專利名稱：過電壓保護(hù)部件及過電壓保護(hù)部件用的過電壓保護(hù)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保護(hù)電子部件或電子電路等不會被靜電等的過電壓損壞的過電壓保護(hù)部件及過電壓保護(hù)部件用的過電壓保護(hù)材料。
背景技術(shù)：
作為保護(hù)電子部件或電子電路不會被靜電等的過電壓損壞的方法，公知以下方法:在想要保護(hù)的電子部件等的輸入或輸出的端子與接地之間連接過電壓保護(hù)部件。在此，過電壓保護(hù)部件是:在通常的使用狀態(tài)下作為絕緣體起作用，若被施加過電壓，則部件自身的阻抗大幅地下降或在部件內(nèi)部進(jìn)行放電來通電的部件。作為這種過電壓保護(hù)部件，公知一種在一對電極間形成了過電壓保護(hù)材料的結(jié)構(gòu)，該過電壓保護(hù)材料通常具有絕緣性、若被施加過電壓則會使該過電壓通過。作為過電壓保護(hù)材料，公知將在表面已形成鈍態(tài)層的金屬粒子混合到樹脂中的材料(參照專利文獻(xiàn)I。)。再有，作為過電壓保護(hù)材料，公知利用了以下材料:使高縱橫比的導(dǎo)體或半導(dǎo)體以納米級分散到結(jié)合體中、還包含其他導(dǎo)體或半導(dǎo)體粒子(參照專利文獻(xiàn)2。)。還有，作為過電壓保護(hù)材料，公知使I 200nm的導(dǎo)電性無機材料不連續(xù)地分散到絕緣材料中而成的材料(參照專利文獻(xiàn)3。)近年來，過電壓保護(hù)部件正在逐漸謀求高可靠性。具體是，正在逐漸謀求下述的高可靠性:即便在向過電壓保護(hù)部件施加了更高的電壓的情況下、或多次重復(fù)地施加了過電壓的情況下，過電壓保護(hù)部件也可正常地動作。這是因為，根據(jù)采用過電壓保護(hù)部件的電子設(shè)備或使用該電子設(shè)備的場所、用途、使用環(huán)境等，使得所要求的可靠性變高。再有，是基于以下的考慮，即:通過對過電壓保護(hù)部件要求比本來要求的等級更高的等級的可靠性，從而電子設(shè)備對過電壓的安全率提高、換言之能多多確保余裕。例如，有時進(jìn)行多次重復(fù)施加更高電壓的可靠性試驗。尤其是，也有時進(jìn)行連續(xù)且重復(fù)地施加短脈沖的高電壓這樣的試驗。連續(xù)施加短脈沖的高電壓的試驗和實際的靜電施加相比，是更苛刻的試驗。但是，如上所述從提高電子設(shè)備的對過電壓的安全率的觀點來看，也采用這種試驗方法。而且，在這種試驗中，有時由于過電壓保護(hù)部件的一對放電電極間所形成的過電壓保護(hù)部中的金屬粒子等熔融會導(dǎo)致產(chǎn)生短路。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP特開2007-265713號公報專利文獻(xiàn)2 JP特表2010-515239號公報專利文獻(xiàn)3 JP特開2010-186742號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的過電壓保護(hù)部件具備第I放電電極、第2放電電極、以及形成于第I放電電極與第2放電電極之間的過電壓保護(hù)部。過電壓保護(hù)部在第I放電電極與第2放電電極之間被施加規(guī)定電壓以下的電壓的通常時具有絕緣體的性質(zhì)，在第I放電電極與第2放電電極之間被施加比規(guī)定電壓更大的過電壓的狀態(tài)下具有導(dǎo)通的性質(zhì)。再有，過電壓保護(hù)部由具有絕緣性的樹脂、具有絕緣性的無機化合物和硼化金屬化合物粉的混合物構(gòu)成。硼化金屬化合物粉的平均粒徑為0.5 μ m 3 μ m。根據(jù)上述構(gòu)成，由于過電壓保護(hù)部中的導(dǎo)體粉、即硼化金屬化合物粉為高熔點，故即便在施加過電壓時硼化金屬化合物粉也難以熔融，由此即便在苛刻的試驗狀況下也難以產(chǎn)生短路。進(jìn)而，由于考慮到硼化金屬化合物粉在高溫下容易氧化而喪失導(dǎo)電性，故即便在施加了硼化金屬化合物粉熔融這樣的過電壓的情況下也難以產(chǎn)生短路。


圖1是表示本發(fā)明實施方式中的過電壓保護(hù)部件的一例的正面剖視圖。圖2是表示本發(fā)明實施方式中的過電壓保護(hù)部件的其他例的正面剖視圖。
具體實施例方式以下，利用附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明實施方式中的過電壓保護(hù)部件的一例的正面剖視圖。如圖1所示，本實施方式的過電壓保護(hù)部件具備:絕緣基板1、第I放電電極2、第2放電電極3、過電壓保護(hù)部4、中間層5、保護(hù)層6、背面電極7、8、端面電極9、10、以及鍍敷層11、12。絕緣基板I是具備電絕緣性與耐熱性的基板，由氧化鋁構(gòu)成。第I放電電極2及第2放電電極3是形成于絕緣基板I上的電極，相互地在前端部對置而形成。第I放電電極2及第2放電電極3是導(dǎo)體。第I放電電極2及第2放電電極3的材質(zhì)，如果謀求化學(xué)上的穩(wěn)定性則優(yōu)選金，如果謀求高的導(dǎo)電性則優(yōu)選銅等，如果謀求耐熱性則可以選擇鎢等的高熔點材料。本實施方式中，第I放電電極2及第2放電電極3的材質(zhì)利用的是CuNi合金。第I放電電極2及第2放電電極3的制造方法如下。首先，在形成第I放電電極2及第2放電電極3的位置及、該第I放電電極2與第2放電電極3間印刷燒成CuNi合金的膏劑。然后，照射激光光線，使第I放電電極2及第2放電電極3分離。該第I放電電極2及第2放電電極3以5μπι 10 μ m的厚度形成。若第I放電電極2及第2放電電極3的厚度薄，則通過苛刻的重復(fù)放電試驗會導(dǎo)致第I放電電極2及第2放電電極3的損傷容易集中于一處。該情況下，受到了損傷的第I放電電極2或第2放電電極3的部分有可能熔融。但是，通過增厚第I放電電極2及第2放電電極3的厚度，從而可以分散苛刻的重復(fù)放電試驗引起的損傷。其結(jié)果，可以降低第I放電電極2及第2放電電極3熔融的擔(dān)憂。再有，第I放電電極2與第2放電電極3的距離設(shè)為6 10 μ m。該距離被稱為所謂的間隙間距離，較短的話可以降低放電開始電壓。這樣，通過將第I放電電極2及第2放電電極3設(shè)為5μηι 10 μ m的厚度，從而可以利用印刷等的厚膜施工方法來形成第I放電電極2及第2放電電極3。過電壓保護(hù)部4被形成為填充到第I放電電極2及第2放電電極3之間。過電壓保護(hù)部4在第I放電電極2及第2放電電極3間被施加規(guī)定電壓以下的電壓的通常狀態(tài)下具有絕緣體的性質(zhì)。再有，過電壓保護(hù)部4在第I放電電極2及第2放電電極3間被施加比規(guī)定電壓更大的過電壓的狀態(tài)下具有導(dǎo)通的性質(zhì)。在此，上述規(guī)定電壓是由構(gòu)成過電壓保護(hù)部4的材料或其組成、或者第I放電電極2及第2放電電極3間的距離等來決定的電壓。中間層5形成于過電壓保護(hù)部4上，由硅酮等的樹脂構(gòu)成。中間層5緩和對過電壓保護(hù)部4施加了過電壓時的沖擊。保護(hù)層6覆蓋過電壓保護(hù)部4及中間層5，保護(hù)過電壓保護(hù)部4及中間層5不會受到機械的沖擊或濕氣等的損壞。背面電極7及背面電極8是形成于與已形成有第I放電電極2及第2放電電極3的絕緣基板I的上表面對置的面、即絕緣基板I的背面上的電極。端面電極9是:按照對第I放電電極2及背面電極7進(jìn)行電連接的方式，自絕緣基板I的上表面?zhèn)鹊亩瞬科鸾?jīng)由絕緣基板I的側(cè)面至絕緣基板I的背面?zhèn)鹊亩瞬慷纬傻碾姌O。同樣地，端面電極10是:按照對第2放電電極3及背面電極8進(jìn)行電連接的方式，自絕緣基板I的上表面?zhèn)鹊亩瞬科鸾?jīng)由絕緣基板I的側(cè)面至絕緣基板I的背面?zhèn)鹊亩瞬慷纬傻碾姌O。鍍敷層11是通過對端面電極9的表面進(jìn)行Ni鍍敷、然后進(jìn)行Sn鍍敷而形成為覆蓋端面電極9的。同樣地，鍍敷層12是通過對端面電極10的表面進(jìn)行Ni鍍敷、然后進(jìn)行Sn鍍敷而形成為覆蓋端面電極10的。在此，對過電壓保護(hù) 部4詳細(xì)地進(jìn)行說明。過電壓保護(hù)部4是由具有絕緣性的樹月旨、具有絕緣性的無機化合物與硼化金屬化合物粉的混合物構(gòu)成的過電壓保護(hù)材料。作為該樹脂利用的是硅酮樹脂。過電壓保護(hù)部4使硼化金屬化合物粉和具有絕緣性的無機化合物分散到硅酮樹脂中而形成。作為具有絕緣性的無機化合物，適用絕緣性與熱傳導(dǎo)性優(yōu)越的Al2O3或SiO2等氧化物。進(jìn)而，在謀求更高的熱傳導(dǎo)性的情況下，作為無機化合物也可以利用AIN、BN、SiC, Si3N4等非氧化物。接著，對硼化金屬化合物粉的平均粒徑和過電壓的特性之間的關(guān)系進(jìn)行說明。利用靜電的抑制特性的指標(biāo)之一、即峰值電壓對特性進(jìn)行了評價。試驗條件是IEC61000-4-2所規(guī)定的試驗方法。作為樣本，制作了平均粒徑分別為0.4 μ m、0.5 μ m、1.0 μ m、1.5 μ m、
2.0 μ m、3.0 μ m、5.0 μ m的過電壓保護(hù)部件。而且，借助接觸放電分別對這些過電壓保護(hù)部件施加8kV，將在保護(hù)電路側(cè)檢測出的峰值電壓超過500V的樣本判斷為抑制特性不充分、將峰值電壓為400 500V的樣本判斷為抑制特性良好、將峰值電壓低于400V的樣本判斷為非常地良好。在表I中表示試驗結(jié)果。另外，試驗所采用的硼化金屬化合物粉為LaB6，平均粒徑的測量是通過費希爾法(FSSS(Fisher Sub Sieve Sizer))來進(jìn)行的。表I
粒徑(μιη) 峰值電壓(V)判定 074580不充分
0 5470WW
權(quán)利要求
1.一種過電壓保護(hù)部件，其具備: 第I放電電極； 第2放電電極；和 過電壓保護(hù)部，其形成于所述第I放電電極與所述第2放電電極之間， 所述過電壓保護(hù)部，在所述第I放電電極與所述第2放電電極之間被施加規(guī)定電壓以下的電壓的通常狀態(tài)下具有絕緣體的性質(zhì)，在所述第I放電電極與所述第2放電電極之間被施加比所述規(guī)定電壓更大的過電壓的狀態(tài)下具有導(dǎo)通的性質(zhì)， 所述過電壓保護(hù)部由具有絕緣性的樹脂、具有絕緣性的無機化合物和硼化金屬化合物粉的混合物構(gòu)成， 所述硼化金屬化合物粉的平均粒徑為0.5 μ m 3 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)部件，其中， 所述硼化金屬化合物粉含有TiB2、ZrB2, LaB6的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過電壓保護(hù)部件，其中， 所述第I放電電極與所述第2放電電極均由CuNi合金構(gòu)成，其厚度為5 μ m 10 μ m。
4.一種過電壓保護(hù)部件用的過電壓保護(hù)材料，其是具有絕緣性的樹脂、具有絕緣性的無機化合物和平均粒徑為0.5 μ m 3 μ m的硼化金屬化合物粉的混合物， 該過電壓保護(hù)材料在被施加規(guī)定電壓以下的電壓的通常狀態(tài)下具有絕緣性，在被施加比所述規(guī)定電壓更大的過電壓的狀態(tài)下具有導(dǎo)通的性質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過電壓保護(hù)部件用的過電壓保護(hù)材料，其中， 所述硼化金屬化合物粉含有TiB2、ZrB2, LaB6的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種過電壓保護(hù)部件及過電壓保護(hù)部件用的過電壓保護(hù)材料。本發(fā)明的過電壓保護(hù)部件具備第1放電電極、第2放電電極、以及形成于第1放電電極與第2放電電極之間的過電壓保護(hù)部。過電壓保護(hù)部通常雖然具有絕緣體的性質(zhì)，但在第1放電電極2與第2放電電極之間被施加過電壓時具有導(dǎo)通的性質(zhì)。進(jìn)而，過電壓保護(hù)部使具有絕緣性的樹脂、具有絕緣性的無機化合物和硼化金屬化合物粉混合在一起而得到的。由于硼化金屬化合物粉為高熔點，故難以熔融，再有，由于在成為熔融程度的高溫的情況下氧化而喪失導(dǎo)電性，故可實現(xiàn)高可靠性。
文檔編號H01T4/10GK103081262SQ201180041368
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者野添研治, 德永英晃, 井關(guān)健, 森野貴, 吉岡功一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社