TW201448390A

TW201448390A - 靜電對策元件

Info

Publication number: TW201448390A
Application number: TW103109417A
Authority: TW
Inventors: Shingo Suzuki; Kensaku Asakura; Takahiro Fujimori; Kiyoshi Hatanaka
Original assignee: Tdk Corp
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2014-12-16
Also published as: JPWO2014141988A1; JP5954490B2; KR101706929B1; KR20150115912A; WO2014141988A1; CN105229876B; TWI532283B; CN105229876A; US9780559B2; US20160028227A1

Abstract

本發明的目的在於提供一種重複使用之耐久性優異，並且減低放電特性之偏差之靜電對策元件。本發明之靜電對策元件(100)係具備有：絕緣性積層體(19、20)，其具有被加以積層之第1以及第2絕緣性基板；一對放電電極(12、13)，其配置在該絕緣性積層體內；放電觸發部(14)，其設置在該放電電極之間以及該放電電極端部周邊；靜電對策元件(100)係構成為配設有在放電電極表面含有玻璃質的第1絕緣層(15、16)以及在放電觸發部層與上述被對向配置的放電電極之間以呈平行之方式加以配置之含有玻璃質的第2絕緣層。藉由將含有玻璃質之絕緣層加以配置在放電觸發部與上述對向電極之間，即使進行重複之試驗也能夠保持電性絕緣。

Description

靜電對策元件

本發明關於靜電對策元件，特別是關於在高速傳輸系統中的使用或在與共模濾波器之複合化中有用的靜電對策元件。

近年來，電子設備的小型化以及高性能化正在急速發展。另外，正如以手機等之天線回路、RF模組、USB2.0以及USB3.0、S-ATA2、HDMI等之高速傳輸系統為代表般，傳送速率的高速化以及被使用的電路元件的低驅動電壓化之進展顯著。伴隨於電子設備的小型化或電路元件的低驅動電壓化，被用於電子設備的電子零件的耐電壓降低。因此，自以在人體與電子設備之端子進行接觸的時候所產生的靜電脈衝為代表之過電壓對電子零件的保護係成為重要的技術問題。

習知，為了自如此之靜電脈衝來保護電子零件，一般係採用將積層可變電阻設置於靜電進入線路與接地線之間的方法。然而，積層可變電阻因為一般靜電電容較大，所以在用於高速傳輸系統的情況下成為使信號品質降低的主要原因。另外，在天線回路、RF模組中也不能夠使用靜電電容大之靜電對策元件。因此，要求開發能夠適用於高速傳輸系統的靜電電容小之靜電對策元件。

提出有一種具有相離而對向配置之電極，且進一步將導電性無機材料和絕緣性無機材料的混合物配置於電極之間作為放電觸發部者，以作為低靜電電容之靜電對策元件。此種靜電對策元件與積層可變電阻相同，被設置於靜電進入之線路與接地線路之間。接著，若施加過大的電壓，則在靜電對策元件的電極之間發生放電並能夠將靜電引導至接地線路側。

搭載了此種所謂間隙型電極之靜電對策元件所具備的特徵為絕緣電阻大，靜電電容小且回應性良好。另一方面，具有由於由放電產生的熱或應力而導致電極以及放電觸發部內的導電性無機材料彼此凝集而發生短路的問題。

作為為了抑制由於放電而引起的短路之技術，提出例如專利文獻1所記載的技術。在專利文獻1中記載有一種靜電反制零件，其特徵在於，在具備與空洞部內對向的一對放電用電極之間隙型放電元件中，使鋁或鎂等之金屬氧化物附著於放電電極表面。藉由該構成，由於附著於放電電極的氧化物為絕緣電阻值高之氧化物，所以能夠防止在對向之放電電極之間的短路，並且能夠提高對於靜電之重複施加的耐久性。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開第2009-301819號公報

然而，即使使專利文獻1所記載的金屬氧化物附著於放電電極，也會因在重複使用時被暴露於伴隨衝擊的高溫中，所以金屬氧化物有容易發生脫落或者擴散之虞。進而，由於作為絕緣體的金屬氧化物具有提高放電發生時的絕緣破壞強度的效果，故在金屬氧化物部分地附著的狀態下，會有放電特性產生偏差的問題。

本發明係鑒於上述之實際情況而成者，其目的在於提供一種在重複使用的耐久性方面表現優異、並且減低放電特性的偏差的靜電對策元件。

為了解決上述課題，本發明的靜電對策元件之特徵為具備有：絕緣性積層體，其具有被加以積層之第1以及第2絕緣性基板；第1以及第2放電電極，其配置在上述第1以及第2絕緣性基板之間且各自至少具有側面以及主面，並且以上述側面呈對向之方式加以配置；第1絕緣層，其設置在上述第1以及第2放電電極的上述側面，且含有玻璃質；第2絕緣層，其設置在上述第1以及第2放電電極的上述主面，且含有玻璃質；及放電觸發部，其經由上述第1絕緣層而設置在上述第1以及第2放電電極的上述側面之間，並且以經由上述第2絕緣層而至少一部分與上述第1以及第2放電電極之上述主面產生重疊之方式加以設置，藉由微小空間呈不連續地散佈之多孔質而所形成，並且具有中空構造，而該中空構造係具有至少一個以上之中空部；在將上述第1以及第2放電電極之上述側面之間的距離設定為△G的時候，滿足△G40μm的關係式，而在將上述第2絕緣層的厚度設定為△Z的時候，滿足3μm△Z35μm的關係式。

本發明人等在測定如此構成之靜電對策元件的特性之後，確定可將重複使用的耐久性提高，並且減低放電特性的偏差。達到上述效果之作用機構之詳細內容，如下述所推定之內容。

即，上述構成的靜電對策元件具有以被對向配置的放電電極的側面對向的形式被配置之包含玻璃質的第1絕緣層，並且配備有被設置於上述第1以及第2放電電極的主面之包含玻璃質的第2絕緣層。藉此，抑制由放電而生成的放電觸發部的熔融物與被對向配置的放電電極之接觸。

另外，在本發明的放電觸發部，形成有微小空間不連續地散佈之多孔質。藉由如此之將微小空隙(微小空間)形成於放電觸發部本身，從而即使在藉由放電而使放電觸發部暴露於放電而發生熔融的情況下，微小空間亦能夠抑制由於熔融物的發生而引起之對向電極之間的短路。另外，上述微小空間的體積緩和了由於放電時的衝擊而引起的高壓力，並且抑制了元件的內部破壞。

進而，本發明之放電觸發部藉由擁有至少一個以上的中空部從而在其中空部內發生重複放電。另外，即使在中空部的沿面上發生放電的情況下，包含於比中空部沿面更外側的放電觸發部的微小空間能夠抑制由於熔融物的發生而引起之對向電極之間的短路。另外，上述微小空間部的體積緩和了由於放電時的衝擊而引起的高壓力，並且抑制了元件的內部破壞。

據推測，在放電時，放電觸發部比含有上述玻璃質的絕緣層更容易向由於破壞而形成的空洞化進展，藉由將含有玻璃質的絕緣層配置於放電觸發部與上述對向電極之間，從而即使對上述對向電極進行重複試驗，也能夠保持電性絕緣。

若本發明的放電電極的厚度較薄，則放電電極會發生熔融，而重複使用時的耐久性會發生惡化。進而，由於放電電極向外部電極側退縮，從而峰值電壓就會上升。

另外，本發明的上述被對向配置的放電電極的側面間的距離，即間隙距離△G被設為△G40μm。若考慮所希望的放電特性，則較佳為0.1~40μm。從所謂更降低峰值電壓的觀點來看，進而較佳之範圍為5~40μm。在未滿5μm時，被認為容易產生初期IR下降的傾向，若超過40μm，峰值電壓上升，而無法得到實用上充分的靜電保護效果。

本發明的靜電對策元件藉由在具有被積層的第1以及第2絕緣性基板的絕緣性積層體內形成之一對放電電極之各者至少具有側面以及主面，並且將含有玻璃質的第1絕緣層設置於以上述側面對向的形式被配置的放電電極側面，從而能夠抑制由於放電而引起之電極中的導電性無機材料向放電觸發部之流出。進一步藉由該絕緣層含有玻璃質，從而提高該絕緣層與放電電極的緊密附著性。因此，能夠抑制由於伴隨放電時的熱或應力的衝擊而引起的該絕緣層從放電電極之脫落以及剝離。其結果，可推測為可抑制在重複使用時的放電電極之間的短路，並能夠提高耐久性。

為了提高上述靜電對策元件的重複使用時的耐久性，必須將上述第1絕緣層至少配置於上述一對放電電極的一部分。藉此，能夠防止由於因重複放電引起的放電電極周邊的破壞導致的產生在放電電極之間之熔融物的生成而引起的短路。因此，能夠實現在重複使用時的耐久性方面表現優異的靜電對策元件。

本發明之放電觸發部，因為是由微小空間不連續地散佈的多孔質所形成，所以在放電時的衝擊所帶來的破壞不僅僅是放電電極之間而且還涉及到其周邊的放電觸發部。因此，藉由將第2絕緣層設置於放電電極與放電觸發部之間，從而能夠防止因在放電電極周邊所產生之熔融物的生成而導致之短路。另外，在將第2絕緣層的厚度設為△Z的時候，將其設為3μm△Z35μm。在第2絕緣層的厚度△Z 未滿3μm的情況下，無法充分防止熔融物和放電電極的短路，另外在第2絕緣層的厚度△Z超過35μm的情況下，由於第2絕緣層周邊的構造缺陷產生的頻率變高，故電氣特性的偏差變大。

藉由上述靜電對策元件的構造，能夠防止由於由重複放電所生成的放電觸發部的熔融物而引起的短路。因此，能夠實現在重複使用時的耐久性方面表現優異的靜電對策元件。

從抑制電氣特性的偏差之觀點來看，較佳為，放電觸發部係具有向上述放電電極第1絕緣性基板及第2絕緣性基板突出的形狀。

即，在存在有只向上述第1絕緣性基板或者第2絕緣性基板的任一方突出的放電觸發部的突出部的情況下，有可能發生特別是電場容易集中的電極角部的電場強度的偏差。因此，放電觸發部藉由具有向第1絕緣性基板和第2絕緣性基板的兩側突出的形狀，從而能夠進一步抑制放電特性的偏差等。

根據本發明，能夠提供一種提高重複使用的耐久性，且減低放電特性之偏差的靜電對策元件。

12、13‧‧‧放電電極

14‧‧‧放電觸發部

15、16‧‧‧第1絕緣層

17、18‧‧‧第2絕緣層

19‧‧‧第1絕緣性基板(於圖式追加)

20‧‧‧第2絕緣性基板(於圖式追加)

31a、31b‧‧‧中空部

100‧‧‧靜電對策元件

△G‧‧‧間隙距離

△L‧‧‧放電觸發部14的長度

△M‧‧‧中空部31a、31b之長度

△O‧‧‧第1絕緣層的厚度

△Z‧‧‧第2絕緣層的厚度

圖1係概略性地表示本實施形態的靜電對策元件100的示意剖面圖。其係表示將形成於第1絕緣性基板上的放電電極12、13，第2絕緣層17、18，以及放電觸發部14從中心切開之剖面。

圖2係概略性地表示本實施形態的靜電對策元件100的示意剖面圖。其係表示以形成於第1絕緣性基板上的放電電極12、13和第2絕緣層17、18的介面而切開的剖面。

圖3係概略性地表示本實施形態的靜電對策元件100的內部構造的立體示意圖。

圖4係靜電放電試驗之電路圖。

以下參照圖式並對本發明之實施形態進行說明。此外，在圖式中，對於相同要素賦予相同符號，並省略重複的說明。另外除非另有說明，上下左右等位置關係係基於圖式所表示的位置關係。進而，圖式的尺寸比例不限定於圖示之比例。另外，以下實施形態係為了說明本發明之例示，本發明之宗旨並不只限定於其實施形態。

圖1係概略性地表示本實施形態的靜電對策元件100的示意剖面圖。

靜電對策元件100具備：絕緣性積層體，其具有被積層的第1絕緣性基板19和第2絕緣性基板20；一對矩形狀的放電電極12、13，其被配置於上述第1以及第2絕緣性基板之間，且各自至少具有側面以及主面，並且上述側面係隔開間隙距離△G而進行配置；第1絕緣層15、16，其被設置於上述第1以及第2放電電極的上述側面，並含有玻璃質；第2絕緣層17、18，其被設置於上述第1以及第2放電電極的上述主面，並含有玻璃質；及放電觸發部14，其以經由上述第1絕緣層而被設置於上述第1以及第2放電電極的上述側面之間、並且至少一部分經由上述第2絕緣層與上述第1以及第2放電電極的上述主面重疊的形式被設置，由微小空間不連續地散佈的多孔質形成，並且具有中空構造，該中空構造具有至少一個以上的中空部；並且具備與放電電極12、13電性連接的端子電極(沒有圖示)。該靜電對策元件 100係由積層工法作成，並成為一對放電電極12、13被埋設於第1絕緣性基板19與第2絕緣性基板20之間的態樣。接著，於該靜電對策元件100中係構成為，放電電極12、13經由端子電極與外部電路電性連接，藉由將放電觸發部14作為即使為比較低的電壓也能夠進行放電的靜電保護材料而發揮作用，從而在靜電等過電壓從外部被施加的時候，經由放電觸發部14而在放電電極12、13之間確保初期放電。

具有被積層的第1絕緣性基板19和第2絕緣性基板20的絕緣性積層體只要是至少能夠支撐放電電極12、13以及放電觸發部14者，則其尺寸形狀或絕緣性積層體的積層數沒有特別的限制。於此，所謂絕緣性積層體係除了包含絕緣性材料的基板之外，還包含絕緣膜被成膜於基板上的一部分或者整個面上者。也可以是以絕緣膜覆蓋導電性基板表面的基板。

作為絕緣性積層體的具體例，例如可以列舉使用了Al₂O₃、SiO₂、MgO、AlN、Mg₂SiO₄(鎂橄欖石)等介電常數為50以下，較佳為20以下的低介電常數材料的陶瓷基板。

在第1絕緣性基板19的絕緣性表面上，一對放電電極12、13係相互地分開而配設。在本實施形態中，一對放電電極12、13係於第1絕緣性基板19隔開間隙距離△G而進行配置。於此，間隙距離△G係指連結一對放電電極12、13間的側面間的最短距離。具體而言，從第1絕緣性基板的外側，以使第1絕緣性基板和放電電極12、13的介面露出的方式慢慢地研磨，在電子顯微鏡等下，連結各個放電電極的最短距離被設為間隙距離△G。

作為構成放電電極12、13的材料，例如可以列舉選自C、Ni、Al、Fe、Cu、Ti、Cr、Au、Ag、Pd以及Pt中至少一種金屬或者該等金屬的合金等，但是對該等並沒有特別的限定。此外，在本實施形態中，放電電極12、13係如後述之圖2般於俯視圖中形成為矩形狀，但其形狀並沒有特別的限定，例如也可以形成為梳齒狀或者鋸齒狀。

放電電極12、13之間的間隙距離△G為40μm以下，更佳為5~40μm，進而更佳為8~30μm。未滿5μm時，被認為容易產生初期IR下降的傾向，若超過40μm，則峰值電壓上升，而無法得到實用上充分的靜電保護效果。

放電電極12、13的厚度較佳為4μm~25μm。若超過該範圍，則由於構造缺陷發生的頻度變高，而有可能使電氣特性的偏差稍稍變大。

放電電極12、13的形成方法並沒有特別的限定，可以適當選擇公知的手法。具體而言，例如可以列舉藉由塗佈、轉錄、電解電鍍、無電解電鍍、蒸鍍或者濺射等，將具有所希望的厚度的放電電極12、13形成於第1絕緣性基板19上的方法。進而，例如還可以使用離子銑削、蝕刻、雷射加工及切割等公知手法來加工(調整)放電電極12、13的形狀或間隙距離△G。另外，也可以藉由將放電電極12、13間之間隙部使用形成圖案之製版進行網版印刷，於基板上形成電極層後，藉由進行燒成，而形成放電電極12、13。或者，也可以使用藉由網版印刷將電極層形成於由絕緣物構成的陶瓷薄片上者，並由積層工法形成元件。

在構成覆蓋放電電極12、13的絕緣層15、16、17、18(第1絕緣層15、16、第2絕緣層17、18)的材料中作為玻璃質例如可以列舉矽酸鹽玻璃或鋁矽酸鹽玻璃等，但對於該等並沒有特別的限定。若考慮絕緣性，則作為玻璃質的成分較佳為含有選自SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、 MgO、CaO、SrO、BaO、Li₂O、Na₂O、K₂O、ZnO以及ZrO₂中之至少一種。進而，較佳為含有選自矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、磷酸鹽玻璃、鉛酸鹽玻璃以及其他無機酸鹽玻璃中的至少一種。另外，該等係可以單獨使用其中一種，也可以合併使用兩種以上。

另外，作為包含於上述絕緣層15、16、17、18的玻璃質的比例較佳為10wt%以上100wt%以下。含有該範圍的玻璃質的絕緣層因為在絕緣性、緻密性以及對放電電極的緊密附著性方面表現優異，所以作為覆蓋放電電極的絕緣層能夠有效地發揮作用，其結果，能夠實現在重複使用時的耐久性方面表現優異的靜電對策元件。

作為構成覆蓋放電電極12、13的第1以及第2絕緣層15、16、17、18的玻璃質以外的材料，其中作為金屬氧化物較佳為Al₂O₃、SrO、CaO、BaO、TiO₂、SiO₂、ZnO、In₂O₃、NiO、CoO、SnO₂、V₂O₅、CuO、MgO、ZrO₂，作為金屬氮化物較佳為AlN、BN，另外，也可以是SiC等之碳化物。該等係可以單獨使用其中一種，也可以合併使用兩種以上。

此外，在本說明書中，所謂「絕緣層」不一定要具有緻密的構造，也可以是包含網眼狀、斑狀的狀態者。進而，也可以形成作為絕緣性無機材料的顆粒或者顆粒的聚集體，其性狀沒有特別的限定。

於此，包含於絕緣層15、16、17、18的絕緣性無機材料從再現性良好地實現在重複使用時的耐久性以及放電特性方面表現優異的靜電對策元件100的觀點來看，較佳為其電阻率為10⁶Ωm以上。

一對放電電極12、13的相對配置(位置關係)沒有特別的限定。作為位置關係，例如可以列舉如圖1所示般將雙方的放電電極配置於同一平面的絕緣積層體內的情況等。

第1絕緣層15、16較佳為具有一對放電電極兩者的表面。

自第1絕緣層15、16的放電電極12、13表面起的厚度較佳為0.01μm以上10μm以下。

於此情況下，將第1絕緣性基板19和放電電極12、13各自的介面的最短距離用直線連結，與該直線並行地測定第1絕緣層15、16的厚度，將其平均值作為第1絕緣層的厚度△O。藉此，提高重複使用時的耐久性。

自第2絕緣層17、18的放電電極12、13表面起的厚度(第2絕緣層的厚度)△Z設為3μm以上35μm以下。於此情況下，將第2絕緣層17、18和放電電極12、13各自的介面的最短距離用直線連結，與該直線垂直方向的第2絕緣層17、18的厚度作為第2絕緣層厚度△Z。藉此，提高重複使用時的耐久性。

第1絕緣層15、16以及第2絕緣層17、18的形成方法沒有特別的限定，能夠適用公知的薄膜形成方法。從再現性良好地簡便獲得高性能的放電觸發部14的觀點來看，將含有成為上述絕緣層的絕緣性無機材料的混合物塗布於放電電極表面之後進行燒成的方法為較適。以下是針對較佳之第1絕緣層15、16以及第2絕緣層17、18的形成方法進行說明。

於該方法中，調製至少含有上述絕緣性無機材料的混合物，而以將該混合物覆蓋放電電極12、13表面的形式藉由塗布或印刷形成於放電電極12、13以及其間隙之間。之後，以絕緣層成為所希望的厚度的形式，用雷射照射以除去形成於間隙部的絕緣層形成用混合物。藉此，獲得覆蓋電極部的絕緣層，並且獲得用於形成放電觸發部的空間。進而，亦可使用例如離子銑削、蝕刻、雷射加工及切割等公知手法，獲得用於形成放電觸發部的空間。在調製混合物的時候或者在塗布或印刷混合物的時候，亦可調配溶劑或黏合劑等各種添加物。另外，在燒成時的處理條件沒有特別的限定，但若考慮生產性以及經濟性，則較佳為在大氣環境下以500~1200℃進行10分鐘~5小時左右。

在本實施形態中，放電觸發部14包含分散有絕緣性無機材料和導電性無機材料的混合物。進而，放電觸發部具有微小空間不連續地散佈的構造，而且具備擁有至少一個以上的中空部31a、31b的中空構造。圖2係將本實施形態的靜電對策元件100以形成於第1絕緣性基板上的放電電極12、13與第2絕緣層17、18的介面而切開的示意剖面圖。於此，放電電極12、13係以其前端部露出於該等中空部31a、31b內的形式而被配置。放電觸發部14為分散有微小空間或絕緣性無機材料和導電性無機材料的混合物，在放電觸發部內具有中空構造，另一方面成為具有微小空間不連續地散佈的構造。

微小空間係賦予多孔性於放電觸發部14，藉此，吸收由放電而產生的熱或應力，並緩和由於電極12、13以及其周邊的熔融或變形等而造成的破壞。於此，在本說明書中所謂微小空間係指其大小為0.1~5μm者。另外，在本說明書中，微小空間的大小係指，當於任意剖面觀察放電觸發部14時，縱橫比為1~5的球狀者係中值粒徑(D50)，對於其他形狀係指長軸以及短軸的算術平均值，而設為任意選擇的50個點的平均值。微小空間的大小或相對於放電觸發部14的微小空間的體積比例係能夠對應於所希望的靜電吸收特性及相對於重複放電的耐久性以及電極12、13之間的防止短路特性而進行適當設定，雖然沒有特別的限定但是微小空間的大小更佳為0.1~2μm，另外，相對於放電觸發部14的微小空間的含有比率(體積比例)較佳為1~40vol%，更佳為5~20vol%。

放電觸發部14的中空部的個數沒有特別的限定。在本實施形態中係採用了具有兩個中空部31a、31b的中空構造，但是對於中空部的個數並沒有限制，即使是只有一個或者是複數個皆可。因為隨著中空部的個數增加，而相對於一個中空部的放電發生頻率降低，所以重複使用的耐久性會更進一步提高。此外，在設置複數個中空部的情況下，各個中空部的形状‧大小既可以為相同也可以為相異。

另外，關於中空部31a、31b的形状亦無特别的限定。例如可以採用球狀、橢圓球狀以及不定形狀等任意形狀。特别是中空部31a、31b較佳為沿著連結電極12、13之間的方向而進行延伸的形狀。藉由如此形成中空部31a、31b，從而在電極12、13之間所產生的放電在中空部沿面進行放電，所以放電觸發部的劣化變少，耐久性提高，並且能夠抑制峰值電壓或放電開始電壓的偏差。

另一方面，關於中空部31a、31b的大小亦無特別的限定，但是從抑制由於放電而引起的破壞並提高耐久性的觀點來看，較佳為，圖2所示的連結電極12、13之間的方向上的中空部31a、31b之長度△M，至少為電極12、13之間的間隙距離△G的0.5倍~未滿表示放電觸發部14的長度的△L(相當於圖1的△L)。此外，所謂連結電極12、13之間的方向上的中空部31a、31b的長度係指連結電極12、13之間的方向上的中空部31a、31b的最大長度。具體而言，從第2絕緣性基板的外側以使中空部31a、31b露出的方式慢慢研磨，藉由電子顯微鏡等，測量中空部31a、31b的最大長度。所謂放電觸發部14的長度係指連結電極12、13之間的方向上的放電觸發部14的最大長度。例如，在製作間隙距離△G為10~20μm左右的靜電對策元件100的情況下，連結電極12、13之間的方向上的中空部31a、31b的長度為5~10μm左右，並且未滿放電觸發部14的長度。圖3係概略性地表示本實施形態的靜電對策元件100的內部構造的立體示意圖。如圖2以及圖3所示，藉由將連結電極12、13之間的方向上的中空部31a、31b的長度設定為電極12、13之間的間隙距離△G的1.0倍以上，而作為電極12、13的前端部露出於中空部31a、31b內之配置，從而能夠更確實地抑制由於在電極12、13之間所產生的放電而引起的對放電觸發部的破壞。另外，放電觸發部的劣化變少，耐久性更加提高，並且能夠進一步抑制峰值電壓或放電開始電壓的偏差。

以下，對較佳之放電觸發部14的形成方法進行說明。首先，調製含有絕緣性無機材料和導電性無機材料的混合物，由塗布或者印刷等將該混合物形成於電極12、13的間隙之間。接著，於賦予至電極12、13之間隙之間之混合物上的既定位置，進行進一步之塗佈或印刷，將用於製作中空部31a、31b之中空部形成用膏體狀混合物形成所需形狀。之後，對應於需要，亦可進而利用塗佈或印刷等將上述混合物賦予至放電觸發部形成用膏體上之既定位置。其後，藉由實施燒成處理從而使消失材料熱分解‧發揮等而使其消失。藉由如此在燒成時除去消失材料，從而獲得在所希望的位置上具有所希望形狀的中空部31a、31b的放電觸發部14。於此，在燒成時的處理條件並没有特别的限定。若考慮生產性以及經濟性，則較佳為在大氣環境下，以500~1200℃進行10分鐘~5小時左右。

此外，作為在上述方法中所使用的消失材料，只要是在燒成時進行熱分解‧揮發等而消失者，即無特别的限定，而能夠適當選擇公知之材料以使用。作為如此之消失材料的具體例，例如可列舉樹脂顆粒或溶劑與樹脂的混練物即樹脂膏體，但不特別限定於該等。作為代表性的樹脂顆粒，例如可列舉丙烯酸系樹脂等之在熱分解性方面表現優異者。此外，樹脂顆粒的形狀並没有特别的限定，即使為例如錘狀、柱狀、縱橫比為1~5的球狀、縱橫比超過5的橢圓球狀、不定形狀中之任一種亦可。另外，作為代表性的樹脂膏體例如可以列舉在燒成時進行熱分解‧揮發‧消失的樹脂，例如將丙烯酸樹脂、乙基纖維素、聚丙烯等混合於公知之溶劑者。

還有，在本說明書中，所謂樹脂顆粒的粒徑，於球狀物係指中值粒徑(D50)，於其他形狀者係指長軸以及短軸的算術平均值。

在調製混合物的時候，亦可調配溶劑、黏合劑等各種添加物。另外，在塗布或者印刷混合物的時候，也可以調配溶劑、黏合劑等各種添加物。在使用樹脂膏體製作中空部31a、31b的情況下，可以獲得所希望形狀‧尺寸的中空部31a、31b的形式適當調整樹脂膏體的固體成分濃度或黏度等。此外，在調製樹脂膏體的時候，或者在塗佈或者印刷樹脂膏體的時候，亦可調配溶劑、表面活性劑、增黏劑等各種添加物。另外，即使使用包含具有對應於所希望形狀‧尺寸的中空部31a、31b的形狀並在燒成時進行熱分解‧揮發‧消失的樹脂或者纖維等之構造體等取代消失材料或者與消失材料一起，亦可製作中空部31a、31b。

此外，作為用於製作中空部31a、31b的其他方法，也可預先施加高電壓，藉由放電而在放電觸發部內形成中空部31a、31b。在以如此之方法形成中空部31a、31b的情況下，如圖2所示般放電電極12、13的前端部成為凹陷之構造。

在包含導電性無機材料和絕緣性無機材料的放電觸發部中，為了形成上述微小空間，作為上述絕緣性無機材料係使用在燒成絕緣性積層體的溫度下不會燒結的絕緣性無機材料。由於上述絕緣性無機材料在燒成絕緣性積層體的溫度下不會燒結，所以在絕緣性無機材料的顆粒之間形成有上述微小空間。另外，由於上述放電觸發部的絕緣性無機材料不會燒成收縮，所以抑制在導電性無機材料之燒成時的凝集，亦可防止短路不良。

在包含導電性無機材料和絕緣性無機材料的放電觸發部中，導電性無機材料的含有率較佳為20vol%以上90vol%以下。藉由以含有玻璃質的絕緣層覆蓋放電電極，從而能夠增多包含於放電觸發部的導電性無機材料的含有率，其結果提高了放電特性。在上述構成之靜電對策元件中，藉由以高緻密性的絕緣層覆蓋放電電極，從而能夠抑制在元件製作時的燒成步驟中之放電電極與放電觸發部的導電性無機材料彼此的連接。該等結果為可增多放電觸發部中的導電性無機材料的含有率，而能夠使放電特性提高。

作為構成上述放電觸發部的導電性無機材料的具體例，例如可以列舉金屬、合金、金屬碳化物、金屬硼化物等，但並不特別限定於該等。若考慮導電性，則較佳為C、Ni、Al、Fe、Cu、Ti、Cr、Au、Ag、Pd以及Pt或者該等金屬之合金。

作為構成上述放電觸發部的絕緣性無機材料的具體例，例如可以列舉金屬氧化物或AlN等金屬氮化物等，但並不特別限定於該等。若考慮絕緣性或成本方面，則較佳為Al₂O₃、SrO、CaO、 BaO、TiO₂、SiO₂、ZnO、In₂O₃、NiO、CoO、SnO₂、Bi₂O₃、Mg₂SiO₄、V₂O₅、CuO、MgO、ZrO₂、Mg₂SiO₄、AlN、BN以及SiC。該等既可以單獨使用一種也可以合併使用兩種以上。絕緣性無機材料既可以作為均一的膜而形成，也可以作為顆粒的凝集體而形成，其性狀沒有特別限定。即使在該等之中，從賦予高度絕緣性的觀點來看，更佳為使用Al₂O₃、SiO₂、Mg₂SiO₄等。

放電觸發部14的厚度並沒有特別的限定，可做適當設定。具體而言，較佳為10nm~60μm，更佳為100nm~50μm。

於此情況下，將放電觸發部14和第2絕緣層17、18各自的介面的最短距離用直線連接，而將與該直線垂直方向的放電觸發部14的厚度作為放電觸發部厚度。

較佳為，放電觸發部14具有向第1絕緣性基板19以及第2絕緣性基板20突出的形狀，並且以如下形狀突出，即向上述絕緣性基板突出的各個最長突出長度為，在圖1的剖面圖中，具有對向配置的一對放電電極的厚度的1/8以上的長度。向上述絕緣基板突出的最長突出長度較佳為在圖1的放電電極12-13之間的間隙距離△G的1/2的地點，將被對向配置的各個放電電極與兩者的絕緣性基板的介面作為基點，並以於垂直方向上相交的長度，設置包含以該長度為對向配置的放電電極厚度的1/8以上的長度形成之區域的形狀。藉由具有1/8以上突出的形狀，從而能夠減少電極角部的電場強度偏差，結果進一步改善放電特性偏差。另外，作為突出部的形狀並沒有特別的限定，但是兩側突出部之任一單側較佳為以覆蓋電極角部的形式朝向絕緣性基板側而保持楔形、半圓形、四邊形等形狀。其結果為改善放電特性偏差。

只要不脫離本發明的宗旨，本發明可作各種之變形，而不限定於上述實施形態。

[實施例]

以下，參照作為本發明之實施形態之實施例以及比較例的概略圖，即圖1至圖4並進行說明。

首先，確認對於相對於絕緣層的有無以及由於包含於絕緣層的絕緣性無機材料種類的不同所引起的放電的重複耐久性的影響。

(實施例1)

首先，作為絕緣性積層體而準備對由主成分為Al₂O₃和玻璃成分構成的材料進行薄片化之陶瓷薄片，以厚度成為13μm左右的形式，藉由網版印刷將Ag膏體印刷於其一邊表面，從而形成帶狀的電極圖案。印刷後的電極寬度設為0.4mm。接著，藉由YAG雷射對帶狀電極的中央部實施切削加工，藉此形成一對放電電極12、13。於此之加工條件係以從被對向配置的一方的放電電極12、13的下面，朝燒成後的第1絕緣性基板19的加工深度確保最低距離為10μm的形式而形成，放電電極12、13之間的間隙距離△G設為20μm。

接著，在上述第1絕緣性基板19上以及在放電電極12、13上，以如下所述順序形成第1絕緣層15、16以及第2絕緣層17、18。首先，將以Al₂O₃、SiO₂、SrO為主成分的鋁矽酸鹽玻璃用於絕緣性無機材料。混煉作為黏合劑的乙基纖維素類樹脂與作為溶劑的松脂醇，從而調製出固體成分濃度為8wt%的塗漆。接著，在將塗漆添加於上述玻璃之後，藉由混煉而調整絕緣性無機材料膏體。接著，以覆蓋第1絕緣性基板19的絕緣性表面上以及放電電極12、13的表面的一部分的形式，另外以第2絕緣層17、18的燒成後的厚度成為15μm的形式藉由網版印刷而塗佈所獲得的膏體狀的混合物。接著，藉由以第1絕緣層的厚度從放電電極表面起成為2μm的形式由YAG雷射對電極間隙中央部進行切削加工，而形成絕緣層。

接著，將丙烯酸樹脂混合於丁基卡必醇，以成為圖2所示之位置的形式，製作中空部31a、31b製作用的固體成分濃度為40質量%的中空部形成用的膏體狀混合物。接著，以如下順序將放電觸發部14形成於上述第1絕緣性基板19上以及第2絕緣層17、18上。首先，作為絕緣性無機材料以成為80vol%的形式秤取平均粒徑為1μm的Al₂O₃(住友化學股份有限公司製，商品編號：AM-27)，作為導電性無機材料而以成為20vol%的形式秤取平均粒徑為1μm的Ag顆粒(三井金屬礦業股份有限公司製，商品編號：SPQ05S)，混合該等而獲得混合物。與此分別地，混煉作為黏合劑的乙基纖維素類樹脂與作為溶劑的松脂醇，而調製出固體成分濃度為8質量%的塗漆。接著，在將塗漆添加至如上述般製得之混合物中之後，藉由混煉而調製出放電觸發部膏體。

接著，以埋入第1絕緣層15、16的間隙之間的形式，藉由網版印刷將獲得的膏體狀混合物，形成混合物層(放電觸發部14的前驅體)。進而，在將陶瓷薄片積層於混合物層上之後，藉由進行熱壓而製作出積層體。之後，將所獲得的積層體切斷為既定大小，並進行單片化。然後，在200℃下對被單片化的積層體實施一小時的熱處理(脫黏合劑處理)，之後，以每分鐘10℃進行升溫，在大氣中以950℃保持30分鐘，而獲得燒成體，此外，燒成後的一對放電電極12、13之間的間隙距離△G成為20μm，厚度成為10μm，絕緣層15、16的厚度從放電電極表面起成為1μm，絕緣層17、18的厚度從放電電極表面起成為15μm。

之後，藉由以連接於放電電極12、13的外周端部的形式形成以Ag為主成分的端子電極，從而獲得實施例1的靜電對策元件100。

(實施例2)

除了以燒成後的第2絕緣層17、18的厚度成為5μm的形式，由網版印刷條件進行調整之外，其餘均以與實施例1相同地操作而獲得實施例2的靜電對策元件。

(實施例3)

除了以燒成後的第2絕緣層17、18的厚度成為34μm的形式，由網版印刷條件進行調整之外，其餘均以與實施例1相同地操作而獲得實施例3的靜電對策元件。

(比較例1)

除了以燒成後的第2絕緣層17、18的厚度成為2μm的形式，由網版印刷條件進行調整之外，其餘均以與實施例1相同地操作而獲得比較例1的靜電對策元件。

(比較例2)

除了以燒成後的第2絕緣層17、18的厚度成為40μm的形式，由網版印刷條件進行調整之外，其餘均以與實施例1相同地操作而獲得比較例2的靜電對策元件。

(實施例4)

除了以燒成後的間隙距離△G成為40μm、第2絕緣層17、18的厚度成為3μm的形式，由網版印刷條件進行調整之外，其餘均以與實施例1相同地操作而獲得實施例4的靜電對策元件。

(實施例5)

除了以燒成後的間隙距離△G成為40μm、第2絕緣層17、18的厚度成為34μm的形式，由網版印刷條件進行調整之外，其餘均以與實施例1相同地操作而獲得實施例5的靜電對策元件。

(比較例3)

除了以燒成後的間隙距離△G成為40μm、第2絕緣層17、18的厚度成為1μm的形式，由網版印刷條件進行調整之外，其餘均以與實施例1相同地操作而獲得比較例3的靜電對策元件。

(比較例4)

除了以燒成後的間隙距離△G成為40μm、第2絕緣層17、18的厚度成為1μm的形式，由網版印刷條件進行調整之外，其餘均以與實施例1相同地操作而獲得比較例4的靜電對策元件。

(實施例6)

除了以朝燒成後的第1絕緣性基板19的加工深度成為0μm的形式，調整YAG雷射的加工條件之外，其餘均以與實施例1相同地操作而獲得實施例6的靜電對策元件。

(實施例7)

除了以燒成後的間隙距離△G成為5μm的形式，調整使用比YAG雷射的點徑更小的飛秒雷射的加工條件之外，其餘均以與實施例1相同地操作而獲得實施例7的靜電對策元件。

(比較例5)

除了以燒成後的間隙距離△G成為50μm的形式，由網版印刷條件進行調整之外，其餘均以與實施例1相同地操作而獲得比較例5的靜電對策元件。

<靜電放電試驗>

接著，關於以如上述形式獲得的實施例1~6以及比較例1~4的靜電對策元件，使用圖4所表示的靜電試驗電路來實施靜電放電試驗。試驗結果表示於表1。

該靜電放電試驗是根據國際標準IEC61000-4-2的靜電放電抗擾性試驗以及雜訊試驗並以人體模型為依據(放電電阻330Ω，放電電容150pF，施加電壓8kV，接觸放電)而進行。具體而言，如圖4的靜電試驗電路所示般，將評價物件的靜電對策元件的一方的端子電極連接於接地線路，並將靜電脈衝施加部連接至另一方端子電極之後，使放電槍接觸於靜電脈衝施加部並施加靜電脈衝。此外，靜電放電試驗係分別準備10個樣品，接著以8.0kV重複1000次而分別進行靜電放電試驗。放電特性係根據第一次放電試驗時的峰值電壓來進行評價。進而，於放電耐久性，係根據第1000次峰值電壓(Peak電壓)、1000次後的靜電電容(Cp)以及IR特性來進行評價。

另外，為了在同樣的實驗條件下評價電氣特性的偏差(σ)，準備各個樣品100個，進行靜電放電試驗。但是關於IR特性，由於下限值會成為問題，故記載最小值(Min.)。

根據表1以及表2的結果，本案實施例的靜電對策元件，係被確認為考慮偏差而取得了放電耐久試驗前後的峰值電壓和IR降低的平衡，並且被確認為在重複使用的耐久性方面表現優異。

另外，比較例1的靜電對策元件係自表1得知發生IR降低並且在重複使用的耐久性方面較差。因此，間隙距離短並且第2絕緣層薄的元件其第2絕緣層由於放電所產生的熱或衝擊而被破壞，所以，就暗示著在放電電極之間容易發生短路。此處被確認之IR降低，是指將比一般需求之絕緣電阻IR=1×10⁵Ω還要低者設為是IR降低。

另外，於比較例2及比較例4的靜電對策元件，被確認為，峰值電壓的偏差較大，並且發生IR降低，於重複使用的耐久性方面較差。

另外，於比較例3的靜電對策元件也被確認為峰值電壓高，並且發生IR降低，在重複使用的耐久性方面較差。因此，第2絕緣層薄的元件由於放電所產生的熱或衝擊而將第2絕緣層破壞，所以，就暗示著在放電電極之間容易發生短路。

(產業上之可利用性)

如以上說明般，本發明之靜電對策元件因為具有以下所述特徵，即，放電特性以及重複使用的耐久性提高，進而提高放電特性，所以能夠廣泛而且有效地利用於具備本發明之靜電對策元件的電子‧電氣設備以及具備該等之各種機器、設備以及系统等。