JPWO2017168879A1 - Ｅｓｄ保護装置 - Google Patents

Abstract

ＥＳＤ保護装置は、ガラス成分を含むセラミック素体と、セラミック素体内に同一平面上に設けられ、互いに隙間を介して対向される第１放電電極および第２放電電極と、第１放電電極と第２放電電極を同一平面上で接続する放電補助電極と、放電補助電極とセラミック素体との間に、セラミック素体から放電補助電極にガラス成分が浸入することを防止するシール層とを有する。シール層は導電成分を含む。

Description

本発明は、ＥＳＤ保護装置に関する。

従来、ＥＳＤ保護装置としては、ＷＯ２０１１／０４０４３５（特許文献１）に記載されたものがある。ＥＳＤ保護装置は、ガラス成分を有するセラミック素体と、セラミック素体内に設けられ、互いに隙間を介して対向される第１放電電極および第２放電電極と、第１放電電極と第２放電電極を接続する放電補助電極と、セラミック素体から放電補助電極にガラス成分が浸入することを防止するシール層とを有する。

ＷＯ２０１１／０４０４３５

ところで、前記従来のＥＳＤ保護装置において、放電開始電圧を小さくしようとすると、第１放電電極と第２放電電極の間の隙間を小さくし、または、放電補助電極の導電成分を増やす必要がある。しかしながら、これらの構成では、絶縁耐性が劣化する問題がある。

また、シール層はアルミナから構成されているため、セラミック素体より収縮しない。したがって、セラミック素体の焼成時に、セラミック素体とシール層の収縮差が大きくなり、セラミック素体に欠陥が発生するおそれがある。

そこで、本発明の課題は、絶縁耐性を維持しながら放電開始電圧を小さくできると共にセラミック素体の欠陥の発生を防止できるＥＳＤ保護装置を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明のＥＳＤ保護装置は、
ガラス成分を含むセラミック素体と、
前記セラミック素体内に同一平面上に設けられ、互いに隙間を介して対向される第１放電電極および第２放電電極と、
前記第１放電電極と前記第２放電電極を同一平面上で接続する放電補助電極と、
前記放電補助電極と前記セラミック素体との間に、前記セラミック素体から前記放電補助電極にガラス成分が浸入することを防止するシール層と
を備え、
前記シール層は導電成分を含む。

本発明のＥＳＤ保護装置によれば、シール層は導電成分を含むので、導電成分から電子が放出され、この放出された電子により、第１放電電極と第２放電電極の間の隙間や放電補助電極の組成を変更することなく、放電開始電圧を小さくできる。したがって、絶縁耐性を維持しながら、放電開始電圧を小さくできる。

また、シール層は導電成分を含むので、セラミック素体の焼成時のシール層の収縮特性を向上でき、セラミック素体とシール層の収縮差を小さくすることができる。したがって、セラミック素体とシール層の収縮差によるセラミック素体の欠陥の発生を防止できる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記セラミック素体の内部には、前記第１放電電極と前記第２放電電極との間の前記隙間を含むと共に前記シール層が面する空洞部が設けられている。

前記実施形態によれば、セラミック素体の内部には、第１放電電極と第２放電電極との間の隙間を含むと共にシール層が面する空洞部が設けられているので、シール層の導電成分から放出される電子を空洞部に供給できて、放電開始電圧を小さくできる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記シール層に含まれる前記導電成分の量は、前記放電補助電極に含まれる導電成分の量よりも少ない。

前記実施形態によれば、シール層に含まれる前記導電成分の量は、放電補助電極に含まれる導電成分の量よりも少ないので、シール層の放電特性は、放電補助電極の放電特性よりも低い。これにより、シール層で放電することはなく、放電補助電極を介して第１放電電極と第２放電電極の間で放電する。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記シール層に含まれる前記導電成分の量は、１５ｖｏｌ％以上４５ｖｏｌ％以下である。

前記実施形態によれば、シール層に含まれる導電成分の量は、１５ｖｏｌ％以上４５ｖｏｌ％以下であるので、安定して、放電特性とショート耐性の両立ができる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、
前記シール層は、少なくとも、前記第１放電電極および前記第２放電電極に関して前記放電補助電極と反対側の領域に位置し、
前記反対側の領域に位置するシール層のみに、前記導電成分が含まれる。

前記実施形態によれば、導電成分は、第１放電電極および第２放電電極に関して放電補助電極と反対側の領域に位置するシール層のみに含まれるので、放電補助電極とシール層に含まれる導電成分の間で相互作用がない。これにより、放電補助電極の機能が変わることがなく、より安定して、放電特性および耐ショート特性を得ることができる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記シール層に含まれる前記導電成分は、前記第１放電電極および前記第２放電電極に含まれる導電成分と同じ材料である。

前記実施形態によれば、シール層に含まれる導電成分は、第１放電電極および第２放電電極に含まれる導電成分と同じ材料であるので、第１放電電極および第２放電電極とシール層の間の密着力が向上する。これにより、第１放電電極および第２放電電極とシール層の間で剥がれが発生することによるセラミック素体の亀裂発生を抑えることができる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記シール層に含まれる前記導電成分の少なくとも一部は、前記空洞部に露出している。

前記実施形態によれば、シール層に含まれる導電成分の少なくとも一部は、空洞部に露出しているので、導電成分から電子を出す起点が生じ、より電子を放出しやすくなる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、
前記セラミック素体の内部には、前記第１放電電極と前記第２放電電極との間の前記隙間を含むと共に前記シール層が面する空洞部が設けられ、
前記シール層は、少なくとも、前記第１放電電極および前記第２放電電極に関して前記放電補助電極と反対側の領域に位置し、
前記反対側の領域に位置するシール層は、前記導電成分を含む。

前記実施形態によれば、放電補助電極と反対側の領域に位置するシール層は、導電成分を含むので、空洞部に面するシール層の導電成分から、空洞部に電子を放出し易くなり、放電開始電圧を小さくできる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記第１放電電極と前記第２放電電極とが互いに対向するＸ方向と、前記第１放電電極および前記第２放電電極と前記放電補助電極とが互いに対向するＺ方向とを含むＸＺ断面において、前記空洞部のＺ方向の最大距離ａは、前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の隙間のＸ方向の最小距離ｄよりも短い。

前記実施形態によれば、Ｚ方向においてシール層を第１放電電極と第２放電電極の間の隙間に近づけることができるので、シール層の導電成分から電子を放出し易くなり、放電開始電圧を一層小さくできる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記第１放電電極と前記第２放電電極とが互いに対向するＸ方向と、前記第１放電電極および前記第２放電電極と前記放電補助電極とが互いに対向するＺ方向とを含むＸＺ断面において、前記空洞部のＸ方向の最大距離ｂは、前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の隙間のＸ方向の最小距離ｄよりも長い。

前記実施形態によれば、Ｘ方向においてシール層を第１放電電極と第２放電電極の間の隙間から離すことができるので、隙間において主として放電でき、シール層の導電成分において補助的に放電できる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記同一平面に直交する方向からみて、前記シール層の外形線で囲まれた領域の面積は、前記放電補助電極の外形線で囲まれた領域の面積よりも大きい。

前記実施形態によれば、セラミック素体から放電補助電極にガラス成分が浸入することを防止できる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記同一平面に直交する方向からみて、前記放電補助電極の外形線で囲まれた領域は、前記シール層の外形線で囲まれた領域内に含まれる。

前記実施形態によれば、セラミック素体から放電補助電極にガラス成分が浸入することを一層防止できる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記導電成分は、絶縁粒子と前記絶縁粒子を覆う導電層とを有する。

前記実施形態によれば、導電成分は、絶縁粒子を有するので、シール層の絶縁耐性が向上する。また、導電層は、絶縁粒子を覆うので、導電層の量を少なくでき、これにより、放電時の熱による導電層の溶融量を低減でき、複数の導電成分の導電層がつながりにくくなる。

また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記導電成分は、導電粒子を有し、前記導電粒子の表面に、突起部が設けられている。

前記実施形態によれば、導電性粒子の表面に、突起部が設けられているので、突起部を起点に電子が放出され易くなる。

本発明のＥＳＤ保護装置によれば、シール層は導電成分を含むので、絶縁耐性を維持しながら放電開始電圧を小さくできると共にセラミック素体の欠陥の発生を防止できる。

本発明の第１実施形態のＥＳＤ保護装置を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 シール層の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態のＥＳＤ保護装置を示すＸＺ断面図である。 ＥＳＤ保護装置のＸＹ断面図である。 導電成分の他の実施形態を示す断面図である。 別の実施形態を示す断面図である。 本発明の第４実施形態のＥＳＤ保護装置を示すＸＺ断面図である。

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のＥＳＤ保護装置を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図１と図２と図３に示すように、ＥＳＤ（Electro-Static Discharge：静電気放電）保護装置１は、ガラス成分を含むセラミック素体１０と、セラミック素体１０内に設けられた第１放電電極２１、第２放電電極２２、放電補助電極３０およびシール層５０と、セラミック素体１０の外面に設けられた第１外部電極４１および第２外部電極４２とを有する。

セラミック素体１０は、略直方体状に形成され、長さと幅と高さを有する。セラミック素体１０の長さ方向をＸ方向とし、セラミック素体１０の幅方向をＹ方向とし、セラミック素体１０の高さ方向をＺ方向とする。セラミック素体１０の外面は、第１端面１０ａと、第１端面１０ａの反対側に位置する第２端面１０ｂと、第１端面１０ａと第２端面１０ｂの間に位置する周面１０ｃとを有する。第１端面１０ａと第２端面１０ｂとは、Ｘ方向に位置する。

第１放電電極２１および第２放電電極２２は、セラミック素体１０内に同一平面上に設けられている。第１放電電極２１の一端と第２放電電極２２の一端とは、隙間Ｇを介して、対向されている。第１放電電極２１および第２放電電極２２の対向方向は、Ｘ方向に一致する。第１放電電極２１は、第１外部電極４１に接続され、第２放電電極２２は、第２外部電極４２に接続されている。

放電補助電極３０は、第１放電電極２１と第２放電電極２２を同一平面上で接続し、隙間Ｇに面している。放電補助電極３０とセラミック素体１０との間に、セラミック素体１０から放電補助電極３０にガラス成分が浸入することを防止するシール層５０が、設けられている。

セラミック素体１０の内部には、空洞部１００が設けられている。空洞部１００は、第１放電電極２１と第２放電電極２２との間の隙間Ｇを含むと共にシール層５０が面する。第１放電電極２１の第２放電電極２２に対向する部分と第２放電電極２２の第１放電電極２１に対向する部分とは、空洞部１００に露出している。シール層５０と放電補助電極３０と第１放電電極２１と第２放電電極２２とで囲まれた空間が、空洞部１００を構成する。シール層５０は、導電成分を含む。シール層５０に含まれる導電成分の量は、放電補助電極３０に含まれる導電成分の量よりも少ない。

ＥＳＤ保護装置１は、例えば、電子機器に用いられ、電子機器に発生する静電気を放電して電子機器の静電気による破壊を抑制する。具体的に述べると、第１外部電極４１を電子機器の端子に接続し、第２外部電極４２をグランドに接続したとき、電子機器の静電気は、第１外部電極４１および第１放電電極２１から第２放電電極２２および第２外部電極４２に伝わる。

第１放電電極２１から第２放電電極２２への静電気の放電には、気中放電と、放電補助電極３０を経由した放電とがある。気中放電は、空洞部１００を伝わる放電である。放電補助電極３０を経由した放電は、放電補助電極３０の表面を流れる電流による放電（沿面放電）と、放電補助電極３０の内部を流れる電流による放電である。

セラミック素体１０は、複数のセラミック層を積層し焼成して構成される。セラミック層は、ガラス成分を含む。セラミック層は、例えば、Ｂａ、Ａｌ、Ｓｉを主成分として含む低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）から構成される。

第１放電電極２１と第２放電電極２２は、それぞれ、Ｘ方向に延在した帯状に形成される。第１放電電極２１と第２放電電極２２は、Ｘ方向に対向して配置される。第１放電電極２１および第２放電電極２２は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗやそれらの少なくとも一種を含む合金などの適宜の材料により構成される。

第１放電電極２１の長手方向の第１端部２１１は、セラミック素体１０の第１端面１０ａから露出している。第１放電電極２１の長手方向の第２端部２１２は、セラミック素体１０内に位置する。第２放電電極２２の長手方向の第１端部２２１は、セラミック素体１０の第２端面１０ｂから露出している。第２放電電極２２の長手方向の第２端部２２２は、セラミック素体１０内に位置する。第１放電電極２１の第２端部２１２と、第２放電電極２２の第２端部２２２とは、隙間Ｇをあけて対向している。

放電補助電極３０は、Ｚ方向からみて隙間Ｇの下側に重なる。放電補助電極３０は、Ｚ方向からみて、矩形状に形成されている。放電補助電極３０は、第１放電電極２１の第２端部２１２と第２放電電極２２の第２端部２２２とを接続する。

放電補助電極３０は、例えば、導電成分と絶縁成分との混合物から構成される。導電成分は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗやこれらの組合せでもよい。また、導電成分として、ＳｉＣ粉等の半導体材料や抵抗材料など、金属材料よりも導電性の低い材料を用いてもよい。半導体材料は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ等の金属半導体、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、窒化クロム、ＶＮ、ＴａＮ等の窒化物、ケイ化チタン、ケイ化ジルコニウム、ケイ化タングステン、ケイ化モリブデン、ケイ化クロム等のケイ化物、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化クロム、ホウ化ランタン、ホウ化モリブデン、ホウ化タングステン等のホウ化物、チタン酸ストロンチウム等の酸化物であってもよい。また、上述の材料を、適宜、２種類以上混合してもよい。また、導電成分は、無機材料でコートされていてもよい。無機材料であれば特に限定されるものではなく、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２等の無機材料や、セラミック基材の構成材料の混合仮焼粉などでもよい。一方、絶縁成分は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２などの酸化物やＳｉ_３Ｎ_４やＡＩＮなどの窒化物や、セラミック基材の構成材料の混合仮焼粉や、ガラス質物質や、これらの組合せでもよい。

シール層５０は、セラミック素体１０内の孔部１０ｄの内面に沿って、孔部１０ｄの内面の全体に、設けられている。放電補助電極３０は、シール層５０の内面の一面に設けられている。つまり、放電補助電極３０は、シール層５０に覆われている。第１放電電極２１および第２放電電極２２は、シール層５０を貫通して、空洞部１００内に挿入されて、放電補助電極３０に接している。シール層５０と放電補助電極３０と第１放電電極２１と第２放電電極２２とで囲まれた空間が、空洞部１００を構成する。

シール層５０は、例えば、導電成分と絶縁成分との混合物から構成される。絶縁成分は、例えば、無機酸化物である。無機酸化物は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３であるが、ＢａＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｒＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５などの無機酸化物でもよい。導電成分は、例えば、Ｃｕであるが、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ等他の金属でもよい。また、導電成分は、ＣｕとＮｉなど金属の組み合わせでもよい。

第１外部電極４１は、第１端面１０ａの全てを覆うと共に周面１０ｃの第１端面１０ａ側の端部を覆う。第１外部電極４１は、第１放電電極２１の第１端部２１１に接触して電気的に接続される。第２外部電極４２は、第２端面１０ｂの全てを覆うと共に周面１０ｃの第２端面１０ｂ側の端部を覆う。第２外部電極４２は、第２放電電極２２の第１端部２２１に接触して電気的に接続される。第１外部電極４１および第２外部電極４２は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗやそれらの少なくとも一種を含む合金などの適宜の材料により構成される。

前記ＥＳＤ保護装置１によれば、シール層５０は導電成分を含むので、導電成分から電子が放出され、この放出された電子により、第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の隙間Ｇや放電補助電極３０の組成を変更することなく、放電開始電圧を小さくできる。したがって、絶縁耐性を維持しながら、放電開始電圧を小さくできる。

また、シール層５０は導電成分を含むので、セラミック素体１０の焼成時のシール層５０の収縮特性を向上でき、セラミック素体１０とシール層５０の収縮差を小さくすることができる。したがって、セラミック素体１０とシール層５０の収縮差によるセラミック素体１０の欠陥の発生を防止できる。

また、セラミック素体１０の内部には、第１放電電極２１と第２放電電極２２との間の隙間Ｇを含むと共にシール層５０が面する空洞部１００が設けられているので、シール層５０の導電成分から放出される電子を空洞部１００に供給できて、放電開始電圧を小さくできる。

また、シール層５０に含まれる導電成分の量は、放電補助電極３０に含まれる導電成分の量よりも少ないので、シール層５０の放電特性は、放電補助電極３０の放電特性よりも低い。これにより、シール層５０で放電することはなく、放電補助電極３０を介して第１放電電極２１と第２放電電極２２の間で放電する。

好ましくは、シール層５０に含まれる導電成分の量は、１５ｖｏｌ％以上４５ｖｏｌ％以下である。したがって、安定して放電特性とショート耐性の両立ができる。これに対して、シール層５０の導電成分の量が多いと、シール層５０と第１放電電極２１および第２放電電極２２の間で導通が起こり、耐ショート性が劣化する。シール層５０の導電成分の量が少ないと、放電特性の向上の効果が発現できない。

好ましくは、第１放電電極２１および第２放電電極２２に関して放電補助電極３０と反対側の領域に位置するシール層５０のみに、導電成分が含まれる。なお、シール層５０は、少なくとも、反対側の領域に位置してもよい。

したがって、放電補助電極３０とシール層５０に含まれる導電成分の間で相互作用がない。これにより、放電補助電極３０の機能が変わることがなく、より安定して、放電特性および耐ショート特性を得ることができる。これに対して、放電補助電極３０側のシール層５０に導電成分を添加すると、シール層５０の導電成分と放電補助電極３０との間で反応が起こり、放電補助電極３０の機能が変わる可能性がある。

好ましくは、シール層５０に含まれる導電成分は、第１放電電極２１および第２放電電極２２に含まれる導電成分と同じ材料である。したがって、第１放電電極２１および第２放電電極２２とシール層５０の間の密着力が向上する。これにより、第１放電電極２１および第２放電電極２２とシール層５０の間で剥がれが発生することによるセラミック素体１０の亀裂発生を抑えることができる。

好ましくは、図４に示すように、シール層５０に含まれる導電成分５１の少なくとも一部は、空洞部１００に露出している。したがって、導電成分５１から電子を出す起点が生じ、より電子を放出しやすくなる。

好ましくは、導電成分としての粉体の平均粒径は3μmより小さい。これにより、粉体を小さくして、シール層に含まれる粉体の量を多くできる。この結果、粉体の比表面積が大きくなって、電子が放出されやすくなる。好ましくは、導電成分としての粉体の平均粒径は０．０１μｍよりも大きい。これにより粉体を確実に製造できる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態のＥＳＤ保護装置を示すＸＺ断面図である。図６は、ＥＳＤ保護装置のＸＹ断面図である。第２実施形態では、第１実施形態の寸法を規定している。第２実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。

図５に示すように、第１実施形態と同様に、セラミック素体１０の内部には、第１放電電極２１と第２放電電極２２との間の隙間Ｇを含むと共にシール層５０が面する空洞部１００が設けられている。シール層５０は、少なくとも、第１放電電極２１および第２放電電極２２に関して放電補助電極３０と反対側の領域に位置する。反対側の領域に位置するシール層５０は、導電成分を含む。これにより、空洞部１００に面するシール層５０の導電成分から、空洞部１００に電子を放出し易くなり、放電開始電圧を小さくできる。

また、第１放電電極２１と第２放電電極２２とが互いに対向するＸ方向と、第１放電電極２１および第２放電電極２２と放電補助電極３０とが互いに対向するＺ方向とを含むＸＺ断面において、空洞部１００のＺ方向の最大距離ａは、第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の隙間ＧのＸ方向の最小距離ｄよりも短い。具体的に述べると、空洞部１００のＺ方向の最大距離ａは、図５において、放電補助電極３０の上面とシール層５０の下面との間の距離である。隙間ＧのＸ方向の最小距離ｄは、第１放電電極２１の第２端部２１２の端面と第２放電電極２２の第２端部２２２の端面との間の距離である。これによれば、Ｚ方向においてシール層５０を第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の隙間Ｇに近づけることができるので、シール層５０の導電成分から電子を放出し易くなり、放電開始電圧を一層小さくできる。

また、ＸＺ断面において、空洞部１００のＸ方向の最大距離ｂは、第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の隙間ＧのＸ方向の最小距離ｄよりも長い。具体的に述べると、空洞部１００のＸ方向の最大距離ｂは、図５において、シール層５０の内面と第１放電電極２１の上面とが接触する第１接点Ｄ１と、シール層５０の内面と第２放電電極２２の上面とが接触する第２接点Ｄ２との間の距離である。これによれば、Ｘ方向においてシール層５０を第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の隙間Ｇから離すことができるので、隙間Ｇにおいて主として放電でき、シール層５０の導電成分において補助的に放電できる。

図６に示すように、第１放電電極２１および第２放電電極２２が設けられた同一平面に直交する方向（Ｚ方向）からみて、シール層５０の外形線で囲まれた領域の面積は、放電補助電極３０の外形線で囲まれた領域の面積よりも大きい。図６では、シール層５０の外形線を実線で示し、放電補助電極３０の外形線を点線で示す。第１放電電極２１および第２放電電極２２を仮想線で示す。

具体的に述べると、Ｚ方向からみて、放電補助電極３０と反対側のシール層５０の外形線内の面積が、放電補助電極３０の外形線内の面積よりも大きい。これによれば、セラミック素体１０から放電補助電極３０にガラス成分が浸入することを防止できる。

また、前記同一平面に直交する方向（Ｚ方向）からみて、放電補助電極３０の外形線で囲まれた領域は、シール層５０の外形線で囲まれた領域内に含まれる。具体的に述べると、Ｚ方向からみて、放電補助電極３０の外形線は、放電補助電極３０と反対側のシール層５０の外形線内に含まれる。これによれば、セラミック素体１０から放電補助電極３０にガラス成分が浸入することを、より一層防止できる。

なお、上述の各々の寸法の規定に関して、少なくとも１つ満たしていてもよい。

（第３実施形態）
図７Ａは、導電成分の他の実施形態を示す断面図である。図７Ｂは、導電成分の別の実施形態を示す断面図である。

図７Ａに示すように、導電成分５１Ａは、粉体であって、絶縁粒子５１０Ａと絶縁粒子５１０Ａを覆う導電層５１１Ａとを有する。絶縁粒子５１０Ａの材料は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２などの酸化物やＳｉ_３Ｎ_４やＡＩＮなどの窒化物である。導電層５１１Ａの材料は、例えば、Ｃｕであるが、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ等他の金属でもよい。

したがって、導電成分は、絶縁粒子５１０Ａを有するので、シール層の絶縁耐性が向上する。また、導電層５１１Ａは、絶縁粒子５１０Ａを覆うので、導電層５１１Ａの量を少なくでき、これにより、放電時の熱による導電層５１１Ａの溶融量を低減でき、複数の導電成分の導電層５１１Ａがつながりにくくなる。

図７Ｂに示すように、導電成分５１Ｂは、粉体であって、導電粒子５１０Ｂを有する。導電粒子５１０Ｂの表面に、複数の突起部５１１Ｂが設けられている。導電粒子５１０Ｂの材料は、例えば、Ｃｕであるが、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ等他の金属でもよい。突起部５１１Ｂの材料は、導電粒子５１０Ｂの材料と同じである。したがって、導電粒子５１０Ｂの表面に、突起部５１１Ｂが設けられているので、突起部５１１Ｂを起点に電子が放出され易くなる。

（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態のＥＳＤ保護装置を示すＸＺ断面図である。第４実施形態では、第１実施形態とは、セラミック素体の孔部の形状、および、シール層の形状が相違する。その他の構成は、第１実施形態と同じ構成であり、第１実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８に示すように、ＥＳＤ保護装置１Ａでは、セラミック素体１０の孔部１０ｄの内面形状は、ＸＺ断面において、Ｘ方向の長径とＺ方向の短径で規定される楕円形である。さらに、シール層５０の形状は、楕円形の孔部１０ｄの内面に沿って湾曲した弧形状である。これに伴って、空洞部１００の形状も、Ｘ方向の中央部が広くなる形状を有している。このとき、第２実施形態で説明した空洞部１００のＺ方向の最大距離ａは、空洞部１００のＸ方向の中央部におけるＺ方向の距離をいう。

したがって、シール層５０は、第１放電電極２１と第２放電電極２２の間を弧形状に延在しているので、Ｚ方向においてシール層５０を隙間Ｇに接近させることができ、シール層５０の導電成分から電子を放出し易くなり、放電開始電圧を小さくできる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。

（第１実施例）
次に、ＥＳＤ保護装置の第１実施例について説明する。

（製造方法）
以下、第１実施例の製造方法について説明する。

（１）セラミックグリーンシートの準備
セラミック素体の材料となるセラミック材料には、Ｂａ、Ａｌ、Ｓｉを中心とした組成からなる材料（ＢＡＳ材）を用いた。各素材を所定の組成になるよう調合、混合し、８００℃〜１０００℃で仮焼した。得られた仮焼粉末をジルコニアボールミルで１２時間粉砕し、セラミック粉末を得た。このセラミック粉末に、トルエン・エキネンなどの有機溶媒を加え混合する。さらに、バインダー、可塑剤を加え混合しスラリーを得た。このようにして得られたスラリーをドクターブレード法により成形し、厚さ１０μｍと厚さ５０μｍのセラミックグリーンシートを得た。

（２）印刷ペースト材料の準備
（２−１）放電電極ペーストの準備
平均粒径１μｍのＣｕ粉末を４０ｗｔ％と、平均粒径約３μｍのＣｕ粉末を４０ｗｔ％と、エチルセルロースをターピネオールに溶解して作製した有機ビヒクルを２０ｗｔ％とを調合し、３本ロールにより混合することにより、放電電極ペーストを作製した。

（２−２）放電補助電極ペーストの準備
放電補助電極を形成するための混合ペーストは、平均粒径約２μｍのＣｕＡｌ合金粉と、平均粒径約０．５μｍのＢａ、Ａｌ、Ｓｉを中心とした組成からなるセラミックス粉を８０／２０ｖｏｌ％の割合で調合し、バインダー樹脂と溶剤を添加し３本ロールで撹拌、混合することで得た。混合ペーストはエチルセルロース等からなるバインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％とし、残りの８０ｗｔ％をＣｕＡｌ合金粉とＢＡＳ系材仮焼粉とした。

（２−３）空洞部ペーストの準備
平均粒径１μｍの架橋アクリル樹脂ビーズ３８ｗｔ％と、ターピネオール中にエトセル樹脂を１０ｗｔ％溶解した有機ビヒクル６２ｗｔ％とを調合し、三本ロールにより混合することにより、空洞部ペーストを作製した。

（２−４）シール層ペーストの準備
シール層を形成するためのペーストは、無機酸化物としてＡｌ_２Ｏ_３粉を、導電成分としてＣｕ粉を７５／２５ｖｏｌ％の割合で調合し、バインダー樹脂と溶剤を添加し３本ロールで撹拌、混合することで得た。混合ペーストはエチルセルロース等からなるバインダー樹脂と溶剤を４４ｗｔ％とし、残りの５６ｗｔ％をＡｌ_２Ｏ_３粉とＣｕ粉とした。

（３）外部電極の準備
平均粒径が約１μｍのＣｕ粉末を８０ｗｔ％と、転移点６２０℃、軟化点７２０℃で平均粒径が約１μｍのホウケイ酸アルカリ系ガラスフリットを５ｗｔ％と、エチルセルロースをターピネオールに溶解して作製した有機ビヒクルを１５ｗｔ％とを調合し、３本ロールにより混合することにより、外部電極ペーストを作製した。

（４）スクリーン印刷によるシール層ペースト、放電電極ペースト、放電補助電極ペースト、空洞部ペーストの塗布
セラミックグリーンシ−ト上に、先ずシールペーストを塗布し、次に放電補助電極ペーストを重ね塗りにて塗布した。次に、放電電極ペーストを同じく重ね塗りにて塗布した。放電電極間の距離は、２０μｍとした。さらに、空洞部ペーストを重ね塗りにて塗布した。最後に、シール層ペーストを再度同じく重ね塗りにて塗布した。

なお、シールペーストを始め、各ペーストは直接塗布対象上に塗布しても良く、また転写工法などの他の方法で塗布しても良い。

（５）積層、圧着
セラミックグリーンシ−トを積層し、圧着した。ここでは、厚み０．３ｍｍとなるように積層した。

（６）カット
マイクロカッタでカットして各チップに分けた。ここでは、１．０ｍｍｘ０．５ｍｍになるようにカットした。

（７）焼成
次いで、Ｎ_２雰囲気中で焼成した。仮に、電極材料が酸化しない場合は、大気雰囲気で焼成しても構わない。

（８）外部電極の塗布、焼き付け
焼成後、セラミック素体の端面に外部電極ペーストを塗布し、焼き付けることで、外部電極を形成した。

（９）めっき
外部電極上に電解Ｎｉ−Ｓｎめっきを行った。

（１０）完成
以上により、ＥＳＤ保護装置を完成した。なお、基板に用いるセラミック材料は、特に上記の材料に限定されるものではなく、Ａｌ_２Ｏ_３、コーディエライト、ムライト、フォレステライト、ＣａＺｒＯ_３にガラスなどを加えたＬＴＣＣ材料や、Ａｌ_２Ｏ_３、コーディエライト、ムライト、フォレストライトなどのＨＴＣＣ材料、フェライト材料、誘電体材料、樹脂材料でもよい。また、電極材料もＣｕだけでなく、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗや、これらの組合せでもよいが、熱伝導率が高いＣｕ，Ａｇが望ましい。

（実験結果）
以下、第１実施例の実験結果について説明する。第１比較例として、第１実施例と比べて、シール層に導電成分を含まないコイル部品を用いた。第２比較例として、第１実施例と比べて、シール層の導電成分を放電電極の導電成分（Ｃｕ粉）と異なる成分（Ｎｉ粉）としたコイル部品を用いた。

（１）放電開始電圧
第１実施例と第１比較例の放電開始電圧の測定を行った。これらの効果は、任意のＥＳＤ印加時の動作率から判定した。Ｎ＝１００個のサンプルに対し、ＩＥＣ規格（ＩＥＣ６１０００−４−２）に従い接触放電にてＥＳＤを印加し、各印加電圧での素子の動作性能を確認した。表１に、２〜５ｋＶのＥＳＤ電圧を印加したときの動作性能を示す。
［表１］

動作性能「×」とは、動作率が０〜１０％である。動作性能「△」とは、動作率が１０〜５０％である。動作性能「〇」とは、動作率が５０〜８０％である。動作性能「◎」とは、動作率が８０〜１００％である。表１に示すように、第１実施例は、第１比較例よりも優れている。

（２）ＩＲ劣化耐性
第１実施例と第１比較例のＩＲ劣化耐性の測定を行った。Ｎ＝５０個のサンプルに対し、ＩＥＣ規格（ＩＥＣ６１０００−４−２）に従い接触放電にて任意のＥＳＤを１００回連続印加した。ＩＲ値が１０ｋΩ以下まで低下したサンプルを故障と判断し、良品率を比較した。表２に、８，１０，１２ｋＶのＥＳＤ電圧を印加したときのＩＲ劣化耐性（良品率）を示す。
［表２］

ＩＲ劣化耐性「×」とは、良品率が０〜１０％である。ＩＲ劣化耐性「△」とは、良品率が１０〜５０％である。ＩＲ劣化耐性「〇」とは、良品率が５０〜８０％である。ＩＲ劣化耐性「◎」とは、良品率が８０〜１００％である。表２に示すように、第１実施例は、第１比較例と同等である。

（３）セラミック素体の欠陥
第１実施例と第１比較例のセラミック素体の欠陥を観察した。Ｎ＝１００００個のサンプルに対し、焼成後のサンプル表面を実体顕微鏡で観察を行い、セラミック素体の６面の亀裂の有無を観察した。１つの面いずれかに亀裂があれば不良品として、個数を数えた。表３に、亀裂評価の結果を示す。
［表３］

表３に示すように、第１実施例では、セラミック素体の欠陥が無くなって、第１比較例よりも優れている。

（４）セラミック素体の欠陥
第１実施例と第２比較例のセラミック素体の欠陥を観察した。Ｎ＝１００００個のサンプルに対し、焼成後のサンプル表面を実体顕微鏡で観察を行い、セラミック素体の６面の亀裂の有無を観察した。１つの面いずれかに亀裂があれば不良品として、個数を数えた。表４に、亀裂評価の結果を示す。
［表４］

表４に示すように、第１実施例では、セラミック素体の欠陥が無くなって、第２比較例よりも優れている。

（第２実施例）
次に、ＥＳＤ保護装置の第２実施例について説明する。

（製造方法）
以下、第２実施例の製造方法について説明する。第２実施例は、第１実施例と比べて（２−４）のみが相違する。（２−４）のみを説明する。

（２−４）シール層ペーストの準備
シール層を形成するためのペーストは、無機酸化物としてＡｌ_２Ｏ_３粉を、導電成分としてＣｕ粉を９０／１０ｖｏｌ％、７０／３０ｖｏｌ％、５０／５０ｖｏｌ％の割合で各々調合し、バインダー樹脂と溶剤を添加し３本ロールで撹拌、混合することで得た。混合ペーストはエチルセルロース等からなるバインダー樹脂と溶剤を４４ｗｔ％とし、残りの５６ｗｔ％をＡｌ_２Ｏ_３粉とＣｕ粉とした。

（実験結果）
以下、第２実施例の実験結果について説明する。

（１）放電開始電圧
第２実施例の放電開始電圧の測定を行った。これらの効果は、任意のＥＳＤ印加時の動作率から判定した。Ｎ＝１００個のサンプルに対し、ＩＥＣ規格（ＩＥＣ６１０００−４−２）に従い接触放電にてＥＳＤを印加し、各印加電圧での素子の動作性能を確認した。表５に、Ｃｕ粉を１０ｖｏｌ％、１５ｖｏｌ％、３０ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％添加し、２〜５ｋＶのＥＳＤ電圧を印加したときの動作性能を示す。
［表５］

動作性能「×」とは、動作率が０〜１０％である。動作性能「△」とは、動作率が１０〜５０％である。動作性能「〇」とは、動作率が５０〜８０％である。動作性能「◎」とは、動作率が８０〜１００％である。表５に示すように、Ｃｕ粉の添加量を１５ｖｏｌ％以上としたとき動作性能が優れている。

（２）ＩＲ劣化耐性
第２実施例と第１比較例のＩＲ劣化耐性の測定を行った。Ｎ＝５０個のサンプルに対し、ＩＥＣ規格（ＩＥＣ６１０００−４−２）に従い接触放電にて任意のＥＳＤを１００回連続印加した。ＩＲ値が１０ｋΩ以下まで低下したサンプルを故障と判断し、良品率を比較した。表６に、Ｃｕ粉を１０ｖｏｌ％、３０ｖｏｌ％、４５ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％添加し、８、１０、１２ｋＶのＥＳＤ電圧を印加したときのＩＲ劣化耐性（良品率）を示す。
［表６］

ＩＲ劣化耐性「×」とは、良品率が０〜１０％である。ＩＲ劣化耐性「△」とは、良品率が１０〜５０％である。ＩＲ劣化耐性「〇」とは、良品率が５０〜８０％である。ＩＲ劣化耐性「◎」とは、良品率が８０〜１００％である。表６に示すように、Ｃｕ粉の添加量を４５ｖｏｌ％以下としたときＩＲ劣化耐性が良好となる。

１，１Ａ ＥＳＤ保護装置
１０ セラミック素体
２１ 第１放電電極
２２ 第２放電電極
３０ 放電補助電極
４１ 第１外部電極
４２ 第２外部電極
５０ シール層
５１，５１Ａ，５１Ｂ 導電成分
５１０Ａ 絶縁粒子
５１１Ａ 導電層
５１０Ｂ 導電粒子
５１１Ｂ 突起部
１００ 空洞部
Ｇ 第１放電電極と第２放電電極との間の隙間

Claims (14)

1. ガラス成分を含むセラミック素体と、
   前記セラミック素体内に同一平面上に設けられ、互いに隙間を介して対向される第１放電電極および第２放電電極と、
   前記第１放電電極と前記第２放電電極を同一平面上で接続する放電補助電極と、
   前記放電補助電極と前記セラミック素体との間に、前記セラミック素体から前記放電補助電極にガラス成分が浸入することを防止するシール層と
   を備え、
   前記シール層は導電成分を含む、ＥＳＤ保護装置。
2. 前記セラミック素体の内部には、前記第１放電電極と前記第２放電電極との間の前記隙間を含むと共に前記シール層が面する空洞部が設けられている、請求項１に記載のＥＳＤ保護装置。
3. 前記シール層に含まれる前記導電成分の量は、前記放電補助電極に含まれる導電成分の量よりも少ない、請求項１または２に記載のＥＳＤ保護装置。
4. 前記シール層に含まれる前記導電成分の量は、１５ｖｏｌ％以上４５ｖｏｌ％以下である、請求項１から３の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
5. 前記シール層は、少なくとも、前記第１放電電極および前記第２放電電極に関して前記放電補助電極と反対側の領域に位置し、
   前記反対側の領域に位置するシール層のみに、前記導電成分が含まれる、請求項１から４の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
6. 前記シール層に含まれる前記導電成分は、前記第１放電電極および前記第２放電電極に含まれる導電成分と同じ材料である、請求項１から５の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
7. 前記シール層に含まれる前記導電成分の少なくとも一部は、前記空洞部に露出している、請求項２に記載のＥＳＤ保護装置。
8. 前記セラミック素体の内部には、前記第１放電電極と前記第２放電電極との間の前記隙間を含むと共に前記シール層が面する空洞部が設けられ、
   前記シール層は、少なくとも、前記第１放電電極および前記第２放電電極に関して前記放電補助電極と反対側の領域に位置し、
   前記反対側の領域に位置するシール層は、前記導電成分を含む、請求項１に記載のＥＳＤ保護装置。
9. 前記第１放電電極と前記第２放電電極とが互いに対向するＸ方向と、前記第１放電電極および前記第２放電電極と前記放電補助電極とが互いに対向するＺ方向とを含むＸＺ断面において、前記空洞部のＺ方向の最大距離ａは、前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の隙間のＸ方向の最小距離ｄよりも短い、請求項８に記載のＥＳＤ保護装置。
10. 前記第１放電電極と前記第２放電電極とが互いに対向するＸ方向と、前記第１放電電極および前記第２放電電極と前記放電補助電極とが互いに対向するＺ方向とを含むＸＺ断面において、前記空洞部のＸ方向の最大距離ｂは、前記第１放電電極と前記第２放電電極の間の隙間のＸ方向の最小距離ｄよりも長い、請求項８または９に記載のＥＳＤ保護装置。
11. 前記同一平面に直交する方向からみて、前記シール層の外形線で囲まれた領域の面積は、前記放電補助電極の外形線で囲まれた領域の面積よりも大きい、請求項１から１０の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
12. 前記同一平面に直交する方向からみて、前記放電補助電極の外形線で囲まれた領域は、前記シール層の外形線で囲まれた領域内に含まれる、請求項１１に記載のＥＳＤ保護装置。
13. 前記導電成分は、絶縁粒子と前記絶縁粒子を覆う導電層とを有する、請求項１から１２の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
14. 前記導電成分は、導電粒子を有し、前記導電粒子の表面に、突起部が設けられている、請求項１から１２の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。

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