JP2011243380A

JP2011243380A - Ｅｓｄ保護装置

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Publication number: JP2011243380A
Application number: JP2010113671A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Tsukizawa; 孝之築澤; Tetsuya Ikeda; 哲也池田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2011-12-01
Anticipated expiration: 2030-05-17
Also published as: US8503147B2; JP5403370B2; US20110279945A1

Abstract

【課題】小型化が容易であり、ＥＳＤ保護機能の信頼性を向上することができるＥＳＤ保護装置を提供する。
【解決手段】絶縁層１２ａ〜１２ｄが積層されたセラミック多層基板１２と、外部電極１６と、面内接続導体１４又は層間接続導体１３の少なくとも一方と、混合部１８とを備える。混合部１８は、絶縁層１２ｂ，１２ｃの主面に沿って形成され、i）金属と半導体、ii）金属とセラミック、iii）金属と半導体とセラミック、iv）半導体とセラミック、ｖ）半導体、vi）無機材料によりコートされた金属、vii）無機材料によりコートされた金属と半導体、viii）無機材料によりコートされた金属とセラミック、ix）無機材料によりコートされた金属と半導体とセラミック、のうち少なくとも一つを含む材料が分散している。混合部１８は、外部電極１６と、面内接続導体１４又は層間接続導体１３の少なくとも一方とに接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＥＳＤ保護装置に関し、詳しくは、ＥＳＤ保護機能のみを有する単体の部品（ＥＳＤ保護デバイス）や、ＥＳＤ保護機能とそれ以外の機能とを有する複合部品（モジュール）などのＥＳＤ保護装置に関する。

ＥＳＤ（Electro-Static Discharge；静電気放電）とは、帯電した導電性の物体（人体等）が、他の導電性の物体（電子機器等）に接触、あるいは充分接近したときに、激しい放電が発生する現象である。ＥＳＤにより電子機器の損傷や誤作動などの問題が発生する。これを防ぐためには、放電時に発生する過大な電圧が電子機器の回路に加わらないようにする必要がある。このような用途に使用されるのがＥＳＤ保護デバイスであり、サージ吸収素子やサージアブソーバとも呼ばれている。

ＥＳＤ保護デバイスは、例えば回路の信号線路とグランド（接地）との間に配置する。ＥＳＤ保護デバイスは、一対の放電電極を離間して対向させた構造であるので、通常の使用状態では高い抵抗を持っており、信号がグランド側に流れることはない。これに対し、例えば携帯電話等のアンテナから静電気が加わる場合のように、過大な電圧が加わると、ＥＳＤ保護デバイスの放電電極間で放電が発生し、静電気をグランド側に導くことができる。これにより、ＥＳＤデバイスよりも後段の回路には、静電気による電圧が印加されず、回路を保護することができる。

例えば、図９の分解斜視図と図１０の断面図とに示すＥＳＤ保護デバイスは、絶縁性セラミックシート２が積層されるセラミック多層基板７内に空洞部５が形成され、外部電極１と導通した放電電極６が空洞部５内に対向配置され、その空洞部５に放電ガスが閉じ込められている。放電電極６間で絶縁破壊を起こす電圧が印加されると、空洞部５内において放電電極６間で放電が発生し、その放電により過剰な電圧をグランドへ導き、後段の回路を保護することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−４３９５４号公報

このＥＳＤ保護デバイスは、放電空間の両側に形成された放電電極が、外部電極に接続される構造となっている。このような構造を設けるには一定以上のエリアが必要であるため、小型化には限界があり、小型化が困難である。また、高電圧の静電気が連続して繰り返し印加された場合、放電電極が溶け出し、放電電極間でショートしたり、あるいは放電電極間の間隔が大きくなり、放電開始電圧が大きくなるという問題を有する。

本発明は、かかる実情に鑑み、小型化が容易であり、ＥＳＤ保護機能の信頼性を向上することができるＥＳＤ保護装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したＥＳＤ保護装置を提供する。

ＥＳＤ保護装置は、（ａ）セラミック材料からなる複数の絶縁層が積層されたセラミック多層基板と、（ｂ）前記セラミック多層基板の側面に、前記セラミック多層基板の外部に露出するように形成された外部電極と、（ｃ）前記絶縁層の主面に沿って形成された導電性を有する面内接続導体、又は前記絶縁層の主面間を貫通するように形成された導電性を有する層間接続導体の少なくとも一方と、（ｄ）前記絶縁層の前記主面に沿って形成され、(i）金属と半導体、(ii）金属とセラミック、（iii）金属と半導体とセラミック、（iv）半導体とセラミック、（ｖ）半導体、（vi）無機材料によりコートされた金属、（vii）無機材料によりコートされた金属と半導体、（viii）無機材料によりコートされた金属とセラミック、（ix）無機材料によりコートされた金属と半導体とセラミック、のうち少なくとも一つを含む材料が分散している混合部とを備える。前記混合部は、前記面内接続導体又は前記層間接続導体の少なくとも一方と、少なくとも１つの前記外部電極とに接続されている。

上記構成において、混合部は、面内接続導体又は層間接続導体の少なくとも一方と、外部電極との間に形成される。面内接続導体又は層間接続導体の少なくとも一方と、外部電極との間との間に所定以上の大きさの電圧が印加されたときに、混合部において放電を発生させることができる。

上記構成によれば、外部電極を混合部に接続し、外部電極を一方の放電電極とすることにより、混合部の両方の放電電極を面内接続導体又は層間接続導体で構成する場合よりも、ＥＳＤ保護素子を形成するために必要なエリアを小さくすることができるので、ＥＳＤ保護装置の小型化が容易である。

また、混合部を介して配置された放電電極の一方を外部電極とすることで、静電気印加時に発生する熱を、外部電極を介してセラミック多層基板の外部に効率よく放熱させることができる。そのため、混合部の両方の放電電極が面内接続導体又は層間接続導体で構成される場合よりも、繰り返し放電による温度上昇を抑制し、放電電極が溶けることを防止することができる。

好ましくは、前記混合部は、分散された金属材料と半導体材料とを含む。

この場合、放電が発生する混合部において、金属材料と半導体材料とが分散しているので、電子の移動が起こりやすく、より効率的に放電現象を生じさせ、ＥＳＤ応答性を高めることができる。

また、混合部に接続された外部電極と、混合部に接続された面内接続導体又は層間接続導体との間の放電電極間の間隔のばらつきによるＥＳＤ応答性の変動を小さくでき、ＥＳＤ特性の調整や安定性が容易になる。

好ましい一態様において、前記混合部の分散された半導体材料は、炭化ケイ素又は酸化亜鉛である。

好ましくは、前記混合部において、絶縁性を有する無機材料により被覆された金属材料が、分散している。

この場合、混合部内の金属材料同士は、無機材料の被覆によって、直接接することがないため、金属材料同士がつながってショートが発生する可能性が低下する。

好ましくは、前記絶縁層と前記混合部との間に延在するシール層をさらに備えている。

この場合、セラミック多層基板中のガラス成分が混合部に浸透することを防止することができる。

本発明によれば、小型化が容易であり、ＥＳＤ保護機能の信頼性を向上することができる。

ＥＳＤ保護装置の要部断面図である。（実施例１）ＥＳＤ保護装置の要部断面図である。（実施例２）ＥＳＤ保護装置の製造工程を示す断面図である。（実施例２）混合部の組織を模式的に示す概略図である。（実施例１、２）ＥＳＤ保護装置の要部断面図である。（実施例３）ＥＳＤ保護装置の製造工程を示す断面図である。（実施例３）ＥＳＤ保護装置の製造工程を示す断面図である。（実施例３）ＥＳＤ保護装置の製造工程を示す断面図である。（実施例３）ＥＳＤ保護装置の分解斜視図である。（従来例）ＥＳＤ保護装置の断面図である。（従来例）

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図８を参照しながら説明する。

＜実施例１＞実施例１のＥＳＤ保護装置１０について、図１及び図４を参照しながら説明する。

図１は、ＥＳＤ保護装置１０の要部断面図である。ＥＳＤ保護装置１０は、ＥＳＤ保護機能のみを有する単体の部品（ＥＳＤ保護デバイス）、又はＥＳＤ保護機能とそれ以外の機能とを有する複合部品（モジュール）である。図１に示すように、ＥＳＤ保護装置１０は、セラミック材料からなる第１乃至第４の絶縁層１２ａ〜１２ｄが積層されたセラミック多層基板１２の側面に、セラミック多層基板１２の外部に露出する外部電極１６が形成されている。セラミック多層基板１２の内部には、混合部１８と、第１及び第２の面内接続導体１４，１５と、層間接続導体１３と、シール層１８ｓ，１８ｔとが形成されている。

第１の面内接続導体１４は、第２及び第３の絶縁層１２ｂ，１２ｃの間に、第２及び第３の絶縁層１２ｂ，１２ｃの主面に沿って形成され、導電性を有する。第２の面内接続導体１５は、第３及び第４の絶縁層１２ｃ，１２ｄの主面に沿って形成され、導電性を有する。層間接続導体１３は、第３の絶縁層１２ｃの主面間を貫通する貫通孔（ビアホール）１２ｐ内に形成された導電性を有する部材であり、第１及び第２の面内接続導体１４，１５に接続されている。

混合部１８は、第１の面内接続導体１４が形成された第２及び第３の絶縁層１２ｂ，１２ｃの間に、第２及び第３の絶縁層１２ｂ，１２ｃの主面に沿って形成されている。

混合部１８は、外部電極１６と、面内接続導体１４とに接続されていている。混合部１８は、外部電極１６と第１の面内接続導体１４との間に所定以上の電圧が印加されたときに、混合部１８において放電を発生させることができるように形成されている。すなわち、混合部１８を介して、絶縁層１２ｂ，１２ｃの主面方向に対向する外部電極１６と第１の面内接続導体１４とが放電電極となる。

混合部１８は、(i）金属と半導体、(ii）金属とセラミック、（iii）金属と半導体とセラミック、（iv）半導体とセラミック、（ｖ）半導体、（vi）無機材料によりコートされた金属、（vii）無機材料によりコートされた金属と半導体、（viii）無機材料によりコートされた金属とセラミック、（ix）無機材料によりコートされた金属と半導体とセラミック、のうち少なくとも一つを含む材料が分散しており、全体としては、絶縁性を有している。

例えば図４の模式図に組織を模式的に示すように、混合部１８は、絶縁性を有する無機材料８２により被覆（コート）された金属材料８０と、半導体材料８４と、空隙８８とが分散している。例えば、金属材料８０は直径２〜３μｍのＣｕ粒子であり、無機材料８２は直径１μｍ以下のＡｌ_２Ｏ_３粒子である。半導体材料８４は、炭化ケイ素、酸化亜鉛などからなる。

無機材料と半導体材料は、焼成時に反応し、焼成後には変質する可能性がある。また、半導体材料とセラミック多層基板を構成するセラミック粉末も、焼成時に反応し、焼成後には変質する可能性がある。

金属材料が無機材料によりコートされていない場合には、焼成前の状態ですでに金属材料同士が接している可能性があり、金属材料同士がつながってショートが発生する可能性がある。これに対し、金属材料が無機材料によりコートされていると、焼成前に金属材料同士が接する可能性がない。また、焼成後にたとえ無機材料が変質したとしても、金属材料同士が離間している状態が保持される。そのため、金属材料が無機材料にコートされていることによって、金属材料同士がつながってショートが発生する可能性が低下する。

分散された金属材料と半導体材料とを含むように混合部１８を構成すると、放電が発生する混合部１８において、金属材料と半導体材料とが分散しているので、電子の移動が起こりやすく、より効率的に放電現象を生じさせ、ＥＳＤ応答性を高めることができる。また、混合部１８に接続された外部電極１６と、混合部１８に接続された第１の面内接続導体１４との間の寸法のばらつき、すなわち放電電極間の間隔のばらつきによるＥＳＤ応答性の変動を小さくでき、ＥＳＤ特性の調整や安定性が容易になる。

放電開始電圧は、外部電極１６と面内接続導体１４とが混合部１８を介して互いに対向する部分の長さ（すなわち、放電幅）や、混合部１８を介して対向する外部電極１６と面内接続導体１４との間の距離（すなわち、放電ギャップ）や、混合部１８の厚みや、混合部１８に含まれる材料の量や種類、粒径などを調整することにより、所望の値に設定することができる。

シール層１８ｓ，１８ｔは、混合部１８と第２及び第３の絶縁層１２ｂ，１２ｃとの間に延在している。シール層１８ｓ，１８ｔを設けると、セラミック多層基板１２中のガラス成分が混合部１８に浸透することを防止することができるが、シール層１８ｓ，１８ｔがない構成としても構わない。

ＥＳＤ保護装置１０は、後述する実施例２のＥＳＤ保護装置１１と同様に、セラミックグリーンシートの積層、圧着等により、製造することができる。

ＥＳＤ保護装置１０は、混合部１８を介して対向する放電電極の一方が外部電極１６であり、他方が第１の面内接続導体１４でる。そのため、混合部を介して対向する放電電極の両方が面内接続導体又は層間接続導体である場合よりも、ＥＳＤ保護素子を形成するために必要なエリアを小さくすることができ、ＥＳＤ保護装置１０の小型化が容易である。

また、静電気印加時に発生する熱の一部は、外部電極１６を介して、セラミック多層基板１２の外部に効率よく放熱させることができる。そのため、混合部の両方の放電電極が面内接続導体又は層間接続導体で構成される場合よりも、繰り返し放電による温度上昇を抑制し、放電電極が溶けることを防止することができる。

なお、図示していないが、層間接続導体１３や第２の面内接続導体１５を無くし、混合部１８に接続された面内接続導体１４が、外部電極１６以外の他の外部電極に接続されるようにしてもよい。また、面内接続導体１４を無くし、混合部１８が、面内接続導体１４の代わりに層間接続導体に接続されるように構成してもよい。

＜実施例２＞実施例２のＥＳＤ保護装置１１について、図２〜図４を参照しながら説明する。

図２は、ＥＳＤ保護装置１１の要部断面図である。ＥＳＤ保護装置１１は、ＥＳＤ保護機能のみを有する単体の部品（ＥＳＤ保護デバイス）、又はＥＳＤ保護機能とそれ以外の機能とを有する複合部品（モジュール）である。図２に示すように、ＥＳＤ保護装置１１は、実施例１のＥＳＤ保護装置１０と略同様に構成されている。以下では、実施例１と同じ構成部分には同じ符号を用いる。

ＥＳＤ保護装置１１は、セラミック材料からなる第１乃至第４の絶縁層１２ａ〜１２ｄが積層されたセラミック多層基板１２の側面に、外部電極１６が形成されている。セラミック多層基板１２の内部には、第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂと、第１乃至第３の面内接続導体１４ａ，１４ｂ，１５と、第１及び第２の層間接続導体１３ａ，１３ｂと、シール層１８ｐ，１８ｑ，１８ｓ，１８ｔとが形成されている。

第１及び第２の層間接続導体１３ａ，１３ｂは、それぞれ、第２及び第３の絶縁層１２ｂ，１２ｃの主面間を貫通する貫通孔（ビアホール）１２ｓ，１２ｔ内に形成されている。

第１の混合部１８ａと第１の面内接続導体１４ａとは、第１及び第２の絶縁層１２ａ，１２ｂの間に形成されている。第２の混合部１８ｂと第２の面内接続導体１４ｂは、第２及び第３の絶縁層１２ｂ，１２ｃの間に形成されている。第３の面内接続導体１５は、第３及び第４の絶縁層１２ｃ，１２ｄの間に形成されている。

第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂは、外部電極１６と、第１及び第２の面内接続導体１４ａ，１４ｂの一端とに接続されている。

第１の面内接続導体１４ａの他端は、第１の層間接続導体１３ａの一端に接続されている。第２の面内接続導体１４ｂの他端は、第１の層間接続導体１３ａの他端と、第２の層間接続導体１３ｂの一端とに接続されている。第２の層間接続導体１３ｂの他端は、第３の面内接続導体１５に接続されている。

第１乃至第３の面内接続導体１４ａ，１４ｂ，１５と、第１及び第２の層間接続導体１３ａ，１３ｂと、外部電極１６とは、導電性を有する。

混合部１８ａ，１８ｂは、(i）金属と半導体、(ii）金属とセラミック、（iii）金属と半導体とセラミック、（iv）半導体とセラミック、（ｖ）半導体、（vi）無機材料によりコートされた金属、（vii）無機材料によりコートされた金属と半導体、（viii）無機材料によりコートされた金属とセラミック、（ix）無機材料によりコートされた金属と半導体とセラミック、のうち少なくとも一つを含む材料が分散しており、全体としては、絶縁性を有している。

例えば図４の模式図に組織を模式的に示すように、混合部１８ａ，１８ｂは、絶縁性を有する無機材料８２により被覆（コート）された金属材料８０と、半導体材料８４と、空隙８８とが分散している。例えば、金属材料８０は直径２〜３μｍのＣｕ粒子であり、無機材料８２は直径１μｍ以下のＡｌ_２Ｏ_３粒子である。半導体材料８４は、炭化ケイ素、酸化亜鉛などからなる。

図２に示したＥＳＤ保護装置１１は、外部電極１６と、第１及び第２の面内接続導体１４ａ，１４ｂとの間に所定値以上の電圧が印加されると、混合部１８ａ，１８ｂを介して放電が発生する。第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂは、第１及び第２の面内接続導体１４ａ，１４ｂと外部電極１６との間に並列に接続されているため、ＥＳＤ応答性が良くなり、ピーク電圧を小さくすることができる。

次に、ＥＳＤ保護装置１１の製造方法について、図３を参照しながら説明する。図３は、セラミック多層基板１２の分解断面図である。

（１）材料の準備
セラミック多層基板１２の第１乃至第４の絶縁層１２ａ〜１２ｄになるセラミックグリーンシートを準備する。セラミック多層基板１２の絶縁層１２ａ〜１２ｄの材料となるセラミック材料には、Ｂａ、Ａｌ、Ｓｉを中心とした組成からなる材料を用いる。各素材を所定の組成になるよう調合、混合し、８００−１０００℃で仮焼する。得られた仮焼粉末をジルコニアボールミルで１２時間粉砕し、セラミック粉末を得る。このセラミック粉末に、トルエン・エキネンなどの有機溶媒を加え混合する。さらにバインダー、可塑剤を加え混合し、スラリーを得る。このようにして得られたスラリーをドクターブレード法により成形し、第１乃至第４の絶縁層１２ａ〜１２ｄになる厚さ５０μｍのセラミックグリーンシートを得る。

また、第１乃至第３の面内接続導体１４ａ，１４ｂ，１５や第１及び第２の層間接続導体１３ａ，１３ｂを形成するための電極ペーストを準備する。平均粒径約１．５μｍのＣｕ粉８０ｗｔ％とエチルセルロース等からなるバインダー樹脂に溶剤を添加し、ロールで攪拌、混合することで電極ペーストを得る。

また、第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂを形成するための混合ペーストを準備する。混合ペーストは、平均粒径約２μｍのＡｌ_２Ｏ_３コートＣｕ粉と、半導体材料として平均粒径１μｍの炭化ケイ素（ＳｉＣ）を所定の割合で調合し、バインダー樹脂と溶剤を添加し、ロールで攪拌、混合することで得る。混合ペーストは、バインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％とし、残りの８０ｗｔ％をＡｌ_２Ｏ_３コートＣｕ粉と炭化ケイ素とする。

また、シール層１８ｐ，１８ｑ，１８ｓ，１８ｔを形成するためのシール層形成用ペーストを、電極ペーストと同様の手法で作製する。例えば、平均粒径約１μｍのＡｌ_２Ｏ_３粉８０ｗｔ％とエチルセルロース等からなるバインダー樹脂に溶剤を添加し、ロールで攪拌、混合することで、シール層形成用ペースト（アルミナペースト）を得る。シール層形成用ペーストの固形成分には、セラミック多層基板の材料よりも焼結温度が高い材料、例えばアルミナ、ジルコニア、マグネシア、ムライト、石英などを選定する。

（２）スクリーン印刷によるペーストの塗布
図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第２及び第３の絶縁層１２ｂ，１２ｃになるセラミックグリーンシートに、レーザや金型を用いて、主面間を貫通するビアホール１２ｓ，１２ｔを形成した後、ビアホール１２ｓ，１２ｔ内に、スクリーン印刷により電極ペーストを充填して、第１及び第２の層間接続導体１３ａ，１３ｂになる部分を形成する。

次いで、シール層形成用ペーストをスクリーン印刷した後、乾燥させることにより、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１乃至第３の絶縁層１２ａ〜１２ｃになるセラミックグリーンシートの互いに対向する面１２ｖ，１２ｗ，１２ｘ，１２ｙに、シール層１８ｐ，１８ｑ，１８ｓ，１８ｔを形成する。

次いで、第２及び第３の絶縁層１２ｂ，１２ｃになるセラミックグリーンシートの上に、それぞれ、混合ペーストをスクリーン印刷にて塗布して、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂになる部分を形成する。

なお、第１の混合部１８ａになる部分は、第１の絶縁層１２ａになるセラミックグリーンシート側に形成してもよい。第２の混合部１８ｂになる部分は、第２の絶縁層１２ｂになるセラミックグリーンシート側に形成してもよい。

次いで、第２乃至第４の絶縁層１２ｂ，１２ｃ，１２ｄになるセラミックグリーンシートの上に、電極ペーストをスクリーン印刷にて塗布して、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、第１乃至第３の面内接続導体１４ａ，１４ｂ，１５になる部分を形成する。第１及び第２の面内接続導体１４ａ，１４ｂになる部分は、混合部１８ａ，１８ｂになる部分に、部分的に重なるように形成する。

なお、第１の面内接続導体１４ａになる部分は、第１の絶縁層１２ａになるセラミックグリーンシート側に形成してもよい。第２の面内接続導体１４ｂになる部分は、第２の絶縁層１２ｂになるセラミックグリーンシート側に形成してもよい。第３の面内接続導体１５になる部分は、第３の絶縁層１２ｃになるセラミックグリーンシート側に形成してもよい。

あるいは、セラミックグリーンシートに第１乃至第３の面内接続導体１４ａ，１４ａ，１５になる部分を形成した後に、第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂになる部分を形成してもよい。

（３）積層、圧着
通常のセラミック多層基板と同様に、セラミックグリーンシートを積層し、圧着する。

（４）カット、端面電極塗布
単体の部品や小サイズのモジュール部品の場合には、ＬＣフィルタのようなチップタイプの電子部品と同様に、マイクロカッタでカットして、各チップに分ける。大サイズのモジュール部品の場合には、四隅をカットする。その後、端面に電極ペーストを塗布し、外部電極１６になる部分を形成する。

（５）焼成
次いで、通常のセラミック多層基板と同様に、Ｎ_２雰囲気中で焼成する。酸化しない電極材料（Ａｇなど）の場合には、大気雰囲気でも構わない。焼成により、セラミックグリーンシート中の有機溶剤や、混合ペースト中のバインダー樹脂及び溶剤が消失する。これにより、Ａｌ_２Ｏ_３コートＣｕと、ＳｉＣと、空隙とが分散した第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂが形成される。

（６）めっき
ＬＣフィルタのようなチップタイプの電子部品と同様に、外部電極１６になる部分に電解Ｎｉ−Ｓｎメッキを行う。

以上により、断面が図２のように構成されたＥＳＤ保護デバイス１１が完成する。

第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂは、面内接続導体１４ａ，１４ｂ，１５と同様に、厚膜の印刷工法にて形成することができるため、容易に形成でき、厚みの調整も容易である。第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂは、セラミック多層基板の任意の絶縁層の主面に沿って形成できるため、混合部１８ａ，１８ｂの配置設計の自由度が上がる。

第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂに含まれる材料の成分中に、セラミック多層基板１２を構成する材料の一部又は全部と同じものが含まれてもよい。同じものが含まれると、焼成時の第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂの収縮挙動等をセラミック多層基板１２に合わせることが容易になり、第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂのセラミック多層基板１２への密着性が向上し、焼成時における第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂの剥離が発生しにくくなる。また、ＥＳＤ繰り返し耐性も向上する。また、使用する材料の種類を少なくすることができる。

第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂに含まれる金属材料は、第１乃至第３の面内接続導体１４ａ，１４ｂ，１５と同じものであっても、異なるものであってもよい。同じものにすれば、第１及び第２の混合部１８ａ，１８ｂの収縮挙動等を第１乃至第３の面内接続導体１４ａ，１４ｂ，１５に合わせることが容易になり、使用する材料の種類を少なくすることができる。

なお、混合部１８ａ，１８ｂの半導体材料は、特に上記の材料に限定されるものではない。例えば、シリコン、ゲルマニウム等の金属半導体、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化モリブデン、炭化タングステン等の炭化物、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化クロム、窒化バナジウム、窒化タンタル等の窒化物、ケイ化チタン、ケイ化ジルコニウム、ケイ化タングステン、ケイ化モリブデン、ケイ化クロム、ケイ化クロム等のケイ化物、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化クロム、ホウ化ランタン、ホウ化モリブデン、ホウ化タングステン等のホウ化物、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム等の酸化物を用いることができる。特に、比較的安価で、かつ、各種粒径のバリエーションが市販されていることから、炭化ケイ素や酸化亜鉛が好ましい。これらの半導体材料は、適宜、単独又は２種類以上を混合して使用してもよい。また、半導体材料は、適宜、アルミナやＢＡＳ材等の抵抗材料と混合して使用してもよい。

混合部１８ａ，１８ｂの金属材料は、特に上記の材料に限定されるものではない。Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏや、これらの合金、これらの組み合わせでもよい。

＜実施例３＞実施例３のＥＳＤ保護装置２０について、図５〜図８を参照しながら説明する。

図５は、実施例３のＥＳＤ保護装置２０の要部断面図である。ＥＳＤ保護装置２０は、ＥＳＤ保護機能のみを有する単体の部品（ＥＳＤ保護デバイス）、又はＥＳＤ保護機能とそれ以外の機能とを有する複合部品（モジュール）である。

図５に示すように、ＥＳＤ保護装置２０は、実施例１のＥＳＤ保護装置１０と略同様に構成されている。すなわち、セラミック材料からなる絶縁層２２ａ〜２２ｅが積層されたセラミック多層基板２２の内部に、面内接続導体２４と、混合部２８と、シール層２８ｓ，２８ｔとが形成されている。混合部２８は、面内接続導体２４と外部電極２６とに接続されている。

外部電極２６は、実施例１、２とは構成が異なり、セラミック多層基板２２に食い込むように、セラミック多層基板の側面に形成されている。

ＥＳＤ保護装置２０は、図６〜図８の断面図に示すように、実施例１、２と略同様の方法で、作製することができる。

まず、図７に示すように、絶縁層２２ａ〜２２ｅになるセラミックグリーンシートに、面内接続導体２４になる部分２４ａ、シール層２８ｓ，２８ｔになる部分２８ｕ，２８ｖ、外部電極２６になる部分２６ａ，２６ｂ，２６ｃを形成する。

このとき、外部電極２６になる部分２６ａは、図６（ａ）に示すように、絶縁層２２ｄになるセラミックグリーンシートに、所定のペーストを順に印刷することにより、シール層２８ｔになる部分２８ｖ、混合部２８になる部分２８ａ、面内接続導体２４になる部分２４ａを形成した後、図６（ｂ）に示すように、貫通孔２９を形成する。そして、図６（ｃ）に示すように、貫通孔２９に電極ペーストを印刷により充填して、外部電極２６になる部分２６ａを形成する。

絶縁層２２ｃになるセラミックグリーンシートは、シール層２８ｓになる部分２８ｕを形成した後、貫通孔を形成し、その貫通孔に電極ペーストを印刷により充填して、外部電極２６になる部分２６ｂを形成する。

絶縁層２２ｅになるセラミックグリーンシートは、貫通孔を形成し、その貫通孔に電極ペーストを印刷により充填して、外部電極２６になる部分２６ｃを形成する。

次いで、図８（ａ）に示すように、絶縁層２２ａ〜２２ｅになるセラミックグリーンシートを積層、圧着して、積層体を形成する。

次いで、図８（ｂ）に示すように、積層体を、外部電極２６になる部分２６ｋを通るようにカットする。

次いで、チップを焼成し、外部電極にめっきを行う。

ＥＳＤ保護装置２０は、実施例１、２と同じく、小型化が容易であり、ＥＳＤ保護機能の信頼性を向上することができる。

＜まとめ＞以上のように、混合部に外部電極を接続し、放電電極の一方を外部電極とすると、ＥＳＤ保護装置の小型化が容易であり、ＥＳＤ保護機能の信頼性を向上することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

例えば、混合部と、混合部に接続される面内接続導体は、セラミック多層基板の表面に形成されても構わない。この場合、セラミック多層基板の表面に露出する混合部や接続導体は、絶縁性を有するカバー層で被覆したり、蓋状の部材で間隔を設けて覆ったりすることが好ましい。

混合部に接続される面内接続導体がセラミック多層基板の内部に形成される場合、セラミック多層基板の内部に、混合部に接する空洞を形成し、この空洞内に、混合部に接続された外部電極の一部と、混合部に接続された面内接続導体又は層間接続導体の一部とが露出するように構成してもよい。空洞を形成することで、空洞内において気中放電を生じさせることができ、ＥＳＤ特性をさらに向上させることができる。空洞は、例えば、混合部や、外部電極、面内接続導体又は層間接続導体を形成するためのペーストのうち、空洞内に露出する部分を形成する領域に接するように、消失性の樹脂ペースト（例えばアクリルペースト、カーボンペーストなど）を塗布しておき、焼成により消失性の樹脂ペーストを消失させることによって形成できる。

１０ＥＳＤ保護装置
１２セラミック多層基板
１２ａ〜１２ｄ絶縁層
１３，１３ａ，１３ｂ層間接続導体
１４，１４ａ，１４ｂ，１５面内接続導体
１６外部電極
１８，１８ａ，１８ｂ混合部
１８ｐ，１８ｑ，１８ｓ，１８ｔシール層
２０ＥＳＤ保護装置
２２セラミック多層基板
２２ａ〜２２ｅ絶縁層
２４面内接続導体
２６外部電極
２８混合部
２８ｓ，２８ｔシール層
８０金属材料
８２無機材料
８４半導体材料
８８空隙

Claims

セラミック材料からなる複数の絶縁層が積層されたセラミック多層基板と、
前記セラミック多層基板の側面に、前記セラミック多層基板の外部に露出するように形成された外部電極と、
前記絶縁層の主面に沿って形成された導電性を有する面内接続導体、又は前記絶縁層の主面間を貫通するように形成された導電性を有する層間接続導体の少なくとも一方と、
前記絶縁層の前記主面に沿って形成され、(i）金属と半導体、(ii）金属とセラミック、（iii）金属と半導体とセラミック、（iv）半導体とセラミック、（ｖ）半導体、（vi）無機材料によりコートされた金属、（vii）無機材料によりコートされた金属と半導体、（viii）無機材料によりコートされた金属とセラミック、（ix）無機材料によりコートされた金属と半導体とセラミック、のうち少なくとも一つを含む材料が分散している混合部と、
を備え、
前記混合部は、前記面内接続導体又は前記層間接続導体の少なくとも一方と、少なくとも１つの前記外部電極とに接続されていることを特徴とする、ＥＳＤ保護装置。
前記混合部は、分散された金属材料と半導体材料とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のＥＳＤ保護装置。
前記混合部の分散された半導体材料は、炭化ケイ素又は酸化亜鉛であることを特徴とする、請求項２に記載のＥＳＤ保護装置。
前記混合部において、絶縁性を有する無機材料により被覆された金属材料の粒子が、分散していることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
前記絶縁層と前記混合部との間に延在するシール層をさらに備えていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のＥＳＤ保護装置。