CN102802333A - 静电保护部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种静电保护部件。该静电保护部件(1)具备层叠有多层陶瓷基板(2)的基体(3)、形成于基体(3)内并且隔开间隔而相互相对的一对放电电极(4A、4B)。放电电极(4A、4B)具有沿着长边方向(D1)延伸的主体部(11A、11B),各个主体部(11A、11B)具有在长边方向(D1)上的前端(12A、12B)、沿着长边方向(D1)延伸的侧缘(14A、14B)。一对放电电极(4A、4B)是以两主体部(11A、11B)在短边方向(D2)上相邻的方式配置。放电电极(4A、4B)在短边方向(D2)上在侧缘(14A)和侧缘(14B)相对,在放电电极(4A)与放电电极(4B)之间仅在侧缘(14A)与侧缘(14B)之间放电。
Description
技术领域
本发明涉及保护电子设备避免ESD影响的静电保护部件。
背景技术
所谓ESD(Electro-Static Discharge:静电放电)是指带电的导电性物体(人体等)在接触或者充分接近于另外导电性物体(电子设备等)的时候会发生强烈放电的现象。由于ESD而会发生电子设备的损伤和错误动作等问题。为了防止这些不良现象的发生而有必要实现在放电时所产生的过高电压不被施加到电子设备的电路中。被使用于如此用途的部件即为静电保护部件,也可以称之为电涌(surge)吸收元件或者电涌吸收器(surge absorber)。
涉及日本专利第4247581号公报或者日本专利第4434314号公报所记载的静电保护部件中,在层叠陶瓷烧结体的内部形成有相互相对的一对放电电极。在该静电保护部件中是将包括金属材料和陶瓷材料的放电诱发部形成于与如上述的放电电极相邻的位置。
发明内容
在此,在例如图7所表示的静电保护部件中,其结构为延展各个放电电极而使各个侧缘彼此相对并且在各个前端也相对。由此,要加长放电部分的长度。然而,由于电场更集中于长度比侧缘短的前端,所以上述结构总是在前端优先发生放电。因此,即使加长各个放电电极相对的部分的长度,也会因为实质上放电部分被限制于在前端的区域,所以存在着所谓不能够提高静电保护部件的耐久性的问题(第一技术问题)。
另外,在日本专利文献第4247581号公报所记载的静电保护部件中是将空洞部形成于放电电极的相对部,并且是以放电电极的相对部的上表面整个露出于空洞部的方式形成的。为此,在该静电保护部件中,因为在烧制时空洞部形成用的涂料(lacquer,清漆)消失而使空洞部形成的时候,放电电极的前端在空洞部内成为自由(free,不受限制)的,所以放电电极可能起因于放电电极和基体的收缩差而从构成基体的陶瓷层剥离(第二技术问题)。
另外,在日本专利文献第4247581号公报所记载的静电保护部件中,放电诱发部被配置于放电电极的相对部的下方。在放电诱发部中,由于放电,放电发生处被破坏。因此,在该静电保护部件中,由于在放电诱发部上的放电而引起的破坏主要是在陶瓷层的层叠方向上即在放电诱发部的厚度方向上进行。正如以上所述,在放电诱发部遍布其厚度方向遭到破坏时,将变得难以沿着放电诱发部发生放电。
为此,日本专利文献第4247581号公报所记载的静电保护部件中,放电次数有限制,并且由于放电开始电压发生变化(放电开始电压上升),所以会有所谓静电保护部件的耐久性降低的问题。通过增厚放电诱发部的厚度,能够提高静电保护部件的耐久性。但是,在此情况下,存在静电保护部件的高度增加了增厚放电诱发部厚度的量,阻碍静电保护部件的低高度化,招致成本提高这样的新问题(第三技术问题)。另外,放电诱发部的破坏允许区域小的情况下,还会有所谓峰值电压发生后的钳位电压(clamp voltage)变高的问题(第三技术问题)。
本发明的第一方面是为了解决第一技术问题的结构,其第一目的在于提供一种能够提高耐久性的静电保护部件。另外,本发明的第二方面是为解决第二技术问题的结构,其第二目的在于提供一种放电电极难以从基体剥离的静电保护部件。另外,本发明的第三方面是为了解决第三技术问题的结构,其第三目的在于提供一种能够提高耐久性并且能够降低钳位电压的静电保护部件。
本发明的第一方面所涉及的静电保护部件具备:基体,其层叠有多层陶瓷基板;和形成于基体内并且隔开间隔地相互相对的第一放电电极和第二放电电极。第一放电电极具有沿着第一方向延伸的第一主体部。第一主体部具有在第一方向上的第一前端和沿着第一方向延伸的第一侧缘。第二放电电极具有沿着第一方向延伸的第二主体部,第二主体部具有在第一方向上的第二前端和沿着第一方向延伸的第二侧缘。第一放电电极和第二放电电极以第一主体部和第二主体部在与第一方向垂直的第二方向上相邻的方式配置。第一放电电极和第二放电电极,在第二方向上,在第一侧缘和第二侧缘相对,在第一放电电极与第二放电电极之间,仅在第一侧缘与第二侧缘之间放电。
在本发明的第一方面所涉及的静电保护部件中,第一放电电极具有沿着第一方向延伸的第一侧缘,第二放电电极具有沿着第一方向延伸的第二侧缘。以以上所述方式沿着第一方向延伸的第一侧缘和第二侧缘彼此相对,在第一放电电极与第二放电电极之间,成为仅在第一侧缘与第二侧缘之间放电的结构。即,形成能够避免放电集中于各个前端、能够在被延长的侧缘放电的结构。由此,能够加长第一放电电极与第二放电电极之间的放电部分,并且能够提高作为静电保护部件的耐久性。
在上述第一方面所涉及的静电保护部件中,基体也可以具有与第一放电电极和第二放电电极相接并且将该放电电极彼此连接的放电诱发部。放电诱发部仅被形成于第一侧缘与第二侧缘相对的部分。由此,能够更加可靠地仅在第一侧缘与第二侧缘之间放电。
在上述第一方面所涉及的静电保护部件中,第一放电电极和第二放电电极中的至少一个也可以不具有在第一方向上与另一个放电电极的前端相对的部分。根据以上所述情况,通过不在前端侧设置相对的部分,能够更加可靠地仅在第一侧缘与第二侧缘之间放电。
在上述第一方面所涉及的静电保护部件中,第一放电电极和第二放电电极至少一个也可以具有在第一方向上与另一个放电电极的前端相对的部分,第一侧缘与第二侧缘之间的距离小于该相对的部分与前端之间的距离。即使将相对的部分设置于前端侧,也可通过使第一侧缘于第二侧缘之间的距离小于在该部分上的距离,由此能够更加可靠地仅在第一侧缘与第二侧缘之间放电。
另外,本发明的第二方面所涉及的静电保护部件具备:基体,其层叠有多层陶瓷层;以在基体内隔着规定的间隙相对的方式被配置于基体的相同陶瓷层的第一放电电极和第二放电电极;和在基体内与第一放电电极和第二放电电极相接并且将第一放电电极和第二放电电极相互连接的放电诱发部。在该静电保护部件中,基体具有在间隙与放电诱发部相邻且相接的空洞部,并且利用配置有放电电极的陶瓷层和放电诱发部在层叠方向夹着第一放电电极和第二放电电极。
在本发明的第二方面所涉及的静电保护部件中,由配置有放电电极的陶瓷层和放电诱发部在层叠方向上夹着(夹入)第一放电电极和第二放电电极。在此情况下,由具有实体的陶瓷层和放电诱发部在层叠方向上固定两个放电电极,由此抑制空洞部形成用的涂料消失而在形成空洞部的时候放电电极变成自由的状态的情况。由此,因为放电电极在层叠方向被固定,所以能够抑制放电电极从基体剥离。
在本发明的第二方面所涉及的静电保护部件中,空洞部在间隙与放电诱发部相邻且相接。在此情况下,能够将由于放电引起的破坏向水平方向诱导,并且能够抑制由于放电而引起的向放电诱发部厚度方向(陶瓷层的层叠方向)的破坏。由此,因为能够抑制向放电诱发部厚度方向的破坏,所以根据本发明的第二方面所涉及的静电保护部件,也能够抑制放电次数受到限制、放电开始电压发生变化的情况,由此,能够提高静电保护部件的耐久性。
在上述第二方面所涉及的静电保护部件中,也可以在第一放电电极和第二放电电极相对的区域,利用配置有放电电极的陶瓷层和放电诱发部在层叠方向上夹着第一放电电极和第二放电电极。在此情况下,因为能够在层叠方向上将在放电发生时剥离力容易波及的放电电极的相对部分进行固定,所以能够抑制起因于放电的放电电极剥离。
在上述第二方面所涉及的静电保护部件中,第一放电电极在与层叠方向交叉的第一方向上延伸,并且具有沿着第一方向延伸的第一侧缘,第二放电电极在第一方向上延伸,并且具有沿着第一方向延伸的第二侧缘,第一放电电极和第二放电电极,以第一侧缘和第二侧缘在与第一方向和层叠方向交叉的第二方向相互相对的方式配置。在此情况下,能够加长由于放电而引起的向水平方向的破坏所进行的长度,能够进一步提高静电保护部件的耐久性。
在上述第二方面所涉及的静电保护部件中,放电诱发部也可以形成为包括第一放电诱发部和第二放电诱发部,且空洞部重叠于第一放电诱发部和第二放电诱发部双方之上。在此情况下,因为空洞部被形成于内侧,所以能够抑制来自于外部的电镀液、水分的渗入。由此,能够提高静电保护部件的耐久性、可靠性。
在上述第二方面所涉及的静电保护部件中,空洞部也可以形成为覆盖第一放电诱发部和第二放电诱发部的整体。在此情况下,因为能够将空隙部形成得较大,所以能够进一步抑制由放电而引起的破坏。
在上述第二方面所涉及的静电保护部件中,空洞部也可以形成为在间隙覆盖放电诱发部的第一方向上的两边缘。在此情况下,因为也可以不将未与放电诱发部相重叠的空洞部设置于间隙的中央部,所以能够使空洞部紧凑化。另外,具有该结构的情况下,因为还能够缩短放电电极的相对长度,所以能够减小在放电电极之间所产生的静电电容。
在上述第二方面所涉及的静电保护部件中,放电诱发部也可以形成为覆盖第一放电电极和第二放电电极中的至少一个放电电极的前端部。在此情况下,因为能够在层叠方向上抑制容易成为从基体剥离的起点的放电电极的前端,所以能够进一步可靠地抑制放电电极从基体的剥离。
另外,本发明的第三方面所涉及的静电保护部件具备:基体,其层叠有多层陶瓷层;在基体内以隔着规定的间隙相对的方式配置于基体的相同层的第一放电电极和第二放电电极;和在基体内与第一放电电极和第二放电电极相接并且将第一放电电极和第二放电电极相互连接的放电诱发部。在该静电保护部件中,基体具有在间隙与放电诱发部相邻且相接的空洞部,该空洞部重叠于放电诱发部之上。
在本发明的第三方面所涉及的静电保护部件中,空洞部在间隙与放电诱发部相邻且相接。在此情况下,能够将由于放电而引起的破坏向水平方向诱导,并且能够抑制由于放电而引起的向放电诱发部厚度方向(陶瓷层的层叠方向)的破坏。由此,因为能够抑制向放电诱发部厚度方向的破坏,所以根据本发明的第三方面所涉及的静电保护部件,也能够抑制放电次数受到限制、放电开始电压发生变化的情况,由此,能够提高静电保护部件的耐久性。
另外,在本发明的第三方面所涉及的静电保护部件中,空洞部是以重叠于放电诱发部之上的方式形成的。在此情况下,能够增大在放电诱发部容易发生放电的放电处附近的空间区域(在层叠方向上的厚度)。通过增大放电处附近的空间区域,根据本发明的第三方面所涉及的静电保护部件,能够降低钳位电压。
在上述第三方面所涉及的静电保护部件中,第一放电电极在第一方向上延伸,并且具有沿着第一方向延伸的第一侧缘,第二放电电极在第一方向上延伸,并且具有沿着第一方向延伸的第二侧缘,第一放电电极和第二放电电极以第一侧缘和第二侧缘在与第一方向交叉的第二方向上相互相对的方式配置。在此情况下,能够加长由于放电而引起的向水平方向的破坏所进行的长度,能够进一步提高静电保护部件的耐久性。
在上述第三方面所涉及的静电保护部件中,放电诱发部也可以形成为包括第一放电诱发部和第二放电诱发部,且空洞部重叠于第一放电诱发部和第二放电诱发部双方之上。在此情况下,因为空洞部被形成于内侧,所以能够抑制来自于外部的电镀液、水分的渗入。由此,能够提高静电保护部件的耐久性、可靠性。
在上述第三方面所涉及的静电保护部件中,空洞部也可以形成为覆盖第一放电诱发部和第二放电诱发部的整体。在此情况下,因为能够将空隙部形成得较大,所以能够进一步抑制由放电而引起的破坏。
在上述第三方面所涉及的静电保护部件中,空洞部也可以形成为在间隙覆盖放电诱发部的第一方向上的两边缘。在此情况下,因为也可以不将未与放电诱发部相重叠的空洞部设置于间隙的中央部,所以能够使空洞部紧凑化。另外,具有该结构的情况下,因为还能够缩短放电电极的相对长度,所以能够减小在放电电极之间产生的静电电容。
根据本发明的第一方面能够提高静电保护部件的耐久性。另外,根据本发明的第二方面能够提供一种放电电极难以从基体剥离的静电保护部件。另外,根据本发明的第三方面能够提供一种既能够提高耐久性而且又能够降低钳位电压的静电保护部件。
附图说明
图1为第一实施方式所涉及的静电保护部件的立体图。
图2为第一实施方式所涉及的静电保护部件的基体展开立体图。
图3为从层叠方向观察图1所表示的静电保护部件的放电部分的示意图。
图4为沿着图1所表示的IV-IV线的截面图,并且是将放电部分放大的示意图。
图5是表示图1所表示的静电保护部件的制造方法的一个例子的流程图。
图6为从层叠方向观察比较例所涉及的静电保护部件的放电部分的示意图。
图7为从层叠方向观察比较例所涉及的静电保护部件的放电部分的示意图。
图8为从层叠方向观察第一实施方式的变形例所涉及的静电保护部件的放电部分的示意图。
图9为第一实施方式的变形例所涉及的静电保护部件的放电部分的截面图。
图10是表示第一实施方式的变形例所涉及的静电保护部件的制造方法的一个例子的流程图。
图11为第一实施方式的变形例所涉及的静电保护部件的放电部分的截面图。
图12为第一实施方式的变形例所涉及的静电保护部件的基体展开立体图。
图13为第一实施方式的变形例所涉及的静电保护部件的基体展开立体图。
图14为从层叠方向观察的图13所表示的静电保护部件的放电部分的示意图。
图15为第一实施方式所涉及的静电保护部件的基体展开立体图。
图16为第二实施方式所涉及的静电保护部件的立体图。
图17为第二实施方式所涉及的静电保护部件的基体展开立体图。
图18为从层叠方向观察图16所表示的静电保护部件的放电部分的平面图。
图19(a)是表示沿着图18所表示的XIXa-XIXa线的截面结构的横截面图,(b)是表示沿着图18所表示的XIXb-XIXb线的截面结构的横截面图。
图20是表示沿着图16所表示的静电保护部件的XX-XX线的截面结构的纵截面图。
图21是用于说明图16所表示的静电保护部件的放电诱发部材料构成的示意截面图。
图22是表示图16所表示的静电保护部件的制造方法的一个例子的流程图。
图23是用于说明图16所表示的静电保护部件的放电部分印刷形成的平面图。
图24为第二实施方式所涉及的静电保护部件变形例中的基体展开立体图。
图25为从层叠方向观察第三实施方式所涉及的静电保护部件的放电部分的平面图。
图26是表示沿着图25所表示的XXVI-XXVI线的截面结构的横截面图。
图27为第四实施方式所涉及的静电保护部件的基体展开立体图。
图28为从层叠方向观察图27所表示的静电保护部件的放电部分的平面图。
图29是表示沿着图28所表示的XXIX-XXIX线的截面结构的横截面图。
图30是表示沿着图28所表示的XXX-XXX线的截面结构的纵截面图。
图31为从层叠方向观察变形例所涉及的静电保护部件的放电部分的平面图。
图32为第五实施方式所涉及的静电保护部件的立体图。
图33为第五实施方式所涉及的静电保护部件的基体展开立体图。
图34为从层叠方向观察图32所表示的静电保护部件的放电部分的平面图。
图35(a)是表示沿着图34所表示的XXXVa-XXXVa线的截面结构的横截面图,(b)是表示沿着图34所表示的XXXVb-XXXVb线的截面结构的横截面图。
图36是表示沿着图32所表示的静电保护部件的XXXVI-XXXVI线的截面结构的纵截面图。
图37是用于说明图32所表示的静电保护部件的放电诱发部材料结构的示意截面图。
图38是表示图32所表示的静电保护部件的制造方法的一个例子的流程图。
图39(a)、图39(b)、图39(c)是用于说明图32所表示的静电保护部件的放电部分印刷形成的平面图。
图40(a)是从层叠方向观察作为比较例的静电保护部件的放电部分的平面图,(b)是示意性地表示(a)所表示的静电保护部件截面结构的横截面图,(c)是示意性地表示图32所表示的静电保护部件的放电部分截面结构的横截面图。
图41为对比较例的静电保护部件(结构1)和图32所表示的静电保护部件(结构2)的钳位电压进行比较的示意图。
图42为第五实施方式所涉及的静电保护部件的变形例中的基体展开立体图。
图43为从层叠方向观察第六实施方式所涉及的静电保护部件的放电部分的平面图。
图44是示意性地表示图43所表示的静电保护部件的放电部分截面结构的横截面图。
图45(a)、图45(b)、图45(c)是用于说明图43所表示的静电保护部件的放电部分印刷形成的平面图。
图46为从层叠方向观察其他的变形例所涉及的静电保护部件的放电部分的平面图。
具体实施方式
以下是参照附图针对本发明所涉及的静电保护部件的优选实施方式进行详细说明。还有,在说明过程中对相同要素或者在相同功能的要素标注相同符号,并省略重复的说明。
(第一实施方式)
图1为第一实施方式所涉及的静电保护部件的立体图。图2为第一实施方式所涉及的静电保护部件的基体展开立体图。图3为从层叠方向观察静电保护部件的放电部分的示意图。图3省略表示放电电极4A、4B的一片上的陶瓷基板2。图4为沿着图1所表示的IV-IV线的截面图,并且是将放电部分放大的示意图。在以下说明过程中,将基体3延伸的方向作为长边方向D1,将在陶瓷基板2的平面方向上与长边方向D1相垂直的方向作为短边方向D2,将陶瓷基板2层叠的方向作为层叠方向D3。
第一实施方式所涉及的静电保护部件1是一种被安装于电子设备线路基板并且保护电子设备避免ESD(Electro-Static Discharge:静电放电)影响的电子元件。如图1~4所示,静电保护部件1是通过具备以下所述构件来构成的,这些构件分别为通过层叠多层陶瓷基板2构成的基体3、形成于基体3内并且相互相对的放电电极4A、4B、形成于基体3的相互相对的两端面3a、3b的外部电极6A、6B。放电电极4A电连接于外部电极6A,放电电极4B电连接于外部电极6B。放电电极4A和放电电极4B在基体3内的中央位置附近隔开间隔而相对。在放电电极4A与放电电极4B之间的间隙部GP形成有基体3内的内部空间7。基体3在层叠方向D3与放电电极4A、4B相邻的位置上与放电电极4A和放电电极4B相接并且具有将该放电电极4A、4B彼此连接的放电诱发部8。
放电电极4A具有从基体3的端面3a向相反侧的端面3b并沿着长边方向D1延伸的主体部11A(特别是要参照图3)。主体部11A具有在长边方向D1上的前端12A和基端13A、沿着长边方向D1延伸的侧缘14A和侧缘15A。主体部11A构成长尺状长方形,前端12A和基端13A构成短边,侧缘14A、15A构成长边。即,侧缘14A、15A比前端12A和基端13A长。主体部11A配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠基体3的侧面3c侧。基端13A从基体3的端面3a露出并与外部电极6A相连接。前端12A延伸到与端面3b分离的位置,并且配置于长边方向D1上的中央位置的端面3b侧的位置。侧缘14A为基体3的侧面3d侧边缘部,并且配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠侧面3c。侧缘15A为基体3侧面3c侧的边缘部,且被配置于与侧面3c分离的位置。主体部11A的长度既可以比图3所表示的长也可以比图3所表示的短。
放电电极4B从层叠方向D3来看构成围绕着基体3的中心与放电电极4A呈点对称的关系。即,放电电极4B具有从基体3的端面3b朝着相反侧的端面3a侧并沿着长边方向D1延伸的主体部11B(特别是参照图3)。主体部11B具有在长边方向D1上的前端12B和基端13B、沿着长边方向D1延伸的侧缘14B和侧缘15B。主体部11B构成长尺状长方形,前端12B和基端13B构成短边,侧缘14B、15B构成长边。即,侧缘14B、15B比前端12B和基端13B长。主体11B配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠基体3的侧面3d侧。基端13B从基体3的端面3b露出并与外部电极6B相连接。前端12B延伸到与端面3a分离的位置,并且配置于长边方向D1上的中央位置的端面3a侧的位置。侧缘14B为基体3的侧面3c侧边缘部,并且配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠侧面3d侧。侧缘15B为基体3侧面3d侧的边缘部,且被配置于与侧面3d分离的位置。主体部11B的长度既可以比图3所表示的长也可以比图3所表示的短。
放电电极4A的主体部11A与放电电极4B的本体部11B在基体3的中心附近区域成为以短边方向D2相邻的配置。放电电极4A的侧缘14A前端12A侧的区域与放电电极4B的侧缘14B前端12B侧的区域相互分离而相对,从而在放电电极4A与放电电极4B之间形成间隙部GP。间隙部GP的间隙宽度(侧缘14A与侧缘14B之间的距离)为10~100μm。间隙部GP仅形成于侧缘14A与侧缘14B相对的区域(参照图3)。在本实施方式中,放电电极4A仅由形成长尺状长方形的主体部11A构成,并且没有在长边方向D1上与放电电极4B的前端12B相对的部分。放电电极4B仅由形成长尺状长方形的主体部11B构成,并且没有在长边方向D1上与放电电极4A的前端12A相对的部分。根据这样的结构,当规定以上的电压被施加于外部电极6A、6B时,在放电电极4A与放电电极4B之间,在间隙部GP,仅在侧缘14A与侧缘14B之间发生放电。
放电诱发部8具有容易使放电电极4A与放电电极4B之间发生放电的功能。放电诱发部8与放电电极4A、4B双方相接并且连接放电电极4A和放电电极4B。在本实施方式中,从层叠方向D3来看是以至少包含间隙部GP的方式并且是以包围主体部11A的前端12A侧区域和主体部11B的前端12B侧区域的方式形成放电诱发部8(参照图3)。放电诱发部8是以与放电电极4A的上表面16A和放电电极4B的上表面16B相接的方式形成的。
内部空间7形成于放电电极4A与放电电极4B之间的间隙部GP。即,放电电极4A侧缘14A的间隙部GP上的一部分露出于内部空间7。放电电极4B侧缘14B的间隙部GP上的一部分露出于内部空间7。内部空间7具有吸收在放电的时候放电电极4A、4B、陶瓷基板2和放电诱发部8所发生的热膨胀的功能。只要是能够吸收热膨胀的大小和位置即可,对内部空间7的大小、形状和范围没有特别的限定,因而也可以在与图4所表示的情况相比更加宽广的范围内(例如以下表面17A、17B也露出于内部空间7的方式)形成。
接着,针对各个构成要素的材料作如下详细说明。
放电电极4A、4B是由含有选自Ag、Pd、Au、Pt、Cu、Ni、Al、Mo和W中的至少任意一种的导体材料所构成。例如,放电电极4A、4B可以使用作为合金的Ag/Pd合金、Ag/Cu合金、Ag/Au合金、Ag/Pt合金等。外部电极6A、6B是由含有选自Ag、Pd、Au、Pt、Cu、Ni、Al、Mo和W中的至少任意一种的导体材料所构成。例如,外部电极6A、6B可以使用作为合金的Ag/Pd合金、Ag/Cu合金、Ag/Au合金、Ag/Pt合金等。
陶瓷基板2是由Fe2O3、NiO、CuO、ZnO、MgO、SiO2、TiO2、MnCO3、SrCO3、CaCO3、BaCO3、Al2O3、ZrO2、B2O3等当中的单独材料;或者是由混合有两种以上的材料所构成。在陶瓷基板2中也可以含有玻璃。在陶瓷基板2中为了能够进行低温烧结而优选含有氧化铜(CuO、Cu2O)。
放电诱发部8是由Fe2O3、NiO、CuO、ZnO、MgO、SiO2、TiO2、MnCO3、SrCO3、CaCO3、BaCO3、Al2O3、ZrO2、B2O3等当中的单独材料;或者是由混合有两种以上的材料所构成。在放电诱发部8中优选含有Ag、Pd、Au、Pt、Ag/Pd合金、Ag/Cu合金、Ag/Au合金、Ag/Pt合金等金属粒子;或者优选含有RuO2等半导体粒子。在放电诱发部8中也可以含有玻璃。在放电诱发部8中优选含有氧化锡(SnO、SnO2).
参照图4并针对在使用优选材料的情况下的构成作如下说明。图4是用于进行说明的概略结构图,并且是以将各个粒子的大小和数目改变后的状态进行描述的。
在放电诱发部8中,将Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物等作为主成分,并且氧化锡(SnO2)的粒子22和Ag/Pd合金的金属粒子23以混在一起的状态存在于含有玻璃的陶瓷绝缘体21中。所谓混在一起的状态是指Ag/Pd合金的金属粒子23不固定在一个地方,而成为氧化锡粒子22进入到各个金属粒子23之间的状态。氧化锡的粒子22是以未烧结的粒子状态存在的(但是,也会是成为凝集粉的物质)。氧化锡是作为半导体材料而行使其功能的,且通过被配置于金属粒子23之间,从而与金属粒子23单独存在的情况相比,即使增大间隙部GP的间隙也能够放电。金属粒子23的Ag/Pd合金的合金比为95/5~30/70。氧化锡粒子22的含量以氧化锡/陶瓷绝缘体比优选为5/95~80/20wt%。金属粒子23的含量相对于放电诱发部优选为10~35vol%。
在陶瓷基板2中,将Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物等作为主成分,并且在含有玻璃的陶瓷中包含氧化铜(CuO)的粒子24。氧化铜粒子24的含量优选为0.01~5wt%。
放电电极4A、4B是由将Ag/Pd合金作为主成分的导体材料所构成的。放电电极4A、4B的Ag/Pd合金的合金比为95/5~30/70。放电电极4A、4B的Ag/Pd合金和金属粒子23的Ag/Pd合金的合金比优选为相同。
接着,参照图5针对静电保护部件1的制造方法的一个例子作如下说明。但是,制造方法并没有特别的限定,即,既可以变更各个工序的顺序也可以变更工序内的具体手法,甚至于也可以由其他工序来进行制造。
首先,调制构成陶瓷基板2的材料的浆料(slurry),并制作出陶瓷基板用片(操作步骤S10)。具体是混合含有氧化铜(CuO)的规定量电介质粉末和包含有机溶剂和有机胶粘剂的有机展色料(vehicle),并调制陶瓷基板用的浆料。在电介质粉末中可以使用包含将Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物(也可以是其他电介质材料)作为主成分的电介质材料。之后,由刮刀法等将浆料涂敷于PET膜上并形成厚度为20μm程度的坯料片。
接着,以印刷法将放电部分形成于陶瓷基板用片的规定位置。首先,通过使用丝网印刷方法等将导体膏涂敷于陶瓷基板用片从而形成烧制前的放电电极的导体图案(操作步骤S20)。将用于形成内部空间的空隙材料用涂料,涂敷于放电电极的相对部分。可以使用含有有机溶剂和有机胶凝剂的有机涂料。由此,在烧制之后形成成为内部空间的部分(操作步骤S30)。
接着,调制放电诱发材料浆料并从空隙材料用涂料之上涂敷该浆料从而形成烧制前的放电诱发部(操作步骤S40)。具体是混合以规定量秤取的氧化锡、绝缘体、导体的各个粉末、含有有机溶剂和有机胶粘剂的有机展色料,并调制放电诱发材料浆料。例如,作为氧化锡可以使用工业用原料的SnO2。作为绝缘体可以使用电介质粉末。在电介质粉末中可以使用含有Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物(也可以是其他电介质材料)作为主成分的电解质材料。作为导体粉末可以使用Ag/Pd粉末(也可以是Ag、Pd、Au、Pt、其混合物和化合物等)。以成为氧化锡的粒子和Ag/Pd合金的金属粒子混合在一起的状态的方式充分混合各个粉末。
按顺序层叠印刷有放电部分的陶瓷基板用片和其他层的陶瓷基板用片(操作步骤S50),压制(冲压)(操作步骤S60),以成为各个静电保护部件的大小的方式切割层叠体(操作步骤S70)。接着,以规定条件(例如在大气中以850~950℃的温度条件加热烧制2小时)烧制各个基体(操作步骤S80)。此时,通过使空隙材料用涂料在基体3内部被消除,在放电部分形成内部空间7。之后,将外部电极用的导体膏涂敷于基体3并以规定条件(例如在大气中以600~800℃的温度条件加热2小时)实行热处理,从而达到烧结外部电极的目的(操作步骤S90)。之后,对外部电极的表面实施电镀。所谓电镀优选为电解电镀,例如可以使用Ni/Sn、Cu/Ni/Sn、Ni/Pd/Au、Ni/Pd/Ag、Ni/Ag等。通过实施以上所述各个步骤,完成静电保护部件1的制作。
接着,针对有关本实施方式所涉及的静电保护部件1的作用、效果作如下说明。
氧化锡所具备的特征为烧结温度非常高(具体为1300℃的程度)且与其他元素的反应性低。因此,氧化锡变成在基体3烧制时的温度条件下以粒子状残存下来,即使金属粒子23存在于周围也不会与这些金属粒子23发生反应。在放电诱发部8中,通过将状态调整成氧化锡粒子22与金属粒子23混合在一起,能够取得以下所述效果。即,在基体3烧制时氧化锡粒子22不与周围的金属粒子23发生反应而以粒子状的方式残存下来。如上述情况,通过氧化锡粒子22不发生反应而残存下来,由此使金属粒子23在放电诱发部8上的移动受到限制。移动受到限制的金属粒子23彼此因为不发生反应,所以能够防止由于金属粒子23彼此连接而使得放电电极4A、4B之间发生短路(或者绝缘电阻降低)。
另外,通过使放电诱发部8含有陶瓷绝缘体21这样的绝缘物,能够确保在放电电极4A、4B之间的绝缘性。
另外,在静电保护部件1中,通过形成为一方面在陶瓷基板2中含有反应性高的氧化铜粒子24,一方面形成在放电诱发部8中含有烧结温度高而且反应性低的氧化锡粒子22的结构,能够取得以下所述效果。即,即使在陶瓷基板2中含有氧化铜粒子24,也会由氧化锡粒子22来抑制该氧化铜粒子24扩散到放电诱发部8。如以上所述因为抑制了氧化铜粒子24的扩散,所以在放电诱发部8中能够自由地选择氧化锡以外的部分中的构成材料(即,放电诱发部8是由氧化锡和其他材料所构成,但是可以自由选择其他材料)。根据以上所述既能够确保放电诱发部8的构成材料的选择自由度又能够在基体3中含有氧化铜。
另外,在放电诱发部8中含有金属粒子23,能够降低放电开始电压。
Ag/Pd合金所具备的特征为熔点高(具体为1000℃的程度)而且与氧化铜的反应性低。通过一方面在陶瓷基板2中含有反应性高的氧化铜粒子24,一方面形成在放电诱发部8中含有作为金属粒子23的与氧化铜的反应性低的Ag/Pd合金的结构,能够取得以下所述效果。即,即使在陶瓷基板2中含有氧化铜粒子24,也能够抑制在放电诱发部8中由于氧化铜粒子24扩散的影响而引起的金属粒子23彼此发生反应。即,能够防止由于金属粒子23彼此连接而使得放电电极4A、4B之间发生短路(或者绝缘电阻降低)。根据以上所述既能够防止放电电极4A、4B之间的短路又能够在基体3中含有氧化铜。即使是单独的Pd其熔点高,但是与氧化铜的反应性比Ag/Pd合金高。因此,通过使用与Ag发生合金化的材料,其效果将变得更为显著。
另外,在氧化铜被包含于基体3的构成中,将Ag/Pd以外的金属用于放电电极4A、4B时,将与氧化铜发生反应并且将有可能发生如以下所述这样的问题。例如,会有Ag/Pd从自放电电极4A、4B的基体3露出的部分(与外部电极6A、6B相连接的地方等)发生气化而消失的可能性。另外,如果放电电极4A、4B的相对部(侧缘14A、14B附近)消失时,有可能发生间隙长不均匀、特性不稳定的情况。因此,由于放电电极4A、4B含有Ag/Pd合金,能够防止发生上述这样的问题。在放电电极4A、4B中也可以使用Ag/Pd以外的金属。
另外,在Ag/Pd合金被包含于放电诱发部8并且Ag/Pd合金被包含于放电电极4A、4B的情况下,通过将各个Ag/Pd合金的合金比调整到相同,能够在放电诱发部8与放电电极4A、4B之间防止Ag/Pd合金发生反应。
在此,参照图3、图6和图7并针对本实施方式所涉及的放电电极4A、4B的构成效果作如下说明。图6的放电电极4A从基体3的端面3a向长边方向D1延伸,放电电极4B从基体3的端面3b向长边方向D1延伸。放电电极4A的前端12A和放电电极4B的前端12B彼此相对并形成间隙部GP。即,放电部分的长度被限定于前端12A、12B短的范围内。
图7的放电电极4A、4B即使是在前端12A、12B侧也成为形成相对部分的构成。具体是放电电极4A在端面3a侧具有从主体部11A朝着侧面3d并向短边方向D2延伸的扩大部18A。扩大部18A的一个侧缘从基体3露出并被连接于外部电极6A,另一个的侧缘19A在长边方向D1上与放电电极4B的前端12B相对并形成间隙部GP2。在将侧缘14A和侧缘14B相对的间隙部GP1的间隙大小作为W1的情况下,间隙部GP2的间隙大小W2是以成为与W1相等的方式被设定的。
放电电极4B在端面3b侧具有从主体部11B朝着侧面3c并向短边方向D2延伸的扩大部18B。扩大部18B的一个侧缘从基体3露出并被连接于外部电极6B,另一个的侧缘19B在长边方向D1上与放电电极4A的前端12A相对并形成间隙部GP3。间隙部GP3的间隙大小W3是以成为与W1相等的方式被设定的。放电诱发部8不仅形成于间隙部GP1而且也形成于间隙部GP2、GP3。通过形成如图7所表示的结构,要加长放电部分的长度。然而,电场因为集中于长度比侧缘14A、14B更短的前端12A、12B,所以在图7的构成中会有总是在前端12A、12B优先发生放电的可能性。因此,即使加长各个放电电极4A、4B相对的部分的长度,也会因为实质上放电部分被限制于在前端12A、12B上的间隙部GP2、GP3,所以会有可能不能够提高静电保护部件的耐久性。
相对于此,在图3所表示的构成中,放电电极4A具有沿着长边方向D1延伸的侧缘14A,放电电极4B具有沿着长边方向D1延伸的侧缘14B。放电电极4A、4B仅在侧缘14A、14B上相对,且没有在前端12A、12B侧相对的部分。以以上所述方式沿着长边方向D1延伸的侧缘14A与侧缘14B彼此相对,在放电电极4A与放电电极4B之间成为仅在侧缘14A与侧缘14B之间放电的构成。通过在长度大于前端12A、12B的侧缘14A、14B上相对,与图6所表示的构成相比,更能够加长间隙部GP的长度。另外,形成能够避免放电集中于各个前端12A、12B并且能够在被延长的侧缘14A、14B上放电的结构。即,较图7所表示的构成更加能够加长实质性的放电部分的长度。由此,能够加长放电电极4A与放电电极4B之间的间隙部GP,并且能够提高作为静电保护部件1的耐久性。
另外,在前端12A、12B侧由于不设置与另一个放电电极相对的部分,所以能够更加可靠地实行仅在侧缘14A与侧缘14B之间的放电。
以上所述的第一实施方式是用于说明本发明所涉及的静电保护部件的一个实施方式,但是本发明所涉及的静电保护部件并不限定于第一实施方式所记载的内容。本发明所涉及的静电保护部件,只要不变更各个权利要求项所记载的宗旨,则可以对实施方式所涉及的静电保护部件实施变形,或者也可以是适用于其他要求的静电保护部件。
例如,放电电极4A、4B的构成不限定于图3所表示的构成,可以对长度和宽度和间隙的大小作适当的变更。另外,例如也可以采用图8所表示的构成。
图8所表示的变形例与图7的构成相同设置有扩大部18A、18B和间隙部GP2、GP3,但是间隙部GP1的间隙大小W1小于间隙部GP2、GP3的间隙大小W2、W3。另外,放电诱发部8在各个间隙部当中仅形成于间隙部GP1(即侧缘14A与侧缘14B之间),在间隙部GP2、GP3上不形成放电诱发部8。由此,能够更加可靠地实行仅在侧缘14A与侧缘14B之间进行的放电。即使配置与前端12A、12B相对的扩大部分18A、18B,通过将侧缘14A与侧缘14B之间的距离W1减小到小于前端12A与侧缘19A之间的距离W2和前端12B与侧缘19B之间的距离W3,也能够更加可靠地实行仅在侧缘14A与侧缘14B之间进行的放电。W2、W3考虑到各个构成要素的材料等优选设定成不发生放电程度的距离。此时,扩大部18A、18B具有提高放电电极4A、4B与外部电极6A、6B之间的连接性的功能。
另外,也可以采用图9所表示的的构成。图9关于在间隙部GP侧放电电极4A、4B被埋设于基体3这一点与上述实施方式有所不同。
以下是针对有关图9的构成进行详细的说明。放电诱发部8具有容易发生在放电电极4A与放电电极4B之间进行的放电的功能。放电诱发部8在基体3中心位置附近以内包放电电极4A、4B的方式与该放电电极4A、4B双方相接,并且连接放电电极4A和放电电极4B。从层叠方向D1看以至少包含间隙部GP的方式并且以包围主体部11A前端12A侧的区域和主体部11B前端12B侧的区域的方式形成放电诱发部8。
放电诱发部8是以与放电电极4A的侧缘14A(也可以与侧缘15A相接)、上表面16A和下表面17A相接并且与放电电极4B的侧缘14B(也可以与侧缘15B相接)、上表面16B和下表面17B相接的方式形成的。放电电极4A的侧缘15A与陶瓷基板2相接,并且放电电极4B的侧缘15B与陶瓷基板2相接。放电电极4A的前端12A和放电电极4B的前端12B也与陶瓷基板2相接。
内部空间7在层叠方向D3上形成于与放电诱发部8相邻的位置。在内部空间7与放电电极4A、4B之间配置有放电诱发部8的一部分。即,放电电极4A和放电电极4B完全被埋设于基体3中,哪一部分也不露出于内部空间7。内部空间7成为不使放电电极4A和放电电极4B相连通的构成。内部空间7具有作为在放电时吸收放电电极4A、4B、陶瓷基板2、放电诱发部8热膨胀的热膨胀吸收部的功能。内部空间7因为在层叠方向D3上与放电电极4A、4B和放电诱发部8相邻,所以容易吸收由于放电而引起的热膨胀。
为了作为像这样的热膨胀吸收部来行使其功能,层叠方向D3上的放电电极4A、4B与内部空间7的距离即图中用t表示的部分的大小优选设定为1~20μm。内部空间7的层叠方向D3上的大小优选设定为1~20μm。在图9中,内部空间7的宽度方向(短边方向D2)的大小与放电诱发部8的大小相同,但是并不限定于此,进一步做大或者做小都是可以的。内部空间7的宽度方向上的大小优选为10~100μm。
放电电极4A由以上所述的构成能够除去用于与外部电极6A相接而从端面3a露出的部分,并且对于所有的部分来说都被埋设于基体3(即,陶瓷基板2和放电诱发部8)内,因而没有露出于外部和内部空间7的部分。放电电极4B除去用于与外部电极6B相接而从端面3b露出的部分,并且对于所有的部分来说都被埋设于基体3(即,陶瓷基板2和放电诱发部8)内,因而没有露出于外部和内部空间7的部分。
接着,参照图10并针对图9所表示的变形例所涉及的静电保护部件1的制造方法的一个例子作如下说明。但是,制造方法并不限定于此,既可以变更各个工序的顺序也可以变更工序内的具体手法,甚至于由其他工序进行制造。
首先,调制构成陶瓷基板2的材料的浆料,并制作出陶瓷基板用片(操作步骤S110)。具体是混合含有氧化铜(CuO)的规定量的电介质粉末、含有有机溶剂和有机胶粘剂的有机展色料,并调制陶瓷基板用的浆料。在电介质粉末中能够使用含有Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物(也可以是其他电介质材料)作为主成分的电介质材料。之后,由刮刀法等将浆料涂敷于PET膜上并形成厚度为20μm程度的坯料片。
接着,由印刷法将放电部分形成于陶瓷基板用片的规定位置。首先,将用于形成内部空间的空隙材料用涂料涂敷于放电电极的相对部分。可以使用含有有机溶剂和有机胶凝剂的有机涂料。由此,在烧制之后形成成为内部空间的部分(操作步骤S120)。
接着,调制放电诱发材料浆料并从空隙材料用涂料之上涂敷该浆料从而形成烧制前的放电诱发部(操作步骤S130)。具体是混合以规定量秤取的氧化锡和绝缘体和导体的各个粉末、含有有机溶剂和有机胶粘剂的有机展色料,并调制放电诱发材料浆料。例如,作为氧化锡可以使用工业用原料的SnO2。作为绝缘体可以使用电介质粉末。在电介质粉末中可以使用含有Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物(也可以是其他电介质材料)作为主成分的电解质材料。作为导体粉末可以使用Ag/Pd粉末(也可以是Ag、Pd、Au、Pt、其混合物和化合物等)。
通过使用丝网印刷方法等将导体膏涂敷于陶瓷基板用片从而形成烧制前的放电电极的导体图案(操作步骤S140)。也可以从导体图案上进一步涂敷放电诱发材料浆料。以以上所述方式先涂敷空隙材料用涂料,然后按顺序涂敷放电诱发材料浆料,由此例如能够可靠地防止空隙材料用涂料发生塌落以至于导致放电电极露出于放电电极用的导体膏和在烧制后露出于内部空间。
按顺序层叠放电部分被印刷的陶瓷基板用片和其他层的陶瓷基板用片(操作步骤S150),压制(操作步骤S160),以成为各种静电保护部件的大小的方式切割层叠体(操作步骤S170)。接着,在规定条件(例如在大气中以850~950℃的温度加热处理2小时)下烧制各个基体(操作步骤S180)。此时,由于空隙材料用涂料在基体3的内部消失而在放电部分形成内部空间7。之后,将外部电极用的导体膏涂敷于基体3并以规定条件(例如在大气中以600~800℃的温度加热处理2小时)实行热处理,烧结外部电极(操作步骤S190)。之后,对外部电极的表面实施电镀。电镀优选为电解电镀,例如可以使用Ni/Sn、Cu/Ni/Sn、Ni/Pd/Au、Ni/Pd/Ag、Ni/Ag等。通过实施以上所述各个步骤从而完成静电保护部件1的制作。
综上所述,在图9的构成中,一对放电电极4A、4B其间隙部GP侧的区域分别埋设于基体3内。即,各个放电电极4A、4B除了与外部电极6A、6B的连接部分之外没有露出于外部和基体3内的内部空间7等的部分,因而成为被埋设于基体3内的构成。根据这样的结构,即使在由于制造工序(例如电镀等)而使基体3浸渍于水的情况下仍将成为水分难以从外部侵入到基体3内,因而能够防止离子迁移(ion-migration)。即使作为将各个放电电极4A、4B埋设于基体3内的构成,也会因为基体3具有作为吸收由于放电而引起的热膨胀的热膨胀吸收部而行使其功能的内部空间7,所以能够防止基体3的龟裂。综上所述既能够确立防御来自外部环境侵袭的保护性能又能够具备防止基体3发生龟裂的性能。
另外,内部空间7因为不使一对放电电极4A、4B彼此相连通,所以能够防止由于水分侵入而引起的离子迁移。
热膨胀吸收部的构成并不只限定于内部空间,只要是能够吸收由于放电而引起的热膨胀的结构即可,可以是任意的结构。例如,如图11所示也可以替代内部空间而配制杨氏模量(Young′s modulus)低的陶瓷47。陶瓷47与周围的陶瓷基板2相比,杨氏模量低,具体杨氏模量为50~200GPa。像这样杨氏模量低的陶瓷47即使由于热膨胀而发生变形,也因为不会让力涉及到基体3中的其他部分,所以能够吸收由于放电而引起的热膨胀。
在以上所述的实施方式中,虽然例示了只包含具有静电保护功能的放电部分的静电保护部件,但是也可以将本发明运用于追加了线圈部和电容器部等其他功能的静电保护部件。此时,陶瓷基板2的材料也可以分别相对于放电部、线圈部、电容器部变更成每层最适合的材料。
例如,图12所表示的静电保护部件100在一个基体103中具有线圈部120和放电部110。图13所表示的静电保护部件200在一个基体203中具有线圈部220和电容器部230和放电部210。再有,线圈和电容器和放电电极形成为阵列状。像这样的阵列状的构成也可以适用于其他实施方式所涉及的静电保护部件。图15所表示的静电保护部件300在一个基体303中具有放电部310和共模扼流线圈(common modechoke coil)部340。
关于在与线圈部和电容器部等相组合的静电保护部件中的放电部分的构成,参照由图14所表示的静电保护部件200的电极构成来进行说明。
放电电极204A具有沿着长边方向D1延伸主体部211A、从主体部211A向短边方向D2延伸的引出部218A。主体部211A具有在长边方向D1上的前端212A和前端213A、沿着长边方向D1延伸的侧缘214A和侧缘215A。主体部211A构成长尺状长方形,前端212A、213A构成短边,侧缘214A、215A构成长边。即,侧缘214A、215A比前端212A、213A长。主体部211A配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠基体3的侧面203c侧或者侧面203d侧。侧缘214A为中央位置侧的边缘部。引出部218A从主体部211A的侧缘215A沿着短边方向D2延伸并与形成于基体303侧面203c或者形成于侧面203d的外部电极206A电连接。
放电电极204B具有沿着长边方向D1延伸主体部211B。主体部211B具有在长边方向D1上的前端212B和前端213B、沿着长边方向D1延伸的侧缘214B和侧缘215B。主体部211B构成长尺状长方形,前端212B、213B构成短边,侧缘214B、215B构成长边。即,侧缘214B、215B比前端212B、213B长。主体部211B在基体303的短边方向D2上的中央位置沿着长边方向D1延伸。各个前端212B、213B分别连接于形成于端面203a、203b的外部电极206B。
放电电极204A的主体部211A和放电电极204B的主体部211B成为在短边方向D2上相邻的配置。通过使放电电极204A的侧缘214A和放电电极204B的侧缘214B或者侧缘215B相互分离并相对,间隙部分别形成于放电电极204A与放电电极204B之间。间隙部只形成于侧缘214A与侧缘214B相对的区域和侧缘214A与侧缘215B相对的区域。根据这样的结构,在外部电极206A、206B上施加规定以上的电压时,在放电电极204A与放电电极204B之间,在间隙部,仅在侧缘214A与侧缘214B之间和仅在侧缘214A与侧缘215B之间发生放电。放电诱发部208只形成于各个间隙部。
由以上所述的构成能够加长间隙部的长度。另外,形成能够避免放电集中于各个前端212A、213A并且能够在被延长的侧缘214A、214B、215B上放电的结构。由此,能够加长放电电极204A与放电电极204B之间的间隙部,并且能够提高作为静电保护部件200的耐久性。静电保护部件100、300(虽然成为各主体部、各侧边缘向短边方向D2延伸的结构)因为都具有与静电保护部件200大致相同的构成,所以能够取得同样的效果。
(第二实施方式)
图16为第二实施方式所涉及的静电保护部件的立体图。图17为第二实施方式所涉及的静电保护部件的基体展开立体图。图18为从层叠方向观察静电保护部件的放电部分的平面图。图18省略表示第一放电电极和第二放电电极404A、404B上的陶瓷层402等。图19(a)是用于说明沿着图18所表示的XIXa-XIXa线的截面结构的示意图,图19(b)是用于说明沿着图18所表示的XIXb-XIXb线的截面结构的示意图。图20是用于说明沿着图16所表示的XX-XX线的截面结构的示意图。在以下的说明中,将基体403延伸的方向作为长边方向D1,将在陶瓷层402的平面方向上与长边方向D1相垂直的方向作为短边方向D2,将层叠陶瓷层402的方向作为层叠方向D3。
首先,参照图16~图20并针对本实施方式所涉及的静电保护部件401的构成作如下说明。静电保护部件401是一种被安装于电子设备线路基板并且保护电子设备避免ESD(Electro-Static Discharge:静电放电)影响的电子元件。静电保护部件401具备层叠多层陶瓷层402并呈现大致长方体形状的基体403、在基体403内相互分离并被配置于相同陶瓷层402的第一放电电极和第二放电电极401A、404B、分别被配置于基体403的相互相对的两端面403a、403b的第一外部电极和第二外部电极406A、406B、将第一放电电极和第二放电电极404A、404B相互连接的第一放电诱发部和第二放电诱发部408A、408B。
第一放电电极404A电连接于第一外部电极406A,第二放电电极404B电连接于第二外部电极406B。基体403具有以重叠于第一放电诱发部和第二放电诱发部408A、408B之上的方式形成的空洞部407(参照图20)。空洞部407具有吸收陶瓷层402以及放电诱发部408A、408B的热膨胀的功能。关于空洞部407与放电诱发部408A、408B的配置关系将在后面进行叙述。还有,在实际的静电保护部件401中,基体403以不能够视觉识别的程度被一体化。
第一放电电极和第二放电电极404A、404B如图17和图18所示在基体403内相互分离并被配置于相同陶瓷层402上。第一放电电极404A具有从基体403的端面403a朝着相反侧的端面403b侧并沿着长边方向D1(第一方向)延伸的主体部411A。主体部411A具有在长边方向D1上的前端412A和基端413A、沿着长边方向D1延伸的侧缘414A和侧缘415A。主体部411A构成长尺状长方形,前端412A和基端413A构成短边,侧缘414A、415A构成长边。即,侧缘414A、415A比前端412A和基端413A长。
主体部411A配置于短边方向D2上的中央位置的基体403的侧面403c侧。基端413A从基体403的端面403a露出并与第一外部电极406A相连接。前端412A延伸到与端面403b分离的位置,并且配置于长边方向D1上的中央位置的端面403b侧的位置。侧缘414A为基体403的侧面403d侧边缘部,并且配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠侧面403c侧。侧缘415A为基体403侧面403c侧的边缘部,且被配置于与侧面403c分离的位置。还有,主体部411A的长度既可以比图18所表示的长也可以比图18所表示的短。
第二放电电极404B从层叠方向D3来看是围绕着基体403的中心并构成与第一放电电极404A呈点对称的关系。即,第二放电电极404B具有从基体403的端面403b朝着相反侧的端面403a侧并沿着长边方向D1延伸的主体部411B。主体部411B具有在长边方向D1上的前端412B和基端413B、沿着长边方向D1延伸的侧缘414B和侧缘415B。主体部411B构成长尺状长方形,前端412B和基端413B构成短边,侧缘414B、415B构成长边。即,侧缘414B、415B比前端412B和基端413B长。
主体411B配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠基体403的侧面403d侧。基端413B从基体403的端面403b露出并与第二外部电极406B相连接。前端412B延伸到与端面403a分离的位置,并且配置于长边方向D1上的中央位置的端面403a侧的位置。侧缘414B为基体403的侧面403c侧边缘部,并且配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠侧面403d侧。侧缘415B为基体403侧面403d侧的边缘部,且被配置于与侧面403d分离的位置。还有,主体部411B的长度既可以比图18所表示的长也可以比图18所表示的短。
第一放电电极和第二放电电极404A、404B如图18所示是以第一放电电极404A前端412A侧的相对区域416A的侧缘414A与第二放电电极404B前端412B侧的相对区域416B的侧缘414B相对的方式被配置。通过使第一放电电极404A的相对区域416A的侧缘414A与第二放电电极404B的相对区域416B的侧缘414B相互分离并相对,从而在第一放电电极404A与第二放电电极404B之间形成间隙部GP(参照图19)。间隙部GP的间隙宽(侧缘414A与侧缘414B之间的距离)例如10~100μm。间隙部GP只形成于侧缘414A与侧缘414B相对的相对区域(参照图18)。
在本实施方式中,第一放电电极404A仅由形成长尺状长方形的主体部411A构成,且没有在长边方向D1上与第二放电电极404B的前端412B相对的部分。第二放电电极404B仅由形成长尺状长方形的主体部411B构成,且没有在长边方向D1上与第一放电电极404A的前端412A相对的部分。根据这样的结构,在第一外部电极和第二外部电极406A、406B上施加规定以上的电压时,在第一放电电极和第二放电电极404A、404B之间,在间隙部GP,仅在侧缘414A、414B之间发生放电。
第一放电诱发部和第二放电诱发部408A、408B如图18和图19所示,将第一放电电极和第二放电电极404A、404B相互连接并具有在第一放电电极和第二放电电极404A、404B之间容易发生放电的功能。第一放电诱发部和第二放电诱发部从层叠方向D3来看呈现大致矩形形状。
第一放电诱发部408A是以接触于在第一放电电极404A的相对区域416A当中基端413A侧的部分和在第二放电电极404B的相对区域416B当中前端412B侧的部分的方式形成的。具体如图19(b)所示,第一放电诱发部408A具有以接触于两个放电电极404A、404B表面的方式配置并且连接两个放电电极404A、404B的部分、被配置于两个放电电极404A、404B为相对区域的间隙GP的部分。具有这样的部分的第一放电诱发部408A是以与配置有第一放电电极和第二放电电极404A、404B的陶瓷层402一起在层叠方向D3上夹着第一放电电极和第二放电电极404A、404B的方式形成的。
第二放电诱发部408B是以接触于第一放电电极404A的相对区域416A当中前端412A侧的部分和第二放电电极404B的相对区域416B当中基端413B侧的部分的方式形成的。具体是第二放电诱发部408B与第一放电诱发部408A相同具有以接触于两个放电电极404A、404B表面的方式配置并连接两个放电电极404A、404B的部分、被配置于两个放电电极404A、404B的作为相对区域的间隙GP的部分。具有这样的部分的第二放电诱发部408B与第一放电诱发部408A相同是以与配置有第一放电电极和第二放电电极404A、404B的陶瓷层402一起在层叠方向D3上夹着第一放电电极和第二放电电极404A、404B的方式形成的。
总之,第一放电电极和第二放电电极404A、404B在相对区域416A、416B以层叠方向D3被配置有两个放电电极404A、404B的陶瓷层402和第一放电诱发部和第二放电诱发部408A、408B夹着。
另外,在第一放电诱发部和第二放电诱发部408A、408B之间如图18和图20所示以在间隙GP与放电诱发部408A、408B相邻并接触的方式形成基体403的空洞部407。总之,空洞部407是被配置于间隙GP的长边方向D1上的大致中央,是以在间隙GP的大致中央如图19(a)所示将空隙设置于第一放电电极和第二放电电极404A、404B之间的方式形成的。空洞部407如图20所示在从短边方向D2看的时候呈现大致穹顶形状,并且是以在长边方向D1上的两边缘重叠于第一放电诱发部和第二放电诱发部408A、408B之上的形形成的。
根据这样的放电诱发部408A、408B和空洞部407的配置结构,以沿着空洞部407与各个放电诱发部408A、408B的边界部分418A、418B发生放电的方式诱导放电。发生该放电的边界部分418A、418B的面是在相对于陶瓷层402扩大的面方向(长边方向D1和短边方向D2)作大致垂直的方向上形成的,并且是以配置有放电电极404A、404B的陶瓷层402的面方向与空洞部407和放电诱发部408A、408B的边界部分418A、418B的面方向有所不同的方式形成的。还有,边界部分418A、418B的面方向交叉于陶瓷层402扩大的面方向(与陶瓷层402扩大的面方向交叉)即可,并不一定必须垂直。
放电电极404A、404B、外部电极406A、406B、陶瓷层402、放电诱发部408A、408B等构成要素的材料可以使用与第一实施方式相同的材料。
图21是用于说明放电诱发部408A材料结构的示意图。参照图21并针对在使用优选的材料的情况下的构成作如下说明。图21是用于说明的概略构成图,并且是以将各个粒子的大小和数目改变后的状态进行描述的。另外,放电诱发部408B也相同。
在放电诱发部408A中,将Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物等作为主成分,并且氧化锡(SnO2)的粒子422和Ag/Pd合金的金属粒子423以混在一起的状态存在于含有玻璃的陶瓷绝缘体421中。所谓混在一起的状态是指Ag/Pd合金的金属粒子423不固定在一个地方,而成为氧化锡粒子422进入到各个金属粒子423之间的状态。氧化锡粒子422是以未烧结的粒子状态存在的(但是,也会是成为凝集粉的物质)。氧化锡是作为半导体材料而行使其功能的,且通过被配置于金属粒子423之间,从而与金属粒子423单独存在的情况相比,即使增大间隙部GP的间隙也能够放电。金属粒子423的Ag/Pd合金的合金比为95/5~30/70。氧化锡粒子422的含量以氧化锡/陶瓷绝缘体比优选为5/95~80/20wt%。金属粒子423的含量相对于放电诱发部408A优选为10~35vol%。
在陶瓷层402中,将Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物等作为主成分,并且在含有玻璃的陶瓷中包含氧化铜(CuO)的粒子424。氧化铜粒子424的含量优选为0.01~5wt%。
第一放电电极和第二放电电极404A、404B是由将Ag/Pd合金作为主成分的导体材料所构成的。第一放电电极和第二放电电极404A、404B的Ag/Pd合金的合金比为95/5~30/70。第一放电电极和第二放电电极404A、404B的Ag/Pd合金和金属粒子423的Ag/Pd合金的合金比优选为相同。
氧化锡所具备的特征为烧结温度非常高(具体为1300℃的程度)且与其他元素的反应性低。因此,氧化锡变成在基体403烧制时的温度条件下以粒子状残存下来,即使金属粒子423存在于周围也不会与这些金属粒子423发生反应。在放电诱发部408A中,通过将状态调整成氧化锡粒子422与金属粒子423混合在一起,能够取得以下所述效果。即,在基体403烧制时氧化锡粒子422不与周围的金属粒子423发生反应而以粒子状的方式残存下来。如上述情况,通过氧化锡粒子422不发生反应而残存下来,由此使属粒子423在放电诱发部408A上的移动受到限制。移动受到限制的金属粒子423彼此因为不发生反应,所以能够防止由于金属粒子423彼此连接而使得放电电极404A、404B之间发生短路(或者绝缘电阻降低)。
另外,通过使放电诱发部408A含有陶瓷绝缘体421这样的绝缘物,能够确保在第一放电电极和第二放电电极404A、404B之间的绝缘性。
另外,在静电保护部件401中,通过一方面在陶瓷基板402中含有反应性高的氧化铜粒子424,一方面形成在放电诱发部408A、408B中含有烧结温度高而且反应性低的氧化锡粒子422的结构,能够取得以下所述效果。即,即使在陶瓷层402中含有氧化铜粒子424,也会由氧化锡粒子422来抑制该氧化铜粒子424扩散到放电诱发部408A、408B。如以上所述因为抑制了氧化铜粒子424的扩散,所以在放电诱发部408A中能够自由地选择氧化锡以外的部分中的构成材料(即,放电诱发部408A是由氧化锡和其他材料所构成,但是可以自由选择其他材料)。根据以上所述既能够确保放电诱发部408A的构成材料的选择自由度又能够在基体403中含有氧化铜。
另外,在放电诱发部408A中含有金属粒子423,能够降低放电开始电压。
Ag/Pd合金所具备的特征为熔点高(具体为1000℃的程度)而且与氧化铜的反应性低。通过一方面在陶瓷层402中含有反应性高的氧化铜粒子424,一方面形成在放电诱发部408A、408B中含有作为金属粒子423的与氧化铜的反应性低的Ag/Pd合金的结构,能够取得以下所述效果。即,即使在陶瓷层402中含有氧化铜粒子424,也能够抑制在放电诱发部408A中由于氧化铜粒子424扩散的影响而引起的金属粒子423彼此发生反应。即,能够防止由于金属粒子423彼此连接而使得放电电极404A、404B之间发生短路(或者绝缘电阻降低)。根据以上所述既能够防止第一放电电极和第二放电电极404A、404B之间的短路又能够在基体403中含有氧化铜。即使是单独的Pd其熔点高,但是与氧化铜的反应性比Ag/Pd合金高。因此,通过使用与Ag发生合金化的材料,其效果将变得更为显著。
另外,在氧化铜被包含于基体403的构成中将Ag/Pd以外的金属用于第一放电电极和第二放电电极404A、404B时,将与氧化铜发生反应并且将有可能发生如以下所述这样的问题。例如,会有Ag/Pd从自第一放电电极和第二放电电极404A、404B的基体403露出的部分(与外部电极406A、406B相连接的地方等)发生气化而消失的可能性。另外,如果第一放电电极和第二放电电极404A、404B的相对部(侧缘414A、414B附近)消失时,有可能发生间隙长不均匀、特性不稳定的情况。因此,通过使第一放电电极和第二放电电极404A、404B含有Ag/Pd合金,能够防止发生上述这样的问题。还有,在第一放电电极和第二放电电极404A、404B中也可以使用Ag/Pd以外的金属。
另外,在Ag/Pd合金被包含于放电诱发部408A并且Ag/Pd合金被包含于放电电极404A、404B的情况下,通过将各个Ag/Pd合金的合金比调整到相同,能够在放电诱发部408A与第一放电电极和第二放电电极404A、404B之间防止Ag/Pd合金发生反应。
接着,参照图22和图23并针对静电保护部件401的制造方法的一个例子作如下说明。但是,制造方法并没有特别的限定,即,既可以变更各个工序的顺序也可以变更工序内的具体手法,甚至于也可以由其他工序来进行制造。
首先,调制构成陶瓷层402的材料的浆料,并制作出陶瓷层用片(操作步骤S410)。具体是混合含有氧化铜(CuO)的规定量电介质粉末和包含有机溶剂和有机胶粘剂的有机展色料,并调制陶瓷层用的浆料。在电介质粉末中可以使用包含将Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物(也可以是其他电介质材料)作为主成分的电介质材料。之后,由刮刀法等将浆料涂敷于PET膜上并形成厚度为20μm程度的坯料片。
接着,由印刷法将放电部分形成于陶瓷层用片的规定位置。首先,如图23(a)所示通过使用丝网印刷方法等将导体膏涂敷于陶瓷层402用片上从而形成烧制前的放电电极404A、404B的导体图案(操作步骤S420)。图23所表示的放电电极404A、404B是展示了基端413A、413B侧的部分靠近短边方向D2的大至中央部的变形例,但是能够取得与图18所表示的放电电极404A、404B大致相同的功能。即,在第一放电电极和第二放电电极404A、404B之间即在间隙部GP也就是仅在侧缘之间发生放电。
接着,调制放电诱发材料浆料并如图23(b)所示以在2处连接放电电极404A、404B的相对区域416A、416B的方式从放电电极404A、404B之上涂敷该浆料从而形成烧制前的对应于放电诱发部408A、408B的部分(操作步骤S430)。具体是混合以规定量秤取的氧化锡和绝缘体和导体的各个粉末、含有有机溶剂和有机胶粘剂的有机展色料,并调制放电诱发材料浆料。例如,作为氧化锡可以使用工业用原料的SnO2。作为绝缘体可以使用电介质粉末。在电介质粉末中可以使用含有Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物(也可以是其他电介质材料)作为主成分的电解质材料。作为导体粉末可以使用Ag/Pd粉末(也可以是Ag、Pd、Au、Pt、其混合物和化合物等)。以成为氧化锡的粒子和Ag/Pd合金的金属粒子混合在一起的状态的方式充分混合各个粉末。
接着,如图23(c)所示,以在放电诱发部408A、408B之上重叠其两端的方式涂敷用于形成空洞部407的空隙材料用涂料。作为空隙材料用涂料可以使用含有有机溶剂和有机胶粘剂的有机涂料。由此,在烧制之后形成成为空洞部407的部分(操作步骤S440)。
接着,按顺序层叠印刷有放电部分的陶瓷层用片和其他层的陶瓷层用片(操作步骤S450),压制(操作步骤S460),以成为各个静电保护部件的大小的方式切割层叠体(操作步骤S470)。根据这样的层叠和压制等,形成由配置有放电电极404A、404B的陶瓷层402和放电诱发部408A、408B夹着放电电极404A、404B的结构。
接着,以规定条件(例如在大气中以850~950℃的温度条件加热烧制2小时)烧制各个基体(操作步骤S480)。此时,通过使空隙材料用涂料在基体403内部被消除,在放电部分形成空洞部407。之后,将外部电极用的导体膏涂敷于基体403并以规定条件(例如在大气中以600~800℃的温度条件加热2小时)实行热处理,从而达到烧结外部电极之目的(操作步骤S490)。之后,对外部电极的表面实施电镀。所谓电镀优选为电解电镀,例如可以使用Ni/Sn、Cu/Ni/Sn、Ni/Pd/Au、Ni/Pd/Ag、Ni/Ag等。通过实施以上所述各个步骤从而完成静电保护部件401的制作。
如以上所述在静电保护部件401中是由配置有放电电极404A、404B的陶瓷层402和放电诱发部408A、408B在层叠方向D3上夹着第一放电电极和第二放电电极404A、404B。由此,通过利用实体陶瓷层402和放电诱发部408A、408B在层叠方向D3上固定两个放电电极404A、404B,抑制了空洞部形成用的涂料消失继而在形成空洞部的时候放电电极变成自由的状态。其结果是,根据静电保护部件401,能够抑制放电电极404A、404B从基体403(陶瓷层402)发生剥离。
而且,在静电保护部件401中,在第一放电电极和第二放电电极404A、404B相对的相对区域416A、416B由配置有放电电极404A、404B的陶瓷层402和放电诱发部408A、408B以层叠方向D3夹着放电电极404A、404B。为此,在层叠方向上能够固定在发生放电的时候剥离力容易涉及的放电电极404A、404B的相对部分中的大部分,由此,能够抑制起因于放电的放电电极404A、404B的剥离。
再有,在静电保护部件401中,放电诱发部408A、408B是以分别覆盖第一放电电极和第二放电电极404A、404B的前端部的方式形成的。为此,因为能够在层叠方向上抑制从基体403发生剥离的时候的容易成为起点的放电电极404A、404B的前端412A、412B,所以能够更加可靠地抑制从放电电极404A、404B的基体403发生剥离。
另外,在静电保护部件401中,空洞部407在间隙GP邻接并接触于放电诱发部408A、408B。为此,能够向长边方向D1(水平方向)诱导由于放电而引起的破坏,能够抑制由于放电而引起的对放电诱发部408A、408B的厚度方向(陶瓷层402的层叠方向D3)所造成的破坏。因为以以上所述方式抑制了对放电诱发部408A、408B的厚度方向所造成的破坏,所以根据静电保护部件401,也能够抑制放电次数受到限制、放电开始电压发生变化的问题发生,由此,能够提高静电保护部件401的耐久性。
另外,在静电保护部件401中,第一放电电极404A具有在长边方向D1上延伸并且沿着长边方向D1延伸的第一侧缘414A,第二放电电极404B具有在长边方向D1上延伸并且沿着长边方向D1延伸的第二侧缘414B,第一放电电极和第二放电电极404A、404B是以第一侧缘和第二侧缘414A、414B在短边方向D2上相互相对的方式配置的。为此,能够加长由于放电而引起的向水平方向破坏的长度,能够进一步提高静电保护部件401的耐久性。
另外,在静电保护部件401中,空洞部407是以重叠于放电诱发部408A、408B之上的方式形成的(参照图20)。在此情况下,能够在放电诱发部408A、408B上增大放电容易发生的放电处418A、418B附近的空间区域(在层叠方向上的厚度),由此,能够降低静电保护部件401的钳位电压(clamp voltage)。
另外,在静电保护部件401中,空洞部407是以重叠于第一放电诱发部和第二放电诱发部408A、408B双方之上的方式被配置于间隙GP的大至中央。通过以以上所述方式将空洞部407形成于更加内侧,能够抑制来自外部的电镀液和水分的渗入。其结果是,能够提高静电保护部件401的耐久性和可靠性。
还有,在以上所述实施方式中,形成空洞部407的涂料是以涉及到放电诱发部408A、408B的一部分的方式形成的,但是也可以如图24所示以空洞部407A覆盖放电诱发部408A、408B的整体的方式涂敷涂料,从而形成静电保护部件401。在此情况下,因为能够将空隙部形成得较大,所以能够进一步抑制由于放电而引起的破坏。
(第三实施方式)
接着,参照图25和图26并针对第三实施方式所涉及的静电保护部件401a作如下说明。本实施方式所涉及的静电保护部件401a与第二实施方式相同具备基体403、放电电极404A、404B、外部电极406A、406B,但是在具备一个放电诱发部438和以重叠于该放电诱发部438之上的方式形成的空洞部437这一点上与第二实施方式有所不同。
放电诱发部438从层叠方向D3来看呈大致矩形形状,且将第一放电电极和第二放电电极404A、404B相互连接而具有在第一放电电极和第二放电电极404A、404B之间容易发生放电的功能。放电诱发部438是以接触于在第一放电电极404A的相对区域416A当中的大至中央部和接触于在第二放电电极404B的相对区域416B当中的大至中央部的方式形成的。具体是放电诱发部438具有以接触于两个放电电极404A、404B表面的方式配置并且连接两个放电电极404A、404B的部分、和被配置于两个放电电极404A、404B的相对区域间隙GP的部分。
具有这样部分的放电诱发部438如图26所示是以与配置有第一放电电极和第二放电电极404A、404B的陶瓷层402一起在层叠方向D3上夹着第一放电电极和第二放电电极404A、404B的方式形成的。总之,第一放电电极和第二放电电极404A、404B在相对区域416A、416B以层叠方向D3被配置有两个放电电极404A、404B的陶瓷层402和放电诱发部438夹着。
在放电诱发部438的短边方向D2的大致中央部如图25所示以在间隙GP邻接并接触于放电诱发部438的方式形成基体403的空洞部437。总之,空洞部437是被配置于在间隙GP的长边方向D1上的大至中央。空洞部437在从短边方向D2看的时候呈大致穹顶形状并且是以重叠于放电诱发部438的整体之上的方式形成的。根据这样放电诱发部438和空洞部437的配置结构,能够以沿着空洞部437与放电诱发部438的边界部分438A、438B发生放电的方式诱导放电。
如以上所述在第三实施方式所涉及的静电保护部件401a中,由配置有放电电极404A、404B的陶瓷层402和放电诱发部438在层叠方向D3上夹着第一放电电极和第二放电电极404A、404B。由此,通过在层叠方向D3上用实体陶瓷层402和放电诱发部438来固定两个放电电极404A、404B,能够抑制在空洞部形成用涂料消失而形成空洞部的时候放电电极成为自由的状态。其结果是,根据静电保护部件401a,能够抑制放电电极404A、404B自基体403(陶瓷层402)发生剥离。
在静电保护部件401a中,空洞部437在间隙GP邻接并接触于放电诱发部438。为此,能够向长边方向D1(水平方向)诱导由于放电而引起的破坏,能够抑制由于放电而引起的对放电诱发部438的厚度方向(陶瓷层402的层叠方向D3)所造成的破坏。因为以以上所述方式抑制了对放电诱发部438的厚度方向所造成的破坏,所以如果根据静电保护部件401a,也能够抑制放电次数受到限制、放电开始电压发生变化的问题发生,由此,能够提高静电保护部件401a的耐久性。
在静电保护部件401a中,空洞部437是以覆盖放电诱发部438的长边方向D1上的两边缘的方式并以重叠于放电诱发部438的短边方向D2的大至中央部上的方式形成的。在此情况下,能够增大在放电诱发部438上容易发生放电的放电处438A、438B附近的空间区域(层叠方向上的厚度)。为此,根据本实施方式所涉及的静电保护部件401a,能够降低静电保护部件401a的钳位电压。
在静电保护部件401a中,空洞部437是以在间隙GP覆盖放电诱发部438的长边方向D1上的两边缘的方式配置的。为此,因为在间隙GP的中央部可以不设置与放电诱发部438不相重叠的空洞部,所以能够将空洞部437做得更小。根据该结构,因为能够缩短放电电极404A、404B的相对长度,所以能够减小在放电电极404A、404B之间所产生的静电电容。
(第四实施方式)
接着,参照图27~图30并针对第四实施方式所涉及的静电保护部件401b作如下说明。本实施方式所涉及的静电保护部件401b与第二实施方式相同具备基体403、放电电极404A、404B、外部电极406A、406B,但是在具备放电诱发部448和空洞部447这一点上和在空洞部447形成于放电诱发部448内部这一点上(参照图30)与第二实施方式有所不同。
放电诱发部448从层叠方向D3来看呈大致矩形形状,且将第一放电电极和第二放电电极404A、404B相互连接而具有在第一放电电极和第二放电电极404A、404B之间容易发生放电的功能。放电诱发部448是以接触于第一放电电极404A的相对区域416A和第二放电电极404B的相对区域416B的方式形成的。具体是放电诱发部448具有以接触于两个放电电极404A、404B表面的方式配置并且连接两个放电电极404A、404B的部分448a、被配置于两个放电电极404A、404B的相对区域间隙GP的两个部分。
具有这样部分的放电诱发部448如图29所示是以与配置有第一放电电极和第二放电电极404A、404B的陶瓷层402一起在层叠方向D3上夹着第一放电电极和第二放电电极404A、404B的方式形成的。总之,第一放电电极和第二放电电极404A、404B在相对区域416A、416B以层叠方向D3被配置有两个放电电极404A、404B的陶瓷层402和放电诱发部448夹着。
在放电诱发部448的大至中央部的内侧如图29和图30所示以在间隙GP邻接并接触于放电诱发部448的方式形成基体403的空间部447。总之,空洞部447是被配置于在间隙GP的长边方向D1上的大至中央。根据这样的放电诱发部448和空洞部447的配置构成,能够以沿着空洞部447与放电诱发部448的边界部分448A、448B发生放电的方式诱导放电。当制造上述静电保护部件401b的时候,例如能够通过将第二实施方式所涉及的制造方法(参照图22)中的放电诱发部形成操作步骤S430与内部空间形成操作步骤S440的顺序颠倒过来进行制造。
如以上所述在第四实施方式所涉及的静电保护部件401b中,由配置有放电电极404A、404B的陶瓷层402和放电诱发部448在层叠方向D3上夹着第一放电电极和第二放电电极404A、404B。由此,通过在层叠方向D3上用实体陶瓷层402和放电诱发部448来固定两个放电电极404A、404B,能够抑制在空洞部形成用涂料消失而形成空洞部的时候放电电极成为自由的状态。其结果是,根据静电保护部件401b,能够抑制放电电极404A、404B自基体403(陶瓷层402)发生剥离。
在静电保护部件401b中,空洞部447在间隙GP邻接并接触于放电诱发部448。为此,能够向长边方向D1(水平方向)诱导由于放电而引起的破坏,能够抑制由于放电而引起的对放电诱发部448的厚度方向(陶瓷层402的层叠方向D3)所造成的破坏。因为以以上所述方式抑制了对放电诱发部448的厚度方向所造成的破坏,所以根据静电保护部件401b也能够抑制放电次数受到限制、放电开始电压发生变化的问题发生,由此,能够提高静电保护部件401b的耐久性。
以上针对有关本发明的第二~第四实施方式已作了详细的说明,上述实施方式是说明本发明所涉及的静电保护部件的实施方式的具体写照,但是本发明所涉及的静电保护部件并不限定于本实施方式所记载的内容。本发明所涉及的静电保护部件也可以是以不变更各个权利要求项所记载的要旨的方式对实施方式所涉及的静电保护部件实施变形或者适用于其他用途的静电保护部件。
例如,第一放电电极和第二放电电极404A、404B的构成不限定于图18等所表示的构成,也可以适当变更长度和宽度和间隙大小。另外,例如也可以采用图31所表示的构成。
在图31所表示的构成中,第一放电电极404A从基体403的端面403a向长边方向D1延伸,第二放电电极404B从基体403的端面403b向长边方向D1延伸,放电电极404A前端412A和放电电极404B前端412B彼此相对而形成间隙部GP。另外,第一放电电极和第二放电电极404A、404B由放电诱发部458而将其短边方向D2的大致中央部相互连接,并以覆盖该放电诱发部458的方式形成空洞部457。即使是在该情况下,第一放电电极和第二放电电极404A、404B也同样在层叠方向D3上被配置有两个放电电极404A、404B的陶瓷层402和放电诱发部458夹着而在层叠方向上被固定。
另外,在上述实施方式中例示了只包含具有静电保护功能的放电部分的静电保护部件,但是也可以如同第一实施方式将本发明运用于追加了线圈部和电容器部等其他功能并实行一体化的静电保护部件。此时,陶瓷层402的材料也可以分别相对于放电部、线圈部、电容器部变更成每一层最适合的材料。
(第五实施方式)
图32为第五实施方式所涉及的静电保护部件的立体图。图33为第五实施方式所涉及的静电保护部件的基体展开立体图。图34为从层叠方向观察静电保护部件的放电部分的平面图。图34省略表示第一放电电极和第二放电电极504A、504B上的陶瓷层502等。图35(a)是用于说明沿着图34所表示的XXXVa-XXXVa线的截面结构的示意图,图35(b)是用于说明沿着图34所表示的XXXVb-XXXVb线的截面结构的示意图。图36是用于说明沿着图32所表示的XXXVI-XXXVI线的截面结构的示意图。在以下说明过程中,将基体503延伸的方向作为长边方向D1,将在陶瓷层502的平面方向上与长边方向D1相垂直的方向作为短边方向D2,将陶瓷层502层叠的方向作为层叠方向D3。
首先,参照图32~图36并针对本实施方式所涉及的静电保护部件501的构成作如下说明。静电保护部件501是一种被安装于电子设备线路基板并且保护电子设备避免ESD影响的电子元件。静电保护部件501具备层叠多层陶瓷层502并呈现大致长方体形状的基体503、在基体503内相互分离并被配置于相同陶瓷层502上的第一放电电极和第二放电电极504A、504B、分别被配置于基体503的相互相对的两端面503a、503b的第一外部电极和第二外部电极506A、506B、将第一放电电极和第二放电电极504A、504B相互连接的第一放电诱发部和第二放电诱发部508A、508B。
第一放电电极504A电连接于第一外部电极506A,第二放电电极504B电连接于第二外部电极506B。另外,基体503具有以重叠于第一放电诱发部和第二放电诱发部508A、508B之上的方式形成的空洞部507(参照图36)。空洞部507具有吸收陶瓷层502和放电诱发部508的热膨胀的功能。关于空洞部507与放电诱发部508A、508B的配置关系将在后面进行叙述。还有,在实际的静电保护部件501中,基体503以不能够视觉识别的程度被一体化。
第一放电电极和第二放电电极504A、504B如图33和图34所示在基体503内相互分离并被配置于相同陶瓷层502上。第一放电电极504A具有从基体503的端面503a朝着相反侧的端面503b侧并沿着长边方向D1(第一方向)延伸的主体部511A。主体部511A具有在长边方向D1上的前端512A和基端513A、沿着长边方向D1延伸的侧缘514A和侧缘515A。主体部511A构成长尺状长方形,前端512A和基端513A构成短边,侧缘514A、515A构成长边。即,侧缘514A、515A比前端512A和基端513A长。
主体部511A配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠基体503的侧面503c侧。基端513A从基体503的端面503a露出并与第一外部电极506A相连接。前端512A延伸到与端面503b分离的位置,并且配置于长边方向D1上的中央位置的端面503b侧的位置。侧缘514A为基体503的侧面503d侧边缘部,并且配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠侧面503c侧。侧缘515A为基体503侧面503c侧的边缘部,且被配置于与侧面503c分离的位置。还有,主体部511A的长度既可以比图34所表示的长也可以比图34所表示的短。
第二放电电极504B从层叠方向D3来看是围绕着基体503的中心并构成与第一放电电极504A呈点对称的关系。即,第二放电电极504B具有从基体503的端面503b朝着相反侧的端面503a侧并沿着长边方向D1延伸的主体部511B。主体部511B具有在长边方向D1上的前端512B和基端513B、沿着长边方向D1延伸的侧缘514B和侧缘515B。主体部511B构成长尺状长方形,前端512B和基端513B构成短边,侧缘514B、515B构成长边。即,侧缘514B、515B比前端512B和基端513B长。
主体511B配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠基体503的侧面503d侧。基端513B从基体503的端面503b露出并与第二外部电极506B相连接。前端512B延伸到与端面503a分离的位置,并且配置于长边方向D1上的中央位置的端面503a侧的位置。侧缘514B为基体503的侧面503c侧边缘部,并且配置于短边方向D2上的中央位置的略微靠侧面503d侧。侧缘515B为基体503侧面503d侧的边缘部,且被配置于与侧面503d分离的位置。主体部511B的长度既可以比图34所表示的长也可以比图34所表示的短。
第一放电电极和第二放电电极504A、504B如图34所示是以第一放电电极504A前端512A侧的相对区域516A的侧缘514A与第二放电电极504B前端512B侧的相对区域516B的侧缘514B相对的方式被配置。通过使第一放电电极504A的相对区域516A的侧缘514A与第二放电电极504B的相对区域516B的侧缘514B相互分离并相对,从而在第一放电电极504A与第二放电电极504B之间形成间隙部GP(参照图35)。间隙部GP的间隙宽(侧缘514A与侧缘514B之间的距离)例如10~100μm。间隙部GP只形成于侧缘514A与侧缘514B相对的相对区域(参照图34)。
在本实施方式中,第一放电电极504A仅由形成长尺状长方形的主体部511A构成,且没有在长边方向D1上与第二放电电极504B的前端512B相对的部分。第二放电电极504B仅由形成长尺状长方形的主体部511B构成,且没有在长边方向D1上与第一放电电极504A的前端512A相对的部分。根据这样的结构,在第一外部电极和第二外部电极506A、506B上施加规定以上的电压时,在第一放电电极和第二放电电极504A、504B之间,在间隙部GP,仅在侧缘514A、514B之间发生放电。
第一放电诱发部和第二放电诱发部508A、508B如图34和图35所示,将第一放电电极和第二放电电极504A、504B相互连接并具有在第一放电电极和第二放电电极504A、504B之间容易发生放电的功能。第一放电诱发部和第二放电诱发部从层叠方向D3来看呈现大致矩形形状。
第一放电诱发部508A是以接触于在第一放电电极504A的相对区域516A当中基端513A侧的部分和在第二放电电极504B的相对区域516B当中前端512B侧的部分的方式形成的。具体如图35(b)所示,第一放电诱发部508A具有以接触于两个放电电极504A、504B表面的方式配置而连接两个放电电极504A、504B并且从长边方向D1看呈大致半椭圆形状的部分、被配置于两个放电电极504A、504B的相对区域间隙GP的部分。
第二放电诱发部508B是以接触于第一放电电极504A的相对区域516A当中前端512A侧的部分和第二放电电极504B的相对区域516B当中基端513B侧的部分的方式形成的。具体是第二放电诱发部508B与第一放电诱发部508A相同具有以接触于两个放电电极504A、504B表面的方式配置而连接两个放电电极504A、504B并且从长边方向D1看呈大致半椭圆形状的部分、被配置于两个放电电极504A、504B的相对区域间隙GP的部分。
在第一放电诱发部和第二放电诱发部508A、508B之间如图34和图36所示以在间隙GP与放电诱发部508A、508B相邻并接触的方式形成基体503的空洞部507。总之,空洞部507是被配置于间隙GP的长边方向D1上的大致中央,是以在间隙GP的大致中央如图35(a)所示将空隙设置于第一放电电极和第二放电电极504A、504B之间的方式形成的。空洞部507如图36所示在从短边方向D2看的时候呈现大致穹顶形状,并且是以在长边方向D1上的两边缘重叠于大至半椭圆形状的第一放电诱发部和第二放电诱发部508A、508B之上的形形成的。根据这样的放电诱发部508A、508B和空洞部507的配置结构,能够以沿着空洞部507与各个放电诱发部508A、508B的边界部分518A、518B发生放电的方式诱导放电。
放电电极504A、504B、外部电极506A、506B、陶瓷层502、放电诱发部508A、508B等构成要素的材料可以使用与第一实施方式相同的材料。
图37是用于说明放电诱发部508A材料结构的示意图。参照图37并针对在使用优选的材料的情况下的构成作如下说明。图37是用于说明的概略构成图,并且是以将各个粒子的大小和数目改变后的状态进行描述的。另外,放电诱发部508B也相同。
在放电诱发部508A中,将Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物等作为主成分,并且氧化锡(SnO2)的粒子522和Ag/Pd合金的金属粒子523以混在一起的状态存在于含有玻璃的陶瓷绝缘体521中。所谓混在一起的状态是指Ag/Pd合金的金属粒子523不固定在一个地方,而成为氧化锡粒子522进入到各个金属粒子523之间的状态。氧化锡粒子522是以未烧结的粒子状态存在的(但是,也会是成为凝集粉的物质)。氧化锡是作为半导体材料而行使其功能的,且通过被配置于金属粒子523之间,从而与金属粒子523单独存在的情况相比,即使增大间隙部GP的间隙大小也能够放电。金属粒子523的Ag/Pd合金的合金比为95/5~30/70。氧化锡粒子522的含量以氧化锡/陶瓷绝缘体比优选为5/95~80/20wt%。金属粒子523的含量相对于放电诱发部508A优选为10~35vol%。
在陶瓷层502中,将Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物等作为主成分,并且在含有玻璃的陶瓷中包含氧化铜(CuO)的粒子524。氧化铜粒子524的含量优选为0.01~5wt%。
第一放电电极和第二放电电极504A、504B是由将Ag/Pd合金作为主成分的导体材料所构成的。第一放电电极和第二放电电极504A、504B的Ag/Pd合金的合金比为95/5~30/70。第一放电电极和第二放电电极504A、504B的Ag/Pd合金和金属粒子523的Ag/Pd合金的合金比优选为相同。
氧化锡所具备的特征为烧结温度非常高(具体为1300℃的程度)且与其他元素的反应性低。因此,氧化锡变成在基体503烧制时的温度条件下以粒子状残存下来,即使金属粒子523存在于周围也不会与这些金属粒子523发生反应。在放电诱发部508A中,通过将状态调整成氧化锡粒子522与金属粒子523混合在一起,能够取得以下所述效果。即,在基体503烧制时氧化锡粒子522不与周围的金属粒子523发生反应而以粒子状的方式残存下来。如上述情况,通过氧化锡粒子522不发生反应而残存下来,从而使金属粒子523在放电诱发部508A上的移动受到限制。移动受到限制的金属粒子523彼此因为不发生反应,所以能够防止由于金属粒子523彼此连接而使得放电电极504A、504B之间发生短路(或者绝缘电阻降低)。
另外,通过使放电诱发部508A含有陶瓷绝缘体521这样的绝缘物,能够确保在第一放电电极和第二放电电极504A、504B之间的绝缘性。
在静电保护部件501中,通过一方面在陶瓷层502中含有反应性高的氧化铜粒子524,一方面形成在放电诱发部508中含有烧结温度高而且反应性低的氧化锡粒子522的结构,能够取得以下所述效果。即,即使在陶瓷层502中含有氧化铜粒子524,也会由氧化锡粒子522来抑制该氧化铜粒子524扩散到放电诱发部508。如以上所述因为抑制了氧化铜粒子524的扩散,所以在放电诱发部508A中能够自由地选择氧化锡以外的部分中的构成材料(即,放电诱发部508A是由氧化锡和其他材料所构成,但是可以自由选择其他材料)。根据以上所述既能够确保放电诱发部508A的构成材料的选择自由度又能够在基体503中含有氧化铜。
通过在放电诱发部508A(408A)中含有金属粒子523(423),能够降低放电开始电压。
Ag/Pd合金所具备的特征为熔点高(具体为1000℃的程度)而且与氧化铜的反应性低。通过一方面在陶瓷层502中含有反应性高的氧化铜粒子524,一方面形成在放电诱发部508中含有作为金属粒子523的与氧化铜的反应性低的Ag/Pd合金的结构,能够取得以下所述效果。即,即使在陶瓷层502中含有氧化铜粒子524,也能够抑制在放电诱发部508A中由于氧化铜粒子524扩散的影响而引起的金属粒子523彼此发生反应。即,能够防止由于金属粒子523彼此连接而使得放电电极504A、504B之间发生短路(或者绝缘电阻降低)。根据以上所述既能够防止第一放电电极和第二放电电极504A、504B之间的短路又能够在基体503中含有氧化铜。还有,即使是单独的Pd其熔点高,但是与氧化铜的反应性比Ag/Pd合金高。因此,通过使用与Ag发生合金化的材料,其效果将变得更为显著。
另外,在氧化铜被包含于基体503的构成中,将Ag/Pd以外的金属用于第一放电电极和第二放电电极504A、504B时,将与氧化铜发生反应并且将有可能发生如以下所述这样的问题。例如,会有Ag/Pd从自第一放电电极和第二放电电极504A、504B的基体503露出的部分(与外部电极506A、506B相连接的地方等)发生气化而消失的可能性。另外,如果第一放电电极和第二放电电极504A、504B的相对部(侧缘514A、514B附近)消失时,有可能发生间隙长不均匀、特性不稳定的情况。因此,通过使第一放电电极和第二放电电极504A、504B含有Ag/Pd合金,能够防止发生所述这样的问题。还有,在第一放电电极和第二放电电极504A、504B中也可以使用Ag/Pd以外的金属。
另外,在Ag/Pd合金被包含于放电诱发部508A并且Ag/Pd合金被包含于放电电极504A、504B的情况下,通过将各个Ag/Pd合金的合金比调整到相同,能够在放电诱发部508A与第一放电电极和第二放电电极504A、504B之间防止Ag/Pd合金发生反应。
接着,参照图38和图39并针对静电保护部件501的制造方法的一个例子作如下说明。但是,制造方法并没有特别的限定,即,既可以变更各个工序的顺序也可以变更工序内的具体手法,甚至于也可以由其他工序来进行制造。
首先,调制构成陶瓷层502的材料的浆料,并制作出陶瓷层用片(操作步骤S510)。具体是混合含有氧化铜(CuO)的规定量电介质粉末和包含有机溶剂和有机胶粘剂的有机展色料,并调制陶瓷层用的浆料。在电介质粉末中可以使用包含将Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物(也可以是其他电介质材料)作为主成分的电介质材料。之后,由刮刀法等将浆料涂敷于PET膜上并形成厚度为20μm程度的坯料片。
接着,由印刷法将放电部分形成于陶瓷层用片的规定位置。首先,如图39(a)所示通过使用丝网印刷方法等将导体膏涂敷于陶瓷层502用片上从而形成烧制前的放电电极504A、504B的导体图案(操作步骤S520)。还有,图39所表示的放电电极504A、504B是展示了基端513A、513B侧的部分靠近短边方向D2的大至中央部的变形例,但是能够取得与图34所表示的放电电极504A、504B大致相同的功能。
接着,调制放电诱发材料浆料并如图39(b)所示以在2处连接放电电极504A、504B的相对区域516A、516B的方式从放电电极504A、504B之上涂敷该浆料从而形成烧制前的对应于放电诱发部508A、508B的部分(操作步骤S530)。具体是混合以规定量秤取的氧化锡和绝缘体和导体的各个粉末、含有有机溶剂和有机胶粘剂的有机展色料,并调制放电诱发材料浆料。例如,作为氧化锡可以使用工业用原料的SnO2。作为绝缘体可以使用电介质粉末。在电介质粉末中可以使用含有Mg、Cu、Zn、Si、Sr的氧化物(也可以是其他电介质材料)作为主成分的电解质材料。作为导体粉末可以使用Ag/Pd粉末(也可以是Ag、Pd、Au、Pt、其混合物和化合物等)。以成为氧化锡的粒子和Ag/Pd合金的金属粒子混合在一起的状态的方式充分混合各个粉末。
接着,如图39(c)所示,以在放电诱发部508A、508B之上重叠其两端的方式涂敷用于形成空洞部507的空隙材料用涂料。作为空隙材料用涂料可以使用含有有机溶剂和有机胶粘剂的有机涂料。由此,在烧制之后形成成为空洞部507的部分(操作步骤S540)。
接着,按顺序层叠印刷有放电部分的陶瓷层用片和其他层的陶瓷层用片(操作步骤S550),压制(操作步骤S560),以成为各个静电保护部件的大小的方式切割层叠体(操作步骤S570)。接着,以规定条件(例如在大气中以850~950℃的温度条件加热烧制2小时)烧制各个基体(操作步骤S580)。此时,通过使空隙材料用涂料在基体503内部被消除,在放电部分形成空洞部507。之后,将外部电极用的导体膏涂敷于基体503并以规定条件(例如在大气中以600~800℃的温度条件加热2小时)实行热处理,从而达到烧结外部电极之目的(操作步骤S590)。之后,对外部电极的表面实施电镀。所谓电镀优选为电解电镀,例如可以使用Ni/Sn、Cu/Ni/Sn、Ni/Pd/Au、Ni/Pd/Ag、Ni/Ag等。通过实施以上所述各个步骤,完成静电保护部件501的制作。
如以上所述在静电保护部件501中,在在间隙GP上的空洞部507邻接并接触于放电诱发部508A、508B。为此,能够向长边方向D1(水平方向)诱导由于放电而引起的破坏,能够抑制由于放电而引起的对放电诱发部508A、508B的厚度方向(陶瓷层502的层叠方向D3)所造成的破坏。因为以以上所述方式抑制了对放电诱发部508A、508B的厚度方向所造成的破坏,所以根据静电保护部件501也能够抑制放电次数受到限制、放电开始电压发生变化的问题发生,由此,能够提高静电保护部件501的耐久性。
在静电保护部件501中,空洞部507是以重叠于放电诱发部508A、508B之上的方式形成的(参照图36)。在此情况下,如图40(c)所示能够在放电诱发部508A、508B上增大放电容易发生的放电处518A、518B附近的空间区域(在层叠方向上的厚度)。例如。如图40(a)和(b)所示,在最初将空洞部527用的涂料涂敷于放电电极504A、504B上从而以覆盖该涂料的方式形成放电诱发部528的情况下,放电容易发生的放电处528A、528B的厚度变薄的钳位电压例如成为81V的程度(参照图41的“结构1”),但是根据本实施方式所涉及的静电保护部件501,如以上所述,由于能够扩大放电处518A、518B附近的空间区域,因此能够将静电保护部件501的钳位电压降低到例如35V的程度(参照图41的“结构2”)。
在静电保护部件501中,第一放电电极504A具有在长边方向D1上延伸并且沿着长边方向D1延伸的第一侧缘514A,第二放电电极504B具有在长边方向D1上延伸并且沿着长边方向D1延伸的第二侧缘514B,第一放电电极和第二放电电极504A、504B是以第一侧缘和第二侧缘514A、514B在短边方向D2上相互相对的方式配置的。为此,能够加长由于放电而引起的向水平方向破坏的长度,能够进一步提高静电保护部件501的耐久性。
在静电保护部件501中,空洞部507是以重叠于第一放电诱发部和第二放电诱发部508A、508B双方之上的方式被配置于间隙GP的大至中央。因为变成以以上所述方式将空洞部507形成于更加内侧,所以能够抑制来自外部的电镀液和水分的渗入。由此,能够提高静电保护部件501的耐久性和可靠性。
在以上所述实施方式中,形成空洞部507的涂料是以涉及到放电诱发部508A、508B的一部分的方式形成的,但是也可以如图42所示以空洞部507A覆盖放电诱发部508A、508B的整体的方式涂敷涂料,从而形成静电保护部件501。在此情况下,因为能够将空隙部形成得较大,所以能够进一步抑制由于放电而引起的破坏。
(第六实施方式)
接着,参照图43和图44并针对第六实施方式所涉及的静电保护部件501作如下说明。本实施方式所涉及的静电保护部件501与第五实施方式相同具备基体503、放电电极504A、504B、外部电极506A、506B,但是在具备一个放电诱发部538、和以重叠于该放电诱发部538之上的方式形成的空洞部537这一点上与第五实施方式有所不同。
放电诱发部538从层叠方向D3来看呈大致矩形形状,且将第一放电电极和第二放电电极504A、504B相互连接而具有在第一放电电极和第二放电电极504A、504B之间容易发生放电的功能。放电诱发部538是以接触于在第一放电电极504A的相对区域516A当中的大至中央部和接触于在第二放电电极504B的相对区域516B当中的大至中央部的方式形成的。具体是放电诱发部538具有以接触于两个放电电极504A、504B表面的方式配置而连接两个放电电极504A、504B并且从长边方向D1看呈大致半椭圆形状的部分、被配置于两个放电电极504A、504B的相对区域间隙GP的部分。
在放电诱发部538的短边方向D2的大致中央部如图43和图44所示以在间隙GP邻接并接触于放电诱发部538的方式形成基体503的空洞部537。总之,空洞部537是被配置于在间隙GP的长边方向D1上的大至中央。另外,空洞部537(507)如图44所示在从短边方向D2看的时候呈大致穹顶形状并且是以重叠于放电诱发部538的整体之上的方式形成的。根据这样的放电诱发部538和空洞部537的配置结构,能够以沿着空洞部537与放电诱发部538的边界部分538A、538B发生放电的方式诱导放电。
具备这样的结构的静电保护部件501的放电部分与第五实施方式相同是由印刷法形成的。首先,如图45(a)所示通过使用丝网印刷方法等将导体膏涂敷于陶瓷层502用片从而形成烧制前的放电电极504A、504B的导体图案(图38的操作步骤S520)。接着,如图45(b)所示以在一个地方连接放电电极504A、504B的相对区域516A、516B大至中央部的方式从放电电极504A、504B之上涂敷浆料,从而形成烧制前的放电诱发部538(图38的操作步骤S530)。之后,如图45(c)所示以重叠于放电诱发部538短边方向D2的大至中央部的整体上的方式涂敷用于形成空洞部537的空气材料用涂料。由此,在烧制之后形成成为空洞部537的部分(图38的操作步骤S540)。
如以上所述,在第六实施方式所涉及的静电保护部件501中,空洞部537在间隙部GP邻接并接触于放电诱发部538。为此,能够向长边方向D1(水平方向)诱导由于放电而引起的破坏,能够抑制由于放电而引起的对放电诱发部538的厚度方向(陶瓷层502的层叠方向D3)所造成的破坏。因为以以上所述方式抑制了对放电诱发部538的厚度方向所造成的破坏,所以根据静电保护部件501也能够抑制放电次数受到限制、放电开始电压发生变化的问题发生,由此,能够提高静电保护部件501的耐久性。
在静电保护部件501中,空洞部537是以覆盖放电诱发部538的长边方向D1上的两边缘的方式并以重叠于放电诱发部538的短边方向D2的大至中央部上的方式形成的(参照图43)。在此情况下,如图44所示能够增大在放电诱发部538上容易发生放电的放电处538A、538B附近的空间区域(层叠方向上的厚度)。为此,根据本实施方式所涉及的静电保护部件501,能够降低静电保护部件501的钳位电压。
在静电保护部件501中,空洞部537是以在间隙GP覆盖放电诱发部538的长边方向D1上的两边缘的方式配置的。为此,因为在间隙GP的中央部可以不设置与放电诱发部538不相重叠的空洞部,所以能够将空洞部537做得更小。另外,根据该构成,因为能够缩短放电电极504A、504B的相对长度,所以能够减小在放电电极504A、504B之间所产生的静电电容。
以上针对有关本发明的第五和第六实施方式已作了详细的说明,上述实施方式是说明本发明所涉及的静电保护部件的实施方式的具体写照,但是本发明所涉及的静电保护部件并不限定于本实施方式所记载的内容。本发明所涉及的静电保护部件也可以是以不变更各个权利要求项所记载的要旨的方式对实施方式所涉及的静电保护部件实施变形或者适用于其他用途的静电保护部件。
例如,第一放电电极和第二放电电极504A、504B的构成不限定于图34等所表示的构成,也可以适当变更长度和宽度和间隙大小。另外,例如也可以采用图46所表示的构成。
在图46所表示的构成中,第一放电电极504A从基体503的端面503a向长边方向D1延伸,第二放电电极504B从基体503的端面503b向长边方向D1延伸,放电电极504A前端512A和放电电极504B前端512B彼此相对而形成间隙部GP。另外,第一放电电极和第二放电电极504A、504B由放电诱发部548而将其短边方向D2的大致中央部相互连接,并以覆盖该放电诱发部548的方式形成空洞部547。还有,图46所表示的构成中的放电诱发部548与空洞部547的配置关系与第六实施方式大致相同。
在上述实施方式中例示了只包含具有静电保护功能的放电部分的静电保护部件,但是也可以将本发明运用于追加了线圈部和电容器部等其他功能的静电保护部件。此时,陶瓷层502的材料也可以分别相对于放电部、线圈部、电容器部变更成每一层最适合的材料。
Claims (16)
1.一种静电保护部件,其特征在于,具备:
基体,其层叠有多层陶瓷基板;和
形成于所述基体内并且隔开间隔地相互相对的第一放电电极和第二放电电极,
所述第一放电电极具有沿着第一方向延伸的第一主体部,
所述第一主体部具有在所述第一方向上的第一前端和沿着所述第一方向延伸的第一侧缘,
所述第二放电电极具有沿着所述第一方向延伸的第二主体部,
所述第二主体部具有在所述第一方向上的第二前端和沿着所述第一方向延伸的第二侧缘,
所述第一放电电极和所述第二放电电极以所述第一主体部和所述第二主体部在与所述第一方向垂直的第二方向上相邻的方式配置,
所述第一放电电极和所述第二放电电极,在所述第二方向上,在所述第一侧缘和所述第二侧缘相对,
在所述第一放电电极与所述第二放电电极之间,仅在所述第一侧缘与所述第二侧缘之间放电。
2.如权利要求1所述的静电保护部件,其特征在于:
所述基体具有与所述第一放电电极和所述第二放电电极相接并且将该放电电极彼此连接的放电诱发部,
所述放电诱发部仅被形成于所述第一侧缘与所述第二侧缘相对的部分。
3.如权利要求1或者2所述的静电保护部件,其特征在于:
所述第一放电电极和所述第二放电电极中的至少一个不具有在所述第一方向上与另一个所述放电电极的所述前端相对的部分。
4.如权利要求1或者2所述的静电保护部件,其特征在于:
所述第一放电电极和所述第二放电电极中的至少一个具有在所述第一方向上与另一个所述放电电极的所述前端相对的部分,
所述第一侧缘与所述第二侧缘之间的距离小于所述相对的部分与所述前端之间的距离。
5.一种静电保护部件,其特征在于,具备:
基体,其层叠有多层陶瓷层;
以在所述基体内隔着规定的间隙相对的方式被配置于所述基体的相同陶瓷层的第一放电电极和第二放电电极;和
在所述基体内与所述第一放电电极和所述第二放电电极相接并且将所述第一放电电极和所述第二放电电极相互连接的放电诱发部,
所述基体具有在所述间隙与所述放电诱发部相邻且相接的空洞部,并且利用配置有所述放电电极的陶瓷层和所述放电诱发部在层叠方向夹着所述第一放电电极和所述第二放电电极。
6.如权利要求5所述的静电保护部件,其特征在于:
在所述第一放电电极和所述第二放电电极相对的区域,利用配置有所述放电电极的陶瓷层和所述放电诱发部在所述层叠方向夹着所述第一放电电极和所述第二放电电极。
7.如权利要求5或者6所述的静电保护部件,其特征在于:
所述第一放电电极在与所述层叠方向交叉的第一方向上延伸,并且具有沿着所述第一方向延伸的第一侧缘,
所述第二放电电极在所述第一方向上延伸,并且具有沿着所述第一方向延伸的第二侧缘,
所述第一放电电极和所述第二放电电极,以所述第一侧缘和所述第二侧缘在与所述第一方向和所述层叠方向交叉的第二方向相互相对的方式配置。
8.如权利要求5至7中任意一项所述的静电保护部件,其特征在于:
所述放电诱发部包括第一放电诱发部和第二放电诱发部,且所述空洞部重叠于所述第一放电诱发部和所述第二放电诱发部双方之上。
9.如权利要求8所述的静电保护部件,其特征在于:
所述空洞部覆盖所述第一放电诱发部和所述第二放电诱发部的整体。
10.如权利要求7所述的静电保护部件,其特征在于:
所述空洞部在所述间隙覆盖所述放电诱发部的所述第一方向上的两边缘。
11.如权利要求5至10中任意一项所述的静电保护部件,其特征在于:
所述放电诱发部覆盖所述第一放电电极和所述第二放电电极中的至少一个放电电极的前端部。
12.一种静电保护部件,其特征在于,具备:
基体,其层叠有多层陶瓷层;
在所述基体内以隔着规定的间隙相对的方式配置于所述基体的相同层的第一放电电极和第二放电电极;和
在所述基体内与所述第一放电电极和所述第二放电电极相接并且将所述第一放电电极和所述第二放电电极相互连接的放电诱发部,
所述基体具有在所述间隙与所述放电诱发部相邻且相接的空洞部,该空洞部重叠于所述放电诱发部之上。
13.如权利要求12所述的静电保护部件,其特征在于:
所述第一放电电极在第一方向上延伸,并且具有沿着所述第一方向延伸的第一侧缘,
所述第二放电电极在所述第一方向上延伸,并且具有沿着所述第一方向延伸的第二侧缘,
所述第一放电电极和所述第二放电电极以所述第一侧缘和所述第二侧缘在与所述第一方向交叉的第二方向上相互相对的方式配置。
14.如权利要求12或者13所述的静电保护部件,其特征在于:
所述放电诱发部包括第一放电诱发部和第二放电诱发部,且所述空洞部重叠于所述第一放电诱发部和所述第二放电诱发部双方之上。
15.如权利要求14所述的静电保护部件,其特征在于:
所述空洞部覆盖所述第一放电诱发部和所述第二放电诱发部的整体。
16.如权利要求13所述的静电保护部件,其特征在于:
所述空洞部在所述间隙覆盖所述放电诱发部的所述第一方向上的两边缘。
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