されており、これらの端面電極９ａ，９ｂによって表電極２ａ，２ｂと裏電極３ａ，３ｂとをそれぞれ電気的に接続している。また、端面電極９ａ，９ｂの端部９ａ−１，９ａ−２，９ｂ−１，９ｂ−２が、表電極２ａ，２ｂの端部２ａ−２，２ｂ−２と、裏電極３ａ，３ｂの端部３ａ−１，３ｂ−１とにそれぞれ重なっているため、端面電極９ａ，９ｂと表電極２ａ，２ｂ及び裏電極３ａ，３ｂとの接続が、より確実になっている。

更に、端面電極９ａ，９ｂなどに対して、端子電極としての信頼性を向上させるため、ニッケル（Ｎｉ）のめっき膜１０ａ，１０ｂと、スズ（Ｓｎ）のめっき膜１１ａ，１１ｂとが順に形成されている。ニッケルめっき膜１０ａ，１０ｂは端面電極９ａ，９ｂと、裏電極３ａ，３ｂと、表電極２ａ，２ｂの一部と、上部電極６ａ，６ｂの一部とをそれぞれ覆っており、スズめっき膜１１ａ，１１ｂはニッケルめっき膜１０ａ，１０ｂをそれぞれ覆っている。

次に、図５〜図８に基づき、本実施の形態例の静電気保護部品１００の製造方法について説明する。図５のフローチャートの各製造工程（ステップ）にはＳ１〜Ｓ２０の符号を付した。また、図６の（ａ）〜（ｄ）、図７の（ａ）〜（ｄ）、図８（ａ）〜（ｄ）には、各製造工程における静電気保護部品１００の製造状態を順に示している。
なお、本実施の形態例では１００５タイプの静電気保護部品１００（図２に示す幅Ｗが０．５ｍｍ、長さＬが１．０ｍｍのもの）を製造した。

最初の工程（ステップＳ１）では、図６（ａ）に示すように、セラミックス基板１を、静電気保護部品１００の製造工程（図示省略）に受け入れる。ここではセラミックス基板１として、アルミナ基板を用いた。このアルミナ基板は、９６％アルミナをセラミックス材料として用いることにより製造したをものである。
なお、図６（ａ）には１個片の静電気保護部品１００に対応する１つの個片領域のセラミックス基板１のみを図示しているが、ステップＳ１５で一次分割される前の実際のセラミックス基板１は、一次スリットと二次スリットが縦横に複数本形成されて、個片領域が縦横に複数個連なったシート状のものである。

次の工程（ステップＳ２）では、図６（ｂ）に示すように、セラミックス基板１の裏面１ｂに裏電極３ａ，３ｂを形成する。裏電極３ａ，３ｂは、スクリーン印刷法により、電極ペーストを基板裏面１ｂに塗布してパターン化することにより形成される。ここでは電極ペーストとして、銀（Ａｇ）ペーストを用いた。スクリーン印刷した裏電極３ａ，３ｂは、乾燥させて電極ペースト中の溶剤を蒸発させる。

次の工程（ステップＳ３）では、図６（ｃ）に示すように、セラミックス基板１の表面１ａに表電極２の膜（後の工程で表電極２ａ，２ｂを形成するための膜）を形成する。表電極の膜２は、スクリーン印刷法により、電極ペーストを基板表面１ａに塗布してパターン化することにより形成される。ここでは電極ペーストとして、金レジネートペーストを用いた。スクリーン印刷した表電極２の膜は、乾燥させて電極ペースト中の溶剤を蒸発させる。

なお、表電極２の膜を形成するための電極ペーストとしては、金以外のレジネートペースト（金属有機物ペースト）を用いることもできる。例えば、白金（Ｐｔ）や銀（Ａｇ）のレジネートペーストなどを用いることができる。裏電極３ａ，３ｂを形成するための電極ペーストとして、銀・パラジウム（Ａｇ・Ｐｄ）ペーストを用いることもできる。

次の工程（ステップＳ４）では、ステップＳ２で形成した裏電極３ａ，３ｂとステップＳ３で形成した表電極２とを、８５０℃の温度で４０分間、同時に焼成する。

そして、次の工程（ステップＳ５）では、図６（ｄ）に示すように、表電極２の中央部にガラス膜２１（後の工程でガラス膜２１ａ，２１ｂを形成するための膜）を形成する。ガラス膜２１は、スクリーン印刷法により、硼珪酸系ガラスペーストを表電極２上に（表電極２の中央部を覆うように）塗布してパターン化することにより形成される。

次の工程（ステップＳ６）では、ステップＳ５で形成したガラス膜２１を、６００℃の温度で焼成した。

次の工程（ステップＳ７）では、図７（ａ）に示すように、ＵＶ波長領域を有するレーザ（図示省略）を用いたレーザ法によって、ステップＳ６で焼成したガラス膜２１の中央部とステップＳ４で焼成した表電極２の中央部とを同時に切断加工することにより、一列に連なる（重なり合う）上層のギャップ４ｂと下層のギャップ４ａとを同時に形成する。ここではＵＶ波長領域を有するレーザとして、第三次高調波レーザ（波長：３５５ｎｍ）を用いた。ギャップ４ａ，４ｂの幅ｄは７μｍとした。ギャップ４ａ，４ｂを形成した結果、ギャップ４ａを介して一対の表電極２ａ，２ｂが対向する構造となり、且つ、ギャップ４ｂを介して一対のガラス膜２１ａ，２１ｂが対向する構造となる。

次の工程（ステップＳ８）では、図７（ｂ）に示すように、スクリーン印刷法により、導電性ペーストを、表電極２ａ，２ｂのそれぞれに塗布してパターン化することより、表電極２ａ，２ｂの上に上部電極６ａ，６ｂを形成する。このときのスクリーン印刷の回数は１回である。上部電極６ａ，６ｂは、静電気保護膜５に接触しなようにするため、静電気保護膜５から離れた位置において、表電極２ａ，２ｂに重なるように形成される。スクリーン印刷後の上部電極６ａ，６ｂは、乾燥させて導電性ペースト中の溶剤を蒸発させる。
このスクリーン印刷で用いたスクリーンメッシュは、メッシュサイズ４００で、エマルジョン厚８±２μｍのものである（品番：ｓｔ４００）。
また、導電性ペーストとしては、銀粉とエポキシ樹脂とを混練したものを用いた。なお、これに限らず、ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ）粉などと、エポキシ樹脂とを混練した厚膜電極ペーストなどを、上部電極用の導電性ペーストとして用いてもよい。

次の工程（ステップＳ９）では、図７（ｃ）に示すように、スクリーン印刷法により、静電気保護用ペーストを、ギャップ４ａ，４ｂ部分に塗布してパターン化することにより、静電気保護膜５を形成する。このとき静電気保護膜５は中央部５ｃと両側部５ａ，５ｂとを有する形状となる。表電極２ａ，２ｂに対しては、静電気保護膜５の中央部５ｃがギャップ４ａのみに設けられて（ギャップ４ａを塞いで）、表電極２ａ，２ｂに接続され、ガラス膜２１ａ，２１ｂに対しては、静電気保護膜５の中央部５ｃがギャップ４ｂに設けられ（ギャップ４ｂを塞ぎ）、且つ、静電気保護膜５の両端部５ａ，５ｂがガラス膜２１ａ，２１ｂの上面２１ａ−２，２１ｂ−２の一部（ギャップ側の端部）に重なる。
スクリーン印刷後の静電気保護膜５は、１００℃の温度で１０分間乾燥させて静電気保護用ペースト中の溶剤を蒸発させる。

なお、このスクリーン印刷で用いたスクリーンメッシュはカレンダーメッシュであり、メッシュサイズ４００で線径１８μｍ、エマルジョン厚５±２μｍのものである（品番：ｃａｌ４００／１８）。
また、ここで用いた静電気保護用ペーストは、シリコーン樹脂のバインダを基本材料とし、このシリコーン樹脂に、導電性粒子として用いたアルミニウム粉と、絶縁性粒子として用いた酸化亜鉛粉の２種を混練したものである。更に、これら３成分の配合比は、シリコーン樹脂が１００重量部であるのに対して、アルミニウム粉が１６０重量部、酸化亜鉛粉が１２０重量部とした。この場合、ＥＳＤ抑制ピーク電圧が５００Ｖ以下で、ＥＳＤ耐量が規格値のリーク電流１０μＡ以下（絶縁抵抗Ｒ＝３ＭΩ以上）という目標値を満足する。

また、シリコーン樹脂としては、体積抵抗率２×１０¹⁵Ωｃｍ、誘電率２．７の付加反応型シリコーン樹脂を用いた。
アルミニウム粉としては、アルミニウムを溶融し、高圧噴霧し冷却固化して成る平均粒径３．０〜３．６μｍのアルミニウム粉を用いた。
酸化亜鉛粉としては、ＪＩＳ規格の第１種絶縁性（体積抵抗率２００ＭΩｃｍ以上）を有する酸化亜鉛を用いた。また、この酸化亜鉛粉には、粒径が０．３〜１．５μｍで分布し、平均粒径が０．６μｍであり、一次凝集での粒径が１．５μｍである酸化亜鉛粉を適用した。

次の工程（ステップＳ１０）では、ステップＳ８で形成した上部電極６ａ，６ｂとステップＳ９で形成した静電気保護膜５とを、２００℃の温度で３０分間、同時に焼付けする。

次の工程（ステップＳ１１）では、図７（ｄ）に示すように、スクリーン印刷法により、シリコーン樹脂ペーストを、静電気保護膜５及びガラス膜２１ａ，２１ｂに塗布してパターン化することより、静電気保護膜５などを覆う中間層７を形成する。このときのスクリーン印刷の回数は１回である。
ここではシリコーン樹脂ペーストとして、４０〜５０％のシリカを含有するシリコーン樹脂ペーストを用いた。
また、このスクリーン印刷で用いたスクリーンメッシュはカレンダーメッシュであり、メッシュサイズ４００で線径１８μｍ、エマルジョン厚５±２μｍのものである（品番：ｃａｌ４００／１８）。

次の工程（ステップＳ１２）では、ステップＳ１１で形成した中間層７を、１５０℃の温度で３０分間焼付けをする。

次の工程（ステップＳ１３）では、図８（ａ）に示すように、スクリーン印刷法により、エポキシ樹脂ペーストを、中間層７、ガラス膜２１ａ，２１ｂ、表電極２ａ，２ｂ及び上部電極６ａ，６ｂに塗布してパターン化することにより、中間層７などを覆う保護膜８を形成する。このときのスクリーン印刷の回数は２回である。
なお、このスクリーン印刷で用いたスクリーンメッシュは、メッシュサイズ４００で、エマルジョン厚１０±２μｍのものである（品番：３ＤＳｕｓ４００／１９）。

次の工程（ステップＳ１４）では、ステップＳ１３で形成した保護膜８を、２００℃の温度で３０分間焼付けする。

次の工程（ステップＳ１５）では、シート状のセラミックス基板１に形成されている１次スリットに沿って、セラミックス基板１を１次分割する。その結果、セラミックス基板１は複数個の個片領域が横一列に連なった帯状のものとなり、端面１ｃ，１ｄが生じる。

次の工程（ステップＳ１６）では、図８（ｂ）に示すように、転写法により、導電性ペーストを、セラミックス基板１の端面１ｃ，１ｄ、表電極２ａ，２ｂの一部、裏電極３ａ，３ｂの一部に塗布し、これを次の工程（ステップＳ１７）で、２００℃の温度で３０分間焼付けすることにより、端面電極９ａ，９ｂを形成する。このとき端面電極９ａ，９ｂは表電極２ａ，２ｂ及び裏電極３ａ，３ｂに一部重なり、表電極２ａ，２ｂと裏電極３ａ，３ｂとを電気的に接続する。
ここでは導電性ペーストとして、銀粉とエポキシ樹脂とを混練したペーストを用いた。

次の工程（ステップＳ１８）では、帯状のセラミックス基板１に形成されている２次スリットに沿って、セラミックス基板１を２次分割する。その結果、セラミックス基板１は各個片領域ごとに分割されて、個片となる。

次の工程（ステップＳ１９）では、図８（ｃ）に示すように、バレルめっき方式により、端面電極９ａ，９ｂと、裏電極３ａ，３ｂと、表電極２ａ，２ｂの一部と、上部電極６ａ，６ｂの一部の上に電気めっきして、ニッケルめっき膜１０ａ，１０ｂを形成する。

最後の工程（ステップＳ２０）では、図８（ｄ）に示すように、バレルめっき方式により、ステップＳ１９で形成したニッケルめっき膜１０ａ，１０ｂの上に電気めっきして、スズめっき膜１１ａ，１１ｂを形成する。かくして、静電気保護部品１００が完成する。

次に、図９及び図１０に基づき、本発明のガラス膜２１ａ，２１ｂを有する静電気保護部品１００（図１）と、比較例のガラス膜が無い静電気保護部品２００に対して行なったＥＳＤ試験の結果について説明する。
ＥＳＤ試験は、IEC61000‐4‐2 8kVに準拠したＥＳＤ電圧を静電気保護部品１００，２００に印加する方法で行なった。
本発明の静電気保護部品１００については、上記と同様の製造工程で１０個の試料を製造し、比較例の静電気保護部品２００については、ガラス膜が無いこと以外は上記と同様の製造工程で１０個の試料を製造した。そして、何れの試料に対してもＥＳＤ電圧を２０回印加した。

図９（ａ）には本発明の静電気保護部品１００の試料に対して１回目のＥＳＤ電圧印加時のＥＳＤ抑制ピーク電圧の測定結果を示し、図９（ｂ）には比較例の静電気保護部品２００の試料に対して１回目のＥＳＤ電圧印加時のＥＳＤ抑制ピーク電圧の測定結果を示している。
これらの測定結果から、ＥＳＤ抑制ピーク電圧に関しては、何れの試料も５００Ｖ以下の目標値を満足しており、両試料に顕著な差異はみられなかった。

一方、図１０（ａ）には本発明の静電気保護部品１００の試料に対して１回目と１０回目と２０回目のＥＳＤ電圧印加後にリーク電流を測定した結果を示し、図１０（ｂ）には比較例の静電気保護部品２００の試料に対して２０回目のＥＳＤ電圧印加後にリーク電流を測定した結果を示している。
そして、図１０（ａ）に示すように、本発明の静電気保護部品１００については、何れの試料も、１回目と１０回目と２０回目の何れのＥＳＤ電圧印加後においても、リーク電流が０．００１μＡという非常に小さな値であり、且つ、試料（部品）ごとのリーク電流のバラツキも、ほとんど無かった。即ち、何れの試料も、絶縁抵抗が非常に大きく、且つ、試料ごとの絶縁抵抗のバラツキも、ほとんど無いことが確認できた。
これに対して、図１０（ｂ）に示すように、比較例の静電気保護部品２００については、何れの試料も１０μＡ以下という目標値は満足しているが、図１０（ａ）の結果と比較すると、リーク電流の大きい試料が多くみられ、しかも、試料ごとのリーク電流のバラツキも非常に大きかった。即ち、絶縁抵抗が比較的小さく、且つ、試料ごとの絶縁抵抗のバラツキも大きいことが確認できた。

なお、ガラス膜２１ａ，２１ｂの構造は、図１〜図３に示す構造に限定するものではなく、例えば図１１〜図１３に示すような構造や、図１４及び図１５に示すような構造であってもよい。

詳述すると、図１１〜図１３に示す静電気保護部品３００では、図１〜図３に示す静電気保護部品１００に比べて（特に図２，図３参照）、ガラス膜２１ａ，２１ｂの幅が広くなっている（特に図１２，図１３参照：これらの図の上下方向がガラス膜２１ａ，２１ｂの幅方向である）。
具体的には、図２及び図３に示すように、静電気保護部品１００におけるガラス膜２１ａ，２１ｂは、表電極２ａ，２ｂの幅よりは広いが、静電気保護膜５の幅よりは狭い幅となっており、表電極２ａの両側面２ａ−４，２ａ−５や表電極２ｂの両側面２ｂ−４，２ｂを覆って前記側面２ａ−４，２ａ−５，２ｂ−４，２ｂ−５が静電気保護膜５に接するのを防ぐことが可能な最小限の幅を有している。これに対して、図１２及び図１３に示すように、静電気保護部品３００におけるガラス膜２１ａ，２１ｂは、表電極２ａ，２ｂの幅、静電気保護膜５の幅、及び、中間層７の幅の何れよりも広い幅を有している。
なお、静電気保護部品３００の他の構造につては、静電気保護部品１００の構造と同様である。また、静電気保護部品３００の製造方法についても、静電気保護部品１００の製造方法と同様である。

図１４のＫ−Ｋ線矢視断面及びＬ−Ｌ線矢視断面の構造については、図３（ａ）に示す断面及び図３（ｂ）に示す断面の構造と同様であるため、図３を参照する。
図３，図１４及び図１５に示すように、静電気保護部品４００は、図１〜図３に示す静電気保護部品１００に比べて（特に図１，図２参照）、ガラス膜２１ａ，２１ｂの長さが短くなっている（特に図１４，図１５参照：これらの図の左右方向がガラス膜２１ａ，２１ｂの長さ方向である）。
具体的には、図１及び図２に示すように、静電気保護部品１００におけるガラス膜２１ａ，２１ｂは、静電気保護膜５の長さ、及び、中間層７の長さの何れよりも長くなっている。これに対して、図１４及び図１５に示すように、静電気保護部品４００におけるガラス膜２１ａ，２１ｂは、静電気保護膜５の長さよりは長いが、中間層７の長さよりは短くなっており、静電気保護膜５の両側部５ａ，５ｂと表電極２ａ，２ｂとの間に介在して（即ち表電極２ａ，２ｂの端部２ａ−１，２ｂ−１の表面２ａ−３，２ｂ−３を覆って）静電気保護膜５の両側部５ａ，５ｂが表電極２ａ，２ｂに接するのを防ぐことが可能な最小限の長さを有している。
なお、静電気保護部品４００の他の構造につては、静電気保護部品１００の構造と同様である。また、静電気保護部品４００の製造方法についても、静電気保護部品１００の製造方法と同様である。

以上のように、本実施の形態例の静電気保護部品１００，３００，４００によれば、セラミックス基板１上に形成され、ギャップ４ａを介して対向している表電極２ａ，２ｂと、表電極２ａ，２ｂ上に形成されて表電極２ａ，２ｂの上面２ａ−３，２ｂ−３及び両側面２ａ−４，２ａ−５，２ｂ−４，２ｂ−５を覆い、且つ、ギャップ４ａに連なるギャップ４ｂを介して対向しているガラス膜２１ａ，２１ｂと、中央部５ｃと両側部５ａ，５ｂを有し、中央部５ｃがギャップ４ａ及びギャップ４ｂに設けられ、両側部５ａ，５ｂがガラス膜２１ａ，２１ｂ上面２１ａ−２，２１ｂ−２に重なっている静電気保護膜５とを有していることを特徴としているため、表電極２ａ，２ｂに対しては、表電極２ａ，２ｂの間のギャップ４ａにだけ静電気保護膜５（中央部５ｃ）が設けるられている。即ち、静電気保護膜５は、表電極２ａ，２ｂに対してギャップ側の端面２ａ−６，２ｂ−６のみに接しており、前記端面２ａ−６，２ｂ−６以外の部分には接していない。
このため、静電気保護部品１００は、静電気保護膜５が表電極２ａ，２ｂの端面以外の部分にも接している静電気保護部品２００に比べて、絶縁抵抗を非常に大きくすることができ、且つ、部品ごとの絶縁抵抗のバラツキも非常に小さくすることができる。

また、静電気保護部品１００，３００，４００によれば、絶縁膜がガラス膜２１ａ，２１ｂであることを特徴としているため、静電気保護部品１００を製造する際、耐熱性且つ絶縁性を有するガラス膜２１ａ，２１ｂの形成を容易且つ安価に実施することができる。

また、静電気保護部品１００，３００によれば、ガラス膜２１ａ，２１ｂが、中間層７と表電極２ａ，２ｂとの間に介在していることを特徴としているため、ガラス膜２１ａ，２１ｂの介在により、中間層７は表電極２ａ，２ｂに接触していない。このため、中間層７を介して表電極２ａ，２ｂ間で異常放電が発生するのを、ガラス膜２１ａ，２１ｂによって確実に阻止することができる。この場合、例えば、比較的絶縁性の低い材料を用いて中間層７を形成することも可能となるため、中間層７の材料選択の幅が広がるという効果も得られる。

また、本実施の形態例の静電気保護部品１００の製造方法によれば、セラミックス基板１上に表電極２の膜を形成する第１の工程と、表電極２の膜上にガラス膜２１を形成し、このガラス膜２１によって表電極２の膜の上面及び両側面を覆う第２の工程と、前記第１の工程で形成した表電極２の膜と、前記第２の工程で形成したガラス膜２１とを切断して、ギャップ４ａとギャップ４ｂとを形成する第３の工程と、中央部５ｃと両側部５ａ，５ｂを有する形状とし、前記中央部５ｃをギャップ４ａ及びギャップ４ｂに設け、前記両側部５ａ，５ｂをガラス膜２１ａ，２１ｂの上面２１ａ−２，２１ｂ−２に重ねるようにして、静電気保護膜５を形成する第４の工程とを有することを特徴としているため、表電極２ａ，２ｂに対しては、表電極２ａ，２ｂの間のギャップ４ａにだけ静電気保護膜５（中央部５ｃ）を設けることができる。即ち、静電気保護膜５を、表電極２ａ，２ｂに対してギャップ側の端面２ａ−６，２ｂ−６のみに接して、前記端面２ａ−６，２ｂ−６以外の部分には接しないように形成することができる。
このため、本製造方法によって製造した静電気保護部品１００は、静電気保護膜５が表電極２ａ，２ｂの端面以外の部分にも接している静電気保護部品２００に比べて、絶縁抵抗を非常に大きくすることができ、且つ、部品ごとの絶縁抵抗のバラツキも非常に小さくすることができる。

また、本製造方法によれば、絶縁膜はガラス膜２１ａ，２１ｂであることを特徴としているため、耐熱性且つ絶縁性を有するガラス膜２１ａ，２１ｂの形成を容易且つ安価に実施することができる。

また、本製造方法によれば、前記第３の工程では、前記第１の工程で形成した表電極２の膜と、前記第２の工程で形成したガラス膜２１とを、ＵＶ波長領域を有する第三次高調波レーザを用いて同時に切断することにより、ギャップ４ａ，４ｂを形成することを特徴としているため、ギャップ４ａ，４ｂを容易に精度よく形成することができる。

なお、上記では、１つのセラミックス基板１上に１つの静電気保護膜５を形成した静電気保護部品の実施例を述べたが、これに限定するものではなく、１つのセラミックス基板１上に２つ以上の静電気保護膜５を形成した静電気保護部品も、本発明の範囲内とする。

また、上記では、シリコーン樹脂とアルミニウム粉と酸化亜鉛粉の３成分を混練したペーストを用いて静電気保護膜を形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限定するものではなく、本発明の静電気保護部品の構造は、上記とは異なる成分の材料で静電気保護膜が形成されている静電気保護部品にも適用することができる。

本発明は静電気保護部品及びその製造方法に関するものであり、静電気保護部品の絶縁抵抗特性の向上を図る場合に適用して有用なものである。

１ セラミックス基板、 １ａ 基板表面、 １ｂ 基板裏面、 １ｃ，１ｄ 基板端面、 ２ 表電極の膜、 ２ａ，２ｂ 表電極、 ２ａ−１，２ａ−２，２ｂ−１，２ｂ−２ 表電極の端部、 ２ａ−３，２ｂ−３ 表電極の上面、 ２ａ−４，２ａ−５，２ｂ−４，２ｂ−５ 表電極の側面、 ２ａ−６，２ｂ−６ 表電極の端面、 ３ａ，３ｂ 裏電極、 ３ａ−１，３ｂ−１ 裏電極の端部、 ４ａ，４ｂ ギャップ、 ５ 静電気保護膜、 ５ａ，５ｂ 静電気保護膜の側部、 ５ｃ 静電気保護膜の中央部、 ６ａ，６ｂ 上部電極、 ７ 中間層、 ８ 保護膜、 ８ａ，８ｂ 保護膜の端部、 ９ａ，９ｂ 端面電極、 ９ａ−１，９ａ−２，９ｂ−１，９ｂ−２ 端面電極の端部、 １０ａ，１０ｂ ニッケルめっき膜、 １１ａ，１１ｂ スズめっき膜、 ２１，２１ａ，２１ｂ ガラス膜、 ２１ａ−１，２１ｂ−１ ガラス膜の端部、 ２１ａ−２，２１ｂ−２ ガラス膜の上面、 １００ 静電気保護部品（ガラス膜有り）、 ２００ 静電気保護部品（ガラス膜無し）、 ３００ 静電気保護部品（ガラス膜有り）、 ４００ 静電気保護部品（ガラス膜有り）

Claims (6)

1. 絶縁基板上に形成され、第１のギャップを介して対向している表電極と、
   前記表電極上に形成されて前記表電極の上面及び両側面を覆い、且つ、前記第１のギャップに連なる第２のギャップを介して対向している絶縁膜と、
   中央部と両側部を有し、前記中央部が前記第１のギャップ及び第２のギャップに設けられ、前記両側部が前記絶縁膜の上面に重なっている静電気保護膜と、
   を有していることを特徴とする静電気保護部品。
2. 請求項１に記載する静電気保護部品において、
   前記絶縁膜はガラス膜であることを特徴とする静電気保護部品。
3. 請求項１又は２に記載の静電気保護部品において、
   前記静電気保護膜と保護膜との間に中間層が設けられており、
   前記絶縁膜が、この中間層と前記表電極との間に介在していることを特徴とする静電気保護部品。
4. 請求項１に記載する静電気保護部品の製造方法であって、
   絶縁基板上に表電極の膜を形成する第１の工程と、
   前記表電極の膜上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜によって前記表電極の膜の上面及び両側面を覆う第２の工程と、
   前記第１の工程で形成した表電極の膜と、前記第２の工程で形成した絶縁膜とを切断して、第１のギャップと第２のギャップとを形成する第３の工程と、
   中央部と両側部を有する形状とし、前記中央部を前記第１のギャップ及び第２のギャップに設け、前記両側部を前記絶縁膜の上面に重ねるようにして、静電気保護膜を形成する第４の工程と、
   を有することを特徴とする静電気保護部品の製造方法。
5. 請求項４に記載する静電気保護部品の製造方法において、
   前記絶縁膜はガラス膜であることを特徴とする静電気保護部品の製造方法。
6. 請求項４又は５に記載する静電気保護部品の製造方法において、
   前記第３の工程では、前記第１の工程で形成した表電極の膜と、前記第２の工程で形成した絶縁膜とを、ＵＶ波長領域を有する第三次高調波レーザを用いて同時に切断することにより、第１のギャップと第２のギャップとを形成することを特徴とする静電気保護部品の製造方法。

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