(57)【要約】【課題】本発明は、静電気やサージ等の過電圧の繰り返し印加に対しても耐性があり、かつ過電圧保護部品にかかるピーク電圧も低く電子機器を過電圧から保護する特性も安定している過電圧保護部品を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の過電圧保護部品は、基体２２の内部に形成された空洞２３と、この空洞２３内において第１のギャップ１２を隔てて互いに対向する第１の電極１３および第２の電極１４とを備え、前記基体２２の上面において第２のギャップ１９を隔てて互いに対向する第３の電極２０および第４の電極２１を設け、かつ基体２２の一方の側面において第１の電極１３と第３の電極２０を電気的に接続する第１の端子電極２４を形成し、さらに基体２２の他方の側面において第２の電極１４と第４の電極２１を電気的に接続する第２の端子電極２５を形成したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、この基体の内部に形成された空洞と、この空洞内において第１のギャップを隔てて互いに対向する第１の電極および第２の電極とを備え、前記基体の上面において第２のギャップを隔てて互いに対向する第３の電極および第４の電極を設け、かつ前記基体の一方の側面において前記第１の電極と第３の電極を電気的に接続する第１の端子電極を形成し、さらに前記基体の他方の側面において前記第２の電極と第４の電極を電気的に接続する第２の端子電極を形成した過電圧保護部品。
【請求項２】
基体を低温焼成セラミックシートの積層および焼成によって構成し、かつ第１の電極および第２の電極を金、銀パラジウム合金、銀のいずれかを主成分とする材料で構成した請求項１記載の過電圧保護部品。
【請求項３】
第１の絶縁層の上面に第１のギャップを隔てて対向するように第１の電極と第２の電極を形成する工程と、前記第１の絶縁層のうち、前記第１のギャップの近傍における空洞形成部以外の部分を覆うように第２の絶縁層を形成する工程と、前記空洞形成部に樹脂を充填する工程と、前記第２の絶縁層および前記樹脂を完全に覆うように第３の絶縁層を形成する工程と、この第３の絶縁層の上面に形成した導体層をレーザーで切削して第２のギャップを形成することにより、この第２のギャップを隔てて互いに対向する第３の電極および第４の電極を形成する工程と、前記第１の絶縁層から第３の絶縁層および前記第１の電極から第４の電極を同時に焼成して前記空洞形成部内に充填された樹脂を消失させ、前記第１のギャップの近傍に空洞を形成する工程と、前記第１の電極と第３の電極が電気的に接続されるように導電性ペーストを塗布して第１の端子電極を形成する工程と、前記第２の電極と第４の電極が電気的に接続されるように導電性ペーストを塗布して第２の端子電極を形成する工程とを備えた過電圧保護部品の製造方法。
【請求項４】
第１の絶縁層の上面に第１の電極を形成する工程と、前記第１の絶縁層の上に前記第１の電極の一部を覆わないように一方の第２の絶縁層を形成する工程と、前記第１の電極の上に前記一方の第２の絶縁層と第１のギャップを隔てて対向するように他方の第２の絶縁層を形成する工程と、前記第１の絶縁層上で前記第２の絶縁層で覆われていない前記第１のギャップの近傍における空洞形成部に樹脂を充填する工程と、前記両方の第２の絶縁層上に前記樹脂と少なくとも一部が重なるように第２の電極を形成する工程と、前記第２の絶縁層および前記第２の電極を完全に覆うように第３の絶縁層を形成する工程と、この第３の絶縁層の上面に形成した導体層をレーザーで切削して第２のギャップを形成することにより、この第２のギャップを隔てて互いに対向する第３の電極および第４の電極を形成する工程と、前記第１の絶縁層から第３の絶縁層および前記第１の電極から第４の電極を同時に焼成して前記空洞形成部内に充填された樹脂を消失させ、前記第１のギャップの近傍に空洞を形成する工程と、前記第１の電極と第３の電極が電気的に接続されるように導電性ペーストを塗布して第１の端子電極を形成する工程と、前記第２の電極と第４の電極が電気的に接続されるように導電性ペーストを塗布して第２の端子電極を形成する工程とを備えた過電圧保護部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器を静電気やサージ等の過電圧から保護する過電圧保護部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高性能化が急速に進み、それに伴い電子機器に用いられる電子部品の小型化も急速に進んでいる。しかしながら、その反面、この小型化に伴って電子機器や電子部品の静電気やサージ等の過電圧に対する耐性は低下しており、その対策として、マイクロギャップ式の過電圧保護部品等の対策部品が用いられている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１，２が知られている。
【特許文献１】特開平９−２６６０５３号公報
【特許文献２】特開平１−１３７５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の過電圧保護部品としてのチップ型サージアブソーバは、図１５に示すように、放電空間１内においてマイクロギャップ２を隔てて対向する一対の電極３，４を有しているもので、この電極３，４の間に静電気やサージ等の過電圧が印加されるとマイクロギャップ２が放電して電流が流れ、そして、この電流をグランドにバイパスさせることにより電子機器を保護するようにしていた。
【０００５】
しかしながら、静電気やサージ等の過電圧が繰り返し印加されると、マイクロギャップ２の放電が繰り返されることになり、これにより、マイクロギャップ２を構成する一対の電極３，４が発熱して徐々に溶解し、そして、マイクロギャップ２の間隔が広がって過電圧保護部品の動作するピーク電圧は上昇することになり、これにより、電子機器を静電気やサージ等の過電圧から保護する効果が満足に得られないものであった。
【０００６】
また、特許文献２には、密封された容器の中に、放電ギャップＧ１を隔てて対向する炭素電極と放電ギャップＧ２を隔てて対向する金属箱とを設け、そして、前記放電ギャップＧ１より放電ギャップＧ２を大きくした構成とすることにより、過電圧が印加された場合、低い電圧領域においては炭素電極部分（Ｇ１）が放電し、一方、高い電圧領域においては金属箱部分（Ｇ２）が放電することによって、炭素電極の劣化を遅らせることにより、長期間使用しても放電特性が安定しているサージアブソーバが示されている。しかしながら、この特許文献２に示された構成においては、筒状の絶縁体の両端開口部を一対の金属板で封止する構成であるため、構造が複雑となり、これにより、量産性も乏しく、かつ小型化するのも困難なものであった。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、静電気やサージ等の過電圧の繰り返し印加に対しても耐性があり、かつ過電圧保護部品にかかるピーク電圧も低く電子機器を過電圧から保護する特性も安定している過電圧保護部品およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、基体と、この基体の内部に形成された空洞と、この空洞内において第１のギャップを隔てて互いに対向する第１の電極および第２の電極とを備え、前記基体の上面において第２のギャップを隔てて互いに対向する第３の電極および第４の電極を設け、かつ前記基体の一方の側面において前記第１の電極と第３の電極を電気的に接続する第１の端子電極を形成し、さらに前記基体の他方の側面において前記第２の電極と第４の電極を電気的に接続する第２の端子電極を形成したもので、この構成によれば、前記基体の上面において第２のギャップを隔てて互いに対向する第３の電極および第４の電極を設け、かつ前記基体の一方の側面において前記第１の電極と第３の電極を電気的に接続する第１の端子電極を形成し、さらに前記基体の他方の側面において前記第２の電極と第４の電極を電気的に接続する第２の端子電極を形成した構成としているため、静電気やサージ等の過電圧印加の初期段階においては、放電開始電圧が低く、基体内部の空洞に設けられた第１のギャップのみが放電して過電圧保護部品が動作し、そして、その後過電圧印加が繰り返されて第１のギャップが劣化して、第１のギャップの放電開始電圧が上昇した場合には、基体の上面に設けられた第２のギャップも第１のギャップと同時に機能して放電することにより過電圧保護部品が引き続き動作することになるため、第１のギャップのみに電界が集中することはなくなり、これにより、電子機器を静電気やサージ等の過電圧の繰り返し印加から確実に保護することができる過電圧保護部品が得られるという作用効果を有するものである。
【００１０】
また、基体の上面に第２のギャップを隔てて互いに対向する第３の電極および第４の電極を形成するとともに、基体の内部に第１のギャップを隔てて互いに対向する第１の電極および第２の電極を形成しているため、基体の上面と基体の内部を有効に活用することができ、これにより、過電圧保護部品を小型化することができるという作用効果を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、基体を低温焼成セラミックシートの積層および焼成によって構成し、かつ第１の電極および第２の電極を金、銀パラジウム合金、銀のいずれかを主成分とする材料で構成したもので、この構成によれば、基体を低温焼成セラミックシートの積層および焼成によって構成し、かつ第１の電極および第２の電極を金、銀パラジウム合金、銀のいずれかを主成分とする材料で構成しているため、基体を構成する第１の絶縁層から第３の絶縁層および第１の電極から第４の電極を１０００℃以下で同時焼成することができ、これにより、量産性に優れたものが得られるため、過電圧保護部品のコストダウンが図れるという作用効果を有するものである。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、第１の絶縁層の上面に第１のギャップを隔てて対向するように第１の電極と第２の電極を形成する工程と、前記第１の絶縁層のうち、前記第１のギャップの近傍における空洞形成部以外の部分を覆うように第２の絶縁層を形成する工程と、前記空洞形成部に樹脂を充填する工程と、前記第２の絶縁層および前記樹脂を完全に覆うように第３の絶縁層を形成する工程と、この第３の絶縁層の上面に形成した導体層をレーザーで切削して第２のギャップを形成することにより、この第２のギャップを隔てて互いに対向する第３の電極および第４の電極を形成する工程と、前記第１の絶縁層から第３の絶縁層および前記第１の電極から第４の電極を同時に焼成して前記空洞形成部内に充填された樹脂を消失させ、前記第１のギャップの近傍に空洞を形成する工程と、前記第１の電極と第３の電極が電気的に接続されるように導電性ペーストを塗布して第１の端子電極を形成する工程と、前記第２の電極と第４の電極が電気的に接続されるように導電性ペーストを塗布して第２の端子電極を形成する工程とを備えたもので、この製造方法によれば、基体内部の空洞において第１の電極と第２の電極が第１のギャップを隔てて互いに対向し、かつ基体の上面において第３の電極と第４の電極が第２のギャップを隔てて互いに対向し、そして基体の一方の側面において前記第１の電極と第３の電極が第１の端子電極によって電気的に接続され、さらに基体の他方の側面において前記第２の電極と第４の電極が第２の端子電極によって電気的に接続された構成となっているため、静電気やサージ等の過電圧印加の初期段階においては、放電開始電圧が低く、基体内部の空洞に設けられた第１のギャップのみが放電して過電圧保護部品が動作し、そして、その後過電圧印加が繰り返されて第１のギャップが劣化して、第１のギャップの放電開始電圧が上昇した場合には、基体の上面に設けられた第２のギャップも第１のギャップと同時に機能して放電することにより過電圧保護部品が引き続き動作することになるため、第１のギャップのみに電界が集中することはなくなり、これにより、電子機器を静電気やサージ等の過電圧の繰り返し印加から確実に保護することができる過電圧保護部品が得られるという作用効果を有するものである。
【００１３】
また、第１の絶縁層から第３の絶縁層および第１の電極から第４の電極を同時に焼成して前記空洞形成部内に充填された樹脂を消失させているため、積層された複数の絶縁層と複数の電極を焼成する工程と同時に樹脂を消失させて第１のギャップの近傍に空洞を形成することができ、これにより、工数が削減されて過電圧保護部品のコストダウンが図れるという作用効果を有するものである。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の発明は、第１の絶縁層の上面に第１の電極を形成する工程と、前記第１の絶縁層の上に前記第１の電極の一部を覆わないように一方の第２の絶縁層を形成する工程と、前記第１の電極の上に前記一方の第２の絶縁層と第１のギャップを隔てて対向するように他方の第２の絶縁層を形成する工程と、前記第１の絶縁層上で前記第２の絶縁層で覆われていない前記第１のギャップの近傍における空洞形成部に樹脂を充填する工程と、前記両方の第２の絶縁層上に前記樹脂と少なくとも一部が重なるように第２の電極を形成する工程と、前記第２の絶縁層および前記第２の電極を完全に覆うように第３の絶縁層を形成する工程と、この第３の絶縁層の上面に形成した導体層をレーザーで切削して第２のギャップを形成することにより、この第２のギャップを隔てて互いに対向する第３の電極および第４の電極を形成する工程と、前記第１の絶縁層から第３の絶縁層および前記第１の電極から第４の電極を同時に焼成して前記空洞形成部内に充填された樹脂を消失させ、前記第１のギャップの近傍に空洞を形成する工程と、前記第１の電極と第３の電極が電気的に接続されるように導電性ペーストを塗布して第１の端子電極を形成する工程と、前記第２の電極と第４の電極が電気的に接続されるように導電性ペーストを塗布して第２の端子電極を形成する工程とを備えたもので、この製造方法によれば、基体内部の空洞において第１の電極と第２の電極が第１のギャップを隔てて互いに対向し、かつ基体の上面において第３の電極と第４の電極が第２のギャップを隔てて互いに対向し、そして基体の一方の側面において前記第１の電極と第３の電極が第１の端子電極によって電気的に接続され、さらに基体の他方の側面において前記第２の電極と第４の電極が第２の端子電極によって電気的に接続された構成となっているため、静電気やサージ等の過電圧印加の初期段階においては、放電開始電圧が低く、基体内部の空洞に設けられた第１のギャップのみが放電して過電圧保護部品が動作し、そして、その後過電圧印加が繰り返されて第１のギャップが劣化して、第１のギャップの放電開始電圧が上昇した場合には、基体の上面に設けられた第２のギャップも第１のギャップと同時に機能して放電することにより過電圧保護部品が引き続き動作することになるため、第１のギャップのみに電界が集中することはなくなり、これにより、電子機器を静電気やサージ等の過電圧の繰り返し印加から確実に保護することができる過電圧保護部品が得られるという作用効果を有するものである。
【００１５】
また、第１の絶縁層から第３の絶縁層および第１の電極から第４の電極を同時に焼成して前記空洞形成部内に充填された樹脂を消失させているため、積層された複数の絶縁層と複数の電極を焼成する工程と同時に樹脂を消失させて第１のギャップの近傍に空洞を形成することができ、これにより、工数が削減されて過電圧保護部品のコストダウンが図れるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明の過電圧保護部品は、基体と、この基体の内部に形成された空洞と、この空洞内において第１のギャップを隔てて互いに対向する第１の電極および第２の電極とを備え、前記基体の上面において第２のギャップを隔てて互いに対向する第３の電極および第４の電極を設け、かつ前記基体の一方の側面において前記第１の電極と第３の電極を電気的に接続する第１の端子電極を形成し、さらに前記基体の他方の側面において前記第２の電極と第４の電極を電気的に接続する第２の端子電極を形成した構成としているため、静電気やサージ等の過電圧印加の初期段階においては、放電開始電圧が低く、基体内部の空洞に設けられた第１のギャップのみが放電して過電圧保護部品が動作し、そして、その後過電圧印加が繰り返されて第１のギャップが劣化して、第１のギャップの放電開始電圧が上昇した場合には、基体の上面に設けられた第２のギャップも第１のギャップと同時に機能して放電することにより過電圧保護部品が引き続き動作することになるため、第１のギャップのみに電界が集中することはなくなり、これにより、電子機器を静電気やサージ等の過電圧の繰り返し印加から確実に保護することができる。
【００１７】
また、基体の上面に第２のギャップを隔てて互いに対向する第３の電極および第４の電極を形成するとともに、基体の内部に第１のギャップを隔てて互いに対向する第１の電極および第２の電極を形成しているため、基体の上面と基体の内部を有効に活用することができ、これにより、過電圧保護部品を小型化することができるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜３に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態１における過電圧保護部品の断面図、図２（ａ）〜（ｄ）、図３（ａ）〜（ｄ）、図４（ａ）〜（ｄ）および図５（ａ）〜（ｄ）は同過電圧保護部品の製造方法を示す製造工程図である。なお、図２（ａ）〜（ｄ）および図３（ａ）〜（ｄ）は個片状の仕掛かり品の断面図を示し、また、図４（ａ）〜（ｄ）および図５（ａ）〜（ｄ）は個片状の仕掛かり品の上面図を示しているものである。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態１における過電圧保護部品の製造方法について説明する。
【００２１】
まず、図２（ａ）および図４（ａ）に示すように、未焼成のセラミックシートからなる第１の絶縁層１１の上面に、間隔が２０〜５０μｍの第１のギャップ１２を隔てて互いに対向するように第１の電極１３と第２の電極１４をスクリーン印刷工法を用いて２〜１０μｍの厚みで形成する。ここで、第１の絶縁層１１を構成するセラミックシートには、例えば、アルミナ粉末とガラス粉末の重量比が４０対６０の混合物からなり、かつ厚みが２０〜５０μｍで焼成温度が８００〜１０００℃である低温焼成セラミックを用いるのが好ましく、また、第１の電極１３と第２の電極１４には、金、銀パラジウム合金、銀のいずれかを主成分とする材料を用いるのが好ましい。なお、この図２（ａ）および図４（ａ）には、過電圧保護部品の個片サイズである長辺がＬ（ｍｍ）で短辺がＷ（ｍｍ）の矩形状の第１の絶縁層１１が示されているもので、以下の製造工程の説明でもこの個片サイズの絶縁層を用いて説明しているが、実際の製造工程では、この個片サイズの絶縁層を多数個縦横に得ることができるシート状の絶縁層を用いており、後述する焼成工程の前に個片状に分割しているものである。
【００２２】
次に、図２（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、第１の絶縁層１１の上面に、空洞の形成部を避けるように、すなわち第１のギャップ１２とその近傍を避けるように中央部に正方形または長方形の開口部を設けた未焼成のセラミックシートからなる第２の絶縁層１５を形成する。この第２の絶縁層１５を構成するセラミックシートにも、第１の絶縁層１１と同様に低温焼成セラミックを用いるのが好ましいものである。
【００２３】
次に、図２（ｃ）および図４（ｃ）に示すように、第１の電極１３と第２の電極１４の各先端部間に位置する第１のギャップ１２の近傍における放電空間となる空洞形成部内に樹脂１６を充填する。この樹脂１６の材料としては、後述する焼成工程において燃焼して分解・気化して消失するものであれば良く、例えばアクリル樹脂の一種であるアクリルビーズを用いることができる。
【００２４】
次に、図２（ｄ）および図４（ｄ）に示すように、第２の絶縁層１５および樹脂１６を完全に覆うように、未焼成のセラミックシートからなる第３の絶縁層１７を形成する。この第３の絶縁層１７を構成するセラミックシートにも、第１の絶縁層１１と同様に低温焼成セラミックを用いるのが好ましいものである。また、第３の絶縁層１７を形成した後、積層された絶縁シート全体を平坦化して寸法精度を確保するために、プレス工程を実施するのが好ましいものである。
【００２５】
次に、図３（ａ）および図５（ａ）に示すように、第３の絶縁層１７の一端から他端にかけて導体層１８を形成する。この導体層１８は耐熱性に優れた導電性材料を用いて薄く均一に形成することが好ましく、この場合、第１の電極１３および第２の電極１４と同一の材料を用いて形成してもよく、あるいはチタン、ニッケル、タングステン、モリブデンのいずれかを主成分とするスパッタ膜を単層あるいは複層構造にして形成してもよいものである。特に導体層１８を第１のチタン薄膜、中間のタングステン薄膜、第２のチタン薄膜の３層構造とした場合には、第１のチタン薄膜で第３の絶縁層１７との密着性を確保し、そして中間のタングステン薄膜により抵抗値が低くかつ耐熱性に優れたものを得ることができ、さらに第２のチタン薄膜で中間のタングステン薄膜表面の酸化に起因する抵抗値の増加を抑制することができるもので、このような３層構造の構成によって抵抗値が低くかつ耐熱性に優れた導体層１８が得られるものである。また、この導体層１８は、第１の電極１３および第２の電極１４の幅よりも広く形成しているものである。
【００２６】
次に、図３（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、導体層１８をＵＶレーザーを用いて切削することにより間隔が５〜２０μｍの第２のギャップ１９を形成し、この第２のギャップ１９を隔てて互いに対向する第３の電極２０および第４の電極２１を形成する。この場合、第２のギャップ１９の間隔は第１のギャップ１２の間隔よりも狭く形成し、また、第２のギャップ１９を隔てて互いに対向する第３の電極２０および第４の電極２１の幅は、第１のギャップ１２を隔てて互いに対向する第１の電極１３および第２の電極１４の幅よりも広く形成しているものである。
【００２７】
この第２のギャップ１９を形成した後、シート状の仕掛かり品をブレイク工法、ダイシング工法等を用いて個片状態とし、そして第１の絶縁層１１、第２の絶縁層１５、第３の絶縁層１７、第１の電極１３、第２の電極１４、第３の電極２０および第４の電極２１を同時に焼成することにより、基体２２を形成する。この焼成工程を行うことにより、空洞形成部内に充填された樹脂１６を分解・気化させて消失させ、図３（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、第１のギャップ１２の近傍に放電空間となる空洞２３を形成する。
【００２８】
最後に、図３（ｄ）および図５（ｄ）に示すように、第１の電極１３と第３の電極２０が電気的に接続されるように個片状態の基体２２の一端部に、銀ペースト等の抵抗値の低い導電性ペーストを塗布して硬化させることによって第１の端子電極２４を形成するとともに、第２の電極１４と第４の電極２１が電気的に接続されるように個片状態の基体２２の他端部に、銀ペースト等の抵抗値の低い導電性ペーストを塗布して硬化させることによって第２の端子電極２５を形成する。その後、図１に示すように、この第１の端子電極２４および第２の端子電極２５に、はんだ付け性を確保するためにニッケルめっき層２６および錫めっき層２７を形成して、本発明の実施の形態１における過電圧保護部品を得るものである。
【００２９】
上記した製造方法によって製造された本発明の実施の形態１における過電圧保護部品は、通常使用時（定格電圧下）においては、第１の端子電極２４と第２の端子電極２５との間は電気的にオープンになっている。しかしながら、静電気やサージ等の過電圧が印加された場合には、第１のギャップ１２および／または第２のギャップ１９で放電して電流が流れるため、本発明の実施の形態１における過電圧保護部品はその現象を利用して静電気やサージ等の過電圧をグランドにバイパスさせて、電子機器を過電圧から保護するものである。
【００３０】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項１，２，４に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図６は本発明の実施の形態２における過電圧保護部品の断面図、図７（ａ）〜（ｅ）、図８（ａ）〜（ｄ）、図９（ａ）〜（ｅ）および図１０（ａ）〜（ｄ）は同過電圧保護部品の製造方法を示す製造工程図である。なお、図７（ａ）〜（ｅ）および図８（ａ）〜（ｄ）は個片状の仕掛かり品の断面図を示し、また、図９（ａ）〜（ｅ）および図１０（ａ）〜（ｄ）は個片状の仕掛かり品の上面図を示しているものである。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態２における過電圧保護部品の製造方法について説明する。
【００３３】
まず、図７（ａ）および図９（ａ）に示すように、未焼成のセラミックシートからなる第１の絶縁層３１の上面に第１の電極３２をスクリーン印刷工法を用いて２〜１０μｍの厚みで形成する。ここで、第１の絶縁層３１を構成するセラミックシートには、例えば、アルミナ粉末とガラス粉末の重量比が４０対６０の混合物からなり、かつ厚みが２０〜５０μｍで焼成温度が８００〜１０００℃である低温焼成セラミックを用いるのが好ましく、また、第１の電極３２には、金、銀パラジウム合金、銀のいずれかを主成分とする材料を用いるのが好ましい。なお、この図７（ａ）および図９（ａ）には、過電圧保護部品の個片サイズである長辺がＬ（ｍｍ）で短辺がＷ（ｍｍ）の矩形状の第１の絶縁層３１が示されているもので、以下の製造工程の説明でもこの個片サイズの絶縁層を用いて説明しているが、実際の製造工程では、この個片サイズの絶縁層を多数個縦横に得ることができるシート状の絶縁層を用いており、後述する焼成工程の前に個片状に分割しているものである。
【００３４】
次に、図７（ｂ）および図９（ｂ）に示すように、第１の絶縁層３１の上面と第１の電極３２の上面に、第１の絶縁層３１と第１の電極３２の一部が露出するように中央部に正方形または長方形の開口部を設けた未焼成のセラミックシートからなる第２の絶縁層３３を形成する。この第２の絶縁層３３を構成するセラミックシートにも、第１の絶縁層３１と同様に低温焼成セラミックを用いるのが好ましいものである。
【００３５】
次に、図７（ｃ）および図９（ｃ）に示すように、第１の絶縁層３１と第１の電極３２の露出部分を埋めるように樹脂３４を充填する。この樹脂３４の材料としては、後述する焼成工程において燃焼して分解・気化して消失するものであれば良く、例えばアクリル樹脂の一種であるアクリルビーズを用いることができる。
【００３６】
次に、図７（ｄ）および図９（ｄ）に示すように、第２の絶縁層３３の一部と樹脂３４の一部に重なるように、第２の電極３５をスクリーン印刷工法を用いて２〜５μｍの厚みで形成する。ここで、第２の電極３５に用いる材料も第１の電極３２と同様に、金、銀パラジウム合金、銀のいずれかを主成分とする材料を用いるのが好ましい。
【００３７】
次に、図７（ｅ）および図９（ｅ）に示すように、第２の絶縁層３３，樹脂３４および第２の電極３５を完全に覆うように、未焼成のセラミックシートからなる第３の絶縁層３６を形成する。この第３の絶縁層３６を構成するセラミックシートにも、第１の絶縁層３１と同様に低温焼成セラミックを用いるのが好ましいものである。
【００３８】
次に、図８（ａ）および図１０（ａ）に示すように、第３の絶縁層３６の一端から他端にかけて導体層３７を形成する。この導体層３７は耐熱性に優れた導電性材料を用いて薄く均一に形成することが好ましく、この場合、第１の電極３２および第２の電極３５と同一の材料を用いて形成してもよく、あるいはチタン、ニッケル、タングステン、モリブデンのいずれかを主成分とするスパッタ膜を単層あるいは複層構造にして形成してもよいものである。特に導体層３７を第１のチタン薄膜、中間のタングステン薄膜、第２のチタン薄膜の３層構造とした場合には、第１のチタン薄膜で第３の絶縁層３６との密着性を確保し、そして中間のタングステン薄膜により抵抗値が低くかつ耐熱性に優れたものを得ることができ、さらに第２のチタン薄膜で中間のタングステン薄膜表面の酸化に起因する抵抗値の増加を抑制することができるもので、このような３層構造の構成によって抵抗値が低くかつ耐熱性に優れた導体層３７が得られるものである。また、この導体層３７は、第１の電極３２および第２の電極３５の幅よりも広く形成しているものである。
【００３９】
次に、図８（ｂ）および図１０（ｂ）に示すように、導体層３７をＵＶレーザーを用いて切削することにより間隔が５〜２０μｍの第２のギャップ３８を形成し、この第２のギャップ３８を隔てて互いに対向する第３の電極３９および第４の電極４０を形成する。
【００４０】
この第２のギャップ３８を形成した後、シート状の仕掛かり品をブレイク工法、ダイシング工法等を用いて個片状態とし、そして第１の絶縁層３１、第２の絶縁層３３、第３の絶縁層３６、第１の電極３２、第２の電極３５、第３の電極３９および第４の電極４０を同時に焼成することにより、基体４１を形成する。この焼成工程を行うことにより、第１の絶縁層３１と第１の電極３２の露出部分を埋めるように充填された樹脂３４を分解・気化させて消失させ、図８（ｃ）および図１０（ｃ）に示すように、放電空間となる空洞４２を形成して、第１の電極３２と第２の電極３５が第１のギャップ４３を隔てて互いに対向するような構成とする。この場合、前記第２のギャップ３８の間隔は第１のギャップ４３の間隔よりも狭く形成し、また、第２のギャップ３８を隔てて互いに対向する第３の電極３９および第４の電極４０の幅は、第１のギャップ４３を隔てて互いに対向する第１の電極３２および第２の電極３５の幅よりも広く形成しているものである。
【００４１】
最後に、図８（ｄ）および図１０（ｄ）に示すように、第１の電極３２と第３の電極３９が電気的に接続されるように個片状態の基体４１の一端部に、銀ペースト等の抵抗値の低い導電性ペーストを塗布して硬化させることによって第１の端子電極４４を形成するとともに、第２の電極３５と第４の電極４０が電気的に接続されるように個片状態の基体４１の他端部に、銀ペースト等の抵抗値の低い導電性ペーストを塗布して硬化させることによって第２の端子電極４５を形成する。その後、図６に示すように、この第１の端子電極４４および第２の端子電極４５に、はんだ付け性を確保するためにニッケルめっき層４６および錫めっき層４７を形成して、本発明の実施の形態２における過電圧保護部品を得るものである。
【００４２】
上記した製造方法によって製造された本発明の実施の形態２における過電圧保護部品は、通常使用時（定格電圧下）においては、第１の端子電極４４と第２の端子電極４５との間は電気的にオープンになっている。しかしながら、静電気やサージ等の過電圧が印加された場合には、第１のギャップ４３および／または第２のギャップ３８で放電して電流が流れるため、本発明の実施の形態２における過電圧保護部品はその現象を利用して静電気やサージ等の過電圧をグランドにバイパスさせて、電子機器を過電圧から保護するものである。
【００４３】
次に、上記のように構成した本発明の実施の形態１，２における過電圧保護部品について、以下に示すような試験を実施した。図１１に示すように、本発明の実施の形態１，２における過電圧保護部品５１の一方の端子をグランド５２に接地するとともに、他方の端子から引き出した静電気パルス印加部５３に静電気試験ガン５４を接触させて静電気パルスを印加した。静電気試験の条件は放電抵抗を３３０Ω、放電容量を１５０ｐＦ、印加電圧を８ｋＶとした。
【００４４】
図１２は、図１１に示す静電気試験の試験結果を、従来の過電圧保護部品と本発明の実施の形態１，２における過電圧保護部品においてそれぞれ示したグラフである。このグラフにおいて、横軸は静電気パルスを印加した繰り返し回数を示し、また縦軸はその際のピーク電圧を示す。なお、ピーク電圧の増加は、より高い電圧の静電気が印加されないと過電圧保護部品が動作しなくなることを意味するため、過電圧保護部品の電極の劣化を示すものである。
【００４５】
上記図１２からも明らかなように、本発明の実施の形態１，２における過電圧保護部品においては、静電気印加を繰り返した場合でも、過電圧保護部品が動作するピーク電圧の上昇傾向が従来の過電圧保護部品に比べて緩やかであるため、静電気印加を繰り返した場合でもピーク電圧が低く静電気放電（ＥＳＤ）の抑制特性が安定している効果が得られていることがわかる。この理由は次のように考えられる。
【００４６】
上記した本発明の実施の形態１，２のように、基体２２，４１の内部において第１のギャップ１２，４３を隔てて互いに対向する第１の電極１３，３２および第２の電極１４，３５を形成し、かつ基体２２，４１の上面において第２のギャップ１９，３８を隔てて互いに対向する第３の電極２０，３９および第４の電極２１，４０を形成し、そして、基体２２，４１の一方の側面において第１の電極１３，３２と第３の電極２０，３９を第１の端子電極２４，４４によって電気的に接続し、さらに基体２２，４１の他方の側面において第２の電極１４，３５と第４の電極２１，４０を第２の端子電極２５，４５によって電気的に接続した構成の過電圧保護部品においては、この過電圧保護部品に静電気を印加した場合、まず基体２２，４１の内部の放電空間内に位置する第１のギャップ１２，４３から放電を開始する。そして、静電気印加を繰り返した場合、第１のギャップ１２，４３を隔てて互いに対向する第１の電極１３，３２および第２の電極１４，３５を構成する材料が発熱して少しずつ溶解し、第１のギャップ１２，４３の間隔が広がる傾向が見られる。このように、静電気印加が繰り返されて第１のギャップ１２，４３の間隔が広がることによって放電開始電圧が高くなった後は、基体２２，４１の上面に形成された第２のギャップ１９，３８も第１のギャップ１２，４３と同時に機能して過電圧保護部品が引き続き動作するため、第１のギャップ１２，４３のみに電界が集中することはなくなり、これにより、電子機器を静電気やサージ等の過電圧の繰り返し印加から確実に保護することができるものである。この動作原理を、図１３を用いて説明する。
【００４７】
図１３は、本発明の実施の形態１，２における過電圧保護部品の動作原理を示す図である。一般に、ギャップを隔てて対向する一対の電極間に静電気やサージ等の過電圧が印加された際のギャップの放電開始電圧は、ギャップへの電界の集中度合いによって決まるため、ギャップの間隔が広くなるほど放電開始電圧が高くなり、また電極の幅が広くなるほど放電開始電圧が高くなることが知られている。そこで、横軸にギャップの間隔を、縦軸に電極の幅をとって、ギャップの放電開始電圧がＶ１，Ｖ２（Ｖ１＜Ｖ２）である場合の放電可能領域をグラフで示すと、それぞれ図１３の太い実線および太い点線で示される双曲線より下側の領域となる。本発明の実施の形態１，２における過電圧保護部品においては、基体２２，４１の内部に設けられた第１のギャップ１２，４３は、ギャップの間隔は広いものの電極の幅が狭いため、電界が集中しやすい設計となっている。一方、基体２２，４１の上面に設けられた第２のギャップ１９，３８は、ギャップの間隔は狭いものの電極の幅が広いため、電界が集中しにくい構造となっている。
【００４８】
ここで、第１のギャップ１２，４３の初期のギャップ間隔をＧ１ｓ、静電気が繰り返し印加されて第１のギャップ１２，４３が劣化した後のギャップ間隔をＧ１ｅ、第２のギャップ１９，３８の初期のギャップ間隔をＧ２ｓ、第１の電極１３，３２および第２の電極１４，３５の幅をＷ１、第３の電極２０，３９および第４の電極２１，４０の幅をＷ２とした場合、静電気を印加した初期で放電開始電圧がＶ１の時には、図１３のＡ点に示されるように、第１のギャップ１２，４３のみが放電を開始する。その後、第１のギャップ１２，４３の放電が繰り返されて第１のギャップ１２，４３が劣化し、これにより、第１のギャップ１２，４３の間隔が広がってＧ１ｓからＧ１ｅに変化した場合には、図１３のＢ点に示されるように、放電開始電圧がＶ１からＶ２に上昇する。この時、図１３のＣ点に示されるように、第１のギャップ１２，４３のみならず第２のギャップ１９，３８でも放電が開始するようになる。
【００４９】
このように、静電気やサージ等の過電圧印加が繰り返されて第１のギャップ１２，４３が劣化し、放電開始電圧がＶ１からＶ２に上昇した場合には、第１のギャップ１２，４３のみならず第２のギャップ１９，３８でも放電が開始して、第１のギャップ１２，４３と第２のギャップ１９，３８に電流が分かれて流れることになり、これにより、第１のギャップ１２，４３のみに電界が集中することはなくなるため、第１の電極１３，３２および第２の電極１４，３５の劣化を抑制することができ、これにより、電子機器を静電気やサージ等の過電圧の繰り返し印加から確実に保護することができるものである。
【００５０】
以上のような理由により、図１５に示すような従来の過電圧保護部品に比べて、本発明の実施の形態１，２における過電圧保護部品は、基体２２，４１の内部において第１のギャップ１２，４３を隔てて互いに対向する第１の電極１３，３２および第２の電極１４，３５を形成し、かつ基体２２，４１の上面において第２のギャップ１９，３８を隔てて互いに対向する第３の電極２０，３９および第４の電極２１，４０を形成して、そして、基体２２，４１の一方の側面において第１の電極１３，３２と第３の電極２０，３９を第１の端子電極２４，４４によって電気的に接続し、さらに基体２２，４１の他方の側面において第２の電極１４，３５と第４の電極２１，４０を第２の端子電極２５，４５によって電気的に接続した構成としているため、静電気やサージ等の過電圧印加の初期段階においては、放電開始電圧が低く、基体２２，４１の内部の空洞に設けられた第１のギャップ１２，４３のみが放電して過電圧保護部品が動作し、そして、その後過電圧印加が繰り返されて第１のギャップ１２，４３が劣化して、第１のギャップ１２，４３の放電開始電圧が上昇した場合には、基体２２，４１の上面に設けられた第２のギャップ１９，３８も第１のギャップ１２，４３と同時に機能して放電することにより過電圧保護部品が引き続き動作することになるため、第１のギャップ１２，４３のみに電界が集中することはなくなり、これにより、電子機器を静電気やサージ等の過電圧の繰り返し印加から確実に保護することができる過電圧保護部品が得られるものである。
【００５１】
なお、上記本発明の実施の形態１，２においては、基体２２，４１の内部において第１のギャップ１２，４３を隔てて互いに対向する第１の電極１３，３２および第２の電極１４，３５を設けた構成について説明したが、この構成に限定されるものではなく、例えば図１４に示す構成のように、絶縁層や電極を積層するプロセスを繰り返して第１のギャップ１２を基体２２の厚み方向に複数個形成してもよく、このような構成にした場合においても、上記した本発明の実施の形態１，２と同様の効果が得られるものである。
【００５２】
また、上記本発明の実施の形態１，２においては、基体２２，４１の上面において第２のギャップ１９，３８を隔てて互いに対向する第３の電極２０，３９および第４の電極２１，４０を設けた構成について説明したが、この構成に限定されるものではなく、第２のギャップ１９，３８を基体２２，４１の上面に複数本並列に、あるいは複数本直列に設けてもよく、このような構成にした場合においても、上記した本発明の実施の形態１，２と同様の効果が得られるものである。
【００５３】
そしてまた、上記本発明の実施の形態１，２においては、第１の絶縁層１１，３１、第２の絶縁層１５，３３および第３の絶縁層１７，３６を形成する際に、アルミナ粉末とガラス粉末の重量比が４０対６０の混合物からなる低温焼成セラミックシートを用いた構成について説明したが、この構成に限定されるものではなく、第１の絶縁層１１，３１、第２の絶縁層１５，３３および第３の絶縁層１７，３６に他の絶縁シート、例えば９６アルミナ、ムライト、フォルステライト等を用いてもよく、このような構成にした場合においても、上記した本発明の実施の形態１，２と同様の効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る過電圧保護部品は、電子機器を静電気やサージ等の繰り返し印加から確実に保護することができるという効果を有するものであり、特に、高い信頼性が要求される車載用の電子機器を静電気から保護する過電圧保護部品に適用することにより有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１における過電圧保護部品の断面図
【図２】（ａ）〜（ｄ）同過電圧保護部品の製造方法を示す製造工程図
【図３】（ａ）〜（ｄ）同過電圧保護部品の製造方法を示す製造工程図
【図４】（ａ）〜（ｄ）同過電圧保護部品の製造方法を示す製造工程図
【図５】（ａ）〜（ｄ）同過電圧保護部品の製造方法を示す製造工程図
【図６】本発明の実施の形態２における過電圧保護部品の断面図
【図７】（ａ）〜（ｅ）同過電圧保護部品の製造方法を示す製造工程図
【図８】（ａ）〜（ｄ）同過電圧保護部品の製造方法を示す製造工程図
【図９】（ａ）〜（ｅ）同過電圧保護部品の製造方法を示す製造工程図
【図１０】（ａ）〜（ｄ）同過電圧保護部品の製造方法を示す製造工程図
【図１１】本発明の実施の形態１，２における過電圧保護部品の静電気試験方法を示す模式図
【図１２】同過電圧保護部品の静電気試験の試験結果を示す図
【図１３】同過電圧保護部品の動作原理を示す図
【図１４】本発明の他の実施の形態における過電圧保護部品の断面図
【図１５】従来の過電圧保護部品の断面図
【符号の説明】
【００５６】
１１，３１  第１の絶縁層
１２，４３  第１のギャップ
１３，３２  第１の電極
１４，３５  第２の電極
１５，３３  第２の絶縁層
１６，３４  樹脂
１７，３６  第３の絶縁層
１８，３７  導体層
１９，３８  第２のギャップ
２０，３９  第３の電極
２１，４０  第４の電極
２２，４１  基体
２３，４２  空洞
２４，４４  第１の端子電極
２５，４５  第２の端子電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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