CN105229876B - 静电放电保护元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种重复使用的耐久性优异且放电特性的偏差减小的静电放电保护元件，具备，绝缘性层叠体，具有被层叠的第1以及第2绝缘性基板；第1以及第2放电电极，被配置于绝缘性基板之间且以侧面相对的形式被配置；第1绝缘层，被设置于放电电极的侧面并含有玻璃质；第2绝缘层，被设置于放电电极的主面并含有玻璃质；放电触发部，经由第1绝缘层而被设置于放电电极的侧面之间，并以至少一部分经由第2绝缘层而与放电电极的主面相重叠的形式被设置，由微小空间不连续地散布的多孔质形成并且具有至少一个以上中空部；在将放电电极的侧面之间的距离设定为ΔG、将第2绝缘层的厚度设定为ΔZ时，满足下述关系式3μm≤ΔZ≤35μm，ΔG≤40μm。

Description

静电放电保护元件

技术领域

本发明涉及静电放电保护元件，特别是涉及在高速传输系统中的使用或在与共模滤波器的复合化中有用的静电放电保护元件。

背景技术

近年来，电子设备的小型化以及高性能化正在急速发展。另外，正如以手机等的天线回路、RF模块、USB2.0以及USB3.0、S-ATA2、HDMI等的高速传输系统为代表那样，传输速度的高速化以及被使用的电路元件的低驱动电压化的进展显著。伴随于电子设备的小型化或电路元件的低驱动电压化，被用于电子设备的电子元件的耐电压降低。因此，防止以在人体与电子设备的端子进行接触的时候所产生的静电脉冲为代表的过电压而对电子元件的保护成为重要的技术问题。

一直以来，为了防止像这样的静电脉冲来保护电子元件而一般是采用将层叠压敏电阻设置于静电进入线路与接地线之间的方法。然而，层叠压敏电阻因为一般静电电容大，所以在被用于高速传输系统的情况下成为使信号质量降低的主要原因。另外，在天线回路、RF模块中也不能够使用静电电容大的静电放电保护元件。因此，要求开发能够适用于高速传输系统的静电电容小的静电放电保护元件。

作为低静电电容的静电放电保护元件有方案提出一种具有分开相对配置的电极并且进一步作为放电触发部而将导电性无机材料和绝缘性无机材料的混合物配置于电极之间的静电放电保护元件。这种静电放电保护元件与层叠压敏电阻相同是被设置于静电进入的线路与接地线路之间。于是，如果过大的电压被施加，则在静电放电保护元件的电极之间发生放电并能够将静电引导到接地线路侧。

搭载了这种所谓间隙型电极的静电放电保护元件所具备的特征为绝缘电阻大，静电电容小且响应性良好。另外一方面，由于由放电产生的热或应力而会有所谓电极以及放电触发部内的导电性无机材料彼此发生凝集并发生短路的问题。

作为为了抑制由于放电而引起的短路的技术例如有方案提出的专利文献1所记载的技术。在专利文献1中记载有以在具备与空洞部内相对的一对放电用电极的间隙型放电元件中，使铝和镁等的金属氧化物附着于放电电极表面为特征的静电放电保护元件。由该结构，因为附着于放电电极的氧化物为绝缘电阻值高的氧化物，所以能够防止在相对的放电电极之间的短路并且能够提高相对于静电被重复被施加的耐久性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-301819号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

即使使专利文献1所记载的金属氧化物附着于放电电极，也会因在重复使用时被暴露于伴随冲击的高温中，所以金属氧化物容易发生脱落或者扩散。而且，作为绝缘体的金属氧化物具有提高放电发生时的绝缘破坏强度的效果，金属氧化物部分地附着的状态下，会有放电特性产生偏差的问题。

本发明就是借鉴了上述所涉及的实际情况而做出的悉心研究之结果，其目的在于提供一种在重复使用的耐久性方面表现优异、并且放电特性的偏差减小的静电放电保护元件。

解决技术问题的手段

为了解决上述技术问题，本发明的静电放电保护元件的特征为具备：绝缘性层叠体，具有被层叠的第1以及第2绝缘性基板；第1以及第2放电电极，被配置于所述第1以及第2绝缘性基板之间且各自至少具有侧面以及主面，并且以所述侧面相对的形式被配置；第1绝缘层，被设置于所述第1以及第2放电电极的所述侧面并含有玻璃质；第2绝缘层，被设置于所述第1以及第2放电电极的所述主面并含有玻璃质；放电触发部，以经由所述第1绝缘层被设置于所述第1以及第2放电电极的所述侧面之间，并且至少一部分经由所述第2绝缘层与所述第1以及第2放电电极的所述主面相重叠的形式被设置，由微小空间不连续地散布的多孔质形成，并且具有中空构造，该中空构造具有至少一个以上中空部；在将所述第1以及第2放电电极的所述侧面之间的距离设定为ΔG的时候满足ΔG≤40μm的关系式，在将所述第2绝缘层的厚度设定为ΔZ的时候满足3μm≤ΔZ≤35μm的关系式。

本发明人在测定了这样构成的静电放电保护元件的特性之后，判明重复使用的耐久性有所提高，并且放电特性的偏差减小。这样的效果被取得的作用机理的细节被推定为如以下所述。

即，上述构成的静电放电保护元件具有以被相对配置的放电电极的侧面进行相对的形式被配置的包含玻璃质的第1绝缘层，并且配备有被设置于所述第1以及第2放电电极的主面的包含玻璃质的第2绝缘层。由此，就抑制了由放电而生成的放电触发部的熔融物与被相对配置的放电电极相接触。

另外，在本发明的放电触发部上形成有微小空间不连续地散布的多孔质。就这样通过将微小空隙(微小空间)形成于放电触发部本身，从而即使在放电触发部被放电击到并发生熔融的情况下，微小空间能够抑制由于熔融物的发生而引起的相对电极之间的短路。另外，上述微小空间的体积缓和了由于放电时的冲击而引起的高压力，并且抑制了元件的内部被破坏。

再有，本发明的放电触发部通过拥有至少一个以上的中空部从而在其中空部内就会发生重复放电。另外，即使在中空部的沿面上发生放电的情况下，包含于比中空部沿面更外侧的放电部的微小空间能够抑制由于熔融物的发生而引起的相对电极之间的短路。另外，缓和了由于放电时的冲击而引起的高压力，并且抑制了元件的内部被破坏。

据推测，在放电时，放电触发部比含有所述玻璃质的绝缘层更容易向由于破坏而造成的空洞化进展，通过将含有玻璃质的绝缘层配置于放电触发部与所述相对电极之间，从而即使对所述相对电极实行重复试验也能够保持电绝缘。

本发明的放电电极的厚度如果较薄，则放电电极会发生熔融并且重复使用时的耐久性会发生恶化。再有，由于放电电极向外部电极侧退缩，从而峰值电压就会上升。

另外，本发明的上述被相对配置的放电电极的侧面间的距离，即间隙距离ΔG被设置为ΔG≤40μm。如果是考虑了所希望的放电特性，则优选为0.1～40μm。从更加降低峰值电压的观点出发，更加优选为5～40μm。小于5μm时，被认为容易产生初期IR下降的倾向，超过40μm时，峰值电压上升，不能够得到实用上充分的静电放电保护效果。

本发明的静电放电保护元件通过在具有被层叠的第1以及第2绝缘性基板的绝缘性层叠体内进行形成的一对放电电极各自至少具备侧面以及主面，并且将含有玻璃质的第1绝缘层设置于以所述侧面进行相对的形式被配置的放电电极侧面，从而就能够抑制由于放电而引起的电极中的导电性无机材料向放电触发部流出。进一步通过该绝缘层含有玻璃质从而提高该绝缘层与放电电极的紧密附着性。因此，就能够抑制由于伴随放电时的热或应力的冲击而引起的该绝缘层从放电电极脱落以及剥离。其结果，可以推测在重复使用时的放电电极之间的短路被抑制并能够提高耐久性。

为了提高上述静电放电保护元件的重复使用时的耐久性而有必要所述第1绝缘层至少被配置于所述一对放电电极的一部分。由此，就能够防止由于因重复放电引起的放电电极周边的破坏导致的在放电极之间生成的熔融物而引起的短路。因此，能够实现在重复使用时的耐久性方面表现优异的静电放电保护元件。

本发明所涉及的放电触发部因为是由微小空间不连续地散布的多孔质所形成，所以在放电时的冲击所带来的破坏不仅仅是放电电极之间而且还涉及到其周边的放电触发部。因此，通过将第2绝缘层设置于放电电极与放电触发部之间，从而就能够防止在放电电极周边生成熔融物。另外，在将第2绝缘层的厚度设定为ΔZ的时候，3μm≤ΔZ≤35μm。第2绝缘层的厚度ΔZ小于3μm的情况下，不能够充分防止熔融物和放电电极的短路，另外第2绝缘层的厚度ΔZ大于35μm的情况下，第2绝缘层周边的构造缺陷产生的频率变高，电气特性的偏差变大。

由上述静电放电保护元件的构造就能够防止由于由重复放电所生成的放电触发部的熔融物而引起的短路。因此，就能够实现在重复使用时的耐久性方面表现优异的静电放电保护元件。

从抑制电气特性的偏差的观点出发，优选地，放电触发部具有向所述放电电极第1绝缘性基板以及第2绝缘性基板突出的形状。

即，在存在有只向所述第1绝缘性基板或者第2绝缘基板的任一方突出的放电触发部的突出部的情况下，有可能发生特别是电场容易集中的电极角部的电场强度的偏差。因此，放电触发部通过具有向第1绝缘性基板和第2绝缘性基板的两侧突出的形状，从而就能够进一步抑制放电特性的偏差等。

发明效果

根据本发明就能够提供一种重复使用的耐久性被提高的静电放电保护元件。

附图说明

图1是概略性地表示本实施方式的静电放电保护元件100的示意截面图。表示将形成于第1绝缘性基板上的放电电极12、13，第2绝缘层17、18，以及放电触发部14从中心开始切断的截面。

图2是概略性地表示本实施方式的静电放电保护元件100的示意截面图。表示以形成于第1绝缘性基板上的放电电极12、13和第2绝缘层17、18的界面切断的截面。

图3是概略性地表示本实施方式的静电放电保护元件100的内部构造的立体示意图。

图4是静电放电试验所涉及的电路图。

具体实施方式

以下是参照附图并就本发明的实施方式进行说明。还有，在附图中将相同符号标注于相同要素并省略重复的说明。另外，上下左右等位置关系只要没有特别的限定的话则基于附图所表示的位置关系。再有，附图的尺寸比例不限定于图示比例。另外，以下所述实施方式是为了说明本发明的例示，本发明的宗旨并不只限定于其实施方式。

图1是概略性地表示本实施方式的静电放电保护元件100的模式截面图。

静电放电保护元件100具备：绝缘性层叠体，具有被层叠的第1绝缘性基板19和第2绝缘性基板20；一对矩形状的放电电极12、13，被配置于所述第1以及第2绝缘性基板之间且各自分别至少具有侧面以及主面，并且所述侧面通过设置间隙距离ΔG来进行配置；第1绝缘层15、16，被设置于所述第1以及第2放电电极的所述侧面并含有玻璃质；第2绝缘层17、18，被设置于所述第1以及第2放电电极的所述主面并含有玻璃质；放电触发部14，以经由所述第1绝缘层被设置于所述第1以及第2放电电极的所述侧面之间、并且至少一部分经由所述第2绝缘层与所述第1以及第2放电电极的所述主面相重叠的形式被设置，由微小空间不连续地散布的多孔质形成并且具有中空构造，该中空构造具有至少一个以上中空部；并且具备与放电电极12、13相电连接的端子电极(没有图示)。该静电放电保护元件100是由层叠工艺方法来进行制作的，并成为一对放电电极12、13被埋设于第1绝缘性基板19与第2绝缘性基板20之间的形态。而且，该静电放电保护元件100被构成为，放电电极12、13经由端子电极与外部电路相电连接，通过放电触发部14作为即使以比较低的电压也能够进行放电的静电放电保护材料来起作用，从而在静电等过电压从外部被施加的时候通过放电触发部14在放电电极12、13之间确保初期放电。

具有被层叠的第1绝缘性基板19和第2绝缘性基板20的绝缘性层叠体如果是至少能够支撑放电电极12、13以及放电触发部14的绝缘层叠体，则其尺寸形状或绝缘性层叠体的层叠数没有特别的限制。在此，所谓绝缘性层叠体除了由绝缘性材料构成的基板之外还包含绝缘膜被成膜于基板上的一部分或者整个面上的绝缘性层叠体。也可以是以绝缘膜覆盖导电性基板表面的基板。

作为绝缘性层叠体的具体例子例如可以列举使用了Al₂O₃、SiO₂、MgO、AlN、Mg₂SiO₄(镁橄榄石)等介电常数为50以下优选为20以下的低介电常数材料的陶瓷基板。

在第1绝缘性基板19的绝缘性表面上彼此分开地配设一对放电电极12、13。在本实施方式中，一对放电电极12、13是将间隙距离ΔG设置于第1绝缘性基板19来进行配置的。在此，间隙距离ΔG是指连结一对放电电极12、13间的侧面间的最短距离。具体而言，从第1绝缘性基板的外侧以使第1绝缘性基板和放电电极12、13的界面露出的方式慢慢研磨，在电子显微镜等下，连结各个放电电极的最短距离被设为间隙距离ΔG。

作为构成放电电极12、13的材料例如可以列举选自C、Ni、Al、Fe、Cu、Ti、Cr、Au、Ag、Pd以及Pt中至少一种金属或者这些金属的合金等，但是对此并没有特别的限定。还有，在本实施方式中，放电电极12、13在俯视图中是以矩形状进行形成的，但是其形状并没有特别的限定，例如可以以梳齿状或者锯齿状来形成。

放电电极12、13之间的间隙距离ΔG为40μm以下，更优选为5～40μm，进一步优选为8～30μm。小于5μm时，被认为容易产生初期IR下降的倾向，超过40μm时，峰值电压上升，不能够得到实用上充分的静电放电保护效果。

放电电极12、13的厚度优选为4μm～25μm。如果超过该范围，则构造缺陷发生的频度变高，可能会是电气特性的偏差稍稍增大。

放电电极12、13的形成方法没有特别的限定，可以适当选择公知的手法。具体例如可以列举由涂布、图形转移、电解电镀、无电解电镀、蒸镀或者溅射等将具有所希望的厚度的放电电极12、13形成于第1绝缘性基板19上的方法。再有，例如还可以使用离子铣削、蚀刻以及激光加工、切片(dicing)等公知手法来加工(调整)放电电极12、13的形状或间隙距离ΔG。另外，也可以在使用已图形化形成了放电电极12、13之间的间隙部的网版并由丝网印刷将电极层形成于基板上之后，通过实行烧成来形成放电电极12、13。或者，也可以使用由丝网印刷将电极层形成于由绝缘物构成的坯料薄片上的材料并由层叠工艺来形成元件。

在构成覆盖放电电极12、13的绝缘层15、16、17、18(第1绝缘层15,16、第2绝缘层17,18)的材料中作为玻璃质例如可以列举硅酸盐玻璃和铝硅酸盐玻璃等，对于这些来说并没有特别的限定。如果考虑了绝缘性，则作为玻璃质的成分优选含有选自SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、MgO、CaO、SrO、BaO、Li₂O、Na₂O、K₂O、ZnO以及ZrO₂中至少一种。再有，优选含有选自硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、磷酸盐玻璃、铅酸盐玻璃以及其他无机酸盐玻璃中的至少一种。另外，既可以单独使用这些化合物中的一种也可以合并使用两种以上。

另外，作为包含于上述绝缘层15、16、17、18的玻璃质的比例优选为10wt％以上100wt％以下。含有该范围的玻璃质的绝缘层因为在绝缘性、致密性以及附着到放电电极的紧密附着性方面表现优异，所以作为覆盖放电电极的绝缘层能够有效地起作用，其结果就能够实现在重复使用时的耐久性方面表现优异的静电放电保护元件。

作为构成覆盖放电电极12、13的第1以及第2绝缘层15、16、17、18的玻璃质以外的材料，其中作为金属氧化物优选为Al₂O₃、SrO、CaO、BaO、TiO₂、SiO₂、ZnO、In₂O₃、NiO、CoO、SnO₂、V₂O₅、CuO、MgO、ZrO₂，作为金属氮化物优选为AlN、BN，另外，也可以是SiC等碳化物。既可以使用这些化合物中的一种也可以合并使用两种以上。

还有，在本说明书中所谓“绝缘层”不一定要具有致密的构造，也可以是包含网眼状以及斑状的状态的绝缘层。再有，也可以作为绝缘性无机材料的颗粒或者颗粒的聚集体来形成，其性状没有特别的限定。

在此，包含于绝缘层15、16、17、18的绝缘性无机材料从再现性良好地实现在重复使用时的耐久性以及放电特性方面表现优异的静电放电保护元件100的观点出发，其电阻率优选为10⁶Ωm以上。

一对放电电极12、13的相对性的配置(位置关系)没有特别的限定。作为位置关系例如可以列举如图1所表示的那样的双方的放电电极被配置于同一平面的绝缘层叠体内的情况等。

第1绝缘层15、16优选存在于一对放电电极两者的表面。

第1绝缘层15、16的自放电电极12、13表面起的厚度优选为0.01μm以上10μm以下。这一情况下，第1绝缘性基板19和放电电极12、13各自的界面的最短距离用直线连结，与该直线平行地测定第1绝缘层15、16的厚度，其平均值作为第1绝缘层的厚度ΔO。由此，重复使用时的耐久性就会有所提高。

第2绝缘层17、18的自放电电极12、13表面起的厚度(第2绝缘层的厚度)ΔZ优选为3μm以上35μm以下。这一情况下，第2绝缘层17、18和放电电极12、13各自的界面的最短距离用直线连结，与该直线垂直的方向的第2绝缘层17、18的厚度作为第2绝缘层厚度ΔZ。由此，重复使用时的耐久性就会有所提高。

第1绝缘层15、16以及第2绝缘层17、18的形成方法没有特别的限定，能够适用公知的薄膜形成方法。从再现性良好地简便获得高性能的放电触发部14的观点出发，优选在将含有成为上述绝缘层的绝缘性无机材料的混合物涂布于放电电极表面之后进行烧成的方法。以下是就优选的第1绝缘层15、16以及第2绝缘层17、18的形成方法进行说明。

关于该方法，调制至少含有上述绝缘性无机材料的混合物，该混合物以覆盖放电电极12、13表面的形式由涂布和印刷等方法被形成于放电电极12、13以及其间隙之间。之后，以绝缘层成为所希望的厚度的形式用激光照射来除去被形成于间隙部的绝缘层形成用混合物。由此，获得覆盖电极部的绝缘层，并获得用于形成放电触发部的空间。再者，例如还可以使用离子铣削、蚀刻以及激光加工、切片(dicing)等公知手法来得到用于形成放电触发部的空间。在调制混合物的时候或者在涂布或印刷混合物的时候，可以调配溶剂和胶粘剂等各种添加剂。另外，在烧成时的处理条件没有特别的限定，但是如果考虑了生产性以及经济性，则优选在大气气氛下以500～1200℃加热10分钟～5小时。

在本实施方式中，放电触发部14是由绝缘性无机材料和导电性无机材料已分散了的混合物所构成。再有，放电触发部具有微小空间不连续地散布的构造，而且具备拥有至少一个以上的中空部31a,31b的中空构造。图2是概略性地表示将本实施方式的静电放电保护元件100以形成于第1绝缘性基板上的放电电极12、13和第2绝缘层17、18的界面切断的示意截面图。在此，放电电极12、13是以其前端部露出于这些中空部31a,31b内的形式被配置的。放电触发部14为微小空间、所述绝缘性无机材料和导电性无机材料已分散了的混合物，在放电触发部内具有中空构造，并且具有微小空间不连续地散布的构造。

微小空间将多孔性赋予放电触发部14，由此，吸收由放电而产生的热或应力并缓和由于电极12、13以及其周边的熔融和变形等而造成的破坏。在此，在本说明书中微小空间是指其大小为0.1～5μm的空间。另外，在本说明书中所谓微小空间的大小是指，从任意截面观察放电触发部14时，纵横比为1～5的球状的空间的中值粒径(D50)，至于其他形状是指长轴以及短轴的算术平均值，并且设为任意选择的50个点的平均值。微小空间的大小或相对于放电触发部14的微小空间的体积比例能够对应于所希望的静电吸收特性和相对于重复放电的耐久性以及电极12、13之间的短路防止特性来进行适当设定，虽然没有特别的限定但是微小空间的大小优选为0.1～2μm，另外，相对于放电触发部14的微小空间的含有比率(体积比例)优选为1～40vol％，更加优选为5～20vol％。

放电触发部14的中空部的个数没有特别的限定。在本实施方式中是采用了具有两个中空部31a,31b的中空构造，但是对于中空部的个数来说没有具体限制，即使是只有一个或者是多个都没有关系。因为随着中空部的个数增加而相对于一个中空部的放电发生频率降低，所以重复使用的耐久性会更进一步被提高。还有，在设置多个中空部的情况下，各个中空部的形状·大小既可以是相同也可以是不相同。

另外，关于中空部31a,31b的形状也没有特别的限定。例如可以采用球状、椭圆球状以及不定形状等任意形状。特别是中空部31a,31b优选为沿着连结电极12、13之间的方向进行延伸的形状。通过这样形成中空部31a,31b，从而在电极12、13之间所产生的放电在中空部沿面进行放电，所以放电触发部的劣化现象变少，并且耐久性提高，并且抑制了峰值电压或放电开始电压的偏差。

另外，关于中空部31a,31b的大小也没有特别的限定，但是从抑制由于放电而引起的破坏并提高耐久性的观点出发，优选地，图2所示的连结电极12、13之间的方向上的中空部31a,31b长度ΔM，至少为表示电极12、13之间的间隙距离ΔG的0.5倍～小于表示放电触发部14的长度的ΔL(相当于图1的ΔL)。还有，所谓连结电极12、13之间的方向上的中空部31a,31b的长度是指连结电极12、13之间的方向上的中空部31a,31b的最大长度。具体而言，从第2绝缘性基板的外侧以使中空部31a,31b露出的方式慢慢研磨，在电子显微镜等下，测量中空部31a,31b的最大长度。所谓放电触发部14的长度是指连结电极12、13之间的方向上的放电触发部14的最大长度。例如，在制作间隙距离ΔG为10～20μm左右的静电放电保护元件100的情况下，连结电极12、13之间的方向上的中空部31a,31b的长度为5～10μm左右并且小于放电触发部14的长度。图3是概略性地表示本实施方式的静电放电保护元件100的内部构造的立体示意图。正如图2以及图3所示，通过连结电极12、13之间的方向上的中空部31a,31b的长度设定为电极12、13之间的间隙距离ΔG的1.0倍以上，而做成电极12、13的前端部露出于中空部31a,31b内的配置，从而就能够抑制由于在电极12、13之间所产生的放电而引起的对放电触发部的破坏。另外，放电触发部的劣化现象变少且耐久性提高，并进一步抑制了峰值电压或放电开始电压的偏差。

以下，对优选的放电触发部14的形成方法进行说明。首先，调制含有绝缘性无机材料和导电性无机材料的混合物，由涂布或者印刷等方法将该混合物形成于电极12、13的间隙之间。然后，以所希望的形状进一步实行涂布或者印刷等来将用于制作中空部31a,31b的中空部形成用的膏体状混合物形成于被赋予电极12、13的间隙之间的混合物上的规定位置。之后，对应于必要也可以用涂布或者印刷等方法来进一步将所述混合物形成于放电触发部形成用膏体层上的规定位置。之后，通过实施烧成处理从而使消失材料热分解·挥发等直至使之消失。通过就这样在烧成时除去消失材料，从而获得在所希望的位置上具有所希望形状的中空部31a,31b的放电触发部14。在此，在烧成时的处理条件并没有特别的限定。如果考虑了生产性以及经济性，则优选在大气气氛下以500～1200℃加热10分钟～5小时。

还有，作为在上述方法中所使用的消失材料，只要是在烧成时能够进行热分解·挥发等并会消失得材料，就没有特别的限定，能够适当选择使用公知的材料。作为像这样的消失材料的具体例子例如可以列举树脂颗粒或溶剂与树脂的混合物即树脂膏体，但并不特别限于这些。作为代表性的树脂颗粒例如可以列举丙烯酸类树脂等在热分解性方面表现优异的树脂粒子。还有，树脂颗粒的形状没有特别的限定，可以为例如锤状、柱状、纵横比为1～5的球状、纵横比超过5的椭圆球状、不定形状等任意一种。另外，作为代表性的树脂膏体例如可以列举在烧成时能够进行热分解·挥发·消失的树脂，例如可以列举将丙烯酸树脂、乙基纤维素、聚丙烯等混合于公知的溶剂中的混合物。

还有，在本说明书中，所谓树脂颗粒的粒径，在球状物是指中值粒径(D50)，至于其他形状是指长轴以及短轴的算术平均值。

在调制混合物的时候可以调配溶剂、胶粘剂等各种添加物。另外，在涂布或者印刷混合物的时候也可以调配溶剂、胶粘剂等各种添加物。在使用树脂膏体来制作中空部31a,31b的情况下，能够以获得所希望形状·尺寸的中空部31a,31b的形式适当调整树脂膏体的固体成分浓度和粘度等。还有，在调制树脂膏体的时候或者在涂布或者印刷树脂膏体的时候，可以调配溶剂、表面活性剂、增稠剂等各种添加物。另外，取代消失材料或者与消失材料一起，使用由具有对应于所希望形状·尺寸的中空部31a,31b的形状并在烧成时能够进行热分解·挥发·消失的树脂或者纤维等构成的构造体等，也能够制作中空部31a,31b。

此外，作为用于制造中空部31a,31b的其他方法，也可以预先施加高电压，由放电而在放电触发部内形成中空部31a,31b。采用这样的方法形成中空部31a,31b的情况下，如图2所示的那样放电电极12,13的前端部可以具有凹陷的构造。

在由导电性无机材料和绝缘性无机材料构成的放电触发部中，为了形成所述微小空间，作为所述绝缘性无机材料是使用在烧成绝缘性层叠体的温度下不会发生烧结的绝缘性无机材料。所述绝缘性无机材料在烧成绝缘性层叠体的温度下因为不会发生烧结，所以在绝缘性无机材料的颗粒之间形成所述微小空间。另外，所述放电触发部的绝缘性无机材料因为不会发生烧成收缩，所以抑制了在烧成导电性无机材料的时候的凝集并且也能够防止短路不良。

在由导电性无机材料和绝缘性无机材料构成的放电触发部中，导电性无机材料的含有率优选为20vol％以上90vol％以下。通过以含有玻璃质的绝缘层覆盖放电电极从而就能够增高包含于放电触发部的导电性无机材料的含有率，其结果也就是提高了放电特性。在具有上述结构的静电放电保护元件中，通过以高致密性的绝缘层覆盖放电电极从而就能够抑制在元件制作时的烧成过程中的放电电极与放电触发部的导电性无机材料彼此的连接。这些结果说明能够增高放电触发部中的导电性无机材料的含有率并且能够使放电特性提高。

作为构成所述放电触发部的导电性无机材料的具体例子例如可以列举金属、合金、金属碳化物、金属硼化物等，但并不特别限定于这些。如果考虑导电性，则优选C、Ni、Al、Fe、Cu、Ti、Cr、Au、Ag、Pd以及Pt或者这些金属的合金。

作为构成所述放电触发部的绝缘性无机材料的具体例子，例如可以列举金属氧化物和AlN等金属氮化物等。但并不特别限定于这些。如果考虑绝缘性或成本方面，则优选为Al₂O₃、SrO、CaO、BaO、TiO₂、SiO₂、ZnO、In₂O₃、NiO、CoO、SnO₂、Bi₂O₃、Mg₂SiO₄、V₂O₅、CuO、MgO、ZrO₂、Mg₂SiO₄、AlN、BN以及SiC。这些化合物既可以单独使用一种也可以合并使用两种以上。绝缘性无机材料既可以作为均一的膜来进行形成也可以作为颗粒的聚集体来进行形成，其性状没有特别的限定。在这当中尤其是从赋予高度绝缘性的观点出发，更加优选使用Al₂O₃、SiO₂、Mg₂SiO₄等。

放电触发部14的厚度并没有特别的限定并且能够做适当设定。具体优选为10nm～60μm，更加优选为100nm～50μm。这一情况下，放电触发部14和第2绝缘层17,18各自的界面的最短距离用直线连接，与该直线垂直的方向的放电触发部14的厚度作为放电触发部厚度。

优选地，放电触发部14具有向第1绝缘性基板19以及第2绝缘性基板20突出的形状，并且以以下形状进行突出，即向所述绝缘性基板突出的各个最长突出长度在图1的截面图中具有相对配置的一对放电电极的厚度的1/8以上的长度。所谓向所述绝缘基板突出的最长突出长度是在图1的放电电极12-13之间的间隙距离ΔG的1/2的地方，将被相对配置的各个放电电极与两者的绝缘性基板的界面作为基点并以在垂直方向上进行相交的长度，优选设置包含以该长度为相对配置的放电电极厚度的1/8以上的长度进行形成的区域的形状。通过具有1/8突出的形状从而就能够减少电极角部的电场强度偏差，其结果进一步改善了放电特性偏差。另外，作为突出部的形状并没有特别的限定，但是两侧突出部的任一边单侧优选以覆盖电极角部的形式朝着绝缘性基板侧保持楔形、半圆形、四边形等形状。其结果改善了放电特性偏差。

只要不脱离本发明的宗旨，各种各样的变形都是可能的，本发明不限定于上述实施方式。

实施例

以下是参照实施例以及比较例的概略图即图1～图4来说明本发明的实施方式。

首先，确认相对于绝缘层的有无以及由于包含于绝缘层的绝缘性无机材料种类的不同所引起的相对于放电的重复耐久性的影响。

(实施例1)

首先，作为绝缘性层叠体而准备对由主成分Al₂O₃和玻璃成分构成的材料实施了薄片化的坯料薄片，以厚度成为13μm的形式由丝网印刷将Ag膏体印刷于坯料薄片的一个表面，从而形成带状的电极图形。印刷后的电极宽度为0.4mm。于是，通过由YAG激光对带状电极的中央部实施切削加工从而形成一对放电电极12、13。在这里的加工条件是以从被相对配置的一方的放电电极12、13的下面到烧成后的第1绝缘性基板19的加工深度确保最低距离为10μm的形式进行形成的，放电电极12、13之间的间隙距离ΔG为20μm。

接着，在上述第1绝缘性基板19上以及在放电电极12、13上以以下所述顺序形成第1绝缘层15、16以及第2绝缘层17、18。首先，将以Al₂O₃、SiO₂、SrO为主成分的铝硅酸盐玻璃用于绝缘性无机材料。混炼作为胶粘剂的乙基纤维素类树脂和作为溶剂的松油醇，从而调制出固体成分浓度为8wt％的涂漆。接着，在将涂漆添加到上述玻璃之后通过混炼从而调制绝缘性无机材料膏体。接着，以覆盖第1绝缘性基板19的绝缘性表面上以及放电电极12、13的表面的一部分的形式另外以第2绝缘层17、18的烧成后的厚度成为15μm的形式由丝网印刷来涂布所获得的膏体状的混合物。于是，通过以第1绝缘层的厚度从放电电极表面起成为2μm的形式由YAG激光对电极间隙中央部实施切削加工，从而形成绝缘层。

接着，将丙烯酸树脂混合于丁基卡必醇，以成为图2所表示的位置的形式制作中空部31a,31b制作用的固体成分浓度为40质量％的中空部形成用的膏体状混合物。接着，以以下顺序将放电触发部14形成于上述第1绝缘性基板19上以及第2绝缘层17、18上。首先，作为绝缘性无机材料以成为80vol％的形式秤取平均粒径为1μm的Al₂O₃(住友化学株式会社制，商品号：AM-27)，作为导电性无机材料而以成为20vol％的形式秤取平均粒径为1μm的Ag颗粒(三井金属矿业株式会社制，商品号：SPQ05S)，混合它们从而获得混合物。与此分别地，混炼作为胶粘剂的乙基纤维素类树脂和作为溶剂的松油醇从而调制出固体成分浓度为8质量％的涂漆。接着，在将涂漆添加到上述那样制得的混合物中之后，通过混炼从而调制出放电触发部膏体。

接着，以埋入到第1绝缘层15、16的间隙之间的形式由丝网印刷来涂布所获得的膏体状混合物，从而形成混合物层(放电触发部14的前驱体)。再有，在将坯料薄片层叠于混合物层上之后通过实行热压从而制作出层叠体。之后，将所获得的层叠体切断成规定大小，并实行单片化。此后，在200℃下对被单片化的层叠体实施一个小时的热处理(脱胶粘剂处理)，之后，以每分钟10℃进行升温，在大气中以950℃保持30分钟，从而获得烧成体，还有，烧成后的一对放电电极12、13之间的间隙距离ΔG成为20μm，厚度成为10μm，绝缘层15、16的厚度从放电电极表面起成为1μm，绝缘层17、18的厚度从放电电极表面起成为15μm。

之后，通过以连接于放电电极12、13的外周端部的形式形成以Ag为主成分的端子电极，从而获得实施例1的静电放电保护元件100。

(实施例2)

除了以烧成后的第2绝缘层17、18的厚度成为5μm的形式由丝网印刷条件来调整之外，其余均以与实施例1相同地进行操作来获得实施例2的静电放电保护元件。

(实施例3)

除了以烧成后的第2绝缘层17、18的厚度成为34μm的形式由丝网印刷条件来调整之外，其余均以与实施例1相同地进行操作来获得实施例3的静电放电保护元件。

(比较例1)

除了以烧成后的第2绝缘层17、18的厚度成为2μm的形式由丝网印刷条件来调整之外，其余均以与实施例1相同地进行操作来获得比较例1的静电放电保护元件。

(比较例2)

除了以烧成后的第2绝缘层17、18的厚度成为40μm的形式由丝网印刷条件来调整之外，其余均以与实施例1相同地进行操作来获得比较例2的静电放电保护元件。

(实施例4)

除了以烧成后的间隙距离ΔG成为40μm、第2绝缘层17、18的厚度成为3μm的形式由丝网印刷条件来调整之外，其余均以与实施例1相同地进行操作来获得实施例4的静电放电保护元件。

(实施例5)

除了以烧成后的间隙距离ΔG成为40μm、第2绝缘层17、18的厚度成为34μm的形式由丝网印刷条件来调整之外，其余均以与实施例1相同地进行操作来获得实施例5的静电放电保护元件。

(比较例3)

除了以烧成后的间隙距离ΔG成为40μm、第2绝缘层17、18的厚度成为1μm的形式由丝网印刷条件来调整之外，其余均以与实施例1相同地进行操作来获得比较例3的静电放电保护元件。

(比较例4)

除了以烧成后的间隙距离ΔG成为40μm、第2绝缘层17、18的厚度成为1μm的形式由丝网印刷条件来调整之外，其余均以与实施例1相同地进行操作来获得比较例4的静电放电保护元件。

(实施例6)

除了以加工到烧成后的第1绝缘性基板19的加工深度成为0μm的形式调整YAG激光的加工条件之外，其余均以与实施例1相同地进行操作来获得实施例6的静电放电保护元件。

(实施例7)

除了以烧成后的间隙距离ΔG成为5μm的形式来调整使用比YAG激光的点直径更小的飞秒激光的加工条件之外，其余均以与实施例1相同地进行操作来获得实施例7的静电放电保护元件。

(比较例5)

除了以烧成后的间隙距离ΔG成为50μm的形式由丝网印刷条件来调整之外，其余均以与实施例1相同地进行操作来获得比较例5的静电放电保护元件。

〈静电放电试验〉

接着，关于以以上所述形式获得的实施例1～6以及比较例1～4的静电放电保护元件，使用图4所表示的静电试验电路来实施静电放电试验。试验结果被表示于表1。

该静电放电试验是根据国际标准IEC61000-4-2的静电放电抗扰性试验以及噪声试验并以人体模型为依据(放电电阻330Ω，放电电容150pF，施加电压8kV，接触放电)来实行的。具体如图4的静电试验电路所表示的那样，将评价对象的静电放电保护元件的一方的端子电极连接于接地线路，并将静电脉冲施加部连接到另一方端子电极之后，使放电枪接触于静电脉冲施加部并施加静电脉冲。还有，静电放电试验是首先分别准备10个样品，接着以8.0kV重复1000次来分别实行静电放电试验。放电特性是根据第一次放电试验时的峰值电压来进行评价的。再有，关于放电耐久性是根据第1000次峰值电压(Peak电压)和1000次后的静电电容(Cp)以及IR特性来进行评价的。

[表1]

另外，在同样的实验条件下评价电器特性的偏差(σ)，各个试样准备100个，进行静电放电试验。但是关于IR特性，下限值会成为问题，故记载了最小值(Min.)

[表2]

根据表1以及表2的结果，本申请实施例的静电放电保护元件，被确认到的是考虑了偏差而取得了放电耐久试验前后的Peak电压和IR降低的平衡，并且被确认为在重复使用的耐久性方面表现优异。

另外，比较例1的静电放电保护元件从表1被确认到的是发生IR降低并且在重复使用的耐久性方面较为逊色。由此，间隙距离短并且第2绝缘层薄的元件其第2绝缘层由于放电所产生的热或冲击而被破坏，因此，这就暗示着在放电电极之间容易发生短路。此处被确认的IR降低，是指比一般谋求的绝缘电阻IR＝1×10⁵Ω还要低的元件被认为是IR降低。

另外，关于比较例2和比较例4的静电放电保护元件，被确认为，峰值电压的偏差较大，并且发生IR降低，重复使用的耐久性较差。

另外，关于比较例3的静电放电保护元件也被确认为峰值电压高，并且发生IR降低并且在重复使用的耐久性较差。由此，第2绝缘层薄的元件由于放电所产生的热或冲击而使第2绝缘层被破坏，因此，这就暗示着在放电电极之间容易发生短路。

产业上的利用可能性

正如以上所说明的那样本发明的静电放电保护元件因为具有以下所述特征，即，放电特性以及重复使用的耐久性被提高并且还提高了放电特性，所以能够广泛而且有效地利用于具备本发明的静电放电保护元件的电子·电气设备以及具备这些电子·电气设备的各种机器、设备以及系统等。

符号说明

12、13 放电电极

14 放电触发部

15、16 第1绝缘层

17、18 第2绝缘层

19 第1绝缘性基板

20 第2绝缘性基板

31a 中空部

31b 中空部

100 静电放电保护元件

Claims (2)

1.一种静电放电保护元件，其特征在于：

具备：

绝缘性层叠体，具有被层叠的第1以及第2绝缘性基板；

第1以及第2放电电极，被配置于所述第1以及第2绝缘性基板之间且各自至少具有侧面以及主面，并且以所述侧面相对的形式被配置；

第1绝缘层，被设置于所述第1以及第2放电电极的所述侧面并含有玻璃质；

第2绝缘层，被设置于所述第1以及第2放电电极的所述主面并含有玻璃质；

放电触发部，经由所述第1绝缘层而被设置于所述第1以及第2放电电极的所述侧面之间，并以至少一部分经由所述第2绝缘层而与所述第1以及第2放电电极的所述主面相重叠的形式被设置，

所述放电触发部由微小空间不连续地散布的多孔质形成并且具有中空构造，该中空构造具有至少一个以上中空部，

在将所述第1以及第2放电电极的所述侧面之间的距离设定为ΔG、将所述第2绝缘层的厚度设定为ΔZ时，满足下述关系式

3μm≤ΔZ≤35μm，

ΔG≤40μm。

2.如权利要求1所述的静电放电保护元件，其特征在于：

所述放电触发部具有向所述第1绝缘性基板以及所述第2绝缘性基板突出的形状。