靜電放電保護(hù)元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及靜電放電保護(hù)元件，特別是涉及在高速傳輸系統(tǒng)中的使用或在與共模 濾波器的復(fù)合化中有用的靜電放電保護(hù)元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，電子設(shè)備的小型化以及高性能化正在急速發(fā)展。另外，正如以手機(jī)等的天 線回路、RF模塊、USB2. 0以及USB3. 0、S-ATA2、HDMI等的高速傳輸系統(tǒng)為代表那樣，傳輸速 度的高速化以及被使用的電路元件的低驅(qū)動電壓化的進(jìn)展顯著。伴隨于電子設(shè)備的小型化 或電路元件的低驅(qū)動電壓化，被用于電子設(shè)備的電子元件的耐電壓降低。因此，防止以在人 體與電子設(shè)備的端子進(jìn)行接觸的時候所產(chǎn)生的靜電脈沖為代表的過電壓而對電子元件的 保護(hù)成為重要的技術(shù)問題。
[0003] -直以來，為了防止像這樣的靜電脈沖來保護(hù)電子元件而一般是采用將層疊壓敏 電阻設(shè)置于靜電進(jìn)入線路與接地線之間的方法。然而，層疊壓敏電阻因?yàn)橐话沆o電電容大， 所以在被用于高速傳輸系統(tǒng)的情況下成為使信號質(zhì)量降低的主要原因。另外，在天線回路、 RF模塊中也不能夠使用靜電電容大的靜電放電保護(hù)元件。因此，要求開發(fā)能夠適用于高速 傳輸系統(tǒng)的靜電電容小的靜電放電保護(hù)元件。
[0004] 作為低靜電電容的靜電放電保護(hù)元件有方案提出一種具有分開相對配置的電極 并且進(jìn)一步作為放電觸發(fā)部而將導(dǎo)電性無機(jī)材料和絕緣性無機(jī)材料的混合物配置于電極 之間的靜電放電保護(hù)元件。這種靜電放電保護(hù)元件與層疊壓敏電阻相同是被設(shè)置于靜電進(jìn) 入的線路與接地線路之間。于是，如果過大的電壓被施加，則在靜電放電保護(hù)元件的電極之 間發(fā)生放電并能夠?qū)㈧o電引導(dǎo)到接地線路側(cè)。
[0005] 搭載了這種所謂間隙型電極的靜電放電保護(hù)元件所具備的特征為絕緣電阻大，靜 電電容小且響應(yīng)性良好。另外一方面，由于由放電產(chǎn)生的熱或應(yīng)力而會有所謂電極以及放 電觸發(fā)部內(nèi)的導(dǎo)電性無機(jī)材料彼此發(fā)生凝集并發(fā)生短路的問題。
[0006] 作為為了抑制由于放電而引起的短路的技術(shù)例如有方案提出的專利文獻(xiàn)1所記 載的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)1中記載有以在具備與空洞部內(nèi)相對的一對放電用電極的間隙型放 電元件中，使鋁和鎂等的金屬氧化物附著于放電電極表面為特征的靜電放電保護(hù)元件。由 該結(jié)構(gòu)，因?yàn)楦街诜烹婋姌O的氧化物為絕緣電阻值高的氧化物，所以能夠防止在相對的 放電電極之間的短路并且能夠提高相對于靜電被重復(fù)被施加的耐久性。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2009-301819號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0011]即使使專利文獻(xiàn)1所記載的金屬氧化物附著于放電電極，也會因在重復(fù)使用時被 暴露于伴隨沖擊的高溫中，所以金屬氧化物容易發(fā)生脫落或者擴(kuò)散。而且，作為絕緣體的金 屬氧化物具有提高放電發(fā)生時的絕緣破壞強(qiáng)度的效果，金屬氧化物部分地附著的狀態(tài)下， 會有放電特性產(chǎn)生偏差的問題。
[0012] 本發(fā)明就是借鑒了上述所涉及的實(shí)際情況而做出的悉心研究之結(jié)果，其目的在于 提供一種在重復(fù)使用的耐久性方面表現(xiàn)優(yōu)異、并且放電特性的偏差減小的靜電放電保護(hù)元 件。
[0013] 解決技術(shù)問題的手段
[0014] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的靜電放電保護(hù)元件的特征為具備：絕緣性層疊 體，具有被層疊的第1以及第2絕緣性基板；第1以及第2放電電極，被配置于所述第1以及 第2絕緣性基板之間且各自至少具有側(cè)面以及主面，并且以所述側(cè)面相對的形式被配置； 第1絕緣層，被設(shè)置于所述第1以及第2放電電極的所述側(cè)面并含有玻璃質(zhì)；第2絕緣層， 被設(shè)置于所述第1以及第2放電電極的所述主面并含有玻璃質(zhì)；放電觸發(fā)部，以經(jīng)由所述第 1絕緣層被設(shè)置于所述第1以及第2放電電極的所述側(cè)面之間，并且至少一部分經(jīng)由所述第 2絕緣層與所述第1以及第2放電電極的所述主面相重疊的形式被設(shè)置，由微小空間不連續(xù) 地散布的多孔質(zhì)形成，并且具有中空構(gòu)造，該中空構(gòu)造具有至少一個以上中空部；在將所述 第1以及第2放電電極的所述側(cè)面之間的距離設(shè)定為AG的時候滿足Δ6<40μπι的關(guān)系 式，在將所述第2絕緣層的厚度設(shè)定為Δ Ζ的時候滿足3μπι<ΔΖ<35μπι的關(guān)系式。
[0015] 本發(fā)明人在測定了這樣構(gòu)成的靜電放電保護(hù)元件的特性之后，判明重復(fù)使用的耐 久性有所提高，并且放電特性的偏差減小。這樣的效果被取得的作用機(jī)理的細(xì)節(jié)被推定為 如以下所述。
[0016] 即，上述構(gòu)成的靜電放電保護(hù)元件具有以被相對配置的放電電極的側(cè)面進(jìn)行相對 的形式被配置的包含玻璃質(zhì)的第1絕緣層，并且配備有被設(shè)置于所述第1以及第2放電電 極的主面的包含玻璃質(zhì)的第2絕緣層。由此，就抑制了由放電而生成的放電觸發(fā)部的熔融 物與被相對配置的放電電極相接觸。
[0017] 另外，在本發(fā)明的放電觸發(fā)部上形成有微小空間不連續(xù)地散布的多孔質(zhì)。就這樣 通過將微小空隙（微小空間）形成于放電觸發(fā)部本身，從而即使在放電觸發(fā)部被放電擊到 并發(fā)生熔融的情況下，微小空間能夠抑制由于熔融物的發(fā)生而引起的相對電極之間的短 路。另外，上述微小空間的體積緩和了由于放電時的沖擊而引起的高壓力，并且抑制了元件 的內(nèi)部被破壞。
[0018] 再有，本發(fā)明的放電觸發(fā)部通過擁有至少一個以上的中空部從而在其中空部內(nèi)就 會發(fā)生重復(fù)放電。另外，即使在中空部的沿面上發(fā)生放電的情況下，包含于比中空部沿面更 外側(cè)的放電部的微小空間能夠抑制由于熔融物的發(fā)生而引起的相對電極之間的短路。另 外，緩和了由于放電時的沖擊而引起的高壓力，并且抑制了元件的內(nèi)部被破壞。
[0019] 據(jù)推測，在放電時，放電觸發(fā)部比含有所述玻璃質(zhì)的絕緣層更容易向由于破壞而 造成的空洞化進(jìn)展，通過將含有玻璃質(zhì)的絕緣層配置于放電觸發(fā)部與所述相對電極之間， 從而即使對所述相對電極實(shí)行重復(fù)試驗(yàn)也能夠保持電絕緣。
[0020] 本發(fā)明的放電電極的厚度如果較薄，則放電電極會發(fā)生熔融并且重復(fù)使用時的耐 久性會發(fā)生惡化。再有，由于放電電極向外部電極側(cè)退縮，從而峰值電壓就會上升。
[0021] 另外，本發(fā)明的上述被相對配置的放電電極的側(cè)面間的距離，即間隙距離AG被 設(shè)置為AG彡40μπι。如果是考慮了所希望的放電特性，則優(yōu)選為0.1~40μπι。從更加降 低峰值電壓的觀點(diǎn)出發(fā)，更加優(yōu)選為5~40 μπι。小于5 μπι時，被認(rèn)為容易產(chǎn)生初期IR下 降的傾向，超過40 μπι時，峰值電壓上升，不能夠得到實(shí)用上充分的靜電放電保護(hù)效果。
[0022] 本發(fā)明的靜電放電保護(hù)元件通過在具有被層疊的第1以及第2絕緣性基板的絕緣 性層疊體內(nèi)進(jìn)行形成的一對放電電極各自至少具備側(cè)面以及主面，并且將含有玻璃質(zhì)的第 1絕緣層設(shè)置于以所述側(cè)面進(jìn)行相對的形式被配置的放電電極側(cè)面，從而就能夠抑制由于 放電而引起的電極中的導(dǎo)電性無機(jī)材料向放電觸發(fā)部流出。進(jìn)一步通過該絕緣層含有玻璃 質(zhì)從而提高該絕緣層與放電電極的緊密附著性。因此，就能夠抑制由于伴隨放電時的熱或 應(yīng)力的沖擊而引起的該絕緣層從放電電極脫落以及剝離。其結(jié)果，可以推測在重復(fù)使用時 的放電電極之間的短路被抑制并能夠提高耐久性。
[0023] 為了提高上述靜電放電保護(hù)元件的重復(fù)使用時的耐久性而有必要所述第1絕緣 層至少被配置于所述一對放電電極的一部分。由此，就能夠防止由于因重復(fù)放電引起的放 電電極周邊的破壞導(dǎo)致的在放電極之間生成的熔融物而引起的短路。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在重 復(fù)使用時的耐久性方面表現(xiàn)優(yōu)異的靜電放電保護(hù)元件。
[0024] 本發(fā)明所涉及的放電觸發(fā)部因?yàn)槭怯晌⑿】臻g不連續(xù)地散布的多孔質(zhì)所形成，所 以在放電時的沖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(fā) 部。因此，通過將第2絕緣層設(shè)置于放電電極與放電觸發(fā)部之間，從而就能夠防止在放電電 極周邊生成熔融物。另外，在將第2絕緣層的厚度設(shè)定為Δ Ζ的時候，3 μ m < Δ Ζ < 35 μ m。 第2絕緣層的厚度△ Z小于3 μ m的情況下，不能夠充分防止熔融物和放電電極的短路，另 外第2絕緣層的厚度△ Z大于35 μπι的情況下，第2絕緣層周邊的構(gòu)造缺陷產(chǎn)生的頻率變 高，電氣特性的偏差變大。
[0025] 由上述靜電放電保護(hù)元件的構(gòu)造就能夠防止由于由重復(fù)放電所生成的放電觸發(fā) 部的熔融物而引起的短路