JP2013175443A

JP2013175443A - 静電気対策素子

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Publication number: JP2013175443A
Application number: JP2013004471A
Authority: JP
Inventors: Shingo Suzuki; 真吾鈴木; Kensaku Asakura; 健作朝倉; Takahiro Fujimori; 敬洋藤森
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2013-09-05
Also published as: WO2013111711A1; US20140368963A1

Abstract

【課題】書静電容量が小さく、且つ、放電特性に優れる静電気対策素子を提供すること。
【解決手段】第１の絶縁性基板と第２の絶縁性基板の間に位置し、ギャップを介して対向配置された放電電極を備え、前記放電電極の対向部及び該対向部間に配置される放電誘発部を有する静電気対策素子であって、前記対向配置された放電電極の対向部の断面積は、該対向配置された放電電極の引き出し部の断面積より大きいことを特徴とする静電気対策素子を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、静電気対策素子に関し、特に、高速伝送系での使用やコモンモードフィルタとの複合化において有用な静電気対策素子に関する。

近年、電子機器の小型化及び高性能化が急速に進展している。また、ＵＳＢ２．０やＳ−ＡＴＡ２、ＨＤＭＩ等の高速伝送系に代表されるように、伝送速度の高速化（１ＧＨｚを超える高周波数化）並びに低駆動電圧化の進展が著しい。その反面、電子機器の小型化や低駆動電圧化にともなって、電子機器に用いられる電子部品の耐電圧は低下する。したがって、人体と電子機器の端子が接触した際に発生する静電気パルスに代表される過電圧からの電子部品の保護が、重要な技術課題となっている。

従来においては、このような静電気パルスへの対策として静電気が入るラインとグラウンド間にバリスタ等の対策部品を設ける方法がとられているが、近年では信号ラインの信号周波数の高速化が進んでおり、前記した静電気対策部品の浮遊容量が大きい場合には信号品質が劣る為、数百Ｍｂｐｓ以上の伝送速度になると１ｐＦ以下の低静電容量の対策部品が必要になってくる。また携帯電話等の通信機器におけるアンテナ回路、ＲＦモジュールには０．１ｐＦ前後のより小さい静電容量の静電気保護部品が必要とされている。

一方、低静電容量の静電気対策部品としては、対向する電極の間に静電気保護材料を充填したものが提案されている。

特許第４５７１１６４号

特許文献１に記載の静電気対策部品は、電極間のギャップ間に無機ガラス及び導電性粒子または半導電性粒子が充填されるが、近年の回路の高周波化からさらなる低容量化が必要となっている。特許文献１に記載の静電気対策部品は、内部電極の重なり面積を調整することで静電容量の低減を図っている。ただし、特許文献１に記載の静電気対策部品は、トンネル効果を利用したものであり、ピーク電圧が高く、静電気保護効果が十分でなかった。

本発明者らは研究を重ねた結果、ピーク電圧の低い静電気保護効果に優れるギャップタイプの静電気対策素子の場合、内部電極の重なり面積を調整により静電容量だけでなく放電耐久性にも影響を受けることを見出した。すなわちギャップタイプの静電気対策素子の場合、過電圧が印加され放電が生じることで静電気抑制効果をもたらす。この放電により、放電した箇所の対向電極部は縮退しギャップ長が拡大する。放電試験を繰り返すと放電電極端部の一部が端子部の方向に縮退するため、ギャップ最短部の断面積が減少する。そのため、放電可能箇所が減り、最終的にはギャップ距離が拡大したところでも放電が発生するようになるためピーク電圧が高くなってしまう。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、静電容量が小さく、放電開始電圧やピーク電圧が低く、放電耐久性に優れた静電気対策素子を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下のように構成した静電気対策素子を提供することにより、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、第１の絶縁性基板と第２の絶縁性基板の間に位置するギャップを介して対向配置された放電電極を備え、前記放電電極の対向部及び対向部間に配置される放電誘発部を有する静電気対策素子であって、前記対向配置された放電電極の対向部の断面積は、該対向配置された放電電極の引き出し部の断面積より大きいことを特徴とする静電気対策素子である。
すなわち、対向配置された電極の重なり面積以外の前記引き出し部の電極周辺部においても寄生容量を生じるので、引き出し部の断面積（幅や厚み）を減らした場合、静電容量を抑えることができる。対向配置された対向部の断面積を減らすことでも静電容量をおさえることは可能であるが、この方法では放電耐久性の低下をもたらす要因となるため好ましくない。また本発明の静電気対策素子の動作時に流れる電流はせいぜい１０ｍＡ以下程度なので、従来のバリスタに用いられているような断面積は必要としない。

本発明の「対向部の断面積」とは、対向部先端から引き出し部側にギャップ距離分だけ移動した間に形成される静電気対策素子の長手方向に対し、垂直に切断したときに形成される最大の断面積を「対向部の断面積」とする。
また本発明の「引き出し部の断面積」とは、放電電極の先端部から引き出し電極側にギャップ間距離の５倍だけ移動した位置で形成される静電気対策素子の長手方向に対し、垂直に切断したときに形成される断面積とする。
前記対向配置された放電電極の対向部の断面積に対し、引き出し部の断面積比が６％以上、８０％以下である構造を得ること事が好ましい。ピーク電圧を考慮すると、１０％以上、８０％以下であることがより好ましい。この構造をとることにより、放電耐久性等他の電気特性に影響を与えることなく、静電容量を低減することができる。また引き出し部の断面積を対向部の断面積で除算したものを対向電極の断面積比とした。

対向配置された放電電極の厚みは、適宜設定することができ、特に限定されないが、通常、０．１〜２０μｍ程度である。また、放電電極の主面の幅も適宜設定することができ、特に限定されないが、５０〜５００μｍ程度である。対向配置された放電電極の対向部の断面積に対し、引き出し部の断面積比が、上記範囲である構造が得られるように適宜設定することが好ましい。

上記対向配置された放電電極のギャップ間距離は、所望の放電特性を考慮して適宜設定すればよく、通常、０．１〜５０μｍ程度である。ピーク電圧を低減するという観点から、対向電極間距離の好ましい範囲は５〜４０μｍ程度である。

本発明者らが、上記構成の静電気対策素子の特性を測定したところ、その静電気対策素子は、従来のものと比較して、静電容量が低減されたことが判明した。かかる効果が奏される作用機構の詳細は、未だ明らかではないものの、以下のとおり推定される。

ギャップ型静電気対策素子においては、通常、放電電極の対向部の断面形状を維持したまま、基材部外側まで延長され、外部電極と接続される。本発明は、対向配置された電極部の対向部と比較して引き出し部の断面積（幅や厚み）を減らすことにより、結果的に静電容量が低減される。
また、対向配置された電極の重なり面積以外の引き出し部の電極周辺部においても寄生容量を生じるので、引き出し部の断面積（幅や厚み）を減らした場合、静電容量を抑えることができる。繰り返し放電試験において、放電した箇所の対向電極部は縮退し、ギャップ長が広がってしまうが、本発明のように、対向配置された放電電極の対向部の断面積は、該対向配置された放電電極の引き出し部の断面積より大きい構造にすることにより、放電試験を繰り返してもピーク電圧を維持できる。

本発明によれば、静電容量が低減され、さらに放電開始電圧やピーク電圧が低い静電気対策素子が実現できる。静電気保護にバリスタやツェナーダイオードを用いる場合と比べ、本発明は、静電気保護部（放電誘発部）の静電容量を非常に小さくすることができる。また従来のギャップタイプの素子に比較しても、より一層静電容量を小さくすることができるため、高周波回路に対して静電気保護機能を十分に発揮させることができる。

静電気対策素子１００を概略的に示す模式断面図である。静電気対策素子１００の一製造工程における模式斜視図である。静電気対策素子１００の一製造工程における模式斜視図である。静電気対策素子１００の一製造工程における模式斜視図である。静電気対策素子１００の一製造工程における模式斜視図である。静電気放電試験における回路図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されるものではない。

図１は、本実施形態の静電気対策素子を概略的に示す模式断面図である。
静電気対策素子１００は、第１の絶縁性基板１１（図３参照）と、この第１の絶縁性基板１１上に配設された一対の放電電極２１，２２と、これら放電電極２１，２２の間に配設された放電誘発部３１と、放電電極２１，２２と電気的に接続された端子電極４１（図５参照）とを備える。この静電気対策素子１００において、放電誘発部３１は低電圧放電タイプの静電気保護材料として機能し、静電気などの過電圧が印加された際に、この放電誘発部３１を介して放電電極２１，２２間で放電が起こり、静電気をグラウンド側に導くように設計されている。なお、この静電気対策素子１００は、積層工法により作成されており、一対の放電電極２１，２２の上下面が絶縁性材料で被覆された態様で用いられる。そのため、放電誘発部３１上には、放電誘発部３１を覆うように形成された、第２の絶縁性基板（図示せず）からなる保護層が形成されている。

第１の絶縁性基板１１は、絶縁性表面１１ａ（図３参照）を有する。第１の絶縁性基板１１は、少なくとも放電電極２１，２２及び放電誘発部３１を支持可能なものであれば、その寸法形状は特に制限されない。ここで、絶縁性表面１１ａを有する第１の絶縁性基板
１１とは、絶縁性材料からなる基板の他、基板上の一部に又は全面に絶縁膜が製膜されたものを含む概念である。

第１の絶縁性基板１１の具体例としては、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化アルミ、フォルステライト等の誘電率が５０以下、好ましくは２０以下の低誘電率材料を用いたセラミック基板や、単結晶基板等が挙げられる。また、セラミック基板や単結晶基板等の表面に、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化アルミ、フォルステライト等の誘電率が５０以下、好ましくは２０以下の低誘電率材料からなる絶縁膜を形成したものも、好適に用いることができる。

第１の絶縁性基板１１の絶縁性表面１１ａ上には、一対の放電電極２１，２２が相互に離間して配設されている。本実施形態では、一対の放電電極２１，２２は、第１の絶縁性基板１１の平面略中央位置にギャップ距離ΔＧを置いて、対向配置されている。ここで、ギャップ距離ΔＧは、一対の放電電極２１，２２間の最短距離を意味する。

放電電極２１，２２を構成する素材としては、例えば、Ｃ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ及びＰｔから選ばれる少なくとも一種類の金属、或いはこれらの合金等が挙げられるが、これらに特に限定されない。なお、本実施形態では、放電電極２１，２２は、平面視で矩形状に形成されているが、その形状は特に制限されず、例えば、櫛歯状、或いは、鋸歯状に形成されていてもよい。

放電電極２１，２２間のギャップ距離ΔＧは、所望の放電特性を考慮して適宜設定すればよく、特に限定されないが、通常、１〜５０μｍ程度であり、低電圧初期放電を確保するという観点から、より好ましくは５〜４０μｍ程度、さらに好ましくは１０〜３０μｍ程度である。なお、放電電極２１，２２の厚みは、適宜設定することができ、特に限定されないが、通常、１〜２０μｍ程度である。

放電電極２１，２２の形成方法は、金属或いは合金の前駆体、例えば、電極ペーストを塗布後に、レーザー加工等により放電電極２１，２２のギャップ部を形成してもよい。ギャップ形成用レーザーは、特に限定されず、適宜選択することができる。具体的には、例えば、フェムト秒ムーザー、ＵＶレーザー、ＣＯ２レーザー等が挙げられる。

上記の放電電極２１，２２間には、放電誘発部３１が配設されている。本実施形態では、上述した絶縁性基板１１の絶縁性表面１１ａ上、及び放電電極２１，２２上の一部に、放電誘発部３１の放電誘発材が積層された構成となっている。この放電誘発部３１の寸法形状及びその配設位置は、過電圧が印加された際に自身を介して放電電極２１，２２間で初期放電が確保されるように設計されている限り、特に限定されない。

放電誘発部３１に形成される放電誘発部材は、絶縁性無機材料のマトリックス中に、導電性無機材料が不連続に（一様に又はランダムに）分散したコンポジットである。言い換えれば、放電誘発部３１に形成される放電誘発部材は、絶縁性無機材料のマトリックス中に、導電性無機材料が不連続に点在した状態で含まれるものとなっている。

マトリックスを構成する絶縁性無機材料の具体例としては、例えば、金属酸化物やフォルステライト等の複合酸化物、あるいは金属窒化物、金属炭化物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。絶縁性やコスト面を考慮すると、金属酸化物としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＳｎＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、ＣｕＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２、金属窒化物としては、ＡｌＮ、ＢＮ、金属炭化物としては、ＳｉＣであることが好ましい。これらは、１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。絶縁性無機材料のマトリックスは、絶縁性無機材料の一様な膜として形成されていても、絶縁性無機材料の粒子の凝集体として形成されていてもよく、その性状は特に限定されない。これらのなかでも、絶縁性マトリックスに絶縁性を付与する観点からは、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、フォルステライト等を用いることがより好ましい。一方、絶縁性マトリックスに半導体性を付与する観点からは、ＴｉＯ_２やＺｎＯを用いることがより好ましい。絶縁性マトリックスに半導体性を付与することで、放電開始電圧及びクランプ電圧を低くした静電気対策素子を得ることができる。

導電性無機材料の具体例としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。導電性を考慮すると、Ｃ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ及びＰｔ或いは、これらの合金が好ましい。

第１の絶縁性基板と第２の絶縁性基板の間に位置する、ギャップを介して対向配置された放電電極を備え、前記放電電極の対向部及び前記対向部間に配置される放電誘発部を有する静電気対策素子であって、前記放電電極の対向部とは、対向部先端より端子電極へ向かってギャップ距離の５倍の長さの部分までを指し、端子電極部側を引き出し部とする。前記対向配置された放電電極は対向部の断面積に比較し、引き出し部の断面積比が６％以上、８０％以下である構造を有すること事が好ましい。ピーク電圧を考慮すると、１０％以上、８０％以下であることがより好ましい。この構造をとることにより、放電開始電圧等他の電気特性に影響を与えることなく、静電容量を低減することができる。

放電誘発部３１の厚みは、特に限定されるものではなく、適宜設定することができるが、厚みが１０ｎｍ以上、素子厚み以下であることが好ましく、１μｍ〜素子厚みの半分以下であることがより好ましい。

本実施形態の静電気対策素子１００においては、絶縁性無機材料のマトリックス中に導電性無機材料が不連続に分散したコンポジットである放電誘発部材よりなる放電誘発部３１が、低電圧放電タイプの静電気保護材料として機能する。また、放電電極の引き出し部の幅（厚み）を減らすことにより静電容量を低減された、高性能な静電気対策素子１００が実現される。

放電電極２１，２２は、必ずしも同一平面内で形成されるものでなく、対向配置された放電電極構造を保ちながら、形成されている事が望ましい。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１）
まず、図２に示すように、絶縁性基板１１として、主成分がＡｌ_２Ｏ_３とガラス成分より構成される材料をシート化したグリーンシートを用意し、その一方の絶縁性表面１１ａに、Ａｇペーストをスクリーン印刷により印刷し、十字帯状の電極パターンを形成した。印刷される電極形状については、焼成後に長さ（Ｌ）は１ｍｍ、幅（Ｗ）が０．１６ｍｍ、外側部（Ｗ−ｏｕｔ）が０．０８ｍｍとなるようにし、さらに、対向する放電電極の厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して、焼成後に放電電極の厚みが１０μｍとなるように印刷を行った。これにより、実施例１の静電対策素子においては、放電電極の中央部と、素子端部まで延在されるいわゆる引出し電極部とでは、電極の幅が異なることによって、電極の断面積が異なっている。

次に、図３に示すように、上記十字帯状の電極パターンの中心部に、フェムト秒ムーザーを用いて、ギャップ距離が焼成後に１０μｍになるようにギャップ加工を行った。

次に、図４に示すように、上記の第１の絶縁性基板１１及び放電電極２１，２２上に、以下の手順で放電誘発部３１を形成した。
まず、絶縁性無機材料としてＳｉＯ_２を主成分とするガラス粒子（日本山村硝子株式会社製、商品番号：ＭＥ１３）を８０ｖｏｌ％、導電性無機材料として平均粒径０．５μｍのＡｇ粒子（三井金属鉱業株式会社製、商品番号：ＳＰＱ０３Ｒ）を２０ｖｏｌ％、となるように秤量し、これらを混合して混合物を得た。これとは別に、バインダーとしてエチルセルロース系樹脂と溶剤としてのタ―ピネオールとを混錬して、固形分濃度が８質量％のラッカーを調製した。次いで、上記のようにして得られた絶縁性無機材料と導電性無機材料との混合物に前記ラッカーを加えた後、混練することにより、ペースト状の混合物を作製した。

次いで、得られたペースト状の混合物を、第１の絶縁性基板１１の絶縁性表面１１ａ（図４）上及び放電電極２１，２２上を覆うように、スクリーン印刷により塗布し、混合物層（放電誘発部３１を構成する放電誘発部材の前駆体）を形成した。さらに混合物層上に第２の絶縁性基板となるグリーンシートを積層した後、熱プレスを行うことにより、積層体を作製した。その後、得られた積層体を所定の大きさに切断し、個片化を行った。しかる後、毎分１０℃で昇温し、大気中９５０℃で３０分間保持し焼成した。

その後、図５に示すように、放電電極２１，２２の外周端部に接続するように、Ａｇを主成分とする端子電極４１を形成することにより、実施例１の静電気対策素子１００を得た。
（実施例２）
十字帯状電極パターンの中心部分のみをパターン形成し、素子端部に引き出す引出し電極部は、異なる厚さとなるよう別途印刷して形成した。先ず、前記十字帯状電極パターンの中心部分として印刷される形状については、焼成後に幅（図２Ｗに対応）０．１６ｍｍとなるようにし、対向する放電電極の厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して焼成後に放電電極の厚みが２０μｍになるように印刷を行った。次に、前記十字帯状電極パターンの中心部分に接続し、両側素子端部まで延在する電極パターンを形成した。印刷される前記素子端部まで延在される電極パターンについては、幅（図２Ｗ−ｏｕｔに対応）は０．０８ｍｍなるようにし、また、素子端部まで延在される電極パターンの厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して焼成後に素子端部まで延在される電極パターンの厚みが１０μｍになるように印刷を行った。それ以外は、実施例１と同様に操作して、実施例２の静電気対策素子１００を得た。これにより、実施例２の静電対策素子においては、放電電極の中央部と、素子端部まで延在されるいわゆる引出し電極部とでは、電極の幅と厚さとが共に異なることによって、電極の断面積が異なっている。

（実施例３）
帯状電極パターンを素子の中心部にのみパターン形成した。印刷される前記帯状電極パターンについては、焼成後に幅（実施例１のＷに対応）は０．１６ｍｍとなるようにし、該帯状電極パターンにより形成される、対向する放電電極の厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して焼成後に放電電極の厚みが２０μｍになるように印刷を行った。次に、前記帯状電極に接続し、両側素子端部まで延在されるに電極パターンを形成した。印刷される前記素子端部まで延在される電極パターンについては、幅（実施例１のＷ−ｏｕｔに対応）は、前記帯状電極パターンの幅と同じく、０．１６ｍｍとなるように、また、素子端部まで延在される電極パターンの厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して、焼成後に前記素子端部まで延在される電極パターンの厚みが１０μｍになるように印刷を行った。それ以外は、実施例１と同様に操作して、実施例３の静電気対策素子１００を得た。これにより、実施例３の静電対策素子においては、放電電極の中央部と素子端部まで延在される、いわゆる引出し電極部とでは、電極の厚さのみが異なることによって、電極の断面積が異なっている。

（実施例４）
帯状電極パターンを素子の中心部にのみパターン形成した。印刷される前記帯状電極パターンについては、焼成後に幅（実施例１のＷに対応）は０．１６ｍｍとなるようにし、該帯状電極パターンにより形成される、対向する放電電極の厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して焼成後に放電電極の厚みが２０μｍになるように印刷を行った。次に、前記帯状電極に接続し、両側素子端部まで延在されるに電極パターンを形成した。印刷される前記素子端部まで延在される電極パターンについては、幅（実施例１のＷ−ｏｕｔに対応）は、前記帯状電極パターンの幅と同じく、０．１６ｍｍとなるように、また、素子端部まで延在される電極パターンの厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して、焼成後に前記素子端部まで延在される電極パターンの厚みが１４μｍになるように印刷を行った。それ以外は、実施例１と同様に操作して、実施例４の静電気対策素子１００を得た。これにより、実施例４の静電対策素子においては、放電電極の中央部と、素子端部まで延在されるいわゆる引出し電極部とでは、電極の厚さのみが異なることによって、電極の断面積が異なっている。

（実施例５）
帯状電極パターンを素子の中心部にのみパターン形成した。印刷される前記帯状電極パターンについては、焼成後に幅（実施例１のＷに対応）は０．１６ｍｍとなるようにし、該帯状電極パターンにより形成される、対向する放電電極の厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して焼成後に放電電極の厚みが２０μｍになるように印刷を行った。次に、前記帯状電極に接続し、両側素子端部まで延在されるに電極パターンを形成した。印刷される前記素子端部まで延在される電極パターンについては、幅（実施例１のＷ−ｏｕｔに対応）は、前記帯状電極パターンの幅と同じく、０．１６ｍｍとなるように、また、素子端部まで延在される電極パターンの厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して、焼成後に前記素子端部まで延在される電極パターンの厚みが１６μｍになるように印刷を行った。それ以外は、実施例１と同様に操作して、実施例５の静電気対策素子１００を得た。これにより、実施例５の静電対策素子においては、放電電極の中央部と、素子端部まで延在されるいわゆる引出し電極部とでは、電極の厚さのみが異なることによって、電極の断面積が異なっている。

（実施例６）
十字帯状電極パターンの中心部分のみをパターン形成し、素子端部に引き出す引出し電極部は、異なる厚さとなるよう別途印刷して形成した。先ず、前記十字帯状電極パターンの中心部分として印刷される形状については、焼成後に幅（図２Ｗに対応）０．１６ｍｍとなるようにし、対向する放電電極の厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して焼成後に放電電極の厚みが２０μｍになるように印刷を行った。次に、前記十字帯状電極パターンの中心部分に接続し、両側素子端部まで延在する電極パターンを形成した。印刷される前記素子端部まで延在される電極パターンについては、幅（図２Ｗ−ｏｕｔに対応）は０．０８ｍｍなるようにし、また、素子端部まで延在される電極パターンの厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して焼成後に素子端部まで延在される電極パターンの厚みが２μｍになるように印刷を行った。それ以外は、実施例１と同様に操作して、実施例６の静電気対策素子１００を得た。これにより、実施例６の静電対策素子においては、放電電極の中央部と、素子端部まで延在されるいわゆる引出し電極部とでは、電極の幅と厚さとが共に異なることによって、電極の断面積が異なっている。

（実施例７）
十字帯状電極パターンの中心部分のみをパターン形成し、素子端部に引き出す引出し電極部は、異なる厚さとなるよう別途印刷して形成した。先ず、前記十字帯状電極パターンの中心部分として印刷される形状については、焼成後に幅（図２Ｗに対応）０．１６ｍｍとなるようにし、対向する放電電極の厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して焼成後に放電電極の厚みが２０μｍになるように印刷を行った。次に、前記十字帯状電極パターンの中心部分に接続し、両側素子端部まで延在する電極パターンを形成した。印刷される前記素子端部まで延在される電極パターンについては、幅（図２Ｗ−ｏｕｔに対応）は０．０８ｍｍなるようにし、また、素子端部まで延在される電極パターンの厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して焼成後に素子端部まで延在される電極パターンの厚みが４μｍになるように印刷を行った。それ以外は、実施例１と同様に操作して、実施例７の静電気対策素子１００を得た。これにより、実施例７の静電対策素子においては、放電電極の中央部と、素子端部まで延在されるいわゆる引出し電極部とでは、電極の幅と厚さとが共に異なることによって、電極の断面積が異なっている。

（比較例１）
帯状電極パターンを絶縁性表面全体にパターン形成した。印刷される後の前記帯状電極パターンについては、焼成後に幅（図２Ｗ＝Ｗ−ｏｕｔに対応）は０．１６ｍｍとなるようにし、対向する放電電極の厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して、焼成後に放電電極の厚みが２０μｍになるように印刷を行った。それ以外は、実施例１と同様に操作して、比較例１の静電気対策素子１００を得た。これにより、比較例１の静電対策素子においては、放電電極の中央部と、素子端部まで延在されるいわゆる引出し電極部とでは、電極の幅と厚さとが共に同じとなることによって、電極の断面積が同じとなっている。

（比較例２）
帯状電極パターンを絶縁性表面全体にパターン形成した。印刷される前記帯状電極パターンについては、焼成後に幅（図２Ｗ＝Ｗ−ｏｕｔに対応）は０．０８ｍｍとなるようにし、対向する放電電極の厚みを調整するために、製版の厚み仕様を適宜選択して、焼成後に放電電極の厚みが２０μｍになるように印刷を行った。それ以外は、実施例１と同様に操作して、比較例２の静電気対策素子１００を得た。これにより、比較例２の静電対策素子においては、放電電極の中央部と、素子端部まで延在されるいわゆる引出し電極部とでは、電極の幅と厚さとが共に同じとなることによって、電極の断面積が同じとなっている。

＜静電気放電試験＞
次に、上記のようにして得られた実施例１〜３の静電気対策素子１００及び比較例１〜２の静電気対策素子について、図６に示す静電気試験回路を用いて、静電気放電試験を実施した。表１に、試験結果を示す。放電耐久試験は同様の放電試験を１００回繰り返した。

この静電気放電試験は、国際規格ＩＥＣ６１０００−４−２の静電気放電イミュニティ試験及びノイズ試験に基づき、人体モデルに準拠（放電抵抗３３０Ω、放電容量１５０ｐＦ、印加電圧８ｋＶ、接触放電）して行った。具体的には、図６の静電気試験回路に示すように、評価対象の静電気対策素子の一方の端子電極をグランドに接地するとともに、他方の端子電極に静電気パルス印加部を接続した後、静電気パルス印加部に放電ガンを接触させて静電気パルスを印加した。ここで印加する静電気パルスは、放電開始電圧以上の電圧を印加した。

なお、放電開始電圧は、静電気試験を０．４ｋＶから０．２ｋＶ間隔で増加させながら行なった際に観測される静電気吸収波形において、静電気吸収効果が現れた電圧とし、静電気吸収波形の最も高い電圧をピーク電圧とした。また、静電容量は、１ＭＨｚにおける静電容量（ｐＦ）とした。

表１に示す結果より、実施例１〜３の静電気対策素子は、静電容量が０．１５ｐＦ未満と小さく、高速伝送系において適用可能な高性能なものであることが確認された。その上さらに、実施例１〜５及び７の静電気対策素子は、放電耐久試験後のピーク電圧が初期特性とほぼ変わらないことから、放電耐久性を低下させずに静電容量を低減されたことが確認された。また実施例６については静電容量が０．１１ｐＦと低いものの、ピーク電圧が初期特性、放電耐久試験後共に高い。一方、比較例１については、静電容量が０．１６ｐＦと大きくなり、比較例２については、静電容量が０．１２ｐＦとやや低いものの、耐久試験後のピーク電圧が悪化した。

以上実施例をもとに説明した通り、本発明の静電気対策素子は、放電電極の引き出し部の断面積を減らすことにより静電容量が低減され、これを備える電子・電気デバイス及びそれらを備える各種機器、設備、システム等に広く且つ有効に利用可能である。

１１第１の絶縁性基板
１１ａ絶縁性表面
２１，２２放電電極
３１放電誘発部
３２絶縁性無機材料
４１端子電極
１００電気対策素子
ΔＧギャップ距離

Claims

第１の絶縁性基板と第２の絶縁性基板の間に位置し、ギャップを介して対向配置された放電電極を備え、前記放電電極の対向部及び該対向部間に配置される放電誘発部を有する静電気対策素子であって、前記対向配置された放電電極の対向部の断面積は、該対向配置された放電電極の引き出し部の断面積より大きいことを特徴とする静電気対策素子。
前記放電電極の対向部の厚みが、前記放電電極の引き出し部の厚みより厚いことにより、前記放電電極の対向部の断面積が、前記放電電極の引き出し部の断面積より大きい、請求項１に記載の静電気対策素子。
前記放電電極の対向部の幅が、前記放電電極の引き出し部の幅より大きいことにより、前記放電電極の対向部の断面積が、前記放電電極の引き出し部の断面積より大きい、請求項１に記載の静電気対策素子。
前記放電電極の対向部の厚みと幅が共に、前記放電電極の引き出し部の厚みと幅より大きいことにより、前記放電電極の対向部の断面積が、前記放電電極の引き出し部の断面積より大きい、請求項１に記載の静電気対策素子。