JP4888225B2 - バリスタ及び発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、バリスタ及びこれを備えた発光装置に関する。

バリスタとして、電圧非直線特性を発現するバリスタ素体と、当該バリスタ素体の一部を挟んでバリスタ素体の内部に配置される一対の内部電極とを有する素体と、この素体の外表面に形成され、対応する内部電極にそれぞれ接続される一対の端子電極と、を備えたものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−２４６２０７号公報

ところで、バリスタは、半導体発光素子やＦＥＴ(Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ)等の電子素子に並列接続されることにより、電子素子をＥＳＤ（Electrostatic Discharge：静電気放電）サージから保護することができる。この電子素子は、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、発生した熱を効率良く放熱させる必要がある。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、熱を効率良く放熱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。

本発明者らは、金属をバリスタ素体に接触するように設けて、バリスタに伝えられた熱を金属から放熱することにより、バリスタから熱を効率良く放熱できると考えた。しかしながら、金属とバリスタ素体の外側の一面とを接触させた場合、両者間の接合強度が弱く、バリスタ素体と金属とが剥離する場合がある。この場合、金属部からバリスタに伝えられた熱を効率良く放熱することができない。そこで、この問題を解決するために、発明者らは、金属とバリスタ素体との間の接合強度を強化したバリスタ及び発光装置を発明した。

本発明に係るバリスタは、電圧非直線特性を発現するバリスタ素体と、当該バリスタ素体を挟んで少なくとも一部が互いに対向するように配置された内部電極とを有するバリスタ部と、内部電極に接続され、外部素子の接続端となる外部電極と、バリスタ部に接触するように配置された放熱部と、を備え、バリスタ素体は、ＺｎＯを主成分とし、放熱部は、金属及び金属酸化物の複合材料からなることを特徴としている。

このバリスタでは、放熱部がＺｎＯを主成分とするバリスタ素体と同様に、金属酸化物を含んでいる。バリスタ素体と放熱部との構成成分が共通化されることにより、焼成等の際にバリスタ部と放熱部との間にクラックが入ることが抑制され、バリスタ部と放熱部との接合強度が十分に確保される。これにより、外部電極を介して外部素子からバリスタ部に伝わった熱は、放熱部の金属によって効率良く放熱される。

また、金属は、放熱部におけるバリスタ部に接触している面からバリスタ部に接触していない面に渡って導通していることが好ましい。この場合、放熱部による放熱の効率が一層高いものとなる。

また、金属酸化物は、ＺｎＯを含んでいることが好ましい。この場合、焼成等の際にバリスタ部と放熱部との間にクラックが入ることが一層確実に抑制され、バリスタ部と放熱部との接合強度が十分に確保される。

また、金属酸化物は、金属コーティングされたＡｌ_２Ｏ_３を含んでいることが好ましい。この場合、放熱部において、金属による放熱経路が容易に形成され、放熱の効率を高めることが可能となる。

また、金属は、Ａｇを主成分とすることが好ましい。Ａｇは、バリスタ素体の主成分であるＺｎＯの粒界に拡散するので、バリスタ部と放熱部との接合強度がより高められる。

また、バリスタ部と前記放熱部とは、同時焼成によって形成されていることが好ましい。この場合、製造工程を簡略化できる。

また、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た発光装置であって、バリスタは、電圧非直線特性を発現するバリスタ素体と、当該バリスタ素体を挟んで少なくとも一部が互いに対向するように配置された内部電極とを有するバリスタ部と、内部電極に接続され、半導体発光素子の接続端となる外部電極と、バリスタ部に接触するように配置された放熱部と、を備え、バリスタ素体は、ＺｎＯを主成分とし、放熱部は、金属及び金属酸化物の複合材料からなることを特徴としている。

この発光装置では、放熱部がＺｎＯを主成分とするバリスタ素体と同様に、金属酸化物を含んでいる。バリスタ素体と放熱部との構成成分が共通化されることにより、焼成等の際にバリスタ部と放熱部との間にクラックが入ることが抑制され、バリスタ部と放熱部との接合強度が十分に確保される。これにより、外部電極を介して半導体発光素子からバリスタ部に伝わった熱は、放熱部の金属によって効率良く放熱される。

本発明に係るバリスタは、電圧非直線特性を発現するバリスタ素体と、当該バリスタ素体を挟んで少なくとも一部が互いに対向するように配置された内部電極とを有するバリスタ部と、内部電極に接続され、外部素子の接続端となる外部電極と、バリスタ部に対して熱的に接続された放熱部と、を備え、バリスタ素体は、半導体セラミックスを主成分とし、放熱部は、金属及び金属酸化物の複合材料からなることを特徴としている。

また、本発明に係るバリスタは、電圧非直線特性を発現するバリスタ素体、当該バリスタ素体の内部に配置される電極部、及びバリスタ素体の表面に配置され、少なくとも一部が電極部と互いに対向する電極部を有するバリスタ部と、バリスタ部に対して熱的に接続された放熱部と、を備え、バリスタ素体は、半導体セラミックスを主成分とし、放熱部は、金属及び金属酸化物の複合材料からなることを特徴としている。

このバリスタでは、放熱部が半導体セラミックスを主成分とするバリスタ素体と同様に、金属酸化物を含んでいる。バリスタ素体と放熱部との構成成分が共通化されることにより、焼成等の際にバリスタ部と放熱部との間にクラックが入ることが抑制され、バリスタ部と放熱部との接合強度が十分に確保される。これにより、外部素子からバリスタ部に伝わった熱は、放熱部の金属によって効率良く放熱される。

本発明に係るバリスタ及び発光装置によれば、熱を効率良く放熱することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係るバリスタ及び発光装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るバリスタの概略斜視図である。また、図２は、その概略断面図である。図１及び図２に示すように、バリスタＶ１は、バリスタ部１１と、一対の外部電極１２，１３と、放熱部１４とを備え、略直方体形状をなしている。

バリスタ部１１は、バリスタ素体１５と、第１内部電極１６と、第２内部電極１７と、第３の内部電極１８とを備えている。バリスタ素体１５は、略直方体形状をなし、互いに対向する面１５ａ及び面１５ｂと、面１５ａ及び面１５ｂと垂直で互いに対向する面１５ｃ及び面１５ｄと、面１５ｃ及び面１５ｄと隣り合い互いに対向する２つの面とを有している。

このバリスタ素体１５は、複数のバリスタ層が積層して形成された積層体である。各バリスタ層は、電圧非直線特性を発現する部分であり、ＺｎＯを主成分とし、副成分としてＰｒ又はＢｉを含んでいる。これらの副成分は、金属単体又は酸化物としてバリスタ層に存在する。なお、実際のバリスタＶ１では、複数のバリスタ層の間の境界が視認できない程度に一体化されている。

第１内部電極１６及び第２内部電極１７は、バリスタ素体１５の面１５ａに配置されている。第１内部電極１６及び第２内部電極１７は、面１５ａに垂直な方向から見て長方形状をなし、互いに間隔をあけて対称的に配置されている。第１内部電極１６は、バリスタ素体１５の面１５ｃ、及び面１５ｃと隣り合う２つの側面には露出せず、面１５ａの縁から所定の距離だけ内側の位置まで伸びている。同様に、第２内部電極１７は、バリスタ素体１５の面１５ｄ、及び面１５ｄと隣り合う２つの側面には露出せず、面１５ａの縁から所定の距離だけ内側の位置まで伸びている。

また、第１内部電極１６及び第２内部電極１７は、ガラスを主成分とするグレーズ１９によって覆われており、互いに電気的に絶縁されている。グレーズ１９には、第１内部電極１６及び第２内部電極１７に対応する位置に開口部１９ａ，１９ｂが形成されている。これにより、第１内部電極１６及び第２内部電極１７の表面の一部は、グレーズ１９から露出した状態となっている。

第３内部電極１８は、複数層のバリスタ層を挟んで第１内部電極１６及び第２内部電極１７のそれぞれと互いに対向するように、バリスタ素体１５内の略中央部分に配置されている。第３内部電極１８は、第１内部電極１６及び第２内部電極とは、互いに電気的に絶縁されている。

外部電極１２，１３は、第１内部電極１６及び第２内部電極１７に対応するように、グレーズ１９の外表面において、互いに離間して対称的に形成されている。外部電極１２，１３は、グレーズ１９の開口部１９ａ，１９ｂの内部にも伸びており、グレーズ１９から露出する第１内部電極１６及び第２内部電極１７に接触している。これにより、外部電極１２は、第１内部電極１６と電気的かつ物理的に接続され、外部電極１３は、第２内部電極１７と電気的かつ物理的に接続されている。この外部電極１２，１３は、半導体発光素子６１（図７参照）のような外部素子の接続端として機能する。

放熱部１４は、バリスタ素体１５と同様に略直方体形状をなし、互いに対向する面１４ａ及び面１４ｂと、面１４ａ及び面１４ｂと垂直で互いに対向する面１４ｃ及び面１４ｄと、面１４ｃ及び面１４ｄと隣り合い互いに対向する２つの面とを有している。放熱部１４の面１４ａは、バリスタ素体１５の面１５ｂに接合されている。

放熱部１４は、金属と金属酸化物の複合材料によって形成されている。ここでいう金属としては、例えばＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｄ等を用いることができるが、熱伝導率の面からＡｇを用いることが好ましい。また、金属酸化物としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、及びＺｒＯ_２が用いられる。Ａｌ_２Ｏ_３は、当該金属酸化物の粒子を例えば無電解めっきでＡｇコーティングしたものを用いる。なお、金属酸化物は、必ずしも上述したＡｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、及びＺｒＯ_２の全てを含ませる必要はなく、少なくとも一種以上含ませるようにしてもよい。

このような放熱部１４は、面１４ａがバリスタ素体１５の面１５ｂに接触した状態で、バリスタ部１１と同時に焼成することによって形成される。放熱部１４の内部は、金属であるＡｇによって、バリスタ部１１に接触している面１４ａからバリスタ部１１に接触していない面１４ｂ，面１４ｃ，面１４ｄに渡って導通している。この導通経路は、ＡｇコーティングされたＡｌ_２Ｏ_３によって、一層確実に確立されている。

続いて、上述したバリスタＶ１の製造過程について説明する。

まず、バリスタ素体１５の主成分であるＺｎＯと、副成分であるＰｒ又はＢｉの金属とを所定の割合で混合してバリスタ材料を調整する。次に、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てスラリーを得る。

このスラリーをフィルム上に塗布した後、乾燥してグリーンシートを得る。次に、グリーンシートに、第１内部電極１６〜第３内部電極１８に対応する電極部分を形成する。これらの電極部分は、Ａｇ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バリスタ素体上に印刷し、乾燥させることにより形成する。

次に、電極部分が形成されたグリーンシートと、電極部分が形成されていないグリーンシートとを所定の順序で重ねてシート積層体を形成する。そして、得られたシート積層体をチップ単位に切断し、バリスタ部１１に対応するグリーン体を得る。その後、グリーン体に、例えば１８０℃〜４００℃の温度で、０．５時間〜２４時間程度の加熱処理を実施することにより、脱バインダ処理を行う。

次に、Ａｇ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、及びＺｒＯ_２の複合材料からなる放熱部１４を用意する。そして、放熱部１４の面ａに、上述したグリーン体を重ね合わせ、これを空気中又はＯ_２雰囲気下で８００℃以上の温度にて同時に焼成する。これにより、バリスタ部１１と放熱部１４との接合体が形成される。接合体を得た後、第１内部電極１６及び第２内部電極１７を覆うようにグレーズ１９を印刷し、さらに、グレーズ１９の開口部１９ａ，１９ｂを塞ぐように、外部電極１２，１３に対応する電極部分を印刷する。

この電極部分は、Ａｕ粒子又はＡｇ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グレーズ１９上に印刷し、乾燥させることにより形成する。そして、これをＯ_２雰囲気下で８００℃以上の温度にて同時に焼成することにより、外部電極１２，１３が形成され、図１及び図２に示したバリスタＶ１が完成する。

このバリスタＶ１では、放熱部１４は、バリスタ素体１５の主成分であるＺｎＯと同じ成分を金属酸化物として含んでおり、バリスタ素体１５と放熱部１４との構成成分は共通化されている。また、焼成の際、放熱部１４に含まれるＡｇは、面１４ａと面１５ｂとの界面付近においてバリスタ素体１５の主成分であるＺｎＯの粒界に拡散する。これにより、バリスタ部１１と放熱部１４とが強固に接合される。

このため、バリスタＶ１では、焼成時（或いは脱バインダ時）にバリスタ部１１と放熱部１４との間にクラックが発生することは殆どなく、バリスタ部１１と放熱部１４との接合強度が十分に確保される。したがって、外部電極１２，１３を介して外部素子からバリスタ部１１に伝わった熱は、Ａｇ粒子及びＡｌ_２Ｏ_３のコーティング部分によって放熱部１４における面１４ａから面１４ｂ，面１４ｃ，面１４ｄに渡って形成される導通経路を伝って効率良く放熱される。

また、バリスタＶ１では、バリスタ部１１と放熱部１４とを同時焼成している。このことは、製造工程の簡略化を実現し、バリスタＶ１の製造効率の向上及び低コスト化に寄与する。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るバリスタについて説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係るバリスタを示す概略断面図である。図３に示すバリスタＶ２は、内部電極の構成において第１実施形態に係るバリスタＶ２と異なっている。

すなわち、バリスタＶ２は、第３内部電極１８（図２参照）を備えておらず、これに代えて、一端側同士が互いに対向するようにバリスタ素体１５内に配置された第１内部電極２１及び第２内部電極２２とを有している。そして、第１内部電極２１及び第２内部電極２２は、貫通導体２３によって外部電極１２，１３にそれぞれ接続されている。

このバリスタＶ２においても、バリスタ素体１５は、ＺｎＯを主成分としており、放熱部１４は、金属であるＡｇと、バリスタ素体１５の主成分であるＺｎＯを含む金属酸化物との複合材料によって形成されている。したがって、第１実施形態と同様に、バリスタ部１１と放熱部１４との接合強度が十分に確保され、外部電極１２，１３を介して外部素子からバリスタ部１１に伝わった熱は、放熱部１４における面１４ａから面１４ｂ，面１４ｃ，面１４ｄに渡って形成される導通経路を伝って効率良く放熱される。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係るバリスタについて説明する。図４は、本発明の第３実施形態に係るバリスタを示す概略断面図である。図４に示すバリスタＶ３は、放熱部１４において、バリスタ部１１と接触していない面１４ｂ側にもグレーズ３１を形成している点で第２実施形態に係るバリスタＶ２と更に異なっている。

このバリスタＶ３においても、バリスタ素体１５は、ＺｎＯを主成分としており、放熱部１４は、金属であるＡｇと、バリスタ素体１５の主成分であるＺｎＯを含む金属酸化物との複合材料によって形成されている。したがって、バリスタ部１１と放熱部１４との接合強度が十分に確保され、外部電極１２，１３を介して外部素子からバリスタ部１１に伝わった熱は、放熱部１４における面１４ａから面１４ｂ，面１４ｃ，面１４ｄに渡って形成される導通経路を伝って効率良く放熱される。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係るバリスタについて説明する。図５は、本発明の第４実施形態に係るバリスタを示す概略断面図である。図５に示すバリスタＶ４は、バリスタ部１１と接触していない面１４ｂ側に形成したグレーズ２１の外表面に更なる外部電極４１，４２を形成している点で第３実施形態に係るバリスタＶ３と更に異なっている。

バリスタＶ４では、バリスタ部１１側に形成された一方の外部電極１２と、第１内部電極２１と、放熱部１４側に形成された一方の外部電極４１とが貫通電極４３によって接続され、さらに、バリスタ部１１側に形成された他方の外部電極１３と、第２内部電極２２と、放熱部１４側に形成された他方の外部電極４２とが貫通電極４４によって接続されている。また、放熱部１４を通る貫通電極４３，４４の周りには、電気絶縁性を有する層４５がそれぞれ形成されている。

このバリスタＶ４においても、バリスタ素体１５は、ＺｎＯを主成分としており、放熱部１４は、金属であるＡｇと、バリスタ素体１５の主成分であるＺｎＯを含む金属酸化物との複合材料によって形成されている。したがって、バリスタ部１１と放熱部１４との接合強度が十分に確保され、外部電極１２，１３を介して外部素子からバリスタ部１１に伝わった熱は、放熱部１４における面１４ａから面１４ｃ，面１４ｄに渡って形成される導通経路を伝って効率良く放熱される。

なお、バリスタＶ４では、バリスタ部１１側に形成された外部電極１２，１３を外部素子の接続端としてもよいし、放熱部１４側に形成された外部電極４１，４２を外部素子の接続端としてもよい。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に係るバリスタについて説明する。図６は、本発明の第５実施形態に係るバリスタを示す概略斜視図である。図６に示すバリスタＶ５は、バリスタ部５０の構成が上記各実施形態と異なっている。すなわち、バリスタＶ５は、バリスタ素体５１内に、第１内部電極５２及び第２内部電極５３と、第１放熱部５４及び第２放熱部５５とを備えている。また、バリスタ素体５１の一方の面５１ａに外部電極５６，５７を備えている。

第１内部電極５２及び第２内部電極５３は、平板部５２ａ，５３ａと、平板部５２ａ，５３ａの一方の端部からバリスタ素体５１の一方の面５１ａ及び他方の面５１ｂに向かって突出する接続片５２ｂ，５３ｂとをそれぞれ有している。第１内部電極５２及び第２内部電極５３は、接続片５２ｂ，５３ｂが互いに反対側に位置するように複数層のバリスタ層を挟んで配置され、平板部５２ａ，５３ａの大部分は、互いに対向した状態となっている。接続片５２ｂ，５３ｂの一方の先端部分は、バリスタ素体５１の面５１ａに露出するように引き出され、他方の先端部分は、面５１ｂに露出するように引き出されている。

第１放熱部５４及び第２放熱部５５は、第１内部電極５２及び第２内部電極５３よりも肉厚の板状をなし、第１内部電極５２及び第２内部電極５３を挟むように略平行に配置されている。第１放熱部５４の幅方向の面５４ａ，５４ｂは、バリスタ素体５１における面５１ａ及び面５１ｂにそれぞれ露出し、長手方向の端面５４ｃ，５４ｄは、バリスタ素体５１において面５１ａ及び面５１ｂと垂直で互いに対向する面５１ｃ及び面５１ｄにそれぞれ露出している。

同様に、第２放熱部５５の幅方向の面５５ａ，５５ｂは、バリスタ素体５１における面５１ａ及び面５１ｂにそれぞれ露出し、長手方向の端面５５ｃ，５５ｄは、バリスタ素体５１において面５１ａ及び面５１ｂと垂直で互いに対向する面５１ｃ及び面５１ｄにそれぞれ露出している。

外部電極５６，５７は、第１内部電極５２、第２内部電極５３、第１放熱部５４、及び第２放熱部５５と交差するように、バリスタ素体５１の面５１ａにおいて、面５１ｃ側の縁部及び面５１ｄ側の縁部に沿ってそれぞれ形成されている。外部電極５６は、第２内部電極５３の接続片５３ｂ、第１放熱部５４、及び第２放熱部５５と電気的かつ物理的に接続され、外部電極５７は、第１内部電極５２の接続片５２ｂ、第１放熱部５４、及び第２放熱部５５と電気的かつ物理的に接続されている。

なお、バリスタ素体１５の面ａにおいて、外部電極１２，１３間には、例えば３行×４列のマトリクス状にパッド電極５８が配列されている。パッド電極５８のうち、外側の列（第１列及び第４列）に相当するパッド電極５８は、第１放熱部５４及び第２放熱部５５に接触している。

このバリスタＶ５においても、バリスタ素体５１は、ＺｎＯを主成分としており、第１放熱部５４及び第２放熱部は、金属であるＡｇと、バリスタ素体５１の主成分であるＺｎＯを含む金属酸化物との複合材料によって形成されている。したがって、バリスタ部５０と、第１放熱部５４及び第２放熱部５５との接合強度が十分に確保され、外部電極５６，５７及びパッド電極５８を介して外部素子からバリスタ部５０に伝わった熱は、第１放熱部５４における面５４ａから面５４ｂ，面５４ｃ，面５４ｄに渡って形成される導通経路、及び第２放熱部５５における面５５ａから面５５ｂ，面５５ｃ，面５５ｄに渡って形成される導通経路を伝って効率良く放熱される。

［発光装置］
続いて、本発明の一実施形態に係る発光装置について説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。図７に示す発光装置ＬＥは、例えば上述したバリスタＶ１と、当該バリスタＶ１と電気的に接続された半導体発光素子６１とを備えている。

半導体発光素子６１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６２と、当該基板６２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６２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６３と、発光層６４と、ｐ型（第２導電型）の半導体領域６５とを含んでいる。半導体発光素子６１は、ｎ型の半導体領域６３とｐ型の半導体領域６５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６３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６３は、基板６２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６３は、発光層６４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６３は、発光層６４に対して下部クラッドとしての役割を果たす。

発光層６４は、ｎ型の半導体領域６３上に形成され、ｎ型の半導体領域６３及びｐ型の半導体領域６５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６４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６４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６５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６５は、発光層６４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６５は、発光層６４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６５は、発光層６４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６３上には、カソード電極６６が形成されている。カソード電極６６は、導電性材料からなり、ｎ型の半導体領域６３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６５上には、アノード電極６７が形成されている。アノード電極６７は、導電性材料からなり、ｐ型の半導体領域６５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６６及びアノード電極６７には、バンプ電極６８が形成されている。

上述した構成の半導体発光素子６１では、アノード電極６７（バンプ電極６８）とカソード電極６６（バンプ電極６８）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６４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６１は、第１内部電極１２及び第２内部電極１３にバンプ接続されている。すなわち、カソード電極６６は、バンプ電極６８を介して第１内部電極１２に電気的且つ物理的に接続されている。アノード電極６７は、バンプ電極６８を介して第２内部電極１３に電気的且つ物理的に接続されている。これにより、バリスタＶ１が半導体発光素子６１に並列接続されることとなる。よって、バリスタＶ１により、半導体発光素子６１は、ＥＳＤサージから保護される。

上述したように、バリスタＶ１では、放熱部１４は、バリスタ素体１５の主成分であるＺｎＯと同じ成分を金属酸化物として含んでおり、バリスタ素体１５と放熱部１４との構成成分は共通化されている。また、焼成の際、放熱部１４に含まれるＡｇは、面１４ａと面１５ｂとの界面付近においてバリスタ素体１５の主成分であるＺｎＯの粒界に拡散する。これにより、バリスタ部１１と放熱部１４とが強固に接合される。

したがって、発光装置ＬＥにおいても、外部電極１２，１３を介して半導体発光素子６１からバリスタ部１１に伝わった熱は、Ａｇ粒子及びＡｌ_２Ｏ_３のコーティング部分によって放熱部１４における面１４ａから面１４ｂ，面１４ｃ，面１４ｄに渡って形成される導通経路を伝って効率良く放熱される。

［第６実施形態］
本発明の第６実施形態に係るバリスタについて説明する。図８は、本発明の第６実施形態に係るバリスタを示す概略断面図である。図８に示すバリスタＶ６は、第１内部電極、第２内部電極、及び第３内部電極がそれぞれ複数配置されている点で、第１実施形態に係るバリスタＶ１と異なっている。

すなわち、バリスタＶ６は、バリスタＶ１と同様にバリスタ素体１５の面１５ａにおいて互いに間隔をあけて対称的に配置された第１内部電極８１Ａ及び第２内部電極８２Ａを有すると共に、複数層のバリスタ層を挟んで第１内部電極８１Ａ及び第２内部電極８２Ａのそれぞれと互いに対向するように、バリスタ素体１５内の略中央部分に配置された第３内部電極８３Ａを有している。

また、バリスタ素体１５内において、第３内部電極８３Ａよりも放熱部１４側には、第１内部電極８１Ａ、第２内部電極８２Ａ、第３内部電極８３Ａと同様の位置関係をもって、第１内部電極８１Ｂ〜８１Ｄ、第１内部電極８２Ｂ〜８２Ｄ、第３電極８３Ｂ〜８３Ｃが配置されている。第１内部電極８１Ａ〜８１Ｄは、貫通電極８４によって互いに電気的に接続され、第２内部電極８２Ａ〜８２Ｄは、貫通電極８５によって互いに電気的に接続されている。

このバリスタＶ６においても、バリスタ素体１５は、ＺｎＯを主成分としており、放熱部１４は、金属であるＡｇと、バリスタ素体１５の主成分であるＺｎＯを含む金属酸化物との複合材料によって形成されている。したがって、バリスタ部１１と放熱部１４との接合強度が十分に確保され、外部電極１２，１３を介して外部素子からバリスタ部１１に伝わった熱は、放熱部１４における面１４ａから面１４ｃ，面１４ｄに渡って形成される導通経路を伝って効率良く放熱される。

［第７実施形態］
本発明の第７実施形態に係るバリスタについて説明する。図９は、本発明の第７実施形態に係るバリスタを示す概略断面図である。図９に示すバリスタＶ７は、第１内部電極及び第２内部電極がそれぞれ複数配置されている点で第２実施形態に係るバリスタＶ２と異なっている。

すなわち、バリスタＶ７は、バリスタＶ２と同様に第３内部電極１８（図２参照）を備えておらず、これに代えて、一端側同士が互いに対向するようにバリスタ素体１５内に配置された第１内部電極９１Ａ及び第２内部電極９２Ａとを有している。また、バリスタ素体１５内において、第１内部電極９１Ａよりも放熱部１４側には、第１内部電極９１Ａ及び第２内部電極９２Ａと同様の位置関係をもって、第１内部電極９１Ｂ，９１Ｃ及び第２内部電極９２Ｂ，９２Ｃが配置されている。そして、第１内部電極９１Ａ〜９１Ｃは、貫通電極９３によって外部電極１２に接続され、第２内部電極９２Ａ〜９２Ｃは、貫通電極９４によって外部電極１３に接続されている。

このバリスタＶ７においても、バリスタ素体１５は、ＺｎＯを主成分としており、放熱部１４は、金属であるＡｇと、バリスタ素体１５の主成分であるＺｎＯを含む金属酸化物との複合材料によって形成されている。したがって、バリスタ部１１と放熱部１４との接合強度が十分に確保され、外部電極１２，１３を介して外部素子からバリスタ部１１に伝わった熱は、放熱部１４における面１４ａから面１４ｂ，面１４ｃ，面１４ｄに渡って形成される導通経路を伝って効率良く放熱される。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。上記の各実施形態では、バリスタ素体１５の主成分である半導体セラミックスとしてＺｎＯを例示しているが、このような半導体セラミックスとしては、ＺｎＯの他、ＳｒＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３、ＳｉＣなどを用いてもよい。

また、バリスタ部１１と放熱部１４とは、接着によって接合されていてもよい。バリスタＶ１〜Ｖ７には、ＩｎＧａＮＡｓ系の半導体ＬＥＤなど、ＧａＮ系以外の窒化物系半導体ＬＥＤを接続してもよく、窒化物系以外の半導体ＬＥＤやＬＤなどを接続してもよい。ＬＥＤに限られず、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタなど、動作中に発熱する各種の電子素子を接続してもよい。

本発明の第１実施形態に係るバリスタを示す概略斜視図である。 図１に示したバリスタの概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係るバリスタを示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係るバリスタを示す概略断面図である。 本発明の第４実施形態に係るバリスタを示す概略断面図である。 本発明の第５実施形態に係るバリスタを示す概略斜視図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置を示す概略断面図である。 本発明の第６実施形態に係るバリスタを示す概略断面図である。 本発明の第７実施形態に係るバリスタを示す概略断面図である。

符号の説明

１１，５０…バリスタ部、１２，１３，４１，４２，５６，５７…外部電極、１４，５４，５５…放熱部、１４ａ，５４ａ，５５ａ…バリスタ部に接触している面、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ…バリスタ部に接触していない面、１５…バリスタ素体、１６，１７，１８，２１，２２，５２，５３，８１Ａ〜８１Ｄ，８２Ａ〜８２Ｄ，８３Ａ〜８３Ｃ，９１Ａ〜９１Ｃ，９２Ａ〜９２Ｃ…内部電極、６１…半導体発光素子、Ｖ１〜Ｖ７…バリスタ、ＬＥ…発光装置。

Claims (5)

1. 電圧非直線特性を発現するバリスタ素体と、当該バリスタ素体を挟んで少なくとも一部が互いに対向するように配置された内部電極とを有するバリスタ部と、
   前記内部電極に接続され、外部素子の接続端となる外部電極と、
   前記バリスタ部に対して熱的に接続された放熱部と、を備え、
   前記バリスタ素体は、ＺｎＯを主成分とし、
   前記放熱部は、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｄのいずれかの金属、及びＡｌ _２ Ｏ _３ 、ＺｎＯ、ＳｉＯ _２ 、ＺｒＯ _２ のうちの少なくとも一種の金属酸化物を含む複合材料を、前記バリスタ素体と同時に焼成することによって形成されていることを特徴とするバリスタ。
2. 電圧非直線特性を発現するバリスタ素体、当該バリスタ素体の内部に配置される電極部、及び前記バリスタ素体の表面に配置され、少なくとも一部が前記電極部と互いに対向する電極部を有するバリスタ部と、
   前記バリスタ部に対して熱的に接続された放熱部と、を備え、
   前記バリスタ素体は、ＺｎＯを主成分とし、
   前記放熱部は、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｄのいずれかの金属、及びＡｌ _２ Ｏ _３ 、ＺｎＯ、ＳｉＯ _２ 、ＺｒＯ _２ のうちの少なくとも一種の金属酸化物を含む複合材料を、前記バリスタ素体と同時に焼成することによって形成されていることを特徴とするバリスタ。
3. 前記金属は、前記放熱部における前記バリスタ部に接触している面から前記バリスタ部に接触していない面に渡って導通していることを特徴とする請求項１記載のバリスタ。
4. 前記金属酸化物は、金属コーティングされたＡｌ_２Ｏ_３を含んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のバリスタ。
5. 発光素子とバリスタとを備えた発光装置であって、
   前記バリスタは、
   電圧非直線特性を発現するバリスタ素体と、当該バリスタ素体を挟んで少なくとも一部が互いに対向するように配置された内部電極とを有するバリスタ部と、
   前記内部電極に接続され、前記発光素子の接続端となる外部電極と、
   前記バリスタ部に接触するように配置された放熱部と、を備え、
   前記バリスタ素体は、ＺｎＯを主成分とし、
   前記放熱部は、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｄのいずれかの金属、及びＡｌ _２ Ｏ _３ 、ＺｎＯ、ＳｉＯ _２ 、ＺｒＯ _２ のうちの少なくとも一種の金属酸化物を含む複合材料を、前記バリスタ素体と同時に焼成することによって形成されていることを特徴とする発光装置。

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