JP2007214507A - バリスタ及び発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱を効率よく放散することが可能なバリスタ及び発光装置を提供すること。
【解決手段】バリスタ１１は、バリスタ素体２１と、第１及び第２の内部電極３１〜３５，４１〜４５と、第１及び第２の外部電極５３，５４と、電気絶縁膜６２とを備える。上記第１及び第２の内部電極は、バリスタ素体２１の主面２２，２３に端部が露出するように配されている。第１の外部電極５３は、主面２３に露出する第1の内部電極の端部３１ｂ〜３５ｂの一部を覆うように主面２３に配される。第２の外部電極５４は、主面２３に露出する第２の内部電極の端部４１ｂ〜４５ｂの一部を覆うように主面２３に配される。電気絶縁膜６２は、上記第１及び第２の内部電極の第１及び第２の外部電極５３，５４から露出する部分３１ｄ〜３５ｄ，４１ｄ〜４５ｄを覆うように主面２３に配される。
【選択図】図１

Description

本発明は、バリスタ、及び、当該バリスタを備える発光装置に関する。

この種の電子部品として、電子素子と、当該電子素子に電気的に接続されたバリスタとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された発光装置では、電子素子としての半導体発光素子にバリスタが並列接続されており、半導体発光素子はバリスタによってＥＳＤ（Electrostatic Discharge：静電気放電）サージから保護されている。
特開２００１−１５８１５号公報

ところで、電子素子には、半導体発光素子やＦＥＴ(Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ)等のように、その動作中に熱を発するものがある。電子素子が高温になると、素子自身の特性劣化を招き、その動作に影響が出る。このため、発生した熱を効率よく放散させる必要がある。

そこで本発明は、熱を効率よく放散することが可能なバリスタ及び発光装置を提供することを目的とする。

本発明に係るバリスタは、バリスタ素体と、互いに対向すると共に、バリスタ素体の２つの外表面に端部が露出するようにバリスタ素体内に配された第１及び第２の内部電極と、２つの外表面のうち一方の外表面に露出する第1の内部電極の端部の一部を覆うように該一方の外表面に配され、第１の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第１の外部電極と、一方の外表面に露出する第２の内部電極の端部の一部を覆うように該一方の外表面に配され、第２の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第２の外部電極と、第１及び第２の内部電極のそれぞれの端部における第１及び第２の外部電極から露出する部分を覆うように一方の外表面に配される電気絶縁膜と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るバリスタでは、第１及び第２の内部電極のそれぞれの端部がバリスタ素体の２つの外表面に露出すると共に、上記それぞれの端部が第１及び第２の外部電極から露出する部分を有するので、バリスタに伝えられた熱を第１及び第２の内部電極から効率よく放散することができる。また、上記それぞれの端部が第１及び第２の外部電極から露出する部分は、電気絶縁膜により覆われることとなるので、バリスタでのショートの発生を抑制することができる。

好ましくは、第１及び第２の内部電極が、バリスタ素体内に交互に複数ずつ配されており、第１の外部電極が、複数の第１の内部電極にわたるように配されており、該複数の第１の内部電極に物理的且つ電気的に接続され、第２の外部電極が、複数の第２の内部電極にわたるように配されており、該複数の第２の内部電極に物理的且つ電気的に接続されている。

好ましくは、２つの外表面のうち他方の外表面に露出する第1の内部電極の端部の一部を覆うように該他方の外表面に配され、第１の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第３の外部電極と、他方の外表面に露出する第２の内部電極の端部の一部を覆うように該他方の外表面に配され、第２の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第４の外部電極と、第１及び第２の内部電極のそれぞれの端部における第３及び第４の外部電極から露出する部分を覆うように他方の外表面に配される電気絶縁膜と、を更に備える。この場合、バリスタに、他の電気回路要素や素子等を容易に実装することができると共に、他の電気回路要素や素子等を実装したバリスタを回路基板等に容易に実装することができる。また、上記それぞれの端部が第３及び第４の外部電極から露出する部分は、電気絶縁膜により覆われることとなるので、バリスタでのショートの発生を抑制することができる。

好ましくは、第１及び第２の内部電極が、バリスタ素体内に交互に複数ずつ配されており、第１及び第３の外部電極それぞれが、複数の第１の内部電極にわたるように配されており、該複数の第１の内部電極に物理的且つ電気的に接続され、第２及び第４の外部電極それぞれが、複数の第２の内部電極にわたるように配されており、該複数の第２の内部電極に物理的且つ電気的に接続されている。

好ましくは、上記２つの外表面が互いに対向している。この場合、バリスタの実装をより一層容易に行うことができる。

本発明に係る発光装置は、半導体発光素子と、バリスタとを備える発光装置であって、バリスタは、バリスタ素体と、互いに対向すると共に、バリスタ素体の２つの外表面に端部が露出するようにバリスタ素体内に配された第１及び第２の内部電極と、２つの外表面のうち一方の外表面に露出する第1の内部電極の端部の一部を覆うように該一方の外表面に配され、第１の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第１の外部電極と、一方の外表面に露出する第２の内部電極の端部の一部を覆うように該一方の外表面に配され、第２の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第２の外部電極と、第１及び第２の内部電極のそれぞれの端部における第１及び第２の外部電極から露出する部分を覆うように一方の外表面に配される電気絶縁膜と、を備えており、半導体発光素子が、バリスタに並列接続されるように第１及び第２の外部電極に物理的且つ電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明の発光装置では、半導体発光素子に物理的に接続されたバリスタの第１及び第２の外部電極が第１及び第２の内部電極とそれぞれ物理的に接続されているので、半導体発光素子において発生した熱が第１及び第２の外部電極を介して第１及び第２の内部電極に伝わる。そして、第１及び第２の内部電極のそれぞれの端部がバリスタ素体の２つの外表面に露出すると共に、上記それぞれの端部が第１及び第２の外部電極から露出する部分を有するので、バリスタに伝えられた熱を第１及び第２の内部電極から効率よく放散することができる。また、上記それぞれの端部が第１及び第２の外部電極から露出する部分は、電気絶縁膜により覆われることとなるので、バリスタでのショートの発生を抑制することができる。

本発明によれば、熱を効率よく放散することが可能なバリスタ及び発光装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１〜図７を参照して、本実施形態に係るバリスタ１１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係るバリスタを示す概略斜視図である。図２及び図３は、本実施形態に係るバリスタを示す概略平面図である。図４は、本実施形態に係るバリスタの断面構成を説明するための模式図である。図５は、図２におけるV−V線に沿った断面構成を示す模式図である。図６及び図７は、本実施形態に係るバリスタの断面構成を説明するための模式図である。

バリスタ１１は、図１〜図３に示されるように、略直方体形状とされたバリスタ素体２１と、複数（本実施形態においては、５つ）の第１の内部電極３１〜３５及び複数（本実施形態においては、５つ）の第２の内部電極４１〜４５と、第１〜第４の外部電極５１〜５４と、電気絶縁膜６１，６２と、を備えている。

バリスタ素体２１は、例えば、縦が１．０ｍｍ程度に設定され、横が０．５ｍｍ程度に設定され、厚みが０．３ｍｍ程度に設定されている。バリスタ素体２１は、外表面として、互いに対向する主面２２及び主面２３と、主面２２及び主面２３に垂直で互いに対向する側面２４及び側面２５と、主面２２，２３及び側面２４，２５に垂直で互いに対向する端面２６及び端面２７とを有する。

バリスタ素体２１は、電圧非直線特性（以下、「バリスタ特性」と称する）を発現する材料からなる。バリスタ素体２１は、例えばＺｎＯを主成分とし、更に副成分として希土類金属元素、Ｃｏ、IIIｂ族元素（Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、アルカリ金属元素（Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ）及びアルカリ土類金属元素（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）等の金属単体やこれらの酸化物を含んでいる。バリスタ素体２１は、バリスタ特性を発現する複数のバリスタ層を積層することにより構成することができる。

第１の内部電極３１〜３５及び第２の内部電極４１〜４５は、図４及び図５にも示されるように、バリスタ素体２１内に交互に配置されている。第１の内部電極３１〜３５及び第２の内部電極４１〜４５は、厚み方向から見て長方形状を呈している。なお、図４は、バリスタ１１を主面２２，２３と平行な面にて切断した際の断面構成を示している。図６は、バリスタ１１を第１の内部電極３１を含む平面にて切断した際の断面構成を示している。図７は、バリスタ１１を第２の内部電極４１を含む平面にて切断した際の断面構成を示している。

第１の内部電極３１と第２の内部電極４１とが、バリスタ素体２１の一部を挟んでバリスタ素体２１の側面２４と平行に配置されている。第２の内部電極４１と第１の内部電極３２とが、バリスタ素体２１の一部を挟んでバリスタ素体２１の側面２４と平行に配置されている。同様に、第１の内部電極３２〜３５と第２の内部電極４２〜４５とが、バリスタ素体２１の一部を挟んでそれぞれバリスタ素体２１の側面２４と平行に配置されている。

第１の内部電極３１〜３５は、側面２４に垂直な方向から見て、全体的に重なり合うように配置されている。第２の内部電極４１〜４５は、側面２４に垂直な方向から見て、全体的に重なり合うように配置されている。第１の内部電極３１〜３５と第２の内部電極４１〜４５とは、側面２４に垂直な方向から見て互いに一部が重なり合うように、一対の端面２６，２７が対向する方向にずれて配置されている。

本実施形態では、第１の内部電極３１〜３５は端面２６寄りにずれて配置され、第２の内部電極４１〜４５は端面２７寄りにずれて配置されている。第１の内部電極３１〜３５の端面２７側の端部は、バリスタ素体２１の中央より端面２７側に達している。第２の内部電極４１〜４５の端面２６側の端部は、バリスタ素体２１の中央より端面２６側に達している。

第１の内部電極３１〜３５の端部３１ａ〜３５ａと、第２の内部電極４１〜４５の端部４１ａ〜４５ａとは、主面２２に露出している。第１の内部電極３１〜３５の端部３１ｂ〜３５ｂと、第２の内部電極４１〜４５の端部４１ｂ〜４５ｂとは、主面２３に露出している。第１の内部電極３１〜３５の端部３１ａ〜３５ａ，３１ｂ〜３５ｂは、端面２６よりに位置すると共に中央面Ｌより端面２７側へ延びている。中央面Ｌとは、バリスタ素体２１において端面２６からの距離と端面２７からの距離とが等距離の面である。第２の内部電極４１〜４５の端部４１ａ〜４５ａ，４１ｂ〜４５ｂは、端面２７寄りに位置し、中央面Ｌより端面２６側へ延びている。すなわち、第１の内部電極３１〜３５及び第２の内部電極４１〜４５は、互いに対向すると共に端部３１ａ〜３５ａ，３１ｂ〜３５ｂ，４１ａ〜４５ａ，４１ｂ〜４５ｂが対応する主面２２，２３に露出するようにバリスタ素体２１内に配置されることとなる。

第１の内部電極３１〜３５及び第２の内部電極４１〜４５は導電材を含んでいる。第１の内部電極３１〜３５及び第２の内部電極４１〜４５に含まれる導電材としては、例えば、Ａｇ−Ｐｄ合金等の金属が用いられる。金属の熱伝導率は、バリスタ素体２１の主成分であるＺｎＯの熱伝導率の数倍〜数十倍である。例えば、Ａｇの熱伝導率は、ＺｎＯの熱伝導率の１０倍程度である。すなわち、第１の内部電極３１〜３５及び第２の内部電極４１〜４５熱伝導率は、バリスタ素体２１の熱伝導率よりも高い。

第１の外部電極５１と第２の外部電極５２とは、図２に示されるように、バリスタ素体２１の主面２２にそれぞれ形成されており、主面２２に垂直な方向から見て長方形状を呈している。第１の外部電極５１は、その長手方向が側面２４，２５の対向する方向となるように形成されている。第１の外部電極５１は、主面２２に垂直な方向から見て、第２の内部電極４１〜４５の端面２６側の端と端面２６との間の領域に位置している。第２の外部電極５２は、その長手方向が側面２４，２５の対向する方向となるように形成されている。第２の外部電極５２は、主面２２に垂直な方向から見て、第１の内部電極３１〜３５の端面２７側の端と端面２７との間の領域に位置している。

第１の外部電極５１は、第１の内部電極３１〜３５の端部３１ａ〜３５ａにおける端面２６寄りの一部を覆うように形成されている。すなわち、第１の外部電極５１は、第１の内部電極３１〜３５にわたるように配されており、第１の内部電極３１〜３５に電気的且つ物理的に接続されている。第１の外部電極５１は、第２内部電極４１〜４５には接続されておらず、第２内部電極４１〜４５と電気的に絶縁されている。

第２の外部電極５２は、第２の内部電極４１〜４５の端部４１ａ〜４１ａにおける端面２７寄りの一部を覆うように形成されている。すなわち、第２の外部電極５２は、第２の内部電極４１〜４５にわたるように配されており、第２の内部電極４１〜４５に電気的且つ物理的に接続されている。第２の外部電極５２は、第１の内部電極３１〜３５には接続されておらず、第１の内部電極３１〜３５と電気的に絶縁されている。

第３の外部電極５３と第４の外部電極５４とは、図３に示されるように、バリスタ素体２１の主面２３にそれぞれ形成されており、主面２３に垂直な方向から見て長方形状を呈している。第３の外部電極５３は、その長手方向が側面２４，２５の対向する方向となるように形成されている。第３の外部電極５３は、主面２３に垂直な方向から見て、第２の内部電極４１〜４５の端面２６側の端と端面２６との間の領域に位置している。第４の外部電極５４は、その長手方向が側面２４，２５の対向する方向となるように形成されている。第４の外部電極５４は、主面２３に垂直な方向から見て、第１の内部電極３１〜３５の端面２７側の端と端面２７との間の領域に位置している。

第３の外部電極５３は、第１の内部電極３１〜３５の端部３１ｂ〜３５ｂにおける端面２６寄りの一部を覆うように形成されている。すなわち、第３の外部電極５３は、第１の内部電極３１〜３５にわたるように配されており、第１の内部電極３１〜３５に電気的且つ物理的に接続されている。第３の外部電極５３は、第２内部電極４１〜４５には接続されておらず、第２内部電極４１と電気的に絶縁されている。

第４の外部電極５４は、第２の内部電極４１〜４５の端部４１ｂ〜４５ｂにおける端面２７寄りの一部を覆うように形成されている。すなわち、第４の外部電極５４は、第２の内部電極４１〜４５にわたるように配されており、第２の内部電極４１〜４５に電気的且つ物理的に接続されている。第４の外部電極５４は、第１の内部電極３１〜３５には接続されておらず、第１の内部電極３１〜３５と電気的に絶縁されている。

第１〜第４の外部電極５１〜５４は、印刷法あるいはめっき法により形成する。第１〜第４の外部電極５１〜５４は、主成分としてＡｕ又はＰｔを含む。

第１の内部電極３１〜３５の端部３１ａ〜３５ａは、図２に示されるように、第１の外部電極５１に覆われない部分、すなわち第１の外部電極５１から露出する部分３１ｃ〜３５ｃを含んでいる。第１の内部電極３１〜３５の端部３１ｂ〜３５ｂは、図３に示されるように、第３の外部電極５３に覆われない部分、すなわち第３の外部電極５３から露出する部分３１ｄ〜３５ｄを含んでいる。なお、図２及び図３では、部分３１ｃ〜３５ｃ，部分３１ｄ〜３５ｄにハッチングを付している。

第１の内部電極３１〜３５の部分３１ｃ〜３５ｃ，３１ｄ〜３５ｄは、第１，第３の外部電極５１，５３から露出して中央面Ｌよりも端面２７側へ延びている。また、第１の内部電極３１〜３５の部分３１ｃ〜３５ｃ，３１ｄ〜３５ｄは、長手方向の寸法がバリスタ素体２１の縦方向の寸法（端面２６と端面２７との間隔）の１／３以上となるように形成されている。

第２の内部電極４１〜４５の端部４１ａ〜４５ａは、図２に示されるように、第２の外部電極５２に覆われない部分、すなわち第２の外部電極５２から露出する部分４１ｃ〜４５ｃを含んでいる。第２の内部電極４１〜４５の端部４１ｂ〜４５ｂは、図３に示されるように、第４の外部電極５４に覆われない部分、すなわち第４の外部電極５４から露出する部分４１ｄ〜４５ｄを含んでいる。なお、図２及び図３では、部分４１ｃ〜４５ｃ，部分４１ｄ〜４５ｄにハッチングを付している。

第２の内部電極４１〜４５の部分４１ｃ〜４５ｃ，４１ｄ〜４５ｄは、第２，第４の外部電極５２，５４から露出して中央面Ｌよりも端面２６側へ延びている。また、第２の内部電極４１〜４５の部分４１ｃ〜４５ｃ，４１ｄ〜４５ｄは、長手方向の寸法がバリスタ素体２１の縦方向の寸法（端面２６と端面２７との間隔）の１／３以上となるように形成されている。

電気絶縁膜６１は、主面２２において第１及び第２の外部電極５１，５２が形成された領域を除く領域を覆うように形成される。すなわち、電気絶縁膜６１は、第１及び第２の内部電極３１〜３５，４１〜４５それぞれの端部３１ａ〜３５ａ，４１ａ〜４５ａにおける第１及び第２の外部電極５１，５２から露出する部分３１ｃ〜３５ｃ，３１ｄ〜３５ｄを覆っている。

電気絶縁膜６２は、主面２３において第３及び第４の外部電極５３，５４が形成された領域を除く領域を覆うように形成される。すなわち、電気絶縁膜６２は、第１及び第２の内部電極３１〜３５，４１〜４５それぞれの端部３１ｂ〜３５ｂ，４１ｂ〜４５ｂにおける第３及び第４の外部電極５３，５４から露出する部分４１ｃ〜４５ｃ，４１ｄ〜４５ｄを覆っている。電気絶縁膜６１，６２は、例えば、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｂ、Ａｌ_２Ｏ_３等からなるグレーズガラス等によって形成される。

第１の内部電極３１と第２の内部電極４１とは、上述したように、バリスタ素体２１の一部を介して互いに重なり合う。第２の内部電極４１と第１の内部電極３２とは、バリスタ素体２１の一部を介して互いに重なり合う。同様に、第１の内部電極３２〜３５と第２の内部電極４２〜４５とも、バリスタ素体２１の一部を介して互いに重なり合う。したがって、バリスタ素体２１における第１の内部電極３１〜３５と第２の内部電極４１〜４５とに重なる領域が、バリスタ特性を発現する領域として機能する。バリスタ素体２１は、全てがバリスタ特性を発現する材料にて構成される必要なく、少なくとも第１の内部電極３１〜３５と第２の内部電極４１〜４５とに重なる領域がバリスタ特性を発現する材料にて構成されていればよい。

本実施形態においては、第１及び第２の内部電極３１〜３５，４１〜４５のそれぞれの端部３１ａ〜３５ａ，３１ｂ〜３５ｂ，４１ａ〜４５ａ，４１ｂ〜４５ｂがバリスタ素体２１の２つの主面２２，２３に露出する。また、それぞれの端部３１ａ〜３５ａ，３１ｂ〜３５ｂ，４１ａ〜４５ａ，４１ｂ〜４５ｂが第１〜第４の外部電極５１〜５４から露出する部分３１ｃ〜３５ｃ，３１ｄ〜３５ｄ，４１ｃ〜４５ｃ，４１ｄ〜４５ｄを有するので、バリスタ１１に伝えられた熱を第１及び第２の内部電極３１〜３５，４１〜４５から効率よく放散することができる。

また、上記それぞれの端部３１ａ〜３５ａ，３１ｂ〜３５ｂ，４１ａ〜４５ａ，４１ｂ〜４５ｂが第１及び第２の外部電極５１〜５４から露出する部分３１ｃ〜３５ｃ，３１ｄ〜３５ｄ，４１ｃ〜４５ｃ，４１ｄ〜４５ｄは、電気絶縁膜６１，６２により覆われることとなるので、バリスタ１１でのショートの発生を抑制することができる。

本実施形態においては、第１の内部電極３１〜３５の端部３１ａ〜３５ａ，３１ｂ〜３５ｂと第２の内部電極４１〜４５の端部３１ａ〜３５ａ，３１ｂ〜３５ｂとが、対向する２つの主面２２，２３に露出している。これにより、第１の内部電極３１〜３５の端部３１ａ〜３５ａ，３１ｂ〜３５ｂ及び第２の内部電極４１〜４５の端部４１ａ〜４５ａ，４１ｂ〜４５ｂが、バリスタ素体２１の主面２２，２３に比較的大きな面積にて露出されることとなり、より効率的に熱を放散させることができる。また、これにより、第１の内部電極３１〜３５と第２の内部電極４１〜４５とが重なる面積を大きくすることができるので、バリスタ１１としてのエネルギー耐量を増大することができる。

上記のバリスタ１１は、図８に示すフローチャートに従って製造することができる。図８は、本実施形態に係るバリスタを製造する手順を示すフローチャートである。図８と共に、図９，図１０を参照してバリスタ１１の製造方法を説明する。図９及び図１０は、本実施形態に係るバリスタの製造工程を示す斜視図である。

まず、図９（ａ）に示すように、バリスタ素体２１を構成するバリスタ層となるグリーンシート２１１を所定枚数だけ作製する（工程１０１）。具体的には、バリスタ素体２１の主成分であるＺｎＯと、副成分である金属または酸化物等の微量添加物とを所定の割合で混合して、バリスタ材料を調製する。

そして、このバリスタ材料に有機バインダ、有機溶剤、有機可塑剤等を加え、ボールミル等を用いて所定時間だけ混合・粉砕を行って、スラリーを得る。そして、ドクターブレード法等によって、例えばポリエチレンテレフタレートからなるフィルム上にスラリーを塗布した後、このスラリーを乾燥させて、長方形形状で厚さが例えば３０μｍ程度の膜を形成する。そして、その膜をフィルムから剥離して、グリーンシート２１１を得る。

続いて、図９（ａ）に示すように内部電極パターン３００を複数のグリーンシート２１１の表面に形成する（工程１０２）。また、内部電極パターン４００を複数のグリーンシート２１１の表面に形成する。具体的には、Ｐｄ粒子を主成分とする金属粉末、有機バインダ及び有機溶剤を混合した導電性ペーストを、スクリーン印刷法等によりグリーンシートの表面に印刷して乾燥させることにより、内部電極パターン３００，４００を形成する。

内部電極パターン３００，４００は、グリーンシート２１１の互いに対向する一方の端面から他方の端面まで達する複数（本実施形態では５本）のライン状に形成される。内部電極パターン３００，４００のラインの幅は、第１，第２内部電極３１〜３５，４１〜４５におけるバリスタ素体２１の端面２６と垂直方向の長さに対応する。内部電極パターン３００と内部電極パターン４００とのグリーンシート２１１に対する位置が、互いにラインの長手方向に対して垂直方向に所定寸法ずれるように内部電極パターン３００，４００が形成される。内部電極パターン３００は第１内部電極３１〜３５に相当し、内部電極パターン４００は、第２内部電極パターンに相当することとなる。

続いて、図９（ｂ）に示すシート積層体２１３を形成する（工程１０３）。内部電極パターン３００が印刷されたグリーンシート２１１と内部電極パターン４００が印刷されたグリーンシート２１１と内部電極パターン３００，４００が印刷されていないグリーンシート２１１とを所定の順序で重ねることにより、シート積層体２１３を形成する。このシート積層体２１３において内部電極パターン３００，４００は、シート積層体２１３の上下方向に積層されていると共に、シート積層体２１３の一側面から反対側の側面まで延びている。シート積層体２１３の厚みは、例えば１〜３ｍｍ程度である。

それぞれのグリーンシート２１１に形成された複数の内部電極パターン３００は、上方向から見て互いに全体が重なり合うように配置されている。それぞれのグリーンシート２１１に形成された複数の内部電極パターン４００は、上方向から見て互いに全体が重なり合うように配置されている。内部電極パターン３００と内部電極パターン４００とは、上方向から見て重なり合うと共に、内部電極パターン４００は、内部電極パターン４００に対してラインの長手方向と垂直な方向に所定寸法ずれて配置されている。

続いて、図９（ｃ）に示す帯状積層ブロック体２１５を形成する（工程１０４）。シート積層体２１３の積層方向に平行で且つ内部電極パターン３００，４００のラインの長手方向に垂直な方向にシート積層体２１３を薄くスライス状（例えば幅０．５ｍｍ程度）に切断することにより、複数の帯状積層ブロック体２１５を形成する。このとき、帯状積層ブロック体２１５毎に内部電極パターン３００，４００が切り離され、各帯状積層ブロック体２１５の切断面には、内部電極パターン３００，４００が露出した状態となっている。

続いて、グリーン積層基板２１７を形成する（工程１０５）。まず、図１０（ａ）に示すように、帯状積層ブロック体２１５の切断面が上下面となるように、全ての帯状積層ブロック体２１５を９０度回転させた状態で置く。つまり、各帯状積層ブロック体２１５を横に倒しておく。

続いて、各帯状積層ブロック体２１５の側面（積層方向に垂直な面）２１５ａ同士を合わせるように、各帯状積層ブロック体２１５を整列させる。そして、整列状態の複数の帯状積層ブロック体２１５の上下方向を抑えると共に側面方向から加圧して複数の帯状積層ブロック体２１５を一体化させて、グリーン積層基板２１７を形成する。図１０（ｂ）に示すように、各帯状積層ブロック体２１５の側面２１５ａ同士が結合され、各帯状積層ブロック体１２が一体化されたグリーン積層基板２１７が得られる。

その後、グリーン積層基板２１７に対して加熱処理を施して脱バインダを行った後、グリーン積層基板２１７を焼成して集合基板２１０を得る（工程１０６）。そして、集合基板２１０の反りを除くためにラップ研磨装置を用いて集合基板２１０の表面を研磨する（工程１０７）。

続いて、集合基板２１０の上下面において、後述する外部電極パターンを形成する位置を除く部分に電気絶縁膜６００を形成する（工程１０８）。電気絶縁膜６００は、グレーズガラス（例えば、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｂ、Ａｌ_２Ｏ_３等からなるガラス等）を印刷し、所定温度にて焼き付けることにより形成することができる。

続いて、図１０（ｃ）に示すように外部電極パターン５１０，５２０を形成する（工程１０９）。外部電極パターン５１０，５２０が、集合基板２１０の上下面に複数形成される。外部電極パターン５１０は、集合基板２１０の上面又は下面に露出した内部電極パターン３００の一部を覆うように形成されて、内部電極パターン３００と電気的かつ物理的に接続されることとなる。すなわち、外部電極パターン５１０は、上記外部電極５１，５３に相当する。外部電極パターン５２０は、集合基板２１０の上面又は下面に露出した内部電極パターン４００の一部を覆うように形成されて、内部電極パターン４００と電気的かつ物理的に接続されることとなる。すなわち、外部電極パターン５２０は、上記外部電極５２，５４に相当する。

外部電極パターン５１０，５２０は、印刷法あるいはめっき法により形成する。印刷法を用いる場合は、Ａｕ粒子あるいはＰｔ粒子を主成分とする金属粉末に、有機バインダ及び有機溶剤を混合した導電性ペーストを用意し、当該導電性ペーストをバリスタ素体２１上に印刷し、焼付あるいは焼成することにより形成する。めっき法を用いる場合は、真空めっき法（真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等）により、ＡｕあるいはＰｔを蒸着させることにより外部電極パターン５１０，５２０を形成する。続いて、電気絶縁膜６００及び外部電極パターン５１０，５２０を焼付（工程１１０）、個々のチップに集合基板２１０を切断することによりバリスタ１１を得る。

本実施形態では、内部電極パターン３００，４００がライン状に形成されている。よって、内部電極パターン３００，４００が印刷されたグリーンシート２１１を積層する際に内部電極パターン３００，４００の長手方向に積層ずれが発生した場合でも、個々のバリスタに含まれる第１及び第２の内部電極の形状に影響を与えないようにすることができる。

次に、図１１及び図１２を参照して、本実施形態に係る発光装置ＬＥの構成について説明する。図１１及び図１２は、本実施形態に係る発光装置の断面構成を説明するための模式図である。図１１は、発光装置ＬＥを第１の内部電極３１を含む平面にて切断した際の断面構成を示している。図１２は、発光装置ＬＥを第２の内部電極４１を含む平面にて切断した際の断面構成を示している。

発光装置ＬＥは、上述した構成を有するバリスタ１１と、当該バリスタ１１と電気的に接続された半導体発光素子７１とを備えている。

半導体発光素子７１は、ＧａＮ（窒化ガリウム）系半導体の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light-Emitting Diode）であり、基板７２と、当該基板７２上に形成された層構造体ＬＳとを備えている。ＧａＮ系の半導体ＬＥＤは、周知であり、その説明を簡略化する。基板７２は、サファイアからなる光学的に透明且つ電気絶縁性を有する基板である。層構造体ＬＳは、積層された、ｎ型（第１導電型）の半導体領域７３と、発光層７４と、ｐ型（第２導電型）の半導体領域７５とを含んでいる。半導体発光素子７１は、ｎ型の半導体領域７３とｐ型の半導体領域７５との間に印加される電圧に応じて発光する。

ｎ型の半導体領域７３は、ｎ型の窒化物半導体を含んで構成されている。本実施形態では、ｎ型の半導体領域７３は、基板７２上にＧａＮがエピタキシャル成長されて成り、例えばＳｉといったｎ型ドーパントが添加されてｎ型の導電性を有している。また、ｎ型の半導体領域７３は、発光層７４よりも屈折率が小さく且つバンドギャップが大きくなるような組成を有していてもよい。この場合、ｎ型の半導体領域７３は、発光層７４に対して下部クラッドとしての役割を果たす。

発光層７４は、ｎ型の半導体領域７３上に形成され、ｎ型の半導体領域７３及びｐ型の半導体領域７５から供給されたキャリア（電子及び正孔）が再結合することにより発光領域において光を発生する。発光層７４は、例えば、障壁層と井戸層とが複数周期にわたって交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ：Multiple Quantum Well）構造とすることができる。この場合、障壁層及び井戸層がＩｎＧａＮからなり、Ｉｎ（インジウム）の組成を適宜選択することによって障壁層のバンドギャップが井戸層のバンドギャップより大きくなるように構成される。発光領域は、発光層７４において、キャリアが注入される領域に生じる。

ｐ型の半導体領域７５は、ｐ型の窒化物半導体を含んで構成されている。本実施形態では、ｐ型の半導体領域７５は、発光層７４上にＡｌＧａＮがエピタキシャル成長されて成り、例えばＭｇといったｐ型ドーパントが添加されてｐ型の導電性を有している。また、ｐ型の半導体領域７５は、発光層７４よりも屈折率が小さく且つバンドギャップが大きくなるような組成を有していてもよい。この場合、ｐ型の半導体領域７５は、発光層７４に対して上部クラッドとしての役割を果たす。

ｎ型の半導体領域７３上には、カソード電極７６が形成されている。カソード電極７６は、導電性材料からなり、ｎ型の半導体領域７３との間にオーミック接触が実現されている。ｐ型の半導体領域７５上には、アノード電極７７が形成されている。アノード電極７７は、導電性材料からなり、ｐ型の半導体領域７５との間にオーミック接触が実現されている。カソード電極７６及びアノード電極７７には、バンプ電極７８が形成されている。

上述した構成の半導体発光素子７１では、アノード電極７７（バンプ電極７８）とカソード電極７６（バンプ電極７８）との間に所定の電圧が印加されて電流が流れると、発光層７４の発光領域において発光が生じることとなる。

半導体発光素子７１は、第１及び第２の外部電極５１，５２にバンプ接続されている。すなわち、カソード電極７６は、バンプ電極７８を介して第２の外部電極５２に電気的且つ物理的に接続されている。アノード電極７７は、バンプ電極７８を介して第１の外部電極５１に電気的且つ物理的に接続されている。これにより、第１の内部電極３１〜３５と第２の内部電極４１〜４５とが重なる領域により構成されるバリスタ部が半導体発光素子７１に並列接続されることとなる。よって、バリスタ１１により、半導体発光素子７１をＥＳＤサージから保護することができる。

このように半導体発光素子７１と接続されたバリスタ１１の第３及び第４の外部電極５３，５４は、バリスタ１１の入出力端子電極として機能する。同じく第１及び第２の外部電極５１，５２は、半導体発光素子７１に電気的に接続されるパッド電極として機能する。

発光装置ＬＥにおいて、半導体発光素子７１のバンプ電極７８とバリスタ１１の第１及び第２の外部電極５１，５２とは、物理的に接続されていることから、熱的に接続されることとなる。そして、第１の外部電極５１と第１の内部電極３１〜３５とは物理的に接続されており、第１の外部電極５３と第１の内部電極３１〜３５とも熱的に接続されている。第２の外部電極５２と第２の内部電極４１〜４５とは物理的に接続されており、第２の外部電極５２と第２の内部電極４１とも熱的に接続している。よって、半導体発光素子７１において発生した熱は、バンプ電極７８及び各第１，第２の外部電極５１，５２を介して、第１及び第２の内部電極３１〜３５，４１〜４５へ伝わることとなる。

以上のように、本実施形態に係る発光装置ＬＥにおいては、半導体発光素子７１に物理的に接続されたバリスタ１１の第１及び第２の外部電極５１，５２が対応する第１または第２の内部電極３１〜３５，４１〜４５と物理的に接続されているので、半導体発光素子７１において発生した熱が第１及び第２の外部電極５１，５２を介して第１及び第２の内部電極３１〜３５，４１〜４５に伝わる。そして、第１及び第２の内部電極３１〜３５，４１〜４５の端部３１ａ〜３５ａ，３１ｂ〜３５ｂ，４１ａ〜４５ａ，４１ｂ〜４５ｂがバリスタ素体２１の主面２２，２３に露出すると共に、第１及び第２の外部電極５１〜５４から露出した部分３１ｃ〜３５ｃ，３１ｄ〜３５ｄ，４１ｃ〜４５ｃ，４１ｄ〜４５ｄを有するので、半導体発光素子７１において発生した熱を、バリスタ１１（第１及び第２の内部電極３１〜３５，４１〜４５）から効率よく放散することができる。

また、本実施形態では、第１及び第２の内部電極３１〜３５，４１〜４５の端部３１ａ〜３５ａ，３１ｂ〜３５ｂ，４１ａ〜４５ａ，４１ｂ〜４５ｂがバリスタ素体２１の互いに対向する主面２２，２３に露出し、主面２２，２３に形成された第１〜第４の外部電極５１〜５４と電気的かつ物理的に接続されている。よって、主面２２に形成された第１及び第２の外部電極５１，５２を介して半導体発光素子７１とバリスタ１１とを容易に並列接続することができる。また、主面２３に形成された第１及び第２の外部電極５３，５４を用いて、バリスタ１１を回路基板等に容易に実装することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

本実施形態においては、電子素子として半導体発光素子を用いた例を示しているが、これに限られない。本発明は、半導体発光素子以外にも、動作中に発熱する電子素子（例えば、ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等）に適用することができる。

本実施形態では、バリスタ１１が５つの第１の内部電極３１〜３５と第２の内部電極４１〜４５を備えているが、これに限られない。例えば、バリスタ１１が第１の内部電極３１及び第２の内部電極４１をそれぞれ一つずつ備えていてもよく、また、それぞれより多く数又はより少ない数の第１の内部電極と第２の内部電極を備えていてもよい。

本実施形態では、半導体発光素子７１としてＧａＮ系の半導体ＬＥＤやＺｎＯ系半導体の発光ダイオードを用いているが、これに限られない。半導体発光素子７１として、例えば、ＧａＮ系以外の窒化物系半導体ＬＥＤ（例えば、ＩｎＧａＮＡｓ系の半導体ＬＥＤ等）や窒化物系以外の化合物半導体ＬＥＤやレーザーダイオード（ＬＤ：Laser Diode）を用いてもよい。

本実施形態では、バリスタ１１が、一対の第１及び第２の外部電極５１，５２及び一対の第３及び第４の外部電極５３，５４を備えているが、これに限られない。例えば、バリスタ１１は、一対の第１及び第２の外部電極５１，５２と一対の第３及び第４の外部電極５３，５４とのいずれか一方の一対の外部電極を備えていればよい。この場合、一対の外部電極は、入出力端子電極及びパッド電極として機能する。

第１，第３の外部電極５１，５３と第２の内部電極４１〜４５との電気的な絶縁が確保されるのであれば、主面２２，２３に垂直に方向から見て、第１，第３の外部電極５１，５３と第２の内部電極４１〜４５とは、互いに一部が重なっていてもよい。同様に、第２，第４の外部電極５２，５４と第１の内部電極３１〜３５との電気的な絶縁が確保されるのであれば、主面２２，２３に垂直に方向から見て、第２，第４の外部電極５２，５４と第１の内部電極３１〜３５とは、互いに一部が重なっていてもよい。また、主面２２，２３は、熱伝達に優れた材料にて覆われていてもよい。

本実施形態に係るバリスタを示す概略斜視図である。 本実施形態に係るバリスタを示す概略平面図である。 本実施形態に係るバリスタを示す概略平面図である。 本実施形態に係るバリスタの断面構成を説明するための模式図である。 図２におけるV−V線に沿った断面構成を示す模式図である。 本実施形態に係るバリスタの断面構成を説明するための模式図である。 本実施形態に係るバリスタの断面構成を説明するための模式図である。 本実施形態に係るバリスタを製造する手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係るバリスタの製造工程を示す概略斜視図である。 本実施形態に係るバリスタの製造工程を示す概略斜視図である。 本実施形態に係る発光装置の断面構成を説明するための模式図である。 本実施形態に係る発光装置の断面構成を説明するための模式図である。

符号の説明

ＬＥ…発光装置、１１…バリスタ、２１…バリスタ素体、２２，２３…主面、２４，２５…側面、２６，２７…端面、３１ａ〜３５ａ，３１ｂ〜３５ｂ，４１ａ〜４５ａ，４１ｂ〜４５ｂ…端部、３１ｃ〜３５ｃ，３１ｄ〜３５ｄ，４１ｃ〜４５ｃ，４１ｄ〜４５ｄ…部分、３１-３５…第１の内部電極、４１-４５…第２の内部電極、５１，５３…第１の外部電極、５２，５４…第２の外部電極、６１，６２…電気絶縁膜、７１…半導体発光素子。

Claims (6)

1. バリスタ素体と、
   互いに対向すると共に、前記バリスタ素体の２つの外表面に端部が露出するように前記バリスタ素体内に配された第１及び第２の内部電極と、
   前記２つの外表面のうち一方の外表面に露出する前記第1の内部電極の前記端部の一部を覆うように該一方の外表面に配され、前記第１の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第１の外部電極と、
   前記一方の外表面に露出する前記第２の内部電極の前記端部の一部を覆うように該一方の外表面に配され、前記第２の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第２の外部電極と、
   前記第１及び前記第２の内部電極のそれぞれの前記端部における前記第１及び前記第２の外部電極から露出する部分を覆うように前記一方の外表面に配される電気絶縁膜と、を備えることを特徴とするバリスタ。
2. 前記第１及び前記第２の内部電極が、前記バリスタ素体内に交互に複数ずつ配されており、
   前記第１の外部電極が、複数の前記第１の内部電極にわたるように配されており、該複数の第１の内部電極に物理的且つ電気的に接続され、
   前記第２の外部電極が、複数の前記第２の内部電極にわたるように配されており、該複数の第２の内部電極に物理的且つ電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のバリスタ。
3. 前記２つの外表面のうち他方の外表面に露出する前記第1の内部電極の前記端部の一部を覆うように該他方の外表面に配され、前記第１の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第３の外部電極と、
   前記他方の外表面に露出する前記第２の内部電極の前記端部の一部を覆うように該他方の外表面に配され、前記第２の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第４の外部電極と、
   前記第１及び前記第２の内部電極のそれぞれの前記端部における前記第３及び前記第４の外部電極から露出する部分を覆うように前記他方の外表面に配される電気絶縁膜と、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のバリスタ。
4. 前記第１及び前記第２の内部電極が、前記バリスタ素体内に交互に複数ずつ配されており、
   前記第１及び前記第３の外部電極それぞれが、複数の前記第１の内部電極にわたるように配されており、該複数の第１の内部電極に物理的且つ電気的に接続され、
   前記第２及び前記第４の外部電極それぞれが、複数の前記第２の内部電極にわたるように配されており、該複数の第２の内部電極に物理的且つ電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のバリスタ。
5. 前記２つの外表面が、互いに対向していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバリスタ。
6. 半導体発光素子と、バリスタとを備える発光装置であって、
   前記バリスタは、
   バリスタ素体と、
   互いに対向すると共に、前記バリスタ素体の２つの外表面に端部が露出するように前記バリスタ素体内に配された第１及び第２の内部電極と、
   前記２つの外表面のうち一方の外表面に露出する前記第1の内部電極の前記端部の一部を覆うように該一方の外表面に配され、前記第１の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第１の外部電極と、
   前記一方の外表面に露出する前記第２の内部電極の前記端部の一部を覆うように該一方の外表面に配され、前記第２の内部電極に物理的且つ電気的に接続される第２の外部電極と、
   前記第１及び前記第２の内部電極のそれぞれの前記端部における前記第１及び前記第２の外部電極から露出する部分を覆うように前記一方の外表面に配される電気絶縁膜と、を備えており、
   前記半導体発光素子が、前記バリスタに並列接続されるように前記第１及び前記第２の外部電極に物理的且つ電気的に接続されていることを特徴とする発光装置。
   

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