WO2016039021A1 - Ｅｓｄ保護装置およびその製造方法 - Google Patents

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WO2016039021A1
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hole
esd protection
discharge
ceramic sheet
discharge electrode
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譲仁 奥冨
足立　淳
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株式会社村田製作所
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    • H05K1/0254—High voltage adaptations; Electrical insulation details; Overvoltage or electrostatic discharge protection ; Arrangements for regulating voltages or for using plural voltages
    • H05K1/0257—Overvoltage protection
    • H05K1/026—Spark gaps

Definitions

  • the present invention relates to an ESD protection device and a manufacturing method thereof.
  • This ESD protection device includes an element body made of ceramics, and first and second discharge electrodes and a discharge auxiliary electrode provided in the element body. The first discharge electrode and the second discharge electrode are opposed to each other through a gap. The discharge auxiliary electrode is provided in a gap between the first discharge electrode and the second discharge electrode.
  • the discharge auxiliary electrode receives a heat load due to the discharge.
  • the discharge auxiliary electrode may be deteriorated by a thermal load due to discharge.
  • an object of the present invention is to provide an ESD protection device that can reduce the thermal load applied to the discharge auxiliary electrode and suppress the deterioration of the discharge auxiliary electrode, and a manufacturing method thereof.
  • the ESD protection apparatus of the present invention is An element body formed by laminating a plurality of ceramic layers; A first discharge electrode and a second discharge electrode provided in the element body and opposed to each other so as to have a gap; A discharge auxiliary electrode provided so as to overlap the gap as seen from the stacking direction of the ceramic layers,
  • the element body is provided on the side opposite to the discharge auxiliary electrode with respect to the first discharge electrode and the second discharge electrode, and has a cavity portion that is continuous with the gap,
  • the inner surface of the hollow portion has a first inner surface and a second inner surface that are arranged side by side in the stacking direction and are inclined with respect to the stacking direction in a cross section including the stacking direction.
  • the first inner surface and the second inner surface include a flat surface, a concave curved surface, and a convex curved surface.
  • the inner surface of the cavity has a first inner surface and a second inner surface that are inclined with respect to the stacking direction of the ceramic layer in a cross section including the stacking direction of the ceramic layer.
  • the surface area of the inner surface can be increased. Therefore, the heat generated at the time of electrostatic discharge is better released from the inner surface of the cavity, and as a result, the heat load applied to the discharge auxiliary electrode is reduced and the deterioration of the discharge auxiliary electrode is suppressed.
  • the first inner surface and the second inner surface are inclined in the same direction so as to face the same direction in the stacking direction.
  • the first inner surface and the second inner surface are inclined in opposite directions so as to face opposite directions in the stacking direction.
  • the inner diameter of the first inner surface and the inner diameter of the second inner surface are the same size.
  • the inner diameter of the first inner surface and the inner diameter of the second inner surface are different sizes.
  • the manufacturing method of the ESD protection device of the present invention is as follows: Forming a first hole including a first inner surface inclined to a direction orthogonal to a planar direction of the first ceramic sheet in the first ceramic sheet, and preparing the first ceramic sheet; Forming in the second ceramic sheet a second hole including a second inner surface inclined with respect to a direction orthogonal to the planar direction of the second ceramic sheet, and preparing the second ceramic sheet;
  • a discharge auxiliary electrode is provided on the ceramic sheet for the base, and the first discharge electrode and the second discharge electrode are disposed on the discharge auxiliary electrode so that the first discharge electrode and the second discharge electrode face each other with a gap.
  • the first ceramic sheet, the second ceramic sheet, and the cover ceramic sheet are disposed on the first discharge electrode and the second discharge electrode so that the first hole and the second hole overlap the gap. Laminating in order, forming a laminate, Firing the laminate, and forming a cavity continuous with the gap from the first hole and the second hole.
  • the first inner surface and the second inner surface include a flat surface, a concave curved surface, and a convex curved surface.
  • the hollow portion connected to the gap is formed from the first hole portion and the second hole portion, the first inner surface of the first hole portion and the second inner surface of the second hole portion. Is inclined with respect to the stacking direction of the ceramic sheets. Therefore, the surface area of the inner surface of the cavity can be increased, and the heat generated during electrostatic discharge is better released from the inner surface of the cavity. As a result, the thermal load applied to the discharge auxiliary electrode can be reduced, and deterioration of the discharge auxiliary electrode can be suppressed.
  • the first hole and the second hole are formed by laser light.
  • the first hole and the second hole are formed by laser light, so that the first hole and the second hole can be easily formed. it can.
  • the first hole is filled with a paste having a property of being burned off during firing
  • the second hole is filled with a paste having a property of being burned off during firing.
  • the first hole and the second hole are filled with a paste having the property of being burned off during firing.
  • the ESD protection device and the manufacturing method thereof of the present invention it is possible to reduce the thermal load applied to the discharge auxiliary electrode and suppress the deterioration of the discharge auxiliary electrode.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an ESD protection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • an ESD (Electro-Static Discharge) protection device 1 includes an element body 10, a first discharge electrode 21 provided in the element body 10, and a second discharge. It has an electrode 22 and a discharge auxiliary electrode 30.
  • the ESD protection apparatus 1 is used in, for example, an electronic device, and discharges static electricity generated in the electronic device to suppress destruction of the electronic device due to static electricity.
  • the element body 10 is configured by laminating a plurality of ceramic layers 11 to 13 and 15 to 17. Specifically, the base ceramic layer 15, the electrode ceramic layer 17, the first ceramic layer 11, the second ceramic layer 12, the third ceramic layer 13, and the cover ceramic layer 16 are laminated in order from the bottom.
  • the base ceramic layer 15, the electrode ceramic layer 17, the first ceramic layer 11, the second ceramic layer 12, the third ceramic layer 13, and the cover ceramic layer 16 are laminated in order from the bottom.
  • the ceramic layers 11 to 13 and 15 to 17 are made of, for example, low temperature co-fired ceramics (LTCC: Low-Temperature-Co-fired-Ceramics) containing Ba, Al, and Si as main components.
  • the ceramic layers 11 to 13 and 15 to 17 may contain at least one of an alkali metal component and a boron component.
  • the ceramic layers 11 to 13 and 15 to 17 may contain a glass component.
  • the element body 10 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the outer surface of the element body 10 includes a first end surface 10a, a second end surface 10b located on the opposite side of the first end surface 10a, and a peripheral surface 10c located between the first end surface 10a and the second end surface 10b.
  • the direction connecting the first end face 10a and the second end face 10b is the X direction
  • the stacking direction of the ceramic layers 11 to 13 and 15 to 17 is the Z direction
  • the direction orthogonal to the X direction and the Z direction is the direction.
  • the Y direction is assumed.
  • the cover ceramic layer 16 side in the Z direction is the upper side
  • the base ceramic layer 15 side in the Z direction is the lower side.
  • the X direction corresponds to the length direction of the ESD protection device 1
  • the Y direction corresponds to the width direction of the ESD protection device 1
  • the Z direction corresponds to the height direction of the ESD protection device 1.
  • the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 are provided on the base ceramic layer 15.
  • the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 are each formed in a strip shape extending in the X direction.
  • the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 are arranged in parallel in the Y direction.
  • the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 face each other so as to have a gap G.
  • the first end 211 in the longitudinal direction of the first discharge electrode 21 is exposed from the first end face 10 a of the element body 10.
  • the second end 212 in the longitudinal direction of the first discharge electrode 21 is located in the element body 10.
  • the first end 221 in the longitudinal direction of the second discharge electrode 22 is exposed from the second end face 10 b of the element body 10.
  • the second end 222 in the longitudinal direction of the second discharge electrode 22 is located in the element body 10.
  • a side surface 212 a in the Y direction of the second end portion 212 of the first discharge electrode 21 and a side surface 222 a in the Y direction of the second end portion 222 of the second discharge electrode 22 face each other with a gap G therebetween.
  • the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 are made of an appropriate material such as Cu, Ag, Pd, Pt, Al, Ni, W or an alloy containing at least one of them.
  • the discharge auxiliary electrode 30 is provided in the concave portion 15a of the base ceramic layer 15 so as to overlap the lower side of the gap G when viewed from the Z direction.
  • the discharge auxiliary electrode 30 is formed in a rectangular shape when viewed from the Z direction.
  • the auxiliary discharge electrode 30 connects the second end 212 of the first discharge electrode 21 and the second end 222 of the second discharge electrode 22.
  • the discharge auxiliary electrode 30 is composed of, for example, a mixture of a conductive material and an insulating material.
  • the conductive material may be Cu, Ag, Pd, Pt, Al, Ni, W, or a combination thereof.
  • a material having lower conductivity than the metal material such as a semiconductor material such as SiC powder or a resistance material may be used.
  • Semiconductor materials include, for example, metal semiconductors such as Si and Ge, carbides such as SiC, TiC, ZrC, and WC, nitrides such as TiN, ZrN, chromium nitride, VN, and TaN, titanium silicide, zirconium silicide, and silicide.
  • silicides such as tungsten, molybdenum silicide, chromium silicide, titanium boride, zirconium boride, chromium boride, lanthanum boride, molybdenum boride, tungsten boride and other oxides, oxides such as strontium titanate There may be. Further, two or more kinds of the above materials may be appropriately mixed.
  • the conductive material may be coated with an inorganic material. It is not particularly limited as long as it is an inorganic material, and may be an inorganic material such as Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiO 2 or a mixed calcined powder of constituent materials of a ceramic substrate.
  • the insulating material includes, for example, oxides such as Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , nitrides such as Si 3 N 4 and AIN, mixed calcined powders of constituent materials of the ceramic substrate, , Glassy materials, or combinations thereof.
  • the discharge auxiliary electrode 30 has a function of reducing the discharge start voltage between the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22. Electrostatic discharge includes discharge through the auxiliary discharge electrode 30 in addition to air discharge. The discharge via the auxiliary discharge electrode 30 includes discharge along the surface of the auxiliary discharge electrode 30 (creeping discharge) and discharge via the inside of the auxiliary discharge electrode 30.
  • the starting voltage of the discharge passing through the inside of the auxiliary discharge electrode 30 is the lowest. Therefore, by providing the auxiliary discharge electrode 30, the discharge start voltage between the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 can be reduced. Therefore, the dielectric breakdown of the ESD protection apparatus 1 can be suppressed. Moreover, the responsiveness of the ESD protection apparatus 1 can be improved by providing the discharge auxiliary electrode 30.
  • a first external electrode 41 is provided on the first end face 10 a of the element body 10.
  • the first external electrode 41 covers the entire first end surface 10a and covers the end portion of the peripheral surface 10c on the first end surface 10a side.
  • the first external electrode 41 is in contact with and electrically connected to the first end 211 of the first external electrode 21.
  • a second external electrode 42 is provided on the second end face 10 b of the element body 10.
  • the second external electrode 42 covers all of the second end surface 10b and covers the end portion of the peripheral surface 10c on the second end surface 10b side.
  • the second external electrode 42 is in contact with and electrically connected to the first end 221 of the second external electrode 22.
  • the first external electrode 41 and the second external electrode 42 are made of an appropriate material such as Cu, Ag, Pd, Pt, Al, Ni, W or an alloy containing at least one of them.
  • the element body 10 has a cavity 100 provided on the opposite side of the auxiliary discharge electrode 30 with respect to the first and second discharge electrodes 21 and 22.
  • the cavity 100 is continuous with the upper side of the gap G.
  • the cavity 100 is composed of a first hole 111 of the first ceramic layer 11, a second hole 121 of the second ceramic layer 12, and a third hole 131 of the third ceramic layer 13.
  • the first hole portion 111, the second hole portion 121, and the third hole portion 131 are arranged concentrically and communicate with each other in the Z direction.
  • the first ceramic layer 11 is laminated on the first and second discharge electrodes 21 and 22 and the electrode ceramic layer 17.
  • the electrode ceramic layer 17 is disposed around the first and second discharge electrodes 21 and 22 on the base ceramic layer 15.
  • the discharge auxiliary electrode 30 is exposed from the electrode ceramic layer 17.
  • the upper surface of the electrode ceramic layer 17 and the upper surfaces of the first and second discharge electrodes 21 and 22 are substantially the same surface.
  • the first hole 111 of the first ceramic layer 11 is formed in an oval shape having a major axis in the X direction and a minor axis in the Y direction.
  • the full length portion of the discharge auxiliary electrode 30 in the X direction is exposed, and the side surface 212a of the second end portion 212 of the first discharge electrode 21 and the side surface of the second end portion 222 of the second discharge electrode 22 are exposed. 222a is exposed.
  • the first hole 111 is shown and the second and third holes 121 and 131 are omitted, but the second hole 121 and the third hole 131 coincide with the first hole 111. ing.
  • the shape of the cavity 100 is the same as the shape of the first hole 111 when viewed from the Z direction, and is oval.
  • the first hole 111 has a first inner surface 112.
  • the first inner surface 112 is inclined with respect to the Z direction in a cross section including the Z direction (YZ cross section in FIG. 3). Specifically, the first inner surface 112 is formed in a tapered shape so that the inner diameter of the first inner surface 112 continuously decreases in the Z direction (upper side).
  • the first inner surface 112 is a flat surface and has a linear taper.
  • the first hole 111 is indicated by a double imaginary line, but the inner imaginary line indicates the minimum diameter of the first inner surface 112, and the outer imaginary line indicates the maximum of the first inner surface 112. Indicates the diameter.
  • the minimum diameter in the X direction of the first inner surface 112 is larger than the length in the X direction of the auxiliary discharge electrode 30, and the minimum diameter in the Y direction of the first inner surface 112 is larger than the length in the Y direction of the gap G.
  • the second hole 121 of the second ceramic layer 12 and the third hole 131 of the third ceramic layer 13 have the same configuration as the first hole 111 of the first ceramic layer 11. That is, the second inner surface 122 of the second hole 121 and the third inner surface 132 of the third hole 131 have the same configuration as the first inner surface 112 of the first hole 111.
  • first inner surface 112, the second inner surface 122, and the third inner surface 132 are inclined in the same direction so as to face the same direction in the Z direction. That is, the inner diameter of the first inner surface 112, the inner diameter of the second inner surface 122, and the inner diameter of the third inner surface 132 are smaller in the Z direction.
  • the inner diameter of the first inner surface 112, the inner diameter of the second inner surface 122, and the inner diameter of the third inner surface 132 are the same size. That is, the minimum diameter of the first inner surface 112, the minimum diameter of the second inner surface 122, and the minimum diameter of the third inner surface 132 are the same size.
  • the maximum diameter of the first inner surface 112, the maximum diameter of the second inner surface 122, and the maximum diameter of the third inner surface 132 are the same size.
  • the cover ceramic layer 16 does not have a hole, and closes the third hole 131 of the third ceramic layer 13 from above.
  • the inner surface of the cavity 100 has the first inner surface 112, the second inner surface 122, and the third inner surface 132, and the cavity 100 is covered by the cover ceramic layer 16.
  • the side surface 212 a of the second end portion 212 of the first discharge electrode 21 and the side surface 222 a of the second end portion 222 of the second discharge electrode 22 are exposed.
  • the surface of the auxiliary discharge electrode 30 is exposed.
  • the cavity 100 and the gap G communicate with each other. As a result, static electricity is also discharged into the gap G and the air in the cavity 100.
  • the length in the X direction of the cavity 100 (first hole 111) is longer than the length in the X direction of the auxiliary discharge electrode 30. That is, the full length portion of the auxiliary discharge electrode 30 in the X direction is exposed from the cavity 100. Therefore, it is possible to reduce the overlapping portion between the entire length portion of the discharge auxiliary electrode 30 in the X direction and the element body 10 and suppress a short circuit that may occur from the overlapping portion.
  • the length of the cavity 100 in the X direction may be the same as the length of the auxiliary discharge electrode 30 in the X direction.
  • the first ceramic sheet 110 is prepared by forming the first hole 111 in the first ceramic sheet 110.
  • the first inner surface 112 of the first hole 111 is inclined with respect to a direction orthogonal to the planar direction (XY plane direction) of the first ceramic sheet 110.
  • the first hole 111 is formed by laser light. More specifically, the lower surface of the first ceramic sheet 110 in the Z direction is irradiated with laser light along the X direction. A plurality of laser holes 50 formed by laser light are arranged along the X direction to form the first hole portion 111.
  • the energy of the laser light is attenuated from the surface (lower surface) on which the laser light is incident on the first ceramic sheet 110 to the surface (upper surface) on which the laser light is emitted on the first ceramic sheet 110.
  • the inner diameter on the upper surface side is smaller than the inner diameter on the lower surface side of the first hole 111.
  • the first inner surface 112 of the first hole 111 can be formed in a tapered shape. Therefore, the first hole 111 can be easily formed.
  • the diameter of the hole and the taper angle can be easily changed by setting the intensity of the laser beam and the directivity angle.
  • the second ceramic sheet 120 is prepared by forming the second hole 121 in the second ceramic sheet 120.
  • the second inner surface 122 of the second hole 121 is inclined with respect to a direction orthogonal to the planar direction (XY plane direction) of the second ceramic sheet 120.
  • the second hole 121 is formed by laser light.
  • the third ceramic sheet 130 is prepared by forming the third hole 131 in the third ceramic sheet 130.
  • the third inner surface 132 of the third hole 131 is inclined with respect to a direction orthogonal to the plane direction (XY plane direction) of the third ceramic sheet 130.
  • the third hole 131 is formed by laser light.
  • the discharge auxiliary electrode 30 is provided on the base ceramic sheet 150, and the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 are opposed to each other with a gap G on the discharge auxiliary electrode 30. Discharge electrode 21 and second discharge electrode 22 are provided.
  • an electrode ceramic sheet 170 is provided on the base ceramic sheet 150. Further, the first ceramic sheet 110 and the second ceramic are placed on the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 such that the first hole 111, the second hole 121, and the third hole 131 overlap the gap G.
  • the laminated body 5 is formed by laminating the sheet 120, the third ceramic sheet 130, and the cover ceramic sheet 160 in this order.
  • the laminated body 5 is fired to form the cavity 100 connected to the gap G from the first to third holes 111, 121, 131 as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 1, the ESD protection device 1 is manufactured by providing the element body 10 with the first and second external electrodes 41 and 42.
  • the inert gas such as argon
  • the inert gas can be used for firing when the laminated body 5 is fired. That is, after forming the laminated body 5, it is not necessary to make a hole in the laminated body 5 and fill it with an inert gas. Further, by filling the cavity 100 with an inert gas, it is possible to easily cause an air discharge in the cavity 100.
  • the inner surface of the cavity 100 has the first inner surface 112, the second inner surface 122, and the third inner surface 132 that are inclined with respect to the Z direction in the cross section including the Z direction.
  • the surface area of the inner surface of the part 100 can be increased, and the space in the cavity part 100 can be increased. If the inner surface of the cavity is a surface parallel to the Z direction, the surface area of the inner surface of the cavity (and the space in the cavity) is the smallest. Even if there is one slope on the inner surface of the cavity, the surface area of the inner surface of the cavity (and the space in the cavity) remains small.
  • the inventor of the present application is that the height direction (Z direction) of the ESD protection device 1 is more limited in mounting on the substrate than the length direction (X direction) and the width direction (Y direction) of the ESD protection device 1. Focusing on the fact that it is difficult to receive, I came up with the idea of expanding the cavity 100 in the height direction. Furthermore, the inventor of the present application has thought that the plurality of slopes 112, 122, 132 on the inner surface of the cavity 100 are provided in the height direction because the cavity 100 can be expanded in the height direction. .
  • the thermal load applied to the discharge auxiliary electrode 30 can be reduced, and deterioration of the discharge auxiliary electrode 30 can be suppressed.
  • the possibility that the discharge auxiliary electrode 30 is melted by heat can be suppressed.
  • the possibility that the first discharge electrode 21 and the second discharge electrode 22 are short-circuited by the auxiliary discharge electrode 30 can be suppressed.
  • first inner surface 112, the second inner surface 122, and the third inner surface 132 are inclined in the same direction in the Z direction so as to face the same direction, the top and bottom of the first to third ceramic layers 11 to 13 are aligned. Can be stacked.
  • the same kind of first to third ceramic layers 11 to 13 can be used. .
  • the cavity 100 that is continuous with the gap G is formed from the first to third holes 111, 121, and 131, so that the first inner surface 112 of the first hole 111 and the first
  • the second inner surface 122 of the two-hole portion 121 and the third inner surface 132 of the third hole portion 131 are inclined with respect to the stacking direction (Z direction) of the ceramic sheets 110, 120, and 130. Therefore, the surface area of the inner surface of the cavity 100 can be increased, and the heat generated during electrostatic discharge is better released from the inner surface of the cavity 100.
  • the thermal load applied to the discharge auxiliary electrode 30 can be reduced, and deterioration of the discharge auxiliary electrode 30 can be suppressed.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing an ESD protection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the second embodiment is different from the first embodiment only in the process of preparing the first to third ceramic sheets. Only these different steps will be described below. Note that in the second embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment have the same configurations as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the first hole 111 is filled with a paste 60 having the property of being burned off during firing.
  • the second hole 121 is filled with a paste 60 having the property of being burned off during firing.
  • the third hole 131 is filled with a paste 60 having the property of being burned off during firing.
  • the electrode ceramic sheet 170, the first ceramic sheet 110, the second ceramic sheet 120, the third ceramic sheet 130, and the cover ceramic sheet 160 are arranged on the base ceramic sheet 150 with arrows.
  • the stacked body 5A is formed by sequentially stacking in the direction. Thereafter, the stacked body 5A is fired to manufacture the ESD protection device 1. At this time, the paste 60 is burned away by firing.
  • the first hole 111, the second hole 121, and the third hole 131 are filled with the paste 60, in the step of forming the stacked body 5A, the first hole 111, the 2nd hole part 121, and the 3rd hole part 131 can be suppressed by being filled with the ceramic sheet 160 for a cover. Moreover, the fall of the rigidity of the 1st ceramic sheet 110, the 2nd ceramic sheet 120, and the 3rd ceramic sheet 130 is suppressed, and it can suppress that 5 A of laminated bodies deform
  • FIG. 7A is a cross-sectional view showing an exploded state of the ESD protection apparatus of the third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment is different from the first embodiment only in the shape of the hole. Only this different configuration will be described below. Note that in the third embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment have the same configurations as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the inner diameter of the first inner surface 112 and the inner diameter of the third inner surface 132 are the same size.
  • the inner diameter of the first inner surface 112 is different from the inner diameter of the second inner surface 122, and the inner diameter of the second inner surface 122 is smaller than the inner diameter of the first inner surface 112. That is, the second hole 121 is smaller than the first hole 111 and the third hole 131.
  • the inner diameter of the second inner surface 122 is different from the inner diameter of the first inner surface 112 and the inner diameter of the third inner surface 132, different types of the first to third ceramic layers 11 to 13 can be used.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view showing an exploded state of the ESD protection apparatus of the fourth embodiment of the present invention.
  • the fourth embodiment differs from the first embodiment only in the shape of the hole. Only this different configuration will be described below.
  • symbol same as 1st Embodiment is the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate
  • the first to third inner surfaces 112, 122, 132 are in the Z direction and the first to third inner surfaces of the first embodiment. Tilt in the opposite direction to face the opposite direction. That is, the inner diameter of the first inner surface 112, the inner diameter of the second inner surface 122, and the inner diameter of the third inner surface 132 are increased in the Z direction.
  • the top and bottom of the first to third ceramic layers 11 to 13 can be laminated in the opposite direction to the top and bottom of the first to third ceramic layers of the first embodiment.
  • FIG. 7C is a cross-sectional view showing an exploded state of the ESD protection apparatus of the fifth embodiment of the present invention.
  • the fifth embodiment is different from the first embodiment only in the shape of the hole. Only this different configuration will be described below. Note that in the fifth embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment have the same configurations as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the first inner surface 112 and the third inner surface 132 are inclined in the same direction in the Z direction so as to face the same direction.
  • the first inner surface 112 and the second inner surface 122 are inclined in opposite directions in the Z direction so as to face in opposite directions. That is, the inner diameter of the first inner surface 112 and the inner diameter of the third inner surface 132 are increased in the Z direction.
  • the inner diameter of the second inner surface 122 decreases in the Z direction.
  • the second inner surface 122 is inclined in the opposite direction so as to face the first inner surface 112 and the third inner surface 132 in the Z direction, so that the top and bottom of the first and third ceramic layers 11 and 13 are arranged in the first direction.
  • Two ceramic layers 12 can be laminated in the opposite direction to the top and bottom.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed without departing from the gist of the present invention.
  • the feature points of the first to fifth embodiments may be variously combined.
  • the three inclined surfaces of the inner surface of the hollow portion are the first to third inner surfaces, but may be two or four or more.
  • the first to third inner surfaces of the hollow portion are flat surfaces (linear taper), but may be concave curved surfaces or convex curved surfaces (parabolic taper).
  • the first to third holes of the ceramic sheet are formed by laser light, but may be formed by machining.
  • the shape of the hollow portion viewed from the Z direction is an oval, but may be an ellipse or a rectangle.
  • the ESD protection device is manufactured by laminating ceramic sheets, but the ceramic layer may be formed by printing.

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Abstract

　ＥＳＤ保護装置は、素体を有する。素体は、空洞部を有する。空洞部の内面は、Ｚ方向を含む断面において、Ｚ方向に対して傾く第１内面と第２内面と第３内面を有する。したがって、空洞部の内面の表面積を増加して、放電補助電極にかかる熱負荷を低減し、放電補助電極の劣化を抑制できる。

Description

ＥＳＤ保護装置およびその製造方法
　本発明は、ＥＳＤ保護装置およびその製造方法に関する。
　従来、ＥＳＤ保護装置としては、ＷＯ２００８／１４６５１４（特許文献１）に記載されたものがある。このＥＳＤ保護装置は、セラミックスからなる素体と、素体内に設けられた第１、第２放電電極および放電補助電極とを有する。第１放電電極と第２放電電極は、隙間を介して、対向している。放電補助電極は、第１放電電極と第２放電電極との間の隙間に設けられている。
ＷＯ２００８／１４６５１４
　ところで、前記従来のＥＳＤ保護装置では、静電気が、第１放電電極と第２放電電極との間で放電されると、放電に伴った熱が発生する。特に、静電気が、放電補助電極を経由して放電されると、放電補助電極は、放電による熱負荷を受ける。放電補助電極は、放電による熱負荷により、劣化するおそれがある。
　そこで、本発明の課題は、放電補助電極にかかる熱負荷を低減し、放電補助電極の劣化を抑制できるＥＳＤ保護装置およびその製造方法を提供することにある。
　前記課題を解決するため、本発明のＥＳＤ保護装置は、
　複数のセラミックス層を積層して構成される素体と、
　前記素体内に設けられると共に、隙間を有するように対向された第１放電電極および第２放電電極と、
　前記セラミックス層の積層方向からみて前記隙間に重なるように設けられた放電補助電極と
を備え、
　前記素体は、前記第１放電電極および前記第２放電電極に関して前記放電補助電極と反対側に設けられると共に前記隙間に連なる空洞部を有し、
　前記空洞部の内面は、前記積層方向を含む断面において、前記積層方向に並んで配置されると共に前記積層方向に対して傾く第１内面と第２内面とを有することを特徴としている。
　ここで、第１内面と第２内面は、平坦面や、凹曲面や、凸曲面を含む。
　本発明のＥＳＤ保護装置によれば、空洞部の内面は、セラミックス層の積層方向を含む断面において、セラミックス層の積層方向に対して傾く第１内面と第２内面とを有するので、空洞部の内面の表面積を増加できる。したがって、静電気の放電時に発生する熱が空洞部の内面からよりよく放出され、この結果、放電補助電極にかかる熱負荷が低減して、放電補助電極の劣化が抑制される。
　また、一実施形態のＥＳＤ保護装置では、前記第１内面と前記第２内面とは、前記積層方向において、同じ方向を向くように同じ方向に傾く。
　また、一実施形態のＥＳＤ保護装置では、前記第１内面と前記第２内面とは、前記積層方向において、反対方向を向くように反対方向に傾く。
　また、一実施形態のＥＳＤ保護装置では、前記第１内面の内径と前記第２内面の内径とは、同じ大きさである。
　また、一実施形態のＥＳＤ保護装置では、前記第１内面の内径と前記第２内面の内径とは、異なる大きさである。
　本発明のＥＳＤ保護装置の製造方法は、
　第１セラミックスシートに、前記第１セラミックスシートの平面方向に直交する方向に対して傾く第１内面を含む第１孔部を形成して、前記第１セラミックスシートを準備する工程と、
　第２セラミックスシートに、前記第２セラミックスシートの平面方向に直交する方向に対して傾く第２内面を含む第２孔部を形成して、前記第２セラミックスシートを準備する工程と、
　基台用セラミックスシート上に、放電補助電極を設け、前記放電補助電極上に、第１放電電極と第２放電電極が隙間を有して対向するように、前記第１放電電極および前記第２放電電極を設ける工程と、
　前記第１放電電極および前記第２放電電極上に、前記第１孔部および前記第２孔部が前記隙間に重なるように、前記第１セラミックスシートと前記第２セラミックスシートとカバー用セラミックスシートを順に積層して、積層体を形成する工程と、
　前記積層体を焼成して、前記隙間に連なる空洞部を前記第１孔部および前記第２孔部から形成する工程と
を備えることを特徴としている。
　ここで、第１内面と第２内面は、平坦面や、凹曲面や、凸曲面を含む。
　本発明のＥＳＤ保護装置の製造方法によれば、隙間に連なる空洞部を第１孔部および第２孔部から形成するので、第１孔部の第１内面と第２孔部の第２内面は、セラミックスシートの積層方向に対して傾く。したがって、空洞部の内面の表面積を増加できて、静電気の放電時に発生する熱が空洞部の内面からよりよく放出される。この結果、放電補助電極にかかる熱負荷を低減し、放電補助電極の劣化を抑制できる。
　また、一実施形態のＥＳＤ保護装置の製造方法では、前記第１孔部および前記第２孔部は、レーザー光により、形成される。
　前記実施形態のＥＳＤ保護装置の製造方法によれば、第１孔部および第２孔部は、レーザー光により、形成されるので、第１孔部および第２孔部を容易に形成することができる。
　また、一実施形態のＥＳＤ保護装置の製造方法では、
　前記第１セラミックスシートを準備する工程では、前記第１孔部に、焼成時に焼失する性質を有するペーストを充填し、
　前記第２セラミックスシートを準備する工程では、前記第２孔部に、焼成時に焼失する性質を有するペーストを充填する。
　前記実施形態のＥＳＤ保護装置の製造方法によれば、第１孔部および第２孔部に、焼成時に焼失する性質を有するペーストを充填する。これにより、積層体を形成する工程において、第１、第２孔部がカバー用セラミックスシートにより埋められることを、抑制できる。また、第１、第２セラミックスシートの剛性の低下を抑制し、積層体を形成する工程において、積層体が変形することを抑制できる。
　本発明のＥＳＤ保護装置およびその製造方法によれば、放電補助電極にかかる熱負荷を低減し、放電補助電極の劣化を抑制できる。
本発明の第１実施形態のＥＳＤ保護装置を示す斜視図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 図１のＢ－Ｂ断面図である。 ＥＳＤ保護装置の製造方法を示す断面図である。 第１セラミックスシートの第１孔部を形成する方法を示す平面図である。 本発明の第２実施形態のＥＳＤ保護装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の第３実施形態のＥＳＤ保護装置の分解状態を示す断面図である。 本発明の第４実施形態のＥＳＤ保護装置の分解状態を示す断面図である。 本発明の第５実施形態のＥＳＤ保護装置の分解状態を示す断面図である。
　以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
　（第１実施形態）
　図１は、本発明の第１実施形態のＥＳＤ保護装置を示す斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。図３は、図１のＢ－Ｂ断面図である。図１と図２と図３に示すように、ＥＳＤ（Electro-Static Discharge：静電気放電）保護装置１は、素体１０と、素体１０内に設けられた第１放電電極２１、第２放電電極２２および放電補助電極３０とを有する。ＥＳＤ保護装置１は、例えば、電子機器に用いられ、電子機器に発生する静電気を放電して電子機器の静電気による破壊を抑制する。
　素体１０は、複数のセラミックス層１１～１３，１５～１７を積層して構成される。具体的に述べると、基台用セラミックス層１５，電極用セラミックス層１７、第１セラミックス層１１，第２セラミックス層１２、第３セラミックス層１３およびカバー用セラミックス層１６が、下から順に、積層される。
　セラミックス層１１～１３，１５～１７は、例えば、Ｂａ、Ａｌ、Ｓｉを主成分として含む低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）から構成される。セラミックス層１１～１３，１５～１７は、アルカリ金属成分およびホウ素成分のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。セラミックス層１１～１３，１５～１７は、ガラス成分を含んでいてもよい。
　素体１０は、略直方体状に形成されている。素体１０の外面は、第１端面１０ａと、第１端面１０ａの反対側に位置する第２端面１０ｂと、第１端面１０ａと第２端面１０ｂの間に位置する周面１０ｃとを有する。
　ここで、第１端面１０ａと第２端面１０ｂとを結ぶ方向をＸ方向とし、複数のセラミックス層１１～１３，１５～１７の積層方向をＺ方向とし、Ｘ方向とＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。Ｚ方向のカバー用セラミックス層１６側を上側とし、Ｚ方向の基台用セラミックス層１５側を下側とする。Ｘ方向は、ＥＳＤ保護装置１の長さ方向に相当し、Ｙ方向は、ＥＳＤ保護装置１の幅方向に相当し、Ｚ方向は、ＥＳＤ保護装置１の高さ方向に相当する。
　第１放電電極２１と第２放電電極２２は、基台用セラミックス層１５上に設けられる。第１放電電極２１と第２放電電極２２は、それぞれ、Ｘ方向に延在した帯状に形成される。第１放電電極２１と第２放電電極２２は、Ｙ方向に平行に並べられている。第１放電電極２１と第２放電電極２２は、隙間Ｇを有するように対向している。
　第１放電電極２１の長手方向の第１端部２１１は、素体１０の第１端面１０ａから露出している。第１放電電極２１の長手方向の第２端部２１２は、素体１０内に位置する。第２放電電極２２の長手方向の第１端部２２１は、素体１０の第２端面１０ｂから露出している。第２放電電極２２の長手方向の第２端部２２２は、素体１０内に位置する。第１放電電極２１の第２端部２１２のＹ方向の側面２１２ａと、第２放電電極２２の第２端部２２２のＹ方向の側面２２２ａとは、隙間Ｇをあけて対向している。
　第１放電電極２１および第２放電電極２２は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗやそれらの少なくとも一種を含む合金などの適宜の材料により構成される。
　放電補助電極３０は、Ｚ方向からみて隙間Ｇの下側に重なるように、基台用セラミックス層１５の凹部１５ａに設けられている。放電補助電極３０は、Ｚ方向からみて、矩形状に形成されている。放電補助電極３０は、第１放電電極２１の第２端部２１２と第２放電電極２２の第２端部２２２とを接続する。
　放電補助電極３０は、例えば、導電材料と絶縁材料との混合物から構成される。導電材料は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗやこれらの組合せでもよい。また、導電材料として、ＳｉＣ粉等の半導体材料や抵抗材料など、金属材料よりも導電性の低い材料を用いてもよい。半導体材料は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ等の金属半導体、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、窒化クロム、ＶＮ、ＴａＮ等の窒化物、ケイ化チタン、ケイ化ジルコニウム、ケイ化タングステン、ケイ化モリブデン、ケイ化クロム等のケイ化物、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化クロム、ホウ化ランタン、ホウ化モリブデン、ホウ化タングステン等のホウ化物、チタン酸ストロンチウム等の酸化物であってもよい。また、上述の材料を、適宜、２種類以上混合してもよい。また、導電材料は、無機材料でコートされていてもよい。無機材料であれば特に限定されるものではなく、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２等の無機材料や、セラミック基材の構成材料の混合仮焼粉などでもよい。一方、絶縁材料は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２などの酸化物やＳｉ３Ｎ４やＡＩＮなどの窒化物や、セラミック基材の構成材料の混合仮焼粉や、ガラス質物質や、これらの組合せでもよい。
　放電補助電極３０は、第１放電電極２１と第２放電電極２２との間の放電開始電圧を低下させる機能を有する。静電気の放電には、気中放電に加えて、放電補助電極３０を経由した放電がある。放電補助電極３０を経由した放電には、放電補助電極３０の表面に沿った放電（沿面放電）と、放電補助電極３０の内部を経由した放電がある。
　通常、気中放電と沿面放電と放電補助電極３０の内部を経由した放電とでは、放電補助電極３０の内部を経由した放電の開始電圧が最も低い。したがって、放電補助電極３０を設けることにより、第１放電電極２１と第２放電電極２２との間の放電開始電圧を低下させることができる。よって、ＥＳＤ保護装置１の絶縁破壊を抑制することができる。また、放電補助電極３０を設けることによりＥＳＤ保護装置１の応答性を改善することができる。
　素体１０の第１端面１０ａには、第１外部電極４１が設けられている。第１外部電極４１は、第１端面１０ａの全てを覆うと共に周面１０ｃの第１端面１０ａ側の端部を覆う。第１外部電極４１は、第１外部電極２１の第１端部２１１に接触して電気的に接続される。
　素体１０の第２端面１０ｂには、第２外部電極４２が設けられている。第２外部電極４２は、第２端面１０ｂの全てを覆うと共に周面１０ｃの第２端面１０ｂ側の端部を覆う。第２外部電極４２は、第２外部電極２２の第１端部２２１に接触して電気的に接続される。
　第１外部電極４１および第２外部電極４２は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗやそれらの少なくとも一種を含む合金などの適宜の材料により構成される。
　素体１０は、第１、第２放電電極２１，２２に関して放電補助電極３０と反対側に設けられる空洞部１００を有する。空洞部１００は、隙間Ｇの上側に連なる。空洞部１００は、第１セラミックス層１１の第１孔部１１１と第２セラミックス層１２の第２孔部１２１と第３セラミックス層１３の第３孔部１３１とから構成される。第１孔部１１１と第２孔部１２１と第３孔部１３１とは、Ｚ方向に同心状に並んで連通する。
　第１セラミックス層１１は、第１、第２放電電極２１，２２および電極用セラミックス層１７に積層される。電極用セラミックス層１７は、基台用セラミックス層１５上の第１、第２放電電極２１，２２の周囲に配置される。放電補助電極３０は、電極用セラミックス層１７から露出される。電極用セラミックス層１７の上面と第１、第２放電電極２１，２２の上面とは、略同一面となる。
　第１セラミックス層１１の第１孔部１１１は、Ｘ方向に長径を有しＹ方向に短径を有する長円形に形成されている。第１孔部１１１には、放電補助電極３０のＸ方向の全長部分が露出し、第１放電電極２１の第２端部２１２の側面２１２ａと第２放電電極２２の第２端部２２２の側面２２２ａとが露出する。図２では、第１孔部１１１を示し、第２、第３孔部１２１，１３１を省略しているが、第２孔部１２１と第３孔部１３１は、第１孔部１１１に一致している。空洞部１００の形状は、Ｚ方向からみて、第１孔部１１１の形状と同じであり、長円形である。
　第１孔部１１１は、第１内面１１２を有する。第１内面１１２は、Ｚ方向を含む断面（図３ではＹＺ断面）において、Ｚ方向に対して傾いている。具体的に述べると、第１内面１１２は、第１内面１１２の内径がＺ方向（上側）に向かって連続的に小さくなるように、テーパー状に形成されている。第１内面１１２は、平坦面であり、線形テーパーである。
　図２では、第１孔部１１１が二重の仮想線で示されているが、内側の仮想線は、第１内面１１２の最小径を示し、外側の仮想線は、第１内面１１２の最大径を示す。第１内面１１２のＸ方向の最小径は、放電補助電極３０のＸ方向の長さよりも大きく、第１内面１１２のＹ方向の最小径は、隙間ＧのＹ方向の長さよりも大きい。
　第２セラミックス層１２の第２孔部１２１と第３セラミックス層１３の第３孔部１３１とは、第１セラミックス層１１の第１孔部１１１と同じ構成である。つまり、第２孔部１２１の第２内面１２２と第３孔部１３１の第３内面１３２とは、第１孔部１１１の第１内面１１２と同じ構成である。
　具体的に述べると、第１内面１１２と第２内面１２２と第３内面１３２とは、Ｚ方向において、同じ方向を向くように同じ方向に傾く。つまり、第１内面１１２の内径と第２内面１２２の内径と第３内面１３２の内径とは、Ｚ方向に向かって、小さくなっている。
　第１内面１１２の内径と第２内面１２２の内径と第３内面１３２の内径とは、同じ大きさである。つまり、第１内面１１２の最小径と第２内面１２２の最小径と第３内面１３２の最小径とは、同じ大きさである。第１内面１１２の最大径と第２内面１２２の最大径と第３内面１３２の最大径とは、同じ大きさである。
　カバー用セラミックス層１６は、孔部を有しておらず、第３セラミックス層１３の第３孔部１３１を上方から閉じる。このように、空洞部１００の内面は、第１内面１１２と第２内面１２２と第３内面１３２とを有し、空洞部１００は、カバー用セラミックス層１６により、覆われる。
　空洞部１００には、第１放電電極２１の第２端部２１２の側面２１２ａと第２放電電極２２の第２端部２２２の側面２２２ａとが露出する。隙間Ｇには、放電補助電極３０の表面が露出する。空洞部１００と隙間Ｇとは、連通している。これにより、静電気は、隙間Ｇや空洞部１００の気中にも放電される。
　なお、空洞部１００（第１孔部１１１）のＸ方向の長さは、放電補助電極３０のＸ方向の長さよりも長い。つまり、放電補助電極３０のＸ方向の全長部分は、空洞部１００から露出する。したがって、放電補助電極３０のＸ方向の全長部分と素体１０との重なり部分を少なくし、この重なり部分から発生する可能性のあるショートを抑制することができる。なお、空洞部１００のＸ方向の長さは、放電補助電極３０のＸ方向の長さと同じであってもよい。
　ＥＳＤ保護装置１の製造方法について説明する。
　図４に示すように、第１セラミックスシート１１０に第１孔部１１１を形成して第１セラミックスシート１１０を準備する。このとき、第１孔部１１１の第１内面１１２を、第１セラミックスシート１１０の平面方向（ＸＹ面方向）に直交する方向に対して傾ける。
　ここで、図５に示すように、第１孔部１１１は、レーザー光により、形成される。具体的に述べると、第１セラミックスシート１１０のＺ方向の下面に、レーザー光をＸ方向に沿って照射する。そして、レーザー光により形成されたレーザー孔５０が、Ｘ方向に沿って複数配列されて、第１孔部１１１を構成する。
　レーザー光が有するエネルギーは、第１セラミックスシート１１０におけるレーザー光が入射する面（下面）から、第１セラミックスシート１１０におけるレーザー光が出射する面（上面）にかけて減衰するため、第１孔部１１１の上面側の内径は、第１孔部１１１の下面側の内径よりも小さくなる。この結果、第１孔部１１１の第１内面１１２をテーパー状に形成することができる。したがって、第１孔部１１１を容易に形成することができる。なお、レーザー光の強度や指向角度の設定により、孔の径やテーパーの角度を容易に変更することができる。
　同様に、図４に示すように、第２セラミックスシート１２０に第２孔部１２１を形成して第２セラミックスシート１２０を準備する。このとき、第２孔部１２１の第２内面１２２を、第２セラミックスシート１２０の平面方向（ＸＹ面方向）に直交する方向に対して傾ける。第２孔部１２１は、レーザー光により、形成される。
　同様に、第３セラミックスシート１３０に第３孔部１３１を形成して第３セラミックスシート１３０を準備する。このとき、第３孔部１３１の第３内面１３２を、第３セラミックスシート１３０の平面方向（ＸＹ面方向）に直交する方向に対して傾ける。第３孔部１３１は、レーザー光により、形成される。
　そして、基台用セラミックスシート１５０上に、放電補助電極３０を設け、放電補助電極３０上に、第１放電電極２１と第２放電電極２２が隙間Ｇを有して対向するように、第１放電電極２１および第２放電電極２２を設ける。
　そして、基台用セラミックスシート１５０上に、電極用セラミックスシート１７０を設ける。さらに、第１放電電極２１および第２放電電極２２上に、第１孔部１１１、第２孔部１２１および第３孔部１３１が隙間Ｇに重なるように、第１セラミックスシート１１０と第２セラミックスシート１２０と第３セラミックスシート１３０とカバー用セラミックスシート１６０を矢印方向に順に積層して、積層体５を形成する。
　その後、積層体５を焼成して、図３に示すように、隙間Ｇに連なる空洞部１００を第１～第３孔部１１１，１２１，１３１から形成する。そして、図１に示すように、素体１０に第１、第２外部電極４１，４２を設けて、ＥＳＤ保護装置１を製造する。
　なお、積層体５を形成する工程において、空洞部１００内にアルゴンなどの不活性ガスを充填しておけば、積層体５を焼成するときに、不活性ガスを焼成に利用することができる。つまり、積層体５を形成した後で、積層体５に孔をあけて不活性ガスを充填しなくてもよい。また、空洞部１００内に不活性ガスを充填しておくことで、空洞部１００内で気中放電を起こしやすくすることができる。
　上記構成のＥＳＤ保護装置１によれば、空洞部１００の内面は、Ｚ方向を含む断面において、Ｚ方向に対して傾く第１内面１１２と第２内面１２２と第３内面１３２を有するので、空洞部１００の内面の表面積を増加でき、また、空洞部１００内の空間を増加できる。仮に、空洞部の内面がＺ方向に平行な面であると、空洞部の内面の表面積（また空洞部内の空間）は最も小さくなる。仮に、空洞部の内面の斜面が１つであっても、空洞部の内面の表面積（また空洞部内の空間）は小さいままである。
　要するに、本願発明者は、ＥＳＤ保護装置１の高さ方向（Ｚ方向）は、ＥＳＤ保護装置１の長さ方向（Ｘ方向）および幅方向（Ｙ方向）に比べて、基板への実装の制約を受け難いことに着目し、空洞部１００を高さ方向に広げることに思い至った。さらにその上で、本願発明者は、空洞部１００を高さ方向に広げることができるということから、空洞部１００の内面の斜面１１２，１２２，１３２を高さ方向に複数設けることに思い至った。
　空洞部１００の内面の表面積が増加するので、静電気の放電時に発生する熱が空洞部１００の内面からよりよく放出される。したがって、放電補助電極３０にかかる熱負荷を低減し、放電補助電極３０の劣化を抑制できる。例えば、放電補助電極３０が熱によって溶融する可能性を抑制することができる。この結果、第１放電電極２１と第２放電電極２２とが放電補助電極３０によってショートする可能性を抑制することができる。
　空洞部１００内の空間が増加するので、静電気の放電が空洞部１００内の気中にて発生しやすくなり、放電補助電極３０を経由した放電が低減される。また、空洞部１００内の空間が増加するので、静電気の放電時に発生する熱や光や衝撃などのエネルギーを空洞部１００の空間にて吸収できる。
　したがって、静電気の放電時に放電補助電極３０にかかる負荷を低減できるので、放電補助電極３０の劣化を抑制し、繰り返し放電が生じても応答性の高いＥＳＤ保護装置１を実現できる。
　また、第１内面１１２と第２内面１２２と第３内面１３２とは、Ｚ方向において、同じ方向を向くように同じ方向に傾くので、第１～第３セラミックス層１１～１３の天地を揃えて積層することができる。
　また、第１内面１１２の内径と第２内面１２２の内径と第３内面１３２の内径とは、同じ大きさであるので、同じ種類の第１～第３セラミックス層１１～１３を用いることができる。
　また、ＥＳＤ保護装置１の製造方法によれば、隙間Ｇに連なる空洞部１００を第１～第３孔部１１１，１２１，１３１から形成するので、第１孔部１１１の第１内面１１２と第２孔部１２１の第２内面１２２と第３孔部１３１の第３内面１３２とは、セラミックスシート１１０，１２０，１３０の積層方向（Ｚ方向）に対して傾く。したがって、空洞部１００の内面の表面積を増加できて、静電気の放電時に発生する熱が空洞部１００の内面からよりよく放出される。この結果、放電補助電極３０にかかる熱負荷を低減し、放電補助電極３０の劣化を抑制できる。
　（第２実施形態）
　図６は、本発明の第２実施形態のＥＳＤ保護装置の製造方法を示す断面図である。第２実施形態は、第１実施形態とは、第１～第３セラミックスシートを準備する工程のみが相違する。この相違する工程のみを以下に説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
　図６に示すように、第１セラミックスシート１１０を準備する工程では、第１孔部１１１に、焼成時に焼失する性質を有するペースト６０を充填する。第２セラミックスシート１２０を準備する工程では、第２孔部１２１に、焼成時に焼失する性質を有するペースト６０を充填する。第３セラミックスシート１３０を準備する工程では、第３孔部１３１に、焼成時に焼失する性質を有するペースト６０を充填する。
　その後、第１実施形態と同様に、基台用セラミックスシート１５０上に、電極用セラミックスシート１７０、第１セラミックスシート１１０、第２セラミックスシート１２０、第３セラミックスシート１３０、カバー用セラミックスシート１６０を矢印方向に順に積層して、積層体５Ａを形成する。その後、積層体５Ａを焼成して、ＥＳＤ保護装置１を製造する。このとき、ペースト６０は、焼成により焼失する。
　第２実施形態によれば、第１孔部１１１、第２孔部１２１および第３孔部１３１には、ペースト６０が充填されているので、積層体５Ａを形成する工程において、第１孔部１１１、第２孔部１２１および第３孔部１３１がカバー用セラミックスシート１６０により埋められることを抑制できる。また、第１セラミックスシート１１０、第２セラミックスシート１２０、第３セラミックスシート１３０の剛性の低下を抑制し、積層体５Ａを形成する工程において、積層体５Ａが変形することを抑制できる。
　（第３実施形態）
　図７Ａは、本発明の第３実施形態のＥＳＤ保護装置の分解状態を示す断面図である。第３実施形態は、第１実施形態とは、孔部の形状のみが相違する。この相違する構成のみを以下に説明する。なお、第３実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
　図７Ａに示すように、ＥＳＤ保護装置１Ａの素体１０Ａの空洞部１００Ａでは、第１内面１１２の内径と第３内面１３２の内径とは、同じ大きさである。第１内面１１２の内径と第２内面１２２の内径とは、異なる大きさであり、第２内面１２２の内径は、第１内面１１２の内径よりも小さい。つまり、第２孔部１２１は、第１孔部１１１および第３孔部１３１よりも小さい。
　したがって、第２内面１２２の内径は、第１内面１１２の内径および第３内面１３２の内径と異なる大きさであるので、異なる種類の第１～第３セラミックス層１１～１３を用いることができる。
　（第４実施形態）
　図７Ｂは、本発明の第４実施形態のＥＳＤ保護装置の分解状態を示す断面図である。第４実施形態は、第１実施形態とは、孔部の形状のみが相違する。この相違する構成のみを以下に説明する。なお、第４実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
　図７Ｂに示すように、ＥＳＤ保護装置１Ｂの素体１０Ｂの空洞部１００Ｂでは、第１～第３内面１１２，１２２，１３２は、Ｚ方向において、第１実施形態の第１～第３内面と反対方向を向くように反対方向に傾く。つまり、第１内面１１２の内径と第２内面１２２の内径と第３内面１３２の内径とは、Ｚ方向に向かって、大きくなっている。
　したがって、第１～第３セラミックス層１１～１３の天地を、第１実施形態の第１～第３セラミックス層の天地と逆向きに積層することができる。
　（第５実施形態）
　図７Ｃは、本発明の第５実施形態のＥＳＤ保護装置の分解状態を示す断面図である。第５実施形態は、第１実施形態とは、孔部の形状のみが相違する。この相違する構成のみを以下に説明する。なお、第５実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
　図７Ｃに示すように、ＥＳＤ保護装置１Ｃの素体１０Ｃの空洞部１００Ｃでは、第１内面１１２と第３内面１３２とは、Ｚ方向において、同じ方向を向くように同じ方向に傾く。第１内面１１２と第２内面１２２とは、Ｚ方向において、反対方向を向くように反対方向に傾く。つまり、第１内面１１２の内径と第３内面１３２の内径とは、Ｚ方向に向かって、大きくなっている。第２内面１２２の内径は、Ｚ方向に向かって、小さくなっている。
　したがって、第２内面１２２は、第１内面１１２および第３内面１３２とは、Ｚ方向において、反対方向を向くように反対方向に傾くので、第１、第３セラミックス層１１，１３の天地を第２セラミックス層１２の天地と逆向きに積層することができる。
　なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、前記第１から前記第５実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。
　前記実施形態では、空洞部の内面の傾斜面を、第１～第３内面の３つとしたが、２つまたは４つ以上としてもよい。
　前記実施形態では、空洞部の第１～第３内面を、平坦面（線形テーパー）としたが、凹曲面や凸曲面（放物線テーパー）としてもよい。
　前記実施形態では、セラミックスシートの第１～第３孔部を、レーザー光により形成したが、機械加工により形成するようにしてもよい。
　前記実施形態では、空洞部のＺ方向からみた形状を、長円形としたが、楕円形や矩形としてもよい。
　前記実施形態では、セラミックスシートを積層してＥＳＤ保護装置を製造したが、セラミックス層を印刷により形成するようにしてもよい。
　１，１Ａ～１Ｃ　ＥＳＤ保護装置
　５，５Ａ　積層体
　１０，１０Ａ～１０Ｃ　素体
　１１　第１セラミックス層
　１２　第２セラミックス層
　１３　第３セラミックス層
　２１　第１放電電極
　２２　第２放電電極
　３０　放電補助電極
　４１　第１外部電極
　４２　第２外部電極
　６０　ペースト
　１００，１００Ａ～１００Ｃ　空洞部
　１１０　第１セラミックスシート
　１１１　第１孔部
　１１２　第１内面
　１２０　第２セラミックスシート
　１２１　第２孔部
　１２２　第２内面
　１３０　第３セラミックスシート
　１３１　第３孔部
　１３２　第３内面
　Ｇ　第１放電電極と第２放電電極との間の隙間

Claims (8)

  1. 　複数のセラミックス層を積層して構成される素体と、
    　前記素体内に設けられると共に、隙間を有するように対向された第１放電電極および第２放電電極と、
    　前記セラミックス層の積層方向からみて前記隙間に重なるように設けられた放電補助電極と
    を備え、
    　前記素体は、前記第１放電電極および前記第２放電電極に関して前記放電補助電極と反対側に設けられると共に前記隙間に連なる空洞部を有し、
    　前記空洞部の内面は、前記積層方向を含む断面において、前記積層方向に並んで配置されると共に前記積層方向に対して傾く第１内面と第２内面とを有することを特徴とするＥＳＤ保護装置。
  2. 　請求項１に記載のＥＳＤ保護装置において、
    　前記第１内面と前記第２内面とは、前記積層方向において、同じ方向を向くように同じ方向に傾くことを特徴とするＥＳＤ保護装置。
  3. 　請求項１に記載のＥＳＤ保護装置において、
    　前記第１内面と前記第２内面とは、前記積層方向において、反対方向を向くように反対方向に傾くことを特徴とするＥＳＤ保護装置。
  4. 　請求項１から３の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置において、
    　前記第１内面の内径と前記第２内面の内径とは、同じ大きさであることを特徴とするＥＳＤ保護装置。
  5. 　請求項１から３の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置において、
    　前記第１内面の内径と前記第２内面の内径とは、異なる大きさであることを特徴とするＥＳＤ保護装置。
  6. 　第１セラミックスシートに、前記第１セラミックスシートの平面方向に直交する方向に対して傾く第１内面を含む第１孔部を形成して、前記第１セラミックスシートを準備する工程と、
    　第２セラミックスシートに、前記第２セラミックスシートの平面方向に直交する方向に対して傾く第２内面を含む第２孔部を形成して、前記第２セラミックスシートを準備する工程と、
    　基台用セラミックスシート上に、放電補助電極を設け、前記放電補助電極上に、第１放電電極と第２放電電極が隙間を有して対向するように、前記第１放電電極および前記第２放電電極を設ける工程と、
    　前記第１放電電極および前記第２放電電極上に、前記第１孔部および前記第２孔部が前記隙間に重なるように、前記第１セラミックスシートと前記第２セラミックスシートとカバー用セラミックスシートを順に積層して、積層体を形成する工程と、
    　前記積層体を焼成して、前記隙間に連なる空洞部を前記第１孔部および前記第２孔部から形成する工程と
    を備えることを特徴とするＥＳＤ保護装置の製造方法。
  7. 　請求項６に記載のＥＳＤ保護装置の製造方法において、
    　前記第１孔部および前記第２孔部は、レーザー光により、形成されることを特徴とするＥＳＤ保護装置の製造方法。
  8. 　請求項６または７に記載のＥＳＤ保護装置の製造方法において、
    　前記第１セラミックスシートを準備する工程では、前記第１孔部に、焼成時に焼失する性質を有するペーストを充填し、
    　前記第２セラミックスシートを準備する工程では、前記第２孔部に、焼成時に焼失する性質を有するペーストを充填することを特徴とするＥＳＤ保護装置の製造方法。
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