[发明专利]ESD保护器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种ESD(Electrostatic Discharge：静电放电)保护器件及其制造方法，特别涉及对ESD保护器件中为促进静电放电而设置的放电辅助电极的改良。

背景技术

本发明关注的过电压保护元件记载在例如日本专利特开2008-85284号公报(专利文献1)中。

在专利文献1中，对于要成为用于促进放电而设置的放电辅助电极的过电压保护元件材料，记载有包含非导体粉末(例如，碳化硅：粒径1～50m)、金属导体粉末(例如，铜：粒径0.01～5μm)、粘合剂(例如，玻璃粉末)的材料。

另外，在专利文献1中，作为过电压保护元件的制造方法，记载有包含以下工序的方法：以规定的比例使非导体粉末、金属导体粉末及粘合剂均匀混合以形成糊料的工序；将该糊料印刷于基板上的工序；以及对该基板实施烧成处理(温度：300～1200℃)的工序。

然而，在专利文献1所记载的技术中，存在以下需要解决的问题。

首先，由于金属导体粉末的表面露出，因此，在放电时所露出的金属导体彼此会结合，从而绝缘可靠性有可能会降低。另外，用作为非导体粉末的碳化硅是绝缘电阻较低的半导体，因此，难以提高绝缘可靠性。

作为解决上述问题的技术，例如有国际公开第2009/098944号刊物(专利文献2)所记载的技术。

在专利文献2中，记载有将被无机材料(Al₂O₃等)所包覆的导电材料(Cu粉末等)进行分散后所得的材料用作为放电辅助电极的技术。根据专利文献2所记载的技术，与专利文献1所记载的技术相比，导电材料的露出较少，因此，能提高绝缘可靠性。另外，即使增加导电材料的含量，导电材料彼此之间也不容易发生短路，因此，通过增加导电材料，能使得放电容易，由此，能降低峰值电压。

然而，专利文献1所记载的技术也存在以下需要解决的问题。

专利文献2所记载的技术中的“被无机材料所包覆的导电材料”如专利文献2的第[0034]、[0094]段及图4所记载的那样，只是在导电材料的表面包覆有由无机材料所构成的微粒子的材料。因此，难以用无机材料来将导电材料的表面完全覆盖。另外，在烧成前的阶段，假设即使用无机材料来将导电材料的表面完全覆盖，但如图12所示，在烧成时导电材料1发生热膨胀时，变得无法完全被无机材料2所覆盖，烧成后导电材料1有可能会露出。因此，要求进一步改善绝缘可靠性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-85284号公报

专利文献2：国际公开第2009/098944号刊物

发明内容

发明所要解决的技术问题

因此，本发明的目的是为了解决上述问题，即，提供一种绝缘可靠性较高并具有良好的放电特性的ESD保护器件及其制造方法。

解决技术问题的技术方案

本发明所适用的ESD保护器件包括：第一及第二放电电极，该第一及第二放电电极配置成彼此相对；放电辅助电极，该放电辅助电极形成为横跨在第一及第二放电电极间；以及绝缘体基材，该绝缘体基材对第一及第二放电电极和放电辅助电极进行保持，为了解决上述技术问题，本发明的特征在于，放电辅助电极由具有核壳结构的多个金属粒子的集合体构成，所述核壳结构由以第一金属为主要成分的核部、及以包含第二金属的金属氧化物为主要成分的壳部构成，壳部至少有一部分存在空孔。

这样，由于构成放电辅助电极的金属粒子处于被以金属氧化物为主要成分的壳部完全或几乎完全覆盖的状态，因此，能提高放电时的绝缘可靠性，并且由于壳部具有空孔，因此，在空孔周围壳部较薄，从而能以较低的ESD施加电压来开始进行放电。

优选为核部在空孔附近具有凹陷，所述凹陷具有容纳该空孔的形状。由于存在凹陷，因此电荷容易集中于凹陷部分，由此，能使得放电变得容易，能提高放电特性，特别是能实现较低的峰值电压。

优选为上述多个金属粒子通过含玻璃质物质而互相结合。由此，能抑制掉落冲击后的峰值电压特性劣化。

优选为上述壳部的厚度为50～1500nm。由此，不仅能实现较高的绝缘可靠性，还能实现良好的放电特性，特别是能实现较低的峰值电压。

在优选的实施方式中，第二金属是比第一金属更容易发生氧化的金属。由此，运用后述的制造方法，能容易地获得具有核壳结构的多个金属粒子，所述核壳结构由以第一金属为主要成分的核部、及以包含第二金属的金属氧化物为主要成分的壳部构成。