專利名稱：放電間隙填充用組合物和靜電放電保護(hù)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放電間隙填充用組合物和靜電放電保護(hù)體，更具體而言，涉及放電時(shí)的工作性優(yōu)異、能夠小型化、低成本化的靜電放電保護(hù)體，以及在該靜電放電保護(hù)體中使用的放電間隙填充用組合物。
背景技術(shù)：
如果帶電的導(dǎo)電性物體(例如人體)與其它導(dǎo)電性物體(例如電子設(shè)備)接觸或充分接近，則會(huì)發(fā)生激烈放電。該現(xiàn)象被稱為靜電放電(electro-staticdischarge，以下也記為“ESD”。)，有時(shí)會(huì)引起電子設(shè)備的誤操作、損傷等問題，或成為爆炸性氣氛中爆炸的導(dǎo)火索。ESD是電氣系統(tǒng)和集成電路所遭受的破壞性且不可避免的現(xiàn)象之一。若從電學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)明，ESD是指具有數(shù)安培峰值電流的高電流持續(xù)10納秒至300納秒的瞬間高電流現(xiàn)象。因此，發(fā)生ESD時(shí)，如果不將大體上數(shù)安培的電流在幾十納秒以內(nèi)導(dǎo)向集成電路外， 則該集成電路會(huì)遭受極難修復(fù)的損傷，或發(fā)生不良狀況或劣化，無(wú)法正常地起作用。近年來(lái)，電子部件、電子設(shè)備的輕量化、薄型化、小型化的潮流迅速進(jìn)展。隨之，半導(dǎo)體的集成度、電子部件在印刷配線基板上的安裝密度顯著提高，過(guò)密地集成或安裝的電子元件、信號(hào)線彼此極其接近地存在。進(jìn)而，信號(hào)處理速度也被高速化了。其結(jié)果是，形成容易誘導(dǎo)產(chǎn)生高頻輻射噪音的狀況?；谶@樣的狀況，進(jìn)行了保護(hù)電路內(nèi)的IC等不受ESD 破壞的靜電放電保護(hù)元件的開發(fā)。以往，作為保護(hù)電路內(nèi)的IC等不受ESD破壞的靜電放電保護(hù)元件，有由金屬氧化物等的燒結(jié)體形成的整體結(jié)構(gòu)的元件(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。該元件是由燒結(jié)體形成的疊層型片式壓敏電阻器，具備疊層體和一對(duì)外部電極。壓敏電阻器具有當(dāng)施加電壓達(dá)到某一定以上的值時(shí)在此之前不流動(dòng)的電流突然流出這樣的性質(zhì)，對(duì)靜電放電具有優(yōu)異的抑制力。然而，作為燒結(jié)體的疊層型片式壓敏電阻器無(wú)法避免由片成型、內(nèi)部電極印刷、片疊層等構(gòu)成的復(fù)雜制造工藝，并且，存在安裝工序中也容易發(fā)生層間剝離等不良狀況。此外，作為保護(hù)電路內(nèi)的IC等不受ESD破壞的靜電放電保護(hù)元件，有放電型元件。 放電型元件還具有漏電流小、原理簡(jiǎn)單、不易發(fā)生故障這樣的優(yōu)勢(shì)。此外，放電電壓可以根據(jù)放電間隙的寬度來(lái)調(diào)整。此外，在制成密封結(jié)構(gòu)的情況下，根據(jù)氣體的壓力、氣體的種類來(lái)決定放電間隙的寬度。作為實(shí)際上市售的放電型元件，有形成圓柱狀的陶瓷表面導(dǎo)體皮膜，通過(guò)激光等在該皮膜上設(shè)置放電間隙，將其進(jìn)行玻璃封裝而得的元件。該市售的玻璃封裝的放電型元件，雖然靜電放電保護(hù)特性優(yōu)異，但是其形態(tài)復(fù)雜，因此作為小型的表面安裝用元件，尺寸方面有限制，而且存在成本難以降低這樣的問題。此外，公開了在配線上直接配線形成放電間隙，通過(guò)該放電間隙的寬度來(lái)調(diào)整放電電壓的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)2 4)。專利文獻(xiàn)2中例示了放電間隙的寬度為4mm， 專利文獻(xiàn)3中例示了放電間隙的寬度為0. 15mm。此外，專利文獻(xiàn)4中公開了，在通常的電子元件的保護(hù)時(shí)，作為放電間隙優(yōu)選為5 60 μ m，為了通過(guò)靜電放電保護(hù)敏感的IC、LSI，優(yōu)選使放電間隙為1 30μπι，特別是在只要僅僅除去大的脈沖電壓部分即可的用途中可以增大至150 μ m左右。然而，如果在放電間隙部分沒有保護(hù)，則在施加高電壓時(shí)會(huì)發(fā)生氣體放電，或者由于環(huán)境中的濕度、氣體使導(dǎo)體表面發(fā)生污染而放電電壓變化，或者由于設(shè)置有電極的基板的碳化而可能會(huì)使電極短路。此外，在具有放電間隙的靜電放電保護(hù)體中，在通常的工作電壓，例如一般小于 DClOV時(shí)，要求高的絕緣電阻性，因而在電極對(duì)的放電間隙中設(shè)置耐電壓性的絕緣性部件是有效的。如果為了保護(hù)放電間隙，而在放電間隙中直接填充通常的保護(hù)劑類作為絕緣性部件，則會(huì)引起放電電壓的大幅上升，不實(shí)用。雖然在1 2μπι左右或2μπι以下的極窄的放電間隙中填充通常的保護(hù)劑類的情況下，可以降低放電電壓，但是存在填充的保護(hù)劑類發(fā)生微小劣化，或者絕緣電阻降低，或者根據(jù)情況會(huì)導(dǎo)通這樣的問題。專利文獻(xiàn)5中公開了在絕緣基板上設(shè)置10 50 μ m的放電間隙，在端部對(duì)置的一對(duì)電極圖案之間設(shè)置以ZnO為主成分且包含碳化硅的功能膜的保護(hù)元件。該保護(hù)元件與疊層型片式壓敏電阻器相比，構(gòu)成簡(jiǎn)單，并具有可以作為基板上的厚膜元件來(lái)制造的優(yōu)點(diǎn)。然而，對(duì)于這些ESD對(duì)策元件而言，雖然隨著電子設(shè)備的進(jìn)化，實(shí)現(xiàn)了安裝面積的降低化，但是形態(tài)始終是元件，因此需要通過(guò)焊料等安裝在配線基板上。因此，電子設(shè)備中， 設(shè)計(jì)自由度少，并且，包括高度而在小型化方面存在限制。因此，期望不固定元件，以包含小型化的自由形態(tài)在必要的位置并且必要的面積部分采用ESD對(duì)策。另一方面公開了，作為ESD保護(hù)材料，使用樹脂組合物(例如，參照專利文獻(xiàn)6)。 這里的樹脂組合物的特征是，包含由絕緣粘合劑的混合物構(gòu)成的母材、具有小于ΙΟμπι的平均粒徑的導(dǎo)電性粒子、和具有小于ΙΟμπι的平均粒徑的半導(dǎo)體粒子。此外，作為ESD保護(hù)材料，公開了表面被絕緣性氧化皮膜覆蓋的導(dǎo)電性和半導(dǎo)體粒子的混合物通過(guò)絕緣性粘合劑被連結(jié)的組合物材料、規(guī)定了粒徑范圍的組合物材料、規(guī)定了導(dǎo)電性粒子之間的面間隔的組合物材料等(例如，參照專利文獻(xiàn)7)。然而，專利文獻(xiàn)7所記載的方法中，導(dǎo)電性粒子、半導(dǎo)體粒子的分散方法未最佳化，因此存在低電壓時(shí)得不到高電阻值，或高電壓時(shí)得不到低電阻值等技術(shù)上的不穩(wěn)定因
ο此外，這些組合物在放電時(shí)的工作電壓高，因此特別不適合保護(hù)低電阻的元件的目的。特別是如果大量配合半導(dǎo)電性粒子、絕緣性粒子，則會(huì)使工作性降低，另一方面，在僅配合金屬粒子的情況下，存在耐高電壓性低這樣的問題。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-353845號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平3-89588號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開平5-67851號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開平10-27668號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 日本特開2007-266479號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6 日本特表2001-523040號(hào)公報(bào)
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專利文獻(xiàn)7 美國(guó)專利第4，726，991號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的是，提供針對(duì)各種設(shè)計(jì)的電子電路基板等電子設(shè)備，可以以自由的形狀且簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)ESD對(duì)策，并且，放電時(shí)的工作性優(yōu)異、 能夠小型化、低成本化的靜電放電保護(hù)體，以及提供能夠用于制造那樣的靜電放電保護(hù)體的放電間隙填充用組合物。解決課題的手段本發(fā)明人為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用下述放電間隙填充用組合物能夠得到放電時(shí)的工作性優(yōu)異、能夠小型化、低成本化的靜電放電保護(hù)體，所述放電間隙填充用組合物是包含金屬粉末(A)和粘合劑成分(B)的組合物， 上述金屬粉末(A)中的一次粒子的表面被包含金屬氧化物的膜覆蓋，上述金屬粉末(A)中的一次粒子的形狀為薄片狀。即，本發(fā)明涉及以下事項(xiàng)。[1], 一種放電間隙填充用組合物，是包含金屬粉末㈧和粘合劑成分⑶的組合物，其特征在于，所述金屬粉末(A)中的一次粒子的表面被包含金屬氧化物的膜覆蓋，所述金屬粉末(A)中的一次粒子的形狀為薄片狀。[2],根據(jù)上述[1]所述的放電間隙填充用組合物，其特征在于，所述金屬氧化物是下述通式(1)所示的金屬醇鹽的水解生成物，
權(quán)利要求
1.一種放電間隙填充用組合物，是包含金屬粉末(A)和粘合劑成分(B)的組合物，其特征在于，所述金屬粉末(A)中的一次粒子的表面被包含金屬氧化物的膜覆蓋，所述金屬粉末(A)中的一次粒子的形狀為薄片狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電間隙填充用組合物，其特征在于，所述金屬氧化物是下述通式(1)所示的金屬醇鹽的水解生成物，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放電間隙填充用組合物，其特征在于，所述通式(1)中的M為硅、鈦、鋯、鉭或鉿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)所述的放電間隙填充用組合物，其特征在于，還包含層狀物質(zhì)(C)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的放電間隙填充用組合物，其特征在于，所述包含金屬氧化物的膜為由所述金屬粉末(A)中的一次粒子本身形成的自氧化膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5的任一項(xiàng)所述的放電間隙填充用組合物，其特征在于，所述金屬粉末(A)的金屬元素為錳、鈮、鋯、鉿、鉭、鉬、釩、鎳、鈷、鉻、鎂、鈦或鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求4 6的任一項(xiàng)所述的放電間隙填充用組合物，其特征在于，所述層狀物質(zhì)(C)是選自層狀粘土礦物(Cl)和層狀碳(以)中的至少1種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4 7的任一項(xiàng)所述的放電間隙填充用組合物，其特征在于，所述層狀物質(zhì)(C)是層狀碳(C2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放電間隙填充用組合物，其特征在于，所述層狀碳((^)是選自碳納米管、氣相生長(zhǎng)碳纖維、碳富勒烯、石墨和碳炔系碳中的至少1種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9的任一項(xiàng)所述的放電間隙填充用組合物，其特征在于，所述粘合劑成分(B)包含熱固性化合物或活性能量射線固化性化合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 10的任一項(xiàng)所述的放電間隙填充用組合物，其特征在于，所述粘合劑成分(B)包含熱固性聚氨酯樹脂。
12.一種靜電放電保護(hù)體，是至少具有2個(gè)電極、在所述2個(gè)電極之間具有放電間隙的靜電放電保護(hù)體，其特征在于，具有將權(quán)利要求1 11的任一項(xiàng)所述的放電間隙填充用組合物填充在所述放電間隙中而形成的放電間隙填充部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的靜電放電保護(hù)體，其特征在于，所述放電間隙的寬度為 5 μ m ~ 300 μ m。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的靜電放電保護(hù)體，其特征在于，在所述放電間隙填充部件的表面形成有保護(hù)層。
15.一種電子電路基板，具有權(quán)利要求12 14的任一項(xiàng)所述的靜電放電保護(hù)體。
16.一種撓性電子電路基板，具有權(quán)利要求12 14的任一項(xiàng)所述的靜電放電保護(hù)體。
17.一種電子設(shè)備，具有權(quán)利要求15所述的電子電路基板或權(quán)利要求16所述的撓性電子電路基板。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供可以對(duì)各種設(shè)計(jì)的電子電路基板以自由的形狀且簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)ESD對(duì)策，并且，放電時(shí)的工作性優(yōu)異、能夠小型化、低成本化的靜電放電保護(hù)體，以及提供可以用于制造那樣的靜電放電保護(hù)體的放電間隙填充用組合物。作為解決問題的方法是，提供放電間隙填充用組合物以及使用該組合物而獲得的一種靜電放電保護(hù)體，所述放電間隙填充用組合物是包含金屬粉末(A)和粘合劑成分(B)的組合物，其特征在于，上述金屬粉末(A)中的一次粒子的表面被包含金屬氧化物的膜覆蓋，上述金屬粉末(A)中的一次粒子的形狀為薄片狀。
文檔編號(hào)C08L75/04GK102460867SQ20108002685
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者東幸彥, 大西美奈, 石原吉滿, 那賀文彰 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社