WO2010061522A1

WO2010061522A1 - Ｅｓｄ保護デバイス

Info

Publication number: WO2010061522A1
Application number: PCT/JP2009/005563
Authority: WO
Inventors: 山元一生; 足立淳; 鎌田明彦
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2010-06-03
Anticipated expiration: 2011-05-26
Also published as: US8437114B2; JPWO2010061522A1; US20110216456A1; JP5003985B2

Abstract

　ＥＳＤ特性の調整や安定化が容易であり、繰り返し放電による放電特性の劣化を防止することができるＥＳＤ保護デバイスを提供する。　ＥＳＤ保護デバイス１０は、（ａ）絶縁性基板１２と、（ｂ）絶縁性基板１２の内部に形成された空洞部１３と、（ｃ）空洞部１３内に露出し対向する露出部分を有する、少なくとも一対の放電電極１６，１８と、（ｄ）絶縁性基板１２の表面に形成され、放電電極１６，１８と接続された外部電極２２，２４とを有する。ＥＳＤ保護デバイス１０は、（ｅ）放電電極１６，１８の露出部分の間の空洞部１２を形成する内周面の少なくとも一部１２ｓに沿って分散し、絶縁性基板１２に食い込むアンカー部３０ｘを有する導電材料３０を備えている。

Description

ＥＳＤ保護デバイス

　本発明は、ＥＳＤ保護デバイスに関し、詳しくは、絶縁性基板の空洞部内に放電電極が対向して配置されたＥＳＤ保護デバイスについてＥＳＤ特性及び信頼性を向上する技術に関する。

　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起こり、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１１の分解斜視図及び図１２の断面図に示す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、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間で放電が起こり、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

　しかし、このようなＥＳＤ保護デバイスでは、放電電極間の間隔のばらつきによって、ＥＳＤ応答性が変動し易い。また、放電電極が対向する領域の面積によってＥＳＤ応答性を調整する必要があるが、その調整には製品サイズ等による制限のため、所望とするＥＳＤ応答性を実現しにくい場合がある。

　そこで、後述する比較例のように放電電極の間に導電材料が分散した構成により、効率的に放電現象を生じさせることが考えられる。しかし、このような構成では、放電時の衝撃で導電材料が飛散して分布密度が低下するため、放電後に放電電圧が徐々に高くなってしまい、繰り返し放電により放電特性が劣化する。

　本発明は、かかる実情に鑑み、ＥＳＤ特性の調整や安定化が容易であり、繰り返し放電による放電特性の劣化を防止することができるＥＳＤ保護デバイス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保護デバイスを提供する。

　ＥＳＤ保護デバイスは、（ａ）絶縁性基板と、（ｂ）前記絶縁性基板の内部に形成された空洞部と、（ｃ）前記空洞部内に露出し対向する露出部分を有する、少なくとも一対の放電電極と、（ｄ）前記絶縁性基板の表面に形成され、前記放電電極と接続された外部電極とを有する。ＥＳＤ保護デバイスは、（ｅ）前記放電電極の前記露出部分の間の前記空洞部を形成する内周面の少なくとも一部に沿って分散し、前記絶縁性基板に食い込むアンカー部を有する導電材料を備えている。

　上記構成において、対向する放電電極の露出部分の間に導電性を有する導電材料が分散しているので、空洞部内において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ることができる。そのため、放電電極の間隔のばらつきによるＥＳＤ応答性の変動を小さくすることができる。

　また、空洞部内に分散させる導電材料の量や粒径等を調整することによって、容易に所望とするＥＳＤ特性（放電開始電圧等）を得ることができる。

　したがって、ＥＳＤ特性の調整や安定化を図ることができる。

　また、導電材料は、基板本体に食い込むアンカー部によって、絶縁性基板に強固に固着される。そのため、導電材料が絶縁性基板の表面から離脱することが防止され、放電現象が繰り返されることによるＥＳＤ特性の劣化（放電開始電圧の上昇等）を抑制することができる。

　好ましくは、前記導電材料は、絶縁性材料により被覆されている。

　この場合、導電材料が絶縁性材料により被覆されているので、導電材料間の絶縁性が確保され、放電電極間でのショート発生を防止することができる。

　好ましくは、前記導電材料は、半導体材料中に分散されている。

　この場合、導電材料の間に、導電材料よりも絶縁物に近い半導体材料が配置されるため、導電材料間の絶縁性が確保され、放電電極間でのショート発生を防止することができる。

　本発明によれば、ＥＳＤデバイスのＥＳＤ特性の調整や安定化が容易であり、繰り返し放電による放電特性の劣化を防止することができる。

ＥＳＤ保護デバイスの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。（実施例１）図１（ａ）の線Ａ－Ａに沿って切断した断面図である。（実施例１）ＥＳＤ保護デバイスの放電特性を示すグラフである。（実施例１、比較例１）ＥＳＤ保護デバイスの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。（実施例２）ＥＳＤ保護デバイスの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。（変形例１）ＥＳＤ保護デバイスの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。（変形例２）ＥＳＤ保護デバイスの断面図である。（変形例４）ＥＳＤ保護デバイスの（ａ）断面図、（ｂ）要部拡大断面図である。（変形例５）ＥＳＤ保護デバイスの断面図である。（比較例１）ＥＳＤ保護デバイスの要部拡大断面図である。（比較例１）ＥＳＤ保護デバイスの分解斜視図である。（従来例）ＥＳＤ保護デバイスの断面図である。（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保護デバイス１０について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１（ａ）は、ＥＳＤ保護デバイス１０の断面図である。図１（ｂ）は、ＥＳＤ保護デバイス１０の空洞部１３の要部拡大断面図である。図２は、図１（ａ）の線Ａ－Ａに沿って切断した断面図である。

　図１及び図２に示すように、ＥＳＤ保護デバイス１０は、セラミック多層基板の基板本体１２の内部に空洞部１３が形成されている。空洞部１３内には、一対の放電電極１６，１８の先端１６ｋ，１８ｋ側が露出するように配置されている。放電電極１６，１８は、空洞部１３内に露出する先端１６ｋ，１８ｋが互いに間隔を設けて対向するように形成されている。放電電極１６，１８は、基板本体１２の外周面まで延在し、基板本体１２の表面に形成された外部電極２２，２４に接続されている。外部電極２２，２４は、ＥＳＤ保護デバイス１０を実装するために用いる。

　図１に模式的に示すように、空洞部１３の内部には、尖った部分、すなわちアンカー部３０ｘを有する導電材料３０が分散している。導電材料３０は、その尖った部分３０ｘが空洞部１３を形成する底面１３ｓから基板本体１２に食い込み、その一部が基板本体１２に埋設され、他の部分が空洞部１３内に露出している。導電材料３０は粉末であり、分散しているため、導電材料３０が配置された部分（以下、「補助電極」とも言う。）は、全体として絶縁性が保たれている。

　ＥＳＤ保護デバイス１０は、外部電極２２，２４間に所定以上の大きさの電圧が印加されると、空洞部１３内において、対向する放電電極１６，１８間で放電が発生する。空洞部１３を形成する底面１３ｓに沿って導電材料３０が分散しているので、電子の移動が起こりやすくなり、より効率的に放電現象を生じさせることができる。

　すなわち、放電電極１６，１８間の放電現象は、空洞部１３の気相と絶縁物である基板本体１２との界面（すなわち、空洞部１３を形成する天面１３ｐ及び底面１３ｓを含む内周面）を走る沿面放電が主に生じる。沿面放電とは、物（絶縁物）の表面を伝わって電流が流れる形態の放電現象である。電子が流れるといっても実際には、電子が表面をとび跳ね、気体のイオン化を生じ、移動すると考えられている。そして、絶縁物の表面に導電性粉末が存在すると電子の飛び跳ねる見かけ上の距離を縮め、方向性を持たせ、沿面放電現象をより積極的に生じさせていると推測されている。放電電極１６，１８間の距離が最短となる空洞部１３を形成する底面１３ｓに沿って導電材料３０が分散しているため、底面１３ｓで沿面放電が発生しやすい。

　放電電極１６，１８間で効率的に放電現象が生じると、放電電極１６，１８間の間隔を小さくすることができる。また、放電電極１６，１８間の間隔のばらつきによるＥＳＤ応答性の変動が小さくなる。よって、安定したＥＳＤ応答性を実現することができる。

　導電材料３０は、その尖った部分３０ｘが基板本体１２に埋設されるので、後述する比較例１のように球形状の導電材料が埋設される場合と比べると、より強固に基板本体１２に固定され、放電時の衝撃で基板本体１２から離脱しにくい。そのため、繰り返し放電後にＥＳＤ放電特性が劣化しにくい。

　次に、ＥＳＤ保護デバイス１０の製造方法について、説明する。

　（１）材料の作製
　まず、基板本体１２、放電電極１６，１８、補助電極の導電材料３０を形成するため材料を作製する。

　『セラミックグリーンシート』
　基板本体１２を形成するためのセラミックグリーンシートを次のように作製する。
１．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（ＢＡＳ材）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。
２．上記１．で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。
３．上記２．で得られたセラミック粉末に、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。
４．得られたスラリーを、ドクターブレード法により成形し、厚さ５０μｍのセラミックグリーンシートを得る。

　セラミック材料は特に本材料に限定されるものでなく、絶縁性のものであればよいため、フォルステライトにガラスを加えたものやＣａＺｒＯ_３にガラスを加えたものなど、他のものを用いてもよい。

　『補助電極形成用荷電性粉末（トナー）』
　補助電極の導電材料３０を形成するための補助電極形成用荷電性粉末（すなわち、導電材料３０を形成するための金属含有荷電粒子）を、次のように作製する。
１．メチルエチルケトン中に非水溶性のアクリル樹脂が溶けた溶液を作製する。
２．上記１．で作製した溶液中にフレーク状銅粉（平均粒径１０μｍ）とＮａＯＨとＩＰＡを添加し攪拌する。
３．上記２．の溶液中に水を滴下していき転相させる。これにより、アクリル樹脂でコートされたカプセル銅粉ができる。
４．上記３．の操作によって得られた溶液を静置し、カプセル銅粉を沈降させる。
５．上澄みを除去し、水洗により樹脂だけの粉末を除去した後、カプセル銅粉のみを真空乾燥オーブンで乾燥させる。
６．上記５．の操作によって得られた複合粉末と外添剤（シリカ粉末）を混合し、表面処理機を用いて複合粉末表面に外添剤を均一に付着させる。
７．上記６．の操作によって得られた複合粉末（トナー）とキャリアを混合し、現像剤を得る。

　トナーを構成する導電材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ等の遷移金属群より選ばれた少なくとも１種類の金属とすることが望ましい。また、これら金属を単体で用いてもよいが、合金として用いることも可能である。さらに、これらの金属の酸化物を用いてもよい。

　トナーを構成する導電材料の平均粒子径は、０．５μｍ～３０μｍの範囲が好ましく、さらに好ましい範囲は、１μｍ～２０μｍである。２０μｍ以下になると、放電電極間でのショートが発生しにくい。１μｍ以上になると、樹脂被覆時に凝集しにくくなるため、帯電性の良好なトナーを形成できる。

　トナーの平均粒子径は、０．５μｍ～４０μｍが好ましい。より好ましい平均粒径は、１μｍ～２５μｍである。２５μｍ以下になると、放電電極間でのショートが発生しにくくなる。１μｍ以上になると、外添処理時に凝集しにくくなるため、帯電性の良好なトナーを形成できる。

　導電材料の含有率は、１０ｗｔ％～９５ｗｔ％が好ましい。より好ましい含有率は、３０ｗｔ％～７０ｗｔ％である。含有率が９５ｗｔ％以下になると、トナー中の樹脂が少なくなり表面に導電材料が露出し帯電性が悪化することがない。また、１０ｗｔ％以上になると、補助電極中の導電材料の密度が高くなり、十分な放電促進効果が得られる。

　トナー被覆樹脂としては非水溶性であり、また焼成中に燃焼、分解、溶融、気化などにより消失し導電性粉末の真表面が露出するものが好ましい。スチレン系樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン（メタ）アクリル樹脂が好適である。

　導電性粉末の形状としては、尖った部分を有するものであればよく、フレーク状の他、扁平形状や多角形状、金平糖のような形状でもよい。

　金属表面をＡｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２などの無機材料でコートした粉末を、原料にすることもできる。この場合、コートされた無機材料の絶縁性のためにトナーの樹脂被覆が不十分な場合でも、良好な帯電性を保つことができる。また、焼成後も、無機材料でコートされ、金属表面は露出しないため、粉末同士が接続してもショートすることがない。

　トナー作製方法は転相乳化法に限らず、機械式被覆法や混練粉砕法、湿式重合法などの公知の方法を採用することができる。

　『放電電極形成用スクリーンペースト』
　放電電極１６，１８をスクリーン印刷により形成する際に用いる電極ペーストを、以下のように作製する。
１．平均粒径２μｍ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する。
２．上記１．で得られたサンプルを、ロールで攪拌、混合し、電極ペーストを得る。

　電極ペーストの導電性材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ等の遷移金属群より選ばれた少なくとも１種類の金属とすることが望ましい。また、これら金属を単体で用いてもよいが、合金として用いることも可能である。さらに、これらの金属の酸化物を用いてもよい。

　『空洞形成用樹脂ペースト』
　空洞部１３を形成するための樹脂ペーストを、次のように作製する。
１．平均粒径２μｍの樹脂粉に溶剤を添加する。
２．上記１．で得られたサンプルをロールで攪拌、混合して、樹脂ペーストを得る。

　樹脂材料としては、アクリル系、スチレンアクリル系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリプロピレン系、ブチラール系等の燃焼して消失する樹脂、または高温になるとモノマーに分解する樹脂のうちより選ばれた少なくとも１種類の樹脂とすることが望ましい。また、これら樹脂を単体で用いてもよいが、混合して用いることも可能である。

　（２）電子写真法による補助電極形成
　次いで、電子写真法により、次のようにトナーをセラミックグリーンシートに転写して、補助電極が形成されたセラミックグリーンシートを作製する。
１．感光体を一様に帯電させる。
２．帯電した感光体に、ＬＥＤにて補助電極のパターン状に光を照射し潜像を形成する。作製例では、補助電極パターンは放電電極間のギャップと同サイズの３０μｍ×１００μｍとした。
３．現像バイアスをかけ感光体上にトナーを現像する。
４．補助電極パターンが現像された感光体とセラミックグリーンシートとを重ね、トナーをセラミックグリーンシートに転写する。
５．補助電極パターンが転写されたセラミックグリーンシートをＰＥＴフィルムに挟み、プレスする。これによって、トナーがセラミックグリーンシートに埋設・定着し、補助電極が形成されたセラミックグリーンシートを得る。作製例のプレス圧は、１００トンとした。

　作製例の補助電極パターンのサイズは、放電電極間のギャップと同サイズに設計したが、印刷ズレを考慮し、１０μｍ～５０μｍ大きめに設計してもよい。逆に、放電電極パターンを、補助電極パターンに対して１０μｍ～５０μｍ大きくしても構わない。

　プレス圧を変更することで、トナーのグリーンシート中への埋没量を調整することができる。プレス圧が高く埋没量が大きい場合、放電時の衝撃でより飛散しにくくなる。プレス圧が低く埋没量が小さい場合、露出している導電性粉末表面が増えるために放電特性が向上する。

　作製例では電子写真法によって補助電極を形成したが、その他、スクリーン印刷、インクジェット印刷、熱転写印刷、グラビア印刷、直接描画印刷、等の公知の方法が利用できる。

　（３）スクリーン印刷による放電電極パターン形成
　次いで、補助電極が形成されたセラミックグリーンシートについて、補助電極が形成されている面に、電極ペーストを用い、スクリーン印刷で放電電極パターンを形成する。作製例では、放電電極の幅を１００μｍ、放電ギャップ（放電電極の対向する先端間の距離）を３０μｍとなるように、放電電極パターンを形成した。

　作製例ではスクリーン印刷によって放電電極パターンを形成したが、その他、電子写真印刷、インクジェット印刷、熱転写印刷、グラビア印刷、直接描画印刷、等の公知の配線パターン形成法が好適に利用できる。

　（４）スクリーン印刷による空洞パターン形成
　次いで、補助電極と放電電極のパターンが形成されたセラミックグリーンシートについて、補助電極と放電電極のパターンが形成されている面に、樹脂ペーストを用い、スクリーン印刷で空洞パターンを形成する。

　作製例ではスクリーン印刷によって空洞パターンを形成したが、その他、電子写真印刷、インクジェット印刷、熱転写印刷、グラビア印刷、直接描画印刷、等の公知の配線パターン形成法が好適に利用できる。

　作製例では空洞を形成するために樹脂ペーストを塗布したが、樹脂でなくともカーボンなど焼成で消失するものならばよい。

　印刷で形成しなくとも、樹脂フィルムなどを所定の位置のみに貼り付けるようにして配置してもよい。

　（５）シート積層～焼成
　次いで、セラミックグリーンシートの積層、焼成等を、次のように行う。
１．必要な層について電極パターン形成を行う。
２．すべての層を積層し、圧着する。
３．ＬＣフィルタのようなチップタイプの部品と同様に金型を用いてカットして、各チップに分割する。作製例では、１．０ｍｍ×０．５ｍｍになるようにカットした。
４．端面に導電ペーストを塗布して、外部電極を形成する。
５．Ｎ_２雰囲気で焼成を行う。焼成の際にＥＳＤに対する対応電圧を下げるため空洞部にＡｒ、Ｎｅなどの希ガスを導入する場合には、セラミック材料の収縮、焼結が行われる温度領域をＡｒ、Ｎｅなどの希ガス雰囲気で焼成すればよい。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。
６．外部電極上にＮｉ、Ｓｎメッキを施し、ＥＳＤ保護デバイスが完成する。

　樹脂ペーストが焼成により消失して、チップ内に空洞部が形成される。補助電極中の樹脂も焼成により消失し、空洞部内に残った導電材料によって、補助電極が形成される。導電材料３０は、尖った部分３０ｘを有している。この尖った部分３０ｘが、セラミック基板に食い込むアンカー部となり、導電材料はセラミック基板に強固に固定される。そのために、導電材料３０は、放電時の衝撃で簡単に飛散することがない。

　なお、導電材料は上述の金属材料に限られない。導電性の低い抵抗材料や半導体材料を用いることもできる。

　＜比較例１＞　比較例１のＥＳＤ保護デバイス１０ｘについて、図９及び図１０を参照しながら説明する。

　図９、ＥＳＤ保護デバイス１０ｘの断面図である。図１０は、図９において鎖線で示した領域１１を模式的に示す要部拡大断面図である。

　図９に示すように、ＥＳＤ保護デバイス１０ｘは、実施例１と同様に、セラミック多層基板の基板本体１２の内部に空洞部１３が形成され、空洞部１３内に放電電極１６，１８の一部１７，１９が露出するようになっている。放電電極１６，１８は、基板本体１２の表面に形成された外部電極２２，２４に接続されている。

　ＥＳＤ保護デバイス１０ｘは、実施例１と同様に、放電電極１６，１８の間の部分１５に隣接して、補助電極１４が形成されている。補助電極１４は、図１０に示すように、基板本体１２を形成する絶縁材料中に導電材料２０が分散している部分であり、全体として絶縁性を有している。導電材料２０の一部は、空洞部１３内に露出している。補助電極１４は、例えば、セラミック材料と導電材料とを含む補助電極用ペーストをセラミックグリーンシートに塗布することにより形成する。

　ＥＳＤ保護デバイス１０ｘは、放電時の衝撃で補助電極１４中の導電材料２０の一部が飛散して、導電材料２０の分布密度が低下することがある。そのため、繰り返し放電後に放電電圧が徐々に高くなり、ＥＳＤ放電特性が劣化することがある。

　＜作製例＞
　導電材料２０が略球形である比較例１のＥＳＤ保護デバイスと、導電材料３０が尖った部分３０ｘを有する実施例１のＥＳＤ保護デバイスとを作製し、１００個ずつの試料について、８ｋＶの電圧印加を繰り返した際の放電電圧を計測した。図３に計測結果のグラフを示す。

　図３から、実施例１のように導電材料３０が尖った部分３０ｘを有する構造にすることで、導電材料２０が略球形である比較例１に比べ、繰り返し放電時のＥＳＤ特性の劣化を防止できることが分かる。

　また、実施例１は比較例１よりも放電電圧が低下しており、実施例１は比較例１よりＥＳＤ放電特性を改善できることが分かる。

　なお、導電材料３０が配置される領域の幅は、放電電極１６，１８の幅よりも大きくても、同じでも、小さくてもよい。すなわち、図２のように領域１５ｓの外側まで導電材料３０が配置されても、前述した作製例のように鎖線で示す放電電極１６，１８の先端１６ｋ，１８ｋ同士が対向する領域１５ｓ全体に導電材料３０が配置されも、領域１５ｓ内の一部分にのみ導電材料３０が配置されてもよい。

　＜実施例２＞　実施例２のＥＳＤ保護デバイス１０ａについて、図４を参照しながら説明する。

　実施例２のＥＳＤ保護デバイス１０ａは、実施例１のＥＳＤ保護デバイス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、実施例１との相違点を中心に説明する。

　図４（ａ）は、ＥＳＤ保護デバイス１０ａの断面図である。図４（ｂ）は、空洞部１３ａの要部拡大断面図である。図４に模式的に示すように、実施例２のＥＳＤ保護デバイス１０ａは、（ａ）基板本体１２ａ，１２ｂが樹脂基板である点と、（ｂ）補助電極を形成する補助電極粒３２は、導電材料３２ａが樹脂材料３２ｂで被覆されたトナーである点と、（ｃ）空洞部１３ａの天面１３ｑの高さが放電電極１６，１８の厚みと同程度である点とが、実施例１のＥＳＤ保護デバイス１０とは異なる。

　次に、実施例２のＥＳＤ保護デバイス１０ａの製造方法について説明する。

　（１）材料の作製
　まず、基板本体１２、放電電極１６，１８、補助電極の導電材料３２ｂを形成するため材料を作製する。

　『補助電極形成用荷電性粉末（トナー）』
　補助電極の導電材料３２ａを形成するための補助電極形成用荷電性粉末（すなわち、補助電極粒３２を形成するための金属含有荷電粒子）を、次のように作製する。
１．扁平状銅粉（平均粒径２．５μｍ）とアクリル樹脂を混合し、表面処理機で銅粉表面に樹脂を被覆する。
２．上記１．のサンプルについて、分級機を用いて微粉と粗粉をカットする。
３．上記２．の操作によって得られた銅表面にアクリル樹脂が被覆された複合粉末を、分散剤を溶かした水溶液中に分散させ、沈降させた後、上澄みを除去し、真空乾燥オーブンで乾燥させる。
４．上記３．の操作によって得られた複合粉末と外添剤（シリカ粉末）を混合し、表面処理機を用いて複合粉末表面に外添剤を均一に付着させる。
５．上記４．の操作によって得られた複合粉末とキャリアを混合し、現像剤を得る。

　トナー被覆樹脂としては、アクリル系、スチレンアルリル系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリプロピレン系、ブチラール系等の良好な帯電特性を有し、また焼成中に燃焼、分解、溶融、気化などにより消失し導電性粉末の真表面が露出するものが好ましい。ただし、完全に消失しなくとも、１０ｎｍ厚程度なら残ってもよい。

　金属表面をＡｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２などの無機材料でコートした粉末を原料にすることもできる。無機材料でコートすれば、絶縁性のためのトナーの樹脂被覆が不十分な場合でも、良好な帯電性を保つことができる。

　トナーには、帯電制御剤を添加してもよい。正の荷電制御物質としては、例えば、ニグロシン塩基類及びその誘導体、四級アンモニウム塩、ナフテン酸又は高級脂肪酸塩類、アルコキシ化アミンアルキルアミド、トリフェニルメタン染料、側鎖にこれら正極性物質を持つオリゴマーあるいはポリマー、四級ピリジニウム、高級脂肪酸の金属塩を用いることができる。負の荷電制御物質としては、例えば、含金属（Ｃｒ又はＦｅ）アゾ錯体染料、サリチル酸又はその誘導体のクロム・亜鉛・アルミニウム・ホウ素錯体を用いることができる。

　（２）放電電極パターンの形成（基板Ａ）
　プリプレグ上にＣｕ箔をラミネートし、フォトリソ工法にて放電電極１６ａ，１８ａをパターニングして、一方の樹脂基板１２ａとなる基板Ａを形成する。作製例では、放電電極の幅を２００μｍ、放電ギャップを４０μｍとなるように形成した。

　（３）電子写真法による補助電極の形成（基板Ｂ）
　他方の樹脂基板１２ｂとなる基板Ｂを、次のように作製する。
１．感光体を一様に帯電させる。
２．帯電した感光体に、ＬＥＤにて補助電極のパターン状に光を照射し潜像を形成する。作製例では、補助電極パターンは、位置ズレを考慮し放電電極間のギャップより大きい５０μｍ×２２０μｍとした。
３．現像バイアスをかけ感光体上にトナーを現像する。
４．補助電極パターンが現像された感光体と、表面粗さＲａ＝５μｍの中間転写フィルムとを重ね、トナーを中間転写フィルムに転写する。
５．補助電極パターンが転写された中間転写フィルムとプリプレグを重ね、プレスする。これによって、トナーがプリプレグに埋没・定着し、補助電極のパターンが形成された基板Ｂを得る。作製例のプレス圧は、３０トンとした。

　中間転写フィルムの表面粗さが小さい場合、扁平状のトナーが寝てしまいプリプレグに突き刺さらない。扁平状トナーが突き刺さる表面粗さＲａの範囲は、トナー粒子径（長手方向寸法）の０．５～１０倍が好ましい。

　（４）基板Ａ、Ｂ合体
　基板Ａ（完全硬化体）と基板Ｂ（半硬化体）を積み重ね、基板Ｂの完全硬化によって基板Ａと接着する。基板ＡのＣｕ箔の厚み分によって、放電電極１６ａの先端１６ｔと放電電極１８ａの先端１８ｔとの間に空洞部１３ａが形成される。導電材料３２ａを含有し樹脂材料３２ｂで被覆された補助電極粒３２は、空洞部１３ａ内に配置される。

　なお、基板Ｂを完全硬化させた後、接着剤で基板Ａと基板Ｂを重ね合わせ、接着してもよい。

　（５）外部電極塗布
　接着した基板の端面に焼き付け電極又は導電性樹脂電極を形成し、メッキ処理を施し外部電極とする。

　以上により、実施例２のＥＳＤ保護デバイス１０ａが完成する。

　実施例２のＥＳＤ保護デバイス１０ａは、樹脂３２ｂで被覆された扁平状導電性粉末の導電材料３２ａの尖った部分３２ｘが樹脂基板１２ｂに食い込み、樹脂基板１２ｂに埋設されるため、実施例１と同様に、導電材料３２ａは、放電時の衝撃で簡単に飛散することがない。

　次に、本発明の変形例１～４について、図５～８を参照しながら説明する。

　＜変形例１＞　図５（ａ）の断面図及び図５（ｂ）の要部拡大断面図に示す変形例１のＥＳＤ保護デバイス１０ｂは、放電電極１６，１８間に分散した導電材料３４が、金平糖状の形状である。導電材料３４には、略球形の本体の外周面から多数の角状の尖った部分３４ｘが突設されている。この尖った部分３４ｘは、図５（ｂ）に示すように、アンカー部として基板本体に食い込むことができる。

　＜変形例２＞　図６（ａ）の断面図及び図（ｂ）の要部拡大断面図に示す変形例２のＥＳＤ保護デバイス１０ｃは、放電電極１６，１８間に分散した導電材料３６の断面が多角形であり、表面に角３６ｘが形成されている。図６（ｂ）に示すように、この角３６ｘの部分は、アンカー部として基板本体に食い込むことができる。

　＜変形例３＞　図７の断面図に示す変形例３のＥＳＤ保護デバイス１０ｄは、大きさが異なる複数種類の導電材料３４，３５が放電電極１６，１８間に分散している。

　＜変形例４＞　図８（ａ）の断面図及び図（ｂ）の要部拡大断面図に示す変形例４のＥＳＤ保護デバイス１０ｅは、樹脂基板１２ａ，１２ｂを用いて形成された空洞部１３ａ内にシリコーン液４０が充填されている。シリコーン液４０中には、扁平な導電材料３８が分散している。導電材料３８の尖った部分３８ｘは、樹脂基板１２ｂに食い込むことができる。

　＜まとめ＞　以上に説明したように、放電電極間に分散する導電材料によって、ＥＳＤ特性の調整や安定化が容易である。導電材料がアンカー部を有し、このアンカー部が基板本体に食い込むように構成すると、導電材料は、放電の衝撃で簡単には基板本体から離脱しないため、繰り返し放電による放電特性の劣化を防止することができる。

　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。

　１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｅ，１０ｘ　ＥＳＤ保護デバイス
　１２　基板本体（絶縁性基板）
　１２ａ，１２ｂ　樹脂基板（絶縁性基板）
　１３，１３ａ　空洞部
　１３ｐ，１３ｑ　天面
　１３ｓ　底面
　１６，１６ａ　放電電極
　１８，１８ａ　放電電極
　２０　導電材料
　２２，２４　外部電極
　３０，３２ａ　導電材料

Claims

　絶縁性基板と、
　前記絶縁性基板の内部に形成された空洞部と、
　前記空洞部内に露出し対向する露出部分を有する、少なくとも一対の放電電極と、
　前記絶縁性基板の表面に形成され、前記放電電極と接続された外部電極と、
を有するＥＳＤ保護デバイスであって、
　前記放電電極の前記露出部分の間の前記空洞部を形成する内周面の少なくとも一部に沿って分散し、前記絶縁性基板に食い込むアンカー部を有する導電材料を備えていることを特徴とするＥＳＤ保護デバイス。
　前記導電材料は、絶縁性材料により被覆されていることを特徴とする、請求項１に記載のＥＳＤ保護デバイス。