(57)【要約】【課題】安定した静電気耐圧と、低い制限電圧を有する静電気対策材料とその製造方法，静電気対策部品を提供する。【解決手段】静電記対策部品１０は、絶縁性のカバー層１２上に、内部電極１４Ａ，１４Ｂの一部が対向するように配設されており、これら内部電極１４Ａ，１４Ｂの間には、静電気対策材料１６からなる膜が設けられている。前記静電気対策材料１６は、表面に絶縁膜２０が形成された導電性の金属粒子１８が、絶縁性樹脂マトリックス２２中に分散された構造となっている。前記絶縁膜２０は、前記金属粒子１８の表面を、アルコールアミン系の反応促進剤を用いて化成処理することにより形成されたものである。該絶縁膜２０が表面に形成された金属粒子１８を絶縁性樹脂マトリックス２２中に分散することにより、安定した静電気耐圧と低い制限電圧を有する静電気対策材料１６を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応促進剤を用いた化成処理によって金属粒子の表面に絶縁膜を形成するステップと、
絶縁膜が表面に形成された前記金属粒子を硬化型の絶縁性樹脂に分散させるステップと、
を有することを特徴とする静電気対策材料の製造方法。
【請求項２】
前記金属粒子がＡｌ粒子であって、アルコールアミン系の反応促進剤を用いて、ベーマイト法による化成処理を行うことを特徴とする請求項１記載の静電気対策材料の製造方法。
【請求項３】
反応促進剤を用いた化成処理によって、表面に絶縁膜が形成された金属粒子を、硬化型の絶縁性樹脂に分散させたことを特徴とする静電気対策材料。
【請求項４】
前記金属粒子がＡｌ粒子であって、アルコールアミン系の反応促進剤を用いたベーマイト法による化成処理により、前記絶縁膜が形成されることを特徴とする請求項３記載の静電気対策材料。
【請求項５】
前記絶縁性樹脂の硬化後の硬度が、デュロメータタイプＡで２０〜４０°であることを特徴とする請求項３又は４記載の静電気対策材料。
【請求項６】
基板上に所定の間隔で相対向する一対の電極を有し、該一対の電極間に、請求項３〜５のいずれかに記載の静電気対策材料を設けたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の静電気対策部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器などに用いられる静電気対策材料とその製造方法，静電気対策部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電気対策用の積層バリスタでは、容量と静電気耐圧はトレードオフの関係にあり、使用上必要な静電気耐圧を保持した場合、その材料の固有誘電率により数ｐＦが限界となり、高速伝送ラインに用いることはできない。仮に、カバー部に低誘電率の材料を使用したとしても、同水準の１ｐＦ程度の低容量化に留まる。
【０００３】
高速伝送ラインに使用可能なほど静電容量が小さく、かつ、必要な静電気耐圧を有する静電気吸収材料として、樹脂中に導電性の粒子を分散させた低誘電率静電気吸収材料が報告されている。例えば、下記特許文献１には、絶縁バインダと、導電性粒子と、半導体粒子からなる過電圧保護ポリマー組成物が開示されている。また、下記特許文献２には、絶縁性バインダと、内部コア及び外部シェルからなる導電性粒子と、半導電性粒子とを含む電気過大応力に対する保護を与える組成物が開示されている。
【特許文献１】特表２００１−５２３０４０号公報
【特許文献２】特開平１１−３１７１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のような背景技術には次のような問題がある。まず、前記特許文献１に記載の技術では、表面が被覆されていない導電性粒子を用いることにより、該導電性粒子同士が接触している場合、それは、あたかも一つの粒子のような働きを生じ、静電気耐圧の低下を引き起こしやすくなる。このため、精密な導電性粒子分布の制御が必要になるという問題がある。また、前記特許文献２に記載の技術では、粒子全面を種々の素材で被覆しており、導電性コアと絶縁性シェルで構成される場合、その絶縁層のエネルギー障壁により、制限電圧が高くなるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、安定した静電気耐圧と、低い制限電圧を有する静電気対策材料とその製造方法，静電気対策部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の静電気対策材料の製造方法は、反応促進剤を用いた化成処理によって金属粒子の表面に絶縁膜を形成するステップと、絶縁膜が表面に形成された前記金属粒子を硬化型の絶縁性樹脂に分散させるステップと、を有することを特徴とする。主要な形態の一つは、前記金属粒子がＡｌ粒子であって、アルコールアミン系の反応促進剤を用いて、ベーマイト法による化成処理を行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明の静電気対策材料は、反応促進剤を用いた化成処理によって、表面に絶縁膜が形成された導電性の金属粒子を、硬化型の絶縁性樹脂に分散させたことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記金属粒子がＡｌ粒子であって、アルコールアミン系の反応促進剤を用いたベーマイト法による化成処理により、前記絶縁膜が形成されることを特徴とする。他の形態は、前記絶縁性樹脂の硬化後の硬度が、デュロメータタイプＡで２０〜４０°であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の静電気対策部品は、基板上に所定の間隔で相対向する一対の電極を有し、該一対の電極間に、前記いずれかに記載の静電気対策材料を設けたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、化成処理によって金属粒子の表面に絶縁膜を形成し、前記金属粒子を絶縁性樹脂中に分散させることとした。このため、安定した静電気耐圧が得られるとともに、低い制限電圧を有する静電気対策材料（静電気吸収材料）とそれを利用した静電気対策部品が得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
最初に、図１及び図２を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１(A)は、本実施例の静電気対策部品の主要断面図，図１(B)は前記(A)の部分拡大部，図１(C)は前記(B)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。図２は、本実施例の静電気対策材料の樹脂硬度とＥＳＤ耐圧（静電気耐圧）及び制限電圧の関係を示す図である。図１(A)に示すように、本実施例の静電気対策部品１０は、絶縁性のカバー層１２上に、内部電極１４Ａ，１４Ｂの一部が対向するように配設されており、これら内部電極１４Ａ，１４Ｂの間には、静電気対策材料（ないしＥＳＤ吸収材料）１６からなる膜が設けられている。前記内部電極１４Ａ上には、他方の内部電極１４Ｂにもかかるように保護膜２４が設けられている。また、前記内部電極１４Ａ，１４Ｂは、それぞれ外部電極２６Ａ，２６Ｂに接続され、更に外部電極２６Ａ，２６Ｂの外側には、Ｎｉめっき２８Ａ，２８Ｂと、Ｓｎめっき３０Ａ，３０Ｂが設けられている。
【００１２】
前記静電気対策材料１６は、図１(B)に示すように、表面に絶縁膜２０が形成された導電性の金属粒子１８が、絶縁性樹脂マトリックス２２中に分散された構造となっている。前記金属粒子１８としては、例えば、Ａｌ，鉄鋼，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｎｉ，ステンレスなどの各種の金属粒子が利用され、その形状は略球状である。また、前記絶縁性樹脂マトリックス２２としては、エポキシ樹脂，シリコーン樹脂，ポリイミド樹脂等の公知の各種の硬化型の絶縁性樹脂が利用可能である。ここで、前記絶縁膜２０は、前記金属粒子１８の表面を化成処理することにより形成されたものであって、このような絶縁膜２０が表面に形成された金属粒子１８を絶縁性樹脂マトリックス２２中に分散することにより、安定した静電気耐圧（ＥＳＤ耐圧）を得ることができ、かつ、低い制限電圧を有する静電気対策材料１６を得ることができる。
【００１３】
ここで、前記金属粒子１８としてＡｌ粒子を利用した場合を例にあげて、静電気対策材料１６の製造方法の一例を説明する。まず、Ａｌ粉末に純水を加え、反応促進剤としてＴＥＡ（トリエタノールアミン）を添加し、所定温度及び時間で化成処理を行う。そして、濾過，純水洗浄，メタノール置換，乾燥を経て、化成処理Ａｌ粉末を得る。すると、Ａｌ粒子の表面に、絶縁性のベーマイト層（水和酸化物層）が生成する。次に、熱処理脱水を行うと、表面のベーマイト層の結晶水が脱離して酸化物となる。この酸化物の層が絶縁膜２０に相当する。この状態で、樹脂（例えば、エポキシ樹脂など）と混合して、静電気対策材料のペーストを得る。得られたペースとは、印刷などの適宜手法で樹脂基板に塗布され、熱硬化される。なお、ここでは、加熱脱水によって前記ベーマイト層（水和酸化物層）の結晶水を脱離してから樹脂と混練りしたが、加熱脱水を行わずに水和酸化物層の状態のままで混練りするようにしてもよい。この場合は、前記水和酸化物層が絶縁膜２０に相当する。
【００１４】
従来の気中酸化（大気中ないし酸素リッチ中）による膜形成手法で得られた絶縁膜の場合、ｎｍオーダーの厚みしか得られないが、本実施例のように、アルコールアミン系の反応促進剤を用いて化成処理で形成した絶縁膜２０は、μｍオーダーの厚みで均一な膜となる。前記絶縁膜２０の厚み，構造，緻密性は、処理液，温度，時間などの化成処理条件により任意に制御が可能である。
【００１５】
以上のようにして得られた静電気対策材料１６では、金属粒子１８の導電部が、前記絶縁膜２０で遮蔽され、隣接する金属粒子１８の導電部と接触することがないため、精密な分散制御を行うことなく、安定した静電気耐圧を発現する。また、絶縁膜２０の厚み，構造，緻密性を任意に制御可能であるため、所望の粒子間距離，粒子導電部間エネルギー障壁を選択でき、任意の静電気耐圧，制限電圧の設計が可能である。なお、絶縁膜２０の構造は緻密であることが望ましい。
【００１６】
図２には、前記絶縁性樹脂マトリックス２２の硬化後の樹脂硬度と、ＥＳＤ耐圧（静電気耐圧）及び制限電圧の関係が示されており、その結果をまとめたものが、以下の表１に示されている。図２は、横軸が樹脂硬度［°］，縦軸左側がＥＳＤ耐圧［ｋＶ］，縦軸右側が制限電圧［Ｖ］（８ｋＶ）を表している。なお、樹脂硬度は、デュロメータ（タイプＡ）を用いた場合の結果である。これら図２及び表１に示すように、硬化後の樹脂硬度が、デュロメータ（タイプＡ）で２０〜４０°であれば、３０ｋＶ以上の安定したＥＳＤ耐圧と、低い制限電圧が得られることがわかる。
【表１】
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【００１７】
また、以下の表２には、Ａｌ粒子径，水和膜（絶縁膜）の厚み及び緻密度，絶縁性樹脂マトリックス２２の種類，Ａｌ粒子と絶縁性樹脂の配合比，未被覆導電性粒子の添加量，絶縁粒子の添加量を変えた場合の制限電圧［Ｖ］（８ｋＶ）と、ＥＳＤ耐圧［ｋＶ］の測定結果が示されている。前記未被覆導電性粒子は、表面が絶縁被覆されていない導電性の粒子であり、絶縁膜２０が形成された粒子同士の接触頻度向上のために添加したものである。また、前記絶縁粒子は、ペーストのレオロジー（粘性）調整のために一般的に添加されるものである。この結果から、絶縁膜２０の厚み，構造，緻密性などを制御することにより、所望の粒子間距離，粒子間導電部間エネルギー障壁を選択して、任意のＥＳＤ耐圧，制限電圧の設計が可能であることが分かる。
【表２】
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【００１８】
このように、実施例１によれば、導電性の金属粒子１８の表面に、化成処理によって所望の厚み，構造，緻密性の絶縁膜２０を形成し、前記金属粒子１８を絶縁性樹脂マトリックス２２中に分散させることとした。このため、安定した静電気耐圧（ＥＳＤ耐圧）が得られるとともに、低い制限電圧を有する静電気対策材料１６と、それを利用した静電気対策部品１０が得られるという効果がある。
【００１９】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状，寸法，材料は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。例えば、前記実施例で示したＡｌ粒子とトリエタノールアミンも一例であり、Ｚｎ粒子とアルコールアミン系の反応促進剤の組み合わせでもよいし、鉄系粒子を燐酸を用いて化成処理してもよい。むろん、これらも一例であり、同様の効果を奏するものであれば、他の公知の各種の金属粒子と反応促進剤の組み合わせとしてよい。
【００２０】
(2)前記実施例で示した静電気対策部品１０も一例であり、必要に応じて適宜設計変更してよい。例えば、図３(A)に示す静電気対策部品１０Ａは、カバー層１２上に、内部電極１４Ａと１４Ｂの端部が所定の隙間をあけて向き合うように配置されており、前記隙間を埋めるように、前記静電気対策材料１６が設けられている。また、図３(B)に示す静電気対策部品１０Ｂは、内部電極１４Ａ〜１４Ｄを所定の間隔で積層し、それらの間に前記静電気対策材料１６を設けた構造となっており、前記内部電極１４Ａの上面と、内部電極１４Ｄの底面が、カバー層１２Ａ，１２Ｂで覆われた構造となっている。むろん、これらの例に限定されるものではなく、相対向する電極間に前記静電気対策材料１６を設けたものであればよい。
【００２１】
(3)絶縁膜２０を表面に設けた金属粒子１８のほかに、表面に絶縁膜を形成しない導電性粒子（金属粒子）や、絶縁性粒子，半導体粒子を、絶縁性樹脂マトリックス２２中に添加し、絶縁膜２０が形成された粒子同士の接触頻度の向上を図ったり、粘性調整を行ったりしてもよい。
【００２２】
(4)前記実施例では、絶縁膜２０の厚み，構造，緻密性などを制御することにより、所望の粒子間距離，粒子導電部間エネルギー障壁を選択して、任意のＥＳＤ耐圧，制限電圧の設計を行うこととしたが、これに加えて、分散粒子径，分散粒子表面被覆有無，分散粒子／樹脂配合比，電極形状，導電性粒子や絶縁性粒子の添加の有無によって、所望の電気特性の制御を図るようにしてよい。
【００２３】
(5)本発明の静電気対策材料は、単品又は多連の静電気対策部品，コンデンサ，インダクタ，抵抗などの各材料との複合電子部品（例えば、静電気対策機能付ＥＭＩフィルターアレイなど）への応用が可能である。また、樹脂基板への埋め込みにより、静電気対策機能付樹脂基板もしくはモジュールとしての応用も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、金属粒子の表面に、化成処理によって所望の厚み，構造，緻密性の絶縁膜を形成し、前記金属粒子を絶縁性樹脂中に分散させることにより、安定した静電気耐圧と低い制限電圧を得ることとしたので、電気機器を静電気より保護する静電気対策材料及び静電気対策部品の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１を示す図であり、(A)は静電気対策部品の主要断面図，(B)は前記(A)の部分拡大図，(C)は前記(B)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。
【図２】前記実施例１の静電気対策材料の樹脂硬度とＥＳＤ耐圧及び制限電圧の関係を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す主要断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０，１０Ａ，１０Ｂ：静電気対策部品
１２，１２Ａ，１２Ｂ：カバー層
１４Ａ〜１４Ｄ：内部電極
１６：静電気対策材料（ＥＳＤ吸収材料）
１８：金属粒子
２０：絶縁膜
２２：絶縁性樹脂マトリックス
２４：保護膜
２６Ａ，２６Ｂ：外部電極
２８Ａ，２８Ｂ：Ｎｉめっき
３０Ａ，３０Ｂ：Ｓｎめっき
【図１】
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【図２】
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【図３】
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