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WO2017013979A1 - Ｅｓｄ保護装置 - Google Patents

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Publication number
WO2017013979A1
WO2017013979A1 PCT/JP2016/068132 JP2016068132W WO2017013979A1 WO 2017013979 A1 WO2017013979 A1 WO 2017013979A1 JP 2016068132 W JP2016068132 W JP 2016068132W WO 2017013979 A1 WO2017013979 A1 WO 2017013979A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
discharge electrode
discharge
electrode
cavity
esd protection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/068132
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝之 築澤
武 三木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to CN201690000919.3U priority Critical patent/CN207834826U/zh
Priority to JP2017529506A priority patent/JP6451849B2/ja
Publication of WO2017013979A1 publication Critical patent/WO2017013979A1/ja
Priority to US15/834,149 priority patent/US10292249B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/04—Carrying-off electrostatic charges by means of spark gaps or other discharge devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/20—Means for starting arc or facilitating ignition of spark gap
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T2/00—Spark gaps comprising auxiliary triggering means
    • H01T2/02—Spark gaps comprising auxiliary triggering means comprising a trigger electrode or an auxiliary spark gap
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/12—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel hermetically sealed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel

Definitions

  • the present invention relates to an ESD protection device.
  • Patent Document 1 Conventionally, as an ESD protection device, there is one described in WO2011 / 096335 (Patent Document 1).
  • This ESD protection device is provided between an element body, a first discharge electrode and a second discharge electrode which are provided on the element body and are arranged to face each other in the stacking direction, and between the first discharge electrode and the second discharge electrode. And a discharge auxiliary electrode that electrically connects the first discharge electrode and the second discharge electrode.
  • the inventor of the present application has found that the conventional ESD protection device has a problem that resistance to continuous ESD is low by actually using the conventional ESD protection device. And this inventor earnestly examined this phenomenon and found the following causes.
  • an object of the present invention is to provide an ESD protection device with improved insulation resistance when ESD is continuously applied.
  • the ESD protection apparatus of the present invention is With the body, A first discharge electrode and a second discharge electrode which are provided in the element body and are arranged to face each other in the stacking direction; A discharge auxiliary electrode provided between the first discharge electrode and the second discharge electrode and electrically connecting the first discharge electrode and the second discharge electrode;
  • the element body is formed on at least a part of the periphery of the outer surface of the discharge auxiliary electrode from the first discharge electrode, the second discharge electrode, and the first discharge electrode on the outer surface of the discharge auxiliary electrode.
  • a cavity exposing the region reaching the electrode is provided.
  • the element body is formed on at least a part of the periphery of the outer surface of the discharge auxiliary electrode from the first discharge electrode, the second discharge electrode, and the first discharge electrode on the outer surface of the discharge auxiliary electrode.
  • a cavity that exposes the region reaching the second discharge electrode is provided.
  • the size of the cavity on the first discharge electrode side is smaller than the size of the cavity on the intermediate side between the first discharge electrode and the second discharge electrode.
  • the size of the cavity on the first discharge electrode side is smaller than the size on the intermediate side between the first discharge electrode and the second discharge electrode of the cavity.
  • the length of the cavity in the direction perpendicular to the stacking direction at the position of the first discharge electrode is the first discharge of the cavity. It is smaller than the length in the direction orthogonal to the stacking direction at the intermediate position between the electrode and the second discharge electrode.
  • the length of the position of the first discharge electrode in the cavity is smaller than the length of the intermediate position between the first discharge electrode and the second discharge electrode in the cavity.
  • an inner surface of the element body that forms the cavity extends from the first discharge electrode toward the second discharge electrode.
  • the cavity is formed in an inclined shape, and the size of the cavity increases from the first discharge electrode toward the second discharge electrode.
  • the inner surface of the element body constituting the cavity is formed in an inclined shape so as to spread from the first discharge electrode toward the second discharge electrode, and the size of the cavity is the first discharge electrode. Increases toward the second discharge electrode. As a result, the first discharge electrode side of the cavity is narrowed, so that the ESD response is improved.
  • the size of the cavity can be increased, the heat dissipation of the discharge auxiliary electrode is improved, and the insulation resistance during continuous application of ESD is improved.
  • the outer surface of the discharge auxiliary electrode constituting the cavity narrows from the first discharge electrode toward the second discharge electrode in the cross section along the stacking direction.
  • the cavity is formed in an inclined shape, and the size of the cavity increases from the first discharge electrode toward the second discharge electrode.
  • the outer surface of the discharge auxiliary electrode constituting the cavity is formed in an inclined shape so as to become narrower from the first discharge electrode toward the second discharge electrode, and the size of the cavity is the first size. It increases from the discharge electrode toward the second discharge electrode. As a result, the first discharge electrode side of the cavity is narrowed, so that the ESD response is improved.
  • the inner surface of the element body constituting the cavity can be formed vertically along the stacking direction, and the size of the cavity can be further increased. Thereby, the heat dissipation of a discharge auxiliary electrode improves and the insulation tolerance at the time of ESD continuous application improves.
  • the inner surface of the element body forming the cavity is formed from the first discharge electrode and the second discharge electrode, respectively.
  • the first discharge electrode is formed in a concave shape so as to spread toward the middle between the electrode and the second discharge electrode, and the size of the cavity is different from each of the first discharge electrode and the second discharge electrode. And increases toward the middle between the second discharge electrodes.
  • the inner surface of the element body constituting the cavity has a concave shape so as to spread from each of the first discharge electrode and the second discharge electrode toward the middle between the first discharge electrode and the second discharge electrode.
  • the size of the cavity increases from each of the first discharge electrode and the second discharge electrode toward the middle between the first discharge electrode and the second discharge electrode.
  • the first discharge electrode side of the cavity is narrowed, so that the ESD response is improved.
  • the cavity can be enlarged without increasing the size of the cavity on the first discharge electrode side and the second discharge electrode side.
  • the element body is formed on at least a part of the periphery of the outer surface of the discharge auxiliary electrode from the first discharge electrode, the second discharge electrode, and the first discharge electrode on the outer surface of the discharge auxiliary electrode. Since the cavity exposing the region reaching the second discharge electrode is provided, it is possible to improve the insulation resistance when ESD is continuously applied.
  • FIG. 1st Embodiment of the ESD protection apparatus of this invention It is a perspective view which shows 1st Embodiment of the ESD protection apparatus of this invention. It is XZ sectional drawing of FIG. It is XY sectional drawing of FIG. It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the ESD protection apparatus of this invention. It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the ESD protection apparatus of this invention. It is sectional drawing which shows 4th Embodiment of the ESD protection apparatus of this invention. It is sectional drawing which shows the Example of this invention. It is sectional drawing which shows the Example of this invention. It is sectional drawing which shows the Example of this invention. It is sectional drawing which shows the Example of this invention. It is sectional drawing which shows the Example of this invention. It is sectional drawing which shows the Example of this invention. It is sectional drawing which shows the Example of this invention. It is sectional drawing which shows the Example of this invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an ESD protection apparatus of the present invention.
  • 2A is an XZ sectional view of FIG. 2B is an XY cross-sectional view of FIG.
  • an ESD (Electro-Static Discharge) protection device 1 includes an element body 10, a first discharge electrode 21 provided in the element body 10, and a second discharge.
  • the electrode 22 and the discharge auxiliary electrode 50, and the first external electrode 41 and the second external electrode 42 provided on the outer surface of the element body 10 are included.
  • the element body 10 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a length, a width, and a height.
  • the length direction of the element body 10 is the X direction
  • the width direction of the element body 10 is the Y direction
  • the height direction of the element body 10 is the Z direction.
  • the outer surface of the element body 10 includes a first end surface 10a, a second end surface 10b located on the opposite side of the first end surface 10a, and a peripheral surface 10c located between the first end surface 10a and the second end surface 10b.
  • the first end surface 10a and the second end surface 10b are located in the X direction.
  • the element body 10 is configured by laminating a plurality of ceramic layers 11.
  • the plurality of ceramic layers 11 are stacked in the Z direction.
  • the ceramic layer is made of, for example, a low-temperature co-fired ceramic (LTCC: Low Temperature Co-fired Ceramics) containing Ba, Al, and Si as main components.
  • LTCC Low Temperature Co-fired Ceramics
  • the ceramic layer may contain at least one of an alkali metal component and a boron component, or may contain a glass component.
  • the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 face each other in the stacking direction (Z direction) of the plurality of ceramic layers 11.
  • the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 are arranged at a predetermined distance in the stacking direction.
  • the first discharge electrode 21 is connected to the first external electrode 41, and the second discharge electrode 22 is connected to the second external electrode 42.
  • the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 are each formed in a plate shape extending in the X direction.
  • the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 are made of an appropriate material such as, for example, Cu, Ag, Pd, Pt, Al, Ni, W, or an alloy containing at least one of them.
  • the first end 211 in the longitudinal direction of the first discharge electrode 21 is exposed from the first end face 10 a of the element body 10.
  • the second end 212 in the longitudinal direction of the first discharge electrode 21 is located in the element body 10.
  • the first end 221 in the longitudinal direction of the second discharge electrode 22 is exposed from the second end face 10 b of the element body 10.
  • the second end 222 in the longitudinal direction of the second discharge electrode 22 is located in the element body 10.
  • the second end 212 of the first discharge electrode 21 and the second end 222 of the second discharge electrode 22 face each other with a predetermined distance.
  • the discharge auxiliary electrode 50 is provided between the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 and electrically connects the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22.
  • the discharge auxiliary electrode 50 connects the second end 212 of the first discharge electrode 21 and the second end 222 of the second discharge electrode 22.
  • the auxiliary discharge electrode 50 is disposed in the via hole 12 penetrating in the stacking direction between the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22.
  • the discharge auxiliary electrode 50 is composed of, for example, a mixture of a conductive material and an insulating material.
  • the conductive material is, for example, a conductor powder.
  • the conductive material may be, for example, Cu, Ag, Pd, Pt, Al, Ni, W, or a combination thereof, and may be a material having lower conductivity than a metal material such as a semiconductor material such as SiC powder or a resistance material.
  • the insulating material may be, for example, an oxide such as Al 2 O 3, SiO 2, ZrO 2, or TiO 2, a nitride such as Si 3 N 4 or AlN, a mixed calcined powder of a constituent material of a ceramic base material, a glassy substance, or a combination thereof .
  • the element body 10 is provided with a cavity 60 around the entire circumference of the outer surface 50a of the auxiliary discharge electrode 50.
  • the cavity 60 extends from the first discharge electrode 21 to the second discharge electrode 22 on the second end 212 of the first discharge electrode 21, the second end 222 of the second discharge electrode 22, and the outer surface 50 a of the discharge auxiliary electrode 50. To the entire area.
  • the cavity 60 is configured by a space surrounded by the end surface of the first discharge electrode 21, the end surface of the second discharge electrode 22, the inner surface 12 a of the via hole 12 of the element body 10, and the outer surface 50 a of the discharge auxiliary electrode 50. .
  • the inner surface 12a of the via hole 12 of the element body 10 and the outer surface 50a of the discharge auxiliary electrode 50 are formed in a circular shape when viewed from the stacking direction (Z direction). That is, the cavity 60 is formed in an annular shape when viewed from the stacking direction.
  • the inner surface 12a of the element body 10 is formed in a vertical shape along the stacking direction (Z direction).
  • the outer surface 50a of the discharge auxiliary electrode 50 is formed in a vertical shape along the stacking direction (Z direction).
  • the ESD protection device 1 is used in, for example, an electronic device, and discharges static electricity generated in the electronic device to suppress destruction of the electronic device due to static electricity. More specifically, when the first external electrode 41 is connected to the terminal (primary side) of the electronic device and the second external electrode 42 is connected to the ground (secondary side), the static electricity of the electronic device is the first It is transmitted from the external electrode 41 and the first discharge electrode 21 to the second discharge electrode 22 and the second external electrode 42 via the discharge auxiliary electrode 50.
  • the primary side is the side where static electricity is input
  • the secondary side is the side where static electricity is output.
  • the electrostatic discharge from the first discharge electrode 21 to the second discharge electrode 22 includes an internal discharge due to a current flowing inside the discharge auxiliary electrode 50 and a creeping discharge due to a current flowing through the outer surface 50 a of the discharge auxiliary electrode 50.
  • the element body 10 includes the first discharge electrode 21, the second discharge electrode 22, and the first discharge electrode on the outer surface 50 a of the discharge auxiliary electrode 50 around the outer surface 50 a of the discharge auxiliary electrode 50.
  • a cavity 60 that exposes a region from 21 to the second discharge electrode 22 is provided.
  • the discharge auxiliary electrode 50, the first discharge electrode 21, and the second discharge electrode 22 are exposed to the cavity 60. Therefore, not only the internal discharge of the discharge auxiliary electrode 50 but also the creeping surface of the discharge auxiliary electrode 50 when ESD is applied. Electric discharge can also occur, reducing the energy concentration. Further, since the discharge auxiliary electrode 50 is exposed to the cavity 60, the heat of the discharge auxiliary electrode 50 can be released to the cavity 60. Therefore, the insulation resistance at the time of ESD continuous application improves.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the ESD protection apparatus of the present invention.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in the shape of the cavity. This different configuration will be described below. Note that in the second embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment have the same configurations as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the cavity 60 includes a first portion 61 on the first discharge electrode 21 side, a second portion 62 on the second discharge electrode 22 side, and the first discharge electrode 21. And an intermediate portion 63 on the intermediate side between the second discharge electrodes 22.
  • the size of the first portion 61 is smaller than the size of the intermediate portion 63.
  • the size of the intermediate portion 63 is smaller than the size of the second portion 62.
  • the first length L1 in the X direction at the position of the first discharge electrode 21 of the first portion 61 is the first discharge electrode 21 of the intermediate portion 63.
  • an intermediate length L3 in the X direction at an intermediate position between the second discharge electrode 22 and the second discharge electrode 22 is the second length in the X direction at the position of the second discharge electrode 22 in the second portion 62. It is smaller than L2.
  • the inner surface 12 a of the via hole 12 of the element body 10 constituting the cavity 60 is formed in an inclined shape so as to spread from the first discharge electrode 21 toward the second discharge electrode 22.
  • This inner surface 12a is referred to as a reverse tapered surface.
  • the inner surface 12a of the element body 10 is a straight line, but may be a curved line.
  • the outer surface 50a of the auxiliary discharge electrode 50 constituting the cavity 60 is formed in a vertical shape along the stacking direction (Z direction).
  • the outer surface 50a of the auxiliary discharge electrode 50 is a straight line, but may be a curved line.
  • the size of the first portion 61 of the cavity 60 is smaller than the size of the intermediate portion 63 of the cavity 60.
  • the first discharge electrode 21 of the cavity 60 is connected. Since the side becomes narrow, the electric field at the time of ESD application tends to concentrate. As a result, creeping discharge of the auxiliary discharge electrode 50 is likely to occur, the ESD protection performance is not deteriorated, and the insulation resistance during continuous application of ESD can be improved.
  • the length of the position of the first discharge electrode 21 in the cavity 60 is smaller than the length of the intermediate position between the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 in the cavity 60.
  • the inner surface 12a of the via hole 12 of the element body 10 constituting the cavity 60 is formed in an inclined shape so as to spread from the first discharge electrode 21 toward the second discharge electrode 22, and the size of the cavity 60 is as follows.
  • the size increases from the first discharge electrode 21 toward the second discharge electrode 22.
  • ESD responsiveness improves.
  • the size of the cavity 60 can be increased, the heat dissipation of the discharge auxiliary electrode 50 is improved, and the insulation resistance during continuous application of ESD is improved.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the ESD protection apparatus of the present invention.
  • the third embodiment is different from the second embodiment in the shape of the cavity. This different configuration will be described below. Note that in the third embodiment, the same reference numerals as those in the second embodiment have the same configurations as those in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the outer surface 50 a of the discharge auxiliary electrode 50 constituting the cavity 60 extends from the first discharge electrode 21 to the second discharge electrode in the cross section (XZ cross section) along the stacking direction.
  • the cavity 60 is formed so as to be narrowed toward the surface 22, and the size of the cavity 60 increases from the first discharge electrode 21 toward the second discharge electrode 22.
  • This outer surface 50a is referred to as a tapered surface.
  • the inner surface 12a of the via hole 12 of the element body 10 constituting the cavity 60 is formed in a vertical shape along the stacking direction (Z direction).
  • the outer surface 50a of the discharge auxiliary electrode 50 constituting the cavity 60 is formed in an inclined shape, the first discharge electrode 21 side of the cavity 60 is narrowed, and the ESD response is improved. Further, the inner surface 12a of the via hole 12 of the element body 10 constituting the cavity 60 can be formed vertically along the stacking direction, and the size of the cavity 60 can be further increased. That is, when the maximum outer diameter of the inner surface 12a of the element body 10 is the same as that of the second embodiment, the size of the cavity 60 can be made larger than that of the second embodiment. Thereby, the heat dissipation of the discharge auxiliary electrode 50 is improved, and the insulation resistance at the time of ESD continuous application is improved.
  • FIG. 5 is a sectional view showing a fourth embodiment of the ESD protection apparatus of the present invention.
  • the fourth embodiment differs from the second embodiment in the shape of the cavity. This different configuration will be described below.
  • symbol same as 2nd Embodiment is the same structure as 2nd Embodiment, the description is abbreviate
  • the inner surface 12 a of the via hole 12 of the element body 10 that forms the cavity 60 has the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode in the cross section (XZ cross section) along the stacking direction. It is formed in a concave shape so as to spread from each of the discharge electrodes 22 toward the middle between the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22, and the size of the cavity 60 is the same as that of the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode. The size increases from each of the electrodes 22 toward the middle between the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22.
  • This inner surface 12a is called a dome surface.
  • the inner surface 12a of the element body 10 is a curved line, but may be a straight line.
  • the size of the intermediate portion 63 is larger than the sizes of the first and second portions 61 and 62.
  • the size of the first portion 61 and the size of the second portion 62 may be the same or different.
  • the inner surface 12a of the via hole 12 of the element body 10 constituting the cavity 60 is formed in a concave shape, the first discharge electrode 21 side of the cavity 60 is narrowed, and the ESD response is improved. Further, the cavity 60 can be enlarged without increasing the size of the cavity 60 on the first discharge electrode 21 side and the second discharge electrode 22 side.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed without departing from the gist of the present invention.
  • the feature points of the first to fourth embodiments may be variously combined.
  • the first discharge electrode and the second discharge electrode are provided inside the element body. However, at least one of the first discharge electrode and the second discharge electrode is provided outside the element body. Also good.
  • the first discharge electrode is connected to the primary side and the second discharge electrode is connected to the secondary side, but the first discharge electrode is connected to the secondary side and the second discharge The electrode may be connected to the primary side.
  • the cavity is provided in the entire periphery around the outer surface of the discharge auxiliary electrode, but may be provided in at least a part of the periphery of the outer surface of the discharge auxiliary electrode.
  • the cavities are provided in a ring shape around the entire periphery of the outer surface of the discharge auxiliary electrode.
  • a plurality of cavities may be provided by being intermittently divided around the outer surface of the discharge auxiliary electrode.
  • the inner surface of the element body and the outer surface of the discharge auxiliary electrode are vertical surfaces along the stacking direction, but may be inclined surfaces.
  • the first portion is smaller than the second portion, but the second portion may be smaller than the first portion.
  • the inner surface of the element body and the outer surface of the discharge auxiliary electrode may be either a vertical surface or an inclined surface.
  • the ceramic material used for the ceramic sheet was a material (BAS material) having a composition centered on Ba, Al, and Si. Each material was prepared and mixed so as to have a predetermined composition, and calcined at 800 ° C. to 1000 ° C. The obtained calcined powder was pulverized with a zirconia ball mill for 12 hours to obtain a ceramic powder. To this ceramic powder, an organic solvent such as toluene and echinene was added and mixed. Furthermore, a binder and a plasticizer were added and mixed to obtain a slurry. The slurry thus obtained was molded by a doctor blade method to obtain a ceramic sheet having a thickness of 10 ⁇ m and a thickness of 50 ⁇ m.
  • BAS material a material having a composition centered on Ba, Al, and Si.
  • the electrode paste for forming a discharge electrode was produced.
  • An electrode paste was obtained by mixing 80 wt% of Cu powder having an average particle diameter of about 2 ⁇ m and 20 wt% of an organic vehicle prepared by dissolving ethyl powder and terpineol, and stirring and mixing with three rolls.
  • a mixed paste for forming the discharge auxiliary electrode was produced.
  • Cu / Al203 core / shell powder with an average particle size of about 2 ⁇ m and Al2O3 powder with an average particle size of 0.5 ⁇ m are blended at a ratio of 80/20 vol%, a binder resin and a solvent are added, and the mixture is stirred with three rolls.
  • a mixed paste was obtained.
  • the binder resin composed of ethyl cellulose and the solvent was 20 wt%, and the remaining 80 wt% was Cu powder and Al2O3 powder.
  • via hole A 200 ⁇ m via hole was formed in the ceramic sheet by machining or laser processing. When machining, a via hole having the inner surface of the cylindrical surface of the first embodiment is formed, and when performing laser processing, a via hole having the inner surface of the inclined surface of the second embodiment is formed.
  • discharge auxiliary electrode A through hole of ⁇ 100 ⁇ m was formed in the center of the cavity forming paste by machining or laser processing, and the discharge auxiliary electrode was filled in the through hole and then dried to form a discharge auxiliary electrode. .
  • the discharge auxiliary electrode having the outer surface of the inclined surface of the third embodiment is formed.
  • the discharge electrode connected to the external electrode was applied by screen printing.
  • the discharge electrode may be directly connected to the external electrode, may be connected via a via hole, or may be connected to a circuit pattern or an integrated circuit.
  • the ceramic material used for the ceramic sheet is not particularly limited to the above-described materials, but Al2O3, cordierite, mullite, foresterite, LTCC material obtained by adding glass or the like to CaZrO3, Al2O3, cordierite, HTCC materials such as mullite and forest light, ferrite materials, dielectric materials, and resin materials may be used.
  • the material of the discharge electrode may be Ag, Pd, Pt, Al, Ni, W, or a combination thereof other than Cu, but Cu and Ag having high thermal conductivity are desirable.
  • the discharge auxiliary electrode may be a single particle or a combination of conductors and semiconductors, or a combination of conductors, semiconductors and insulator particles.
  • the conductor particles may have a core-shell structure, a non-core-shell structure, or a combination of both.
  • the cavity is formed by a screen printing method using a resin paste, but may be formed using a resin sheet.
  • Table 1 shows the characteristic results of the example of the present invention and the comparative example.
  • the discharge responsiveness to ESD was evaluated. Responsiveness to ESD was performed by an electrostatic discharge immunity test defined in IEC standard, IEC61000-4-2.
  • Numbers 1 and 2 indicate comparative examples, and numbers 3 to 12 indicate the present invention.
  • Numbers 3 to 12 correspond to FIGS. 6A to 6J.
  • Reference numerals in FIGS. 6A to 6J correspond to those in the second embodiment (FIG. 3).
  • 6A corresponds to the first embodiment
  • FIG. 6F corresponds to the third embodiment
  • FIG. 6I corresponds to the second embodiment
  • FIG. 6J corresponds to the fourth embodiment.
  • the inner surface shape of the element body or the outer surface shape of the discharge auxiliary electrode is a vertical surface, which is a surface along the stacking direction, and the taper surface is the first discharge electrode to the second discharge electrode.
  • An inclined surface that becomes narrower toward the surface and an inversely tapered surface means an inclined surface that becomes wider from the first discharge electrode toward the second discharge electrode, and a dome surface means a concave arc surface. .
  • the first length L1 is smaller than the intermediate length L3, the electric field concentration on the first discharge electrode side occurs, the ESD response is better, and the discharge start voltage becomes smaller.
  • the volume of the cavity is larger, the ESD continuous application resistance is improved.

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

ＥＳＤ保護装置は、素体と、素体に設けられ、互いに積層方向に対向して配置される第１放電電極および第２放電電極と、第１放電電極と第２放電電極の間に設けられて、第１放電電極と第２放電電極を電気的に接続する放電補助電極とを有する。素体は、放電補助電極の外面の周囲の少なくとも一部に、第１放電電極と、第２放電電極と、放電補助電極の外面における第１放電電極から第２放電電極に至る領域とを露出する空洞を設けている。

Description

ＥＳＤ保護装置
　本発明は、ＥＳＤ保護装置に関する。
　従来、ＥＳＤ保護装置としては、ＷＯ２０１１／０９６３３５（特許文献１）に記載されたものがある。このＥＳＤ保護装置は、素体と、素体に設けられ、互いに積層方向に対向して配置される第１放電電極および第２放電電極と、第１放電電極と第２放電電極の間に設けられて、第１放電電極と第２放電電極を電気的に接続する放電補助電極とを有する。
ＷＯ２０１１／０９６３３５
　ところで、本願発明者は、前記従来のＥＳＤ保護装置を実際に使用することで、従来のＥＳＤ保護装置にはＥＳＤ連続印加に対する耐性が低いという問題があることを見出した。そして、本願発明者は、この現象を鋭意検討して、以下の原因を突き止めた。
　ＥＳＤ印加時に、放電補助電極に内部放電のみが発生して、エネルギーが集中する。これにより、熱衝撃が放電補助電極に集中して、放電補助電極が変質し、ＥＳＤ連続印加時の絶縁耐性が低下する。
　そこで、本発明の課題は、ＥＳＤ連続印加時の絶縁耐性を向上したＥＳＤ保護装置を提供することにある。
　前記課題を解決するため、本発明のＥＳＤ保護装置は、
　素体と、
　前記素体に設けられ、互いに積層方向に対向して配置される第１放電電極および第２放電電極と、
　前記第１放電電極と前記第２放電電極の間に設けられて、前記第１放電電極と前記第２放電電極を電気的に接続する放電補助電極と
を備え、
　前記素体は、前記放電補助電極の外面の周囲の少なくとも一部に、前記第１放電電極と、前記第２放電電極と、前記放電補助電極の外面における前記第１放電電極から前記第２放電電極に至る領域とを露出する空洞を設けている。
　本発明のＥＳＤ保護装置によれば、素体は、放電補助電極の外面の周囲の少なくとも一部に、第１放電電極と、第２放電電極と、放電補助電極の外面における第１放電電極から第２放電電極に至る領域とを露出する空洞を設けている。これにより、放電補助電極、第１放電電極および第２放電電極は、空洞に露出されるので、ＥＳＤ印加時に、放電補助電極の内部放電だけでなく、放電補助電極の沿面放電も発生して、エネルギーの集中を緩和できる。また、放電補助電極は、空洞に露出されるので、放電補助電極の熱を空洞に放出できる。したがって、ＥＳＤ連続印加時の絶縁耐性が向上する。
　また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記空洞の前記第１放電電極側の大きさは、前記空洞の前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の中間側の大きさよりも、小さい。
　前記実施形態によれば、空洞の第１放電電極側の大きさは、空洞の第１放電電極と第２放電電極の間の中間側の大きさよりも、小さい。これにより、第１放電電極を１次側（静電気の入力側）に接続し、第２放電電極を２次側（静電気の出力側）に接続するとき、空洞の第１放電電極側が狭くなるため、ＥＳＤ印加時の電界が集中しやすくなる。この結果、放電補助電極の沿面放電が発生し易くなり、ＥＳＤ保護性能を劣化させず、ＥＳＤ連続印加時の絶縁耐性を向上することができる。
　また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記積層方向に沿った断面において、前記空洞の前記第１放電電極の位置における前記積層方向に直交する方向の長さは、前記空洞の前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の中間位置における前記積層方向に直交する方向の長さよりも、小さい。
　前記実施形態によれば、空洞の第１放電電極の位置の長さは、空洞の第１放電電極と第２放電電極の間の中間位置の長さよりも、小さい。これにより、空洞の第１放電電極側が狭くなるため、ＥＳＤ応答性が向上する。
　また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記積層方向に沿った断面において、前記空洞を構成する前記素体の内面は、前記第１放電電極から前記第２放電電極に向かって広がるように、傾斜状に形成されて、前記空洞の大きさが、前記第１放電電極から前記第２放電電極に向かって大きくなる。
　前記実施形態によれば、空洞を構成する素体の内面は、第１放電電極から第２放電電極に向かって広がるように、傾斜状に形成されて、空洞の大きさが、第１放電電極から第２放電電極に向かって大きくなる。これにより、空洞の第１放電電極側が狭くなるため、ＥＳＤ応答性が向上する。また、空洞の大きさを大きくすることができて、放電補助電極の放熱性が向上し、ＥＳＤ連続印加時の絶縁耐性が向上する。
　また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記積層方向に沿った断面において、前記空洞を構成する前記放電補助電極の外面は、前記第１放電電極から前記第２放電電極に向かって狭くなるように、傾斜状に形成されて、前記空洞の大きさが、前記第１放電電極から前記第２放電電極に向かって大きくなる。
　前記実施形態によれば、空洞を構成する放電補助電極の外面は、第１放電電極から第２放電電極に向かって狭くなるように、傾斜状に形成されて、空洞の大きさが、第１放電電極から第２放電電極に向かって大きくなる。これにより、空洞の第１放電電極側が狭くなるため、ＥＳＤ応答性が向上する。また、空洞を構成する素体の内面を積層方向に沿った鉛直状に形成できて、空洞の大きさを一層大きくすることができる。これにより、放電補助電極の放熱性が向上し、ＥＳＤ連続印加時の絶縁耐性が向上する。
　また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記積層方向に沿った断面において、前記空洞を構成する前記素体の内面は、前記第１放電電極および前記第２放電電極のそれぞれから前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の中間に向かって広がるように、凹状に形成されて、前記空洞の大きさが、前記第１放電電極および前記第２放電電極のそれぞれから前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の中間に向かって大きくなる。
　前記実施形態によれば、空洞を構成する素体の内面は、第１放電電極および第２放電電極のそれぞれから第１放電電極と第２放電電極の間の中間に向かって広がるように、凹状に形成されて、空洞の大きさが、第１放電電極および第２放電電極のそれぞれから第１放電電極と第２放電電極の間の中間に向かって大きくなる。これにより、空洞の第１放電電極側が狭くなるため、ＥＳＤ応答性が向上する。また、空洞の第１放電電極側および第２放電電極側の大きさを大きくしないで、空洞を大きくすることができる。
　本発明のＥＳＤ保護装置によれば、素体は、放電補助電極の外面の周囲の少なくとも一部に、第１放電電極と、第２放電電極と、放電補助電極の外面における第１放電電極から第２放電電極に至る領域とを露出する空洞を設けているので、ＥＳＤ連続印加時の絶縁耐性を向上できる。
本発明のＥＳＤ保護装置の第１実施形態を示す斜視図である。 図１のＸＺ断面図である。 図１のＸＹ断面図である。 本発明のＥＳＤ保護装置の第２実施形態を示す断面図である。 本発明のＥＳＤ保護装置の第３実施形態を示す断面図である。 本発明のＥＳＤ保護装置の第４実施形態を示す断面図である。 本発明の実施例を示す断面図である。 本発明の実施例を示す断面図である。 本発明の実施例を示す断面図である。 本発明の実施例を示す断面図である。 本発明の実施例を示す断面図である。 本発明の実施例を示す断面図である。 本発明の実施例を示す断面図である。 本発明の実施例を示す断面図である。 本発明の実施例を示す断面図である。 本発明の実施例を示す断面図である。
　以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
　（第１実施形態）
　図１は、本発明のＥＳＤ保護装置の第１実施形態を示す斜視図である。図２Ａは、図１のＸＺ断面図である。図２Ｂは、図１のＸＹ断面図である。図１と図２Ａと図２Ｂに示すように、ＥＳＤ（Electro-Static Discharge：静電気放電）保護装置１は、素体１０と、素体１０内に設けられた第１放電電極２１、第２放電電極２２および放電補助電極５０と、素体１０の外面に設けられた第１外部電極４１および第２外部電極４２とを有する。
　素体１０は、略直方体状に形成され、長さと幅と高さを有する。素体１０の長さ方向をＸ方向とし、素体１０の幅方向をＹ方向とし、素体１０の高さ方向をＺ方向とする。素体１０の外面は、第１端面１０ａと、第１端面１０ａの反対側に位置する第２端面１０ｂと、第１端面１０ａと第２端面１０ｂの間に位置する周面１０ｃとを有する。第１端面１０ａと第２端面１０ｂとは、Ｘ方向に位置する。
　素体１０は、複数のセラミック層１１を積層して構成される。複数のセラミック層１１は、Ｚ方向に積層される。セラミック層は、例えば、Ｂａ、Ａｌ、Ｓｉを主成分として含む低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）から構成される。セラミック層は、アルカリ金属成分およびホウ素成分のうちの少なくとも一方を含んでいてもよく、または、ガラス成分を含んでいてもよい。
　第１放電電極２１および第２放電電極２２は、複数のセラミック層１１の積層方向（Ｚ方向）に、互いに対向している。第１放電電極２１および第２放電電極２２は、積層方向に所定の距離をあけて、配置される。第１放電電極２１は、第１外部電極４１に接続され、第２放電電極２２は、第２外部電極４２に接続されている。
　第１放電電極２１と第２放電電極２２は、それぞれ、Ｘ方向に延在した板状に形成される。第１放電電極２１および第２放電電極２２は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗやそれらの少なくとも一種を含む合金などの適宜の材料により構成される。
　第１放電電極２１の長手方向の第１端部２１１は、素体１０の第１端面１０ａから露出している。第１放電電極２１の長手方向の第２端部２１２は、素体１０内に位置する。第２放電電極２２の長手方向の第１端部２２１は、素体１０の第２端面１０ｂから露出している。第２放電電極２２の長手方向の第２端部２２２は、素体１０内に位置する。第１放電電極２１の第２端部２１２と、第２放電電極２２の第２端部２２２とは、所定の距離をあけて、互いに対向している。
　放電補助電極５０は、第１放電電極２１と第２放電電極２２の間に設けられ、第１放電電極２１と第２放電電極２２を電気的に接続する。放電補助電極５０は、第１放電電極２１の第２端部２１２と第２放電電極２２の第２端部２２２とを接続する。放電補助電極５０は、第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の積層方向に貫通されたビアホール１２内に、配置されている。
　放電補助電極５０は、例えば、導電材料と絶縁材料との混合物から構成される。導電材料は、例えば、導電体粉である。導電材料は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗやこれらの組合せでもよく、また、ＳｉＣ粉等の半導体材料や抵抗材料などの、金属材料よりも導電性の低い材料であってもよい。絶縁材料は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２などの酸化物やＳｉ３Ｎ４やＡｌＮなどの窒化物や、セラミック基材の構成材料の混合仮焼粉や、ガラス質物質や、これらの組合せでもよい。
　素体１０は、放電補助電極５０の外面５０ａの周囲の全周に、空洞６０を設けている。空洞６０は、第１放電電極２１の第２端部２１２と、第２放電電極２２の第２端部２２２と、放電補助電極５０の外面５０ａにおける第１放電電極２１から第２放電電極２２に至る領域とを露出する。
　空洞６０は、第１放電電極２１の端面と、第２放電電極２２の端面と、素体１０のビアホール１２の内面１２ａと、放電補助電極５０の外面５０ａとで囲まれた空間から構成される。素体１０のビアホール１２の内面１２ａと放電補助電極５０の外面５０ａとは、積層方向（Ｚ方向）からみて、円形に形成されている。つまり、空洞６０は、積層方向からみて、円環状に形成される。
　積層方向に沿った断面（ＸＺ断面）において、素体１０の内面１２ａは、積層方向（Ｚ方向）に沿った鉛直状に形成されている。放電補助電極５０の外面５０ａは、積層方向（Ｚ方向）に沿った鉛直状に形成されている。
　次に、前記ＥＳＤ保護装置１の動作について説明する。
　ＥＳＤ保護装置１は、例えば、電子機器に用いられ、電子機器に発生する静電気を放電して電子機器の静電気による破壊を抑制する。具体的に述べると、第１外部電極４１を電子機器の端子（１次側）に接続し、第２外部電極４２をグランド（２次側）に接続したとき、電子機器の静電気は、第１外部電極４１および第１放電電極２１から、放電補助電極５０を介して、第２放電電極２２および第２外部電極４２に伝わる。１次側は、静電気が入力する側であり、２次側は、静電気が出力する側である。第１放電電極２１から第２放電電極２２への静電気の放電は、放電補助電極５０の内部を流れる電流による内部放電と、放電補助電極５０の外面５０ａを流れる電流による沿面放電とである。
　前記ＥＳＤ保護装置によれば、素体１０は、放電補助電極５０の外面５０ａの周囲に、第１放電電極２１と、第２放電電極２２と、放電補助電極５０の外面５０ａにおける第１放電電極２１から第２放電電極２２に至る領域とを露出する空洞６０を設けている。これにより、放電補助電極５０、第１放電電極２１および第２放電電極２２は、空洞６０に露出されるので、ＥＳＤ印加時に、放電補助電極５０の内部放電だけでなく、放電補助電極５０の沿面放電も発生して、エネルギーの集中を緩和できる。また、放電補助電極５０は、空洞６０に露出されるので、放電補助電極５０の熱を空洞６０に放出できる。したがって、ＥＳＤ連続印加時の絶縁耐性が向上する。
　（第２実施形態）
　図３は、本発明のＥＳＤ保護装置の第２実施形態を示す断面図である。第２実施形態は、第１実施形態とは、空洞の形状が相違する。この相違する構成を以下に説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
　図３に示すように、このＥＳＤ保護装置１Ａでは、空洞６０は、第１放電電極２１側の第１部分６１と、第２放電電極２２側の第２部分６２と、第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の中間側の中間部分６３とを含む。第１部分６１の大きさは、中間部分６３の大きさよりも、小さい。中間部分６３の大きさは、第２部分６２の大きさよりも、小さい。
　具体的に述べると、積層方向に沿った断面（ＸＺ断面）において、第１部分６１の第１放電電極２１の位置におけるＸ方向の第１長さＬ１は、中間部分６３の第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の中間位置におけるＸ方向の中間長さＬ３よりも、小さい。中間部分６３の第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の中間位置におけるＸ方向の中間長さＬ３は、第２部分６２の第２放電電極２２の位置におけるＸ方向の第２長さＬ２よりも、小さい。
　積層方向に沿った断面（ＸＺ断面）において、空洞６０を構成する素体１０のビアホール１２の内面１２ａは、第１放電電極２１から第２放電電極２２に向かって広がるように、傾斜状に形成されて、空洞６０の大きさが、第１放電電極２１から第２放電電極２２に向かって大きくなる。この内面１２ａを逆テーパ面という。素体１０の内面１２ａは、直線であるが、曲線であってもよい。また、空洞６０を構成する放電補助電極５０の外面５０ａは、積層方向（Ｚ方向）に沿った鉛直状に形成されている。放電補助電極５０の外面５０ａは、直線であるが、曲線であってもよい。
　したがって、空洞６０の第１部分６１の大きさは、空洞６０の中間部分６３の大きさよりも、小さい。これにより、第１放電電極２１を１次側（静電気の入力側）に接続し、第２放電電極２２を２次側（静電気の出力側）に接続するとき、空洞６０の第１放電電極２１側が狭くなるため、ＥＳＤ印加時の電界が集中しやすくなる。この結果、放電補助電極５０の沿面放電が発生し易くなり、ＥＳＤ保護性能を劣化させず、ＥＳＤ連続印加時の絶縁耐性を向上することができる。
　また、空洞６０の第１放電電極２１の位置の長さは、空洞６０の第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の中間位置の長さよりも、小さい。これにより、空洞６０の第１放電電極２１側が狭くなるため、ＥＳＤ応答性が向上する。
　また、空洞６０を構成する素体１０のビアホール１２の内面１２ａは、第１放電電極２１から第２放電電極２２に向かって広がるように、傾斜状に形成されて、空洞６０の大きさが、第１放電電極２１から第２放電電極２２に向かって大きくなる。これにより、空洞６０の第１放電電極２１側が狭くなるため、ＥＳＤ応答性が向上する。また、空洞６０の大きさを大きくすることができて、放電補助電極５０の放熱性が向上し、ＥＳＤ連続印加時の絶縁耐性が向上する。
　（第３実施形態）
　図４は、本発明のＥＳＤ保護装置の第３実施形態を示す断面図である。第３実施形態は、第２実施形態とは、空洞の形状が相違する。この相違する構成を以下に説明する。なお、第３実施形態において、第２実施形態と同一の符号は、第２実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
　図４に示すように、このＥＳＤ保護装置１Ｂでは、積層方向に沿った断面（ＸＺ断面）において、空洞６０を構成する放電補助電極５０の外面５０ａは、第１放電電極２１から第２放電電極２２に向かって狭くなるように、傾斜状に形成されて、空洞６０の大きさが、第１放電電極２１から第２放電電極２２に向かって大きくなる。この外面５０ａをテーパ面という。また、空洞６０を構成する素体１０のビアホール１２の内面１２ａは、積層方向（Ｚ方向）に沿った鉛直状に形成されている。
　したがって、空洞６０を構成する放電補助電極５０の外面５０ａは、傾斜状に形成されているので、空洞６０の第１放電電極２１側が狭くなって、ＥＳＤ応答性が向上する。また、空洞６０を構成する素体１０のビアホール１２の内面１２ａを積層方向に沿った鉛直状に形成できて、空洞６０の大きさを一層大きくすることができる。つまり、素体１０の内面１２ａの最大外径が、第２実施形態と同じであるとき、空洞６０の大きさは、第２実施形態よりも大きくできる。これにより、放電補助電極５０の放熱性が向上し、ＥＳＤ連続印加時の絶縁耐性が向上する。
　（第４実施形態）
　図５は、本発明のＥＳＤ保護装置の第４実施形態を示す断面図である。第４実施形態は、第２実施形態とは、空洞の形状が相違する。この相違する構成を以下に説明する。なお、第４実施形態において、第２実施形態と同一の符号は、第２実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
　図５に示すように、このＥＳＤ保護装置１Ｃでは、積層方向に沿った断面（ＸＺ断面）において、空洞６０を構成する素体１０のビアホール１２の内面１２ａは、第１放電電極２１および第２放電電極２２のそれぞれから第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の中間に向かって広がるように、凹状に形成されて、空洞６０の大きさが、第１放電電極２１および第２放電電極２２のそれぞれから第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の中間に向かって大きくなる。この内面１２ａをドーム面という。素体１０の内面１２ａは、曲線であるが、直線であってもよい。
　つまり、中間部分６３の大きさは、第１と第２部分６１，６２の大きさよりも、大きい。第１部分６１の大きさと第２部分６２の大きさは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
　したがって、空洞６０を構成する素体１０のビアホール１２の内面１２ａは、凹状に形成されているので、空洞６０の第１放電電極２１側が狭くなって、ＥＳＤ応答性が向上する。また、空洞６０の第１放電電極２１側および第２放電電極２２側の大きさを大きくしないで、空洞６０を大きくすることができる。
　なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、第１から第４実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。
　前記実施形態では、第１放電電極および第２放電電極は、素体の内部に設けられているが、第１放電電極および第２放電電極の少なくとも一方が、素体の外部に設けられていてもよい。
　前記実施形態では、第１放電電極は、１次側に接続され、第２放電電極は、２次側に接続されているが、第１放電電極は、２次側に接続され、第２放電電極は、１次側に接続されていてもよい。
　前記実施形態では、空洞は、放電補助電極の外面の周囲の全周に、設けられているが、放電補助電極の外面の周囲の少なくとも一部に、設けられていてもよい。空洞は、放電補助電極の外面の周囲の全周に、環状に設けられているが、放電補助電極の外面の周囲に、断続的に分割して、複数設けられていてもよい。
　前記第１実施形態では、素体の内面および放電補助電極の外面は、積層方向に沿った鉛直面であるが、傾斜面であってもよい。
　前記第２と第３実施形態では、空洞において、第１部分は、第２部分よりも小さいが、第２部分が、第１部分よりも小さくてもよい。また、素体の内面および放電補助電極の外面は、鉛直面または傾斜面の何れであってもよい。
　［第１実施例］
　次に、前記第１～第３実施形態の製造方法の実施例について説明する。
　（１）セラミックシートの準備
　セラミックシート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（ＢＡＳ材）を用いた。各素材を所定の組成になるよう調合、混合し、８００℃～１０００℃で仮焼した。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た。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した。さらに、バインダー、可塑剤を加え混合しスラリーを得た。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、厚さ１０μｍと厚さ５０μｍのセラミックシートを得た。
　（２）放電電極の準備
　放電電極を形成するための電極ペーストを作製した。平均粒径約２μｍのＣｕ粉を８０ｗｔ％と、エチルセルロースおよびターピネオールに溶解して作製した有機ビヒクルを２０ｗｔ％とを調合し、３本ロールで撹拌、混合することで、電極ペーストを得た。
　（３）放電補助電極の準備
　放電補助電極を形成するための混合ペーストを作製した。平均粒径約２μｍのＣｕ／Ａｌ２０３のコア／シェル粉と、平均粒径０．５μｍのＡｌ２Ｏ３粉を、８０／２０ｖｏｌ％の割合で調合し、バインダー樹脂と溶剤を添加し、３本ロールで撹拌、混合することで、混合ペーストを得た。混合ペーストは、エチルセルロース等からなるバインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％とし、残りの８０ｗｔ％をＣｕ粉とＡｌ２Ｏ３粉とした。
　（４）空洞形成用ペーストの準備
　平均粒径１μｍの架橋アクリル樹脂ビーズを３８ｗｔ％と、エチルセルロースをジヒドロターピニルアセタートに溶解して作製した有機ビヒクルを６２ｗｔ％とを調合し、３本ロールにより混合することにより、焼失層用樹脂ビーズペーストを得た。ペースト材料としては、焼成時に分解、消失する樹脂を用い、他にはＰＥＴ、ポリプロピレン等がある。
　（５）ビアホールの形成
　セラミックシートに機械加工やレーザー加工でφ２００μｍのビアホールを形成した。機械加工を行う場合、第１実施形態の円筒面の内面を有するビアホールが形成され、レーザー加工を行う場合、第２実施形態の傾斜面の内面を有するビアホールが形成される。
　（６）ビアホールへの空洞形成用ペーストの充填
　φ２００μｍのビアホール内へ空洞形成用ペーストを充填後、乾燥した。
　（７）放電補助電極の形成
　空洞形成用ペーストの中心に機械加工やレーザー加工でφ１００μｍの貫通穴を形成して、貫通穴に放電補助電極を充填後、乾燥して、放電補助電極を形成した。レーザー加工を行う場合、第３実施形態の傾斜面の外面を有する放電補助電極が形成される。
　（８）放電電極の形成
　スクリーン印刷によって外部電極に接続される放電電極を塗布した。放電電極は、直接に外部電極と接続されていてもよく、ビアホールを介して接続されていてもよく、回路パターンや集積回路と接続されていてもよい。
　（９）積層および圧着
　セラミックシートを積層し圧着した。ここでは、厚みが０．３ｍｍで中央に放電補助電極が配置されるように、積層した。
　（１０）カットおよび外部電極の形成
　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、各チップにわけた。ここでは、１．０ｍｍｘ０．５ｍｍになるようにカットした。その後、チップ端面に電極ペーストを塗布し、外部電極を形成した。外部電極の形成は、チップ焼成後に、チップ端面に電極ペーストを塗布、焼き付けしても構わない。
　（１１）焼成
　次いで、Ｎ２雰囲気中で焼成した。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。焼成時に空洞形成用ペーストが焼失し空洞が形成される。
　（１２）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、外部電極上に電解Ｎｉ－Ｓｎめっきを行った。
　（１３）完成
　以上により、ＥＳＤ保護装置を完成した。なお、セラミックシートに用いるセラミック材料は、特に上記の材料に限定されるものではなく、Ａｌ２Ｏ３、コーディエライト、ムライト、フォレステライト、ＣａＺｒＯ３にガラスなどを加えたＬＴＣＣ材料や、Ａｌ２Ｏ３、コーディエライト、ムライト、フォレストライトなどのＨＴＣＣ材料、フェライト材料、誘電体材料、樹脂材料でもよい。
　放電電極の材料は、Ｃｕ以外に、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗや、これらの組合せでもよいが、熱伝導率が高いＣｕ，Ａｇが望ましい。
　放電補助電極は、導電体、半導体の粒子単体もしくは組み合わせでもよく、導電体、半導体、絶縁体粒子の組み合わせでもよい。導電体の粒子は、コアシェル構造、ノンコアシェル構造でもよく、両方を組み合わせてもよい。厚みがナノメートルの絶縁体のシェルを持つコアシェル構造の粒子を添加することで、ＥＳＤ応答性を損ねることなく絶縁耐性を保つことが出来る。また、粒子間に結合剤となるガラスもしくは樹脂が介在することで、さらに、絶縁耐性が向上する。
　空洞の形成は、樹脂ペーストによるスクリーン印刷法で形成しているが、樹脂シートを使用して形成してもよい。
　［第２実施例］
　次に、前記第４実施形態の製造方法の実施例について説明する。
　まず、第１実施例の（１）（２）を行った。
　（３）放電補助電極の準備
　焼成中にガスを発生する炭化物系セラミックである平均粒径０．５μｍのＳｉＣと平均粒径約２μｍのＣｕ／Ａｌ２Ｏ３のコア／シェル粉を８０／２０ｖｏｌ％の割合で調合し、バインダー樹脂と溶剤を添加し３本ロールで撹拌、混合することで、混合ペーストを得た。混合ペーストは、エチルセルロース等からなるバインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％とし、残りの８０ｗｔ％をコア／シェルＣｕ粉とＳｉＣ粉とした。なお、ＳｉＣ以外に、焼成中にガスを発生する他の炭化物系セラミックを用いてもよい。例えば、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＮｂＣなどがある。
　そして、第１実施例の（４）～（１０）を行った。
　（１１）焼成
　次いで、Ｎ２雰囲気中で焼成した。また、焼成中にＨ２０とＨ２を投入して焼成炉内の雰囲気を制御してもよい。焼成初期段階で空洞形成用ペーストが焼失し空洞が形成され、セラミックが焼結完了する。このとき、空洞が密閉された状態で、放電補助電極中の炭化物系セラミックの分解によって発生したＣＯガスにより、空洞内の内圧が上がり、空洞の形状がドーム状になる。
　そして、第１実施例の（１２）を行って、ＥＳＤ保護装置を完成した。
　（実験結果）
　次に、本発明の実施例と比較例との特性結果を表１に示す。ＥＳＤに対する放電応答性を評価した。ＥＳＤに対する応答性は、ＩＥＣの規格、ＩＥＣ６１０００－４－２に定められている、静電気放電イミュニティ試験によって行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、接触放電にて２、３、４、５、６、８ｋＶと印可していき、放電を開始したＥＳＤ印加電圧を放電開始電圧とした。接触放電にて８ｋＶを１０回、１００回、２００回、３００回行って、印加後のＥＳＤ保護装置の絶縁抵抗を測定し、ｌｏｇＩＲ≧８Ωを優良（◎）と判定し、８Ω＞ｌｏｇＩＲ≧６Ωを良（○）と判定し、６Ω＞ｌｏｇＩＲ≧４Ωを可（△）と判定し、ｌｏｇＩＲ＜４Ωを不良（×）と判定した。
　番号１、２は比較例を示し、番号３～１２は本発明を示す。番号３～１２は、図６Ａ～図６Ｊに対応する。図６Ａ～図６Ｊ中の符号は、第２実施形態（図３）の符号に対応する。図６Ａは、第１実施形態に対応し、図６Ｆは、第３実施形態に対応し、図６Ｉは、第２実施形態に対応し、図６Ｊは、第４実施形態に対応する。
　表１において、素体の内面形状または放電補助電極の外面形状が、鉛直面であるとは、積層方向に沿った面であり、テーパ面であるとは、第１放電電極から第２放電電極に向かって狭くなる傾斜面であり、逆テーパ面であるとは、第１放電電極から第２放電電極に向かって広くなる傾斜面であり、ドーム面であるとは、凹状の円弧面である。
　表１から分かるように、第１長さＬ１が小さいほど、ＥＳＤ応答性がよく、放電開始電圧が小さくなる。第１長さＬ１が中間長さＬ３より小さいほど、第１放電電極側の電界集中が起き、ＥＳＤ応答性がよく、放電開始電圧が小さくなる。空洞の体積が大きいほど、ＥＳＤ連続印加耐性が向上する。
　１，１Ａ～１Ｃ　ＥＳＤ保護装置
　１０　素体
　１１　セラミック層
　１２　ビアホール
　１２ａ　内面
　２１　第１放電電極
　２２　第２放電電極
　４１　第１外部電極
　４２　第２外部電極
　５０　放電補助電極
　５０ａ　外面
　６０　空洞
　６１　第１部分
　６２　第２部分
　６３　中間部分
　Ｌ１　第１長さ
　Ｌ２　第２長さ
　Ｌ３　中間長さ

Claims (6)

  1. 　素体と、
    　前記素体に設けられ、互いに積層方向に対向して配置される第１放電電極および第２放電電極と、
    　前記第１放電電極と前記第２放電電極の間に設けられて、前記第１放電電極と前記第２放電電極を電気的に接続する放電補助電極と
    を備え、
    　前記素体は、前記放電補助電極の外面の周囲の少なくとも一部に、前記第１放電電極と、前記第２放電電極と、前記放電補助電極の外面における前記第１放電電極から前記第２放電電極に至る領域とを露出する空洞を設けている、ＥＳＤ保護装置。
  2. 　前記空洞の前記第１放電電極側の大きさは、前記空洞の前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の中間側の大きさよりも、小さい、請求項１に記載のＥＳＤ保護装置。
  3. 　前記積層方向に沿った断面において、前記空洞の前記第１放電電極の位置における前記積層方向に直交する方向の長さは、前記空洞の前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の中間位置における前記積層方向に直交する方向の長さよりも、小さい、請求項２に記載のＥＳＤ保護装置。
  4. 　前記積層方向に沿った断面において、前記空洞を構成する前記素体の内面は、前記第１放電電極から前記第２放電電極に向かって広がるように、傾斜状に形成されて、前記空洞の大きさが、前記第１放電電極から前記第２放電電極に向かって大きくなる、請求項２または３に記載のＥＳＤ保護装置。
  5. 　前記積層方向に沿った断面において、前記空洞を構成する前記放電補助電極の外面は、前記第１放電電極から前記第２放電電極に向かって狭くなるように、傾斜状に形成されて、前記空洞の大きさが、前記第１放電電極から前記第２放電電極に向かって大きくなる、請求項２から４の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
  6. 　前記積層方向に沿った断面において、前記空洞を構成する前記素体の内面は、前記第１放電電極および前記第２放電電極のそれぞれから前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の中間に向かって広がるように、凹状に形成されて、前記空洞の大きさが、前記第１放電電極および前記第２放電電極のそれぞれから前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の中間に向かって大きくなる、請求項２または３に記載のＥＳＤ保護装置。
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