WO2014208215A1

WO2014208215A1 - Ｅｓｄ保護装置

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Publication number: WO2014208215A1
Application number: PCT/JP2014/063166
Authority: WO
Inventors: 喜人大坪
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2014-05-19
Publication date: 2014-12-31
Also published as: US9826611B2; US10219362B2; CN107394587A; CN107394587B; CN105324891B; CN107257087B; JP5971416B2; CN107257087A; CN105324891A; JPWO2014208215A1; US20180049302A1; US20160081172A1

Abstract

　ＥＳＤ保護装置は、第１絶縁層（２ａ）と、第１絶縁層（２ａ）に重ねられた第２絶縁層（２ｂ）と、第１絶縁層（２ａ）を厚み方向に貫通する第１ビア導体（６ａ）と、第１絶縁層（２ａ）と第２絶縁層（２ｂ）との間において第１ビア導体（６ａ）に接するように設けられた放電ギャップ部（１０）と、第１絶縁層（２ａ）の放電ギャップ部（１０）とは反対側の面に配置され、第１ビア導体（６ａ）に電気的に接続されている第１配線（７ａ）と、第２絶縁層（２ｂ）のいずれかの面に配置され、少なくとも放電ギャップ部（１０）を挟んで第１ビア導体（６ａ）に対向する部分を含む第２配線（７ｂ）とを備える。

Description

ＥＳＤ保護装置

　本発明は、ＥＳＤ保護装置に関するものである。「ＥＳＤ」とは静電気放電（Electro-Static　Discharge）である。ＥＳＤは、帯電した導電性の物体、たとえば人体が他の導電性の物体に接触したり十分に接近したりしたときに激しい放電が発生する現象である。「ＥＳＤ保護装置」とは、静電気放電が生じた際に電荷をＧＮＤに逃がし、回路を保護するための装置である。

　従来、ＥＳＤすなわち静電気放電から電子機器を保護するためにＥＳＤ保護装置が広く用いられている。

　ＥＳＤ保護装置が使用される回路の一例を図１３に示す。保護されるべき回路（以下「被保護回路」という。）５０２と端子５０３とが電気的に接続されている。被保護回路５０２は、たとえばＩＣ（Integrated　Circuit）などである。端子５０３は、コネクタなどにおいて導電体が外部に露出した部分を意味する。被保護回路５０２と端子５０３とを接続する配線の途中から分岐する配線の先にＥＳＤ保護装置５０１が接続されている。ＥＳＤ保護装置５０１および被保護回路５０２はそれぞれ接地されている。図１３に示すように、ＥＳＤ保護装置５０１の内部の放電電極間は、通常状態では電流が流れない状態となっている。端子５０３にたとえば人体が接触または十分に接近したことによってＥＳＤが生じた場合、端子５０３に高電圧が印加されることとなる。このとき、このままでは、過電圧が被保護回路５０２に印加され、矢印９２に示すように電流が流れてしまう。しかし、ＥＳＤ保護装置５０１の放電電極間で放電が生じれば、その放電によって矢印９１の向きに電流が流れるので、被保護回路５０２には過電圧は印加されないこととなる。すなわち、被保護回路５０２は守られることとなる。

　たとえば特開２００９－２３８５６３号公報（特許文献１）には、「過電圧保護部品」と称して、絶縁体からなる基体の内部に放電部としての空洞が形成され、この空洞の内部で放電電極同士が対向している構造が記載されている。特許文献１には、放電電極は、印刷、めっきなどによって形成されるものであることが記載されている。

　たとえば特開２００１－２１７０５７号公報（特許文献２）には、「チップ型サージ吸収素子」と称して、絶縁性セラミック焼結体の内部で内部電極が対向している構造が記載されている。内部電極同士に挟まれるように放電空間が形成されている。特許文献２には、放電空間にカーボンペーストをスクリーン印刷で充填し、焼結時に焼失させたことが記載されている。

特開２００９－２３８５６３号公報特開２００１－２１７０５７号公報

　特許文献１では、放電電極は印刷、めっきなどによって形成されるものであるので、放電電極は絶縁体の表面に付着した薄い導電膜である。放電時には、この放電電極に電子が衝突することとなるが、電子が衝突した衝撃によって放電電極が剥がれるおそれがある。特許文献１では、絶縁シートに開口部を設けて、この開口部に放電部形成材としてアクリル樹脂を充填し、焼成工程においてこのアクリル樹脂が蒸発することによって、空洞を得ている。このように空洞が形成され、なおかつ、空洞を挟んで対向する放電電極は印刷などによって形成されているので、放電電極間のギャップを小さくすること、すなわち、狭ギャップ化は十分に図ることができていなかった。

　特許文献２においても、チップ型サージ吸収素子は、印刷法、グリーンシート法によって作製されることとなっており、放電電極間の狭ギャップ化は十分に図ることができていなかった。

　そこで、本発明は、放電電極間のさらなる狭ギャップ化を図ることができ、放電電極の剥がれの問題を低減することができるようなＥＳＤ保護装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明に基づくＥＳＤ保護装置は、第１絶縁層と、上記第１絶縁層に重ねられた第２絶縁層と、上記第１絶縁層を厚み方向に貫通する第１ビア導体と、上記第１絶縁層と上記第２絶縁層との間において上記第１ビア導体に接するように設けられた放電ギャップ部と、上記第１絶縁層の上記放電ギャップ部とは反対側の面に配置され、上記第１ビア導体に電気的に接続されている第１配線と、上記第２絶縁層のいずれかの面に配置され、少なくとも上記放電ギャップ部を挟んで上記第１ビア導体に対向する部分を含む第２配線とを備える。

　本発明によれば、放電電極間のさらなる狭ギャップ化を図ることができ、放電電極の剥がれの問題を低減することができる。

本発明に基づく実施の形態１におけるＥＳＤ保護装置の断面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるＥＳＤ保護装置の積層前の状態の説明図である。本発明に基づく実施の形態２におけるＥＳＤ保護装置の断面図である。本発明に基づく実施の形態２におけるＥＳＤ保護装置の積層前の状態の説明図である。本発明に基づく実施の形態３におけるＥＳＤ保護装置の断面図である。本発明に基づく実施の形態３におけるＥＳＤ保護装置の積層前の状態の説明図である。本発明に基づく実施の形態４におけるＥＳＤ保護装置の断面図である。本発明に基づく実施の形態５におけるＥＳＤ保護装置の断面図である。本発明に基づく実施の形態６におけるＥＳＤ保護装置の断面図である。本発明に基づく実施の形態６におけるＥＳＤ保護装置の積層前の状態の説明図である。従来技術に基づくＥＳＤ保護装置の断面図である。従来技術に基づくＥＳＤ保護装置の積層前の状態の説明図である。一般的にＥＳＤ保護装置が使用される状況の一例の回路図である。

　絶縁シートを積層してＥＳＤ保護装置を作製する場合、絶縁シートの１層分を空洞として、放電部を形成することが考えられる。しかし、これでは、絶縁シートの厚みによって空洞の厚みがほぼ決まってしまい、十分な狭ギャップ化を図ることができない。

　同一面内において隣接する放電電極を配置することによって左右に並ぶ放電電極同士の間にギャップを形成することも考えられるが、このような放電電極を印刷で形成する場合、印刷のにじみによって、放電電極の平面的に見た外形線が安定しないので、短絡を避けるためにクリアランスを大きくとらざるを得ず、その結果、小さなギャップを正確に形成することはできなかった。特に、ギャップとして２０μｍ程度より小さなギャップを狙う場合には、安定して正確に形成することができなかった。

　一方、印刷によって膜を形成する場合のその膜の厚みに関しては、ばらつきが少ない。厚み方向にはにじみの問題もほぼない。印刷によって形成される膜の厚みは、ペーストの固形分量や、ペーストの吐出量によって制御することが可能である。

　これらの事情を考慮して、発明者は、以下の発明をなすに至った。
　（実施の形態１）
　図１を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるＥＳＤ保護装置について説明する。

　図１に示すように、本実施の形態におけるＥＳＤ保護装置１０１は、第１絶縁層２ａと、第１絶縁層２ａに重ねられた第２絶縁層２ｂと、第１絶縁層２ａを厚み方向に貫通する第１ビア導体６ａと、第１絶縁層２ａと第２絶縁層２ｂとの間において第１ビア導体６ａに接するように設けられた放電ギャップ部１０と、第１絶縁層２ａの放電ギャップ部１０とは反対側の面に配置され、第１ビア導体６ａに電気的に接続されている第１配線７ａと、第２絶縁層２ｂのいずれかの面に配置され、少なくとも放電ギャップ部１０を挟んで第１ビア導体６ａに対向する部分を含む第２配線７ｂとを備える。

　第１絶縁層２ａおよび第２絶縁層２ｂは、たとえばセラミック層である。図１に示した例では、放電ギャップ部１０は、放電補助電極４と空洞５とを含む。

　本実施の形態におけるＥＳＤ保護装置１０１の構成であれば、後述するように、放電ギャップ部の構造をペーストの印刷によって作成することができる。この構成であれば、放電ギャップ部の厚みを、印刷する層の厚みによって制御することができる。第１ビア導体６ａと第２ビア導体６ｂとがそれぞれ放電電極に相当する。放電電極の形態はこれに限るものではなく、放電電極同士は放電ギャップ部１０を挟んで互いに対向する構造となっていればよい。ここで例示しているＥＳＤ保護装置１０１においては、一方の放電電極としての第１ビア導体６ａと他方の放電電極としての第２ビア導体６ｂとが放電ギャップ部１０を挟んで互いに対向する構造となっている。放電ギャップ部１０の詳細については後述する。

　放電電極となる第１ビア導体６ａは、印刷ではなく孔への導電ペーストの充填という方法により形成することができるので、十分な厚みを有するものとなる。したがって、放電電極として印刷された薄膜が付着している構成と異なり、放電が繰り返されたとしても放電電極が容易に剥がれてなくなるものではない。

　本実施の形態では、放電電極間のさらなる狭ギャップ化を図ることができ、さらに放電電極の剥がれの問題を低減することができる。

　本実施の形態で示したように、第１ビア導体６ａは、放電ギャップ部１０に近い側が細くなったテーパ形状を有することが好ましい。この構成を採用することにより、第１ビア導体６ａの内部のうち放電ギャップ部１０に近い側で電荷密度を高めることができ、その結果、放電電極間の放電が生じやすくなるからである。また、このテーパ形状の向きにより、放電電極の剥がれはさらに抑えられる。

　本実施の形態で示したように、第２絶縁層２ｂを厚み方向に貫通し、厚み方向の一方の端が第２配線７ｂに電気的に接続され、他方の端が放電ギャップ部１０に接する第２ビア導体６ｂを備え、第２ビア導体６ｂは、放電ギャップ部１０を介して第１ビア導体６ａに対向し、第２配線７ｂは、第２絶縁層２ｂの放電ギャップ部１０とは反対側の面に配置されることが好ましい。この構成を採用することにより、放電電極となる２つのビア導体で放電ギャップ部１０を挟み込む構造が得られるので、放電電極間の放電が生じやすくなる。

　本実施の形態で示したように、第２ビア導体６ｂは、放電ギャップ部１０に近い側が細くなったテーパ形状を有することが好ましい。この構成を採用することにより、第２ビア導体６ｂの内部のうち放電ギャップ部１０に近い側で電荷密度を高めることができ、その結果、放電電極間の放電が生じやすくなるからである。

　本実施の形態で示したように、放電ギャップ部１０には、放電補助電極４が配置されていることが好ましい。この構成を採用することにより、放電補助電極４の作用により放電が生じやすくなるからである。放電ギャップ部１０のさらなる詳細については、この後の製造方法の説明の中で述べる。

　放電ギャップ部１０は、平面的に見て空洞５を中心としてその周囲を放電補助電極４が取り囲んだ構造を含むことが好ましい。また、放電補助電極４は、半導体セラミック粒子を含むことが好ましい。さらに、放電補助電極４は、絶縁性材料で被覆された導電性粒子を含むことが好ましい。これらの構成を採用することにより、放電ギャップ部１０に放電が生じやすくなるからである。

　図１に示したＥＳＤ保護装置１０１の製造方法について説明する。ＥＳＤ保護装置１０１の積層する前の状態を図２に示す。ＥＳＤ保護装置１０１は、複数の絶縁体シートを積層することによって作製する。絶縁体シートは、たとえばセラミックシートであるが、セラミックシートに限らず、他の種類の絶縁体シートであってもよい。以下では、ＥＳＤ保護装置１０１に含まれる絶縁層がセラミック層である場合を例にとって説明する。

　第１絶縁層２ａとなるべきセラミックシートに孔をあけて導電ペースト１６ａを充填する。導電ペースト１６ａはのちに第１ビア導体６ａとなるべきものである。一方、第２絶縁層２ｂとなるべきセラミックシートに孔をあけて導電ペースト１６ｂを充填する。セラミックシートに対してどちらの面から孔をあけるかによって、形成される孔のテーパ形状の向きが定まるので、どちらの面から孔をあけるかによって、最終的に形成されるビア導体のテーパ形状の向きは適宜選択することができる。導電ペースト１６ａ，１６ｂは、たとえば金属ペーストである。

　第１絶縁層２ａの上面に、放電補助電極材料１４を印刷する。第２絶縁層２ｂの下面に、空洞形成ペースト１５を印刷する。このようにして、第１絶縁層２ａおよび第２絶縁層２ｂは、図２に示される状態となる。図２に示した例では、放電補助電極材料１４は環状に印刷され、空洞形成ペースト１５は、放電補助電極材料１４の環の内側に入るような位置に印刷されている。

　なお、放電補助電極材料１４とは、焼成することによって放電補助電極を形成しうる材料である。これは、たとえば絶縁性のセラミック粉末に半導体セラミック粉末を混合したものであってもよい。あるいは、放電補助電極材料１４は、絶縁性材料で被覆された導電性粒子であってもよい。「絶縁性材料で被覆された導電性粒子」といった場合、「被覆」は完全な被覆であっても不完全な被覆であってもよい。被覆は、導電性粒子の表面に非常に小さな絶縁性粒子が付着している構成であってもよい。あるいは、絶縁性皮膜内に導電性粒子が収納されている、いわゆるコア－シェル構造の粒子であってもよい。「導電性粒子」とは、たとえばＣｕの粒子であってもよい。この他に、たとえばＡｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉなどの導電性材料の粒子を適宜用いることができる。導電性粒子を被覆する「絶縁性材料」とは、たとえばＡｌ₂Ｏ₃であってもよい。「半導体セラミック粉末」としては、たとえばＳｉＣのような炭化物や、ＭｎＯ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＣｕＯなどのような遷移金属の酸化物などの半導体セラミックスからなるセラミック粉末を好適に用いることができる。半導体セラミック粉末は、たとえばＳｉＣの粒子をＳｉＯ₂で被覆したものであってもよい。放電補助電極材料１４は、半導体セラミック粉末と、絶縁性材料で被覆された導電性粒子とを混合したものであってもよい。

　空洞形成ペースト１５とは、焼成温度において消失しうる材料である。これは、たとえば焼成温度において消失しうる樹脂のビーズを主材料として含む材料であってもよい。このような条件を満たす樹脂としては、たとえばアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂などを挙げることができる。空洞形成ペースト１５は、これらの合成樹脂ビーズを必要に応じてバインダ樹脂、溶媒などを混合することによって得ることができる。

　空洞形成ペースト１５の主材料は、樹脂には限定されない。焼成温度において消失しうる固体の材料であれば樹脂以外であってもよい。たとえばある程度の硬度を有するワックスなどを用いてもよい。また、空洞形成ペースト１５の主材料はビーズ状のものに限定されない。たとえば柱状の樹脂材料を用いることもでき、形状は限定されない。

　図２に示したように、第１絶縁層２ａの下側には絶縁層２ｃが重ねられる。第２絶縁層２ｂの上側には絶縁層２ｄが重ねられる。ここで示す例では、絶縁層２ｃ，２ｄも第１絶縁層２ａ、第２絶縁層２ｂと同様にセラミックシートである。

　絶縁層２ｃの上面には、のちに第１配線７ａとなるべき導電ペースト層１７ａを形成しておく。絶縁層２ｄの下面には、のちに第２配線７ｂとなるべき導電ペースト層１７ｂを形成しておく。導電ペースト層１７ａ，１７ｂは、絶縁層の表面に導電ペーストを印刷することによって形成することができる。

　この例では、合計４層のセラミックシートを積層することによって、ＥＳＤ保護装置を作製することが前提となっていたが、全体の層数はこれに限らない。

　図２に示すように、下から順に絶縁層２ｃ、第１絶縁層２ａ、第２絶縁層２ｂ、絶縁層２ｄと積層して、これらを一体的に焼成する。その結果、全体が一体化し、図１に示したようなＥＳＤ保護装置１０１を得ることができる。

　焼成の際に、放電補助電極材料１４は放電補助電極４となり、空洞形成ペースト１５は消失して空洞５となる。焼成の際に、導電ペースト層１７ａは、第１配線７ａとなり、導電ペースト層１７ｂは、第２配線７ｂとなる。

　（実施の形態２）
　図３を参照して、本発明に基づく実施の形態２におけるＥＳＤ保護装置について説明する。

　図３に示すように、本実施の形態におけるＥＳＤ保護装置１０２は、基本的には実施の形態１で説明したＥＳＤ保護装置１０１と同様の構成となっている。放電ギャップ部１０において、実施の形態１のＥＳＤ保護装置１０１では、空洞５は下方にいくにつれて細くなる形状であったが、本実施の形態では、空洞５は逆に上方にいくにつれて細くなる形状となっている。本実施の形態では、放電補助電極４の形状も実施の形態１に比べて若干異なっている。ただし、本実施の形態においても、放電ギャップ部１０は、平面的に見て空洞５を中心としてその周囲を放電補助電極４が取り囲んだ構造となっている。

　本実施の形態で示したＥＳＤ保護装置１０２においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

　本実施の形態におけるＥＳＤ保護装置１０２の積層する前の状態を図４に示す。実施の形態１で図２によって示したものと類似しているが、本実施の形態では、放電ギャップ部１０となるべき材料を別々の面に印刷するのではなく、１つの面に合わせて印刷している。すなわち、放電補助電極材料１４および空洞形成ペースト１５がいずれも第１絶縁層２ａの上面に印刷されている。この場合、第１絶縁層２ａの上面のうち導電ペースト１６ａの上面に対応する位置の平面的に見た中心にまず空洞形成ペースト１５を印刷し、その後、空洞形成ペースト１５を取り囲む環状となるように放電補助電極材料１４を印刷している。図４に示すように、各絶縁層を用意し、これらを積層し、一体的に焼成することによって、図３に示したようなＥＳＤ保護装置１０２を得ることができる。

　（実施の形態３）
　図５を参照して、本発明に基づく実施の形態３におけるＥＳＤ保護装置について説明する。

　図５に示すように、本実施の形態におけるＥＳＤ保護装置１０３は、基本的には実施の形態２で説明したＥＳＤ保護装置１０２と同様の構成となっている。ただし、ＥＳＤ保護装置１０２と異なって、第２絶縁層２ｂに設けられた第２ビア導体６ｂが上方にいくほど細くなる向きのテーパ形状を有している。すなわち、第２ビア導体６ｂは、放電ギャップ部１０に近い側が太くなったテーパ形状を有する。

　本実施の形態では、第２ビア導体６ｂの放電ギャップ部１０側の端における電荷の集中度合いに関しては、実施の形態２に比べて劣るが、それ以外の点においては、本発明の実施の形態としてある程度の効果を得ることができる。

　本実施の形態におけるＥＳＤ保護装置１０３は、図６に示すように複数の絶縁層を積層することによって作製することができる。この場合、第１絶縁層２ａの第１ビア導体６ａと第２絶縁層２ｂの第２ビア導体６ｂとでテーパ形状の向きを揃えることができる。したがって、積層時に一方の絶縁層を反転させる必要がないので、積層作業が容易である。

　（実施の形態４）
　図７を参照して、本発明に基づく実施の形態４におけるＥＳＤ保護装置について説明する。

　図７に示すように、本実施の形態におけるＥＳＤ保護装置１０４は、基本的には実施の形態１で説明したＥＳＤ保護装置１０１と同様の構成となっている。ただし、放電ギャップ部１０の全体が放電補助電極４となっている。

　本実施の形態によっても、放電電極間のさらなる狭ギャップ化を図ることができ、放電電極の剥がれの問題を低減することができる。

　本実施の形態のような構成は、積層前の第１絶縁層２ａの上面に十分な量の放電補助電極材料１４を印刷し、空洞形成ペーストは印刷しないでおくことにより、得ることができる。放電補助電極材料１４は、第１絶縁層２ａの上面の代わりに、第２絶縁層２ｂの下面に印刷することとしてもよい。あるいは、第１絶縁層２ａの上面と第２絶縁層２ｂの下面との両方に印刷することとしてもよい。

　なお、本実施の形態で示したように、放電ギャップ部１０の全体が放電補助電極４となっている構成よりも、実施の形態１で示したように、放電ギャップ部１０の中に放電補助電極４と空洞５との両方を設けた構成の方が、放電補助電極４にかかる負荷を軽減することができるので、好ましい。

　（実施の形態５）
　図８を参照して、本発明に基づく実施の形態５におけるＥＳＤ保護装置について説明する。

　図８に示すように、本実施の形態におけるＥＳＤ保護装置１０５は、基本的には実施の形態１で説明したＥＳＤ保護装置１０１と同様の構成となっている。ただし、放電ギャップ部１０の全体が空洞５となっている。本実施の形態で示したように、放電ギャップ部１０が空洞５であってもよい。

　本実施の形態によっても、放電電極間のさらなる狭ギャップ化を図ることができ、放電電極の剥がれの問題を低減することができる。実施の形態１のように放電補助電極４を設けた方が、放電が生じやすくなり、放電開始電圧を下げることができるので好ましいが、本実施の形態においても、本発明の一応の効果を得ることができる。

　本実施の形態のような構成は、積層前の第１絶縁層２ａの上面に十分な量の放空洞形成ペースト１５を印刷し、放電補助電極材料は印刷しないでおくことにより、得ることができる。空洞形成ペースト１５は、第１絶縁層２ａの上面の代わりに、第２絶縁層２ｂの下面に印刷することとしてもよい。あるいは、第１絶縁層２ａの上面と第２絶縁層２ｂの下面との両方に印刷することとしてもよい。

　ここまでの各実施の形態で説明してきたように、第１ビア導体６ａと第２ビア導体６ｂとが放電ギャップ部１０を介して互いに対向する構造は、第１絶縁層２ａと第２絶縁層２ｂとを合わせた絶縁層２層分の厚みの中に、厚み方向に並ぶようにして収まっていることが好ましい。この構成を採用することにより、装置全体の厚みを抑えつつ、狭ギャップ化を図ることができる。さらに、この場合の放電ギャップ部１０には、放電補助電極４が配置されていることが好ましい。本発明によれば、放電補助電極を含めても絶縁層２層分の厚みの中に収めることも可能である。

　ここまで、第１ビア導体６ａの他に第２ビア導体６ｂを備える構成のものについて説明してきたが、本発明にとって第２ビア導体６ｂは必須ではない。次に、第２ビア導体６ｂがない実施の形態について説明する。

　（実施の形態６）
　図９を参照して、本発明に基づく実施の形態６におけるＥＳＤ保護装置について説明する。

　図９に示すように、本実施の形態におけるＥＳＤ保護装置１０６は、第１絶縁層２ａと、第１絶縁層２ａに重ねられた第２絶縁層２ｂと、第１絶縁層２ａを厚み方向に貫通する第１ビア導体６ａと、第１絶縁層２ａと第２絶縁層２ｂとの間において第１ビア導体６ａに接するように設けられた放電ギャップ部１０と、第１絶縁層２ａの放電ギャップ部１０とは反対側の面に配置され、第１ビア導体６ａに電気的に接続されている第１配線７ａと、第２絶縁層２ｂのいずれかの面に配置され、少なくとも放電ギャップ部１０を挟んで第１ビア導体６ａに対向する部分を含む第２配線７ｂとを備える。

　第２配線７ｂが「第２絶縁層２ｂのいずれかの面に配置されている」というのは、実施の形態１～５で示したように第２絶縁層２ｂを貫通するように第２ビア導体６ｂが存在する場合には、第２配線７ｂが第２絶縁層２ｂの上面にあってもよいが、本実施の形態で示すように第２絶縁層２ｂに第２ビア導体６ｂが存在しない場合には、第２配線７ｂが第２絶縁層２ｂの下面にあるという趣旨である。すなわち、少なくとも本実施の形態においては、第２配線７ｂは第２絶縁層２ｂの下面に配置されている。

　本実施の形態では、第１ビア導体６ａと第２配線７ｂとがそれぞれ放電電極に相当する。ここで例示しているＥＳＤ保護装置１０６においては、一方の放電電極としての第１ビア導体６ａと他方の放電電極としての第２配線７ｂとが放電ギャップ部１０を挟んで互いに対向する構造となっている。

　放電ギャップ部１０の内容については、実施の形態１～５で説明したいずれの考え方を適用してもよい。

　実施の形態１～５で示したように第２絶縁層２ｂを貫通するように第２ビア導体６ｂを設けてこれを放電電極とし、ビア導体同士が対向する構成とした方が、ビア導体の厚み方向に突出した形状を利用して先端に電荷を集中させやすいので、放電が生じやすい。すなわち、そのようにした方が開始電圧を下げやすく好ましい。しかし、本実施の形態で示したようにビア導体が放電ギャップ部の片側にのみ存在する構成であっても、本発明としてのある程度の効果を得ることができる。

　本実施の形態におけるＥＳＤ保護装置１０６は、図１０に示すように複数の絶縁層を積層することによって作製することができる。この場合、第２絶縁層２ｂには孔をあけたり導電ペーストを充填したりする必要がない。したがって、工程数を減らすことができるという点で好都合である。

　（実験例）
　ＥＳＤに対する放電応答性を調べるために、本発明または従来技術に基づく複数通りのＥＳＤ保護装置を試料Ｉ～Ｖとして用意し、ＩＥＣ（International　Electrotechnical　Commission）の規格の一種であるＩＥＣ６１０００－４－２に定められている静電気放電イミュニティ試験を行なった。

　試料Ｉは、実施の形態１で示したＥＳＤ保護装置１０１である。
　試料ＩＩは、実施の形態２で示したＥＳＤ保護装置１０２である。

　試料ＩＩＩは、実施の形態３で示したＥＳＤ保護装置１０２である。
　試料ＩＶは、実施の形態６で示したＥＳＤ保護装置１０６である。

　試料Ｖは、従来技術に基づくＥＳＤ保護装置であり、図１１に示すＥＳＤ保護装置１００である。ＥＳＤ保護装置１００は、絶縁層としてセラミック層を積層したものであり、ＥＳＤ保護装置１００は、第１配線７ａと第２配線７ｂとを含んでいる。第１配線７ａの先端と第２配線７ｂの先端とは貫通孔９の内部空間を介して互いに対向するようになっている。図１１に示した構造は、図１２に示すように、絶縁層を積層して得た。すなわち、貫通孔９を形成した絶縁層２ｆを用意し、導電ペースト１７ａ，１７ｂをそれぞれ印刷した絶縁層２ｃ，２ｄの間に絶縁層２ｆを挟み込むように配置する。さらに、絶縁層２ｄの上側に何も形成していない絶縁層２ｅを重ね、これら合計４層を一体的に焼成した。こうして、図１１に示したＥＳＤ保護装置１００を得た。

　静電気放電イミュニティ試験として、接触放電にて８ｋＶの電圧を印加して試料の放電電極間で放電が生じるか否かを調べた。試料の放電電極間で放電が生じたか否かは、被保護回路に電圧が印加されるか否かで判断することができる。試料の放電電極間の放電開始電圧の程度は、被保護回路で検出されるピーク電圧によって判断することができる。被保護回路で検出されるピーク電圧が小さいほど、試料の働きが優れていることを意味する。

　評価結果としては、以下のようにそれぞれ表示することとした。
　ピーク電圧が３５０Ｖ未満のものを、特に良好であるとして「Ａ」とランク付けする。

　ピーク電圧が３５０Ｖ以上５００Ｖ未満のものを、良好であるとして「Ｂ」とランク付けする。

　ピーク電圧が５００Ｖ以上６００Ｖ未満のものを、「Ｃ」とランク付けする。
　ピーク電圧が６００Ｖを超えるものを、不良であるとして「Ｄ」とランク付けする。

　評価結果を表１の「ＥＳＤ放電応答性」の欄に示す。

　さらに、ＥＳＤに対する繰返し耐性を調べるために、入力端子５０３への接触放電で８ｋＶの電圧の印加を１００回行なって、その後で再び静電気放電イミュニティ試験によって放電応答性を調べた。このときの評価結果を表１の「ＥＳＤ繰返し耐性」の欄に示す。

　総合判定は、ＥＳＤ放電応答性とＥＳＤ繰返し耐性との２つの評価結果に基づいて、優、良、可、不可の４段階で評価した。

　表１に示すように、試料Ｉ～ＩＩＩは、初期状態において放電応答性が特に良好であった。試料ＩおよびＩＩは、繰返し耐性も特に良好であった。したがって、試料ＩおよびＩＩは、総合判定を「優」とした。

　試料ＩＩＩは、初期状態における放電応答性は特に良好であるが、繰返し耐性は、試料ＩおよびＩＩに比べて劣っていた。そこで、試料ＩＩＩの総合判定は「良」とした。試料ＩＩＩは試料ＩおよびＩＩに次いで優れているといえる。

　試料ＩＶは、総合判定は「可」であり、試料Ｉ～ＩＩＩに比べて劣るが、従来技術に基づく試料Ｖに比べれば優れているので、この場合もある程度は本発明の効果が得られているといえる。

　試料Ｖは、初期状態における放電応答性は６００Ｖ未満であったが、繰返し耐性が不良であり、総合判定としては「不可」となった。

　なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

　本発明は、ＥＳＤ保護装置に利用することができる。

　２ａ　第１絶縁層、２ｂ　第２絶縁層、２ｃ，２ｄ，２ｅ　絶縁層、４　放電補助電極、５　空洞、６ａ　第１ビア導体、６ｂ　第２ビア導体、７ａ　第１配線、７ｂ　第２配線、１０　放電ギャップ部、１４　放電補助電極材料、１５　空洞形成ペースト、１６ａ，１６ｂ　導電ペースト、１７ａ，１７ｂ　導電ペースト層、９１，９２　矢印、１００　（従来技術に基づく）ＥＳＤ保護装置、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６　ＥＳＤ保護装置、５０１　（一般的な）ＥＳＤ保護装置、５０２　被保護回路、５０３　端子。

Claims

　第１絶縁層と、
　前記第１絶縁層に重ねられた第２絶縁層と、
　前記第１絶縁層を厚み方向に貫通する第１ビア導体と、
　前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間において前記第１ビア導体に接するように設けられた放電ギャップ部と、
　前記第１絶縁層の前記放電ギャップ部とは反対側の面に配置され、前記第１ビア導体に電気的に接続されている第１配線と、
　前記第２絶縁層のいずれかの面に配置され、少なくとも前記放電ギャップ部を挟んで前記第１ビア導体に対向する部分を含む第２配線とを備える、ＥＳＤ保護装置。
　前記第１ビア導体は、前記放電ギャップ部に近い側が細くなったテーパ形状を有する、請求項１に記載のＥＳＤ保護装置。
　前記第２絶縁層を厚み方向に貫通し、厚み方向の一方の端が前記第２配線に電気的に接続され、他方の端が前記放電ギャップ部に接する第２ビア導体を備え、前記第２ビア導体は、前記放電ギャップ部を介して第１ビア導体に対向し、前記第２配線は、前記第２絶縁層の前記放電ギャップ部とは反対側の面に配置される、請求項１または２に記載のＥＳＤ保護装置。
　前記第２ビア導体は、前記放電ギャップ部に近い側が細くなったテーパ形状を有する、請求項３に記載のＥＳＤ保護装置。
　前記放電ギャップ部が空洞である、請求項１から４のいずれかに記載のＥＳＤ保護装置。
　前記放電ギャップ部には、放電補助電極が配置されている、請求項１から４のいずれかに記載のＥＳＤ保護装置。
　前記放電ギャップ部は、平面的に見て空洞を中心としてその周囲を放電補助電極が取り囲んだ構造を含む、請求項１から４のいずれかに記載のＥＳＤ保護装置。
　前記放電補助電極は、半導体セラミック粒子を含む、請求項６または７に記載のＥＳＤ保護装置。
　前記放電補助電極は、絶縁性材料で被覆された導電性粒子を含む、請求項６または７に記載のＥＳＤ保護装置。
　前記第１ビア導体と前記第２ビア導体とが前記放電ギャップ部を介して互いに対向する構造は、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層とを合わせた絶縁層２層分の厚みの中に、厚み方向に並ぶようにして収まっている、請求項３または４に記載のＥＳＤ保護装置。
　前記放電ギャップ部には、放電補助電極が配置されている、請求項１０に記載のＥＳＤ保護装置。