JP5699801B2 - 静電気保護部品 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＳＤから電子機器を保護する静電気保護部品に関する。

ＥＳＤ（Electro-Static Discharge；静電気放電）とは、帯電した導電性の物体（人体等）が、他の導電性の物体（電子機器等）に接触、あるいは充分接近したときに、激しい放電が発生する現象である。ＥＳＤにより電子機器の損傷や誤作動などの問題が発生する。これを防ぐためには、放電時に発生する過大な電圧が電子機器の回路に加わらないようにする必要がある。このような用途に使用されるのが静電気保護部品であり、サージ吸収素子やサージアブソーバとも呼ばれている。従来の静電気保護部品として、積層セラミック焼結体の内部に互いに対向する一対の放電電極が形成され、このような放電電極と隣接する位置に、金属材料とセラミック材料からなる放電誘発部が形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４４３４３１４号公報

ここで、従来の静電気保護部品においては、例えば図９に示すように、一対の放電電極が対向する部分には、金属材料とセラミック材料からなる放電誘発部、及び内部空間が形成されている。いずれの放電電極も、大部分は素体内に埋設されているが、対向する縁部は内部空間に露出している。このような構成によれば、外部から素体内に侵入した水分が内部空間に至り、放電電極や放電誘発部の金属がイオンマイグレーションを起こす可能性がある。一方、このような内部空間を形成することなく、放電電極を素体内に完全に埋設した場合は、放電時に発生した熱によって、素体や放電誘発部が膨張し、当該熱膨張による応力で、素体にクラックが発生する可能性がある。従って、水分の侵入などの外部環境からの保護を行うと同時に、素体のクラックの防止を両立させることが従来より要求されていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、外部環境からの保護性能と素体のクラック防止性能を両立することができる静電気保護部品を提供することを目的とする。

本発明に係る静電気保護部品は、複数のセラミック基板が積層された素体と、素体内に形成され、間隔を設けて互いに対向する一対の放電電極と、を備え、一対の放電電極は、対向側の領域がそれぞれ素体内に埋設されており、素体には、一対の放電電極の間の放電による熱膨張を吸収する熱膨張吸収部が形成されることを特徴とする。

本発明に係る静電気保護部品において、一対の放電電極は、対向側の領域がそれぞれ素体内に埋設されている。すなわち、各放電電極は、素体内の内部空間などに露出している部分を有さず、素体内に埋まる構成となる。このような構成によれば、外部から素体内に水分が侵入し難くなり、イオンマイグレーションを防止することができる。また、各放電電極を素体内に埋める構成としても、素体が放電による熱膨張を吸収する熱膨張吸収部を有しているため、素体のクラックを防止することができる。以上により、外部環境からの保護性能と素体のクラック防止性能を両立することができる。

また、本発明に係る静電気保護部品において、素体は、少なくとも一対の放電電極が対向する部分に、放電誘発部を有することが好ましい。これによって、一対の放電電極の間の放電を起こり易くすることができる。

また、本発明に係る静電気保護部品において、熱膨張吸収部は、放電誘発部と、セラミック基板の積層方向に隣接することが好ましい。このような構成により、熱膨張吸収部は、放電による熱膨張を吸収し易い。

また、本発明に係る静電気保護部材において、熱膨張吸収部は、素体内の内部空間によって構成され、内部空間は、一対の放電電極同士を連通させないことが好ましい。素体内の内部空間によって、放電による熱膨張を吸収することができる。また、内部空間は、一対の放電電極同士を連通させないため、水分の侵入によるイオンマイグレーションを防止することができる。

また、本発明に係る静電気保護部材において、熱膨張吸収部は、セラミック基板に比してヤング率が低いセラミックによって構成されることが好ましい。このようなヤング率の低いセラミックは、熱膨張により変形しても、素体における他の部分へ力を及ぼさないため、放電による熱膨張を吸収することができる。

本発明によれば、静電気保護部材の耐久性を高めることができる。

本発明の実施形態に係る静電気保護部品の斜視図である。 本発明の実施形態に係る静電気保護部品の素体の展開斜視図である。 静電気保護部品の放電部分を積層方向から見た図である。 図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図であり、放電部分を拡大した図である。 静電気保護部品の製造方法の一例を示すフロー図である。 変形例に係る静電気保護部品の放電部分を積層方向から見た図である。 変形例に係る静電気保護部品の放電部分を積層方向から見た図である。 変形例に係る静電気保護部品の放電部分を積層方向から見た図である。 比較例に係る静電気保護部品の放電部分の断面図である。 変形例に係る静電気保護部品の放電部分の断面図である。 変形例に係る静電気保護部品の素体の展開斜視図である。 変形例に係る静電気保護部品の素体の展開斜視図である。 図１２に示す静電気保護部品の放電部分を積層方向から見た図である。 変形例に係る静電気保護部品の素体の展開斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る静電気保護部品の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る静電気保護部品の斜視図である。図２は、本実施形態に係る静電気保護部品の素体の展開斜視図である。図３は、静電気保護部品の放電部分を積層方向から見た図である。図３は、放電電極４Ａ，４Ｂの一枚上のセラミック基板２を省略して示している。図４は、図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図であり、放電部分を拡大した図である。以下の説明において、素体３が延びる方向を長手方向Ｄ１とし、セラミック基板２の平面方向において長手方向Ｄ１と直交する方向を短手方向Ｄ２とし、セラミック基板２が積層される方向を積層方向Ｄ３とする。

本実施形態に係る静電気保護部品１は、電子機器の回路基板に実装され、ＥＳＤ（Electro-Static Discharge；静電気放電）から電子機器を保護する電子部品である。図１〜４に示すように、静電気保護部品１は、複数のセラミック基板２が積層されることで構成される素体３と、素体３内に形成されて互いに対向する放電電極４Ａ，４Ｂと、素体３の互いに対向する両端面３ａ，３ｂに形成される外部電極６Ａ，６Ｂと、を備えて構成されている。放電電極４Ａは外部電極６Ａに電気的に接続され、放電電極４Ｂは外部電極６Ｂに電気的に接続される。放電電極４Ａと放電電極４Ｂとは、素体３内の中央位置付近において、間隔を設けて対向している。また、放電電極４Ａと放電電極４Ｂとの間のギャップ部ＧＰには、素体３内の内部空間７が形成されている。また、素体３は、放電電極４Ａ，４Ｂと積層方向Ｄ３に隣り合う位置に、放電電極４Ａ及び放電電極４Ｂと接すると共に当該放電電極４Ａ，４Ｂ同士を接続する放電誘発部８を有している。

放電電極４Ａは、素体３の端面３ａから反対側の端面３ｂ側へ向かって長手方向Ｄ１に沿って延びる本体部１１Ａを有する（特に、図３参照）。本体部１１Ａは、長手方向Ｄ１における先端１２Ａ及び基端１３Ａと、長手方向Ｄ１に沿って延びる側縁１４Ａ及び側縁１５Ａとを有している。本体部１１Ａは、長尺な長方形をなしており、先端１２Ａ及び基端１３Ａが短辺を構成し、側縁１４Ａ，１５Ａが長辺を構成している。すなわち、側縁１４Ａ，１５Ａは、先端１２Ａ及び基端１３Ａよりも長い。本体部１１Ａは、短手方向Ｄ２における中央位置よりも、僅かに素体３の側面３ｃ側に配置される。基端１３Ａは素体３の端面３ａから露出して外部電極６Ａと接続される。先端１２Ａは端面３ｂから離間した位置まで延びており、長手方向Ｄ１における中央位置よりも、端面３ｂ側の位置に配置される。側縁１４Ａは素体３の側面３ｄ側の縁部であり、短手方向Ｄ２における中央位置よりも、僅かに側面３ｃ側に配置される。側縁１５Ａは素体３の側面３ｃ側の縁部であり、側面３ｃから離間した位置に配置される。なお、本体部１１Ａの長さは図３に示すものより長くしても短くしてもよい。

放電電極４Ｂは、積層方向Ｄ３から見て、素体３の中心周りにおいて、放電電極４Ａと点対称な関係をなしている。すなわち、放電電極４Ｂは、素体３の端面３ｂから反対側の端面３ａ側へ向かって長手方向Ｄ１に沿って延びる本体部１１Ｂを有する（特に図３参照）。本体部１１Ｂは、長手方向Ｄ１における先端１２Ｂ及び基端１３Ｂと、長手方向Ｄ１に沿って延びる側縁１４Ｂ及び側縁１５Ｂとを有している。本体部１１Ｂは、長尺な長方形をなしており、先端１２Ｂ及び１３Ｂが短辺を構成し、側縁１４Ｂ，１５Ｂが長辺を構成している。すなわち、側縁１４Ｂ，１５Ｂは、先端１２Ｂ及び基端１３Ｂよりも長い。本体部１１Ｂは、短手方向Ｄ２における中央位置よりも、僅かに素体３の側面３ｄ側に配置される。基端１３Ｂは素体３の端面３ｂから露出して外部電極６Ｂと接続される。先端１２Ｂは端面３ａから離間した位置まで延びており、長手方向Ｄ１における中央位置よりも、端面３ａ側の位置に配置される。側縁１４Ｂは素体３の側面３ｃ側の縁部であり、短手方向Ｄ２における中央位置よりも、僅かに側面３ｄ側に配置される。側縁１５Ｂは素体３の側面３ｄ側の縁部であり、側面３ｄから離間した位置に配置される。なお、本体部１１Ｂの長さは図３に示すものより長くしても短くしてもよい。

放電電極４Ａの本体部１１Ａと放電電極４Ｂの本体部１１Ｂとは、素体３の中心付近の領域において、短手方向Ｄ２に隣り合うような配置となる。また、放電電極４Ａの側縁１４Ａの先端１２Ａ側の領域と、放電電極４Ｂの側縁１４Ｂの先端１２Ｂ側の領域とが、互いに離間して対向することにより、放電電極４Ａと放電電極４Ｂとの間にギャップ部ＧＰが形成される。ギャップ部ＧＰのギャップ幅（側縁１４Ａと側縁１４Ｂとの間の距離）は、１０〜１００μｍである。なお、ギャップ部ＧＰは、側縁１４Ａと側縁１４Ｂが対向している領域のみに形成される（図３参照）。また、本実施形態においては、放電電極４Ａは、長尺な長方形をなす本体部１１Ａのみによって構成され、放電電極４Ｂの先端１２Ｂと長手方向Ｄ１において対向する部分を有していない。放電電極４Ｂは、長尺な長方形をなす本体部１１Ｂのみによって構成され、放電電極４Ａの先端１２Ａと長手方向Ｄ１において対向する部分を有していない。このような構成により、外部電極６Ａ，６Ｂに所定以上の電圧が印加されると、放電電極４Ａと放電電極４Ｂとの間では、ギャップ部ＧＰにおいて、側縁１４Ａと側縁１４Ｂとの間でのみ放電が起こる。

放電誘発部８は、放電電極４Ａと放電電極４Ｂとの間の放電を発生し易くする機能を有している。放電誘発部８は、素体３の中心位置付近において、放電電極４Ａ，４Ｂを内包するようにして当該放電電極４Ａ，４Ｂの両方と接しており、放電電極４Ａと放電電極４Ｂとを接続している。積層方向Ｄ１から見て、少なくともギャップ部ＧＰを含むように、本体部１１Ａの先端１２Ａ側の領域及び本体部１１Ｂの先端１２Ｂ側の領域を取り囲むように放電誘発部８が形成される。放電誘発部８は、放電電極４Ａの側縁１４Ａ（側縁１５Ａと接してもよい）、上面１６Ａ、及び下面１７Ａと接すると共に、放電電極４Ｂの側縁１４Ｂ（側縁１５Ｂと接してもよい）、上面１６Ｂ、及び下面１７Ｂと接するように形成されている。放電電極４Ａの側縁１５Ａはセラミック基板２と接すると共に、放電電極４Ｂの側縁１５Ｂはセラミック基板２と接する。放電電極４Ａの先端１２Ａ及び放電電極４Ｂの先端１２Ｂもセラミック基板２と接する。

内部空間７は、積層方向Ｄ３において、放電誘発部８と隣接する位置に形成される。内部空間７と放電電極４Ａ，４Ｂとの間には、放電誘発部８の一部が配置されている。すなわち、放電電極４Ａ及び放電電極４Ｂは、完全に素体３に埋まっており、いずれの部分も内部空間７に露出していない。内部空間７は、放電電極４Ａと放電電極４Ｂとを連通させない構成となっている。内部空間７は、放電時における放電電極４Ａ，４Ｂ、セラミック基板２、放電誘発部８の熱膨張を吸収する熱膨張吸収部としての機能を有する。内部空間７は、放電電極４Ａ，４Ｂ及び放電誘発部８と積層方向Ｄ３に隣接するため、放電による熱膨張を吸収し易い。このような熱膨張吸収部として機能するために、積層方向Ｄ３における放電電極４Ａ，４Ｂと内部空間７との距離、すなわち図においてｔで示す部分の大きさは、１〜２０μｍに設定することが好ましい。また、内部空間７の積層方向Ｄ３における大きさは１〜２０μｍに設定することが好ましい。また、図においては内部空間７の幅方向（短手方向Ｄ２）の大きさは、放電誘発部８と同じ大きさとされているが、これに限定されず、更に大きくしても小さくしてもよい。内部空間７の幅方向の大きさは、１０〜１００μｍとすることが好ましい。

以上のような構成により、放電電極４Ａは、外部電極６Ａとの接続のために端面３ａから露出している部分を除き、全ての部分において、素体３（すなわち、セラミック基板２と放電誘発部８）内に埋設されており、外部や内部空間７と露出する部分を有さない。放電電極４Ｂは、外部電極６Ｂとの接続のために端面３ｂから露出している部分を除き、全ての部分において、素体３（すなわち、セラミック基板２と放電誘発部８）内に埋設されており、外部や内部空間７と露出する部分を有さない。

次に、各構成要素の材料について詳細に説明する。

放電電極４Ａ，４Ｂは、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗを含有する導体材料によって構成される。例えば、放電電極４Ａ，４Ｂは、合金として、Ａｇ／Ｐｄ合金、Ａｇ／Ｃｕ合金、Ａｇ／Ａｕ合金、Ａｇ／Ｐｔ合金などを用いることができる。また、外部電極６Ａ，６Ｂは、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗを含有する導体材料によって構成される。例えば、外部電極６Ａ，６Ｂは、合金として、Ａｇ／Ｐｄ合金、Ａｇ／Ｃｕ合金、Ａｇ／Ａｕ合金、Ａｇ／Ｐｔ合金などを用いることができる。

セラミック基板２は、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｎＣＯ_３、ＳｒＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＢａＣＯ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３などの中の単独材料、又は二種類以上を混合させた材料によって構成される。また、ガラスが含有されていてもよい。セラミック基板２には、低温焼結を可能とするために酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏ）が含有されていることが好ましい。

放電誘発部８は、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｎＣＯ_３、ＳｒＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＢａＣＯ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３などの中の単独材料、又は二種類以上を混合させた材料によって構成される。放電誘発部８には、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ／Ｐｄ合金、Ａｇ／Ｃｕ合金、Ａｇ／Ａｕ合金、Ａｇ／Ｐｔ合金などの金属粒子、またはＲｕＯ_２などの半導体粒子が含有されていることが好ましい。また、ガラスが含有されていてもよい。放電誘発部８には酸化錫（ＳｎＯ、ＳｎＯ_２）が含有されていることが好ましい。

図４を参照して、好ましい材料を用いた場合の構成について説明する。なお、図４は、説明のための概略構成図であり、各粒子の大きさや数はデフォルメした状態で記載している。

放電誘発部８では、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｓｒの酸化物などを主成分とし、ガラスを含有するセラミック絶縁体２１の中に、酸化錫（ＳｎＯ_２）の粒子２２とＡｇ／Ｐｄ合金の金属粒子２３が混在した状態で存在している。混在した状態とは、Ａｇ／Ｐｄ合金の金属粒子２３が一箇所で固まっているのではなく、各金属粒子２３の間に酸化錫の粒子２２が入り込んだ状態となっている状態である。酸化錫の粒子２２は、未焼結の粒子状態で存在している（ただし、凝集粉となっているものもある）。酸化錫は半導体材料として機能し、金属粒子２３の間に配置することで、金属粒子２３が単独で存在する場合よりもギャップ部ＧＰのギャップの大きさを大きくしても放電させることができる。金属粒子２３のＡｇ／Ｐｄ合金の合金比は、９５／５〜３０／７０である。酸化錫の粒子２２の含有量は、酸化錫／セラミック絶縁体比で５／９５〜８０／２０ｗｔ％であることが好ましい。金属粒子２３の含有量は、放電誘発部に対して１０〜３５ｖｏｌ％であることが好ましい。

セラミック基板２では、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｓｒの酸化物などを主成分とし、ガラスを含有するセラミックの中に酸化銅（ＣｕＯ）の粒子２４が含有されている。酸化銅の粒子２４の含有量は、０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましい。

放電電極４Ａ，４Ｂは、Ａｇ／Ｐｄ合金を主成分とした導体材料によって構成されている。放電電極４Ａ，４ＢのＡｇ／Ｐｄ合金の合金比は、９５／５〜３０／７０である。放電電極４Ａ，４ＢのＡｇ／Ｐｄ合金と、金属粒子２３のＡｇ／Ｐｄ合金の合金比は同じであることが好ましい。

次に、図５を参照して静電気保護部品１の製造方法の一例について説明する。ただし、製造方法は特に限定されず、各工程の順番を変更してもよく、工程内の具体的手法を変更してもよく、他の工程によって製造してもよい。

まず、セラミック基板２を構成する材料のスラリーを調整し、セラミック基板用シートを作成する（ステップＳ１１０）。具体的に、酸化銅（ＣｕＯ）を含む所定量の誘電体粉末と、有機溶剤と有機バインダとを含む有機ビヒクルとを混合し、セラミック基板用のスラリーを調整する。誘電体粉末には、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｓｒの酸化物（他の誘電体材料でもよい）を主成分として含む誘電体材料を用いることができる。その後、ドクターブレード法などによって、ＰＥＴフィルム上にスラリーを塗布し、厚さ２０μｍ程度のグリーンシートを形成する。

次に、セラミック基板用シートの所定の位置に放電部分を印刷によって形成する。まず、放電電極の対向部分に内部空間を形成するための空隙材用ラッカーを塗布する。有機溶剤、有機バインダとを含む有機ラッカーを用いることができる。これによって、焼成後に内部空間となる部分を形成する（ステップＳ１２０）。次に放電誘発材料スラリーを調整し、空隙材用ラッカーの上から当該スラリーを塗布して、焼成前の放電誘発部を形成する（ステップＳ１３０）。具体的に、所定量に秤量した酸化錫、絶縁体、導体の各粉末と、有機溶剤と有機バインダとを含む有機ビヒクルとを混合し、放電誘発材料スラリーを調整する。例えば、酸化錫として、工業用原料のＳｎＯ_２を使用できる。絶縁体として誘電体粉末を使用できる。誘電体粉末には、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｓｒの酸化物（他の誘電体材料でもよい）を主成分として含む誘電体材料を用いることができる。導体粉末として、ＡｇＰｄ粉を用いることができる（Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、及びその混合物、化合物などでもよい）。セラミック基板用シートに導体ペーストをスクリーン印刷などによって塗布することによって焼成前の放電電極の導体パターンを形成する（ステップＳ１４０）。なお、導体パターンの上から更に放放電誘発材料スラリーを塗布してもよい。このように、空隙材用ラッカーを先に塗布して、その上から放電誘発材料スラリーを塗布する順序とすることで、例えば、空隙材用ラッカーが垂れ落ちて放電電極用の導体ペーストに及び、焼成後に放電電極が内部空間に露出することを確実に防止できる。

放電部分が印刷されたセラミック基板用シート、及びその他の層のセラミック基板用シートを順次積層させ（ステップＳ１５０）、プレスし（ステップＳ１６０）、個々の静電気保護部品の大きさになるように積層体を切断する（ステップＳ１７０）。次に、各素体を所定条件（例えば、大気中で８５０〜９５０℃で２時間）焼成する（ステップＳ１８０）。このとき、空隙材用ラッカーが素体３の内部で消滅することによって、放電部分に内部空間７が形成される。その後、素体３に外部電極用の導体ペーストを塗布し所定条件（例えば、大気中で６００〜８００℃で２時間）にて熱処理を行い、外部電極を焼き付ける（Ｓ１９０）。その後、外部電極の表面にめっきを施す。めっきは、電解めっきが好ましく、例えば、Ｎｉ／Ｓｎ、Ｃｕ／Ｎｉ／Ｓｎ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｇ、Ｎｉ／Ａｇなどを用いることができる。以上によって、静電気保護部品１が完成する。

次に、本実施形態に係る静電気保護部品１の作用・効果について説明する。

酸化錫は、焼結温度が非常に高く（具体的には、１３００℃程度）、他元素との反応性が低いという特徴を持つ。従って、酸化錫は素体３の焼成時における温度では粒子状で残存したままとなり、周囲に金属粒子２３が存在していたとしても、それらの金属粒子２３とは反応しない。放電誘発部８において、酸化錫の粒子２２と金属粒子２３が混在する状態とすることによって、以下の効果が奏される。すなわち、素体３の焼成時において、酸化錫の粒子２２は周囲の金属粒子２３と反応することなく粒子状のまま残存する。このように酸化錫の粒子２２が反応することなく残存することによって、金属粒子２３は、放電誘発部８での移動が制限される。移動を制限された金属粒子２３同士は反応しないため、金属粒子２３同士がつながることにより放電電極４Ａ，４Ｂ間がショートしてしまうこと（または、絶縁抵抗が低下すること）を防止することができる。

また、放電誘発部８が、セラミック絶縁体２１のような絶縁物を含有することによって、放電電極４Ａ，４Ｂ間における絶縁性を確保することができる。

また、静電気保護部品１において、セラミック基板２に反応性が高い酸化銅の粒子２４が含有されている一方で、放電誘発部８に焼結温度が高く反応性の低い酸化錫の粒子２２が含有される構成とすることで、以下の効果が奏される。すなわち、セラミック基板２に酸化銅の粒子２４が含有されていても、当該酸化銅の粒子２４が放電誘発部８に拡散することが酸化錫の粒子２２によって抑制される。このように、酸化銅の粒子２４の拡散が抑制されるため、放電誘発部８においては、酸化錫以外の部分における構成材料を自由に選択することができる（すなわち、放電誘発部８は酸化錫とその他の材料とによって構成されるが、その他の材料を自由に選択できる）。以上によって、放電誘発部８の構成材料の選択の自由度を確保しつつ、素体３に酸化銅を含有させることができる。

また、放電誘発部８に金属粒子２３が含有されることにより、放電開始電圧を下げることができる。

Ａｇ／Ｐｄ合金は、融点が高く（具体的には、１０００℃程度）、酸化銅との反応性が低いという特徴を持つ。セラミック基板２に反応性が高い酸化銅の粒子２４が含有されている一方で、放電誘発部８に金属粒子２３として酸化銅との反応性が低いＡｇ／Ｐｄ合金が含有されている構成とすることで、以下の効果が奏される。すなわち、セラミック基板２に酸化銅の粒子２４が含有されていても、放電誘発部８では酸化銅の粒子２４の拡散の影響による金属粒子２３同士の反応が抑制される。すなわち、金属粒子２３同士がつながることにより放電電極４Ａ，４Ｂ間がショートしてしまうこと（または、絶縁抵抗が低下すること）を防止することができる。以上によって、放電電極４Ａ，４Ｂ間のショートを防止しつつ、素体３に酸化銅を含有させることができる。なお、Ｐｄ単独でも融点は高いが酸化銅との反応性はＡｇ／Ｐｄ合金に比して高い。従って、Ａｇと合金化されているものを用いることで、効果が一層顕著となる。

また、素体３に酸化銅が含有されている構成において、放電電極４Ａ，４ＢにＡｇ／Ｐｄ以外の金属を用いると、酸化銅と反応してしまい、次のような問題が生じる可能性がある。例えば、放電電極４Ａ，４Ｂの素体３からの露出部分（外部電極６Ａ，６Ｂとの接続箇所など）からＡｇ／Ｐｄが気化して消滅してしまう可能性がある。また、放電電極４Ａ，４Ｂの対向部（側縁１４Ａ，１４Ｂ付近）が消失してしまうとギャップ長がばらついて特性が安定しない可能性がある。従って、放電電極４Ａ，４ＢがＡｇ／Ｐｄ合金を含有することで、そのような問題の発生を防止することができる。なお、放電電極４Ａ，４ＢにＡｇ／Ｐｄ以外の金属を用いてもよい。

また、放電誘発部８にＡｇ／Ｐｄ合金が含有され、放電電極４Ａ，４ＢにＡｇ／Ｐｄ合金が含有される場合に、それぞれのＡｇ／Ｐｄ合金の合金比を同じとすることで、放電誘発部８と放電電極４Ａ，４Ｂとの間でＡｇ／Ｐｄ合金が反応することを防止できる。

ここで、図３、図６、図７を参照して、本実施形態に係る放電電極４Ａ，４Ｂの構成の効果を説明する。図６の放電電極４Ａは素体３の端面３ａから長手方向Ｄ１に延び、放電電極４Ｂは素体３の端面３ｂから長手方向Ｄ１に延び、放電電極４Ａの先端１２Ａと放電電極４Ｂの先端１２Ｂ同士が対向してギャップ部ＧＰを形成している。すなわち、放電部分の長さは、先端１２Ａ，１２Ｂの短い範囲に限定される。

図７の放電電極４Ａ，４Ｂは、先端１２Ａ，１２Ｂ側においても対向部分が形成される構成となっている。具体的に、放電電極４Ａは、端面３ａ側において、本体部１１Ａから側面３ｄに向かって短手方向Ｄ２へ延びる拡大部１８Ａを有している。拡大部１８Ａは、一方の側縁は素体３から露出して外部電極６Ａに接続され、他方の側縁１９Ａは、放電電極４Ｂの先端１２Ｂと長手方向Ｄ１に対向してギャップ部ＧＰ２を形成している。側縁１４Ａと側縁１４Ｂが対向するギャップ部ＧＰ１のギャップの大きさをＷ１とした場合、ギャップ部ＧＰ２のギャップの大きさＷ２は、Ｗ１と等しくなるように設定されている。放電電極４Ｂは、端面３ｂ側において、本体部１１Ｂから側面３ｃに向かって短手方向Ｄ２へ延びる拡大部１８Ｂを有している。拡大部１８Ｂは、一方の側縁は素体３から露出して外部電極６Ｂに接続され、他方の側縁１９Ｂは、放電電極４Ａの先端１２Ａと長手方向Ｄ１に対向してギャップ部ＧＰ３を形成している。ギャップ部ＧＰ３のギャップの大きさＷ３は、Ｗ１と等しくなるように設定されている。放電誘発部８は、ギャップ部ＧＰ１のみならず、ギャップ部ＧＰ２，ＧＰ３にも形成されている。図７のような構成とすることで、放電部分の長さを長くしようとしている。しかしながら、電界は、側縁１４Ａ，１４Ｂよりも長さが短い先端１２Ａ，１２Ｂに集中するため、図７の構成では、先端１２Ａ，１２Ｂばかりで優先的に放電が発生してしまう可能性がある。従って、各放電電極４Ａ，４Ｂが対向する部分の長さを長くしても、実質的に放電部分が先端１２Ａ，１２Ｂでのギャップ部ＧＰ２，ＧＰ３に限られてしまうことで、静電気保護部品の耐久性を高めることができない可能性があった。

図３に示す構成では、放電電極４Ａは長手方向Ｄ１に沿って延びる側縁１４Ａを有しており、放電電極４Ｂは長手方向Ｄ１に沿って延びる側縁１４Ｂを有している。放電電極４Ａ，４Ｂは、側縁１４Ａ，１４Ｂでのみ対向しており、先端１２Ａ，１２Ｂ側において対向する部分を有していない。このように長手方向Ｄ１に沿って延びる側縁１４Ａと側縁１４Ｂ同士が対向しており、放電電極４Ａと放電電極４Ｂとの間では、側縁１４Ａと側縁１４Ｂとの間でのみ放電する構成となっている。先端１２Ａ，１２Ｂよりも長さが長い側縁１４Ａ，１４Ｂで対向させることによって、図６の構成よりもギャップ部ＧＰの長さを長くすることができる。また、各先端１２Ａ，１２Ｂに放電が集中することを回避し、長く延ばされた側縁１４Ａ，１４Ｂで放電可能な構成としている。すなわち、実質的な放電部分の長さを図７に示す構成より長くすることができる。これによって、放電電極４Ａと放電電極４Ｂとの間のギャップ部ＧＰを長くすることができ、静電気保護部品１としての耐久性を高めることができる。

また、先端１２Ａ，１２Ｂ側には他方の放電電極と対向する部分を設けないことによって、側縁１４Ａと側縁１４Ｂとの間のみ放電することを、より確実にすることができる。

ここで、図９に示すような静電気保護部品では、放電電極４Ａ，４Ｂが対向する部分には、放電誘発部８、及び内部空間７が形成されている。放電電極４Ａ，４Ｂの大部分は素体３（すなわちセラミック基板２や放電誘発部８）内に埋設されているが、対向する縁部１４Ａ，１４Ｂは内部空間７に露出している。このような構成によれば、外部から素体３内に侵入した水分が内部空間７に至り、放電電極４Ａ，４Ｂや放電誘発部８の金属がイオンマイグレーションを起こす可能性がある。一方、このような内部空間７を形成することなく、放電電極４Ａ，４Ｂを素体３内に完全に埋設した場合は、放電時に発生した熱によって、素体３や放電誘発部８が膨張し、当該熱膨張による応力で、素体３にクラックが発生する可能性がある。

一方、本実施形態では、一対の放電電極４Ａ，４Ｂは、ギャップ部ＧＰ側の領域がそれぞれ素体３内に埋設されている。すなわち、各放電電極４Ａ，４Ｂは、外部電極６Ａ，６Ｂとの接続部分を除き、外部や素体３内の内部空間７などに露出している部分を有さず、素体３内に埋まる構成となる。このような構成によれば、製造工程（例えばめっきなど）において素体３を水に浸漬させる場合でも、外部から素体３内に水分が侵入し難くなり、イオンマイグレーションを防止することができる。また、各放電電極４Ａ，４Ｂを素体３内に埋める構成としても、素体３が放電による熱膨張を吸収する熱膨張吸収部として機能する内部空間７を有しているため、素体３のクラックを防止することができる。以上により、外部環境からの保護性能と素体３のクラック防止性能を両立することができる。

また、内部空間７は、一対の放電電極４Ａ，４Ｂ同士を連通させないため、水分の侵入によるイオンマイグレーションを防止することができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る静電気保護部品の実施形態を説明したものであり、本発明に係る静電気保護部品は本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る静電気保護部品は、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る静電気保護部品を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、放電電極４Ａ，４Ｂの構成は、図３に示す構成に限定されず、長さや幅、ギャップの大きさを適宜変更してもよい。また、図６、図７に示す構成も、変形例として採用してよい。また、例えば、図８に示す構成を採用してもよい。

図８に示す変形例は、図７の構成と同じく拡大部１８Ａ、１８Ｂ及びギャップ部ＧＰ２，ＧＰ３が設けられているが、ギャップ部ＧＰ１のギャップの大きさＷ１が、ギャップ部ＧＰ２，ＧＰ３のギャップの大きさＷ２，Ｗ３よりも小さい。また、放電誘発部８は、各ギャップ部のうち、ギャップ部ＧＰ１（すなわち側縁１４Ａと側縁１４Ｂとの間）のみに形成され、ギャップ部ＧＰ２，３には形成されない。これによって、側縁１４Ａと側縁１４Ｂとの間のみ放電することを、より確実にすることができる。先端１２Ａ，１２Ｂに対向する拡大部１８Ａ，１８Ｂが設けられているとしても、先端１２Ａと側縁１９Ａとの間の距離Ｗ２及び先端１２Ｂと側縁１９Ｂとの間の距離Ｗ３よりも、側縁１４Ａと側縁１４Ｂとの間の距離Ｗ１を小さくすることによって、側縁１４Ａと側縁１４Ｂとの間のみ放電することを、より確実にすることができる。Ｗ２，Ｗ３は、各構成要素の材料等を考慮して、放電が起きない程度の距離に設定することが好ましい。このとき、拡大部１８Ａ，１８Ｂは、放電電極４Ａ，４Ｂと外部電極６Ａ，６Ｂとの間の接続性を高める機能を有する。

熱膨張吸収部の構成は、内部空間のみに限定されず、放電による熱膨張を吸収することができるものであれば、どのようなものを採用してもよい。例えば、図１０に示すように、内部空間に代えて、ヤング率の低いセラミック４７を配置してもよい。セラミック４７は、周囲のセラミック基板２に比してヤング率が低く、具体的には、ヤング率は５０〜２００ＧＰａである。このようなヤング率の低いセラミック４７は、熱膨張により変形しても、素体３における他の部分へ力を及ぼさないため、放電による熱膨張を吸収することができる。

上述の実施形態では、静電気保護機能を有する放電部分のみを含む静電気保護部品を例示したが、コイル部やコンデンサ部など他の機能を追加した静電気保護部品に本発明を採用してもよい。このとき、セラミック基板２の材料は、放電部、コイル部、コンデンサ部のそれぞれに対して各層ごとに最適な材料に変更してもよい。

例えば、図１１に示す静電気保護部品１００は、一つの素体１０３の中に、コイル部１２０と放電部１１０とを有している。図１２に示す静電気保護部品２００は、一つの素体２０３の中に、コイル部２２０とコンデンサ部２３０と放電部２１０とを有している。更に、コイル、コンデンサ、放電電極はアレイ状に形成されている。このようなアレイ状の構成は、他の実施形態に係る静電気保護部品に適用してもよい。図１４に示す静電気保護部品３００は、一つの素体３０３の中に、放電部３１０とコモンモードチョークコイル部３４０とを有している。

コイル部やコンデンサ部などと組み合わされた静電気保護部品における放電部分の構成について、静電気保護部品２００の電極構成を示す図１３を参照して説明する。

放電電極２０４Ａは、長手方向Ｄ１に沿って延びる本体部２１１Ａと、本体部２１１Ａから短手方向Ｄ２へ延びる引出部２１８Ａと、を有する。本体部２１１Ａは、長手方向Ｄ１における先端２１２Ａ及び先端２１３Ａと、長手方向Ｄ１に沿って延びる側縁２１４Ａ及び側縁２１５Ａとを有している。本体部２１１Ａは、長尺な長方形をなしており、先端２１２Ａ，２１３Ａが短辺を構成し、側縁２１４Ａ，２１５Ａが長辺を構成している。すなわち、側縁２１４Ａ，２１５Ａは、先端２１２Ａ，２１３Ａよりも長い。本体部２１１Ａは、短手方向Ｄ２における中央位置よりも、僅かに素体３の側面２０３ｃまたは側面２０３ｄ側に配置される。側縁２１４Ａは中央位置側の縁部である。引出部２１８Ａは、本体部２１１Ａの側縁２１５Ａから短手方向Ｄ２に沿って延び、素体３０３の側面２０３ｃまたは側面２０３ｄに形成されている外部電極２０６Ａと電気的に接続される。

放電電極２０４Ｂは、長手方向Ｄ１に沿って延びる本体部２１１Ｂを有している。本体部２１１Ｂは、長手方向Ｄ１における先端２１２Ｂ及び先端２１３Ｂと、長手方向Ｄ１に沿って延びる側縁２１４Ｂ及び側縁２１５Ｂとを有している。本体部２１１Ｂは、長尺な長方形をなしており、先端２１２Ｂ，２１３Ｂが短辺を構成し、側縁２１４Ｂ，２１５Ｂが長辺を構成している。すなわち、側縁２１４Ｂ，２１５Ｂは、先端２１２Ｂ，２１３Ｂよりも長い。本体部２１１Ｂは、素体３０３の短手方向Ｄ２における中央位置で、長手方向Ｄ１に沿って延びている。各先端２１２Ｂ，２１３Ｂは、端面２０３ａ，２０３ｂに形成された外部電極２０６Ｂにそれぞれ接続される。

放電電極２０４Ａの本体部２１１Ａと放電電極２０４Ｂの本体部２１１Ｂとは、短手方向Ｄ２に隣り合うような配置となる。また、放電電極２０４Ａの側縁２１４Ａと、放電電極２０４Ｂの側縁２１４Ｂまたは側縁２１５Ｂとが、互いに離間して対向することにより、放電電極２０４Ａと放電電極２０４Ｂとの間にギャップ部がそれぞれ形成される。ギャップ部は、側縁２１４Ａと側縁２１４Ｂが対向している領域、及び側縁２１４Ａと側縁２１５Ｂが対向している領域のみに形成される。このような構成により、外部電極２０６Ａ，２０６Ｂに所定以上の電圧が印加されると、放電電極２０４Ａと放電電極２０４Ｂとの間では、ギャップ部において、側縁２１４Ａと側縁２１４Ｂの間、及び側縁２１４Ａと側縁２１５Ｂの間でのみ放電が起こる。放電誘発部２０８は、各ギャップ部のみに形成される。

以上のような構成によって、ギャップ部の長さを長くすることができる。また、各先端２１２Ａ，２１３Ａに放電が集中することを回避し、長く延ばされた側縁２１４Ａ，２１４Ｂ，２１５Ｂで放電可能な構成としている。これによって、放電電極２０４Ａと放電電極２０４Ｂとの間のギャップ部を長くすることができ、静電気保護部品２００としての耐久性を高めることができる。静電気保護部品１００，３００も（各本体部や各側縁が短手方向Ｄ２へ延びる構成となっているが）静電気保護部品２００と略同趣旨の構成を有しているため、同様の効果を得ることができる。

１，１００，２００，３００…静電気保護部品、２…セラミック基板、３…素体、４Ａ，２０４Ａ…放電電極、４Ｂ，２０４Ｂ…放電電極、６Ａ，６Ｂ，２０６Ａ，２０６Ｂ…外部電極、７…内部空間、８…放電誘発部、１２Ａ，２１２Ａ，２１３Ａ…先端、１２Ｂ，２１２Ｂ，２１３Ｂ…先端、１４Ａ，２１４Ａ…側縁、１４Ｂ，２１４Ｂ，２１５Ｂ…側縁、１８Ａ，１８Ｂ…拡大部、２２…酸化錫の粒子、２３…Ａｇ／Ｐｄ合金の金属粒子、２４…酸化銅の粒子、４７…セラミック。

Claims (5)

1. 複数のセラミック基板が積層された素体と、
   前記素体内に形成され、間隔を設けて互いに対向する一対の放電電極と、を備え、
   一対の前記放電電極は、対向側の領域がそれぞれ前記素体内に埋設されており、
   前記素体内には、一対の前記放電電極の間の放電による熱膨張を吸収する熱膨張吸収部が形成されることを特徴とする静電気保護部品。
2. 前記素体は、一対の前記放電電極が対向する部分に、放電誘発部を有することを特徴とする請求項１記載の静電気保護部品。
3. 前記熱膨張吸収部は、前記放電誘発部と、前記セラミック基板の積層方向に隣接することを特徴とする請求項２記載の静電気保護部品。
4. 前記熱膨張吸収部は、前記素体内の内部空間によって構成され、
   前記内部空間は、一対の前記放電電極同士を連通させないことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の静電気保護部品。
5. 前記熱膨張吸収部は、前記セラミック基板に比してヤング率が低いセラミックによって構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の静電気保護部品。

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