專利名稱：靜電對策部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于吸收靜電的靜電對策部件。
背景技術(shù)：
近年來，為了滿足移動電話等電子設(shè)備的小型化、高性能化的要求，正在推進(jìn)IC 進(jìn)一步的微細(xì)化、高集成化，而另一方面，耐壓性不斷降低。即使是像人體與電子設(shè)備的端 子等接觸時產(chǎn)生的靜電放電電涌那樣能量小的電涌，也會導(dǎo)致IC發(fā)生損壞或誤動作。作為對策，目前在采用如下方法在靜電侵入的布線與地之間設(shè)置靜電對策部件， 使靜電旁通來抑制對IC施加的高電壓。靜電對策部件具有這樣的特性在通常狀態(tài)下阻抗 值高，將電氣阻斷，但當(dāng)施加了靜電等的高壓時，阻抗值下降，可使電氣通過。作為具有這樣 的特性的靜電對策部件，公知有齊納二極管、疊層壓敏電阻器以及間隙放電元件等。專利文獻(xiàn)1、2公開了現(xiàn)有的作為靜電對策部件的間隙放電元件。間隙放電元件具 有具有空洞部的陶瓷坯體；埋設(shè)在陶瓷坯體中的一對放電用電極；以及分別與放電用電 極連接的端子電極。放電用電極經(jīng)由空洞部而彼此相對。放電用電極通常處于斷開狀態(tài)，但 當(dāng)施加了靜電等的高電壓時，在空洞部內(nèi)，在放電用電極之間發(fā)生放電，從而有電流流過。從根本上講，間隙放電元件與齊納二極管、疊層壓敏電阻器等其它靜電對策部件 相比，寄生靜電電容值很小。當(dāng)具有大的寄生靜電電容值的靜電對策部件與信號線相連時， 在信號的頻率高的情況下，信號質(zhì)量劣化，因此，寄生靜電電容值低的靜電對策部件比較理 想。因此，間隙放電元件可與上述那樣的信號線連接。另外，在發(fā)生放電的空洞部內(nèi)只有空 氣，不存在部件，因此，即使被施加了高電壓的靜電，陶瓷元件也不會受到損壞，與其它靜電 對策部件相比，具有優(yōu)勢。然而，一對放電用電極隔開規(guī)定的間隔，于空洞部露出。而且，有時空洞部內(nèi)的溫 度在靜電放電時會瞬間達(dá)到2500°C以上的高溫。因而當(dāng)連續(xù)反復(fù)地施加了靜電時，放電用 電極可能發(fā)生熔化從而導(dǎo)致短路。專利文獻(xiàn)1 日本特開平1-102884號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開平11-265808號公報

發(fā)明內(nèi)容
靜電對策部件具有內(nèi)部具有空洞部的陶瓷坯體；以及經(jīng)由空洞部而相對的2個 放電用電極。放電用電極由含有80%重量百分比以上的鎢的金屬構(gòu)成。在放電用電極中， 相對于鎢的總量，與氧結(jié)合的鎢的量為2.0%原子百分比以下。對于該靜電對策部件，即使反復(fù)對放電用電極施加高電壓的靜電，發(fā)生短路的可 能性也很小，具有高可靠性。


圖1A是本發(fā)明的實(shí)施方式1的靜電對策部件的立體圖。
圖1B是圖1A所示的靜電對策部件的線1B-1B處的剖視圖。圖2A是示出實(shí)施方式1的靜電對策部件的制造方法的剖視圖。圖2B是示出實(shí)施方式1的靜電對策部件的制造方法的剖視圖。圖2C是示出實(shí)施方式1的靜電對策部件的制造方法的剖視圖。圖2D是示出實(shí)施方式1的靜電對策部件的制造方法的剖視圖。圖2E是示出實(shí)施方式1的靜電對策部件的制造方法的剖視圖。圖3A是示出實(shí)施方式1的靜電對策部件的另一制造方法的俯視圖。圖3B是圖3A所示的靜電對策部件的線3B-3B處的剖視圖。圖4是示出實(shí)施方式1的靜電對策部件的又一制造方法的剖視圖。圖5是示出實(shí)施方式1的靜電對策部件的靜電放電試驗(yàn)的試驗(yàn)電路圖。圖6示出了實(shí)施方式1的靜電對策部件的靜電對策部件的靜電放電試驗(yàn)中的電 壓。圖7示出了實(shí)施方式1的靜電對策部件的放電用電極的材料。圖8示出了用于形成實(shí)施方式1的靜電對策部件的樹脂層的樹脂漿。圖9示出了實(shí)施方式1的靜電對策部件的空洞部的尺寸以及放電用電極彼此相對 的面積。圖10A示出了實(shí)施方式1的靜電對策部件的特性。圖10B示出了實(shí)施方式1的靜電對策部件的特性。圖11A示出了本發(fā)明的實(shí)施方式2的靜電對策部件的特性。圖11B示出了本發(fā)明的實(shí)施方式2的靜電對策部件的特性。圖12示出了對實(shí)施方式2的靜電對策部件施加的靜電脈沖電壓與抑制峰值電壓 之間的關(guān)系。標(biāo)號說明101陶瓷坯體；102空洞部；103放電用電極(第1放電用電極)；104放電用電極 (第2放電用電極)；105端子電極(第1端子電極)；106端子電極(第2端子電極)；111 靜電對策部件；301生片(green sheet)(第1生片)；302金屬層(第1金屬層)；303樹脂 層；303C樹脂球；303D漿狀樹脂；304生片(第3生片)；305生片(第4生片)；306金屬 層(第2金屬層)；307生片(第2生片)；308未燒結(jié)層疊體；310生片(第3生片)；310E 開口部；311未燒結(jié)層疊體；312未燒結(jié)層疊體。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施方式1)圖1A是本發(fā)明的實(shí)施方式1的靜電對策部件111的立體圖。圖1B是圖1A所示 的靜電對策部件111的線1B-1B處的剖視圖。靜電對策部件111具有陶瓷坯體101、埋設(shè) 在陶瓷坯體101中的放電用電極103和104、以及分別與放電用電極103、104連接的端子電 極105、106。端子電極105、106分別設(shè)置在陶瓷坯體101的彼此相反側(cè)的端部101A、101B 上。在陶瓷坯體101內(nèi)設(shè)有空洞部102。放電用電極103、104露出于空洞部102，且隔著空 洞部102隔開規(guī)定的距離D101而彼此相對。即，放電用電極103、104經(jīng)由空洞部102而彼 此相對。
陶瓷坯體101優(yōu)選由含有以下主成分的陶瓷絕緣體構(gòu)成，所述主成分是從氧化 鋁、鎂橄欖石、滑石、富鋁紅柱石、堇青石中選擇出的至少一種陶瓷組成物。這些絕緣體的相 對介電常數(shù)低至15以下，可降低放電用電極103、104之間的寄生電容值。放電用電極103、104由含有80%重量百分比以上的鎢的金屬形成，相對于鎢的總 量，與氧結(jié)合的鎢的量為1.8%原子百分比以下。雖然希望與氧結(jié)合的鎢的量為鎢總量的 0%原子百分比，但實(shí)際上，大多情況下都要比0%原子百分比大。放電用電極103、104彼此 相對的部分103A、104A的面積、即相對面積為0. 01mm2以上1. 0mm2以下，放電用電極103、 104的部分103A、104A之間的距離D101為5 ii m以上16 ii m以下。接著，對靜電對策部件111的制造方法進(jìn)行說明。圖2A 圖2E是示出靜電對策 部件111的制造方法的剖視圖。首先，如圖2A所示，使用陶瓷漿，通過刮刀法來制作厚度大約為50 ym的由陶瓷絕 緣體構(gòu)成的生片301。然后，如圖2A所示，以使生片301的上表面301A的部分301D露出的 方式，利用導(dǎo)電漿，通過絲網(wǎng)印刷在生片301的上表面301A的部分301C上形成金屬層302。接著，如圖2B所示，以使金屬層302的上表面302A的部分302D露出的方式，在金 屬層302的上表面302A的部分302C上涂布樹脂漿而形成樹脂層303。形成樹脂層303的 樹脂漿由固態(tài)的樹脂球(resin bead) 303C和漿狀樹脂303D構(gòu)成。另外，如圖2B所示，在金 屬層302的上表面302A的部分302D上，形成由作為陶瓷絕緣體的陶瓷漿構(gòu)成的生片304， 并在生片301的上表面301A的部分301D上，形成由作為陶瓷絕緣體的陶瓷漿構(gòu)成的生片 305。接著，如圖2C所示，以使生片304的上表面304A露出的方式，在樹脂層303的上 表面303A上和生片305的上表面305A上，利用導(dǎo)電漿，通過絲網(wǎng)印刷形成金屬層306。接著，如圖2D所示，在生片304的上表面304A上和金屬層306的上表面306A上， 利用作為陶瓷絕緣體的陶瓷漿形成生片307，從而形成未燒結(jié)層疊體308。接著，對未燒結(jié)層疊體308進(jìn)行切割，將其分離成多個單片。在含有0. 2%體積百 分比以上的氫的氮?dú)浠旌蠚夥罩袑Ψ蛛x后的未燒結(jié)層疊體308的單片進(jìn)行燒結(jié)。在對未燒 結(jié)層疊體308進(jìn)行燒結(jié)的期間，氫使金屬層302、306的表面的氧化物還原。通過該燒結(jié)，如 圖2E所示，得到了燒結(jié)層疊體309，該燒結(jié)層疊體309具有由生片301、304、305、307構(gòu)成 的陶瓷坯體101、以及由金屬層302、306構(gòu)成的放電用電極103、104。在該燒結(jié)中，樹脂層 303揮發(fā)，從而形成陶瓷坯體101內(nèi)的空洞部102。由此，放電用電極103、104露出于空洞 部102，且隔開規(guī)定的距離D101而彼此相對。在燒結(jié)后，以使陶瓷坯體101的外形尺寸為 1.6mmX0. 8mmX0. 8mm的方式，對生片進(jìn)行設(shè)計，放電用電極103、104的位于陶瓷坯體101 的彼此相反側(cè)的端部101A、101B露出。最后，如圖1B所示，以與放電用電極103、104接觸的方式，在陶瓷坯體101的端部 101A、101B涂布銅漿，并在800°C的氮?dú)夥罩羞M(jìn)行燒結(jié)，形成端子電極105、106。在上述制造方法中，通過溶劑將上述陶瓷組成物的粉末、粘合樹脂、可塑劑進(jìn)行混 合，由此來制作用于形成生片301、307的陶瓷漿。另外，通過將固態(tài)的樹脂球303C與漿狀 樹脂303D進(jìn)行攪拌來制作用于形成樹脂層303的樹脂漿。樹脂球303C是丙烯球，漿狀樹 脂303D是丙烯類樹脂。與其它樹脂相比，丙烯類樹脂在低溫下更容易分解，因此，在空洞部 102周圍的陶瓷坯體101上不容易產(chǎn)生缺陷。作為丙烯類樹脂的替代物，還可以利用其它在低溫下容易分解的樹脂來形成樹脂漿。形成金屬層302、303的導(dǎo)電漿由含有80%重量百分比以上的鎢的金屬構(gòu)成。與形成生片301、307的陶瓷漿同樣，形成生片304、305的陶瓷漿是通過將陶瓷組 成物的粉末、粘合樹脂、可塑劑以及溶劑進(jìn)行混合來制作的。但是，形成生片304、305的陶 瓷漿中的粘合樹脂的含有率比形成生片301、307的陶瓷漿大。由此，能夠防止構(gòu)成陶瓷坯 體1的生片301、304、305、307的分層(delamination)。另外，形成樹脂層303和生片304、 305的順序沒有特別限定，任何順序均具有相同的效果。圖3A是示出靜電對策部件111的另一制造方法的俯視圖和剖視圖，示出了具有1 塊生片310的未燒結(jié)層疊體311。圖3B是未燒結(jié)層疊體311的線3B-3B處的剖視圖。在 圖3A和圖3B中，對與圖2A 圖2E所示的部分相同的部分標(biāo)注相同的參照標(biāo)號，并省略其 說明。未燒結(jié)層疊體311具有生片310，來替代圖2D所示的未燒結(jié)層疊體308的生片304、 305。在生片310上形成有填入樹脂層303的開口部310E。生片310由與生片304、305相同 的材料構(gòu)成，且形成在金屬層302的上表面302A的部分302D上和生片301的上表面301A 的部分301D上。金屬層306形成在樹脂層303的上表面303A上和生片301的上表面301A 的部分301D的正上方的生片310的上表面310A的部分310C上。生片307形成在金屬層 306的上表面306A上和金屬層302的上表面302A的部分302D的正上方的生片310的上表 面310A的部分310D上。形成生片310的陶瓷漿中的粘合樹脂的含有率比形成生片301、 307的陶瓷漿大。由此，能夠防止構(gòu)成陶瓷坯體1的生片301、307、310的分層。對于不存在生片304、305的情況，會在樹脂層303中形成臺階，無法通過絲網(wǎng)印刷 高精度地涂布用于形成金屬層306的導(dǎo)電漿，有時會導(dǎo)致燒結(jié)后在陶瓷坯體1中產(chǎn)生缺陷。 而利用生片304、305，能夠消除該臺階，能夠高精度地涂布導(dǎo)電漿而形成金屬層306。圖4 是示出靜電對策部件111的又一制造方法的剖視圖，示出了實(shí)施方式1的另一個未燒結(jié)層 疊體312。圖4中，對與圖2A 圖2E所示的部分相同的部分標(biāo)注相同的參照標(biāo)號，并省略 其說明。在空洞部102很薄且用于形成空洞部102的樹脂層303很薄的情況下，是不需要 形成生片304、305的。在該情況下，金屬層306形成在樹脂層303的上表面303A上和生片 301的上表面301A的部分301D上，生片307形成在金屬層302的上表面302A的部分302D 上和金屬層306的上表面306A上。接著，制作靜電對策部件111的樣品，按照IEC-6100-4-2標(biāo)準(zhǔn)(4 20kV-150pF-330Q)對這些樣品進(jìn)行了靜電放電試驗(yàn)。圖5是靜電對策部件的靜電放電試 驗(yàn)的試驗(yàn)電路。數(shù)字示波器113與靜電對策部件111并聯(lián)連接。從靜電放電槍112向靜電 對策部件111直接施加靜電脈沖。由于該靜電脈沖的作用，經(jīng)由靜電對策部件111的空洞 部102，在放電用電極103、104之間發(fā)生放電而導(dǎo)通，即進(jìn)行工作，此時，靜電引起的電流的 大部分向地流入。在放電用電極103、104之間發(fā)生放電而導(dǎo)通的電壓是靜電對策部件111 的放電開始電壓。通過數(shù)字示波器113，可觀測受到靜電對策部件111抑制后的電壓。圖 6示出了所觀測到的電壓。在施加靜電脈沖之后，立刻觀測到高峰值電壓，然后電壓迅速衰 減。該峰值電壓就是抑制峰值電壓。即，靜電對策部件111將所施加的靜電脈沖的電壓抑 制為抑制峰值電壓。抑制峰值電壓越低，靜電對策部件越容易放電，性能越出色。為了評價放電用電極103、104的表面狀態(tài)，以使放電用電極103、104的表面從陶 瓷坯體101的上表面露出的方式，進(jìn)行了研磨。利用X射線光電子光譜(XPS)分析法，在X射線源Al-K α、光電子取出角45°、分析區(qū)域ΙΟΟμη φ、電壓25.9W的條件下，對露出的放
電用電極103、104的表面進(jìn)行測定，在放電用電極103、104的表面上，檢測與氧結(jié)合的鎢的 量和未與氧結(jié)合的鎢的量，根據(jù)檢測出的上述這些量來計算鎢的氧化物的量。
另外，還在8kV-150pF-330Q的條件下進(jìn)行了上述靜電放電試驗(yàn)，反復(fù)施加1000 次靜電脈沖，測定靜電對策部件111的絕緣電阻值的變化。圖7示出了靜電對策部件111的樣品的金屬層302、306(放電用電極103、104)的 材料Ml M5。圖8示出了靜電對策部件111的樣品的用于形成空洞部102的樹脂層303的 樹脂漿Rl R9的樹脂球的直徑和含有率。樹脂球由丙烯構(gòu)成。圖9示出了靜電對策部件 111的樣品的空洞部102的長度、寬度、放電用電極103、104相對的面積SlOl的組合Pl P5。圖10示出了由圖7 圖9所示的放電用電極103、104和樹脂漿形成的樣品的特性。圖10示出了各樣品的如下參數(shù)對未燒結(jié)層疊體308進(jìn)行燒結(jié)的燒結(jié)氣氛ATM 101 ATM 104;空洞部102的高度，即放電用電極103、104之間的距離DlOl(Pm)；放電用 電極103、104之間的靜電電容值ClOl(pF)；針對所施加的靜電脈沖電壓Vp (kV)的抑制峰 值電壓Vpeak(V)；放電用電極103、104表面的金屬氧化物的量AlOl (原子％ )；以及針對 靜電放電(ESD)次數(shù)的放電用電極103、104之間的絕緣電阻RlOl(Q)。絕緣電阻RlOl中 的“SC”表示放電用電極103、104之間的短路。在燒結(jié)氣氛ATM 101 ATM 104中，將樣品 的未燒結(jié)層疊體308保持在1250°C的溫度下2個小時，進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)氣氛ATM 101為氮 100%體積百分比、氫0%。燒結(jié)氣氛ATM 102為氮99. 9%體積百分比、氫0. 體積百分 比。燒結(jié)氣氛ATM 103為氮99. 8%體積百分比、氫0.2%體積百分比。燒結(jié)氣氛ATM 104 為氮99. 0%體積百分比、氫1. 0%體積百分比。樣品1 4只有燒結(jié)氣氛彼此不同。對于在氮100%、氫0%的燒結(jié)氣氛ATM 101 中燒結(jié)的樣品1，盡管會在電極103、104之間發(fā)生ESD，但在電極103、104的表面上，相對于 鎢的總量，與氧結(jié)合的鎢的量存在6%原子百分比。當(dāng)在電極103、104的表面上存在氧化物 時，表面上的電阻值變大，不易發(fā)生ESD。因此，樣品1的放電開始電壓高達(dá)8kV，針對施加 的高電壓靜電的抑制峰值電壓非常高。對于在氫為0. 2%體積百分比以上的燒結(jié)氣氛中燒 結(jié)的樣品3、4，放電用電極103、104表面的與氧結(jié)合的鎢的量低于2%原子百分比，放電開 始電壓、抑制峰值電壓均很低，具有良好的特性。當(dāng)燒結(jié)氣氛中氫的濃度很大時，陶瓷坯體 組成物在燒結(jié)時將被還原，從而失去絕緣性而半導(dǎo)體化。燒結(jié)氣氛中的氫的濃度的上限隨 該陶瓷組成物的種類和燒結(jié)溫度而變化，因此，可適當(dāng)確定其上限。樣品5 8只有放電用電極103、104的材料彼此不同。當(dāng)把銅與鎢混合時，二者 合金化，電極103、104的導(dǎo)電率提高，并且熔點(diǎn)降低。對于構(gòu)成放電用電極103、104的金屬 中的鎢量為80%重量百分比以上的樣品5、6，即使反復(fù)發(fā)生1000次ESD，電極103、104之 間也不會發(fā)生短路。對于具有鎢為70%重量百分比的電極103、104的樣品7，當(dāng)反復(fù)發(fā)生 500次ESD時，發(fā)生了短路。對于具有由鉬構(gòu)成的電極103、104的樣品8，僅僅50次ESD，就 在電極103、104之間發(fā)生了短路。在發(fā)生ESD時，空洞部102和電極103、104的溫度上升 至2500 3000°C。如果放電用電極103、104的熔點(diǎn)為該溫度以上，則即使反復(fù)發(fā)生ESD， 電極103、104也不會發(fā)生短路。樣品9 12只有放電用電極103、104相對的相對面積SlOl彼此不同。對于相對 面積SlOl大的樣品，絕緣電阻值因反復(fù)發(fā)生ESD而降低，對于相對面積SlOl小的樣品，抑制峰值電壓和放電開始電壓高。對于相對面積S101大于1. 0mm2的樣品11，重復(fù)1000次ESD后的絕緣電阻值為 106Q數(shù)量級，雖然不會發(fā)生短路但該值很低，因此，相對面積S101優(yōu)選為1. 0mm2以下。另 外，對于相對面積S101小于0. 01mm2的樣品12，在4kY的靜電下不會發(fā)生ESD，因此，相對 面積S101優(yōu)選為0. 01mm2以上。對于樣品13 20，形成空洞部102的樹脂漿不同。當(dāng)樹脂漿中的樹脂球的直徑 和含有率變化時，空洞部102的高度，即電極103、104之間的距離0101發(fā)生變化。當(dāng)距離 D101變小時，絕緣電阻值因反復(fù)發(fā)生ESD而降低。對于距離D101小于5iim的樣品13、14， 盡管在電極103、104間不發(fā)生短路，但絕緣電阻值已經(jīng)低至IX 105Q 1X108Q。另一方 面，當(dāng)距離D101增大時，不容易發(fā)生ESD，抑制峰值電壓增高。針對6kV的靜電，距離D101 超過20iim的樣品19、20的抑制峰值電壓高至900V以上?？斩床?02的高度即電極103、 104之間的距離D101優(yōu)選為5 20 ii m的范圍。對于距離D101超過16 y m的、20 y m的樣 品18，盡管抑制峰值電壓低，但在4kY的靜電下不會發(fā)生ESD。因此，電極103、104之間的 距離D101更加優(yōu)選為5 16iim的范圍。并且，為了進(jìn)一步降低抑制峰值電壓，還可以在陶瓷坯體101中形成其它電路。例 如，還可以在陶瓷坯體101中進(jìn)行細(xì)線(fine line)的構(gòu)圖而形成電感。另外，還可以通過 在陶瓷坯體101的表面上涂布、印刷電阻漿來形成電阻。對未燒結(jié)層疊體303進(jìn)行燒結(jié)時的燒結(jié)氣氛中含有的氫使放電用電極103、104表 面的氧化物還原。燒結(jié)氣氛也可以含有用于使放電用電極103、104(金屬層302、306)的表 面的氧化物還原的一氧化碳或亞硫酸氣體等其它還原性氣體，來替代氫。(實(shí)施方式2)實(shí)施方式2的靜電對策部件具有與圖1A和圖1B所示的實(shí)施方式1的靜電對策部 件111相同的結(jié)構(gòu)。在實(shí)施方式2的靜電對策部件中，放電用電極103、104由含有80重 量％以上的鎢的金屬形成，與氧結(jié)合的鎢的量為鎢總量的2. 0%原子百分比以下。雖然希望 與氧結(jié)合的鎢的量為鎢總量的0%原子百分比，但實(shí)際上，大多情況下都要比0%原子百分 比大。實(shí)施方式2的靜電對策部件可通過圖2A 圖2E所示的實(shí)施方式1的靜電對策部 件111的制造方法來制造。在實(shí)施方式2的靜電對策部件中，在含有使金屬層302、306表 面的氧化物還原的還原性氣體的氮?dú)夥罩校瑢D2D所示的未燒結(jié)層疊體308進(jìn)行燒結(jié)。在 實(shí)施方式2中，使用氫作為還原性氣體，但也可以使用其它還原性氣體。在燒結(jié)后，以使陶瓷坯體101的外形尺寸為2. 0mmX 1. 2mmX0. 8mm的方式，對生片 進(jìn)行設(shè)計。接著，制作實(shí)施方式2的靜電對策部件的樣品，與實(shí)施方式1相同，利用圖5所示 的靜電試驗(yàn)電路，按照IEC-6100-4-2標(biāo)準(zhǔn)(4 20kV-150pF-330Q)對這些樣品進(jìn)行了靜 電放電試驗(yàn)。另外，與實(shí)施方式1相同，在放電用電極103、104的表面上，檢測與氧結(jié)合的 鎢的量和未與氧結(jié)合的鎢的量，根據(jù)檢測出的上述這些量來計算鎢的氧化物的量。另外，還在8kV-150pF_330Q的條件下進(jìn)行了上述靜電放電試驗(yàn)，反復(fù)施加1000 次靜電脈沖，測定實(shí)施方式2的靜電對策部件的絕緣電阻值的變化。圖11示出實(shí)施方式2的靜電對策部件的樣品的特性，上述樣品具有由圖7所示的材料Ml M5形成、且在彼此不同的燒結(jié)氣氛中進(jìn)行燒結(jié)的燒結(jié)層疊體309。圖11示出了各樣品的以下參數(shù)對未燒結(jié)層疊體308進(jìn)行燒結(jié)的燒結(jié)氣氛ATM 101 ATM 104 ；電極103、104彼此相對的相對面積S101 (mm2)；空洞部102的高度，即放電 用電極103、104之間的距離0101(11111)；放電用電極103、104之間的靜電電容值(101( 朽； 針對所施加的靜電脈沖電壓Vp(kV)的抑制峰值電壓Vpeak(V)；放電用電極103、104表面 的金屬氧化物的量A101(原子％ )；以及針對靜電放電(ESD)次數(shù)的放電用電極103、104 之間的絕緣電阻R101(Q)。絕緣電阻R101中的“SC”表示放電用電極103、104之間的短 路。在燒結(jié)氣氛ATM 101 ATM 104中，將樣品的未燒結(jié)層疊體308保持在1250°C下2個 小時，進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)氣氛ATM 101為氮100%體積百分比、氫0%。燒結(jié)氣氛ATM 102為 氮99. 9%體積百分比、氫0. 體積百分比。燒結(jié)氣氛ATM 103為氮99. 8%體積百分比、氫 0.2%體積百分比。燒結(jié)氣氛ATM 104為氮99.0%體積百分比、氫1.0%體積百分比。樣品21 24只有燒結(jié)氣氛彼此不同。對于在氮100%、氫0%的燒結(jié)氣氛ATM 101中燒結(jié)的樣品21，盡管會在電極103、104之間發(fā)生ESD，但在電極103、104的表面上， 相對于鎢的總量，與氧結(jié)合的鎢的量存在6%原子百分比。由于只是利用X射線光電子光 譜(XPS)分析法，對從電極103、104的表面起幾nm厚度的部分進(jìn)行了分析，因此，基本不影 響電極整體的電阻值。當(dāng)在電極103、104表面上存在氧化物時，表面上的電阻值變大，不容 易發(fā)生ESD。因此，樣品21的放電開始電壓高達(dá)15kV，針對施加的高電壓靜電的抑制峰值 電壓非常高。對于在氫為0.2%體積百分比以上的燒結(jié)氣氛中燒結(jié)的樣品23、24，放電用電 極103、104表面的與氧結(jié)合的鎢的量低于2%原子百分比，放電開始電壓和抑制峰值電壓 均很低，具有良好的特性。燒結(jié)氣氛中氫的濃度上限只要是不會使陶瓷在燒結(jié)時發(fā)生還原 的濃度即可，沒有特別限定。樣品25 28除了具有1. 0mm2的較大的相對面積之外，分別與樣品21 24相同。 對于樣品25 28，與樣品21 24相同，也是當(dāng)放電用電極103、104表面的與氧結(jié)合的鎢 的量低于2%原子百分比時，放電開始電壓和抑制峰值電壓均很低，具有良好的特性。樣品29 32只有放電用電極103、104的材料彼此不同。當(dāng)把銅與鎢混合時，二 者合金化，電極103、104的導(dǎo)電率提高，并且熔點(diǎn)降低。對于構(gòu)成放電用電極103、104的 金屬中鎢的量為80%重量百分比以上的樣品29、30，即使反復(fù)發(fā)生1000次ESD，電極103、 104之間也不會發(fā)生短路。對于具有鎢為70%重量百分比的電極103、104的樣品31，當(dāng)反 復(fù)發(fā)生500次ESD時，發(fā)生了短路。對于具有由鉬構(gòu)成的電極103、104的樣品32，僅僅50 次ESD，就在電極103、104之間發(fā)生了短路。在發(fā)生ESD時，空洞部102和電極103、104的 溫度上升至2500 3000°C。如果放電用電極103、104的熔點(diǎn)為該溫度以上，則即使反復(fù)發(fā) 生ESD，電極103、104之間也不會短路。圖12示出了針對施加給樣品21 24的靜電脈沖電壓Vp的抑制峰值電壓Vpeak。 如圖12所示，放電開始電壓和抑制峰值電壓隨著通過XPS分析法對放電用電極103、104的 表面進(jìn)行測定而得到的與氧結(jié)合的鎢的比例而變化。如圖12所示，與氧結(jié)合的鎢量分別為 2. 0%原子百分比、1. 2%原子百分比的樣本23、24展現(xiàn)出較低的放電開始電壓和較低的抑 制峰值電壓。當(dāng)考慮到電極103、104表面上的氧化物的上述作用時，如果與氧結(jié)合的鎢量 為2.0%原子百分比以下，則可認(rèn)為靜電對策部件具有相同的效果。另外，在實(shí)施方式1、2中，“上表面”、“正上方”等表示方向的用語表示由靜電對策部件的生片、金屬層、樹脂層等結(jié)構(gòu)部件的位置決定的相對方向，而不表示上下方向等絕對 方向。產(chǎn)業(yè)上的可利用性對于本發(fā)明的靜電對策部件，即使對放電用電極反復(fù)施加高電壓的靜電，發(fā)生短 路的可能性也很小，具有高可靠性，因此，對于要求應(yīng)對靜電的各種設(shè)備、器件特別有用。
權(quán)利要求
一種靜電對策部件，該靜電對策部件具有陶瓷坯體，其內(nèi)部具有空洞部；第1放電用電極，其埋設(shè)在所述陶瓷坯體中，具有露出于所述空洞部的部分；以及第2放電用電極，其埋設(shè)在所述陶瓷坯體中，具有露出于所述空洞部、且與所述第1放電用電極的所述部分隔開規(guī)定距離而相對的部分，其中，所述第1放電用電極和所述第2放電用電極由含有80％重量百分比以上的鎢的金屬構(gòu)成，在所述第1放電用電極和所述第2放電用電極中，相對于鎢的總量，與氧結(jié)合的鎢的量為2.0％原子百分比以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電對策部件，其中，在所述第1放電用電極和所述第2放電用電極中，相對于鎢的總量，與氧結(jié)合的鎢的量 為1.8%原子百分比以下，所述第1放電用電極的所述部分的面積和所述第2放電用電極的所述部分的面積為 0. 01mm2 以上 1. 0mm2 以下，所述規(guī)定距離為5 ii m以上16 ii m以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電對策部件，其中，該靜電對策部件還具有 與所述第1放電用電極連接的第1端子電極；以及與所述第2放電用電極連接的第2端子電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電對策部件，其中，所述陶瓷坯體含有從氧化鋁、鎂橄欖石、滑石、富鋁紅柱石、堇青石中選擇的至少一種 陶瓷組成物。
5.一種靜電對策部件的制造方法，該制造方法包括 形成未燒結(jié)層疊體的步驟；以及在含有還原性氣體的氮?dú)夥罩袑λ鑫礋Y(jié)層疊體進(jìn)行燒結(jié)的步驟， 其中，形成未燒結(jié)層疊體的步驟包括在由陶瓷絕緣體構(gòu)成的第1生片的上表面上，形成含有80%重量百分比以上的鎢的第 1金屬層的步驟；在所述第1金屬層的上表面上，形成含有樹脂球和漿狀樹脂的樹脂層的步驟； 在所述樹脂層的上表面上，形成含有80%重量百分比以上的鎢的第2金屬層的步驟；以及在所述第2金屬層的上表面上，形成由陶瓷絕緣體構(gòu)成第2生片的步驟， 對所述未燒結(jié)層疊體進(jìn)行燒結(jié)的步驟包括對所述第1生片和所述第2生片進(jìn)行燒結(jié)且使所述樹脂漿揮發(fā)，由此形成內(nèi)部具有空 洞部的陶瓷坯體的步驟；對所述第1金屬層進(jìn)行燒結(jié)，形成第1放電用電極層的步驟，該第1放電用電極層具有 露出于所述空洞部的部分；以及對所述第2金屬層進(jìn)行燒結(jié)，形成第2放電用電極層的步驟，該第2放電用電極層具有 露出于所述空洞部、且與所述第1放電用電極的所述部分隔開規(guī)定距離而相對的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜電對策部件的制造方法，其中，所述氮?dú)夥蘸?. 2%體積百分比以上的所述還原性氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜電對策部件的制造方法，其中，所述第1放電用電極的所述部分的面積和所述第2放電用電極的所述部分的面積為 0. Olmm2 以上 1. Omm2 以下，所述規(guī)定距離為5 μ m以上16 μ m以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜電對策部件的制造方法，其中， 所述還原性氣體為氫。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜電對策部件的制造方法，其中，在所述第1生片的所述上表面上形成所述第1金屬層的步驟包括以使所述第1生片 的所述上表面的第1部分露出的方式，在所述第1生片的所述上表面的第2部分上形成所 述第1金屬層的步驟，在所述第1金屬層的所述上表面上形成所述樹脂層的步驟包括以使所述第1金屬層 的所述上表面的第1部分露出的方式，在所述第1金屬層的所述上表面的第2部分上形成 所述樹脂層的步驟，形成所述未燒結(jié)層疊體的步驟還包括在所述第1金屬層的所述上表面的所述第1部分上，形成由陶瓷絕緣體構(gòu)成的第3生 片的步驟；以及在所述第1生片的所述上表面的所述第1部分上，形成由陶瓷絕緣體構(gòu)成的第4生片 的步驟，在所述樹脂層的所述上表面上形成所述第2金屬層的步驟包括在所述樹脂層的所述 上表面上和所述第4生片的上表面上，形成所述第2金屬層的步驟，在所述第2金屬層的所述上表面上形成所述第2生片的步驟包括在所述第2金屬層 的所述上表面上和所述第3生片的上表面上形成所述第2生片的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的靜電對策部件的制造方法，其中， 所述第1生片含有粘合樹脂，所述第2生片含有粘合樹脂，所述第3生片以比所述第1生片的所述粘合樹脂的含有率以及所述第2生片的所述粘 合樹脂的含有率大的含有率，含有粘合樹脂，所述第4生片以比所述第1生片的所述粘合樹脂的含有率以及所述第2生片的所述粘 合樹脂的含有率大的含有率，含有粘合樹脂。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜電對策部件的制造方法，其中，在所述第1生片的所述上表面上形成所述第1金屬層的步驟包括以使所述第1生片 的所述上表面的第1部分露出的方式，在所述第1生片的所述上表面的第2部分上形成所 述第1金屬層的步驟，在所述第1金屬層的所述上表面上形成所述樹脂層的步驟包括以使所述第1金屬層 的所述上表面的第1部分露出的方式，在所述第1金屬層的所述上表面的第2部分上形成 所述樹脂層的步驟，形成所述未燒結(jié)層疊體的步驟還包括準(zhǔn)備具有開口部的、由陶瓷絕緣體構(gòu)成的第3生片的步驟；以及以使所述樹脂層位于所述開口部的方式，在所述第1金屬層的所述上表面的所述第1 部分上和所述第ι生片的所述上表面的所述第1部分上形成所述第3生片的步驟，在所述樹脂層的所述上表面上形成所述第2金屬層的步驟包括在所述樹脂層的所述 上表面上和所述第3生片的上表面的第1部分上形成所述第2金屬層的步驟，在所述第2金屬層的所述上表面上形成所述第2生片的步驟包括在所述第2金屬層 的所述上表面上和所述第3生片的所述上表面的第2部分上形成所述第2生片的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的靜電對策部件的制造方法，其中， 所述第1生片含有粘合樹脂，所述第2生片含有粘合樹脂，所述第3生片以比所述第1生片的所述粘合樹脂的含有率以及所述第2生片的所述粘 合樹脂的含有率大的含有率，含有粘合樹脂。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜電對策部件的制造方法，其中， 所述樹脂球和所述漿狀樹脂由丙烯類樹脂構(gòu)成。
全文摘要
靜電對策部件具有內(nèi)部具有空洞部的陶瓷坯體；以及經(jīng)由空洞部而相對的2個放電用電極。放電用電極由含有80重量％以上的鎢的金屬構(gòu)成。在放電用電極中，相對于鎢的總量，與氧結(jié)合的鎢的量為2.0％原子百分比以下。對于該靜電對策部件，即使反復(fù)對放電用電極施加高電壓的靜電，發(fā)生短路的可能性也很小，具有高可靠性。
文檔編號H01T21/00GK101878569SQ20088011809
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月27日
發(fā)明者德永英晃, 沢田宗之, 勝村英則 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社