(57)【要約】      （修正有）【課題】信頼性の高い静電気保護機能を備えた電子部品を提供する。【解決手段】同一面内に形成された第一の電極と第二の電極間に、１〜５００ｎｍの径を有する金属微粒子を均一に分散した樹脂材料２が充填され、ＩＥＣ６１０００−４−２試験規格に則した接触放電を第一の電極と第二の電極間に印加した場合に２０００Ｖ以下で放電を開始する静電気保護機能を備えた電子部品であり、この電子部品は、金属微粒子の径が、１〜１００ｎｍ、第一の電極と第二の電極との間の距離が、１０〜５０μｍ及び金属微粒子の樹脂材料に対する比率が、１〜１０重量％であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一面内に形成された第一の電極と第二の電極間に、１〜５００ｎｍの径を有する金属微粒子を均一に分散した樹脂材料が充填され、ＩＥＣ６１０００−４−２試験規格に則した接触放電を第一の電極と第二の電極間に印加した場合に２０００Ｖ以下で放電を開始する静電気保護機能を備えた電子部品。
【請求項２】
金属微粒子の径が、１〜１００ｎｍである請求項１記載された電子部品。
【請求項３】
第一の電極と第二の電極との間の距離が、１０〜５０μｍである請求項１又は２記載の電子部品。
【請求項４】
金属微粒子の樹脂材料に対する比率が、１〜１０重量％である請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気保護に優れた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の普及に伴い、静電気による回路破壊を抑制するために、回路保護機能を電子部品に備えさせることが注目されている。過大電圧から回路を保護する方法としては、ツェナーダイオードを用いる方法や非線形抵抗特性を示すバリスタと呼ばれる部品を用いる方法が一般的である。
【０００３】
ツェナーダイオードを部品として用いると実装面積を増大させることや経済的にコストアップになるなどの問題がある。半導体基板の回路に取り込むことも可能であるが、同様にコストアップになる問題がある。
【０００４】
また、バリスタは、ツェナーダイオードよりも経済的には優れるが、実装面積を増大させる問題は残る。
樹脂材料を用いて、これらと同様な機能を持たせることも検討されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
従来の技術においても、回路保護機構を持った樹脂材料を得ることは可能であった。
しかし、特許文献１にあるような手法を用いた場合、特殊なフィラーであるドープされた半導体粒子と半導体粒子の双方が必須成分となり、製造管理や経済性の点から問題であった。
【０００６】
また、特許文献２にあるような手法を用いた場合、ポリママトリックスにイオン導電性を有する濡れ剤が分散することによる絶縁信頼性の低下という問題点があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３１７１１３号公報
【特許文献２】特開２０００−１３８０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、信頼性の高い静電気保護機能を備えた電子部品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、同一面内に形成された第一の電極と第二の電極間に、１〜５００ｎｍの径を有する金属微粒子を均一に分散した樹脂材料が充填され、ＩＥＣ６１０００−４−２試験規格に則した接触放電を第一の電極と第二の電極間に印加した場合に２０００Ｖ以下で放電を開始する静電気保護機能を備えた電子部品に関する。
【００１０】
また、本発明は、金属微粒子の径が、１〜１００ｎｍである上記の電子部品に関する。
また、本発明は、第一の電極と第二の電極との間の距離が、１０〜５０μｍである上記の電子部品に関する。
さらに、本発明は、金属微粒子の樹脂材料に対する比率が、１〜１０重量％である上記の電子部品に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、信頼性の高い静電気保護機能を備えた電子部品を経済的に得ることが可能となり、工業的に極めて好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明になる電子部品は、同一面内に形成された第一の電極と第二の電極間に、１〜５００ｎｍの径を有する金属微粒子を均一に分散した樹脂材料が充填され、ＩＥＣ６１０００−４−２試験規格に則した接触放電を第一の電極と第二の電極間に印加した場合に２０００Ｖ以下で放電を開始する静電気保護機能を備えたものである。
【００１３】
電子部品は、配線が形成された基板を有しており、信号配線や電源配線、グランド配線が形成されている。静電気保護は、信号配線に侵入した静電ノイズをグランドにバイパスさせることが必要なため、第一の電極と第二の電極は信号配線とグランド配線となる。
【００１４】
基板は、ガラスクロスにエポキシ系樹脂やビスマレイミド系樹脂を含浸させた樹脂基板が好ましい。
しかし、ポリイイミドに代表されるフィルム基板やアルミナに代表されるセラミック基板などでも良く、特に制限はない。電極材料も銅が好ましいが、特に制限はなく、ニッケルめっきや金めっきなどの表面処理がされていても良い。
【００１５】
電極間の距離は、１０〜５０μｍが好ましく、１０〜３０μｍμｍがより好ましい。電極間の距離が１０μｍ未満であると、絶縁信頼性の確保が困難であり、５０μｍを超えると静電気保護機能が低下する傾向がある。
【００１６】
金属微粒子は、金属であれば特に制限はなく、金、銀、銅、白金、パラジウム、錫、亜鉛、マグネシウム、チタン、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル等を用いることができる。またこれらの合金であっても良い。
【００１７】
金属微粒子の大きさは、１〜５００ｎｍが好ましく、１〜１００ｎｍがより好ましい。１ｎｍ未満の金属微粒子は、製造及び管理が難しい。また５００ｎｍを超えると、粒子数が低下することにより静電保護機能のばらつきが大きくなる傾向がある。特性のばらつきを低減するためには１００ｎｍ以下が好ましい。
【００１８】
金属微粒子の製造法としては、噴霧法、ゾル−ゲル法、先駆物質の熱水／熱分解による湿式合成法、イオンスパッタリング法、化学蒸着法、還元法等があるが、特に制限するものではない。
【００１９】
金属微粒子の樹脂材料に対する比率は、１〜１０重量％が好ましい。１重量％未満の場合、静電保護効果を得ることが難しく、１０重量％を超えると経済性に劣る傾向があり、また微粒子間の絶縁信頼性の確保も難しくなる。
【００２０】
金属微粒子を充填する樹脂材料としては、電極間に配置形成出来るものであれば特に制限はないが、熱硬化性樹脂が好ましい。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミド樹脂等が挙げられ、それぞれ、適した硬化剤や硬化促進剤を用いることが出来る。これらの中で、エポキシ樹脂は、電子材料用途に汎用的に用いられているために、経済的に優れる。
【００２１】
エポキシ樹脂は、硬化して接着作用を呈するものであればよく、二官能以上で、好ましくは分子量が５０００未満、より好ましくは３０００未満のエポキシ樹脂が使用できる。
また、シート化して用いる場合には、高分子ポリマを加えても良い。
【００２２】
高分子ポリマとしては、アクリルゴム、ＮＢＲ、プロピレンゴム等のゴム系に加えて、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、フェノキシ樹脂等、電子部品材料として使用可能なものが挙げられる。
【００２３】
樹脂材料を溶解する溶剤としては、比較的低沸点の、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、２−エトキシエタノール、トルエン、ブチルセルソルブ、メタノール、エタノール、２−メトキシエタノール等を用いることが好ましい。
【００２４】
また、塗膜性を向上するなどの目的で、高沸点溶剤を加えても良い。
高沸点溶剤としては、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、メチルピロリドン、シクロヘキサノン等が挙げられる。
【００２５】
また、未硬化の状態で液状の樹脂を用いることにより、無溶剤化を図ることができる。液状樹脂としては、ビスフェノールＦタイプやビスフェノールＡタイプのエポキシ樹脂が挙げられる。
【００２６】
金属微粒子を均一に樹脂材料に分散させるためには、表面処理剤の併用が好ましい。
表面処理剤としては、カルボン酸、脂肪酸、スルホン酸、リン酸、アミン、硫酸エステル、アミン、アルコール、アミド等を用いることが出来る。
また、チオール、スルフィド、ジスルフィド、ポリスルフィドなどの硫黄系の官能基を有する処理剤も適している。
【００２７】
金属微粒子を均一に樹脂材料に分散させる方法としては、超音波による分散、自転・公転ミキサーによる分散、ビーズミルによる分散などが適用可能である。
また、特殊なノズル内で超高速流に変換されることによって生じた流体エネルギー（高速剪断力）を用いた装置が、ナノマイザーという商品名でエス・ジーエンジニアリング（株）から出ており、効率良く分散させることが可能である。
【００２８】
また、熱膨張率や弾性率などの機械物性を調整するために、無機フィラーや有機フィラーを加えても良い。
無機フィラーとしては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、アルミナ粉末、窒化アルミニウム粉末、ほう酸アルミウイスカ、窒化ホウ素粉末、結晶性シリカ、非晶性シリカ等が挙げられる。
【００２９】
無機フィラーを用いる場合の添加量は、無機フィラー以外の樹脂組成総量１００体積部に対して１〜５０体積部が好ましい。配合の効果の点から配合量の下限は１体積部程度が好ましく、配合量が多くなると、接着剤の貯蔵弾性率の上昇、接着性の低下等の問題を起こす傾向があるので５０体積部程度であることが好ましい。
【００３０】
有機フィラーとしては、アクリロニトリル・ブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂、メチルメタクリレート・ブタジエンスチレン（ＭＢＳ）樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等が挙げられる。また柔らかい組成のコア部と硬い組成のシェル部を備えたコアシェル構造の有機フィラーを用いることもできる。
【００３１】
有機フィラーを用いる場合の添加量は、樹脂組成総量１００重量部に対して１〜１００重量部が好ましい。１重量部未満であると、有機フィラーの効果が発揮されず、銅接着性向上や低反りの効果が見られなくなる傾向があり、１００重量部を超えると、絶縁性の低下が現れる傾向がある。
【実施例】
【００３２】
次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに制限するものではない。
（実施例１）
有機酸塩（オレイン酸銀）とアミン錯体（オクチルアミンの銀錯体）を用いて還元法によって作製した粒径８０ｎｍの銀ナノ粒子液（トルエン溶媒中に３５重量％分散）３．６重量部、１−デカンチオール（（株）同仁化学製、商品名１０−カルボキシ−１−デカンチオール）０．０１３重量部、フェノキシ樹脂（東都化成（株）製、商品名ＹＰ−５０）２０重量部、ＢＰＡ型エポキシ樹脂（東都化成（株）製、商品名ＹＤ−８１２５）５０重量部、フェノールノボラック型エポキシ（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名Ｅｐ−１５４）２５重量部、ＢＰＡフェノールノボラック型フェノール樹脂（大日本インキ化学工業（株）製、商品名フェノライトＬＦ−４８７１）３０重量部、イミダゾール誘導体化合物：１−シアノエチル−２フェニルイミダゾリウムトリメリテート（四国化成工業（株）製、商品名２ＰＺ−ＣＮＳ）０．４重量部及びエポキシシランカップリング剤（（株）信越シリコーン製、商品名ＫＢＥ−４０３）１重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを加えて撹拌混合し、さらにナノマイザーを用いて十分に分散させ、真空脱気した。
【００３３】
厚み０．４ｍｍの銅張り積層板（日立化成工業（株）製、商品名Ｅ−６７９Ｆ）を用いてライン／スペースが５０μｍ／５０μｍの銅配線（厚み１８μｍ）からなる櫛型パターンを形成し、この櫛型パターン上に上記ワニスを銅配線が覆われるようにポッティングで被覆し、１００℃、３０分で乾燥・仮硬化後、１７０℃、６０分で硬化させ、試験片１を得た。
【００３４】
（実施例２）
銀ナノ粒子液を１８重量部、１−デカンチオールを０．０６５重量部に替えた以外は、実施例１と同様の組成のワニスを作製し、実施例１と同様の条件で櫛型パターンにワニスを被覆した試験片２を得た。
【００３５】
（実施例３）
銀ナノ粒子液を３６重量部、１−デカンチオールを０．１３重量部に替えた以外は、実施例１と同様の組成のワニスを作製し、実施例１と同様の条件で櫛型パターンにワニスを被覆した試験片３を得た。
【００３６】
（実施例４）
ライン／スペースが３０μｍ／３０μｍの銅配線の櫛型パターンに替えた以外は、実施例３と同様の試験片４を得た。
【００３７】
（比較例１）
銀ナノ粒子液と１−デカンチオールを除いた以外は、実施例１と同様の組成のワニスを作製し、実施例１と同様の条件で櫛型パターンにワニスを被覆した試験片４を得た。
【００３８】
（比較例２）
銀ナノ粒子液に替えて、銀粒子（三井金属鉱業（株）製、商品名３１１０）を１２．６重量部とした以外は、実施例３と同様の組成のワニスを作製し、実施例１と同様の条件で櫛型パターンにワニスを被覆した試験片４を得た。銀粒子の平均粒径（Ｄ５０）は７μｍであり、最大粒径（Ｄ９０）は１８μｍであった。
【００３９】
（評価結果）
実施例１〜４及び比較例１〜２で得られた試験片の静電気保護機能を、（株）ノイズ研究所製ＥＳＳ−２０００型静電気試験器と（株）ノイズ研究所製ＴＣ−８１５Ｒ型放電ガンを用いて評価した。
【００４０】
試験片の一方の電極を放電ガンと接触させ、他の電極をアースに接続して、ＩＥＣ６１０００−４−２試験規格に則した各種電圧の接触放電を行い、静電放電を開始する電圧を株式会社ノイズ研究所製ＮＭＰ６５−Ａ型電流クランププローブとテクトロニクス（株）製ＴＤＳ−３０５２型デジタルオシロスコープで測定した。
【００４１】
また、漏れ電流をＫｅｉｔｈｌｅｙ．  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．製２４１０型高電圧ソースメータを用い、２００Ｖの電圧印加時の漏れ電流を測定した。その測定結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１に示されるように、実施例１〜４は、何れも、静電放電開始電圧が４００〜２０００Ｖであり、静電気保護機能を確認できた。
また、漏れ電流は４ｎＡ以下であり、絶縁性の問題は無かった。
【００４４】
しかし、比較例１は、静電放電開始電圧が４０００Ｖを超え静電気保護機能が確認できなかった。
また、比較例２は、静電放電開始電圧が４０Ｖと低かったが、漏れ電流が０．１ｍＡを超え、絶縁性に問題があった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明になる電子部品の一例を示す断面面図である。
【図２】図２は、実施例の試験片の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の静電放電開始電圧の測定回路図である。
【図４】図４は、ＩＥＣ６１０００−４−２試験規格の放電電流波形である。
【符号の説明】
【００４６】
１    絶縁基材
２    金属粒子を分散した樹脂
３    回路導体
４    チップ部品
５    チップ部品
６    静電気試験器
７    放電ガン
８    電流クランププローブ
９    デジタルオシロスコープ
１０    試験片
【図１】
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【図２】
2009206136.tif 000005
【図３】
2009206136.tif 000006
【図４】
2009206136.tif 000007