JP2023028123A - 過渡電圧保護部品 - Google Patents

Abstract

【課題】放電誘発部の緻密性が高く、優れたＥＳＤ耐量を有する過渡電圧保護部品を提供することである。【解決手段】ギャップを介して互いに対向している一対の放電電極と、一対の放電電極に近接する放電誘発部と、を有する過渡電圧保護部品である。放電誘発部は、ガラスを含む基材と、基材中に分散した複数の金属粒子と、を有する。そして、ガラスは、ＳｉＯ２、および、ＺｎＯを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、過渡電圧保護部品に関する。

特許文献１に示すように、互いに対抗する一対の放電電極と、放電電極と隣接する放電誘発部と、を有する過渡電圧保護部品が知られている。この過渡電圧保護部品は、ＥＳＤ（Electro-Static Discharge；静電気放電）から回路を守り、ＥＳＤによる電子機器の損傷や誤作動などを防ぐ役割を担う。

過渡電圧保護部品では、放電誘発部の緻密性が高いほどＥＳＤ耐量の向上が期待できる。そのため、過渡電圧保護部品の製造過程では、通常、グリーンチップを８５０℃以上の高温で焼成し、放電誘発部を十分に焼結させる。ただし、高温で焼成すると、放電誘発部に含まれる金属粒子が粒成長し、放電誘発部を介して一対の放電電極がショートしてしまうことがある。一方、ショートを防ぐために、グリーンチップを８５０℃未満の低温で焼結すると、放電誘発部の緻密性を確保できず、ＥＳＤ耐量が低下してしまう。

ＷＯ ２００９／０９８９４４

本発明は、このような実情を鑑みてなされ、その目的は、低温焼成で製造しても、放電誘発部の緻密性が高く、優れたＥＳＤ耐量を有する過渡電圧保護部品を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る過渡電圧保護部品は、
ギャップを介して互いに対抗している一対の放電電極と、
一対の前記放電電極に近接する放電誘発部と、を有し、
前記放電誘発部は、ガラスを含む基材と、前記基材中に分散した複数の金属粒子と、を有し、
前記ガラスは、ＳｉＯ_２、および、ＺｎＯを含む。

本発明の過渡電圧保護部品では、上記の特徴を有することで、低温で焼成しても放電誘発部の緻密性を高めることができ、その結果、高いＥＳＤ耐量が得られる。

前記ガラスは、アルカリ土類金属成分、または／および、Ｂ_２Ｏ_３を含んでいてもよい。

好ましくは、前記放電誘発部の前記基材は、非ガラス材料のジルコニアを含む。放電誘発部にジルコニアが含まれることで、放電誘発部と当該放電誘発部と接する絶縁体層との間の密着性を高めることができる。また、放電誘発部にジルコニアが含まれることで、放電誘発部に含まれる金属粒子の分散性を高めることができ、ＥＳＤ耐量をさらに向上させることができる。

好ましくは、前記基材におけるＺｎＯの含有率は、前記基材１００ｗｔ％に対して、０．０５ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下である。

好ましくは、前記基材におけるＳｉ／Ｚｎ比が、３以上である。

好ましくは、前記基材におけるアルカリ金属成分の含有率は、前記基材１００ｗｔ％に対して、２ｗｔ％以下である。

上記のように放電誘発部のガラスが、所定の組成を有することで、放電誘発部の緻密性と、ＥＳＤ耐量と、をさらに向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る過渡電圧保護部品を示す斜視図である。 図２Ａは、図１に示すIIＡ－IIＡ線に沿う断面図である。 図２Ｂは、図１に示すIIＢ－IIＢ線に沿う断面図である。 図３は、放電誘発部の拡大断面図である。 図４は、過渡電圧保護部品の製造過程で使用するグリーンシートの平面図である。 図５は、過渡電圧保護部品の製造過程で使用するグリーンチップの分解斜視図である。 図６Ａは、過渡電圧保護部品の変形例を示す断面図である。 図６Ｂは、過渡電圧保護部品の変形例を示す断面図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る過渡電圧保護部品２は、略直方体形状（略六面体）を有する素体１０と、素体１０の外面に形成してある一対の外部電極（第１外部電極６および第２外部電極８）と、を有する。

素体１０は、Ｘ軸に略垂直な一対の端面１０ａと、Ｙ軸に略垂直な一対の側面１０ｂと、Ｚ軸に略垂直な一対の主面１０ｃと、を有する。素体１０の寸法は、特に限定されず、用途に応じて適当な寸法とすればよい。なお、本実施形態において、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、相互に垂直である。

第１外部電極６は、一方の端面１０ａを覆っており、当該端面１０ａから側面１０ｂおよび主面１０ｃの一部に回り込むように形成してある。第２外部電極８は、他方の端面１０ａを覆っており、当該端面１０ａから側面１０ｂおよび主面１０ｃの一部に回り込むように形成してある。第１外部電極６および第２外部電極８は、Ｘ軸方向で互いに接触しないように絶縁されている。

図２Ａは、過渡電圧保護部品２を、Ｙ軸方向の略中央で切断したＸ－Ｚ断面である。一方、図２Ｂは、過渡電圧保護部品２を、Ｚ軸方向の略中央で切断したＸ－Ｙ断面である。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、素体１０は、複数の絶縁体層１１と、一対の放電電極（第１放電電極１６および第２放電電極１８）と、放電誘発部１３と、空洞部１５と、を有している。

複数の絶縁体層１１は、いずれも電気絶縁性を有する焼結体であり、Ｚ軸方向に沿って積層してある。各絶縁体層１１は、層間の境界が視認できない程度に一体化されている。絶縁体層１１の厚み、および、積層数は、特に限定されず、素体１０の寸法に応じて適宜決定すればよい。

第１放電電極１６および第２放電電極１８は、いずれも、長矩形の平面視形状を有する電極層であり、所定の絶縁体層１１の間に介在している。第１放電電極１６および第２放電電極１８の厚みは、いずれも、特に限定されないが、第１放電電極１６と第２放電電極１８が、同程度の平均厚みを有していることが好ましい。また、第１放電電極１６および第２放電電極１８は、いずれも、同一の絶縁体層１１の上に積層してあり、主面１０ｃから第１放電電極１６までのＺ軸方向の距離と、主面１０ｃから第２放電電極１８までのＺ軸方向の距離とは、略同一である。すなわち、第１放電電極１６と第２放電電極１８とは、Ｚ軸方向において、同程度の高さに位置する。ただし、第１放電電極１６と第２放電電極１８とは、Ｘ軸方向で直に接触しないように、互いに離間して配置されている。

第１放電電極１６は、引出部１６ａと、対向部１６ｂと、を有している。引出部１６ａは、Ｘ軸方向の外側に向いている第１放電電極１６の端部である。この引出部１６ａは、素体１０の端面１０ａに露出して、外部電極６に対して電気的に接続されている。一方、対向部１６ｂは、Ｘ軸方向の内側に向いている第１放電電極１６の端部である。この対向部１６ｂは、空洞部１５の内側に位置しており、第２放電電極１８の対向部１８ｂと対向している。

第２放電電極１８は、引出部１８ａと、対向部１８ｂと、を有している。引出部１８ａは、Ｘ軸方向の外側に向いている第２放電電極１８の端部である。この引出部１８ａは、素体１０の端面１０ａに露出して、外部電極８に対して電気的に接続されている。一方、対向部１８ｂは、Ｘ軸方向の内側に向いている第２放電電極１８の端部である。この対向部１８ｂは、空洞部１５の内側に位置しており、第１放電電極１６の対向部１６ｂと対向している。

対向部１６ｂと対向部１８ｂとは、Ｘ軸方向で離間しており、ギャップＧが、対向部１６ｂと対向部１８ｂとの間に形成されている。外部電極６と外部電極８との間に所定値以上の電圧が印加されると、ギャップＧにおいて、放電が生じる。過渡電圧保護部品２は、対向部１６ｂと対向部１８ｂとの間における上記放電により、保護対象（ＤＵＰ：Device Under Protection）に対して過渡電圧が印加されることを防ぐ役割を担う。ギャップＧのＸ軸方向の幅は、特に限定されず、所望の放電特性が得られるように適宜決定すればよい。

放電誘発部１３は、積層方向において両方の放電電極１６，１８と接するように、放電電極１６，１８のＺ軸下方に積層してある。換言すると、放電誘発部１３は、第１放電電極１６と第２放電電極１８との間に跨って形成してあり、対向部１６ｂと対向部１８ｂとを接続している。放電誘発部１３は、積層方向から見て、略矩形の平面視形状を有している。そして、放電誘発部１３のＸ軸方向の幅は、ギャップＧの幅よりも大きく、放電誘発部１３のＹ軸方向の幅は、対向部１６ｂのＹ軸方向の幅や対向部１８ｂのＹ軸方向の幅よりも大きいことが好ましい。放電誘発部１３の平均厚みは、特に限定されないが、たとえば、１μｍ～１５μｍとすることが好ましい。この放電誘発部１３は、第１放電電極１６と第２放電電極１８との間の放電を発生し易くする機能を有する。

空洞部１５は、過渡電圧保護部品２の製造過程において、有機物成分（ラッカー）を消失させることにより形成する空間である。図２Ａに示すように、空洞部１５を画成している面には、第１放電電極１６の対向部１６ｂ近傍の表面、第２放電電極１８の対向部１８ｂ近傍の表面、放電誘発部１３の表面、および、放電電極１６，１８の上方に位置する絶縁体層１１の下面が含まれる。空洞部１５の形状や寸法は、特に限定されないが、空洞部１５は、積層方向から見て、放電誘発部１３を覆うように形成してあることが好ましい。この空洞部１５は、放電時において、第１放電電極１６、第２放電電極１８、放電電極に近接する絶縁体層１１、および、放電誘発部１３の熱膨張を吸収する機能を有する。

次に、各構成要素の材質について説明する。

絶縁体層１１は、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、酸化銅（ＣｕＯ，Ｃｕ_２Ｏ）、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｎＣＯ_３、ＳｒＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＢａＣＯ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、および、Ｂ_２Ｏ_３から選択される１種または２種以上の無機化合物を含む。特に、ＺｒＯ_２、または／および、酸化銅が絶縁体層１１に含まれることが好ましい。２種以上の無機化合物が含まれる場合、当該無機化合物は、複合化合物として存在していてもよい（たとえば、ＣａＺｒＯ_３など）。また、絶縁体層１１には、上記の無機化合物と共に、ガラスが含まれていてもよく、希土類元素などを含む副成分化合物が含まれていてもよい。

第１放電電極１６および第２放電電極１８は、いずれも、導電材を含む。導電材としては、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、および、これら金属元素のうち少なくとも１種以上を含む合金が挙げられる。第１放電電極１６と第２放電電極１８とで、導電材の種類が異なっていてもよいが、第１放電電極１６および第２放電電極１８は、同種の導電材で構成されることが好ましい。また、第１放電電極１６および第２放電電極１８には、Ｓ，Ｐなどの非金属成分が微量（たとえば１ｗｔ％以下）含まれていてもよく、絶縁体層１１に含まれる無機化合物が共材として含まれていてもよい。

図３に示すように、放電誘発部１３は、基材３１と、基材３１中に分散した複数の金属粒子３３と、を有する。

金属粒子３３は、素体１０の焼成温度よりも高い融点（固相線温度）を有する。具体的に、金属粒子３３としては、Ａｇ粒子、Ｐｄ粒子、Ａｕ粒子、Ｐｔ粒子、Ｃｕ粒子、Ａｇ－Ｐｄ合金粒子、Ａｇ－Ａｕ合金粒子、Ａｇ－Ｐｔ合金粒子などを用いることができ、Ｐｄ粒子、または、Ａｇ－Ｐｄ合金粒子を用いることが好ましい。放電誘発部１３の断面における金属粒子３３の平均粒径（Ｄ５０）は、２．０μｍ以下であることが好ましい。また、金属粒子３３の含有割合は、放電誘発部１００ｖｏｌ％に対して、１０～５０ｖｏｌ％であることが好ましい。

なお、金属粒子３３の平均粒径や含有割合は、図３に示すような放電誘発部１３の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）などを用いて観察し、得られた断面写真を画像解析することで、測定できる。たとえば、金属粒子３３の平均粒径は、少なくとも２０個以上の金属粒子３３の円相当径を計測することで、算出すればよい。また、金属粒子３３の含有割合は、「解析視野に含まれる金属粒子３３の合計面積／解析視野の面積」で表される面積割合に基づいて算出すればよい。この際、解析視野を変えて、少なくとも４００μｍ^２以上の解析視野で金属粒子３３の面積を測定することが好ましい。

基材３１には、ガラス３１ａが含まれており、その他に、ＳｎＯ_２やＲｕＯ_２などの半導体化合物、誘電体化合物、絶縁体層１１を構成する無機化合物、アモルファスシリカなどのその他無機材料などが含まれていてもよい。

ガラス３１ａは、金属粒子３３の間に介在し、粒子間を接合している。ガラス３１ａは、粒子間に介在することで、金属粒子３３の間の絶縁性の確保、および、放電誘発部１３の緻密性の確保に寄与する。ガラス３１ａの含有率は、放電誘発部１３の基材１００ｗｔ％に対して、１０ｗｔ％以上であることが好ましく、１２ｗｔ％以上であることがより好ましい。ガラス３１ａの含有率の上限値は、特に限定されず、１００ｗｔ％とすることもできるが、好ましくは５０ｗｔ％以下である。

ガラス３１ａには、主要成分として、少なくとも、ＳｉＯ_２、および、ＺｎＯが含まれている。基材３１におけるＺｎＯの含有率は、基材１００ｗｔ％に対して、０．０５ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下であることが好ましく、０．１０ｗｔ％以上、５ｗｔ％以下であることがより好ましい。また、ガラス３１ａでは、ＺｎＯよりもＳｉＯ_２の含有率が高いことが好ましい。具体的に、基材３１におけるＺｎに対するＳｉの質量比（以下、Ｓｉ／Ｚｎ比と称す）は、３以上であることが好ましく、９以上であることがより好ましい。Ｓｉ／Ｚｎ比の上限値は、特に限定されず、たとえば、６０００以下とすることができ、１２００以下であることが好ましい。

なお、ＺｎＯの含有率やＳｉ／Ｚｎ比は、基材３１にガラス３１ａに加えて他の無機材料が含まれる場合であっても、上記範囲を満たすことが好ましい。

ガラス３１ａには、上記の主要成分に加えて、アルカリ土類金属成分、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３などのその他成分が含まれていてもよい。これらその他成分は、複数種を組み合わせてガラス３１ａに添加してあってもよい。ここで、アルカリ土類金属元素とは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａの総称であり、本実施形態における「アルカリ土類金属成分」とは、アルカリ土類金属元素を含む化合物を意味する。ガラス３１ａには、１種または複数種のアルカリ土類金属成分が含まれていてもよい。アルカリ土類金属成分がガラス３１ａに含まれる場合、アルカリ土類金属元素を記号Ｍで表すと、アルカリ土類金属成分は、化学式ＭＯで表される酸化物であることが好ましい。特に、ＣａＯ、ＳｒＯ、および、ＢａＯから選択される１種以上が、アルカリ土類金属成分として、ガラス３１ａに含まれることが好ましい。

その他成分の含有率は、特に限定されない。たとえば、基材３１におけるアルカリ土類金属成分の含有率は、基材１００ｗｔ％に対して、１ｗｔ％以上、５０ｗｔ％以下とすることができ、５ｗｔ％以上、４５ｗｔ％以下であることがより好ましい。また、基材３１におけるＢ_２Ｏ_３の含有率は、基材１００ｗｔ％に対して、０．１ｗｔ％～２０ｗｔ％とすることができる。

また、ガラス３１ａには、アルカリ金属成分が含まれていてもよい。ただし、アルカリ金属成分は、金属粒子３３の粒成長を助長する恐れがある。そのため、基材３１におけるアルカリ金属成分の含有率は、基材１００ｗｔ％に対して、２ｗｔ％以下であることが好ましく、アルカリ金属成分が実質的に含まれないことがより好ましい。「アルカリ金属成分が実質的に含まれない」とは、アルカリ金属成分の含有率が０．１ｗｔ％未満であることを意味する。なお、アルカリ金属とは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒの総称であり、本実施形態における「アルカリ金属成分」とは、アルカリ金属元素を含む化合物を意味する。通常、ガラスに含まれるアルカリ金属成分は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏなどである。

上述した基材成分の含有率は、たとえば、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）、電子線プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）、ＴＥＭの電子線回折、レーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析（ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ）、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）などの各種成分分析法を用いて解析することができる。

前述したように、基材３１には、ガラス３１ａに加えて、半導体化合物や誘電体化合物などの１種以上の非ガラス材料が含まれていてもよい。本実施形態では、特に、非ガラス材料として、ジルコニア（ＺｒＯ_２）粒子３１ｂが、基材３１に含まれていることが好ましい。この場合、ジルコニア粒子３１ｂの含有率は、放電誘発部１３の基材１００ｗｔ％に対して、０ｗｔ％～９０ｗｔ％とすることができ、１０ｗｔ％～８０ｗｔ％とすることが好ましく、１０ｗｔ％～６０ｗｔ％とすることがより好ましい。ジルコニア粒子３１ｂの平均粒径（Ｄ５０）は、特に限定されず、たとえば、２μｍ以下であることが好ましい。

なお、基材中のジルコニア粒子３１ｂは、たとえば、ＥＤＸまたはＥＰＭＡを用いたマッピング分析により識別することができる。ジルコニア粒子３１ｂの平均粒径は、上記方法で識別した粒子の円相当径を計測することで算出すればよい。

第１外部電極６および第２外部電極８は、いずれも、焼付電極層や、樹脂電極層、メッキ電極層などを含むことができ、単一の電極層で構成してあってもよいし、複数の電極層を積層して構成してあってもよい。一般的には、素体１０と接する下地電極として焼付電極層または樹脂電極層を形成し、その下地電極の表面に単層または複数層のメッキ電極層を形成する。

焼付電極層を形成する場合、当該焼付電極層には、導電材として、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、または、これら金属元素のうち少なくとも１種以上を含む合金が含まれる。その他、ガラスフリットや酸化物粒子が含まれていてもよい。樹脂電極層を形成する場合、樹脂電極層には、上記焼付電極層と同様の導電材が含まれ、その他、熱硬化性樹脂が含まれる。メッキ電極層を形成する場合は、過渡電圧保護部品２の実装方法や使用環境を考慮して、メッキ電極層の種類および積層数を決定すればよい。たとえば、メッキ電極層として、Ｎｉメッキ／Ｓｎメッキの組合せ、Ｃｕメッキ／Ｎｉメッキ／Ｓｎメッキの組合せ、Ｎｉメッキ／Ｐｄメッキ／Ａｕメッキの組合せ、Ｎｉメッキ／Ｐｄメッキ／Ａｇメッキの組合せ、Ｎｉメッキ／Ａｇメッキの組合せ、などを採用することができる。

次に、図４および図５に基づいて、過渡電圧保護部品２の製造方法の一例について説明する。

まず、絶縁体層１１の構成成分を含む絶縁体層用スラリーを調合する。具体的に、絶縁体層用スラリーは、無機化合物やガラスフリットなどの原料粉末を、有機溶媒と有機バインダとを含む有機ビヒクルに加えて混練することで、得られる。その後、ドクターブレード法などにより、当該スラリーを、ＰＥＴフィルム上に塗布し、適宜乾燥させることで、複数のグリーンシートを得る。本実施形態では、放電部用パターンを印刷するシートを、第１グリーンシート１１０と称し、放電部用パターンを印刷しないシートを、第２グリーンシート１１１と称する。

次に、放電誘発部用スラリーを用いて、第１グリーンシート１１０の上に、図４に示すような放電誘発部パターン１３０を形成する。ここで、放電誘発部用スラリーは、ガラス３１ａの原料であるガラスフリットと、半導体粉末やジルコニア粉末などの非ガラス系セラミック粉末と、金属粉末と、有機ビヒクルと、を混錬することで得られる。また、放電誘発部パターン１３０は、スクリーン印刷などの各種印刷法、転写法、または塗布法などにより、形成すればよい。

次に、放電電極用ペーストを用いて、第１グリーンシート１１０の上に、図４に示すような導体パターン１６８を形成する。放電電極用ペーストは、放電電極１６，１８の原料である導電性粉末と、有機ビヒクルとを混錬することで得られる。導体パターン１６８は、第１グリーンシート１１０の表面と放電誘発部パターン１３０の表面とに跨るようにＸ軸方向に沿って形成する。また、導体パターン１６８は、放電誘発部パターン１３０の表面上において、所定幅のスリットＳを有している。このスリットＳは、導体パターン１６８が印刷されていない途切れ部分であり、焼成後にギャップＧとなる。導体パターン１６８についても、放電誘発部パターン１３０と同様の方法で形成することができる。

次に、空洞用ラッカーを用いて、放電誘発部パターン１３０および導体パターン１６８が印刷してある第１グリーンシートの上に、空洞用パターン１５０を形成する。空洞用ラッカーには、焼成時に消失する有機溶剤および有機バインダが含まれており、空洞用パターン１５０は、放電電極の対向部分に内部空間を形成するために用いられる。空洞用パターン１５０は、図４に示すように、対向部１６ｂ，１８ｂとなる導体パターン１６８の一部と、放電誘発部パターン１３０と、を覆うように形成することが好ましい。上記の工程により、放電誘発部パターン１３０、導体パターン１６８、および、空洞用パターン１５０を含む放電部用パターンが印刷された第１グリーンシート１１０が得られる。

次に、放電部用パターンを有する第１グリーンシート１１０と、複数の第２グリーンシート１１１とを積層し、積層方向にプレスすることでグリーンチップ１００を得る。この際、第１グリーンシート１１０は、図５に示すように第２グリーンシート１１１の間に積層する。第２グリーンシート１１１の積層数は、特に限定されず、第１グリーンシート１１０の上方と下方とで、第２グリーンシート１１１の積層数が異なっていてもよい。

なお、図４および図５では、説明を簡略化するために、単一のグリーンチップを形成する過程を図示している。ただし、実際の製造工程では、通常、素体１０よりもＸ－Ｙ平面方向の寸法が大きいグリーンシートを準備し、当該グリーンシートの表面上に複数の放電部用パターンを連続して印刷する。そして、当該グリーンシートを用いてマザー積層体を形成し、このマザー積層体を所定間隔で切断することで複数のグリーンチップを得る。

次に、上記工程で得られたグリーンチップ１００に対して、焼成処理を施し、素体１０を得る。焼成処理の条件は、特に限定されないが、たとえば、保持温度を７００℃～９５０℃とすることができ、７００℃～８５０℃の低温に設定することも可能である。また、焼成時の温度保持時間は０．１～３時間とすることができ、焼成雰囲気は、大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、もしくは還元雰囲気とすることができる。この焼成処理の過程で、空洞用パターン１５０が消失し、空洞用パターン１５０の積層箇所に空洞部１５が形成される。なお、焼成処理の前に、適宜、脱バインダ処理を実施してもよく、還元雰囲気で焼成した場合には、焼成後に再酸化処理を実施してもよい。

次に、上記工程で得られた素体１０の表面に一対の外部電極６，８を形成する。外部電極６，８の形成方法は、特に限定されない。たとえば、外部電極６，８として焼付電極層を形成する場合には、ガラスフリットを含む導電性ペーストを素体１０の端面に塗布した後、素体１０を所定の条件（たとえば大気中で６００～８００℃で１～５時間）で熱処理すればよい。また、外部電極６，８として樹脂電極を形成する場合には、熱硬化性樹脂を含む導電性ペーストを素体１０の端面に塗布し、その後、素体１０を熱硬化性樹脂が硬化する温度で加熱すればよい。さらに、上記の方法で焼付電極や樹脂電極を形成した後、スパッタリング、蒸着、電解メッキ、もしくは無電解メッキなどを施し、多層構造を有する外部電極６，８を形成してもよい。

以上の製造過程により、図１に示す過渡電圧保護部品２が得られる。

（実施形態のまとめ）
本実施形態に係る過渡電圧保護部品２では、放電誘発部１３の基材３１が、ＳｉＯ_２、および、ＺｎＯを含むガラス３１ａを有している。

ガラス成分を含む放電誘発部は、従来から知られている。ただし、本分野における従来のガラスを用いると、高温焼成の過程で金属粒子が過剰に粒成長し、放電誘発部を介して一対の放電電極がショートし易くなる。一方、ショート不良を抑制するために８５０℃未満の低温で焼成すると、放電誘発部の緻密性を確保できず、ＥＳＤ耐量が低下してしまう。

本発明者らは、鋭意検討した結果、放電誘発部１３のガラス３１ａがＳｉＯ_２に加えてＺｎＯを含むことで、低温焼成でも放電誘発部１３の緻密性を確保できることを見出した。その結果、本実施形態の過渡電圧保護部品２では、低温焼成でショート不良を抑制しつつ、高いＥＳＤ耐量が得られる。

特に、ガラス３１ａの組成を、所定の範囲に制御することで、放電誘発部１３の緻密性をより向上させることができ、ＥＳＤ耐量がさらに高くなる。具体的に、基材３１におけるＺｎＯの含有率は、基材１００ｗｔ％に対して、０．０５ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下である。また、基材３１のＳｉ／Ｚｎ比が、３以上である。アルカリ金属成分については、金属粒子３３の粒成長を助長する傾向があるため、基材３１におけるアルカリ金属成分の含有率は、２ｗｔ％以下であることが好ましく、アルカリ金属成分が実質的に含まれないことがより好ましい。

本実施形態の放電誘発部１３は、ガラス３１ａに加えて、ジルコニア粒子３１ｂを含む。非ガラス材料のジルコニア粒子３１ｂが、放電誘発部１３の基材３１に含まれることで、金属粒子３３の分散性を高めることができ、ＥＳＤ耐量をさらに向上させることができる。また、ジルコニア粒子３１ｂにより、絶縁体層１１に対する放電誘発部１３の密着性を高めることができる。

（変形例）
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

たとえば、一対の放電電極１６，１８は、Ｙ軸方向で対向していてもよい。図６Ａに示す過渡電圧保護部品２ａでは、第１放電電極１６のＹ軸方向に沿った側縁１６ｃと、第２放電電極１８のＹ軸方向に沿った側縁１８ｃとが、ギャップＧを介して対向している。つまり、素体中央側に向いている側縁１６ｃ，１８ｃが対向部であり、放電は側縁１６ｃと側縁１８ｃとの間で発生する。

一対の放電電極１６，１８、放電誘発部１３、および空洞部１５を、放電ユニットとすると、素体１０には、放電ユニットが複数含まれていてもよい。また、過渡電圧保護部品が空洞部１５を有していなくともよく、一対の放電電極のギャップ間に放電誘発部１３が充填してあってもよい。

素体１０には、図６Ｂに示すように、コイル４０が含まれていてもよい。さらに、素体１０には、コンデンサユニットが含まれていてもよい。コンデンサユニットは、絶縁体層１１の層間に内部電極層を積層することで構成できる。

以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されない。なお、表１～３において、※印を付した試料は、本発明の範囲外である。

（実験１）
実験１では、所定の組成を有するガラスを用いて、試料１～１２に係る過渡電圧保護部品を製造した。ガラス組成以外の製造条件は、試料１～１２で共通とした。以下、実験１における過渡電圧保護部品２の製造方法について説明する。

まず、絶縁体層用スラリーと、放電誘発部用スラリーと、放電電極用ペーストと、空洞用ラッカーと、を準備した。絶縁体層用スラリーには、有機ビヒクルと共に、絶縁体層の原料粉末としてガラス、ジルコニアを添加した。放電誘発部用スラリーには、有機ビヒクルと、所定の組成を有するガラスフリットと、０．５μｍの平均粒径（Ｄ５０）を有するＰｄ粉末と、を添加した。この放電誘発部用スラリーにおいて、ガラスフリットとＰｄ粉末との配合比は、実験１の全ての試料１～１２において同じとした。放電電極用ペーストには、有機ビヒクルと、導電性粉末であるＰｄ粉末とを添加した。

次に、上記の絶縁体層用スラリーを用いて、グリーンシートを作製した。そして、放電誘発部用スラリー、放電電極用ペースト、および空洞用ラッカーを、記載の順番にグリーンシートの上に塗布し、放電部用パターンを形成した。

次に、放電部用パターンを印刷したグリーンシートと、放電部用パターンを有していないグリーンシートと、を所定の順番に積層し、積層方向でプレスすることでマザー積層体を得た。その後、マザー積層体を切断することで、各試料につき複数のグリーンチップを得た。

次に、グリーンチップを、大気雰囲気中において０．５時間、焼成することで、焼結体である素体を得た。試料１～３では、焼成温度を７５０℃としたサンプルと、８５０℃としたサンプルとを作製し、試料４～１２では、焼成温度をいずれも７５０℃とした。焼成処理の後、Ａｇを含む導電性ペーストを素体の外面に塗布し、素体を７００℃で１時間、加熱することで、Ａｇを含む焼付電極を形成した。以上の工程により、図１～図２Ｂに示す構造を有する過渡電圧保護部品を得た。

なお、素体の寸法は、Ｘ軸方向の幅１ｍｍ、Ｙ軸方向の幅０．５ｍｍ、Ｚ軸方向の高さ０．５ｍｍであり、放電誘発部の平均厚みは５μｍ、放電電極の平均厚みは５μｍ、放電電極間の対向間隔であるギャップＧの幅は５０μｍであった。

実験１では、上記の製造工程で得られた過渡電圧保護部品に対して、以下に示す評価を実施した。

（放電誘発部の解析）
過渡電圧保護部品の断面を、ＳＥＭを用いて観察し、放電誘発部に含まれる金属粒子の平均粒径（Ｄ５０）および含有率を測定した。いずれの試料においても、金属粒子の平均粒径が０．１μｍ～２．０μｍの範囲内であり、放電誘発部における金属粒子の含有率が、１５～２５ｖｏｌ％の範囲内であることが確認できた。また、放電誘発部に含まれる基材の成分を、分析した。

（気孔率）
放電誘発部の緻密性を評価するために、気孔率を測定した。具体的に、各実施例の製造で使用した放電誘発部用スラリーを、グリーンチップの焼成と同じ条件で焼成して、放電誘発部の板状試料（１０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍ）を作製した。そして、当該板状試料の気孔率を、アルキメデス法により測定した。当該測定は、各実施例につき、それぞれ、５個の板状試料に対して実施し、その平均値を放電誘発部の気孔率として算出した。放電誘発部の気孔率は、７５０℃の低温焼成で製造した場合において８％以下合格とし、４％以下を良好と判断した。

（ＥＳＤ耐量）
各試料のＥＳＤ耐量を、ＩＥＣ６１０００－４－２に定められている静電気放電イミュニティ試験によって測定した。ＥＳＤ耐量は、７５０℃の低温焼成で製造した場合において、１０ｋＶ以上を合格とし、１６ｋＶ以上を良好と判断した。

実験１の各試料の評価結果を、表１に示す。

表１に示すように、ＺｎＯを含まない試料１では、７５０℃の低温焼成で製造すると、放電誘発部の気孔率が高く、ＥＳＤ耐量の合否基準を満足できなかった。一方、試料２～１２では、７５０℃の低温焼成で製造した場合であっても、試料１よりも低い気孔率と、高いＥＳＤ耐量とが得られた。この結果から、放電誘発部のガラスが、ＳｉＯ_２、および、ＺｎＯを含むことで、低温焼成で製造したとしても、放電誘発部の緻密性を向上でき、高いＥＳＤ耐量が得られることがわかった。

また、試料３～７では、ＺｎＯの含有率が低い試料２よりも、気孔率が低く、かつ、ＥＳＤ耐量が高い結果となった。また、試料３～７では、ＺｎＯの含有率が高い試料８よりも、高いＥＳＤ耐量が得られた。なお、試料３～７では、高温焼成した試料１のサンプル（試料１－２）よりも気孔率およびＥＳＤ耐量が良好であった。この結果から、ＺｎＯの含有率は、基材１００ｗｔ％に対して、０．０５ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下であることが好ましいことがわかった。また、基材のＳｉ／Ｚｎ比は、３以上であることが好ましいことがわかった。

さらに、試料９～１２の結果から、ガラスに含まれるアルカリ土類金属成分は、１種類でも、複数種類でもよいことがわかった。

（実験２）
実験２では、放電誘発部にガラスとジルコニアを添加して、試料２１～２３に係る過渡電圧保護部品を製造した。実験２における実験条件は、放電誘発部における基材の組成を除いて、実験１と同様であり、実験２の試料２１～２３についても、実験１と同じ評価を実施した。実験２の評価結果を、表２に示す。

表２に示す結果から、所定のガラス成分に加えて、ジルコニアを放電誘発部に添加しても、放電誘発部の緻密性を向上でき、高いＥＳＤ耐量が得られることがわかった。また、ＺｒＯ_２の含有率は、６０ｗｔ％以下であることが好ましいことがわかった。

（実験３）
実験３では、ＳｉＯ_２、および、ＺｎＯに加えて、所定の成分を含むガラスを使用して、試料３１～３３に係る過渡電圧保護部品を製造した。具体的に、試料３１および３２のガラスには、アルカリ金属成分としてＮａ_２Ｏが含まれ、試料３３のガラスには、Ｂ_２Ｏ_３が含まれていた。実験３における実験条件は、ガラスの組成を除いて、実験１と同様であり、実験３の試料３１～３３についても、実験１と同じ評価を実施した。実験３の評価結果を、表３に示す。

表３に示す試料３１の結果から、アルカリ金属成分がガラスに含まれると、金属粒子の粒成長が起きやすくなり、ＥＳＤ耐量が低下することがわかった。これに対して、試料３２の結果から、アルカリ金属成分の含有率が、基材１００ｗｔ％に対して２ｗｔ％以下であれば、ＥＳＤ耐量の低下を抑制できることがわかった。

また、試料３３の結果から、ＳｉＯ_２とＺｎＯに加えてＢ_２Ｏ_３を含むガラスを使用した場合でも、放電誘発部の緻密性を確保でき、高いＥＳＤ耐量が得られることがわかった。

２，２ａ，２ｂ … 過渡電圧保護部品
１０ … 素体
１０ａ … 端面
１０ｂ … 側面
１０ｃ … 主面
１１ … 絶縁体層
１３ … 放電誘発部
３１ … 基材
３１ａ … ガラス
３１ｂ … ジルコニア粒子
３３ … 金属粒子
１５ … 空洞部
１６ … 第１放電電極
１６ａ … 引出部
１６ｂ … 対向部
１８ … 第２放電電極
１８ａ … 引出部
１８ａ … 対向部
６ … 第１外部電極
８ … 第２外部電極
１００ … グリーンチップ
１１０ … 第１グリーンシート
１３０ … 放電誘発部用パターン
１５０ … 空洞用パターン
１６８ … 導体パターン
１１１ … 第２グリーンシート

Claims (6)

1. ギャップを介して互いに対向している一対の放電電極と、
   一対の前記放電電極に近接する放電誘発部と、を有し、
   前記放電誘発部は、ガラスを含む基材と、前記基材中に分散した複数の金属粒子と、を有し、
   前記ガラスは、ＳｉＯ_２、および、ＺｎＯを含む過渡電圧保護部品。
2. 前記ガラスは、アルカリ土類金属成分、または／および、Ｂ_２Ｏ_３を含む請求項１に記載の過渡電圧保護部品。
3. 前記基材は、ジルコニアを含む請求項１または２に記載の過渡電圧保護部品。
4. 前記基材におけるＺｎＯの含有率は、前記基材１００ｗｔ％に対して、０．０５ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下である請求項１～３のいずれかに記載の過渡電圧保護部品。
5. 前記基材におけるＳｉ／Ｚｎ比が、３以上である請求項１～４のいずれかに記載の過渡電圧保護部品。
6. 前記基材におけるアルカリ金属成分の含有率が、前記基材１００ｗｔ％に対して２ｗｔ％以下である請求項１～５のいずれかに記載の過渡電圧保護部品。

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