WO2012043576A1 - 静電気対策素子 - Google Patents

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WO2012043576A1
WO2012043576A1 PCT/JP2011/072104 JP2011072104W WO2012043576A1 WO 2012043576 A1 WO2012043576 A1 WO 2012043576A1 JP 2011072104 W JP2011072104 W JP 2011072104W WO 2012043576 A1 WO2012043576 A1 WO 2012043576A1
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electrodes
discharge
hollow
discharge inducing
inorganic material
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PCT/JP2011/072104
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健作 朝倉
鈴木　真吾
康宏 廣部
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Tdk株式会社
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    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/12—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel hermetically sealed
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges

Definitions

  • the present invention relates to an anti-static element, and more particularly to an anti-static element useful for use in a high-speed transmission system or in combination with a common mode filter.
  • Electrode periphery As an anti-static element having a low capacitance, an element in which an electrostatic protection material is filled between electrodes that are spaced apart from each other has been proposed.
  • An anti-static element equipped with this type of so-called gap-type electrode has features such as a large insulation resistance, a small capacitance, and a good responsiveness. There is a problem that destruction (melting, deformation, etc.) tends to occur in the periphery (hereinafter simply referred to as “electrode periphery”).
  • Patent Document 1 discloses a ceramic body made of a protective material having a small hole for suppressing a transient surge voltage and electrostatic shock (static protective material). Is described between the opposing electrodes. A multilayer chip varistor is described. In this technique, semiconductive particles having a particle size larger than 0.1 microns or composite particles in which the surface of the conductive particles is coated with an inorganic glass layer are used as a protective material, and the small holes described above are formed between the composite particles. (See FIG. 2 of Patent Document 1).
  • Patent Document 2 discloses a discharge electrode disposed oppositely and spaced apart, a cavity provided above the discharge electrode, and a mixing portion (electrostatic protection material) disposed adjacent to the lower side of the discharge electrode. An ESD protection device is described.
  • JP 2008-244348 A Japanese Patent No. 4,247,581
  • an electrostatic protection material is configured by filling composite particles in which the surface of (semi) conductive particles is coated with inorganic glass between opposed electrodes, and thus a high-speed transmission system.
  • a high-performance anti-static element that can be applied to the above was not obtained.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is not only low capacitance and excellent discharge characteristics, but also high durability for repeated use, and short-circuiting between electrodes after discharge. It is an object of the present invention to provide an anti-static element in which the occurrence of the above is suppressed.
  • the present inventors have conducted extensive research and, as a discharge inducing portion disposed between a pair of electrodes, are composed of a porous body in which minute pores are scattered discontinuously, and The inventors have found that the above problems can be solved by disposing a discharge inducing portion having a hollow structure having at least one hollow portion, and have completed the present invention.
  • an antistatic element includes an insulating substrate, electrodes disposed opposite to each other on the insulating substrate, and a discharge inducing portion disposed between the electrodes.
  • the inducing part is formed of a porous body in which micropores are scattered discontinuously, and has a hollow structure having at least one hollow part.
  • the inventors measured the characteristics of the anti-static element configured as described above, and found that not only the capacitance is small and the discharge start voltage is low, but also the occurrence of a short circuit between the electrodes is suppressed. found.
  • the details of the mechanism of action that produces this effect are not yet clear, but are estimated as follows, for example.
  • the insulation resistance is higher than that of the conventional embodiment having no such discharge inducing portion between the electrodes. It has features such as a large electrostatic capacity, a small electrostatic capacity, a good responsiveness, and an excellent discharge characteristic.
  • the discharge inducing portion made of the above-described structure can sufficiently absorb the heat and stress generated by the discharge by the micropores and the hollow structure, this allows the electrodes and their surroundings (hereinafter simply referred to as “ The destruction (melting, deformation, etc.) of the “electrode periphery” is alleviated.
  • the discharge generated between the electrodes is likely to occur mainly on the surface of the hollow part of the discharge inducing part (interface between the porous body and the hollow part), and therefore, The accompanying physical destruction (melting, deformation, etc.) of the discharge inducing part is also alleviated. Therefore, the antistatic element having the above-described structure has greatly improved durability for repeated use as compared with the conventional element. Even if a melt is generated between the electrodes due to the breakdown of the periphery of the electrode due to discharge, the melt (particularly, the conductive melt) is agglomerated due to the presence of discontinuously dispersed micropores and hollow portions.
  • the antistatic element having the above configuration is one in which short-circuiting between electrodes is suppressed.
  • the electrostatic protection element having the above-described configuration has a small capacitance and excellent discharge characteristics, and also has high durability for repeated use, and short-circuit between electrodes after discharge is generated. Inferred to have been suppressed.
  • the action is not limited to these.
  • the hollow portion is preferably formed so as to extend along the direction connecting the electrodes.
  • the discharge generated between the electrodes easily occurs in the extending direction of the hollow portion, so that the durability is improved and the variation in the peak voltage and the discharge start voltage is suppressed.
  • the length of the hollow portion in the direction connecting the electrodes is preferably 0.5 times the gap distance ⁇ G between the electrodes to less than the length of the discharge inducing portion. If comprised in this way, destruction of the discharge induction part by discharge will be suppressed effectively and durability of repeated use will be improved further.
  • the electrode is preferably exposed in the hollow portion.
  • the discharge generated between the electrodes is the surface of the hollow portion of the discharge inducing portion. Since it is likely to occur at (interface between the porous body and the hollow portion), the above-described effect of improving the discharge characteristics and the effect of improving the durability of repeated use are particularly enhanced.
  • the discharge inducing part may have a plurality of hollow parts.
  • a discharge inducing portion having a plurality of hollow portions it is possible to reduce the frequency of occurrence of discharge (number of times) for one hollow portion at the time of use. While being further increased, variations in peak voltage and discharge start voltage are suppressed.
  • the porous body constituting the discharge inducing portion is a composite in which at least one conductive inorganic material is discontinuously dispersed in a matrix of at least one insulating inorganic material. It is particularly preferred. Since this type of composite functions as a low-voltage discharge type electrostatic protection material having a small capacitance and a low discharge start voltage, a high-performance anti-static element with excellent discharge characteristics is realized. In addition, since an inorganic composite is used as the electrostatic protection material, the heat resistance is remarkably improved and the weather resistance to the external environment such as temperature and humidity is remarkably improved.
  • composite means a state in which a conductive inorganic material is dispersed in a matrix of an insulating inorganic material, and the conductive inorganic material is uniformly or in the matrix of the insulating inorganic material.
  • the concept includes not only a randomly dispersed state but also a state in which aggregates of conductive inorganic materials are dispersed in a matrix of an insulating inorganic material, that is, a state generally called a sea-island structure.
  • insulating means 0.1 ⁇ cm or more
  • conductive means less than 0.1 ⁇ cm
  • so-called “semiconductive” means that the specific resistance is 0.1 ⁇ cm or more. As long as it is, it is included in the former insulation.
  • the insulating inorganic material is Al 2 O 3 , SrO, CaO, BaO, TiO 2 , SiO 2 , ZnO, In 2 O 3 , NiO, CoO, SnO 2 , V 2 O 5 , CuO, MgO. It is preferably at least one selected from the group consisting of ZrO 2 , AlN, BN and SiC. Since these metal compounds are excellent in insulation, heat resistance and weather resistance, they function effectively as a material constituting the insulating matrix of the composite, and as a result, high performance static electricity with excellent discharge characteristics, heat resistance and weather resistance. A countermeasure element can be realized.
  • the conductive inorganic material is at least one metal selected from the group consisting of C, Ni, Al, Fe, Cu, Ti, Cr, Au, Ag, Pd, and Pt, or a metal compound thereof. It is preferable. By blending these metals or metal compounds in a discontinuously dispersed state in the matrix of the insulating inorganic material, it is possible to realize a high-performance anti-static element having excellent discharge characteristics, heat resistance and weather resistance.
  • the discharge inducing part preferably has a thickness of 10 nm or more and less than the element thickness, more preferably 10 nm or more and half or less of the element thickness.
  • this static electricity countermeasure element is used in a state in which the discharge inducing portion is covered with an insulating material in order to protect the discharge inducing portion. Therefore, when used in such an aspect, the upper limit of the thickness of the discharge inducing portion is limited by the thickness of the element.
  • the discharge inducing section bakes a mixture containing at least one insulating inorganic material, at least one conductive inorganic material, and at least one resin particle to remove the resin particles. It is preferable that it is a baked body obtained by this.
  • the composite is a composite in which a conductive inorganic material is discontinuously dispersed in a matrix of an insulating inorganic material, and is a porous body in which minute pores are discontinuously scattered, and includes at least one hollow portion What has the hollow structure which has can be obtained easily with good reproducibility, and productivity and economical efficiency are improved.
  • a discharge inducing portion for static electricity countermeasures which is made of a porous body in which micropores are scattered in a discontinuous manner and has a hollow structure having at least one hollow portion.
  • an anti-static element that not only has a small capacitance and excellent discharge characteristics, but also has high durability for repeated use and suppresses occurrence of a short circuit between electrodes after discharge.
  • heat resistance and weather resistance can be increased, and further, a thinner film can be achieved as compared with the conventional case, and productivity and economy can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing an anti-static element 100.
  • FIG. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 3 is a schematic perspective view schematically showing a discharge inducing portion 31.
  • FIG. FIG. 4 is a conceptual cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1.
  • 3 is a schematic perspective view showing a manufacturing process of the anti-static element 100.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing a manufacturing process of the anti-static element 100.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing a manufacturing process of the anti-static element 100.
  • FIG. It is a circuit diagram in an electrostatic discharge test. It is a schematic cross section which shows a 1st modification. It is a schematic cross section which shows the 2nd modification. It is a schematic cross section which shows the 3rd modification. It is a schematic cross section which shows the 4th modification.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing the anti-static element of this embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • the anti-static element 100 includes an insulating substrate 11, a pair of electrodes 21 and 22 disposed on the insulating substrate 11, a discharge inducing portion 31 disposed between the electrodes 21 and 22, an electrode
  • the terminal electrode 41 (refer FIG. 7) electrically connected to 21 and 22 and the insulating protective layer 51 formed so that the discharge induction part 31 may be covered are provided.
  • the discharge inducing portion 31 is made of a porous body in which minute pores are scattered discontinuously, and has a hollow structure having at least one or more hollow portions 31a and 31b.
  • the pair of electrodes 21 and 22 are arranged such that the tip portions thereof are exposed in the hollow portions 31a and 31b.
  • the discharge inducing portion 31 functions as a low-voltage discharge type electrostatic protection material. When an overvoltage such as static electricity is applied, the discharge inducing portion 31 (hollow portions 31a and 31b). It is designed so that an initial discharge is ensured between the electrodes 21 and 22 via.
  • each component will be described in detail.
  • the insulating substrate 11 has an insulating surface 11a.
  • the insulating substrate 11 can support at least the electrodes 21 and 22 and the discharge inducing portion 31, the dimension and shape thereof are not particularly limited.
  • the insulating substrate 11 having the insulating surface 11a is a concept including a substrate made of an insulating material and an insulating film formed on a part or the entire surface of the substrate.
  • the insulating substrate 11 include a ceramic substrate using a low dielectric constant material such as alumina, silica, magnesia, aluminum nitride, forsterite, etc., preferably 20 or less, and a single crystal substrate. Etc.
  • an insulating film made of a low dielectric constant material having a dielectric constant of 50 or less, preferably 20 or less, such as alumina, silica, magnesia, aluminum nitride, and forsterite is formed on the surface of a ceramic substrate or a single crystal substrate.
  • the insulating protective layer 51 may be the same as that of the insulating substrate 11 and will not be described later.
  • a pair of electrodes 21 and 22 are disposed apart from each other.
  • the pair of electrodes 21 and 22 are disposed to face each other with a gap distance ⁇ G at a substantially plane center position of the insulating substrate 11.
  • the gap distance ⁇ G means the shortest distance between the pair of electrodes 21 and 22.
  • the material constituting the electrodes 21 and 22 include at least one metal selected from C, Ni, Al, Fe, Cu, Ti, Cr, Au, Ag, Pd, and Pt, or an alloy thereof. However, it is not particularly limited to these.
  • the electrodes 21 and 22 are formed in a rectangular shape in plan view, but the shape is not particularly limited, and may be formed in a comb shape or a saw shape, for example. .
  • the gap distance ⁇ G between the electrodes 21 and 22 may be appropriately set in consideration of desired discharge characteristics, and is not particularly limited, but is usually about 1 to 50 ⁇ m, and from the viewpoint of securing low voltage initial discharge, More preferably, it is about 3 to 40 ⁇ m, more preferably about 7 to 30 ⁇ m.
  • the thickness of the electrodes 21 and 22 can be appropriately set and is not particularly limited, but is usually about 1 to 20 ⁇ m.
  • the formation method of the electrodes 21 and 22 is not particularly limited, and a known method can be appropriately selected. Specifically, for example, there is a method of patterning an electrode layer having a desired thickness on the insulating substrate 11 by coating, transferring, electrolytic plating, electroless plating vapor deposition, sputtering, or the like. Further, the size of the electrodes 21 and 22 and the gap distance ⁇ G can be processed by using a known method such as ion milling or etching. Further, by performing screen printing using a plate-making method in which a gap portion between the electrodes 21 and 22 is formed by patterning, a metal or alloy precursor is pattern-printed on the substrate, and then firing is performed, whereby the electrodes 21 and 22 are performed. May be formed.
  • the electrodes 21 and 22 by screen printing on the green sheet comprised from an insulator may be elementized by the lamination
  • a discharge inducing portion 31 is disposed between the electrodes 21 and 22 described above.
  • the discharge inducing portion 31 is laminated on the insulating surface 11 a of the insulating substrate 11 and the electrodes 21 and 22 described above.
  • the size and shape of the discharge inducing portion 31 and the position of the discharge inducing portion 31 are not particularly limited as long as it is designed to ensure initial discharge between the electrodes 21 and 22 through itself when an overvoltage is applied.
  • FIG. 3 is a schematic plan view schematically showing the discharge inducing portion 31 of the present embodiment
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • the discharge induction part 31 consists of a porous body which has a hollow structure which has hollow part 31a, 31b.
  • a composite in which the conductive inorganic material 33 is discontinuously (uniformly or randomly) dispersed in the matrix of the insulating inorganic material 32 is used as the discharge inducing portion 31.
  • the discharge inducing portion 31 is made of a porous body (porous composite) in which minute pores 34 are discontinuously scattered.
  • the discharge inducing portion 31 of the present embodiment has a hollow structure by forming the hollow portions 31a and 31b, and has a porous structure in which the micropores 34 are discontinuously scattered in the composite. ing.
  • the hollow portions 31a and 31b are defined by a porous body that is included in a state where the conductive inorganic material 33 and the micropores 34 are discontinuously scattered in the matrix of the insulating inorganic material 32. It has been made.
  • the insulating inorganic material 32 constituting the matrix include, but are not limited to, metal nitrides such as metal oxides and forsterite.
  • the metal oxides include Al 2 O 3, SrO, CaO, BaO, TiO 2 , SiO 2 , ZnO, In 2 O 3 , NiO, CoO, SnO 2 , V 2 O 5.
  • CuO, MgO, ZrO2, AlN, BN and SiC are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the matrix of the insulating inorganic material 32 may be formed as a uniform film of the insulating inorganic material 32 or may be formed as an aggregate of particles of the insulating inorganic material 32, and the properties thereof are not particularly limited. . Among these, it is more preferable to use Al 2 O 3 , SiO 2 , forsterite or the like from the viewpoint of imparting a high degree of insulation to the insulating matrix. On the other hand, from the viewpoint of imparting semiconductivity to the insulating matrix, it is more preferable to use TiO 2 or ZnO. By imparting semiconductivity to the insulating matrix, an antistatic element having a lower discharge start voltage can be obtained.
  • the conductive inorganic material 33 include, but are not limited to, metals, alloys, metal oxides, metal nitrides, metal carbides, metal borides, and the like. In consideration of conductivity, C, Ni, Al, Fe, Cu, Ti, Cr, Au, Ag, Pd and Pt, or alloys thereof are preferable.
  • the conductive inorganic material 33 include, but are not limited to, metals, alloys, metal oxides, metal nitrides, metal carbides, metal borides, and the like. In consideration of conductivity, C, Ni, Al, Fe, Cu, Ti, Cr, Au, Ag, Pd and Pt, or alloys thereof are preferable.
  • the micropore 34 imparts porosity to the discharge inducing portion 31 (composite), thereby absorbing heat and stress generated by the discharge and mitigating destruction (melting, deformation, etc.) of the electrodes 21 and 22 and their surroundings.
  • the micropore 34 means one having a size of 0.1 to 5 ⁇ m.
  • the size of the micropore 34 means the median diameter (D50) when the spherical shape has an aspect ratio of 1 to 5, and means the arithmetic mean value of the major axis and minor axis for the other shapes. The average value of 50 points selected at random.
  • the size of the micropores 34 and the content ratio of the micropores 34 are the desired discharge characteristics, durability of repeated use, and prevention of short circuit between the electrodes 21 and 22.
  • the size of the micropore 34 is preferably 0.1 to 2 ⁇ m
  • the content ratio of the micropore 34 is preferably 1 to 40 vol%, more preferably It is 2 to 30 vol%, more preferably 5 to 20 vol%.
  • the hollow structure of the discharge inducing portion 31 is not particularly limited.
  • a hollow structure having two hollow portions 31a and 31b is adopted, but the number of hollow portions is not limited, and there may be only one or a plurality (for example, 3 to 5). It doesn't matter.
  • the number of hollow portions increases, the frequency of occurrence of discharge (number of times) for one hollow portion is reduced, so that the durability of repeated use is further enhanced, and variations in peak voltage and discharge start voltage are suppressed. There is a tendency.
  • the shape and size of each hollow portion may be the same or different.
  • the shape of the hollow portions 31a and 31b is not particularly limited.
  • an arbitrary shape such as a spherical shape, an elliptical spherical shape, a cubic shape, a rectangular shape, a cylindrical shape, a triangular prism shape, a rectangular prism shape, a polygonal prism shape, or an indefinite shape in which these are connected can be adopted.
  • the hollow portions 31 a and 31 b preferably have a shape extending along the direction connecting the electrodes 21 and 22.
  • the discharge generated between the electrodes 21 and 22 is likely to occur in the extending direction of the hollow portions 31a and 31b, so that the durability is improved and the peak voltage and Variations in the discharge start voltage are suppressed.
  • the size of the hollow portions 31a and 31b is not particularly limited, but the length of the hollow portions 31a and 31b in the direction connecting the electrodes 21 and 22 from the viewpoint of increasing the durability of repeated use by suppressing breakage due to discharge.
  • the thickness ( ⁇ M in the figure) is preferably at least 0.5 times the gap distance ⁇ G between the electrodes 21 and 22 to less than the length of the discharge inducing portion 31 ( ⁇ L in the figure).
  • the length of the hollow portions 31a and 31b in the direction connecting the electrodes 21 and 22 means the maximum length of the hollow portions 31a and 31b in the direction connecting the electrodes 21 and 22.
  • the length of the discharge inducing portion 31 means the maximum length of the discharge inducing portion 31 in the direction connecting the electrodes 21 and 22.
  • the length of the hollow portions 31 a and 31 b in the direction connecting the electrodes 21 and 22 is 5 to 10 ⁇ m or more, and the length of the discharge inducing portion 31. Less than In particular, as shown in FIGS. 1 and 2, the length of the hollow portions 31a and 31b in the direction connecting the electrodes 21 and 22 ( ⁇ M in the drawing) is 1.0 times or more the gap distance ⁇ G between the electrodes 21 and 22, By arranging the tip portions of 21 and 22 so as to be exposed in the hollow portions 31a and 31b, the effect of improving the discharge characteristics and the effect of improving the durability of repeated use are particularly enhanced.
  • the electrodes 21 Preferably, the position is offset above 22, more specifically, from the center line C of the electrodes 21 and 22.
  • the thickness (total thickness) of the discharge inducing portion 31 is not particularly limited and can be set as appropriate. From the viewpoint of enhancing the durability of repeated use, the thickness is 10 nm or more and the device thickness or less. It is preferably 1 ⁇ m to less than half of the element thickness.
  • the formation method of the discharge induction part 31 is not specifically limited, For example, the well-known thin film formation method and lamination method can be applied. From the viewpoint of easily obtaining the discharge inducing portion 31 having the above structure with good reproducibility, which is made of a porous body containing micropores 34 of a desired size in a predetermined content ratio in a matrix, an insulating inorganic material and a conductive inorganic material Applying a mixture containing at least a resin material (disappearing material) that disappears by firing to produce the material and the micropores 34, and further disappearing material for forming the hollow portions 31a and 31b at desired positions on the mixture A method of forming a porous body having the micropores 34 and partitioning the hollow structure is preferable by applying a desired shape and then firing to eliminate the disappearance material.
  • a preferable method for forming the discharge inducing portion 31 will be described.
  • a mixture containing an insulating inorganic material, a conductive inorganic material, and a disappearing material for producing the micropores 34 is prepared, and this mixture is applied or printed between the gaps of the electrodes 21 and 22.
  • the vanishing material for producing the hollow parts 31a and 31b is further applied or printed in a desired shape at a predetermined position on the mixture provided between the gaps of the electrodes 21 and 22.
  • the aforementioned mixture may be further applied to a predetermined position on the mixture and / or the resin paste by applying or printing.
  • the lost material is thermally decomposed and volatilized to be lost.
  • the disappearance material is removed at the time of firing, so that the porous body includes micropores 34 having a desired size in a predetermined content ratio, and has hollow portions 31a and 31b having desired shapes at desired positions.
  • a discharge inducing part 31 having a structure is obtained.
  • the treatment conditions at the time of firing are not particularly limited, but in consideration of productivity and economy, it is preferably about 10 minutes to 5 hours at 500 to 1200 ° C. in an air atmosphere.
  • a vanishing material used by said method as long as it lose
  • Specific examples of such a disappearing material include, for example, resin particles and resin paste, but are not particularly limited thereto.
  • Representative resin particles include, for example, those having excellent thermal decomposability, such as acrylic resins.
  • the shape of the resin particles is not particularly limited, and may be any of, for example, a spindle shape, a columnar shape, a spherical shape with an aspect ratio of 1 to 5, an elliptical spherical shape with an aspect ratio exceeding 5, an indefinite shape, and the like.
  • a resin that decomposes, volatilizes, and disappears upon firing for example, a mixture of acrylic resin, ethyl cellulose, polypropylene, and the like in a known solvent can be used.
  • the particle diameter of the resin particles can be appropriately set so as to obtain a micropore 34 having a desired size, and is not particularly limited. About 1 to 4 ⁇ m is preferable.
  • the particle size of the resin particles means the median diameter (D50) when spherical, and the arithmetic mean value of the major axis and minor axis.
  • the blending ratio of the resin particles can be appropriately set in consideration of the content ratio of the micropores 34 in the obtained discharge inducing portion 31 and is not particularly limited, but is preferably about 1 to 30 vol%.
  • the solid content concentration, viscosity, and the like of the resin paste can be appropriately adjusted so that the hollow parts 31a and 31b having a desired shape and size can be obtained.
  • a structure made of resin or fiber that has a shape corresponding to the hollow portions 31a and 31b having a desired shape and size, instead of or in addition to the disappearing material, and which thermally decomposes, volatilizes and disappears during firing. It is possible to produce the hollow portions 31a and 31b even using the above.
  • the discharge inducing portion 31 that is a composite in which the conductive inorganic material 33 is discontinuously dispersed in the matrix of the insulating inorganic material 32 has a large insulation resistance and a small capacitance. It functions effectively as a low-voltage discharge type electrostatic protection material that has good responsiveness and excellent discharge characteristics. And since the discharge induction part 31 consists of a porous body with which the micropores 34 were discontinuously scattered, and has a hollow structure which has the hollow parts 31a and 31b, destruction of an electrode periphery or destruction of a discharge induction part is carried out. As it relaxes, the durability of repeated use is dramatically improved.
  • the discharge inducing portion 31 is composed of a composite made of an inorganic material, the heat resistance is improved, and the characteristics hardly change depending on the external environment such as temperature and humidity. As a result, the reliability is improved. It is done. Furthermore, since the discharge inducing portion 31 has a configuration in which the aggregation of the melt that can be caused by the discharge is difficult to concentrate in one place, a short circuit between the electrodes 21 and 22 is effectively suppressed. From the above, a high-performance anti-static element 100 is realized that not only has low capacitance and excellent discharge characteristics, but also has high durability for repeated use, and suppresses the occurrence of short circuits between electrodes after discharge. Is done.
  • Example 1 First, as shown in FIG. 5, a green sheet (manufactured by TDK Corporation) in which a material composed mainly of Al 2 O 3 and a glass component is formed as an insulating substrate 11 is prepared. On the conductive surface 11a, Ag paste was printed by screen printing so as to have a thickness of about 20 ⁇ m, whereby a pair of opposed strip-like electrodes 21 and 22 were formed in a pattern. Regarding the pair of electrodes after printing, the lengths of the electrodes 21 and 22 were 0.5 mm, the width was 0.4 mm, and the gap distance ⁇ G between the electrodes 21 and 22 was 30 ⁇ m.
  • the discharge inducing portion 31 was formed on the insulating substrate 11 and the electrodes 21 and 22 according to the following procedure.
  • 10 vol% of glass particles manufactured by Nippon Yamamura Glass Co., Ltd., product number: ME13
  • SiO 2 as a main component as the insulating inorganic material 32
  • Al 2 O 3 having an average particle diameter of 1 ⁇ m as the insulating inorganic material 32
  • Ag particles having an average particle size of 1 ⁇ m as conductive inorganic material 33 (Mitsui Metal Mining Co., Ltd., product number: SPQ05S) are 30 vol%
  • micropore 34 Spherical acrylic resin particles manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., product number: MX-150) with an average particle diameter of 1 ⁇ m were weighed to 30 vol%, and these were mixed to obtain a mixture.
  • ethyl cellulose resin as a binder and terpineol as a solvent were kneaded to prepare a lacquer having a solid content concentration of 8 wt%.
  • a lacquer was added to the mixture obtained as described above, and then kneaded to prepare a paste-like mixture.
  • an acrylic resin was mixed with butyl carbitol as a solvent to prepare a resin paste having a solid content concentration of 40 wt% (for forming hollow portions 31a and 31b).
  • the above-mentioned resin paste was screen-printed at two locations in an oval shape. Thereafter, the above-mentioned mixture is screen-printed so as to cover the oval spherical resin paste after application, thereby forming a precursor of the discharge inducing portion 31 having a structure substantially equivalent to that shown in FIGS. did. And after laminating
  • the obtained laminate was cut into a predetermined size and separated into pieces. Thereafter, the individualized laminate was subjected to heat treatment (debinding treatment) at 200 ° C. for 1 hour, and then heated at 10 ° C. per minute and held at 950 ° C. for 30 minutes in the atmosphere.
  • heat treatment debinding treatment
  • the acrylic resin particles, the ethylcellulose resin and the solvent are removed from the precursor of the discharge inducing portion 31, and as a result, the porous portion is formed by discontinuously interspersed with micropores 34, and the hollow portion.
  • a discharge inducing portion 31 having a hollow structure having 31a and 31b and having a structure substantially equivalent to that shown in FIGS. 1 to 3 was produced.
  • the gap distance ⁇ G between the pair of electrodes 21 and 22 after firing was about 30 ⁇ m and the thickness was about 15 ⁇ m.
  • the length ( ⁇ M) of the hollow portions 31a and 31b in the direction connecting the electrodes 21 and 22 was 40 ⁇ m.
  • the terminal electrode 41 mainly composed of Ag was formed so as to be connected to the outer peripheral ends of the electrodes 21 and 22, thereby obtaining the ESD protection device 100 of Example 1.
  • Example 2 The same operation as in Example 1 except that the resin paste is screen-printed in an oval shape only at one place during the screen printing of the resin paste, and consists of a porous body in which the micropores 34 are discontinuously scattered, and The discharge inducing part 31 having a hollow structure having one hollow part 31a was produced, and the antistatic element 100 of Example 2 was obtained.
  • Comparative Example 1 Except for using the mixture instead of the resin paste at the time of screen printing of the resin paste, the same operation as in Example 1 is performed, and the porous body is made of a porous body in which the micropores 34 are discontinuously scattered, and the hollow portion is formed. A discharge induction part having a non-hollow structure having no non-hollow structure was produced, and the antistatic element of Comparative Example 1 was obtained.
  • Comparative Example 2 instead of spherical acrylic resin particles having an average particle diameter of 1 ⁇ m (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., product number: MX-150), spherical acrylic resins having an average particle diameter of 3 ⁇ m as a disappearing material for forming micropores 34 Except for using particles (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., product number: MX-300), it was operated in the same manner as in Comparative Example 1 and consisted of a porous material in which micropores 34 were discontinuously scattered, and A discharge induction part having a non-hollow structure having no hollow part was produced, and an antistatic element of Comparative Example 2 was obtained.
  • Example 3 Except for changing the amount of each component to 10 vol% glass particles, 50 vol% Al 2 O 3 , 30 vol% Ag particles, and 10 vol% acrylic resin particles, the same operation as in Example 2 was carried out.
  • the discharge inducing part 31 which consists of the porous body which 34 was scattered in the discontinuous, and has the hollow structure which has one hollow part 31a was produced, and the antistatic element 100 of Example 3 was obtained.
  • Example 4 Instead of spherical acrylic resin particles having an average particle diameter of 1 ⁇ m (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., product number: MX-150), spherical acrylic resins having an average particle diameter of 3 ⁇ m as a disappearing material for forming micropores 34 Using particles (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., product number: MX-300), the amount of each component was changed to 10 vol% glass particles, 50 vol% Al 2 O 3 , 30 vol% Ag particles, and 10 vol% acrylic resin particles. Except that, the discharge inducing part 31 having a hollow structure having a single hollow part 31a made of a porous body in which the micropores 34 are discontinuously scattered is manufactured in the same manner as in Example 2. Thus, an antistatic element 100 of Example 4 was obtained.
  • Example 5 The amount of each component, glass particles 10vol%, Al 2 O 3 50vol %, Ag particles 30 vol%, except for changing the acrylic resin particles 10 vol%, in the same manner as in Example 1, fine pores 34 Are produced in a discontinuous manner, and a discharge inducing portion 31 having a hollow structure having hollow portions 31a and 31b is produced. Thus, an antistatic element 100 of Example 5 is obtained.
  • Comparative Example 3 The same operation as in Comparative Example 1 was performed except that the blending of the acrylic resin particles was omitted and the blending amounts of the respective components were changed to glass particles 15 vol%, Al 2 O 3 55 vol%, and Ag particles 30 vol%, A discharge-inducing portion having a non-hollow structure that does not have the micropores 34 and does not have a hollow portion was produced, and the antistatic element 100 of Comparative Example 3 was obtained.
  • the cross section of the discharge inducing portion 31 (the cross section of the portion where the hollow portions 31a and 31b are not formed) is polished, and the cross section is obtained using the SEM. Observations were made and photographs were taken. The photographed photograph was subjected to image processing of the micropores, the sum of the micropore areas was calculated, and the ratio of the micropores was calculated by dividing by the total area.
  • This electrostatic discharge test was conducted in accordance with the human body model (discharge resistance 330 ⁇ , discharge capacity 150 pF, applied voltage 8.0 kV, contact discharge) based on the electrostatic discharge immunity test and noise test of the international standard IEC61000-4-2. .
  • one terminal electrode of the electrostatic countermeasure element to be evaluated is grounded, and an electrostatic pulse applying unit is connected to the other terminal electrode, An electrostatic pulse was applied by bringing a discharge gun into contact with the application section.
  • the electrostatic pulse applied here applied a voltage higher than the discharge start voltage.
  • the discharge start voltage was set to a voltage (kV) at which an electrostatic absorption effect appeared in an electrostatic absorption waveform observed when the electrostatic test was performed while increasing the interval from 0.4 kV to 0.2 kV.
  • the electrostatic capacitance was the electrostatic capacitance (pF) at 1 MHz.
  • 100 samples were prepared, and when the electrostatic discharge test was repeated 100 times each at 8.0 kV, the number of short-circuits between the electrodes was counted and indicated as a percentage (%). It was.
  • As for durability 100 samples were prepared for each, and after electrostatic discharge tests were repeated 1000 times each at 8.0 kV, the number of samples whose peak voltage at the 1001st time was 500 V or less was counted, and the ratio (% ).
  • the anti-static elements of Examples 1 to 5 have a discharge start voltage as small as about 2 to 3 kV and a capacitance as small as less than 0.2 pF, and are applicable to high-speed transmission systems. It was confirmed that it was possible and high performance. In addition, it was confirmed that the anti-static elements of Examples 1 to 5 were extremely suppressed in the occurrence of short circuit between electrodes, and the durability of repeated use was enhanced and the reliability was excellent. Was confirmed.
  • this invention is not limited to said embodiment and Example, A various deformation
  • the number, shape, size, layout, and the like of the hollow portions 31a and 31b can be changed as appropriate.
  • the hollow portions 31 a and 31 b are inclined along the direction connecting the electrodes 21 and 22 so as to extend along the direction connecting the electrodes 21 and 22. It can be set as the embodiment.
  • FIG. 10 it can also be set as the aspect which installed the three hollow parts 31a, 31b, and 31c, or made the shape into the shape of a prism.
  • the length of the hollow portions 31a and 31b may be shorter than the gap distance ⁇ G in the direction connecting the electrodes 21 and 22.
  • one electrode 21 is provided on the insulating substrate 11 and the other electrode 22 is provided on the insulating substrate 51 (11), thereby separating the pair of electrodes 21 and 22 from each other. It is also possible to adopt a mode in which they are arranged opposite each other.
  • the anti-static element of the present invention not only has a small capacitance and a low discharge start voltage, but also suppresses the occurrence of a short circuit between the electrodes and enhances the durability of repeated use. Since it is excellent in heat resistance and weather resistance and can improve productivity and economy, it can be widely and effectively used for electronic / electric devices provided with the same and various devices, facilities, systems, etc. provided with them.

Abstract

静電容量が小さく、且つ、放電特性に優れるのみならず、繰り返し使用の耐久性が高く、放電後の電極間の短絡の発生が抑制された、静電気対策素子を提供する。絶縁性基板（１１）と、この絶縁性基板（１１）上において相互に離間して対向配置された電極（２１，２２）と、これら電極（２１，２２）間に配置された放電誘発部（３１）とを有し、放電誘発部（３１）が、微小ポア（３４）が不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、少なくとも１以上の中空部（３１ａ，３１ｂ）を有する中空構造を有する、静電気対策素子（１００）。

Description

静電気対策素子
　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）及び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、このような静電気パルスから電子部品を保護するために、一般に、静電気が入るラインとグランドとの間に積層バリスタを設ける方法が採られている。しかしながら、積層バリスタは、一般に静電容量が大きいため、高速伝送系に用いた場合に信号品質を低下させる要因となる。そのため、高速伝送系に適用可能な、静電容量の小さな静電気対策素子の開発が求められている。
　低静電容量の静電気対策素子としては、離間して対向配置された電極間に静電気保護材料を充填したものが提案されている。この種の所謂ギャップ型電極を搭載した静電気対策素子は、絶縁抵抗が大きい、静電容量が小さい、応答性が良好である、という特長を備える一方、放電によって生じる熱や応力によって、電極及びその周辺（以下、単に「電極周辺」という。）に破壊（溶融や変形等）が生じ易いという問題を有する。
　電極周辺の破壊を抑制するための技術として、例えば、特許文献１には、過渡的サージ電圧と静電ショックを抑制するための、小さな穴を有する保護材料から作られたセラミック体（静電気保護材料）が対向する電極間に配置された、多層チップバリスタが記載されている。この技術では、保護材料として、粒子サイズが０．１ミクロンより大きい半導電性粒子または導電性粒子の表面を無機ガラスの層で被覆した複合粒子が用いられ、前述した小さな穴がこれら複合粒子間に形成されている（特許文献１の図２参照）。
　また、特許文献２には、離間して対向配置された放電電極と、放電電極の上方に設けられた空洞部と、放電電極の下方に隣接配置された混合部（静電気保護材料）と、を有する、ＥＳＤ保護デバイスが記載されている。
特開２００８－２４４３４８号公報 特許第４２４７５８１号
　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、対向する電極間に（半）導電性粒子の表面が無機ガラスで被覆された複合粒子を充填して静電気保護材料を構成しているため、高速伝送系に適用可能な高性能な静電気対策素子が得られなかった。また、複合粒子間に形成された小さな穴では、放電によって生じる熱や応力を完全に吸収することが困難であり、そのため、電極周辺の破壊によって電極間に溶融物が生成し、この溶融物の凝集によって電極間で短絡が生じるという問題もあった。
　一方、特許文献２に記載の技術では、対向する電極の上部に形成された空洞部により放電によって生じる熱や応力を吸収することが可能ではあるものの、対向する電極の下面に放電誘発部（静電気保護材料）が形成され、対向する電極間に放電誘発部が形成されていないため、安定して放電が発生しないおそれがあった。
　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、且つ、放電特性に優れるのみならず、繰り返し使用の耐久性が高く、放電後の電極間の短絡の発生が抑制された、静電気対策素子を提供することにある。
　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、一対の電極間に配設する放電誘発部として、微小ポアが不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、少なくとも１以上の中空部を有する中空構造を有する放電誘発部を配設することにより、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。
　すなわち、本発明による静電気対策素子は、絶縁性基板と、該絶縁性基板上において相互に離間して対向配置された電極と、該電極間に配置された放電誘発部とを有し、前記放電誘発部は、微小ポアが不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、少なくとも１以上の中空部を有する中空構造を有するものであることを特徴とする。
　本発明者らが、このように構成された静電気対策素子の特性を測定したところ、静電容量が小さく、放電開始電圧が低いのみならず、電極間の短絡の発生が抑制されていることが判明した。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、例えば、以下のとおり推定される。
　すなわち、上記構成の静電気対策素子においては、電極間に放電誘発部が配設されているので、電極間にそのような放電誘発部を有さない従来の態様のものに比して、絶縁抵抗が大きい、静電容量が小さい、応答性が良好である、放電特性に優れる、という特長を有する。しかも、上述した構造体からなる放電誘発部は放電によって生じる熱や応力をその微小ポア及び中空構造によって十分に吸収することができるので、これにより、放電にともなう電極及びその周辺（以下、単に「電極周辺」という。）の破壊（溶融や変形等）が緩和される。その上さらに、上述した中空構造を有する放電誘発部においては、電極間で生ずる放電が主として放電誘発部の中空部の表面(多孔質体と中空部との界面)に発生し易く、そのため放電にともなう放電誘発部の物理的な破壊（溶融や変形等）をも緩和される。よって、上記構成の静電気対策素子は、従来の態様のものに比して、繰り返し使用の耐久性が飛躍的に高められたものとなる。そして、仮に放電による電極周辺の破壊によって電極間に溶融物が生成したとしても、不連続に点在した微小ポア及び中空部の存在によって、溶融物（特に、導電性の溶融物）の凝集が１箇所に集中し難い構成となっているため、上記構成の静電気対策素子は電極間での短絡が抑制されたものとなる。これらの作用が相まった結果、上記構成の静電気対策素子は、静電容量が小さく、且つ、放電特性に優れるのみならず、繰り返し使用の耐久性が高く、放電後の電極間の短絡の発生が抑制されたものと推察される。但し、作用は、これらに限定されない。
　ここで、上記の中空部は、電極間を結ぶ方向に沿って延在するように形成されていることが好ましい。このように中空部が形成されていると、電極間で生ずる放電がその中空部の延在方向に発生し易くなるので、耐久性が向上するとともに、ピーク電圧や放電開始電圧のばらつきが抑制される。
　また、上記の放電誘発部は、電極間を結ぶ方向の中空部の長さが、電極間のギャップ距離ΔＧの０．５倍～放電誘発部長さ未満であることが好ましい。このように構成すると、放電による放電誘発部の破壊が効果的に抑制され、繰り返し使用の耐久性がより一層高められる。
　さらに、上記の電極は、中空部内に露出していることが好ましい。このように、中空部内に電極が露出している、より好ましくは、電極の先端部の少なくとも一部が中空部内に露出していると、電極間で生ずる放電が放電誘発部の中空部の表面(多孔質体と中空部との界面)で発生し易くなるので、上述した放電特性の向上効果及び繰り返し使用の耐久性の向上効果が殊に高められる。
　なお、上記の放電誘発部は、中空部を複数有するものであってもよい。複数の中空部を有する放電誘発部を採用することにより、使用時において１の中空部に対する放電発生頻度（回数）を低減することができるので、これにより、静電気対策素子の繰り返し使用の耐久性がより一層高められるとともに、ピーク電圧や放電開始電圧のばらつきが抑制される。
　ここで、上記の静電気対策素子においては、放電誘発部を構成する多孔質体が、少なくとも１種の絶縁性無機材料のマトリックス中に少なくとも１種の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ことが殊に好ましい。この種のコンポジットは、静電容量が小さく、放電開始電圧が低い、低電圧放電タイプの静電気保護材料として機能するので、放電特性に優れる高性能な静電気対策素子が実現される。しかも、静電気保護材料として無機材料のコンポジットを採用しているので、耐熱性が格段に高められるとともに、温度や湿度等の外部環境への耐候性が格段に高められる。
　なお、本明細書において、「コンポジット」とは、絶縁性無機材料のマトリックス中に導電性無機材料が分散した状態を意味し、絶縁性無機材料のマトリックス中に導電性無機材料が一様に或いはランダムに分散した状態のみならず、絶縁性無機材料のマトリックス中に導電性無機材料の集合体が分散した状態、すなわち一般に海島構造と呼ばれる状態を含む概念である。また、本明細書において、「絶縁性」とは０．１Ωｃｍ以上を、「導電性」とは、０．１Ωｃｍ未満を意味し、所謂「半導電性」は、その比抵抗が０．１Ωｃｍ以上である限り、前者の絶縁性に含まれる。
　ここで、上記の絶縁性無機材料は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＳｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＣｕＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、ＢＮ及びＳｉＣよりなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらの金属化合物は、絶縁性、耐熱性及び耐候性に優れるので、コンポジットの絶縁性マトリックスを構成する素材として有効に機能し、その結果、放電特性、耐熱性及び耐候性に優れる高性能な静電気対策素子を実現することができる。
　また、上記の導電性無機材料は、Ｃ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ及びＰｔよりなる群から選択される少なくとも１種の金属又はこれらの金属化合物であることが好ましい。絶縁性無機材料のマトリックス中にこれらの金属又は金属化合物を不連続に分散した状態で配合することにより、放電特性、耐熱性及び耐候性に優れる高性能な静電気対策素子を実現することができる。
　またさらに、上記の放電誘発部は、厚みが１０ｎｍ以上、素子厚み未満であることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上、素子厚みの半分以下である。このように厚みが１０ｎｍ以上、素子厚み未満のコンポジットを形成することにより、この静電気対策素子を用いた電子機器のより一層の小型化及び高性能化が実現される。なお、この静電気対策素子は、放電誘発部を保護するために放電誘発部を絶縁性材料で被覆した様態で用いられることが想定される。そのため、このような態様で用いる場合には、放電誘発部の厚みの上限は、素子の厚みにより制限される。
　加えて、上記の放電誘発部は、少なくとも１種の絶縁性無機材料と少なくとも１種の導電性無機材料と少なくとも１種の樹脂粒子とを少なくとも含有する混合物を焼成し該樹脂粒子を除去することにより得られる焼成体であることが好ましい。このようにすると、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って、微小ポアが不連続に点在した多孔質体であって、少なくとも１以上の中空部を有する中空構造を有するものを、再現性良く簡便に得ることができ、生産性及び経済性が高められる。
　また、本発明は、他の態様として、微小ポアが不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、少なくとも１以上の中空部を有する中空構造を有する、静電気対策用放電誘発部を提供する。
　本発明によれば、静電容量が小さく放電特性に優れるのみならず、繰り返し使用の耐久性が高く、放電後の電極間の短絡の発生が抑制された静電気対策素子を実現できる。また、本発明によれば、耐熱性及び耐候性を高めることもでき、その上さらに、従来に比して、さらなる薄膜化が達成可能であり、生産性及び経済性をも高めることができる。
静電気対策素子１００を概略的に示す模式断面図である。 図１におけるＩＩ－ＩＩ線断面図である。 放電誘発部３１を概略的に示す模式斜視図である。 図１におけるＩＶ－ＩＶ線断面概念図である。 静電気対策素子１００の製造工程を示す模式斜視図である。 静電気対策素子１００の製造工程を示す模式斜視図である。 静電気対策素子１００の製造工程を示す模式斜視図である。 静電気放電試験における回路図である。 第１の変形例を示す模式断面図である。 第２の変形例を示す模式断面図である。 第３の変形例を示す模式断面図である。 第４の変形例を示す模式断面図である。
　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。
（第１実施形態）
　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り、図２は、図１におけるＩＩ－ＩＩ線断面図である。
　静電気対策素子１００は、絶縁性基板１１と、この絶縁性基板１１上に配設された一対の電極２１，２２と、これら電極２１，２２の間に配設された放電誘発部３１と、電極２１，２２と電気的に接続された端子電極４１（図７参照）と、放電誘発部３１を覆うように形成された絶縁性保護層５１と、を備える。放電誘発部３１は、微小ポアが不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、少なくとも１以上の中空部３１ａ，３１ｂを有する中空構造を有する。ここで、一対の電極２１，２２は、その先端部が、これら中空部３１ａ，３１ｂ内に露出するように配置されている。そして、この静電気対策素子１００においては、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（中空部３１ａ，３１ｂ）を介して電極２１，２２間で初期放電が確保されるように設計されている。以下、各構成要素について、詳述する。
　絶縁性基板１１は、絶縁性表面１１ａを有する。絶縁性基板１１は、少なくとも電極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。
　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。なお、絶縁性保護層５１は、この絶縁性基板１１と同様のものを用いることができ、以降において重複する説明は省略する。
　絶縁性基板１１の絶縁性表面１１ａ上には、一対の電極２１，２２が相互に離間して配設されている。本実施形態では、一対の電極２１，２２は、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、一対の電極２１，２２間の最短距離を意味する。
　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、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、鋸状に形成されていてもよい。
　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３～４０μｍ程度、さらに好ましくは７～３０μｍ程度である。なお、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。
　電極２１，２２の形成方法は、特に限定されず、公知の手法を適宜選択することができる。具体的には、例えば、塗布、転写、電解めっき、無電解めっき蒸着或いはスパッタリング等により、絶縁性基板１１上に所望の厚みを有する電極層をパターン形成する方法が挙げられる。また、例えばイオンミリングやエッチング等の公知の手法を用いて、電極２１，２２の大きさやギャップ距離ΔＧを加工することもできる。また、電極２１，２２間のギャップ部をパターン形成した製版を用いてスクリーン印刷を行うことにより、基板上に金属或いは合金の前駆体をパターン印刷した後、焼成を行うことにより、電極２１，２２を形成してもよい。あるいは、絶縁物より構成されるグリーンシート上にスクリーン印刷により電極２１，２２を形成したものを、積層工法により素子化を行ってもよい。また、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電極２１，２２のギャップ部を形成してもよい。
　上記の電極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上及び電極２１，２２上に、放電誘発部３１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。
　図３は、本実施形態の放電誘発部３１を概略的に示す模式平面図であり、図４は、図１のＩＶ－ＩＶ断面概念図である。
　放電誘発部３１は、中空部３１ａ，３１ｂを有する中空構造を有する多孔質体からなる。本実施形態では、放電誘発部３１として、絶縁性無機材料３２のマトリックス中に導電性無機材料３３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が用いられている。この放電誘発部３１は、図４に示すとおり、微小ポア３４が不連続に点在した多孔質体（多孔質コンポジット）からなる。すなわち、本実施形態の放電誘発部３１は、中空部３１ａ，３１ｂが形成されることで中空構造を有する一方、コンポジット中に微小ポア３４が不連続に点在した多孔質構造を有するものとなっている。換言すると、放電誘発部３１は、絶縁性無機材料３２のマトリックス中に導電性無機材料３３及び微小ポア３４が不連続に点在した状態で含まれる多孔質体によって、中空部３１ａ，３１ｂが区画されたものとなっている。
　マトリックスを構成する絶縁性無機材料３２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金属窒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、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＳｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＣｕＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、ＢＮ及び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３２のマトリックスは、絶縁性無機材料３２の一様な膜として形成されていても、絶縁性無機材料３２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高度の絶縁性を付与する観点からは、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、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、ＴｉＯ２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、放電開始電圧がより低い静電気対策素子を得ることができる。
　導電性無機材料３３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。
　導電性無機材料３３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。
　微小ポア３４は、放電誘発部３１（コンポジット）に多孔性を付与し、これにより、放電によって生じる熱や応力を吸収し、電極２１，２２及びその周辺の破壊（溶融や変形等）を緩和する。ここで、本明細書において、微小ポア３４は、その大きさが０．１～５μｍのものを意味する。また、本明細書において、微小ポア３４の大きさは、アスペクト比が１～５の球状のものはメジアン径（Ｄ５０）を意味し、その他の形状については長径及び短径の算術平均値を意味し、無作為に選択した５０点の平均値とする。微小ポア３４の大きさや微小ポア３４の含有比率（放電誘発部３１に対する微小ポア３４の体積割合（ｖｏｌ％））は、所望する放電特性及び繰り返し使用の耐久性並びに電極２１，２２間の短絡防止特性に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、微小ポア３４の大きさは０．１～２μｍが好ましく、また、微小ポア３４の含有比率は１～４０ｖｏｌ％が好ましく、より好ましくは２～３０ｖｏｌ％、さらに好ましくは５～２０ｖｏｌ％である。
　放電誘発部３１の中空構造は、特に限定されない。本実施形態では、２つの中空部３１ａ，３１ｂを有する中空構造が採用されているが、中空部の数に制限はなく、１つのみであっても或いは複数（例えば３～５個）であっても構わない。中空部の数が増すに連れ、１の中空部に対する放電発生頻度（回数）が低減されるので、繰り返し使用の耐久性がより一層高められるとともに、ピーク電圧や放電開始電圧のばらつきが抑制される傾向にある。なお、中空部を複数設ける場合、各々の中空部の形状・大きさは、同一であっていても異なっていてもよい。
　また、中空部３１ａ，３１ｂの形状についても特に限定されない。例えば、球状、楕円球状、立方体状、長方体状、円柱状、三角柱状、矩形柱状、多角柱状、これらが連接した不定形状など、任意の形状を採用することができる。とりわけ、中空部３１ａ，３１ｂは、電極２１，２２間を結ぶ方向に沿って延在する形状であることが好ましい。このように中空部３１ａ，３１ｂを形成することで、電極２１，２２間で生ずる放電がその中空部３１ａ，３１ｂの延在方向に発生し易くなるので、耐久性が向上するとともに、ピーク電圧や放電開始電圧のばらつきが抑制される。
　一方、中空部３１ａ，３１ｂの大きさについても特に限定されないが、放電による破壊を抑制して繰り返し使用の耐久性を高める観点から、電極２１，２２間を結ぶ方向の中空部３１ａ，３１ｂの長さ（図示ΔＭ）が、少なくとも、電極２１，２２間のギャップ距離ΔＧの０．５倍～放電誘発部３１の長さ（図示ΔＬ）未満であることが好ましい。なお、電極２１，２２間を結ぶ方向の中空部３１ａ，３１ｂの長さとは、電極２１，２２間を結ぶ方向の中空部３１ａ，３１ｂの最大長を意味する。放電誘発部３１の長さとは、電極２１，２２間を結ぶ方向における放電誘発部３１の最大長を意味する。例えば、ギャップ距離ΔＧが１０～２０μｍ程度の静電気対策素子１００を作製する場合、電極２１，２２間を結ぶ方向の中空部３１ａ，３１ｂの長さは、５～１０μｍ以上、放電誘発部３１の長さ未満とする。とりわけ、図１及び２に示すとおり、電極２１，２２間を結ぶ方向の中空部３１ａ，３１ｂの長さ（図示ΔＭ）を電極２１，２２間のギャップ距離ΔＧの１．０倍以上とし、電極２１，２２の先端部が中空部３１ａ，３１ｂ内に露出した配置とすることで、上述した放電特性の向上効果及び繰り返し使用の耐久性の向上効果が殊に高められる。
　他方、中空部３１ａ，３１ｂの設置位置については、放電特性及び繰り返し使用の耐久性を高めるとともに、製造の簡便化を図り低コスト化を推進する観点から、図１における紙面上下方向において電極２１，２２の上方、より具体的には、電極２１，２２の中心線Ｃから上方にオフセットした位置であることが好ましい。
　放電誘発部３１の厚み（総厚み）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、繰り返し使用の耐久性を高める観点から、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。
　放電誘発部３１の形成方法は、特に限定されず、例えば、公知の薄膜形成方法・積層工法を適用することができる。マトリックス中に所望の大きさの微小ポア３４を所定の含有比率で含む多孔質体からなり、上記の構造の放電誘発部３１を再現性良く簡便に得る観点から、絶縁性無機材料と導電性無機材料と微小ポア３４を作製するための、焼成により消失する樹脂材料(消失材)とを少なくとも含有する混合物を塗布し、さらに混合物上の所望位置に中空部３１ａ，３１ｂを作製するための消失材を所望形状に塗布した後、これを焼成して消失材を消失させることで、上記の微小ポア３４を有する多孔質体を形成するとともに上記の中空構造を区画形成する方法が好適である。以下、好ましい放電誘発部３１の形成方法について説明する。
　この方法では、まず、絶縁性無機材料と導電性無機材料と微小ポア３４を作製するための消失材とを含有する混合物を調製し、この混合物を電極２１，２２のギャップ間に塗布或いは印刷等する。そして、電極２１，２２のギャップ間に付与された混合物上の所定位置に、中空部３１ａ，３１ｂを作製するための消失材を所望形状にさらに塗布或いは印刷等する。その後、必要に応じて、混合物上及び／又は樹脂ペースト上の所定位置にさらに前述の混合物を塗布或いは印刷等して付与してもよい。しかる後、焼成処理を施すことで、消失材を熱分解・揮発等させて消失させる。このように焼成時に消失材が除去されることより、所望の大きさの微小ポア３４を所定の含有比率で含む多孔質体であって、所望位置に所望形状の中空部３１ａ，３１ｂを有する中空構造の放電誘発部３１が得られる。ここで、焼成時における処理条件は、特に限定されないが、生産性及び経済性を考慮すると、大気雰囲気下、５００～１２００℃で１０分～５時間程度が好ましい。
　なお、上記の方法で使用する消失材としては、焼成時に熱分解・揮発等して消失するものである限り、特に限定されず、公知のものを適宜選択して用いることができる。このような消失材の具体例としては、例えば、樹脂粒子や樹脂ペースト等が挙げられるが、これらに特に限定されない。代表的な樹脂粒子としては、例えば、アクリル系樹脂等の熱分解性に優れるものが挙げられる。なお、樹脂粒子の形状は、特に限定されず、例えば、錘状、柱状、アスペクト比が１～５の球状、アスペクト比が５を超える楕円球状、不定形状等のいずれであっても構わない。また、代表的な樹脂ペーストとしては、例えば、焼成時に熱分解・揮発・消失する樹脂、例えば、アクリル樹脂、エチルセルロース、ポリプロピレン等を公知の溶媒に混合したものが挙げられる。ここで、樹脂粒子を用いて微小ポア３４を作成する場合、その樹脂粒子の粒径は、所望の大きさの微小ポア３４が得られるように適宜設定することができ、特に限定されないが、０．１～４μｍ程度が好ましい。なお、本明細書において、樹脂粒子の粒径とは、球状ものはメジアン径（Ｄ５０）を意味し、その他のものは長径及び短径の算術平均値を意味する。この場合、樹脂粒子の配合割合は、得られる放電誘発部３１における微小ポア３４の含有比率を考慮して適宜設定することができ、特に限定されないが、１～３０ｖｏｌ％程度が好ましい。なお、混合物の調製の際、又は、混合物の塗布或いは印刷の際に、溶剤、バインダー等の各種添加物を配合してもよい。また、樹脂ペーストを用いて中空部３１ａ，３１ｂを作成する場合、所望形状・サイズの中空部３１ａ，３１ｂが得られるように樹脂ペーストの固形分濃度や粘度等を適宜調整することができる。なお、樹脂ペーストの調製の際、又は、樹脂ペーストの塗布或いは印刷の際に、溶剤や界面活性剤や増粘剤等の各種添加物を配合してもよい。また、消失材に代えて或いは消失材とともに、所望形状・サイズの中空部３１ａ，３１ｂに対応した形状を有し焼成時に熱分解・揮発・消失する樹脂或いは繊維等からなる構造体（成形体）等を用いても中空部３１ａ，３１ｂを作製することが可能である。
　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３２のマトリックス中に導電性無機材料３３が不連続に分散したコンポジットである放電誘発部３１が、絶縁抵抗が大きい、静電容量が小さい、応答性が良好である、放電特性に優れる、という低電圧放電タイプの静電気保護材料として有効に機能する。そして、放電誘発部３１は、微小ポア３４が不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、中空部３１ａ，３１ｂを有する中空構造を有するので、電極周辺の破壊や放電誘発部の破壊を緩和するので、繰り返し使用の耐久性が飛躍的に高められる。また、放電誘発部３１を無機材料からなるコンポジットから構成しているので、耐熱性が高められ、また、温度や湿度等の外部環境により特性が変動し難いものとなり、その結果、信頼性が高められる。その上さらに、放電誘発部３１は、放電によって生じ得る溶融物の凝集が１箇所に集中し難い構成となっているため、電極２１，２２間での短絡が有効に抑制される。以上のことから、静電容量が小さく、放電特性に優れるのみならず、繰り返し使用の耐久性が高く、放電後の電極間の短絡の発生が抑制された、高性能な静電気対策素子１００が実現される。
　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５に示すように、絶縁性基板１１として、主成分がＡｌ２Ｏ３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（ＴＤＫ株式会社製）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、厚み２０μｍ程度となるように印刷することにより、対向配置された一対の帯状の電極２１，２２をパターン形成した。印刷後の一対の電極について、電極２１，２２の長さは０．５ｍｍ、幅は０．４ｍｍ、電極２１，２２間のギャップ距離ΔＧは、３０μｍとした。
　次に、図６に示すように、上記の絶縁性基板１１上及び電極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３２としてＳｉＯ２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１０ｖｏｌ％、絶縁性無機材料３２として平均粒径１μｍのＡｌ２Ｏ３（住友化学株式会社製、商品番号：ＡＭ－２７）を３０ｖｏｌ％、導電性無機材料３３として平均粒径１μｍのＡｇ粒子（三井金属鉱業株式会社製、商品番号：ＳＰＱ０５Ｓ）を３０ｖｏｌ％、微小ポア３４を形成するための平均粒径１μｍの球状のアクリル系樹脂粒子（綜研化学株式会社製、商品番号：ＭＸ－１５０）を３０ｖｏｌ％、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ーピネオールとを混錬して、固形分濃度が８ｗｔ％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混合物に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。
　次に、アクリル樹脂を溶剤としてのブチルカルビトールに混合して、固形分濃度が４０ｗｔ％の（中空部３１ａ，３１ｂ作成用）樹脂ペーストを作製した。
　次いで、得られたペースト状の混合物を、電極２１，２２間の絶縁性基板１１の絶縁性表面１１ａを覆うようにスクリーン印刷により少量塗布し、この塗布後の混合物上及び電極２１，２２上に中空部３１ａ，３１ｂを形成するために前述の樹脂ペーストを楕円球状に２箇所、スクリーン印刷した。その後さらに、前述の混合物を、塗布後の楕円球状の樹脂ペーストを覆うようにスクリーン印刷することにより、図１及び図２に示すものと略同等の構造を有する放電誘発部３１の前駆体を形成した。そして、放電誘発部３１の前駆体上にグリーンシートを積層した後、さらに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、個片化された積層体に２００℃で１時間の熱処理（脱バインダー処理）を施し、その後、毎分１０℃で昇温し、大気中９５０℃で３０分間保持した。この焼成処理によって、放電誘発部３１の前駆体からアクリル系樹脂粒子、エチルセルロース系樹脂及び溶剤が除去され、その結果、微小ポア３４が不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、中空部３１ａ，３１ｂを有する中空構造を有する、図１乃至３に示すものと略同等の構造を有する放電誘発部３１が作製された。なお、焼成後の一対の電極２１，２２間のギャップ距離ΔＧは３０μｍ、厚みは１５μｍ程度であった。また、電極２１，２２間を結ぶ方向の中空部３１ａ，３１ｂの長さ（ΔＭ）は４０μｍであった。
　その後、図７に示すように、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）
　樹脂ペーストのスクリーン印刷時において１箇所のみ楕円球状に樹脂ペーストをスクリーン印刷すること以外は、実施例１と同様に操作して、微小ポア３４が不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、１つの中空部３１ａを有する中空構造を有する放電誘発部３１を作製し、実施例２の静電気対策素子１００を得た。
（比較例１）
　樹脂ペーストのスクリーン印刷時において樹脂ペーストに代えて混合物を用いること以外は、実施例１と同様に操作して、微小ポア３４が不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、中空部を有さない非中空構造の放電誘発部を作製し、比較例１の静電気対策素子を得た。
（比較例２）
　平均粒径１μｍの球状のアクリル系樹脂粒子（綜研化学株式会社製、商品番号：ＭＸ－１５０）に代えて、微小ポア３４を形成するための消失材として平均粒径３μｍの球状のアクリル系樹脂粒子（綜研化学株式会社製、商品番号：ＭＸ－３００）を用ること以外は、比較例１と同様に操作して、微小ポア３４が不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、中空部を有さない非中空構造の放電誘発部を作製し、比較例２の静電気対策素子を得た。
（実施例３）
　各成分の配合量を、ガラス粒子１０ｖｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３５０ｖｏｌ％、Ａｇ粒子３０ｖｏｌ％、アクリル系樹脂粒子１０ｖｏｌ％、に変更すること以外は、実施例２と同様に操作して、微小ポア３４が不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、１つの中空部３１ａを有する中空構造を有する放電誘発部３１を作製し、実施例３の静電気対策素子１００を得た。
（実施例４）
　平均粒径１μｍの球状のアクリル系樹脂粒子（綜研化学株式会社製、商品番号：ＭＸ－１５０）に代えて、微小ポア３４を形成するための消失材として平均粒径３μｍの球状のアクリル系樹脂粒子（綜研化学株式会社製、商品番号：ＭＸ－３００）を用い、各成分の配合量を、ガラス粒子１０ｖｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３５０ｖｏｌ％、Ａｇ粒子３０ｖｏｌ％、アクリル系樹脂粒子１０ｖｏｌ％に変更すること以外は、実施例２と同様に操作して、微小ポア３４が不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、１つの中空部３１ａを有する中空構造を有する放電誘発部３１を作製し、実施例４の静電気対策素子１００を得た。
（実施例５）
　各成分の配合量を、ガラス粒子１０ｖｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３５０ｖｏｌ％、Ａｇ粒子３０ｖｏｌ％、アクリル系樹脂粒子１０ｖｏｌ％に変更すること以外は、実施例１と同様に操作して、微小ポア３４が不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、中空部３１ａ，３１ｂを有する中空構造を有する放電誘発部３１を作製し、実施例５の静電気対策素子１００を得た。
（比較例３）
　アクリル系樹脂粒子の配合を省略し、各成分の配合量を、ガラス粒子１５ｖｏｌ％、Ａｌ２Ｏ３５５ｖｏｌ％、Ａｇ粒子３０ｖｏｌ％に変更すること以外は、比較例１と同様に操作して、微小ポア３４を有さず且つ中空部を有さない非中空構造の放電誘発部を作製し、比較例３の静電気対策素子１００を得た。
＜構造観察＞
　上記のようにして得られた実施例１～５の静電気対策素子１００において、放電誘発部３１の断面を研磨し、ＳＥＭを用いて断面観察を行ったところ、いずれも、微小ポア３４が不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、１つ又は２つの中空部を有する中空構造を有することが確認された。
＜微細構造観察＞
　上記のようにして得られた実施例１～５の静電気対策素子１００において、放電誘発部３１の断面（中空部３１ａ，３１ｂが形成されていない箇所の断面）を研磨し、ＳＥＭを用いて断面観察を行い、写真を撮影した。撮影した写真について、微小ポアの画像処理を行い微小ポアの面積の総和を計算して全体の面積で割ることで微小ポアの比率を算出した。
＜静電気放電試験＞
　次に、上記のようにして得られた実施例１～５の静電気対策素子１００及び比較例１～３の静電気対策素子について、図８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及び表２に、試験結果を示す。
　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８．０ｋＶ、接触放電）して行った。具体的には、図８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（ｋＶ）とした。また、静電容量は、１ＭＨｚにおける静電容量（ｐＦ）とした。さらに、ショート率については、各々サンプル１００個を用意し、静電気放電試験を各々８．０ｋＶで１００回繰り返した際に、電極間の短絡が発生した個数をカウントし、その割合（％）で示した。また、耐久性については、各々サンプル１００個を用意し、静電気放電試験を各々８．０ｋＶで１０００回繰り返した後、１００１回目のピーク電圧が５００Ｖ以下のサンプルの個数をカウントし、その割合（％）で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１及び表２に示す結果より、実施例１～５の静電気対策素子は、放電開始電圧が２～３ｋＶ程度と小さく、且つ、静電容量が０．２ｐＦ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の静電気対策素子は、電極間の短絡の発生が格別に抑制されていることが確認され、繰り返し使用の耐久性が高められ、信頼性に優れるものであることが確認された。
　なお、本発明は上記の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な変形が可能である。例えば、中空部３１ａ，３１ｂの設置数・形状・大きさ・レイアウト等は適宜変更することができる。具体的には、例えば、図９に示すとおり、中空部３１ａ，３１ｂが、電極２１，２２間を結ぶ方向に沿って延在するように且つ電極２１，２２間を結ぶ方向に対して傾斜させた態様とすることができる。また、図１０に示すとおり、３つの中空部３１ａ，３１ｂ，３１ｃを設置したり、その形状を角柱状にした態様とすることもできる。さらに、図１１に示すように、中空部３１ａ，３１ｂの長さが、電極２１，２２間を結ぶ方向においてギャップ距離ΔＧよりも短い態様とすることもできる。或いは、図１２に示すように、一方の電極２１を絶縁性基板１１上に設けるとともに、他方の電極２２を絶縁性基板５１（１１）上に設け、これにより一対の電極２１，２２を離間して対向配置させた態様とすることもできる。
　以上説明した通り、本発明の静電気対策素子は、静電容量が小さく放電開始電圧が低いのみならず、電極間の短絡の発生が抑制され、繰り返し使用の耐久性が高められており、さらには、耐熱性及び耐候性に優れ、生産性及び経済性をも高め得るので、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…絶縁性基板、１１ａ…絶縁性表面、２１，２２…電極、３１…放電誘発部、３１ａ～３１ｃ…中空部、３２…絶縁性無機材料、３３…導電性無機材料、３４…微小ポア、４１…端子電極、５１…絶縁性保護層、１００…静電気対策素子、ΔＧ…ギャップ距離、ΔＭ…電極２１，２２間を結ぶ方向の中空部３１ａ，３１ｂの長さ、ΔＬ…放電誘発部３１の長さ、Ｃ…電極２１，２２の中心線。

Claims (10)

  1. 　絶縁性基板と、該絶縁性基板上において相互に離間して対向配置された電極と、該電極間に配置された放電誘発部とを有し、
    　前記放電誘発部は、微小ポアが不連続に点在した多孔質体からなり、且つ、少なくとも１以上の中空部を有する中空構造を有する、
    静電気対策素子。
  2. 　前記中空部は、前記電極間を結ぶ方向に沿って延在するように形成されている、
    請求項１に記載の静電気対策素子。
  3. 　前記放電誘発部は、前記電極間を結ぶ方向の前記中空部の長さが、前記電極間のギャップ距離ΔＧの０．５倍～放電誘発部長さ未満である、
    請求項１又は２に記載の静電気対策素子。
  4. 　前記電極は、前記中空部内に露出している、
    請求項１～３のいずれか一項に記載の静電気対策素子。
  5. 　前記放電誘発部は、前記中空部を複数有する。
    請求項１～４のいずれか一項に記載の静電気対策素子。
  6. 　前記多孔質体は、少なくとも１種の絶縁性無機材料のマトリックス中に少なくとも１種の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、
    請求項１～５のいずれか一項に記載の静電気対策素子。
  7. 　前記絶縁性無機材料は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＳｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＣｕＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、ＢＮ及びＳｉＣよりなる群から選択される１種を主成分とする、
    請求項６に記載の静電気対策素子。
  8. 　前記導電性無機材料は、Ｃ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ及びＰｔよりなる群から選択される１種の金属又はこれらの金属化合物を主成分とする、
    請求項６又は７に記載の静電気対策素子。
  9. 　前記放電誘発部は、厚みが１０ｎｍ以上、素子厚み未満である、
    請求項１～８のいずれか一項に記載の静電気対策素子。
  10. 　前記放電誘発部は、少なくとも１種の絶縁性無機材料と少なくとも１種の導電性無機材料と少なくとも１種の樹脂粒子とを少なくとも含有する混合物を焼成し、該樹脂粒子を除去することにより得られる焼成体である、
    請求項１～９のいずれか一項に記載の静電気対策素子。
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