KR101415477B1 - Paste for electrostatic protection, electrostatic protection component, and method for producing same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 저가로, 또한 정전 용량의 편차를 작게 하는 것 등이 가능한 정전기 보호용 페이스트, 이것을 사용한 정전기 보호 부품 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그 때문에, 정전기 보호막을 형성하기 위한 정전기 보호용 페이스트는, 바인더인 실리콘 수지에, 도전성 입자와 절연성 입자의 2 종만을 혼련한 것으로 하고, 이들 도전성 입자 및 절연성 입자에는 특수한 처리를 실시하지 않는다. 또, 도전성 입자는 알루미늄 분말, 절연성 입자는 산화아연 분말로 하고, 나아가서는 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 상기 알루미늄 분말이 60 중량부∼200 중량부, 상기 산화아연 분말이 60 중량부∼160 중량부로 한다. 정전기 보호 부품의 제조시에는, 먼저 상부 전극을 스크린 인쇄하고, 그 후부터 정전기 보호막을 스크린 인쇄한다. 또, 스크린 인쇄한 상부 전극과, 정전기 보호막을 동시에 베이킹한다.An object of the present invention is to provide an electrostatic protection paste that can be used at low cost and with a small variation in electrostatic capacitance, and an electrostatic protection component using the same. Therefore, the electrostatic protection paste for forming the electrostatic protection film is obtained by kneading only two types of conductive particles and insulating particles in a silicone resin as a binder, and these conductive particles and insulating particles are not subjected to special treatment. The conductive particles are made of aluminum powder, the insulating particles are made of zinc oxide powder, and furthermore, the silicone resin is 100 parts by weight. The aluminum powder is 60 to 200 parts by weight, the zinc oxide powder is 60 to 160 parts by weight Parts by weight. In manufacturing the electrostatic protection component, first, the upper electrode is screen-printed, and then the electrostatic protection film is screen-printed. Further, the screen-printed upper electrode and the electrostatic protection film are simultaneously baked.
Description
본 발명은 정전기 보호용 페이스트, 정전기 보호 부품 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic protection paste, an electrostatic protection component and a method of manufacturing the same.
최근, 휴대 정보 기기 등의 전자 기기의 소형화, 고기능화가 급속히 진행되고 있다. 그에 따라, 그 전자 기기 중에 실장되는 전자 부품의 소형화도 급속히 진행되고 있다. 그러나, 그것들에 의해 전자 기기나 전자 부품의 내전압은 저하되어 있기 때문에, 예를 들어 대전되어 있는 인체에 전자 기기의 단자가 접촉했을 때에 발생하는 정전기 펄스나, 휴대 정보 기기의 안테나로부터 들어가는 외래 노이즈에 의해 인가되는 과전압에 의해, 휴대 정보 기기 등의 전자 기기 내부의 전자 회로 (전자 부품) 가 파괴된다는 문제가 발생하고, 그 발생 건수도 증가하고 있다. 여기서, 정전기 펄스, 외래 노이즈란, 1 나노초 이하의 시간동안 발생하는 수 백 내지 수 킬로 볼트의 전압을 말한다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, electronic devices such as portable information devices have been rapidly made smaller and more sophisticated. As a result, miniaturization of electronic parts mounted in the electronic apparatuses is progressing rapidly. However, since the withstand voltage of the electronic device and the electronic device is lowered by them, the electrostatic pulse generated when the terminal of the electronic device comes into contact with the charged human body or the external noise entering from the antenna of the portable information device An electronic circuit (electronic component) inside an electronic device such as a portable information device is destroyed due to an overvoltage applied thereto, and the number of such occurrence is also increasing. Here, the electrostatic pulse and the extraneous noise refer to a voltage of several hundreds to several kilovolts that occurs for a time of 1 nanosecond or less.
종래, 이러한 정전기 펄스나 외래 노이즈에 의한 과전압의 대책으로서, 전자 기기에 대하여, 상기 과전압이 인가되는 라인과 그라운드 사이에 바리스타와 같은 대책 부품을 형성하는 방법이 채용되고 있다. 그런데, 최근, 더욱 휴대 정보 기기에 있어서 수수하는 정보량이 증가하고 있고, 그에 따라 정보를 수수하기 위한 신호의 질의 향상이 요구되고 있다. 그 때문에, 상기 대책 부품에 대하여, 부유 용량과 그 편차를 저감시키는 것이 요구되고 있다.Conventionally, as a countermeasure against overvoltage caused by such electrostatic pulse or foreign noise, a method of forming a countermeasure component such as a varistor between a line to which an overvoltage is applied and a ground is adopted for an electronic apparatus. In recent years, however, the amount of information received in portable information devices has been increasing, and accordingly, the quality of signals for receiving information has been demanded. Therefore, it is required to reduce the stray capacitance and the deviation of the countermeasure component.
이러한 요구에 대하여, 일반적으로 바리스타는, 예를 들어 산화아연 등을 주성분으로 한 세라믹스막을 적층한 구조가 적용되고 있기 때문에, 그 정전 용량이 증대된다는 문제가 있다. 따라서, 부유 용량을 저감시키기 위해, 좁은 갭을 개재하여 대향하는 전극 사이에 정전기 보호막을 형성한 구조의 정전기 대책 부품 (정전기 보호 부품) 을 사용하는 것이 이미 제안되어 있다. 이러한 정전기 대책 부품 (정전기 보호 부품) 의 구체예로는, 예를 들어 하기의 특허문헌 1∼8 에 개시된 것이 있다.With respect to such a demand, a varistor generally has a structure in which, for example, a structure in which a ceramic film mainly composed of zinc oxide or the like is laminated is applied, there is a problem that its capacitance is increased. Therefore, in order to reduce the stray capacitance, it has already been proposed to use an electrostatic discharge protection component (electrostatic discharge protection component) having a structure in which an electrostatic protection film is formed between opposed electrodes via a narrow gap. Specific examples of such static electricity countermeasure parts (static electricity protection parts) include those disclosed in, for example,
특허문헌 1 에는, 정전기 대책 부품의 구조에 있어서 적용되는 정전기 보호막의 특정한 재료로서, 표면에 부동태층 (산화알루미늄) 을 형성하여 고절연성을 확보할 수 있도록 한 알루미늄 분말을 사용하는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 2 에는, 정전기 보호 소자에 있어서의 정전기 보호막의 재료로서, 산화아연 (ZnO) 을 주성분으로 하고, 이것에 망간 (Mn) 또는 코발트 (Co) 로 이루어지는 재료를 도프하여 반도체화한 재료에, 비스무트 (Bi), 안티몬 (Sb), 실리콘 (Si), 칼슘 (Ca), 바륨 (Ba), 티타늄 (Ti) 또는 알루미늄 (Al) 으로 이루어지는 분말 조성물 또는 그들의 화합물로 이루어지는 부성분을 혼합한 분말 조성물 등의 분말과, 유리 플릿을 혼합하여 이루어지는 페이스트를 사용하는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 3 에는, 정전기 보호 소자에 있어서의 정전기 흡수체의 재료로서, 산화아연 (ZnO) 에, 그 반도체화를 위해 망간 (Mn), 코발트 (Co) 를 혼합하고 열처리하여 합성한 분말과, 비스무트 (Bi), 알루미늄 (Al) 등의 탄화물 또는 산화물을 균일하게 혼합하여 열처리한 재료를 사용하는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 4 에는, 전극 상에 과도 전압 보호 재료를 부착 경화시켜 과도 전압 보호막을 형성하는 공정에서, 과도 전압 보호막을 평탄화하기 위해, 전극 상에 제방부를 형성하는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 5 에는, 전기 과부하 보호 장치에 있어서의 전기 과부하 보호 재료로서, 절연성 바인더와 도전성 입자와 반도체 입자로 구성되는 정전기 보호 재료와, 절연성 바인더와 도전성 입자와 반도체 입자와 절연성 입자로 구성되는 정전기 보호 재료의 크게 구별하여 2 종의 재료가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 5 에는, 입경의 관점에서, 전자의 정전기 보호 재료에 관해서는, 도전성 입자가 10 ㎛ 미만인 최대 평균값 입경, 반도체 입자가 10 ㎛ 미만인 평균값 입경인 것이 기술되어 있고, 후자의 정전기 보호 재료에 관해서는, 도전성 입자가 10 ㎛ 미만인 최대 평균값 입경, 반도체 입자가 10 ㎛ 미만인 평균값 입경, 절연성 입자가 약 200 옹스트롬에서 약 1000 옹스트롬까지의 범위 내의 평균값 입경이고, 도전성 입자가, 10 ㎛ 미만의 최대 평균값 입경인 경우와, 약 4 ㎛ 에서 약 8 ㎛ 까지의 범위 내의 평균값 입경이 약 4 ㎛ 미만의 평균값 입경인 경우가 있는 것도 기술되어 있다.
특허문헌 6 에는, 절연 기판 상에, 제 1 전극과 제 2 전극을 서로 이격하는 갭을 형성하고, 그 갭 내에 캐비티를 형성하여, 그 캐비티 중에 전압 가변 재료를 구비한 구조의 전기 회로 보호 디바이스가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 6 에는, 상기 전극의 두께에 관한 내용이 개시되어 있다.
특허문헌 7 에는, 절연 기판 상에, 비저항이 작은 재료를 사용하여 막두께가 두꺼운 상태로 한 쌍의 제 1 전극을 형성하고, 고융점 금속으로 이루어지는 박막으로 상기 한 쌍의 전극 사이에 제 2 전극을 형성하여, 과전압 보호 재료층을 형성하기 위한 갭을, 상기 제 2 전극에 형성한 구조의 정전기 대책 부품이 개시되어 있다.
특허문헌 8 에는, 절연 기판 상에 금 레지네이트 페이스트를 인쇄하고 소성하여 형성한 제 1 그라운드 전극과 복수의 제 1 상면 전극 사이에 과전압 보호 재료층을 형성하고, 또한 상기 제 1 그라운드 전극을 덮는 제 2 상면 전극과 상기 제 1 그라운드 전극을 덮는 제 2 그라운드 전극을, 은을 주성분으로 하는 도전 페이스트를 인쇄하고 소성하여 형성한 구조의 정전기 대책 부품이 개시되어 있다.In
상기 서술한 갭을 개재하여 대향하는 전극 사이에 정전기 보호막을 형성한 구조의 정전기 보호 부품은, 알루미나 등의 세라믹스 기판 상에, 갭을 개재하여 대향하도록 적어도 2 개의 전극을 형성하고, 그 후, 상기 전극의 일부를 덮고 또한 상기 갭을 막도록 정전기 보호막을 스크린 인쇄법 등에 의해 형성하고, 추가로 외부 환경 등으로부터 정전기 보호막을 보호하기 위한 보호막을, 상기 전극의 일부와 정전기 보호막 전체를 덮도록 형성하여 이루어지는 것이다. 또한, 상기 보호막으로 덮여 있지 않은 전극 부분에는, 단자 전극으로서의 신뢰성을 향상시키기 위해, 니켈 도금막, 주석 도금막을 전기 도금법으로 형성한다.An electrostatic protection component having a structure in which an electrostatic protection film is formed between opposing electrodes via the gap described above is characterized in that at least two electrodes are formed on a ceramic substrate such as alumina so as to face each other with a gap therebetween, An electrostatic protection film is formed by a screen printing method or the like so as to cover a part of the electrode and to cover the gap and a protective film for protecting the electrostatic protection film from the external environment or the like is formed so as to cover a part of the electrode and the entire electrostatic protection film . A nickel plating film and a tin plating film are formed on the electrode portions not covered with the protective film by electroplating to improve the reliability of the terminal electrodes.
그리고, 상기 서술한 정전기 보호 부품에 있어서의 정전기 보호막을 형성하기 위한 종래의 재료로는, 세라믹스 재료와, 수지에 도전성 입자와 반도체 입자와 절연성 입자를 혼련하여 이루어지는 재료로 크게 구별된다.Conventional materials for forming the electrostatic protection film in the above-described electrostatic protection component are largely classified into a ceramic material and a material obtained by kneading conductive particles, semiconductor particles, and insulating particles in a resin.
이들 중, 세라믹스 재료를 정전기 보호막의 재료로서 사용한 정전기 보호 부품에는, 그 정전 용량의 편차가 크다는 과제가 있다. 그 원인으로는, 각 정전기 보호 부품마다, 갭폭 (전극 간격) 의 편차가 큰 것이나, 세라믹스 재료의 유전율의 편차가 큰 것 등을 생각할 수 있다. 요컨대, 갭폭 (전극 간격) 을 d, 정전기 보호막의 유전율을 ε, 전극의 단면적을 A 로 하면, 정전기 보호 부품의 정전 용량 (Cp) 은 εA/d 로 나타낼 수 있기 때문에, 전극의 단면적 (A), 갭폭 (d), 유전율 (ε) 의 편차가 크면, 정전 용량 (Cp) 의 편차도 커진다.Among them, the electrostatic protection component using the ceramic material as the material of the electrostatic protection film has a problem that the variation of the capacitance is large. The cause is considered to be one in which the gap width (electrode interval) varies greatly for each of the electrostatic protection parts, and the variation of the dielectric constant of the ceramics material is large. In other words, when the gap width (electrode interval) is d, the dielectric constant of the electrostatic protection film is?, And the cross-sectional area of the electrode is A, the electrostatic capacity Cp of the electrostatic protection component can be expressed as? A / , The gap width d and the dielectric constant epsilon are large, the variation of the capacitance Cp also becomes large.
또한, 바인더의 수지에, 도전성 입자와 반도체 입자와 절연성 입자의 3 종이나 되는 재료를 혼합하는 경우, 도전성 입자의 표면에 부동태층이 형성되는 표면 처리나 절연성 입자에 다른 물질을 도프하는 처리 등의 특수한 처리를 실시하는 경우에는, 정전기 보호용 페이스트가 고가가 되므로, 정전기 보호 부품의 비용 상승을 초래한다.In the case of mixing three kinds of materials, that is, conductive particles, semiconductor particles and insulating particles, into the resin of the binder, the surface treatment for forming the passive layer on the surface of the conductive particles and the treatment for doping the insulating particles with other materials In the case of performing a special treatment, the electrostatic protection paste becomes expensive, resulting in an increase in the cost of the electrostatic protection component.
또한, 세라믹스 재료를 정전기 보호막 재료로서 사용한 정전기 보호 부품에서는, 그 형성 조건에 따라, 세라믹스 재료를 열처리하는 온도가 1000 ℃ 내지 1300 ℃ 이기 때문에, 그 열처리 장치가 대형이고 또한 고가가 된다는 문제도 있다.Further, in an electrostatic protection device using a ceramics material as an electrostatic protective film material, there is a problem that the temperature for heat treatment of the ceramics material is 1000 ° C. to 1300 ° C. depending on the formation conditions thereof, so that the heat treatment apparatus becomes large and expensive.
따라서 본 발명은 상기 사정을 감안하여, 저가이고, 또한 정전 용량의 편차를 작게 하는 것 등이 가능한 정전기 보호용 페이스트, 이것을 사용한 정전기 보호 부품 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electrostatic protection paste which is low in cost and can reduce a variation in electrostatic capacitance, and the like, and an electrostatic protection component using the same.
상기 과제를 해결하는 제 1 발명의 정전기 보호용 페이스트는, 정전기 보호 부품의 정전기 보호막을 형성하기 위한 정전기 보호용 페이스트로서,The electrostatic protection paste of the first invention for solving the above-mentioned problems is an electrostatic protection paste for forming an electrostatic protection film of an electrostatic protection component,
실리콘 수지와, 도전성 입자와, 절연성 입자의 3 성분을 혼합한 것임을 특징으로 한다.A silicone resin, conductive particles, and insulating particles.
또, 제 2 발명의 정전기 보호용 페이스트는, 제 1 발명의 정전기 보호용 페이스트에 있어서, 상기 도전성 입자가 알루미늄 분말, 상기 절연성 입자가 산화아연 분말인 것을 특징으로 한다.The electrostatic protection paste of the second invention is characterized in that, in the electrostatic protection paste of the first invention, the conductive particles are aluminum powder and the insulating particles are zinc oxide powder.
또한, 제 3 발명의 정전기 보호용 페이스트는, 제 2 발명의 정전기 보호용 페이스트에 있어서, 상기 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 상기 알루미늄 분말이 60 중량부∼200 중량부, 상기 산화아연 분말이 60 중량부∼160 중량부인 것을 특징으로 한다.The electrostatic protection paste of the third invention is the electrostatic protection paste of the second invention, wherein the silicon resin is 100 parts by weight, the aluminum powder is 60 parts by weight to 200 parts by weight, the zinc oxide powder is 60 parts by weight By weight to 160 parts by weight.
또, 제 4 발명의 정전기 보호 부품은, 절연 기판과, 상기 절연 기판 상에 형성되어 갭을 개재하여 대향하고 있는 표전극과, 상기 갭에 형성되어 상기 표전극에 접속된 정전기 보호막을 갖고 있는 정전기 보호 부품에 있어서,An electrostatic discharge protection component according to a fourth aspect of the present invention includes an insulating substrate, a tabular electrode formed on the insulating substrate and facing each other with a gap therebetween, and an electrostatic discharge protection layer formed on the gap, In the protective part,
상기 정전기 보호막은, 실리콘 수지와, 도전성 입자와, 절연성 입자의 3 성분을 혼합한 것임을 특징으로 한다.The electrostatic protection film is characterized by mixing three components of a silicone resin, conductive particles, and insulating particles.
또한, 제 5 발명의 정전기 보호 부품은, 제 4 발명의 정전기 보호 부품에 있어서,The electrostatic discharge protection component of the fifth invention is the electrostatic discharge protection component of the fourth invention,
상기 도전성 입자가 알루미늄 분말, 상기 절연성 입자가 산화아연 분말인 것을 특징으로 한다.The conductive particles are aluminum powder, and the insulating particles are zinc oxide powder.
또한, 제 6 발명의 정전기 보호 부품은, 제 5 발명의 정전기 보호 부품에 있어서,An electrostatic discharge protection component of a sixth invention is the electrostatic discharge protection component of the fifth invention,
상기 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 상기 알루미늄 분말이 60 중량부∼200 중량부, 상기 산화아연 분말이 60 중량부∼160 중량부인 것을 특징으로 한다.The silicone resin is 100 parts by weight, the aluminum powder is 60 parts by weight to 200 parts by weight, and the zinc oxide powder is 60 parts by weight to 160 parts by weight.
또한, 제 7 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법은, 스크린 인쇄법에 의해, 전극 페이스트를 절연 기판 상에 도포하여 패턴화함으로써, 표전극을 형성하는 공정과,A method of manufacturing an electrostatic protective device according to a seventh aspect of the present invention includes the steps of forming a table electrode by applying an electrode paste on an insulating substrate by screen printing and patterning the electrode paste,
상기 표전극을 소성하는 공정과,A step of firing the table electrode,
소성한 상기 표전극을 절단 가공하여 갭을 형성하고, 이 갭을 개재하여 표전극이 대향하는 구조로 하는 공정과,A step of forming a gap by cutting the fired tabular electrode and making the tabular electrodes face each other through the gap,
스크린 인쇄법에 의해, 도전성 페이스트를, 상기 갭을 개재하여 대향하는 표전극의 각각에 도포하여 패턴화하는 것으로부터, 상부 전극을 형성하는 공정과,The conductive paste is applied to each of the opposing table electrodes through the gap and patterned by a screen printing method,
스크린 인쇄법에 의해, 정전기 보호용 페이스트를, 상기 갭에 도포하여 패턴화함으로써, 상기 갭에 정전기 보호막을 형성하고, 상기 갭을 개재하여 대향하는 표전극에 상기 정전기 보호막을 접속하는 공정과,Forming an electrostatic protective film on the gap by applying an electrostatic protection paste to the gap by a screen printing method to form an electrostatic protective paste on the gap and connecting the electrostatic protective film to the opposing table electrode via the gap;
상기 상부 전극과 상기 정전기 보호막을 동시에 베이킹 (燒付) 하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.And baking the upper electrode and the electrostatic protection film at the same time.
또한, 제 8 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법은, 제 7 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법에 있어서,The method of manufacturing an electrostatic protection component of an eighth invention is the method of manufacturing an electrostatic protection component of the seventh invention,
상기 정전기 보호용 페이스트는, 실리콘 수지와, 도전성 입자와, 절연성 입자의 3 성분을 혼합한 것임을 특징으로 한다.The electrostatic protection paste is characterized by mixing three components of a silicone resin, conductive particles, and insulating particles.
또한, 제 9 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법은, 제 8 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법에 있어서,The method for manufacturing an electrostatic protection component of a ninth invention is the method for manufacturing an electrostatic protection component of an eighth invention,
상기 도전성 입자가 알루미늄 분말, 상기 절연성 입자가 산화아연 분말인 것을 특징으로 한다.The conductive particles are aluminum powder, and the insulating particles are zinc oxide powder.
또한, 제 10 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법은, 제 9 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법에 있어서,The method for manufacturing an electrostatic protection component according to a tenth aspect of the present invention is the method for manufacturing an electrostatic protection component according to the ninth aspect,
상기 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 상기 알루미늄 분말이 60 중량부∼200 중량부, 상기 산화아연 분말이 60 중량부∼160 중량부인 것을 특징으로 한다.The silicone resin is 100 parts by weight, the aluminum powder is 60 parts by weight to 200 parts by weight, and the zinc oxide powder is 60 parts by weight to 160 parts by weight.
제 1 발명의 정전기 보호용 페이스트에 의하면, 제 1 발명의 정전기 보호용 페이스트는, 정전기 보호 부품의 정전기 보호막을 형성하기 위한 정전기 보호용 페이스트로서, 실리콘 수지와, 도전성 입자와, 절연성 입자의 3 성분을 혼합한 것임을 특징으로 하고 있고, 바인더인 실리콘 수지에, 도전성 입자와 절연성 입자의 2 종만이 혼합되고, 또한, 도전성 입자 및 절연성 입자에는 특수한 표면 처리 등이 실시되어 있지 않기 때문에, 저가의 정전기 보호용 페이스트를 실현할 수 있다. 따라서, 이 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 형성한 정전기 보호막을 갖는 정전기 보호 부품도 저가인 것이 된다.According to the electrostatic protection paste of the first invention, the electrostatic protection paste of the first invention is an electrostatic protection paste for forming an electrostatic protection film of an electrostatic protection component, which is obtained by mixing three components of a silicone resin, conductive particles and insulating particles Since only two kinds of conductive particles and insulating particles are mixed in the silicone resin as a binder and the conductive particles and the insulating particles are not subjected to a special surface treatment or the like, a low-cost electrostatic protection paste can be realized . Therefore, the electrostatic protection component having the electrostatic protection film formed by using the electrostatic protection paste becomes low in cost.
또한, 이 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 정전기 보호막을 형성함으로써, 정전기 보호막의 유전율의 편차가 작아지므로, 이 정전기 보호막을 갖는 정전기 보호 부품의 정전 용량의 편차도 작아진다. 따라서, 이 정전기 보호 부품을 정전기 펄스나 외래 노이즈의 대책품으로서 휴대 정보 기기 등의 전자 기기에 적용한 경우, 정전기 보호 부품에 관한 부유 용량과 그 편차를 저감시킬 수 있다.Further, by forming the electrostatic protection film using the electrostatic protection paste, the variation in the dielectric constant of the electrostatic protection film becomes small, and the variation in the electrostatic capacitance of the electrostatic protection device having the electrostatic protection film also becomes small. Therefore, when the electrostatic protection component is applied to an electronic device such as a portable information device as a countermeasure against electrostatic pulses or foreign noise, the stray capacitance of the electrostatic protection component and its deviation can be reduced.
또, 제 2 발명의 정전기 보호용 페이스트에 의하면, 제 1 발명의 정전기 보호용 페이스트에 있어서, 상기 도전성 입자가 알루미늄 분말, 상기 절연성 입자가 산화아연 분말인 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 상기 제 1 발명의 효과가 얻어지는 것에 더하여, 상기 알루미늄 분말이나 산화아연 분말 등의 저가의 재료를 사용함으로써, 정전기 보호용 페이스트를 저가로 제조할 수 있다.According to the electrostatic protection paste of the second invention, in the electrostatic protection paste of the first invention, the conductive particles are aluminum powder and the insulating particles are zinc oxide powder. Therefore, In addition to the use of a low-cost material such as aluminum powder or zinc oxide powder, the electrostatic protection paste can be produced at low cost.
또한, 제 3 발명의 정전기 보호용 페이스트에 의하면, 제 2 발명의 정전기 보호용 페이스트에 있어서, 상기 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 상기 알루미늄 분말이 60 중량부∼200 중량부, 상기 산화아연 분말이 60 중량부∼160 중량부인 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 상기 제 1 및 제 2 발명의 효과가 얻어지는 것에 더하여, 본 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 형성한 정전기 보호막을 갖는 정전기 보호 부품은, ESD (Electrostatic discharge) 억제 피크 전압이 500 V 이하이고, ESD 내량 (20 회 전압 인가) 이 규격값의 리크 전류 10 ㎂ 이하 (절연 저항 R=3 ㏁ 이상) 라는 목표값을 만족할 수 있다.According to the electrostatic protection paste of the third invention, in the electrostatic protection paste of the second invention, the silicon resin is 100 parts by weight, the aluminum powder is 60 parts by weight to 200 parts by weight, the zinc oxide powder is 60 The electrostatic discharge protection component having the electrostatic discharge protection layer formed by using the electrostatic discharge protection paste in addition to the effects of the first and second inventions can be used as an electrostatic discharge (ESD) It is possible to satisfy the target value that the suppression peak voltage is 500 V or less and the ESD internal capacity (20 times voltage application) is equal to or less than the standard
또한, 제 4 발명의 정전기 보호 부품에 의하면, 절연 기판과, 상기 절연 기판 상에 형성되어 갭을 개재하여 대향하고 있는 표전극과, 상기 갭에 형성되어 상기 표전극에 접속된 정전기 보호막을 갖고 있는 정전기 보호 부품에 있어서, 상기 정전기 보호막은, 실리콘 수지와, 도전성 입자와, 절연성 입자의 3 성분을 혼합한 것임을 특징으로 하고 있고, 정전기 보호막 바인더인 실리콘 수지에, 도전성 입자와 절연성 입자의 2 종만을 혼합한 재료로 정전기 보호막이 형성되고, 또한, 도전성 입자 및 절연성 입자에는 특수한 표면 처리 등이 실시되어 있지 않기 때문에, 저가로 정전기 보호막을 형성할 수 있고, 이 정전기 보호막을 갖는 정전기 보호 부품도 저가인 것이 된다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electrostatic protection device comprising: an insulating substrate; a tabular electrode formed on the insulating substrate and opposed to each other with a gap therebetween; and an electrostatic protection film formed in the gap and connected to the tabular electrode The electrostatic protective film is characterized in that the electrostatic protective film is a mixture of three components of a silicone resin, conductive particles and insulating particles, and is characterized in that only two kinds of conductive particles and insulating particles are contained in the silicone resin as the electrostatic protective film binder Since the electrostatic protective film is formed from the mixed material and the conductive particles and the insulating particles are not subjected to a special surface treatment or the like, the electrostatic protective film can be formed at low cost, .
또한, 정전기 보호막의 유전율의 편차가 작아지므로, 이 정전기 보호막을 갖는 정전기 보호 부품의 정전 용량의 편차도 작아진다. 따라서, 이 정전기 보호 부품을 정전기 펄스나 외래 노이즈의 대책품으로서 휴대 정보 기기 등의 전자 기기에 적용한 경우, 정전기 보호 부품에 관한 부유 용량과 그 편차를 저감시킬 수 있다.In addition, since the variation of the dielectric constant of the electrostatic protection film becomes small, the variation of the electrostatic capacity of the electrostatic protection device having the electrostatic protection film also becomes small. Therefore, when the electrostatic protection component is applied to an electronic device such as a portable information device as a countermeasure against electrostatic pulses or foreign noise, the stray capacitance of the electrostatic protection component and its deviation can be reduced.
또, 제 5 발명의 정전기 보호 부품에 의하면, 제 4 발명의 정전기 보호 부품에 있어서, 상기 도전성 입자가 알루미늄 분말, 상기 절연성 입자가 산화아연 분말인 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 상기 제 4 발명의 효과가 얻어지는 것에 더하여, 상기 알루미늄 분말이나 산화아연 분말 등의 저가의 재료를 사용함으로써, 정전기 보호막을 저가로 형성할 수 있다.According to the electrostatic protection device of the fifth invention, in the electrostatic protection device of the fourth invention, the conductive particles are aluminum powder and the insulating particles are zinc oxide powder. Therefore, the effect of the fourth invention In addition, by using a low-cost material such as aluminum powder or zinc oxide powder, the electrostatic protective film can be formed at low cost.
또한, 제 6 발명의 정전기 보호 부품에 의하면, 제 5 발명의 정전기 보호 부품에 있어서, 상기 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 상기 알루미늄 분말이 60 중량부∼200 중량부, 상기 산화아연 분말이 60 중량부∼160 중량부인 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 상기 제 4 및 제 5 발명의 효과가 얻어지는 것에 더하여, 본 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 형성한 정전기 보호막을 갖는 정전기 보호 부품은, ESD 억제 피크 전압이 500 V 이하이고, ESD 내량이 규격값의 리크 전류 10 ㎂ 이하 (절연 저항 R=3 ㏁ 이상) 라는 목표값을 만족할 수 있다.According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electrostatic protection device according to the fifth aspect of the present invention, wherein the silicon resin is 100 parts by weight, the aluminum powder is 60 parts by weight to 200 parts by weight, In addition to the effects of the fourth and fifth inventions, the ESD protection component having the ESD protection film formed by using the ESD protection paste has the ESD suppression peak voltage of 500 V or less, and the ESD internal capacity can satisfy the target value of the leakage current of 10 ㎂ or less (insulation resistance R = 3 ㏁ or more) of the standard value.
또한, 제 7 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법에 의하면, 스크린 인쇄법에 의해, 전극 페이스트를 절연 기판 상에 도포하여 패턴화함으로써, 표전극을 형성하는 공정과,According to the method for manufacturing an electrostatic protection component of the seventh invention, a step of forming a table electrode by applying an electrode paste onto an insulating substrate by screen printing and patterning the electrode paste,
상기 표전극을 소성하는 공정과, 소성한 상기 표전극을 절단 가공하여 갭을 형성하고, 이 갭을 개재하여 표전극이 대향하는 구조로 하는 공정과, 스크린 인쇄법에 의해, 도전성 페이스트를, 상기 갭을 개재하여 대향하는 표전극의 각각에 도포하여 패턴화하는 것으로부터, 상부 전극을 형성하는 공정과, 스크린 인쇄법에 의해, 정전기 보호용 페이스트를, 상기 갭에 도포하여 패턴화함으로써, 상기 갭에 정전기 보호막을 형성하고, 상기 갭을 개재하여 대향하는 표전극에 상기 정전기 보호막을 접속하는 공정과, 상기 상부 전극과 상기 정전기 보호막을 동시에 베이킹하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 다음과 같은 효과가 얻어진다.A step of cutting the table electrode to form a gap to form a gap and a table electrode to face each other via the gap; and a step of forming a conductive paste by the screen printing method, Applying and patterning each of the opposing table electrodes through the gap, the electrostatic protection paste is applied to the gap and patterned by the step of forming the upper electrode and the screen printing method, A step of forming an electrostatic protection film, connecting the electrostatic protection film to a facing table electrode via the gap, and baking the upper electrode and the electrostatic protection film at the same time. Is obtained.
즉, 상부 전극에 의해 표전극의 기계적 강도를 보강할 수 있기 때문에, 스크린 인쇄에 의한 정전기 보호막의 형성이 용이해진다.That is, since the mechanical strength of the front electrode can be reinforced by the upper electrode, it is easy to form the electrostatic protection film by screen printing.
또한, 먼저 상부 전극을 스크린 인쇄하고, 그 후부터 정전기 보호막을 스크린 인쇄하기 때문에, 먼저 정전기 보호막을 스크린 인쇄하고, 그 후부터 상부 전극 (6a, 6b) 을 스크린 인쇄하는 경우에 비해, 정전기 보호막에 스크린 메시가 접촉하는 횟수를 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 스크린 인쇄시의 스크린 메시의 대전에 의해, 정전기 보호막에 대한 원하는 정전기 내량보다도 큰 정전기가 발생함으로써, 정전기 보호막의 전기적 특성이 열화될 가능성을 저감시킬 수 있다.Compared with the case where the upper electrode is screen-printed first and then the electrostatic protective film is screen-printed, compared with the case where the electrostatic protection film is first screen-printed and then the
또한, 제 8 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법에 의하면, 제 7 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법에 있어서, 상기 정전기 보호용 페이스트는, 실리콘 수지와, 도전성 입자와, 절연성 입자의 3 성분을 혼합한 것임을 특징으로 하고 있기 때문에, 상기 제 7 발명의 효과가 얻어지는 것에 더하여, 바인더인 실리콘 수지에, 도전성 입자와 절연성 입자의 2 종만이 혼합되고, 또한, 도전성 입자 및 절연성 입자에는 특수한 표면 처리 등이 실시되어 있지 않으므로, 저가의 정전기 보호용 페이스트에 의해 정전기 보호막을 형성할 수 있고, 이 정전기 보호막을 갖는 정전기 보호 부품도 저가의 것이 된다.According to the method of manufacturing an electrostatic protection component of the eighth invention, in the method of manufacturing an electrostatic protection component of the seventh invention, the electrostatic protection paste is obtained by mixing three components of a silicone resin, conductive particles and insulating particles The effects of the seventh aspect of the present invention can be obtained. Further, only two kinds of conductive particles and insulating particles are mixed in the silicone resin as a binder, and the conductive particles and insulating particles are subjected to special surface treatment The electrostatic protection film can be formed by the inexpensive electrostatic protection paste and the electrostatic protection component having the electrostatic protection film is also inexpensive.
또, 이 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 정전기 보호막을 형성함으로써, 정전기 보호막의 유전율의 편차가 작아지므로, 이 정전기 보호막을 갖는 정전기 보호 부품의 정전 용량의 편차도 작아진다. 따라서, 이 정전기 보호 부품을 정전기 펄스나 외래 노이즈의 대책품으로서 휴대 정보 기기 등의 전자 기기에 적용한 경우, 정전기 보호 부품에 관한 부유 용량과 그 편차를 저감시킬 수 있다.Further, by forming the electrostatic protection film by using the electrostatic protection paste, the variation of the dielectric constant of the electrostatic protection film becomes small, and the variation of the electrostatic capacity of the electrostatic protection device having the electrostatic protection film also becomes small. Therefore, when the electrostatic protection component is applied to an electronic device such as a portable information device as a countermeasure against electrostatic pulses or foreign noise, the stray capacitance of the electrostatic protection component and its deviation can be reduced.
또한, 제 9 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법에 의하면, 제 8 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법에 있어서, 상기 도전성 입자가 알루미늄 분말, 상기 절연성 입자가 산화아연 분말인 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 상기 제 7 및 제 8 발명의 효과가 얻어지는 것에 더하여, 상기 알루미늄 분말이나 산화아연 분말 등의 저가의 재료를 사용한 정전기 보호용 페이스트에 의해 정전기 보호막을 형성할 수 있다.According to the method of manufacturing an electrostatic protection component of a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an electrostatic protection component of an eighth aspect of the present invention, the conductive particles are aluminum powder and the insulating particles are zinc oxide powder. In addition to the effects of the seventh and eighth inventions described above, the electrostatic protective film can be formed by the electrostatic protection paste using an inexpensive material such as aluminum powder or zinc oxide powder.
또, 제 10 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법에 의하면, 제 9 발명의 정전기 보호 부품의 제조 방법에 있어서, 상기 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 상기 알루미늄 분말이 60 중량부∼200 중량부, 상기 산화아연 분말이 60 중량부∼160 중량부인 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 상기 제 7∼제 9 발명의 효과가 얻어지는 것에 더하여, 본 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 형성한 정전기 보호막을 갖는 정전기 보호 부품은, ESD 억제 피크 전압이 500 V 이하이고, ESD 내량이 규격값의 리크 전류 10 ㎂ 이하 (절연 저항 R=3 ㏁ 이상) 라는 목표값을 만족할 수 있다.According to the method for producing an electrostatic protection component of the tenth invention, in the method for manufacturing an electrostatic protection component of the ninth invention, the amount of the silicon resin is 100 parts by weight, the amount of the aluminum powder is 60 parts by weight to 200 parts by weight, The zinc oxide powder is 60 parts by weight to 160 parts by weight. Therefore, in addition to the effects of the seventh to ninth inventions, the electrostatic protective part having the electrostatic protective film formed using the present electrostatic protective paste , The ESD suppression peak voltage is 500 V or less, and the ESD internal capacity can satisfy the target value of the leakage current of 10 ㎂ or less (insulation resistance R = 3 ㏁ or more).
도 1 은 본 발명의 실시형태예에 관련된 정전기 보호 부품의 구조를 나타내는 단면도 (도 2 의 B-B 선 화살표에서 본 단면도) 이다.
도 2 는 본 발명의 실시형태예에 관련된 정전기 보호 부품의 구조를 나타내는 상면도 (도 1 의 A 방향 화살표에서 본 도면) 이다.
도 3 은 본 발명의 실시형태예에 관련된 정전기 보호 부품의 제조 공정을 나타내는 플로우차트이다.
도 4 는 본 발명의 실시형태예에 관련된 정전기 보호 부품의 제조 공정의 제 1 설명도이다.
도 5 는 본 발명의 실시형태예에 관련된 정전기 보호 부품의 제조 공정의 제 2 설명도이다.
도 6 은 본 발명의 실시형태예에 관련된 정전기 보호 부품의 제조 공정의 제 3 설명도이다.
도 7 은 바인더인 실리콘 수지가 100 중량부에 대하여, 산화아연을 함유하지 않고, 알루미늄 분말의 중량부 (파라미터) 를 95 중량부/160 중량부/200 중량부/250 중량부로 한 경우의 정전기 보호 부품의 ESD 억제 피크 전압 (인가 횟수 1 회) 의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8 은 바인더인 실리콘 수지가 100 중량부에 대하여, 알루미늄 분말을 160 중량부로 하고, 그것에 산화아연 분말의 중량부 (파라미터) 를 0 중량부, 40 중량부, 80 중량부, 120 중량부로 한 경우의 정전기 보호 부품의 절연 저항 열화수를 나타내는 그래프이다.
도 9 는 바인더인 실리콘 수지가 100 중량부에 대하여, 알루미늄 분말을 160 중량부로 하고, 그것에 산화아연 분말의 중량부 (파라미터) 를 0 중량부, 40 중량부, 80 중량부, 120 중량부로 한 경우의 정전기 보호 부품의 정전 용량의 계측 결과를 나타내는 표이다.
도 10 은 본 발명의 정전기 보호 부품의 정전 용량과 비교예의 정전기 대책 부품의 정전 용량을 비교한 표이다.
도 11 은 본 발명의 정전기 보호 부품의 정전 용량과 비교예의 정전기 대책 부품의 정전 용량을 비교한 그래프이다.
도 12 는 바인더인 실리콘 수지가 100 중량부에 대하여, 산화아연 분말의 중량부 (파라미터) 를 60 중량부, 80 중량부, 120 중량부, 160 중량부, 200 중량부로 하고, 알루미늄 분말의 중량부 (파라미터) 를 40 중량부, 60 중량부, 100 중량부, 150 중량부, 200 중량부, 240 중량부로 한 경우의 정전기 보호막을 형성했을 때의 스크린 인쇄성, 또한 그것들의 경우의 정전기 보호막을 적용하여 이루어지는 정전기 보호 부품의 리크 전류, ESD 억제 피크 전압을 확인한 결과를 나타내는 표이다.
도 13 은 본 발명의 실시형태예에 관련된 정전기 보호 부품의 다른 구조를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along the line BB in Fig. 2) showing the structure of an electrostatic discharge protection component according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a top view (a view seen from an arrow A direction in Fig. 1) showing the structure of an electrostatic discharge protection component according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing a manufacturing process of an electrostatic protection component according to an embodiment of the present invention.
4 is a first explanatory diagram of a manufacturing process of an electrostatic protection component according to an embodiment of the present invention.
5 is a second explanatory diagram of a manufacturing process of an electrostatic protection component according to an embodiment of the present invention.
6 is a third explanatory view of a manufacturing process of an electrostatic protection component according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing the relationship between the amount of zinc oxide and the amount of the aluminum powder contained in the silicone resin as a binder, And the ESD suppression peak voltage of the component (number of times of application once).
8 shows a case where the amount of the zinc oxide powder is set to 0 parts by weight, 40 parts by weight, 80 parts by weight and 120 parts by weight, based on 100 parts by weight of the silicone resin as a binder and 160 parts by weight of aluminum powder And the number of deterioration of the insulation resistance of the electrostatic protection component of Fig.
9 is a graph showing the relationship between the amount of the zinc oxide powder and the amount of the zinc oxide powder being changed to 0 weight part, 40 weight part, 80 weight part and 120 weight part, respectively, based on 100 weight parts of silicone resin as a binder and 160 weight parts of aluminum powder Fig. 5 is a table showing measurement results of the electrostatic capacity of the electrostatic protection part of Fig.
10 is a chart comparing the electrostatic capacity of the electrostatic protection component of the present invention with that of the electrostatic protection component of the comparative example.
11 is a graph comparing the electrostatic capacity of the electrostatic protection component of the present invention with the electrostatic capacity of the electrostatic discharge counterpart of the comparative example.
12 is a graph showing the relationship between the weight of the zinc powder and the weight of the zinc oxide powder, which is 60 parts by weight, 80 parts by weight, 120 parts by weight, 160 parts by weight and 200 parts by weight, The screen printability when the electrostatic protective film is formed when 40 parts by weight, 60 parts by weight, 100 parts by weight, 150 parts by weight, 200 parts by weight and 240 parts by weight of the electrostatic protective film are applied And the ESD suppression peak voltage of the ESD protection component.
13 is a cross-sectional view showing another structure of an electrostatic protection component according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시형태예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
먼저, 도 1 및 도 2 에 기초하여, 본 발명의 실시형태예에 관련된 정전기 보호 부품의 구조에 관해서 설명한다.First, a structure of an electrostatic protection component according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig.
도 1 및 도 2 에 나타내는 정전기 보호 부품은 프린트 기판에 표면 실장하기 위한 표면 실장용 부품이고, 상기 프린트 기판에 실장되어 있는 전자 회로 (전자 부품) 를, 정전기 펄스나 외래 노이즈에 의한 과전압으로부터 보호하기 위해, 상기 과전압이 인가되는 라인과 그라운드 사이에 형성되는 것이다.The electrostatic protection component shown in Figs. 1 and 2 is a surface mounting component for surface mounting on a printed circuit board. The electronic circuit (electronic component) mounted on the printed circuit board is protected from overvoltage by electrostatic pulses or extraneous noise And is formed between the line to which the overvoltage is applied and the ground.
도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 절연 기판인 세라믹스 기판 (1) 의 표면 (1a) 에는, 표전극 (2a, 2b) 이 형성되고, 세라믹스 기판 (1) 의 이면 (1b) 에는, 이 (裏) 전극 (3a, 3b) 이 형성되어 있다. 표전극 (2a, 2b) 은, 기판 표면 (1a) 의 길이 방향 전체에 걸쳐 형성되는 한편, 이전극 (3a, 3b) 은, 기판 이면 (1b) 의 양단 부분에 형성되어 있다.As shown in Figs. 1 and 2,
기판 표면 (1a) 의 중앙부 (표전극 (2a, 2b) 사이) 에는, 갭 (협소부) (4) 이 형성되어 있다. 즉, 표전극 (2a, 2b) 은, 갭 (4) 을 개재하여 대향하고 있다. 갭 (4) 은 레이저법 등에 의해 표전극의 막을 절단 가공하여 형성되어 있고, 폭 (d) 이 10 ㎛ 정도 (본 실시형태예에서는 7 ㎛) 인 것이다.A gap (narrow portion) 4 is formed in the central portion (between the
갭 (4) 에는 정전기 보호막 (5) 이 형성되고, 표전극 (2a, 2b) 과 정전기 보호막 (5) 이 접속되어 있다. 즉, 갭 (4) 을 개재하여 대향하는 표전극 (2a, 2b) 사이에 정전기 보호막 (5) 을 형성한 구조로 되어 있다. 또한, 도시예에서는 정전기 보호막 (5) 이, 갭 (4) 에 형성될 뿐만 아니라, 표전극 (2a, 2b) 에도 일부 중첩되어 있다. 요컨대, 정전기 보호막 (5) 은, 중앙부 (5c) 가 갭 (4) 에 형성되고, 양측부 (5a, 5b) 가 표전극 (2a, 2b) 의 단부 (2a-1, 2b-1) 에 각각 중첩되어 있다. 또, 정전기 보호막 (5) 을 갭 (4) 에 형성하는 것만으로도 정전기에 대한 보호 기능을 발휘할 수 있다.An
그리고, 본 실시형태예의 정전기 보호 부품은, 정전기 보호막 (5) 이, 바인더인 실리콘 수지에, 도전성 입자와 절연성 입자의 2 종을 혼합하여 이루어지는 재료에 의해 형성된 것이다. 도전성 입자 및 절연성 입자는, 도전성 입자의 표면에 부동태층이 형성되는 표면 처리나, 절연성 입자의 표면에 다른 물질을 도프하는 처리 등의 특수한 처리를 실시하지 않은 것이다.In the electrostatic protection device of this embodiment, the
또, 도전성 입자는, 도전성 금속 입자인 알루미늄 (Al) 분말이고, 절연성 입자는 산화아연 (ZnO) 분말이다. 산화아연 분말에는, JIS 규격의 제 1 종의 절연성을 갖는 산화아연, 즉 체적 저항률 200 ㏁㎝ 이상의 산화아연을 사용하고 있다. 또한, 실리콘 수지와 알루미늄 분말과 산화아연 분말의 3 성분의 배합비는, 예를 들어 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 알루미늄 분말을 60 중량부∼200 중량부, 산화아연 분말이 60 중량부∼160 중량부로 한다. 이 정전기 보호용 페이스트의 배합비는 ESD 억제 피크 전압을 500 V 이하이고, ESD 내량 (20 회 전압 인가) 이 규격값의 리크 전류 10 ㎂ 이하 (절연 저항 R=3 ㏁ 이상) 라는 목표값을 만족하는 것이다. 또, ESD 억제 피크 전압이란, 방전을 개시할 때에 발생하는 전압이다. 또한, 상기 배합비의 탐색에 관한 상세한 것은 후술한다.The conductive particles are aluminum (Al) powder as conductive metal particles and the insulating particles are zinc oxide (ZnO) powder. As the zinc oxide powder, zinc oxide having an insulating property of the first kind according to the JIS standard, that is, zinc oxide having a volume resistivity of 200 ㏁ or more is used. The blending ratio of the silicone resin, the aluminum powder and the zinc oxide powder is, for example, 100 parts by weight for the silicone resin, 60 to 200 parts by weight for the aluminum powder, 60 to 160 parts by weight for the zinc oxide powder, Parts by weight. The mixing ratio of the electrostatic protection paste satisfies the target value of the ESD suppression peak voltage of 500 V or less and the ESD internal capacity (20 times of voltage application) is a standard value of the leakage current of 10 ㎂ or less (insulation resistance R = 3 ㏁ or more) . The ESD suppression peak voltage is a voltage generated when the discharge starts. The details of the search for the blending ratio will be described later.
표전극 (2a, 2b) 상에는, 상부 전극 (6a, 6b) 이 각각 형성되어 있다. 표전극 (2a, 2b) 은 박막이기 때문에, 이 표전극 (2a, 2b) 상에 상부 전극 (6a, 6b) 을 형성함으로써, 기계적 강도를 보강하고 있다. 단, 정전기 보호막 (5) 에는 접하지 않도록 (정전기 보호막 (5) 으로부터 떨어진 위치에), 상부 전극 (6a, 6b) 을 형성하고 있다. 그 이유는, 상부 전극 (6a, 6b) 이 정전기 보호막 (5) 에 접하고 있으면, 정전기 펄스 등에 의한 과전압이 정전기 보호 부품에 인가되었을 때, 표전극 (2a, 2b) 사이가 아니라, 상부 전극 (6a, 6b) 사이나 상부 전극 (6a, 6b) 과 표전극 (2a, 2b) 사이에서 방전이 개시될 우려가 있고, 그 경우에는 정전기 보호 부품의 본래의 정전기 보호 기능을 발휘할 수 없게 되기 때문이다.On the
정전기 보호막 (5) 은 중간층 (7) 에 덮여 있고, 중간층 (7) 은 보호막 (8) 에 덮여 있다. 또한, 보호막 (8) 은, 양단부 (8a, 8b) 가, 상부 전극 (6a, 6b) 의 일부 (갭측의 부분) 에 각각 중첩되어 있다. 보호막 (8) 은 내습성 등이 우수하고, 정전기 보호막 (5) 등을 습도 등 외부 환경 등으로부터 보호하기 위해 형성되어 있다. 그러나, 보호막 (8) 은 내열성이 불충분하기 때문에, 방전시에 발열되는 정전기 보호막 (5) 을 직접 보호막 (8) 으로 덮지는 않고, 내열성이 우수한 중간층 (7) 으로 정전기 보호막 (5) 을 덮고, 이 중간층 (7) 을 보호막 (8) 으로 덮는 구조로 하고 있다.The
세라믹스 기판 (1) 의 양단면 (1c, 1d) 에는 단면 전극 (9a, 9b) 이 형성되어 있고, 이 단면 전극 (9a, 9b) 에 의해 표전극 (2a, 2b) 과 이전극 (3a, 3b) 을 전기적으로 접속하고 있다. 또한, 단면 전극 (9a, 9b) 의 단부 (9a-1, 9a-2, 9b-1, 9b-2) 가, 표전극 (2a, 2b) 의 단부 (2a-2, 2b-2) 와, 이전극 (3a, 3b) 의 단부 (3a-1, 3b-1) 에 각각 중첩되어 있기 때문에, 단면 전극 (9a, 9b) 과 표전극 (2a, 2b) 및 이전극 (3a, 3b) 의 접속이 보다 확실하게 되어 있다.
또한, 단면 전극 (9a, 9b) 등에 대하여, 단자 전극으로서의 신뢰성을 향상시키기 위해, 니켈 (Ni) 의 도금막 (10a, 10b) 과, 주석 (Sn) 의 도금막 (11a, 11b) 이 순차로 형성되어 있다. 니켈 도금막 (10a, 10b) 은 단면 전극 (9a, 9b) 과, 이전극 (3a, 3b) 과, 표전극 (2a, 2b) 의 일부와, 상부 전극 (6a, 6b) 의 일부를 각각 덮고 있고, 주석 도금막 (11a, 11b) 은 니켈 도금막 (10a, 10b) 을 각각 덮고 있다.Plated
다음으로, 도 3∼도 6 에 기초하여, 본 실시형태예의 정전기 보호 부품의 제조 방법에 관해서 설명한다. 도 3 의 플로우차트의 각 제조 공정 (단계) 에는 S1∼S18 의 부호를 붙였다. 또한, 도 4 의 (a)∼(d), 도 5 의 (a)∼(d), 도 6 의 (a)∼(c) 에는, 각 제조 공정에서의 정전기 보호 부품의 제조 상태를 순차로 나타내고 있다.Next, a method of manufacturing the electrostatic protection device of this embodiment will be described with reference to Figs. 3 to 6. Fig. In each manufacturing process (step) in the flowchart of Fig. 3, the symbols S1 to S18 are attached. 4A to 4D, Figs. 5A to 5D and 6A to 6C show the manufacturing states of the electrostatic protection parts in the respective manufacturing steps in order Respectively.
또, 본 실시형태예에서는 1005 타입의 정전기 보호 부품 (도 2 에 나타내는 폭 (W) 이 0.5 ㎜, 길이 (L) 가 1.0 ㎜ 인 것) 을 제조하였다.In this embodiment, a 1005 type static electricity protection component (having a width W of 0.5 mm and a length L of 1.0 mm shown in Fig. 2) was produced.
최초의 공정 (단계 S1) 에서는, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 세라믹스 기판 (1) 을, 정전기 보호 부품의 제조 공정 (도시 생략) 에 수용한다. 여기서는 세라믹스 기판 (1) 으로서 알루미나 기판을 사용하였다. 이 알루미나 기판은, 96 % 알루미나를 세라믹스 재료로서 사용하여 제조한 것이다.In the first step (step S1), as shown in Fig. 4 (a), the
또, 도 4(a) 에는 1 개편 (個片) 의 정전기 보호 부품에 대응하는 1 개의 개편 영역의 세라믹스 기판 (1) 만을 도시하고 있는데, 단계 S13 에서 1 차 분할되기 전의 실제의 세라믹스 기판 (1) 은, 1 차 슬릿과 2 차 슬릿이 종횡으로 복수 개 형성되어, 개편 영역이 종횡으로 복수 개 연속되어 있는 시트상인 것이다.Fig. 4 (a) shows only one piece of the
다음 공정 (단계 S2) 에서는, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 세라믹스 기판 (1) 의 이면 (1b) 에 이전극 (3a, 3b) 을 형성한다. 이전극 (3a, 3b) 은, 스크린 인쇄법에 의해, 전극 페이스트를 기판 이면 (1b) 에 도포하여 패턴화함으로써 형성된다. 여기서는 전극 페이스트로서, 은 (Ag) 페이스트를 사용하였다. 스크린 인쇄한 이전극 (3a, 3b) 은, 건조시켜 전극 페이스트 중의 용제를 증발시킨다.In the next step (step S2), the
다음 공정 (단계 S3) 에서는, 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이, 세라믹스 기판 (1) 의 표면 (1a) 에 표전극 (2) (나중에 표전극 (2a, 2b) 을 형성하기 위한 막) 을 형성한다. 표전극 (2) 은, 스크린 인쇄법에 의해, 전극 페이스트를 기판 표면 (1a) 에 도포하여 패턴화함으로써 형성된다. 여기서는 전극 페이스트로서, 금 레지네이트 페이스트를 사용하였다. 스크린 인쇄한 표전극 (2) 은, 건조시켜 전극 페이스트 중의 용제를 증발시킨다.In the next step (step S3), a table electrode 2 (a film for forming
또, 표전극 (2) 을 형성하기 위한 전극 페이스트로는, 금 이외의 레지네이트 페이스트 (금속 유기물 페이스트) 를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 백금 (Pt) 이나 은 (Ag) 의 레지네이트 페이스트 등을 사용할 수 있다. 이전극 (3a, 3b) 을 형성하기 위한 전극 페이스트로서, 은·팔라듐 (Ag·Pd) 페이스트를 사용할 수도 있다.As the electrode paste for forming the
다음 공정 (단계 S4) 에서는, 단계 S2 에서 형성한 이전극 (3a, 3b) 과 단계 S3 에서 형성한 표전극 (2) 을, 850 ℃ 에서 40 분간, 동시에 소성한다.In the next step (step S4), the
다음 공정 (단계 S5) 에서는, 도 4(d) 에 나타내는 바와 같이, UV 파장 영역을 갖는 레이저 (도시 생략) 를 사용한 레이저법에 의해, 단계 S4 에서 소성한 표전극 (2) 의 중앙부를 절단 가공하여, 갭 (협소부) (4) 을 형성한다. 여기서는 UV 파장 영역을 갖는 레이저로서, 제 3 차 고조파 레이저 (파장 : 355 nm) 를 사용하였다. 갭 (4) 의 폭 (d) 은 7 ㎛ 로 하였다. 갭 (4) 을 형성한 결과, 이 갭 (4) 을 개재하여 한 쌍의 표전극 (2a, 2b) 이 대향하는 구조가 된다.In the next step (step S5), as shown in Fig. 4 (d), the central portion of the
다음 공정 (단계 S6) 에서는, 도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 스크린 인쇄법에 의해, 도전성 페이스트를, 표전극 (2a, 2b) 의 각각에 도포하여 패턴화하는 것으로부터, 표전극 (2a, 2b) 상에 상부 전극 (6a, 6b) 을 형성한다. 이 때의 스크린 인쇄의 횟수는 1 회이다. 상부 전극 (6a, 6b) 은, 정전기 보호막 (5) 에 접촉하지 않도록 하기 위해, 정전기 보호막 (5) 으로부터 떨어진 위치에 있어서, 표전극 (2a, 2b) 에 중첩하도록 형성된다. 스크린 인쇄 후의 상부 전극 (6a, 6b) 은, 건조시켜 도전성 페이스트 중의 용제를 증발시킨다.In the next step (step S6), as shown in Fig. 5A, the conductive paste is applied to each of the
이 스크린 인쇄에서 사용한 스크린 메시는, 메시 사이즈 400 이고, 에멀전 두께 82 ㎛ 인 것이다 (품번 : st400).The screen mesh used in this screen printing has a mesh size of 400 and an emulsion thickness of 82 占 퐉 (Part number: st400).
또, 도전성 페이스트로는, 은 분말과 에폭시 수지를 혼련한 것을 사용하였다. 또, 이것에 한정되지 않고, 니켈 (Ni), 구리 (Cu) 분말 등과, 에폭시 수지를 혼련한 후막 전극 페이스트 등을, 상부 전극용 도전성 페이스트로서 사용해도 된다.As the conductive paste, silver powder and epoxy resin were kneaded. In addition, the present invention is not limited to this, and a nickel (Ni), copper (Cu) powder, and a thick film electrode paste obtained by kneading an epoxy resin may be used as the conductive paste for the upper electrode.
다음 공정 (단계 S7) 에서는, 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 스크린 인쇄법에 의해, 정전기 보호용 페이스트를, 갭 (4) 및 표전극 (2a, 2b) 에 도포하여 패턴화함으로써, 정전기 보호막 (5) 을 형성한다. 이 정전기 보호막 (5) 은, 갭 (4) 에 형성되어 표전극 (2a, 2b) 에 접속되고 (즉 표전극 (2a, 2b) 사이에 개재 형성되고), 또한 표전극 (2a, 2b) 에 일부 중첩된다. 스크린 인쇄 후의 정전기 보호막 (5) 은, 100 ℃ 에서 10 분간 건조시켜 정전기 보호용 페이스트 중의 용제를 증발시킨다.In the next step (step S7), as shown in Fig. 5 (b), the electrostatic protection paste is applied to the
또, 이 스크린 인쇄에서 사용한 스크린 메시는 캘린더 메시이고, 메시 사이즈 400 이고 선직경 18 ㎛, 에멀전 두께 52 ㎛ 인 것이다 (품번 : cal400/18).The screen mesh used in this screen printing is a calendar mesh, having a mesh size of 400, a line diameter of 18 占 퐉 and an emulsion thickness of 52 占 퐉 (part number cal400 / 18).
그리고, 여기서 사용한 정전기 보호용 페이스트는, 실리콘 수지의 바인더를 기본 재료로 하고, 이 실리콘 수지에, 도전성 입자로서 사용한 알루미늄 분말과, 절연성 입자로서 사용한 산화아연 분말의 2 종을 혼련한 것이다. 또한, 이들 3 성분의 배합비는, 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 알루미늄 분말이 160 중량부, 산화아연 분말이 120 중량부로 하였다. 이 경우, ESD 억제 피크 전압이 500 V 이하이고, ESD 내량이 규격값의 리크 전류 10 ㎂ 이하 (절연 저항 R=3 ㏁ 이상) 라는 목표값을 만족한다.The electrostatic protection paste used here is obtained by kneading two kinds of the aluminum powder used as the conductive particles and the zinc oxide powder used as the insulating particles in the silicone resin with the binder of the silicone resin as a base material. The mixing ratio of the three components was 100 parts by weight for the silicone resin, and 160 parts by weight for the aluminum powder and 120 parts by weight for the zinc oxide powder. In this case, the target value of the ESD suppression peak voltage is 500 V or less and the ESD internal capacity is a leakage current of 10 ㎂ or less (insulation resistance R = 3 ㏁ or more).
또한, 실리콘 수지로는, 체적 저항률 2×1015 Ω㎝, 유전율 2.7 의 부가 반응형 실리콘 수지를 사용하였다.In addition, a silicone resin with, an addition reaction type silicone resin of the volume resistivity of 2 × 10 15 Ω㎝, dielectric constant of 2.7 was used.
알루미늄 분말로는, 알루미늄을 용융하고, 고압 분무하여 냉각 고화시켜 이루어지는 평균 입경 3.0∼3.6 ㎛ 의 알루미늄 분말을 사용하였다.As the aluminum powder, an aluminum powder having an average particle size of 3.0 to 3.6 m, which is obtained by melting aluminum and cooling and solidifying it by high-pressure spraying, was used.
산화아연 분말로는, JIS 규격의 제 1 종 절연성 (체적 저항률 200 ㏁㎝ 이상) 을 갖는 산화아연을 사용하였다. 또한, 이 산화아연 분말에는, 입경이 0.3∼1.5 ㎛ 로 분포하고, 평균 입경이 0.6 ㎛ 이고, 1 차 응집에서의 입경이 1.5 ㎛ 인 산화아연 분말을 적용하였다.As the zinc oxide powder, zinc oxide having a type I insulating property (volume resistivity of 200 ㏁ or more) of JIS standard was used. The zinc oxide powder was applied with a zinc oxide powder having a particle diameter of 0.3 to 1.5 占 퐉, an average particle diameter of 0.6 占 퐉 and a particle diameter of 1.5 占 퐉 in the primary agglomeration.
그리고, 다음 공정 (단계 S8) 에서는, 단계 S6 에서 형성한 상부 전극 (6a, 6b) 과 단계 S7 에서 형성한 정전기 보호막 (5) 을, 200 ℃ 에서 30 분간, 동시에 베이킹한다.In the next step (step S8), the
다음 공정 (단계 S9) 에서는, 도 5(c) 에 나타내는 바와 같이, 스크린 인쇄법에 의해, 실리콘 수지 페이스트를, 정전기 보호막 (5) 및 표전극 (2a, 2b) 에 도포하여 패턴화하는 것으로부터, 정전기 보호막 (5) 등을 덮는 중간층 (7) 을 형성한다. 이 때의 스크린 인쇄의 횟수는 1 회이다.In the next step (step S9), as shown in Fig. 5C, the silicon resin paste is applied to the
여기서는 실리콘 수지 페이스트로서, 40∼50 % 의 실리카를 함유하는 실리콘 수지 페이스트를 사용하였다.Here, as the silicone resin paste, a silicone resin paste containing 40 to 50% of silica was used.
또한, 이 스크린 인쇄에서 사용한 스크린 메시는 캘린더 메시이고, 메시 사이즈 400 이고 선직경 18 ㎛, 에멀전 두께 52 ㎛ 인 것이다 (품번 : cal400/18).The screen mesh used in this screen printing is a calendar mesh, having a mesh size of 400, a line diameter of 18 mu m, and an emulsion thickness of 52 mu m (part number cal400 / 18).
다음 공정 (단계 S10) 에서는, 단계 S9 에서 형성한 중간층 (7) 을, 150 ℃ 에서 30 분간 베이킹한다.In the next step (step S10), the
다음 공정 (단계 S11) 에서는, 도 5(d) 에 나타내는 바와 같이, 스크린 인쇄법에 의해, 에폭시 수지 페이스트를, 중간층 (7), 표전극 (2a, 2b) 및 상부 전극 (6a, 6b) 에 도포하여 패턴화함으로써, 중간층 (7) 등을 덮는 보호막 (8) 을 형성한다. 이 때의 스크린 인쇄의 횟수는 2 회이다.In the next step (Step S11), an epoxy resin paste is applied to the
또, 이 스크린 인쇄에서 사용한 스크린 메시는, 메시 사이즈 400 이고, 에멀전 두께 102 ㎛ 인 것이다 (품번 : 3 DSus 400/19).The screen mesh used in this screen printing was a
다음 공정 (단계 S12) 에서는, 단계 S11 에서 형성한 보호막 (8) 을, 200 ℃ 에서 30 분간 베이킹한다.In the next step (step S12), the
다음 공정 (단계 S13) 에서는, 시트상의 세라믹스 기판 (1) 에 형성되어 있는 1 차 슬릿을 따라, 세라믹스 기판 (1) 을 1 차 분할한다. 그 결과, 세라믹스 기판 (1) 은 복수 개의 개편 영역이 가로 1 열로 연속된 띠상의 것이 되고, 단면 (1c, 1d) 이 생긴다.In the next step (step S13), the
다음 공정 (단계 S14) 에서는, 도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 전사법에 의해, 도전성 페이스트를, 세라믹스 기판 (1) 의 단면 (1c, 1d), 표전극 (2a, 2b) 의 일부, 이전극 (3a, 3b) 의 일부에 도포하고, 이것을 다음 공정 (단계 S15) 에서, 200 ℃ 에서 30 분간 베이킹함으로써, 단면 전극 (9a, 9b) 을 형성한다. 이 때 단면 전극 (9a, 9b) 은 표전극 (2a, 2b) 및 이전극 (3a, 3b) 에 일부 중첩되고, 표전극 (2a, 2b) 과 이전극 (3a, 3b) 을 전기적으로 접속한다.In the next step (step S14), as shown in Fig. 6A, the conductive paste is transferred to the end faces 1c and 1d of the
여기서는 도전성 페이스트로서, 은 분말과 에폭시 수지를 혼련한 페이스트를 사용하였다.Here, as the conductive paste, a paste obtained by kneading a silver powder and an epoxy resin was used.
다음 공정 (단계 S16) 에서는, 띠상의 세라믹스 기판 (1) 에 형성되어 있는 2 차 슬릿을 따라, 세라믹스 기판 (1) 을 2 차 분할한다. 그 결과, 세라믹스 기판 (1) 은 각 개편 영역마다 분할되어, 개편이 된다.In the next step (Step S16), the
다음 공정 (단계 S17) 에서는, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 배럴 도금 방식에 의해, 단면 전극 (9a, 9b) 과, 이전극 (3a, 3b) 과, 표전극 (2a, 2b) 의 일부와, 상부 전극 (6a, 6b) 의 일부 상에 전기 도금하여, 니켈 도금막 (10a, 10b) 을 형성한다.In the next step (step S17), as shown in Fig. 6 (b), the
최후의 공정 (단계 S18) 에서는, 도 6(c) 에 나타내는 바와 같이, 배럴 도금 방식에 의해, 단계 S17 에서 형성한 니켈 도금막 (10a, 10b) 상에 전기 도금하여, 주석 도금막 (11a, 11b) 을 형성한다.In the last step (Step S18), electroplating is performed on the nickel plated
다음으로, 도 7∼도 11 에 기초하여, 정전기 보호용 페이스트의 배합비의 탐색에 관해서 설명한다.Next, the search for the compounding ratio of the electrostatic protection paste will be described with reference to Figs. 7 to 11. Fig.
정전기 보호용 페이스트의 배합비를 결정하기 위한 목표값으로서, 정전기 보호 부품의 ESD 억제 피크 전압을 500 V 이하이고, ESD 내량이 규격값의 리크 전류 10 ㎂ 이하 (절연 저항 R=3 ㏁ 이상) 로 설정하였다.The ESD suppression peak voltage of the static electricity protection component was set to 500 V or less and the ESD internal quantity was set to a leakage current of 10 ㎂ or less (insulation resistance R = 3 ㏁ or more) as a target value for determining the compounding ratio of the electrostatic protection paste .
먼저, 바인더인 실리콘 수지 중에 혼입되기에 적절한 도전성 금속 입자의 알루미늄 분말의 중량부를 탐색하였다.First, weight parts of aluminum powder of conductive metal particles suitable for incorporation into a silicone resin as a binder were searched.
바인더인 실리콘 수지가 100 중량부에 대하여, 평균 입경 3.0 ㎛ 의 도전성 금속 입자인 알루미늄 분말을, 95 중량부, 160 중량부, 200 중량부, 250 중량부 혼련하여, 정전기 보호용 페이스트를 제조하였다. 그리고, 이들 알루미늄 분말의 중량부가 상이한 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 형성한 각 정전기 보호막 (5) 을 갖는 각 정전기 보호 부품 (제조 공정은 상기와 같다) 에 대하여, ESD 시험을 실시하고, ESD 억제 피크 전압을 측정하였다.95 parts by weight, 160 parts by weight, 200 parts by weight and 250 parts by weight of aluminum powder as conductive metal particles having an average particle diameter of 3.0 μm were kneaded with 100 parts by weight of a silicone resin as a binder to prepare an electrostatic protection paste. Then, the ESD test was conducted for each of the electrostatic protection parts (the manufacturing steps are the same as above) having the respective
도 7 에 시험 결과를 나타내는 바와 같이, 산화아연을 함유하지 않고, 알루미늄 분말의 혼입량을, 95 중량부, 160 중량부, 200 중량부, 250 중량부로 순서대로 늘려 가면, 각 정전기 보호 부품의 ESD 억제 피크 전압이 각각 550 V, 450 V, 400 V, 300 V 를 나타냈다. 이 때의 전압 인가 횟수는 1 회이다. 이 시험 결과로부터, ESD 억제 피크 전압 500 V 이하라는 목표값을 만족하기 위해, 평균 입경 3.0 ㎛ 의 도전성 금속 입자의 알루미늄 분말의 혼입량을 160 중량부로 하였다.As shown in the test results in Fig. 7, if the amount of the aluminum powder to be mixed is 95 parts by weight, 160 parts by weight, 200 parts by weight and 250 parts by weight, respectively, without containing zinc oxide, the ESD suppression Peak voltages of 550 V, 450 V, 400 V and 300 V, respectively. The voltage application time is one time. From this test result, in order to satisfy the target value of the ESD suppression peak voltage of 500 V or less, the mixing amount of aluminum powder of conductive metal particles having an average particle size of 3.0 占 퐉 was set to 160 parts by weight.
그러나, 전압 인가 횟수를 늘리면, 정전기 보호막 (5) 의 절연 저항 열화에 의해 정전기 보호 부품의 ESD 억제 피크 전압이 저하되고, 정전기 보호 부품의 ESD 내량은 양호하지 않았다. 예를 들어 알루미늄 분말이 160 중량부인 경우, ESD 억제 피크 전압은 450 V 이었는데, 전압 인가 후에 정전기 보호막 (5) 의 절연 저항이 열화되어 (절연 저항이 회복되지 않고), 리크 전류 10 ㎂ 이하 (절연 저항 R=3 ㏁ 이상) 라는 목표값을 만족할 수 없었다. 이 경우, 2 회째 이후의 전압 인가에 대해서는, ESD 억제 피크 전압이 450 V 보다 저하된다. 그래서, 이 절연 저항 열화에 의한 ESD 억제 피크 전압 저하의 대책으로서, 절연성 입자인 산화아연 분말도 혼합하기로 하고, 그 중량부에 관해서 탐색하였다.However, if the number of times of voltage application is increased, the ESD suppression peak voltage of the electrostatic protection component is lowered due to deterioration of the insulation resistance of the
바인더인 실리콘 수지가 100 중량부에 대하여, 알루미늄 분말의 중량부를 160 중량부로 하고, 이들에 추가로 ESD 억제 피크 전압의 저하 대책으로서, 체적 저항률 200 ㏁㎝ 이상의 절연성 입자로 평균 입경 1.5 ㎛ 인 산화아연 분말을, 5 중량부, 15 중량부, 40 중량부, 60 중량부, 80 중량부, 100 중량부, 120 중량부 혼련한 정전기 보호용 페이스트를 각각 제조하였다. 그리고, 이들 산화아연 분말의 중량부가 상이한 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 형성한 각 정전기 보호막 (5) 을 갖는 각 정전기 보호 부품 (제조 공정은 상기와 같다) 에 대하여, ESD 시험을 실시하고, 정전기 보호막 (5) 의 절연 저항 열화가 발생하는지의 여부를 확인하였다. 산화아연 분말이 어느 중량부에서도, 정전기 보호 부품의 시험수는 30 개이다. 또, 이 ESD 시험은 산화아연 분말의 혼입량이 0 중량부인 경우에 관해서도 실시하였다.As a countermeasure for lowering the ESD suppression peak voltage, zinc oxide having an average particle diameter of 1.5 占 퐉 and insulating particles having a volume resistivity of 200 占 ㎝ m or more was used as a binder in an amount of 160 parts by weight based on 100 parts by weight of the silicone resin. 5 parts by weight, 15 parts by weight, 40 parts by weight, 60 parts by weight, 80 parts by weight, 100 parts by weight and 120 parts by weight of the powder were kneaded to prepare electrostatic protective pastes. The ESD test was conducted on each of the electrostatic protection parts (the manufacturing steps were the same as above) having the respective
그 결과, 산화아연 분말의 중량부를 늘림에 따라, 정전기 보호막 (5) 의 절연 저항이 열화된 정전기 보호 부품, 즉 리크 전류 10 ㎂ 이하 (절연 저항 R=3 ㏁ 이상) 라는 목표값을 만족할 수 없는 정전기 보호 부품의 개수 (이하, 절연 저항 열화수라고 한다) 가 감소하였다. 또, 산화아연 분말이 어느 중량부인 경우라도, ESD 억제 피크 전압 500 이하라는 목표값은 만족했다. 도 8 에는, 산화아연 분말의 혼입량이, 0 중량부, 40 중량부, 80 중량부, 120 중량부인 경우의 시험 결과를 나타낸다.As a result, as the weight of the zinc oxide powder is increased, the static electricity protection component deteriorated in the insulation resistance of the
도 8 에 나타내는 바와 같이, 산화아연 분말의 혼입량을 120 중량부로 한 경우에는, ESD 시험에 의한 정전기 보호 부품의 절연 저항 열화수가 0 개였다. 즉, 30 개의 정전기 보호 부품 모두, 정전기 보호막 (5) 의 절연 저항 열화에 의한 ESD 억제 피크 전압의 저하가 발생하지 않는다.As shown in Fig. 8, when the amount of the zinc oxide powder mixed was 120 parts by weight, the number of deterioration of the insulation resistance of the electrostatic protection component by the ESD test was zero. That is, in all of the 30 electrostatic protection parts, the ESD suppression peak voltage is not lowered due to the deterioration of the insulation resistance of the
또, 산화아연 분말의 혼입량을, 0 중량부, 5 중량부, 15 중량부, 40 중량부, 60 중량부, 80 중량부, 100 중량부, 120 중량부로 한 각 정전기 보호 부품에 대하여, 그 정전 용량 (Cp) 의 측정 시험도 실시하였다. 이 측정 시험의 결과, 어느 정전기 보호 부품도, 정전 용량 (Cp) 의 편차가 작은 것을 확인할 수 있었다. 도 9 에는, 산화아연 분말의 혼입량이, 0 중량부, 40 중량부, 80 중량부, 120 중량부인 경우의 시험 결과를 나타낸다. 산화아연 분말이 어느 중량부인 경우라도, 정전 용량 (Cp) 의 최대값과 최소값의 차는 작고, 정전 용량 (Cp) 의 편차는 작다.For each of the electrostatic protection parts in which the mixing amount of the zinc oxide powder was 0 part by weight, 5 parts by weight, 15 parts by weight, 40 parts by weight, 60 parts by weight, 80 parts by weight, 100 parts by weight and 120 parts by weight, Measurement of the capacity (Cp) was also conducted. As a result of this measurement test, it was confirmed that the variation of the electrostatic capacitance Cp was small in any electrostatic protection component. Fig. 9 shows test results in the case where the mixing amount of the zinc oxide powder is 0 parts by weight, 40 parts by weight, 80 parts by weight and 120 parts by weight. The difference between the maximum value and the minimum value of the electrostatic capacitance Cp is small and the deviation of the electrostatic capacity Cp is small even when the zinc oxide powder is in any part by weight.
이와 같이 정전기 보호 부품의 정전 용량 (Cp) 의 편차가 작은 것은, 박막의 표전극 (2) 을 레이저법 등으로 절단 가공하여 갭 (4) 을 형성하기 때문에, 표전극 (2a, 2b) 의 단면적 (A) 이나 갭폭 (d) 의 편차가 작은 것에 더하여, 상기 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 형성된 정전기 보호막 (5) 의 유전율 (ε) 의 편차가 작은 것도 그 요인이다.The electrostatic capacitance Cp of the electrostatic protection component is small in deviation because the
또, 도 10 및 도 11 에는, 본 발명의 정전기 보호 부품 (실리콘 수지 100 중량부, 알루미늄 분말 160 중량부, 산화아연 분말 120 중량부의 정전기 보호용 페이스트를 사용한 경우의 예) 의 정전 용량 (Cp) 과, 비교예 (바리스타) 의 정전 용량 (Cp) 의 비교를 나타낸다. 이 비교로부터도, 본 발명의 정전기 보호 부품은 정전 용량 (Cp) 의 편차가 작은 것을 알 수 있다.10 and 11 show the relationship between the electrostatic capacity Cp of the electrostatic protection component of the present invention (the case where 100 parts by weight of the silicone resin, 160 parts by weight of the aluminum powder, and 120 parts by weight of the electrostatic protection paste of the zinc oxide powder) , And the capacitance (Cp) of the comparative example (varistor). From this comparison, it can also be seen that the electrostatic protection component of the present invention has a small variation in electrostatic capacitance Cp.
또한, 도 12 에는 정전기 보호용 페이스트를 구성하는 실리콘 수지와 알루미늄 분말과 산화아연 분말의 3 성분의 배합비에 관하여, 바인더인 실리콘 수지가 100 중량부에 대하여, 산화아연 분말의 중량부 (파라미터) 를 60 중량부, 80 중량부, 120 중량부, 160 중량부, 200 중량부로 하고, 알루미늄 분말의 중량부 (파라미터) 를 40 중량부, 60 중량부, 100 중량부, 150 중량부, 200 중량부, 240 중량부로 한 경우의 정전기 보호막을 형성했을 때의 스크린 인쇄성, 또한 그들의 경우의 정전기 보호막을 적용하여 이루어지는 정전기 보호 부품의 리크 전류, ESD 억제 피크 전압을 확인한 결과를 나타낸다.12 shows the relationship between the mixing ratio of the three components of the silicone resin, the aluminum powder and the zinc oxide powder constituting the electrostatic protection paste, with respect to 100 parts by weight of the silicone resin as the binder, 40 parts by weight, 60 parts by weight, 100 parts by weight, 150 parts by weight, 200 parts by weight, and 240 parts by weight of the aluminum powder, with the weight of the aluminum powder being 80 parts by weight, 120 parts by weight, 160 parts by weight and 200 parts by weight, The screen printability in the case of forming the electrostatic protective film in the case of using the electrostatic protective film in the case of using the electrostatic protective film in the case of using the electrostatic protective film in the case of using the electrostatic protective film in the case of using the electrostatic protective film in the case of using the electrostatic protective film.
도 12 에 있어서, 인쇄성이란 각 배합비의 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 정전기 보호막 (5) 을 스크린 인쇄했을 때의 상태이다. 인쇄성에 관해서, "××" 는 정전기 보호막 (5) 에 번짐이 발생한 경우, "×" 는 정전기 보호막 (5) 에 긁힘이 발생한 경우이다. 이들의 경우는 불량이라고 판정한다.In Fig. 12, the printability is a state in which the
또, 도 12 에 있어서, 리크 전류 및 ESD 억제 피크 전압은, 각 배합비의 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 형성한 각 정전기 보호막 (5) 을 갖는 각 정전기 보호 부품 (제조 공정은 상기와 같다) 에 대하여, ESD 시험을 실시하고, 리크 전류 및 ESD 억제 피크 전압을 측정한 결과이다. 리크 전류에 관해서, "×" 는 리크 전류 10 ㎂ 이하의 목표값을 만족하지 않은 정전기 보호 부품의 개수가 10 개 중 2 개 이상인 경우이다. 이 경우는 불량으로 판정한다. 또한, "△" 는 리크 전류 10 ㎂ 이하의 목표값을 만족하지 않은 정전기 보호 부품의 개수가 10 개 중 1 개인 경우, "○" 는 리크 전류 10 ㎂ 이하의 목표값을 만족하지 않은 정전기 보호 부품의 개수가 10 개 중 0 개인 경우이다. ESD 억제 피크 전압에 관해서, "×" 는 ESD 억제 피크 전압 400 V∼500 V 의 목표값을 만족하지 않은 정전기 보호 부품의 개수가 10 개 중 2 개 이상인 경우이다. 이 경우는 불량이라고 판정한다. 또한, "△" 는 ESD 억제 피크 전압 400 V∼500 V 의 목표값을 만족하지 않은 정전기 보호 부품의 개수가 10 개 중 1 개인 경우, "○" 는 ESD 억제 피크 전압 400 V∼500 V 의 목표값을 만족하지 않은 정전기 보호 부품의 개수가 10 개 중 0 개인 경우이다.In Fig. 12, the leakage current and the ESD suppression peak voltage are applied to each of the electrostatic protection parts (the manufacturing steps are the same as above) having the respective
도 12 로부터, 3 성분의 배합비는, 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 알루미늄 분말을 60 중량부∼200 중량부의 범위로 하고, 산화아연 분말을 60 중량부∼160 중량부의 범위로 하면 되는 것을 알 수 있다. 더욱 바람직하게는, 3 성분의 배합비를, 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 알루미늄 분말을 60 중량부∼200 중량부의 범위로 하고, 산화아연 분말을 120 중량부∼160 중량부의 범위로 하면 되는 것을 알 수 있다. 또, 이들 배합비를 적용한 정전기 보호 부품은, 모두 정전 용량의 편차가 작은 것도 확인했다.It can be seen from Fig. 12 that the blending ratio of the three components is 100 parts by weight of the silicone resin, 60 parts by weight to 200 parts by weight of the aluminum powder, and 60 to 160 parts by weight of the zinc oxide powder, . More preferably, the compounding ratio of the three components is 100 parts by weight of the silicone resin, and the amount of the zinc oxide powder is in the range of 120 to 160 parts by weight, while the aluminum powder is in the range of 60 to 200 parts by weight Able to know. In addition, it has been confirmed that the electrostatic protection parts to which these compounding ratios are applied all have a small variation in capacitance.
이상과 같이, 본 실시형태예에 의하면, 정전기 보호용 페이스트는, 바인더인 실리콘 수지에, 도전성 입자와 절연성 입자의 2 종만을 혼련하여 이루어지는 것이고, 또한 이들 도전성 입자 및 절연성 입자는 특수한 처리를 실시한 것은 아니기 때문에, 저가이다. 따라서, 이 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 형성한 정전기 보호막 (5) 을 갖는 정전기 보호 부품도 저가인 것이 된다.As described above, according to this embodiment, the electrostatic protection paste is obtained by kneading only two types of conductive particles and insulating particles in a silicone resin as a binder, and these conductive particles and insulating particles are not subjected to special treatment Therefore, it is low price. Therefore, the electrostatic protection component having the
또한, 이 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 정전기 보호막 (5) 을 형성함으로써, 정전기 보호막 (5) 의 유전율 (ε) 의 편차가 작아지므로, 이 정전기 보호막 (5) 을 갖는 정전기 보호 부품의 정전 용량 (Cp) 의 편차도 작아진다. 따라서, 이 정전기 보호 부품을, 정전기 펄스나 외래 노이즈의 대책품으로서 휴대 정보 기기 등의 전자 기기에 적용한 경우, 당해 전자 기기에 있어서, 정전기 보호 부품에 관한 부유 용량과 그 편차를 저감시킬 수 있다.The formation of the
또, 도전성 입자가 알루미늄 분말, 절연성 입자가 산화아연 분말인 것을 특징으로 하고 있고, 이들 알루미늄 분말이나 산화아연 분말은 저가의 재료이기 때문에, 정전기 보호용 페이스트를 저가로 제조할 수 있다.Further, the conductive particles are characterized by being aluminum powder and the insulating particles are zinc oxide powder. Since these aluminum powder and zinc oxide powder are inexpensive materials, the electrostatic protection paste can be produced at low cost.
또한, 정전기 보호용 페이스트의 3 성분의 배합비를, 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 상기 알루미늄 분말이 60 중량부∼200 중량부, 상기 산화아연 분말이 60 중량부∼160 중량부 (더욱 바람직하게는 120 중량부∼160 중량부) 로 하면, 이 정전기 보호용 페이스트를 사용하여 형성한 정전기 보호막 (5) 을 갖는 정전기 보호 부품은, ESD 억제 피크 전압이 500 V 이하이고, ESD 내량이 규격값의 리크 전류 10 ㎂ 이하 (절연 저항 R=3 ㏁ 이상) 라는 목표값을 만족할 수 있다.It is preferable that the amount of the silicone resin is 100 parts by weight, the amount of the aluminum powder is 60 parts by weight to 200 parts by weight, the amount of the zinc oxide powder is 60 parts by weight to 160 parts by weight (more preferably, 120 parts by weight to 160 parts by weight), the electrostatic protection device having the
또한, 본 실시형태예에 의하면, 스크린 인쇄한 상부 전극 (6a, 6b) 과 정전기 보호막 (5) 을 동시에 베이킹하는 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 제조 공정이 간략화되어, 저가로 정전기 보호 부품을 제조할 수 있다.Further, according to the present embodiment, since the screen-printed
나아가서는, 먼저 상부 전극 (6a, 6b) 을 스크린 인쇄하고, 그 후부터 정전기 보호막 (5) 을 스크린 인쇄하는 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 다음과 같은 효과가 얻어진다.Furthermore, since the
즉, 건조시킨 상태의 상부 전극 (6a, 6b) 에 의해 표전극 (2a, 2b) 의 기계적 강도를 보강할 수 있기 때문에, 스크린 인쇄에 의한 정전기 보호막 (5) 의 형성이 용이해진다.That is, since the mechanical strength of the
또한, 먼저 정전기 보호막 (5) 을 스크린 인쇄하고, 그 후부터 상부 전극 (6a, 6b) 을 스크린 인쇄하는 경우에 비해, 정전기 보호막 (5) 에 스크린 메시가 접촉하는 횟수를 저감시킬 수 있기 때문에, 스크린 인쇄시의 스크린 메시의 대전에 의해, 정전기 보호막 (5) 의 원하는 정전기 내량보다도 큰 정전기가 발생함으로써, 정전기 보호막 (5) 의 전기적 특성이 열화된다는 문제가 발생할 가능성을 저감시킬 수 있다.Since the number of times the screen mesh contacts the
또, 본 발명은 도 1 에 나타내는 구조의 정전기 보호 부품뿐만 아니라, 정전기 보호막을 갖는 여러 가지 구조의 정전기 보호 부품에 적용할 수 있고, 예를 들어 도 13 에 나타내는 구조의 정전기 보호 부품에도 적용할 수 있다. 도 13 의 정전기 보호 부품에서는, 정전기 보호막의 측부 (5a, 5b) 와 표전극 (2a, 2b) 사이에 유리막 (12a, 12b) 이 각각 개재 형성되어 있다.The present invention can be applied not only to the electrostatic protection component having the structure shown in Fig. 1 but also to the electrostatic protection component having various structures having the electrostatic protection film. For example, the present invention can be applied to the electrostatic protection component having the structure shown in Fig. have. 13,
또한, 상기에서는, 1 개의 세라믹스 기판 (1) 상에 1 개의 정전기 보호막 (5) 을 형성한 정전기 보호 부품의 실시예를 기술했는데, 이것에 한정되는 것이 아니라, 1 개의 세라믹스 기판 (1) 상에 2 개 이상의 정전기 보호막 (5) 을 형성한 정전기 보호 부품도 본 발명의 범위 내로 한다.In the above description, the embodiment of the electrostatic protection component in which one
산업상 이용가능성Industrial availability
본 발명은 정전기 보호막용 페이스트, 정전기 보호 부품 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 휴대 정보 기기 등의 전자 기기를 정전기 펄스나 외래 노이즈로부터 보호하기 위한 정전기 보호 부품에 적용하기에 유용한 것이다.The present invention relates to an electrostatic protection film paste, an electrostatic protection component, and a method of manufacturing the same, and is useful for application to an electrostatic protection component for protecting electronic devices such as portable information devices from static pulses and extraneous noise.
1 : 세라믹스 기판,
1a : 기판 표면,
1b : 기판 이면,
1c, 1d : 기판 단면,
2, 2a, 2b : 표전극,
2a-1, 2a-2, 2b-1, 2b-2 : 표전극의 단부,
3a, 3b : 이전극,
3a-1, 3b-1 : 이전극의 단부,
4 : 갭,
5 : 정전기 보호막,
5a, 5b : 정전기 보호막의 측부,
5c : 정전기 보호막의 중앙부,
6a, 6b : 상부 전극,
7 : 중간층,
8 : 보호막,
8a, 8b : 보호막의 단부,
9a, 9b : 단면 전극,
9a-1, 9a-2, 9b-1, 9b-2 : 단면 전극의 단부,
10a, 10b : 니켈 도금막,
11a, 11b : 주석 도금막,
12a, 12b : 유리막1: ceramic substrate,
1a: substrate surface,
1b: a substrate,
1c and 1d: substrate cross-section,
2, 2a, 2b: table electrodes,
2a-1, 2a-2, 2b-1, 2b-2:
3a, 3b: previous pole,
3a-1, 3b-1: end of previous pole,
4: gap,
5: electrostatic protective film,
5a and 5b: side portions of the electrostatic protection film,
5c: central portion of the electrostatic protection film,
6a, 6b: upper electrode,
7: middle layer,
8: protective film,
8a and 8b: ends of the protective film,
9a and 9b: cross-sectional electrodes,
9a-1, 9a-2, 9b-1, 9b-2:
10a, 10b: nickel plated film,
11a, 11b: a tin plating film,
12a and 12b:
Claims (10)
실리콘 수지와, 알루미늄 분말과, 산화아연 분말의 3 성분을 혼합한 것이며,
상기 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 상기 알루미늄 분말이 60 중량부 ~ 200 중량부, 상기 산화아연 분말이 60 중량부 ~ 160 중량부이고,
상기 알루미늄 분말은 평균 입경이 3.0 ~ 3.6 ㎛ 이고, 상기 산화아연 분말은 체적 저항률 200 ㏁cm 이상, 입경이 0.3 ~ 1.5 ㎛ 으로 분포하는 것을 특징으로 하는 정전기 보호용 페이스트.An electrostatic protection paste for forming an electrostatic protection film of an electrostatic protection component,
A silicone resin, an aluminum powder, and a zinc oxide powder,
Wherein the amount of the aluminum powder is 60 to 200 parts by weight and the amount of the zinc oxide powder is 60 to 160 parts by weight,
Wherein the aluminum powder has an average particle diameter of 3.0 to 3.6 占 퐉 and the zinc oxide powder has a volume resistivity of 200 占 cm m or more and a particle diameter of 0.3 to 1.5 占 퐉.
상기 정전기 보호막은, 실리콘 수지와, 알루미늄 분말과, 산화아연 분말의 3 성분을 혼합한 것이며,
상기 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 상기 알루미늄 분말이 60 중량부 ~ 200 중량부, 상기 산화아연 분말이 60 중량부 ~ 160 중량부이고,
상기 알루미늄 분말은 평균 입경이 3.0 ~ 3.6 ㎛ 이고, 상기 산화아연 분말은 체적 저항률 200 ㏁cm 이상, 입경이 0.3 ~ 1.5 ㎛ 으로 분포하는 것을 특징으로 하는 정전기 보호 부품.An electrostatic protection device comprising: an insulating substrate; a table electrode formed on the insulating substrate and opposed to each other with a gap therebetween; and an electrostatic protection film formed on the gap and connected to the table electrode,
The electrostatic protective film is a mixture of three components of a silicone resin, an aluminum powder and a zinc oxide powder,
Wherein the amount of the aluminum powder is 60 to 200 parts by weight and the amount of the zinc oxide powder is 60 to 160 parts by weight,
Wherein the aluminum powder has an average particle diameter of 3.0 to 3.6 占 퐉 and the zinc oxide powder has a volume resistivity of 200 占 cm m or more and a particle diameter of 0.3 to 1.5 占 퐉.
상기 표전극을 소성하는 공정과,
소성한 상기 표전극을 절단 가공하여 갭을 형성하고, 이 갭을 개재하여 표전극이 대향하는 구조로 하는 공정과,
스크린 인쇄법에 의해, 도전성 페이스트를, 상기 갭을 개재하여 대향하는 표전극의 각각에 도포하여 패턴화하는 것으로부터, 상부 전극을 형성하는 공정과,
스크린 인쇄법에 의해, 정전기 보호용 페이스트를, 상기 갭에 도포하여 패턴화함으로써, 상기 갭에 정전기 보호막을 형성하고, 상기 갭을 개재하여 대향하는 표전극에 상기 정전기 보호막을 접속하는 공정과,
상기 상부 전극과 상기 정전기 보호막을 동시에 베이킹 (燒付) 하는 공정을 갖고,
상기 정전기 보호용 페이스트는, 실리콘 수지와, 알루미늄 분말과, 산화아연 분말의 3 성분을 혼합한 것이며,
상기 실리콘 수지가 100 중량부인 것에 대해, 상기 알루미늄 분말이 60 중량부 ~ 200 중량부, 상기 산화아연 분말이 60 중량부 ~ 160 중량부이고,
상기 알루미늄 분말은 평균 입경이 3.0 ~ 3.6 ㎛ 이고, 상기 산화아연 분말은 체적 저항률 200 ㏁cm 이상, 입경이 0.3 ~ 1.5 ㎛ 으로 분포하는 것을 특징으로 하는 정전기 보호 부품의 제조 방법.A step of forming a tabular electrode by applying an electrode paste on an insulating substrate by screen printing to form a pattern,
A step of firing the table electrode,
A step of forming a gap by cutting the fired tabular electrode and making the tabular electrodes face each other through the gap,
The conductive paste is applied to each of the opposing table electrodes through the gap and patterned by a screen printing method,
Forming an electrostatic protective film on the gap by applying an electrostatic protection paste to the gap by a screen printing method to form an electrostatic protective paste on the gap and connecting the electrostatic protective film to the opposing table electrode via the gap;
And baking the upper electrode and the electrostatic protection film at the same time,
The electrostatic protection paste is a mixture of three components of a silicone resin, an aluminum powder and a zinc oxide powder,
Wherein the amount of the aluminum powder is 60 to 200 parts by weight and the amount of the zinc oxide powder is 60 to 160 parts by weight,
Wherein the aluminum powder has an average particle diameter of 3.0 to 3.6 占 퐉 and the zinc oxide powder has a volume resistivity of 200 占 cm m or more and a particle diameter of 0.3 to 1.5 占 퐉.
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