WO2015087394A1 - Ｅｓｄ保護デバイスとその製造方法 - Google Patents

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protection device
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足立　淳
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株式会社村田製作所
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    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an ESD protection device and a manufacturing method thereof.
  • Patent Document 1 WO2008 / 146514
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view of the ESD protection device 600 disclosed in Patent Document 1.
  • the ESD protection device 600 includes a ceramic body 110 having a cavity 107 inside.
  • a pair of discharge electrode layers 103 and 105 are formed so that the end faces 103 a and 105 a face each other with a gap G.
  • the discharge auxiliary electrode layer 104 is formed under the discharge electrode layers 103 and 105 and the region 109 facing the discharge electrode layers 103 and 105.
  • the discharge auxiliary electrode layer 104 includes conductive particles and an insulator material.
  • a plurality of external electrodes 112 and 112 electrically connected to the discharge electrode layers 103 and 105 are formed on the surface of the ceramic body 110.
  • the discharge start voltage of the ESD protection device 600 can be lowered by reducing the gap G between the end faces 103a and 105a of the discharge electrode layers 103 and 105.
  • the pair of discharge electrode layers 103 and 105 facing each other with the end faces 103a and 105a provided with a gap G are formed by screen printing, for example.
  • An object of the present invention is to provide an ESD protection device having a small discharge start voltage, which includes a pair of discharge electrode layers facing each other at a narrow interval, and a manufacturing method thereof.
  • an ESD protection device of the present invention includes a ceramic body, a first discharge electrode layer disposed inside the ceramic body so as to be opposed to each other in a layered manner, and a first discharge electrode layer.
  • the ESD protection device manufacturing method of the present invention includes a step of forming at least one first ceramic green sheet, a step of forming a plurality of second ceramic green sheets, and a first ceramic green sheet. Applying a discharge electrode layer forming paste on one main surface of the first electrode, forming a non-fired first discharge electrode layer, and applying conductive particles and an insulator material on the first discharge electrode layer; A step of forming an unfired auxiliary discharge electrode layer by applying a discharge auxiliary electrode layer forming paste, and an unfired first step of applying a discharge electrode layer forming paste on the discharge auxiliary electrode layer.
  • an ESD protection device having a small discharge start voltage, which includes a pair of discharge electrode layers facing each other at a narrow interval.
  • FIG. 1A is an exploded perspective view of the ESD protection device 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the ESD protection device 100, and corresponds to the line AA in FIG.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view of the ESD protection device 100 and corresponds to the line BB in FIG.
  • the external electrode 12 is omitted in FIG. 2A to 2D are plan views showing respective steps applied in the method of manufacturing the ESD protection device 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the ESD protection device 200 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the external electrode 12 is omitted.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the ESD protection device 200 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the external electrode 12 is omitted.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of an ESD protection device 300 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of an ESD protection device 400 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an ESD protection device 500 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional ESD protection device 600.
  • FIG. 1 shows an ESD protection device 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • the ESD protection device 100 includes a ceramic body 10 composed of a first ceramic green sheet 1 and second ceramic green sheets 2 and 2.
  • a BAS material obtained by mixing materials such as Ba, Al, and Si is used.
  • a cavity 7 is formed inside the ceramic body 10.
  • the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer 5 made of Cu or the like are disposed inside the ceramic body 10 so as to face each other in a layered manner with a space therebetween.
  • a discharge auxiliary electrode layer 4 is formed in a region sandwiched between the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer 5.
  • the discharge auxiliary electrode layer 4 includes conductor particles such as alumina-coated Cu particles, and an insulator material made of a BAS material or the like.
  • the end surfaces 3 a, 4 a, and 5 a of the first discharge electrode layer 3, the discharge auxiliary electrode layer 4, and the second discharge electrode layer 5 are exposed at the edge 7 a of the cavity 7.
  • a plurality of external electrodes 12 are electrically connected to the first discharge electrode layer 3 or the second discharge electrode layer 5. , 12 are formed.
  • the end surfaces 3a and 5a of the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer 5 are at the shortest distance.
  • the electrodes are opposed to each other with a gap G corresponding to the thickness of the discharge auxiliary electrode layer 4.
  • the discharge auxiliary electrode layer 4 can be formed with a small thickness, so that the gap G can be set small.
  • the ESD protection device 100 operates by generating a creeping discharge or an air discharge between the end faces 3a and 5a of the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer 5 at the edge 7a of the cavity 7, respectively. . Since the pair of discharge electrode layers 3 and 5 facing each other with a narrow gap G are provided, the discharge start voltage can be reduced.
  • Table 1 shows the discharge start voltage values of the conventional ESD protection device 600 shown in FIG. 7 and the two types of ESD protection devices 100 (Examples 1 and 2) according to the first embodiment of the present invention having different intervals G. Indicates.
  • Example 1 the gap G between the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer 5 is 20 ⁇ m, and Example 2 is 10 ⁇ m.
  • the interval G in the conventional ESD protection device 600 is 30 ⁇ m.
  • the discharge start voltage value is measured by applying ESD from a low voltage by contact discharge according to the IEC standard (IEC61000-4-2).
  • IEC61000-4-2 the IEC standard
  • a mark ⁇ is shown
  • a mark X is shown.
  • the ESD protection device 100 according to the first embodiment of the present invention can be operated at a lower voltage than the conventional ESD protection device 600.
  • the ESD protection device 100 of the present invention since the end faces 3a and 5a of the discharge electrode layers 3 and 5 are exposed to the edge 7a of the closed cavity 7, the reliability with respect to the external environment can be improved. it can.
  • the discharge start voltage can be reduced.
  • the BAS material is formed by mixing and mixing each material centered on Ba, Al, and Si at a predetermined ratio and calcining at 800 to 1000 ° C.
  • the obtained BAS material is pulverized with a zirconia ball mill for 12 hours to form an insulator material made of a BAS material having an average particle diameter of about 1 ⁇ m.
  • An organic solvent such as toluene or echinene is added to the insulator material and mixed. Thereafter, a binder and a plasticizer are added and mixed to form a slurry.
  • the slurry is formed by the doctor blade # method to form a first ceramic green sheet and a second ceramic green sheet having a thickness of 50 ⁇ m.
  • a solvent is added to a binder resin composed of Cu powder having an average particle diameter of about 2 ⁇ m and ethyl cellulose, and the mixture is stirred and mixed with three rolls to form a discharge electrode layer forming paste.
  • the Cu powder is mixed at 80 wt%, and the binder resin and the solvent are mixed at a ratio of 20 wt%.
  • an unfired first discharge electrode is formed by applying a discharge electrode layer forming paste on one main surface of the first ceramic green sheet 1 by screen printing.
  • Layer 3 is formed.
  • the thickness of the first discharge electrode layer 3 is, for example, 10 ⁇ m.
  • a discharge auxiliary electrode layer forming paste containing conductor particles and an insulator material is formed.
  • an alumina-coated Cu particle having an average particle size of about 2 ⁇ m and an insulating material made of a BAS material having an average particle size of about 1 ⁇ m used when forming the slurry described above are prepared at a predetermined ratio, and a binder resin is prepared. And a solvent are added, and the paste for forming a discharge auxiliary electrode layer is formed by stirring and mixing with three rolls.
  • the alumina-coated Cu particles and the insulator material are mixed at a ratio of 80 wt%, and the binder resin and the solvent are mixed at a ratio of 20 wt%. Further, the alumina-coated Cu particles and the insulator material are mixed at a ratio of 80 vol% and 20 vol%.
  • an unfired discharge auxiliary electrode layer 4 is formed on the first discharge electrode layer 3 by applying a discharge auxiliary electrode layer forming paste by screen printing.
  • the thickness of the auxiliary discharge electrode layer 4 can be set as small as 10 ⁇ m or 20 ⁇ m, for example.
  • a discharge electrode layer forming paste is applied on the discharge auxiliary electrode layer 4 by screen printing to form an unfired second discharge electrode layer 5.
  • the thickness of the second discharge electrode layer 5 is, for example, 10 ⁇ m.
  • the second discharge electrode layer 5, the discharge auxiliary electrode layer 4, the first discharge electrode layer 3, and the first ceramic green sheet 1 are sequentially penetrated by a mechanical punch or the like.
  • a cavity 7 is formed.
  • the end surfaces 5 a, 4 a, 3 a of the second discharge electrode layer 5, the discharge auxiliary electrode layer 4, and the first discharge electrode layer 3 are exposed to the edge 7 a of the cavity 7.
  • the second ceramic green sheet 2 the first ceramic green sheet 1 in which the cavity 7 is formed, and the second ceramic green sheet 2 are laminated in this order and are pressure-bonded.
  • the ceramic body 10 having a thickness of 0.3 mm and having the cavity 7 therein is formed.
  • the ceramic body 10 is fired in an N 2 atmosphere.
  • a conductive paste is applied on the surface of the ceramic body 10 and baked to electrically connect with the first discharge electrode layer 3 or the second discharge electrode layer 5.
  • a plurality of connected external electrodes 12 and 12 are formed.
  • the ESD protection device 100 is completed by forming a film made of Ni and Sn on the external electrodes 12 and 12 by electrolytic plating.
  • the discharge electrode layer 5 can be formed.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the ESD protection device 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • a set of discharge portions each including the first discharge electrode layer 3, the discharge auxiliary electrode layer 4, and the second discharge electrode layer 5 is formed.
  • two sets of discharge parts are formed on each of the two first ceramic green sheets 1 and 1.
  • FIG. 4 is a plan view of an ESD protection device 300 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of an ESD protection device 400 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of an ESD protection device 500 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the ESD protection device 500 includes a first discharge electrode layer 3 and a second discharge electrode.
  • the end surfaces 3 a and 5 a of each layer 5 protrude from the end surface 4 a of the discharge auxiliary electrode layer 4 toward the inside of the cavity 7.
  • Other configurations of the ESD protection device 500 are the same as those of the ESD protection device 100.
  • the ESD protection device 500 includes not only the end surfaces 3a and 5a of the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer 5, but also the first discharge electrode layer 3 and the main surface 3b of the second discharge electrode layer 5. 5b is facing. Therefore, the opposing area of the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer 5 is widened, and the continuous operability of the ESD protection device 500 can be improved.
  • a discharge auxiliary electrode layer forming paste and a discharge electrode layer forming paste having different shrinkage rates after firing are used.
  • the shrinkage rate after firing of the discharge auxiliary electrode layer 4 is 85%
  • the shrinkage rates after firing of the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer 5 are 86 to 90%.
  • the composition of the discharge auxiliary electrode layer forming paste and the discharge electrode layer forming paste is adjusted.
  • an insulator material made of alumina-coated Cu particles and a BAS material is mixed at a ratio of 80 wt%, and a binder resin and a solvent are mixed at a ratio of 20 wt%.
  • alumina powder is newly added to the composition of the first embodiment, and Cu particles and alumina powder are mixed at a ratio of 80 wt%, and a binder resin and a solvent are mixed at a ratio of 20 wt%. Cu particles and alumina powder are mixed at a ratio of 95 vol% and 5 vol%.
  • the end faces 3a and 5a of the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer 5 due to the difference in shrinkage rate. Protrudes toward the inside of the cavity 7 as compared with the end face 4 a of the auxiliary discharge electrode layer 4.
  • the end faces 3a and 5a can be obtained only by setting the shrinkage rate after firing of the discharge auxiliary electrode layer forming paste smaller than that of the discharge electrode layer forming paste.
  • the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer 5 protruding toward the inside of the cavity 7 can be formed.
  • ESD protection device and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention are not limited to the above-described contents, and various changes can be made in accordance with the spirit of the invention.
  • Cu is used as the material of the conductor particles contained in the discharge electrode layer forming paste, but Ag, Pd, Pt, Al, Ni, W, or a combination thereof may be used.
  • a discharge auxiliary electrode layer 4 containing conductor particles and an insulating material is formed in a region sandwiched between the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer 5. Such a thing may be formed.
  • the ceramic layer can be formed by laminating the first or second ceramic green sheets 1 and 2 on the first discharge electrode layer 3 instead of applying the discharge auxiliary electrode layer forming paste. .
  • the first discharge electrode layer 3 and the second discharge are set by setting the shrinkage rate after firing of the first or second ceramic green sheets 1 and 2 to be smaller than that of the discharge electrode layer forming paste.
  • the end faces 3 a and 5 a of the electrode layer 5 can be protruded toward the inside of the cavity 7.
  • the material used for the ceramic body 10 is a BAS material obtained by mixing materials such as Ba, Al, and Si, but forsterite is made by adding glass, or CrZrO 3 is made of glass. You may use what added.
  • the BAS material is used as the insulator material included in the discharge auxiliary electrode layer forming paste
  • a ceramic material such as alumina, silica, zirconia, or the like may be used.
  • the ceramic body 10 is fired in an N 2 atmosphere, it may be fired in a rare gas atmosphere such as Ar or Ne. In this case, since a rare gas is introduced into the cavity 7, the discharge start voltage can be further reduced.
  • first discharge electrode layer 3, the second discharge electrode layer 5, and the discharge auxiliary electrode layer 4 are made of a material that does not oxidize, they may be fired in an air atmosphere.
  • the discharge electrode layer forming paste and the discharge auxiliary electrode layer forming paste shown in the fifth embodiment are not limited to the composition ratios and shrinkage ratios, and the first discharge electrode layer 3 and the second discharge electrode layer after firing are not limited. As long as the end faces 3 a and 5 a of the discharge electrode layer 5 protrude toward the inside of the cavity 7 from the end face 4 a of the discharge auxiliary electrode layer 4, any composition ratio and shrinkage ratio may be used.
  • the ceramic body 10 is formed in the size of the ESD protection device 100, 200, 300, 400, 500 which is a finished product, the ceramic body 10 is formed in a parent substrate state. By dividing, the mass productivity of the manufacturing method according to the embodiment of the present invention can be improved.

Abstract

　本発明の目的は、狭い間隔で対向する１対の放電電極層を備えた、放電開始電圧が小さいＥＳＤ保護デバイスと、その製造方法を提供することである。本発明のＥＳＤ保護デバイス（１００）は、セラミック素体（１０）と、セラミック素体（１０）の内部に、間隔（Ｇ）を設けて層状に対向するように配置された第１の放電電極層（３）および第２の放電電極層（５）と、セラミック素体（１０）の内部に形成された空洞（７）と、セラミック素体（１０）の表面上に形成され、第１の放電電極層（３）または第２の放電電極層（５）と電気的に接続された複数の外部電極（１２、１２）とを備え、第１の放電電極層（３）および第２の放電電極層（５）それぞれの端面（３ａ、５ａ）が、空洞（７）の縁部（７ａ）に露出していることを特徴とする。

Description

ＥＳＤ保護デバイスとその製造方法
　本発明は、ＥＳＤ保護デバイスとその製造方法に関する。
　従来から、半導体装置や電子回路を静電気から保護するために、例えば特許文献１（ＷＯ２００８／１４６５１４）に示すようなＥＳＤ（Electro-Static Discharge；静電気放電）保護デバイスが用いられている。
　図７に、特許文献１に示されたＥＳＤ保護デバイス６００の断面図を示す。
　ＥＳＤ保護デバイス６００は、内部に空洞１０７を有するセラミック素体１１０を備えている。
　空洞１０７内には、端面１０３ａ、１０５ａが間隔Ｇを設けて対向する１対の放電電極層１０３、１０５が形成されている。
　放電電極層１０３、１０５およびその対向する領域１０９の下には、放電補助電極層１０４が形成されている。放電補助電極層１０４は、導体粒子および絶縁体材料を含んでいる。
　セラミック素体１１０の表面上には、放電電極層１０３、１０５と電気的に接続された複数の外部電極１１２、１１２が形成されている。
　ＥＳＤ保護デバイス６００の放電開始電圧は、放電電極層１０３、１０５の端面１０３ａ、１０５ａの間隔Ｇを小さくすることにより、低下させることができる。
ＷＯ２００８／１４６５１４
　従来のＥＳＤ保護デバイス６００の製造方法においては、端面１０３ａ、１０５ａが間隔Ｇを設けて対向する１対の放電電極層１０３、１０５は、例えばスクリーン印刷により形成されている。
　しかしながら、スクリーン印刷は印刷位置精度が高くないため、端面１０３ａ、１０５ａが狭い間隔Ｇで対向するように１対の放電電極層１０３、１０５を形成し、放電開始電圧が小さいＥＳＤ保護デバイスを得ることが困難であった。
　本発明の目的は、狭い間隔で対向する１対の放電電極層を備えた放電開始電圧が小さいＥＳＤ保護デバイスと、その製造方法を提供することである。
　上記の目的を達成するために、本発明のＥＳＤ保護デバイスは、セラミック素体と、セラミック素体の内部に、間隔を設けて層状に対向するように配置された第１の放電電極層および第２の放電電極層と、セラミック素体の内部に形成された空洞と、セラミック素体の表面上に形成され、第１の放電電極層または第２の放電電極層と電気的に接続された複数の外部電極とを備え、第１の放電電極層および第２の放電電極層それぞれの端面が、空洞の縁部に露出していることを特徴とする。
　また、本発明のＥＳＤ保護デバイスの製造方法は、少なくとも１枚の第１のセラミックグリーンシートを形成する工程と、複数枚の第２のセラミックグリーンシートを形成する工程と、第１のセラミックグリーンシートの一方主面上に、放電電極層形成用ペーストを塗布することにより、未焼成の第１の放電電極層を形成する工程と、第１の放電電極層上に、導体粒子および絶縁体材料を含む放電補助電極層形成用ペーストを塗布することにより、未焼成の放電補助電極層を形成する工程と、放電補助電極層上に、放電電極層形成用ペーストを塗布することにより、未焼成の第２の放電電極層を形成する工程と、第２の放電電極層、放電補助電極層、第１の放電電極層および第１のセラミックグリーンシートを順に貫通する空洞を形成する工程と、第２のセラミックグリーンシート、空洞が形成された第１のセラミックグリーンシート、第２のセラミックグリーンシートの順に、積層し、圧着することにより、空洞を内部に有するセラミック素体を形成する工程と、セラミック素体を焼成する工程と、セラミック素体の表面上に、第１の放電電極層または第２の放電電極層と電気的に接続された複数の外部電極を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
　本発明によれば、狭い間隔で対向する１対の放電電極層を備えた放電開始電圧が小さいＥＳＤ保護デバイスを得ることができる。
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス１００の分解斜視図である。図１（Ｂ）は、ＥＳＤ保護デバイス１００の断面図であり、図１（Ａ）のＡ－Ａ線に対応する。図１（Ｃ）は、ＥＳＤ保護デバイス１００の断面図であり、図１（Ａ）のＢ－Ｂ線に対応する。なお、図１（Ａ）においては、外部電極１２を省略している。 図２（Ａ）～（Ｄ）はそれぞれ、本発明の第１の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス１００の製造方法において適用する各工程を示す平面図である。 図３は、本発明の第２の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス２００の分解斜視図である。なお、図３においては、外部電極１２を省略している。 図４は、本発明の第３の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス３００の分解斜視図である。 図５は、本発明の第４の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス４００の分解斜視図である。 図６は、本発明の第５の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス５００の断面図である。 図７は、従来のＥＳＤ保護デバイス６００の断面図である。
　以下において、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。
（第１の実施形態）
　図１に、本発明の第１の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス１００を示す。
　ＥＳＤ保護デバイス１００は、第１のセラミックグリーンシート１および第２のセラミックグリーンシート２、２からなるセラミック素体１０を備えている。セラミック素体１０の材料には、例えばＢａ、Ａｌ、Ｓｉを中心とした各素材を混合してなるＢＡＳ材が用いられている。
　セラミック素体１０の内部には、空洞７が形成されている。
　セラミック素体１０の内部には、間隔を設けて層状に対向するように、Ｃｕ等からなる第１の放電電極層３および第２の放電電極層５が配置されている。
　第１の放電電極層３および第２の放電電極層５に挟まれた領域に、放電補助電極層４が形成されている。放電補助電極層４は、アルミナ被膜Ｃｕ粒子等の導体粒子および、ＢＡＳ材等からなる絶縁体材料を含んでいる。
　第１の放電電極層３、放電補助電極層４および第２の放電電極層５それぞれの端面３ａ、４ａ、５ａは、空洞７の縁部７ａに露出している。
　セラミック素体１０の表面上には、図１（Ｂ）に示すように、第１の放電電極層３または第２の放電電極層５と電気的に接続されるように、複数の外部電極１２、１２が形成されている。
　以上に示したＥＳＤ保護デバイス１００では、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、第１の放電電極層３および第２の放電電極層５それぞれの端面３ａ、５ａが、最短距離では放電補助電極層４の厚みに対応した間隔Ｇで対向している。後述するように、本発明のＥＳＤ保護デバイス１００の製造方法においては、放電補助電極層４の厚みを小さく形成することができるため、間隔Ｇを小さく設定することができる。
　ＥＳＤ保護デバイス１００は、空洞７の縁部７ａにおいて、第１の放電電極層３および第２の放電電極層５それぞれの端面３ａ、５ａの間の沿面放電や気中放電が生じることにより動作する。狭い間隔Ｇで対向する１対の放電電極層３、５を備えているため、放電開始電圧を小さくすることができる。
　表１に、図７に示した従来のＥＳＤ保護デバイス６００と、間隔Ｇの異なる２種類の本発明の第１の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス１００（実施例１、２）の放電開始電圧値を示す。実施例１は、第１の放電電極層３と第２の放電電極層５の間隔Ｇが２０μｍであり、実施例２は１０μｍである。また、従来のＥＳＤ保護デバイス６００における間隔Ｇは３０μｍである。
　放電開始電圧値は、ＩＥＣ規格（ＩＥＣ６１０００－４－２）に従い接触放電にてＥＳＤを低電圧から印加することにより測定している。ＥＳＤ保護デバイス１００、６００が動作した場合は○印を、動作しなかった場合を×印で表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から分かるように、本発明の第１の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス１００は、従来のＥＳＤ保護デバイス６００よりも低電圧で動作させることができる。
　また、本発明のＥＳＤ保護デバイス１００においては、放電電極層３、５の端面３ａ、５ａを閉じられた空洞７の縁部７ａに露出させているため、外部環境に対する信頼性を向上させることができる。
　また、保護膜等で端面４ａ、３ａ、５ａを覆う必要がないため、放電開始電圧を小さくすることができる。
　以下、図１、図２を参照して、本発明の第１の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス１００の製造方法について説明する。
　まず、Ｂａ、Ａｌ、Ｓｉを中心とした各素材を所定の割合で調合、混合し、８００～１０００℃で仮焼することにより、ＢＡＳ材を形成する。得られたＢＡＳ材をジルコニアボールミルで１２時間粉砕し、平均粒径約１μｍのＢＡＳ材からなる絶縁体材料を形成する。この絶縁体材料に、トルエンやエキネン等の有機溶媒を加え、混合する。その後、バインダー、可塑剤を加え、混合し、スラリーを形成する。
　次に、スラリーをドクターブレート#法により成形し、厚み５０μｍの第１のセラミックグリーンシートおよび第２のセラミックグリーンシートを形成する。
　次に、平均粒径約２μｍのＣｕ粉とエチルセルロース等からなるバインダー樹脂に溶剤を添加し、３本ロールで撹拌、混合することで放電電極層形成用ペーストを形成する。なお、Ｃｕ粉を８０ｗｔ％、バインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％の比率で混合する。
　次に、図２（Ａ）に示すように、第１のセラミックグリーンシート１の一方主面上に、スクリーン印刷により放電電極層形成用ペーストを塗布することにより、未焼成の第１の放電電極層３を形成する。第１の放電電極層３の厚みは、例えば１０μｍとする。
　次に、導体粒子および絶縁体材料を含む放電補助電極層形成用ペーストを形成する。具体的には、平均粒径約２μｍのアルミナ被膜Ｃｕ粒子と、上述したスラリーを形成する際に用いた平均粒径約１μｍのＢＡＳ材からなる絶縁体材料を所定の割合で調合し、バインダー樹脂と溶剤を添加し、３本ロールで撹拌、混合することで放電補助電極層形成用ペーストを形成する。なお、アルミナ被覆Ｃｕ粒子と絶縁体材料を８０ｗｔ％、バインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％の比率で混合する。また、アルミナ被覆Ｃｕ粒子と絶縁体材料は、８０ｖｏｌ％、２０ｖｏｌ％の比率で混合する。
　次に、図２（Ｂ）に示すように、第１の放電電極層３上に、スクリーン印刷により放電補助電極層形成用ペーストを塗布することにより、未焼成の放電補助電極層４を形成する。放電補助電極層４の厚みは、例えば１０μｍや２０μｍまで小さく設定することができる。
　次に、図２（Ｃ）に示すように、放電補助電極層４上に、スクリーン印刷により放電電極層形成用ペーストを塗布することにより、未焼成の第２の放電電極層５を形成する。第２の放電電極層５の厚みは、例えば１０μｍとする。
　次に、図２（Ｄ）に示すように、メカパンチ等により、第２の放電電極層５、放電補助電極層４、第１の放電電極層３および第１のセラミックグリーンシート１を順に貫通する空洞７を形成する。その結果、第２の放電電極層５、放電補助電極層４、第１の放電電極層３の端面５ａ、４ａ、３ａが空洞７の縁部７ａに露出することになる。
　次に、図１（Ａ）に示すように、第２のセラミックグリーンシート２、空洞７が形成された第１のセラミックグリーンシート１、第２のセラミックグリーンシート２の順に、積層し、圧着することにより、空洞７を内部に有する厚み０．３ｍｍのセラミック素体１０を形成する。
　次に、セラミック素体１０をＮ2雰囲気中で焼成する。
　次に、図１（Ｂ）に示すように、セラミック素体１０の表面上に導電ペーストを塗布し、焼き付けることにより、第１の放電電極層３または第２の放電電極層５と電気的に接続された複数の外部電極１２、１２を形成する。
　最後に、外部電極１２、１２上に、電解めっきにより、ＮｉおよびＳｎからなる膜を形成することにより、ＥＳＤ保護デバイス１００を完成させる。
　以上に示した本発明のＥＳＤ保護デバイス１００の製造方法によれば、スクリーン印刷の印刷厚み精度が高いため、例えば１０μｍや２０μｍの狭い間隔Ｇで対向する第１の放電電極層３および第２の放電電極層５を形成することができる。
　また、スクリーン印刷およびメカパンチというコストの低い方法を用いているため、安価にＥＳＤ保護デバイスを製造することができる。
（第２の実施形態）
　図３に、本発明の第２の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス２００の分解斜視図を示す。
　第１の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス１００では、第１の放電電極層３、放電補助電極層４、第２の放電電極層５からなる放電部が１組形成されているが、第２の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス２００では、放電部が２枚の第１のセラミックグリーンシート１、１それぞれに２組ずつ形成されている。
　ＥＳＤ保護デバイス２００には第１の放電電極層３、放電補助電極層４、第２の放電電極層５からなる複数組の放電部が形成されているため、１つのＥＳＤ保護デバイス２００を複数の回路に使用することができる。そのため、電子機器内でのＥＳＤ保護デバイスの使用個数を削減することができ、電子機器内の回路を小型化することができる。
（第３の実施形態）
　図４に、本発明の第３の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス３００の平面図を示す。
　第１および第２の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス１００、２００では、１つの放電部を空洞７の縁部７ａの１つの面に露出するように形成しているが、第３の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス３００では、１つの放電部を空洞７の縁部７ａの対向する２つの面に露出するように形成している。そのため、沿面放電可能領域を増やすことができ、連続動作性を向上させることができる。
（第４の実施形態）
　図５に、本発明の第４の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス４００の分解斜視図を示す。
　第３の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス３００では、１つの放電部を空洞７の縁部７ａの対向する２つの面に露出するように形成しているが、第４の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス４００では、１つの放電部を縁部７ａの全面に露出するように形成している。そのため、ＥＳＤ保護デバイス３００に比べて沿面放電可能領域をさらに増やすことができ、連続動作性をより向上させることができる。
（第５の実施形態）
　図６に、本発明の第５の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス５００の分解斜視図を示す。
　第１ないし第４の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス１００、２００、３００、４００とは異なり、第５の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス５００では、第１の放電電極層３、第２の放電電極層５それぞれの端面３ａ、５ａが放電補助電極層４の端面４ａよりも空洞７の内側に向かって突出している。ＥＳＤ保護デバイス５００の他の構成は、ＥＳＤ保護デバイス１００と同じにしている。
　ＥＳＤ保護デバイス５００は、第１の放電電極層３、第２の放電電極層５の端面３ａ、５ａのみならず、第１の放電電極層３、第２の放電電極層５の主面３ｂ、５ｂが対向している。そのため、第１の放電電極層３および第２の放電電極層５の対向面積が広くなり、ＥＳＤ保護デバイス５００の連続動作性を向上させることができる。
　以下、図６を参照して、本発明の第５の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイス５００の製造方法について説明する。
　本発明の第１の実施形態とは異なり、第５の実施形態においては、焼成後の収縮率が異なる放電補助電極層形成用ペーストおよび放電電極層形成用ペーストを用いる。具体的には、放電補助電極層４の焼成後の収縮率を８５％、第１の放電電極層３および第２の放電電極層５の焼成後の収縮率を８６～９０％となるように、放電補助電極層形成用ペーストおよび放電電極層形成用ペーストの組成を調整する。
　放電補助電極層形成用ペーストは、例えば、アルミナ被膜Ｃｕ粒子とＢＡＳ材からなる絶縁体材料を８０ｗｔ％、バインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％の比率で混合する。
　放電電極層形成用ペーストは、例えば、第１の実施形態の組成にアルミナ粉を新しく加え、Ｃｕ粒子とアルミナ粉を８０ｗｔ％、バインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％の比率で混合する。Ｃｕ粒子とアルミナ粉は、９５ｖｏｌ％、５ｖｏｌ％の比率で混合する。
　以上のように焼成後の収縮率を設定することによって、セラミック素体１０を焼成する工程において、収縮率の違いにより第１の放電電極層３、第２の放電電極層５の端面３ａ、５ａが放電補助電極層４の端面４ａに比べて空洞７の内側に向かって突出する。
　以上で示したＥＳＤ保護デバイス５００の製造方法によれば、放電補助電極層形成用ペーストの焼成後の収縮率を放電電極層形成用ペーストに比べて小さく設定することのみにより、端面３ａ、５ａが空洞７の内側に向かって突出した第１の放電電極層３、第２の放電電極層５を形成することができる。
　なお、本発明の実施形態にかかるＥＳＤ保護デバイスおよびその製造方法は、上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更をなすことができる。
　例えば、前記実施形態では、放電電極層形成用ペーストに含まれる導体粒子の材料にＣｕを用いているが、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗや、これらの組み合わせでも良い。
　また、第１の放電電極層３および第２の放電電極層５に挟まれた領域に、導体粒子および絶縁体材料を含む放電補助電極層４が形成されているが、セラミックからなる層等どのようなものを形成しても良い。セラミックからなる層は、第１の放電電極層３上に、放電補助電極層形成用ペーストを塗布する代わりに第１または第２のセラミックグリーンシート１、２を積層することにより形成することができる。
　この場合において、第１または第２のセラミックグリーンシート１、２の焼成後の収縮率を、放電電極層形成用ペーストよりも小さく設定することにより、第１の放電電極層３および第２の放電電極層５の端面３ａ、５ａを空洞７の内側に向かって突出させることができる。
　また、セラミック素体１０に用いる材料には、Ｂａ、Ａｌ、Ｓｉを中心とした各素材を混合してなるＢＡＳ材を用いているが、フォルステライトにガラスを加えたものや、ＣｒＺｒＯ3にガラスを加えたもの等を用いても良い。
　また、放電補助電極層形成用ペーストに含まれる絶縁体材料にＢＡＳ材を用いているが、アルミナ、シリカ、ジルコニア等のセラミック材料を用いても良い。
　また、セラミック素体１０をＮ2雰囲気中で焼成しているが、ＡｒやＮｅ等の希ガス雰囲気中で焼成しても良い。この場合、空洞７に希ガスが導入されるため、さらに放電開始電圧を小さくすることができる。
　また、第１の放電電極層３、第２の放電電極層５および放電補助電極層４が酸化しない材料からなる場合には、大気雰囲気中で焼成しても良い。
　また、第５の実施形態に示した放電電極層形成用ペーストおよび放電補助電極層形成用ペーストそれぞれの組成の比率や収縮率に限られず、焼成後の第１の放電電極層３および第２の放電電極層５の端面３ａ、５ａが放電補助電極層４の端面４ａよりも空洞７の内側に向かって突出していれば、どのような組成の比率や収縮率でも良い。
　また、セラミック素体１０を完成品であるＥＳＤ保護デバイス１００、２００、３００、４００、５００の大きさで形成しているが、セラミック素体１０を親基板状態で形成し、このセラミック基板１０を分割することにより、本発明の実施形態にかかる製造方法の量産性を高めることができる。
１　第１のセラミックグリーンシート
２　第２のセラミックグリーンシート
３　第１の放電電極層
３ａ　第１の放電電極層の端面
３ｂ　第１の放電電極層の主面
４　放電補助電極層
４ａ　放電補助電極層の端面
５　第２の放電電極層
５ａ　第２の放電電極層の端面
５ｂ　第２の放電電極層の主面
７　空洞
７ａ　縁部
１０　セラミック素体
１２　外部電極
１００、２００、３００、４００、５００　ＥＳＤ保護デバイス
Ｇ　間隔

Claims (6)

  1. 　セラミック素体と、
    　前記セラミック素体の内部に、間隔を設けて層状に対向するように配置された第１の放電電極層および第２の放電電極層と、
    　前記セラミック素体の内部に形成された空洞と、
    　前記セラミック素体の表面上に形成され、前記第１の放電電極層または前記第２の放電電極層と電気的に接続された複数の外部電極とを備え、
    　前記第１の放電電極層および前記第２の放電電極層それぞれの端面が、前記空洞の縁部に露出していることを特徴とするＥＳＤ保護デバイス。
  2. 　前記第１の放電電極層および前記第２の放電電極層に挟まれた領域に、導体粒子および絶縁体材料を含む放電補助電極層が形成され、
    　前記放電補助電極層の端面が前記空洞の縁部に露出していることを特徴とする請求項１に記載されたＥＳＤ保護デバイス。
  3. 　前記第１の放電電極層および前記第２の放電電極層の端面が、前記放電補助電極層の端面よりも前記空洞の内側に向かって突出していることを特徴とする請求項２に記載されたＥＳＤ保護デバイス。
  4. 　前記第１の放電電極層および前記第２の放電電極層が複数配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載されたＥＳＤ保護デバイス。
  5. 　少なくとも１枚の第１のセラミックグリーンシートを形成する工程と、
    　複数枚の第２のセラミックグリーンシートを形成する工程と、
    　前記第１のセラミックグリーンシートの一方主面上に、放電電極層形成用ペーストを塗布することにより、未焼成の第１の放電電極層を形成する工程と、
    　前記第１の放電電極層上に、導体粒子および絶縁体材料を含む放電補助電極層形成用ペーストを塗布することにより、未焼成の放電補助電極層を形成する工程と、
    　前記放電補助電極層上に、放電電極層形成用ペーストを塗布することにより、未焼成の第２の放電電極層を形成する工程と、
    　前記第２の放電電極層、前記放電補助電極層、前記第１の放電電極層および前記第１のセラミックグリーンシートを順に貫通する空洞を形成する工程と、
    　前記第２のセラミックグリーンシート、前記空洞が形成された前記第１のセラミックグリーンシート、前記第２のセラミックグリーンシートの順に、積層し、圧着することにより、前記空洞を内部に有するセラミック素体を形成する工程と、
    　前記セラミック素体を焼成する工程と、
    　前記セラミック素体の表面上に、前記第１の放電電極層または前記第２の放電電極層と電気的に接続された複数の外部電極を形成する工程と、
    　を備えていることを特徴とするＥＳＤ保護デバイスの製造方法。
  6. 　前記セラミック素体を希ガス雰囲気で焼成することを特徴とする請求項５に記載されたＥＳＤ保護デバイスの製造方法。
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