CN108701969B - Esd保护装置 - Google Patents

Abstract

ESD保护装置具有：陶瓷本体，其包含玻璃成分；第1放电电极和第2放电电极，它们在陶瓷本体内设置在同一平面上，相互隔着间隙对置；放电辅助电极，其将第1放电电极与第2放电电极在同一平面上连接；和密封层，其在放电辅助电极与陶瓷本体之间，防止玻璃成分从陶瓷本体渗入放电辅助电极。密封层包含导电成分。

Description

ESD保护装置

技术领域

本发明涉及ESD保护装置。

背景技术

以往，作为ESD保护装置，存在WO2011/040435(专利文献1)所记载的ESD保护装置。ESD保护装置具有：陶瓷本体，其具有玻璃成分；第1放电电极和第2放电电极，它们设置在陶瓷本体内，相互隔着间隙对置；放电辅助电极，其连接第1放电电极与第2放电电极；和密封层，其防止玻璃成分从陶瓷本体渗入放电辅助电极。

专利文献1:WO2011/040435

然而，在上述以往的ESD保护装置中，若欲减小放电起始电压，则需要减小第1放电电极与第2放电电极之间的间隙，或者需要增加放电辅助电极的导电成分。然而，在这些结构中，存在耐绝缘性劣化的问题。

另外，密封层由氧化铝构成，因此相比于陶瓷本体起，不收缩。因此，在陶瓷本体的烧制时，陶瓷本体与密封层间的收缩差增大，存在在陶瓷本体产生缺陷之虞。

发明内容

因此，本发明的课题在于提供一种能够维持耐绝缘性并减小放电起始电压，并且能够防止陶瓷本体产生缺陷的ESD保护装置。

为了解决上述课题，本发明的ESD保护装置具备：

陶瓷本体，其包含玻璃成分；

第1放电电极和第2放电电极，它们在上述陶瓷本体内设置于同一平面上，相互隔着间隙对置；

放电辅助电极，其将上述第1放电电极与上述第2放电电极在同一平面上连接；和

密封层，其在上述放电辅助电极与上述陶瓷本体之间，防止玻璃成分从上述陶瓷本体渗入上述放电辅助电极，

上述密封层包含导电成分。

根据本发明的ESD保护装置，由于密封层包含导电成分，所以从导电成分释放出电子，通过该被释放出的电子，能够减小放电起始电压，而不变更第1放电电极与第2放电电极之间的间隙、或放电辅助电极的组成。因此，能够维持耐绝缘性，并且减小放电起始电压。

另外，密封层包含导电成分，因此能够提高密封层在陶瓷本体烧制时的收缩特性，从而能够减小陶瓷本体与密封层间的收缩差。因此，能够防止陶瓷本体因陶瓷本体与密封层间的收缩差而产生缺陷。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，在上述陶瓷本体的内部设置有空洞部，该空洞部包含上述第1放电电极与上述第2放电电极之间的上述间隙，并且面向上述密封层。

根据上述实施方式，由于在陶瓷本体的内部设置有空洞部，该空洞部包含第1放电电极与第2放电电极之间的间隙，并且面向密封层，所以能够将从密封层的导电成分被释放出的电子供给至空洞部，减小放电起始电压。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，上述密封层所含的上述导电成分的含量少于上述放电辅助电极所含的导电成分的含量。

根据上述实施方式，由于密封层所含的上述导电成分的含量少于放电辅助电极所含的导电成分的含量，所以密封层的放电特性低于放电辅助电极的放电特性。由此，不在密封层进行放电，经由放电辅助电极在第1放电电极与第2放电电极之间进行放电。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，上述密封层所含的上述导电成分的含量为15vol％以上且45vol％以下。

根据上述实施方式，由于密封层所含的导电成分的含量为15vol％以上且45vol％以下，所以能够稳定地实现放电特性与耐短路特性的兼得。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，

相对于上述第1放电电极和上述第2放电电极，上述密封层至少位于与上述放电辅助电极相反的一侧的区域，

仅在位于上述相反的一侧的区域处的密封层包含有上述导电成分。

根据上述实施方式，由于相对于第1放电电极和第2放电电极，导电成分仅包含于位于与放电辅助电极相反的一侧的区域的密封层，所以在放电辅助电极与密封层所含的导电成分之间不存在相互作用。由此，能够更加稳定地获得放电特性和耐短路特性，不改变放电辅助电极的功能。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，上述密封层所含的上述导电成分，为与上述第1放电电极和上述第2放电电极所含的导电成分相同的材料。

根据上述实施方式，由于密封层所含的导电成分为与第1放电电极和第2放电电极所含的导电成分相同的材料，所以第1放电电极和第2放电电极与密封层之间的粘接力提高。由此，能够抑制陶瓷本体因在第1放电电极和第2放电电极与密封层之间产生剥离而产生龟裂。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，上述密封层所含的上述导电成分的至少一部分向上述空洞部暴露。

根据上述实施方式，由于密封层所含的导电成分的至少一部分向空洞部暴露，所以产生使电子从导电成分出来的起点，从而更加容易释放出电子。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，

在上述陶瓷本体的内部设置有空洞部，该空洞部包含上述第1放电电极与上述第2放电电极之间的上述间隙，并且面向上述密封层，

相对于上述第1放电电极和上述第2放电电极，上述密封层至少位于与上述放电辅助电极相反的一侧的区域，

位于上述相反的一侧的区域处的密封层包含上述导电成分。

根据上述实施方式，由于位于与放电辅助电极相反的一侧的区域的密封层包含导电成分，所以容易从面向空洞部的密封层的导电成分向空洞部释放出电子，从而能够减小放电起始电压。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，在包含上述第1放电电极与上述第2放电电极相互对置的X方向、及上述第1放电电极和上述第2放电电极与上述放电辅助电极相互对置的Z方向的XZ剖面中，上述空洞部的在Z方向上的最大距离a短于上述第1放电电极与上述第2放电电极之间的间隙的在X方向上的最小距离d。

根据上述实施方式，由于能够使密封层在Z方向上接近第1放电电极与第2放电电极之间的间隙，所以容易从密封层的导电成分释放出电子，从而能够进一步减小放电起始电压。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，在包含上述第1放电电极与上述第2放电电极相互对置的X方向、及上述第1放电电极和上述第2放电电极与上述放电辅助电极相互对置的Z方向的XZ剖面中，上述空洞部的在X方向上的最大距离b大于上述第1放电电极与上述第2放电电极之间的间隙的在X方向上的最小距离d。

根据上述实施方式，由于能够使密封层在X方向上离开第1放电电极与第2放电电极之间的间隙，所以能够主要在间隙进行放电，能够辅助地在密封层的导电成分进行放电。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，从与上述同一平面正交的方向观察，由上述密封层的轮廓线围起的区域的面积大于由上述放电辅助电极的轮廓线围起的区域的面积。

根据上述实施方式，能够防止玻璃成分从陶瓷本体渗入放电辅助电极。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，从与上述同一平面正交的方向观察，由上述放电辅助电极的轮廓线围起的区域包含在由上述密封层的轮廓线围起的区域内。

根据上述实施方式，能够进一步防止玻璃成分从陶瓷本体渗入放电辅助电极。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，上述导电成分具有绝缘粒子和覆盖上述绝缘粒子的导电层。

根据上述实施方式，由于导电成分具有绝缘粒子，所以密封层的耐绝缘性提高。另外，由于导电层覆盖绝缘粒子，所以能够减少导电层的量，由此，能够减少导电层因放电时的热产生的熔融量，从而多个导电成分的导电层不易连起来。

另外，在ESD保护装置的一个实施方式中，上述导电成分具有导电粒子，在上述导电粒子的表面设置有突起部。

根据上述实施方式，由于在导电性粒子的表面设置有突起部，所以容易以突起部为起点释放出电子。

根据本发明的ESD保护装置，由于密封层包含导电成分，所以能够维持耐绝缘性并减小放电起始电压，并且能够防止陶瓷本体产生缺陷。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的ESD保护装置的立体图。

图2是图1的A－A线剖视图。

图3是图1的B－B线剖视图。

图4是密封层的放大剖视图。

图5是表示本发明的第2实施方式的ESD保护装置的XZ面剖视图。

图6是ESD保护装置的XY面剖视图。

图7A是表示导电成分的其他的实施方式的剖视图。

图7B是表示其他的实施方式的剖视图。

图8是表示本发明的第4实施方式的ESD保护装置的XZ面剖视图。

具体实施方式

以下，根据图示的实施方式对本发明详细地进行说明。

(第1实施方式)

图1是表示本发明的第1实施方式的ESD保护装置的立体图。图2是图1的A－A线剖视图。图3是图1的B－B线剖视图。如图1、图2和图3所示，ESD(Electro-Static Discharge：静电放电)保护装置1具有：陶瓷本体10，其包含玻璃成分；第1放电电极21、第2放电电极22、放电辅助电极30和密封层50，它们设置于陶瓷本体10内；第1外部电极41和第2外部电极42，它们设置于陶瓷本体10的外表面。

陶瓷本体10形成为大致长方体状，具有长度、宽度和高度。将陶瓷本体10的长度方向设为X方向，将陶瓷本体10的宽度方向设为Y方向，将陶瓷本体10的高度方向设为Z方向。陶瓷本体10的外表面具有：第1端面10a、位于第1端面10a相反一侧的第2端面10b、和位于第1端面10a与第2端面10b之间的周面10c。第1端面10a与第2端面10b位于X方向上。

第1放电电极21和第2放电电极22在陶瓷本体10内设置在同一平面上。第1放电电极21的一端与第2放电电极22的一端隔着间隙G对置。第1放电电极21和第2放电电极22的对置方向与X方向一致。第1放电电极21连接于第1外部电极41，第2放电电极22连接于第2外部电极42。

放电辅助电极30将第1放电电极21与第2放电电极22在同一平面上连接，面向间隙G。在放电辅助电极30与陶瓷本体10之间设置有防止玻璃成分从陶瓷本体10渗入放电辅助电极30的密封层50。

在陶瓷本体10的内部设置有空洞部100。空洞部100包含第1放电电极21与第2放电电极22之间的间隙G，并且面向密封层50。第1放电电极21的与第2放电电极22对置的部分和第2放电电极22的与第1放电电极21对置的部分向空洞部100暴露。由密封层50、放电辅助电极30、第1放电电极21和第2放电电极22围起的空间构成空洞部100。密封层50包含导电成分。密封层50所含的导电成分的含量少于放电辅助电极30所含的导电成分的含量。

ESD保护装置1，例如使用于电子设备，释放在电子设备产生的静电，抑制电子设备因静电被破坏。若具体地叙述，则在将第1外部电极41连接于电子设备的端子，将第2外部电极42连接于接地线时，电子设备的静电从第1外部电极41和第1放电电极21向第2放电电极22和第2外部电极42传递。

静电从第1放电电极21向第2放电电极22的放电存在气体放电和经由了放电辅助电极30的放电。气体放电是在空洞部100中传递的放电。经由放电辅助电极30的放电是在放电辅助电极30的表面流经的电流进行的放电(沿面放电)、和在放电辅助电极30的内部流经的电流进行的放电。

陶瓷本体10通过将多个陶瓷层层叠烧制而构成。陶瓷层包含玻璃成分。陶瓷层例如，由包含Ba、Al、Si作为主要成分的低温共烧陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-firedCeramics)构成。

第1放电电极21与第2放电电极22分别形成为沿X方向延伸的带状。第1放电电极21与第2放电电极22沿X方向对置配置。第1放电电极21和第2放电电极22例如，由Cu、Ag、Pd、Pt、Al、Ni、W、或包含它们的至少一种的合金等适当的材料构成。

第1放电电极21的长边方向的第1端部211从陶瓷本体10的第1端面10a暴露。第1放电电极21的长边方向的第2端部212位于陶瓷本体10内。第2放电电极22的长边方向的第1端部221从陶瓷本体10的第2端面10b暴露。第2放电电极22的长边方向的第2端部222位于陶瓷本体10内。第1放电电极21的第2端部212与第2放电电极22的第2端部222隔着间隙G对置。

从Z方向观察，放电辅助电极30与间隙G的下侧重叠。从Z方向观察，放电辅助电极30形成为矩形状。放电辅助电极30将第1放电电极21的第2端部212与第2放电电极22的第2端部222连接。

放电辅助电极30例如由导电成分与绝缘成分的混合物构成。导电成分例如，也可以是Cu、Ag、Pd，Pt、Al、Ni、W、或它们的组合。另外，作为导电成分，也可以使用SiC粉等半导体材料、或电阻材料等导电性低于金属材料的材料。半导体材料例如，也可以是Si、Ge等金属半导体、SiC、TiC、ZrC、WC等碳化物、TiN、ZrN、氮化铬、VN、TaN等氮化物、硅化钛、硅化锆、硅化钨、硅化钼、硅化铬等硅化物、硼化钛、硼化锆、硼化铬、硼化镧、硼化钼、硼化钨等硼化物、钛酸锶等氧化物。另外，也可以将两种以上的上述材料适当地进行混合。另外，导电成分也可以被无机材料涂覆。若为无机材料，则不被特别地限定，也可以是Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂等无机材料、陶瓷基材的构成材料的混合预烧粉等。一方面，绝缘成分例如，也可以是Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、TiO₂等氧化物、Si₃N₄、AIN等氮化物、陶瓷基材的构成材料的混合预烧粉、玻璃系物质、或它们的组合。

密封层50沿着陶瓷本体10内的孔部10d的内表面，设置于孔部10d的内表面的整体。放电辅助电极30设置于密封层50的内表面的一个面。换句话说，放电辅助电极30被密封层50覆盖。第1放电电极21和第2放电电极22贯通密封层50，插入空洞部100内，连接于放电辅助电极30。由密封层50、放电辅助电极30、第1放电电极21和第2放电电极22围起的空间构成空洞部100。

密封层50例如，由导电成分与绝缘成分的混合物构成。绝缘成分例如，为无机氧化物。无机氧化物例如，为Al₂O₃，但也可以为BaO、CaO、TiO₂、ZrO₂、SrO、Nb₂O₅等无机氧化物。导电成分例如，为Cu，但也可以为Ag、Pd、Pt、Al、Ni、W等其他的金属。另外，导电成分也可以是Cu与Ni等金属的组合。

第1外部电极41覆盖第1端面10a的全部，并且覆盖周面10c的第1端面10a侧的端部。第1外部电极41与第1放电电极21的第1端部211接触进行电连接。第2外部电极42覆盖第2端面10b的全部，并且覆盖周面10c的靠第2端面10b侧的端部。第2外部电极42与第2放电电极22的第1端部221接触进行电连接。第1外部电极41和第2外部电极42例如，由包含Cu、Ag、Pd、Pt、Al、Ni、W、或包含它们的至少一种的合金等适当的材料构成。

根据上述ESD保护装置1，由于密封层50包含导电成分，所以从导电成分释放出电子，通过该被释放出的电子，能够减小放电起始电压，而不变更第1放电电极21与第2放电电极22之间的间隙G、或放电辅助电极30的组成。因此，能够维持耐绝缘性，并且减小放电起始电压。

另外，密封层50包含导电成分，因此能够提高密封层50在陶瓷本体10烧制时的收缩特性，从而能够减小陶瓷本体10与密封层50间的收缩差。因此，能够防止陶瓷本体10因陶瓷本体10与密封层50间的收缩差而产生缺陷。

另外，在陶瓷本体10的内部设置有空洞部100，该空洞部100包含第1放电电极21与第2放电电极22之间的间隙G，并且面向密封层50，因此能够将从密封层50的导电成分释放出的电子供给至空洞部100，减小放电起始电压。

另外，密封层50所含的导电成分的含量少于放电辅助电极30所含的导电成分的含量，因此密封层50的放电特性低于放电辅助电极30的放电特性。由此，不在密封层50进行放电，经由放电辅助电极30在第1放电电极21与第2放电电极22之间进行放电。

优选，密封层50所含的导电成分的含量为15vol％以上且45vol％以下。因此，能够稳定地实现放电特性与耐短路特性的兼得。与此相对，若密封层50的导电成分的含量较多，则在密封层50与第1放电电极21和第2放电电极22之间产生导通，从而耐短路特性劣化。若密封层50的导电成分的含量较少，则无法发现放电特性提高的效果。

优选，仅在相对于第1放电电极21和第2放电电极22位于与放电辅助电极30相反一侧的区域的密封层50，包含有导电成分。此外，密封层50也可以至少位于相反一侧的区域。

因此，在放电辅助电极30与密封层50所含的导电成分之间不存在相互作用。由此，能够更加稳定地获得放电特性和耐短路特性，不改变放电辅助电极30的功能。与此相对，若对放电辅助电极30侧的密封层50添加导电成分，则在密封层50的导电成分与放电辅助电极30之间产生反应，从而存在放电辅助电极30的功能改变的可能性。

优选，密封层50所含的导电成分，为与第1放电电极21和第2放电电极22所含的导电成分相同的材料。因此，第1放电电极21和第2放电电极22与密封层50之间的粘接力提高。由此，能够抑制陶瓷本体10因在第1放电电极21和第2放电电极22与密封层50之间产生剥离而产生龟裂。

优选，如图4所示，密封层50所含的导电成分51的至少一部分向空洞部100暴露。因此，产生使电子从导电成分51出来的起点，更加容易释放出电子。

优选，作为导电成分的粉状体的平均粒径小于3μm。由此，能够减小粉状体，增多密封层所含的粉状体的量。其结果，粉状体的比表面积增大，容易释放出电子。优选，作为导电成分的粉状体的平均粒径大于0.01μm。由此，能够可靠地制造粉状体。

(第2实施方式)

图5是表示本发明的第2实施方式的ESD保护装置的XZ面剖视图。图6是ESD保护装置的XY面剖视图。在第2实施方式中，限定第1实施方式的尺寸。在第2实施方式中，与第1实施方式相同的附图标记为与第1实施方式相同的结构，因此省略其说明。

如图5所示，与第1实施方式相同地，在陶瓷本体10的内部设置有空洞部100，该空洞部100包含第1放电电极21与第2放电电极22之间的间隙G，并且面向密封层50。相对于第1放电电极21和第2放电电极22，密封层50至少位于与放电辅助电极30相反的一侧的区域。位于相反的一侧的区域的密封层50包含导电成分。由此，容易从面向空洞部100的密封层50的导电成分向空洞部100释放出电子，能够减小放电起始电压。

另外，在包含第1放电电极21与第2放电电极22相互对置的X方向、及第1放电电极21和第2放电电极22与放电辅助电极30相互对置的在Z方向上的XZ剖面中，空洞部100的在Z方向上的最大距离a短于第1放电电极21与第2放电电极22之间的间隙G的在X方向上的最小距离d。若具体叙述，则空洞部100的在Z方向上的最大距离a，在图5中，是放电辅助电极30的上表面与密封层50的下表面之间的距离。间隙G的在X方向上的最小距离d是第1放电电极21的第2端部212的端面与第2放电电极22的第2端部222的端面之间的距离。据此，能够使密封层50在Z方向上接近第1放电电极21与第2放电电极22之间的间隙G，因此能够容易从密封层50的导电成分释放出电子，进一步减小放电起始电压。

另外，在XZ剖面中，空洞部100的在X方向上的最大距离b大于第1放电电极21与第2放电电极22之间的间隙G的在X方向上的最小距离d。若具体叙述，则空洞部100的在X方向上的最大距离b，在图5中，是密封层50的内表面与第1放电电极21的上表面接触的第1接触点D1和密封层50的内表面与第2放电电极22的上表面接触的第2接触点D2之间的距离。据此，能够使密封层50在X方向上远离第1放电电极21与第2放电电极22之间的间隙G，因此能够主要在间隙G进行放电，能够辅助地在密封层50的导电成分进行放电。

如图6所示，从与设置有第1放电电极21和第2放电电极22的同一平面正交的方向(Z方向)观察，由密封层50的轮廓线围起的区域的面积大于由放电辅助电极30的轮廓线围起的区域的面积。在图6中，利用实线表示密封层50的轮廓线，利用虚线表示放电辅助电极30的轮廓线。利用假想线表示第1放电电极21和第2放电电极22。

若具体叙述，则从Z方向观察，与放电辅助电极30相反的一侧密封层50的轮廓线内的面积大于放电辅助电极30的轮廓线内的面积。据此，能够防止玻璃成分从陶瓷本体10渗入放电辅助电极30。

另外，从与上述同一平面正交的方向(Z方向)观察，由放电辅助电极30的轮廓线围起的区域包含在由密封层50的轮廓线围起的区域内。若具体叙述，则从Z方向观察，放电辅助电极30的轮廓线包含在与放电辅助电极30相反一侧的密封层50的轮廓线内。据此，能够进一步防止玻璃成分从陶瓷本体10渗入放电辅助电极30。

此外，针对上述的各个尺寸的限定，也可以至少满足一个。

(第3实施方式)

图7A是表示导电成分的其他的实施方式的剖视图。图7B是表示导电成分的其他的实施方式的剖视图。

如图7A所示，导电成分51A为粉状体，具有绝缘粒子510A、和覆盖绝缘粒子510A的导电层511A。绝缘粒子510A的材料，例如为Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、TiO₂等氧化物、Si₃N₄、AIN等氮化物。导电层511A的材料例如为Cu，但也可以为Ag、Pd、Pt、Al、Ni、W等其他的金属。

因此，导电成分具有绝缘粒子510A，因此密封层的耐绝缘性提高。另外，导电层511A覆盖绝缘粒子510A，因此能够减少导电层511A的量，由此，能够减少导电层511A因放电时的热产生的熔融量，从而多个导电成分的导电层511A不易连起来。

如图7B所示，导电成分51B为粉状体，具有导电粒子510B。在导电粒子510B的表面设置有多个突起部511B。导电粒子510B的材料例如为Cu，但也可以为Ag、Pd、Pt、Al、Ni、W等其他的金属。突起部511B的材料与导电粒子510B的材料相同。因此，在导电粒子510B的表面设置有突起部511B，因此容易以突起部511B为起点释放出电子。

(第4实施方式)

图8是表示本发明的第4实施方式的ESD保护装置的XZ面剖视图。在第4实施方式中，与第1实施方式相比，陶瓷本体的孔部的形状和密封层的形状不同。其他的结构为与第1实施方式相同的结构，标注与第1实施方式相同的附图标记，省略其说明。

如图8所示，在ESD保护装置1A中，陶瓷本体10的孔部10d的内表面形状，在XZ剖面中，呈由X方向的长轴与Z方向的短轴限定的椭圆形。另外，密封层50的形状呈沿着椭圆形的孔部10d的内表面弯曲的弧形状。与此相伴，空洞部100的形状也具有X方向的中央部扩大的形状。此时，在第2实施方式中说明的空洞部100的在Z方向上的最大距离a，是指空洞部100的在X方向上的中央部处的在Z方向上的距离。

因此，密封层50在第1放电电极21与第2放电电极22之间呈弧形状延伸，因此能够在Z方向上使密封层50接近间隙G，从而容易从密封层50的导电成分释放出电子，能够减小放电起始电压。

此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行设计变更。

(第1实施例)

接下来，对ESD保护装置的第1实施例进行说明。

(制造方法)

以下，对第1实施例的制造方法进行说明。

(1)陶瓷基片的准备

成为陶瓷本体的材料的陶瓷材料使用了由以Ba、Al、Si为主的组成构成的材料(BAS材料)。调合、混合各材料，成为规定的组成，在800℃～1000℃下进行了预烧。利用氧化锆球磨机对所获得的预烧粉末进行12小时的粉碎，获得陶瓷粉末。向该陶瓷粉末添加甲苯-EKINEN(日文：エキネン)等有机溶剂，进行混合。另外，添加粘合剂、增塑剂，进行混合，获得浆液。利用刮板涂装法对这样获得的浆液进行成形，获得厚度10μm和厚度50μm的陶瓷基片。

(2)印刷膏材料的准备

(2－1)放电电极膏的准备

调合40wt％(重量百分比)的平均粒径1μm的Cu粉末、40wt％的平均粒径约3μm的Cu粉末、20wt％的将乙基纤维素溶解于松油醇而制成的有机载体，利用三根辊子进行混合，由此制成了放电电极膏。

(2－2)放电辅助电极膏的准备

用于形成放电辅助电极的混合膏，是通过按80/20vol％的比例调合由以平均粒径约2μm的CuAl合金粉、平均粒径约0.5μm的Ba、Al、Si为主的组成构成的陶瓷粉，添加粘合剂树脂与溶剂，利用三根辊子进行搅拌、混合而获得。在混合膏中，20wt％是由乙基纤维素等构成的粘合剂树脂与溶剂，剩余的80wt％是CuAl合金粉与BAS系材料预烧粉。

(2－3)空洞部膏的准备

调合38wt％的平均粒径为1μm的交联丙烯酸树脂微珠、62wt％的在松油醇中溶解了10wt％的乙基纤维素树脂的有机载体，利用三根辊子进行混合，由此制成了空洞部膏。

(2－4)密封层膏的准备

用于形成密封层的膏按75/25vol％的比例调合作为无机氧化物的Al₂O₃粉和作为导电成分的Cu粉，添加粘合剂树脂与溶剂，利用三根辊子进行搅拌、混合，由此获得。在混合膏中，44wt％是由乙基纤维素等构成的粘合剂树脂与溶剂，剩余的56wt％是Al₂O₃粉与Cu粉。

(3)外部电极膏的准备

调合80wt％的平均粒径约1μm的Cu粉末、5wt％的在转移点620℃且软化点720℃下平均粒径约1μm的碱系硼硅酸盐玻璃料、15wt％的将乙基纤维素溶解于松油醇而制成的有机载体，利用三根辊子进行混合，由此制成了外部电极膏。

(4)基于丝网印刷的密封层膏、放电电极膏、放电辅助电极膏、空洞部膏的涂覆

在陶瓷基片上，首先涂覆密封膏，接下来通过反复涂布涂覆了放电辅助电极膏。接下来，相同地通过反复涂布涂覆了放电电极膏。放电电极间的距离为20μm。另外，通过反复涂布涂覆了空洞部膏。最后，再次相同地通过反复涂布涂覆了密封层膏。

此外，也可以从密封膏开始，将各膏直接涂覆在涂覆对象上，另外，也可以利用转印方法等其他的方法进行涂覆。

(5)层叠、压接

将陶瓷基片层叠，进行了压接。这里，层叠使得厚度成为0.3mm。

(6)切割

利用微型切割机进行切割，分为各片。这里，切割成1.0mmx0.5mm。

(7)烧制

接下来，在N₂环境中进行了烧制。假设，在电极材料不氧化的情况下，也可以在大气环境中进行烧制。

(8)外部电极的涂覆、烧成

在烧制后，在陶瓷本体的端面涂覆外部电极膏，通过烧成，形成了外部电极。

(9)镀敷

在外部电极上进行化学镀Ni-镀Sn。

(10)完成

据此，完成了ESD保护装置。此外，基板所使用的陶瓷材料不限定于上述的材料，也可以是向Al₂O₃、堇青石、莫来石、橄榄石、CaZrO₃添加了玻璃等的LTCC材料、或Al₂O₃、堇青石、莫来石、橄榄石等HTCC材料、铁素体材料、电介质材料、树脂材料。另外，电极材料也可以不仅是Cu，而是Ag、Pd、Pt、Al、Ni、W、或它们的组合，但优选导热率较高的Cu、Ag。

(实验结果)

以下，对第1实施例的实验结果进行说明。使用了与第1实施例相比，在密封层不包含导电成分的线圈部件，作为第1比较例。使用了与第1实施例相比，将密封层的导电成分形成与放电电极的导电成分(Cu粉)不同的成分(Ni粉)的线圈部件，作为第2比较例。

(1)放电起始电压

进行了第1实施例与第1比较例的放电起始电压的测定。这些效果根据任意的ESD外加时的动作率进行了判定。相对于N＝100个样本，根据IEC标准(IEC61000－4－2)，以接触放电，外加ESD，确认了各外加电压中的元件的动作性能。表1表示外加了2～5kV的ESD电压时的动作性能。

表1

动作性能“×”是指，动作率为0～10％。动作性能“△”是指，动作率为10～50％。动作性能“〇”是指，动作率为50～80％。动作性能“◎”是指，动作率为80～100％。如表1所示，第1实施例优于第1比较例。

(2)IR耐劣化性

进行了第1实施例与第1比较例的IR耐劣化性的测定。相对于N＝50个样本，根据IEC标准(IEC61000－4－2)以接触放电连续100次地外加任意的ESD。将IR值降低至10kΩ以下的样本判断为故障，比较了合格率。表2表示外加了8、10、12kV的ESD电压时的IR耐劣化性(合格率)。

表2

IR耐劣化性“×”是指，合格率为0～10％。IR耐劣化性“△”是指，合格率为10～50％。IR耐劣化性“〇”是指，合格率为50～80％。IR耐劣化性“◎”是指，合格率为80～100％。如表2所示，第1实施例与第1比较例一样。

(3)陶瓷本体的缺陷

观察了第1实施例与第1比较例的陶瓷本体的缺陷。对于N＝10000个样本，利用立体显微镜观察了烧制后的样本表面，观察了陶瓷本体的6个面有无龟裂。若在任一个面存在龟裂，则定为不合格，计数个数。表3表示龟裂评价的结果。

表3

	龟裂个数
		第1比较例	50个
第1实施例	0个

如表3所示，在第1实施例中，不存在陶瓷本体的缺陷，优于第1比较例。

(4)陶瓷本体的缺陷

观察了第1实施例与第2比较例的陶瓷本体的缺陷。对于N＝10000个样本，利用立体显微镜观察了烧制后的样本表面，观察了陶瓷本体的6个面有无龟裂。若在任一个面存在龟裂，则定为不合格，计数个数。表4表示龟裂评价的结果。

表4

	龟裂个数
		第2比较例	10个
第1实施例	0个

如表4所示，在第1实施例中，不存在陶瓷本体的缺陷，优于第2比较例。

(第2实施例)

接下来，对ESD保护装置的第2实施例进行说明。

(制造方法)

以下，对第2实施例的制造方法进行说明。第2实施例与第1实施例相比，仅(2-4)不同。仅对(2-4)进行说明。

(2-4)密封层膏的准备

用于形成密封层的膏按90/10vol％、70/30vol％、50/50vol％的比例分别调合作为无机氧化物的Al₂O₃粉和作为导电成分的Cu粉，添加粘合剂树脂与溶剂，利用三根辊子进行搅拌、混合，由此获得。在混合膏中，44wt％是由乙基纤维素等构成的粘合剂树脂与溶剂，剩余的56wt％是Al₂O₃粉与Cu粉。

(实验结果)

以下，对第2实施例的实验结果进行说明。

(1)放电起始电压

进行了第2实施例的放电起始电压的测定。这些效果根据外加任意ESD时的动作率进行了判定。对于N＝100个样本，根据IEC标准(IEC61000－4－2)，以接触放电，外加ESD，确认了各外加电压中的元件的动作性能。表5表示添加10vol％、15vol％、30vol％、50vol％的Cu粉，外加了2～5kV的ESD电压时的动作性能。

表5

动作性能“×”是指，动作率为0～10％。动作性能“△”是指，动作率为10～50％。动作性能“〇”是指，动作率为50～80％。动作性能“◎”是指，动作率为80～100％。如表5所示，在Cu粉的添加量为15vol％以上时，动作性能优越。

(2)IR耐劣化性

进行了第2实施例与第1比较例的IR耐劣化性的测定。对于N＝50个样本，根据IEC标准(IEC61000－4－2)，以接触放电连续100次地外加任意的ESD。将IR值降低至10kΩ以下的样本判断为故障，比较了合格率。表6表示添加10vol％、30vol％、45vol％、50vol％的Cu粉，外加了8kV、10kV、12kV的ESD电压时的IR耐劣化性(合格率)。

表6

IR耐劣化性“×”是指，合格率为0～10％。IR耐劣化性“△”是指，合格率为10～50％。IR耐劣化性“〇”是指，合格率为50～80％。IR耐劣化性“◎”是指，合格率为80～100％。如表6所示，在Cu粉的添加量为45vol％以下时，IR耐劣化性良好。

附图标记的说明

1、1A…ESD保护装置；10…陶瓷本体；21…第1放电电极；22…第2放电电极；30…放电辅助电极；41…第1外部电极；42…第2外部电极；50…密封层；51、51A、51B…导电成分；510A…绝缘粒子；511A…导电层；510B…导电粒子；511B…突起部；100…空洞部；G…第1放电电极与第2放电电极之间的间隙。

Claims (14)

1.一种ESD保护装置，其具备：

陶瓷本体，其包含玻璃成分；

第1放电电极和第2放电电极，它们在所述陶瓷本体内设置在同一平面上，相互隔着间隙对置；

放电辅助电极，其将所述第1放电电极与所述第2放电电极在同一平面上连接；和

密封层，其在所述放电辅助电极与所述陶瓷本体之间，防止玻璃成分从所述陶瓷本体渗入所述放电辅助电极，

所述密封层包含导电成分。

2.根据权利要求1所述的ESD保护装置，其中，

在所述陶瓷本体的内部设置有空洞部，所述空洞部包含所述第1放电电极与所述第2放电电极之间的所述间隙，并且面向所述密封层。

3.根据权利要求1或2所述的ESD保护装置，其中，

所述密封层所含的所述导电成分的含量少于所述放电辅助电极所含的导电成分的含量。

4.根据权利要求1或2所述的ESD保护装置，其中，

所述密封层所含的所述导电成分的含量为15vol％以上且45vol％以下。

5.根据权利要求1或2所述的ESD保护装置，其中，

相对于所述第1放电电极和所述第2放电电极，所述密封层至少位于与所述放电辅助电极相反的一侧的区域，

仅在位于所述相反的一侧的区域处的密封层包含有所述导电成分。

6.根据权利要求1或2所述的ESD保护装置，其中，

所述密封层所含的所述导电成分，为与所述第1放电电极和所述第2放电电极所含的导电成分相同的材料。

7.根据权利要求2所述的ESD保护装置，其中，

所述密封层所含的所述导电成分的至少一部分向所述空洞部暴露。

8.根据权利要求1所述的ESD保护装置，其中，

在所述陶瓷本体的内部设置有空洞部，所述空洞部包含所述第1放电电极与所述第2放电电极之间的所述间隙，并且面向所述密封层，

相对于所述第1放电电极和所述第2放电电极，所述密封层至少位于与所述放电辅助电极相反的一侧的区域，

位于所述相反的一侧的区域处的密封层包含所述导电成分。

9.根据权利要求8所述的ESD保护装置，其中，

在包含所述第1放电电极与所述第2放电电极相互对置的X方向、及所述第1放电电极和所述第2放电电极与所述放电辅助电极相互对置的Z方向的XZ剖面中，所述空洞部的在Z方向上的最大距离a短于所述第1放电电极与所述第2放电电极之间的间隙的在X方向上的最小距离d。

10.根据权利要求8或9所述的ESD保护装置，其中，

在包含所述第1放电电极与所述第2放电电极相互对置的X方向、及所述第1放电电极和所述第2放电电极与所述放电辅助电极相互对置的Z方向的XZ剖面中，所述空洞部的在X方向上的最大距离b大于所述第1放电电极与所述第2放电电极之间的间隙的在X方向上的最小距离d。

11.根据权利要求1或2所述的ESD保护装置，其中，

从与所述同一平面正交的方向观察，由所述密封层的轮廓线围起的区域的面积大于由所述放电辅助电极的轮廓线围起的区域的面积。

12.根据权利要求11所述的ESD保护装置，其中，

从与所述同一平面正交的方向观察，由所述放电辅助电极的轮廓线围起的区域包含在由所述密封层的轮廓线围起的区域内。

13.根据权利要求1或2所述的ESD保护装置，其中，

所述导电成分具有绝缘粒子和覆盖所述绝缘粒子的导电层。

14.根据权利要求1或2所述的ESD保护装置，其中，

所述导电成分具有导电粒子，在所述导电粒子的表面设置有突起部。

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