(57)【要約】  ＥＳＤ保護装置は、素体と、素体内に設けられる第１放電電極および第２放電電極とを有する。第１放電電極と第２放電電極とは、隙間を介して対向される。素体は、第１放電電極と第２放電電極との間の隙間を含むと共に第１放電電極および第２放電電極が露出される空洞部を有する。空洞部の第１放電電極側の第１空間は、空洞部の第２放電電極側の第２空間よりも、小さい。
2016098623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素体と、
前記素体内に設けられる第１放電電極および第２放電電極と
を備え、
前記第１放電電極と前記第２放電電極とは、隙間を介して対向され、
前記素体は、前記第１放電電極と前記第２放電電極との間の前記隙間を含むと共に前記第１放電電極および前記第２放電電極が露出される空洞部を有し、
前記空洞部の前記第１放電電極側の第１空間は、前記空洞部の前記第２放電電極側の第２空間よりも小さい、ＥＳＤ保護装置。
【請求項２】
前記第１空間の前記素体の高さ方向の長さは、前記第２空間の前記素体の高さ方向の長さよりも小さい、請求項１に記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項３】
前記第１空間の電界集中度は、前記第２空間の電界集中度よりも大きい、請求項１または２に記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項４】
前記第１放電電極および前記第２放電電極の対向方向と前記素体の高さ方向とを含む縦断面において、
前記空洞部の内面と、前記第１放電電極の外面と、前記第１放電電極の前記第２放電電極側の端部に接すると共に高さ方向に延びる第１直線とで囲まれた前記第１空間の断面面積は、前記空洞部の内面と、前記第２放電電極の外面と、前記第２放電電極の前記第１放電電極側の端部に接すると共に高さ方向に延びる第２直線とで囲まれた前記第２空間の断面面積よりも、小さい、請求項１から３の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項５】
前記縦断面において、前記空洞部の内面と前記第１放電電極の外面との成す第１角度は、前記空洞部の内面と前記第２放電電極の外面との成す第２角度よりも、小さい、請求項４に記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項６】
前記第１角度は、鋭角であり、前記第２角度は、９０°または鈍角である、請求項５に記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項７】
前記素体は、前記空洞部が設けられる第１部分と、前記第１部分と接続されると共に前記第１放電電極および前記第２放電電極が設けられる第２部分とを有し、
前記第１部分と前記第２部分との接続部分には、段差が設けられる、請求項１から６の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項８】
複数の第１セラミックシートに、同一形状の孔部を設け、前記複数の第１セラミックシートを、それぞれの前記孔部が重なって空洞部を形成するように、積層して、第１積層体を準備する工程と、
複数の第２セラミックシートと第１放電電極および第２放電電極とを積層して、第２積層体を準備する工程と、
前記第１積層体の積層方向と前記第２積層体の積層方向とが異なる方向となり、前記第１放電電極および前記第２放電電極が前記空洞部に面するように、前記第１積層体と前記第２積層体とを重ねて第３積層体を形成する工程と、
前記第３積層体を焼成する工程と
を備えるＥＳＤ保護装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＳＤ保護装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＳＤ保護装置としては、特開２０１３−１６８２２６号公報（特許文献１）に記載されたものがある。ＥＳＤ保護装置は、セラミックからなる素体と、素体内に設けられた第１放電電極および第２放電電極とを有する。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。素体は、隙間を含むドーム形状の空洞部を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６８２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＥＳＤ保護装置では、放電開始電圧が低いほど、ＥＳＤ保護特性が高いとされる。本願発明者は、放電開始電圧が素体の空洞部の形状に起因することを見出した。つまり、従来のＥＳＤ保護装置のように、空洞部の形状が、ドーム形状であると、第１放電電極側と第２放電電極側では、空洞部の形状が対称となり、空洞部の大きさが同じとなる。本願発明者は、このときの空洞部内の電界は、第１放電電極側と第２放電電極側とで、平等電界となるため、放電開始電圧は低下しないということを見出した。【０００５】
そこで、本発明の課題は、放電開始電圧が低下してＥＳＤ保護特性が高くなるＥＳＤ保護装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明のＥＳＤ保護装置は、
素体と、
前記素体内に設けられる第１放電電極および第２放電電極と
を備え、
前記第１放電電極と前記第２放電電極とは、隙間を介して対向され、
前記素体は、前記第１放電電極と前記第２放電電極との間の前記隙間を含むと共に前記第１放電電極および前記第２放電電極が露出される空洞部を有し、
前記空洞部の前記第１放電電極側の第１空間は、前記空洞部の前記第２放電電極側の第２空間よりも小さい。【０００７】
本発明のＥＳＤ保護装置によれば、第１放電電極側の第１空間は、第２放電電極側の第２空間よりも小さいので、第１空間の電界集中度が、第２空間の電界集中度よりも大きくなる。これにより、第１放電電極を１次側（プラス側）に接続し、第２放電電極を２次側（グランド側）に接続すると、空洞部内の電界は、第１空間と第２空間とで、不平等電界となる。このように、第１空間での電界集中度が増加して、その近傍で部分放電を生じやすくなる。この部分放電を起点として電子なだれが順次発生し、全路放電に至る。このように、本発明では、従来と比べて部分放電が低電圧で生じるため、結果として、第１放電電極と第２放電電極との間の全路放電の開始電圧が下がる。【０００８】
また、一実施形態のＥＳＤ保護装置では、前記第１空間の前記素体の高さ方向の長さは、前記第２空間の前記素体の高さ方向の長さよりも小さい。【０００９】
ここで、高さ方向の長さとは、高さ方向の平均的な長さをいう。【００１０】
前記実施形態のＥＳＤ保護装置によれば、第１空間の素体の高さ方向の長さは、第２空間の素体の高さ方向の長さよりも小さいので、簡単な構成で、第１空間を第２空間よりも小さくできる。【００１１】
また、一実施形態のＥＳＤ保護装置では、前記第１空間の電界集中度は、前記第２空間の電界集中度よりも大きい。【００１２】
前記実施形態のＥＳＤ保護装置によれば、第１空間の電界集中度は、第２空間の電界集中度よりも大きいので、第１放電電極と第２放電電極との間の全路放電の開始電圧が下がる。【００１３】
また、一実施形態のＥＳＤ保護装置では、
前記第１放電電極および前記第２放電電極の対向方向と前記素体の高さ方向とを含む縦断面において、
前記空洞部の内面と、前記第１放電電極の外面と、前記第１放電電極の前記第２放電電極側の端部に接すると共に高さ方向に延びる第１直線とで囲まれた前記第１空間の断面面積は、前記空洞部の内面と、前記第２放電電極の外面と、前記第２放電電極の前記第１放電電極側の端部に接すると共に高さ方向に延びる第２直線とで囲まれた前記第２空間の断面面積よりも、小さい。【００１４】
前記実施形態のＥＳＤ保護装置によれば、縦断面において、第１空間の断面面積は、第２空間の断面面積よりも、小さいので、第１空間を第２空間よりも小さくできる。したがって、第１空間での電界集中度が高くなって、放電開始電圧を低下できる。【００１５】
また、一実施形態のＥＳＤ保護装置では、前記縦断面において、前記空洞部の内面と前記第１放電電極の外面との成す第１角度は、前記空洞部の内面と前記第２放電電極の外面との成す第２角度よりも、小さい。【００１６】
前記実施形態のＥＳＤ保護装置によれば、縦断面において、空洞部の内面と第１放電電極の外面との成す第１角度は、空洞部の内面と第２放電電極の外面との成す第２角度よりも、小さい。これにより、第１空間の断面面積を第２空間の断面面積よりも一層小さくでき、第１空間での電界集中度がより高くなって、放電開始電圧をより低下できる。【００１７】
また、一実施形態のＥＳＤ保護装置では、前記第１角度は、鋭角であり、前記第２角度は、９０°または鈍角である。【００１８】
前記実施形態のＥＳＤ保護装置によれば、第１角度は、鋭角であり、第２角度は、９０°または鈍角である。これにより、第１空間の断面面積を第２空間の断面面積よりも一層小さくできて、放電開始電圧をより低下できる。【００１９】
また、一実施形態のＥＳＤ保護装置では、
前記素体は、前記空洞部が設けられる第１部分と、前記第１部分と接続されると共に前記第１放電電極および前記第２放電電極が設けられる第２部分とを有し、
前記第１部分と前記第２部分との接続部分には、段差が設けられる。【００２０】
前記実施形態のＥＳＤ保護装置によれば、素体は、第１部分と第２部分とを有し、第１部分と第２部分との接続部分には、段差が設けられる。これにより、第１部分と第２部分とを別々に製造してから、第１部分と第２部分とを接続して、素体を構成することができる。したがって、空洞部が設けられる第１部分を、第２部分とは異なる方法で製造することができ、所望の形状の空洞部を適切な方法で形成できる。【００２１】
また、一実施形態のＥＳＤ保護装置の製造方法では、
複数の第１セラミックシートに、同一形状の孔部を設け、前記複数の第１セラミックシートを、それぞれの前記孔部が重なって空洞部を形成するように、積層して、第１積層体を準備する工程と、
複数の第２セラミックシートと第１放電電極および第２放電電極とを積層して、第２積層体を準備する工程と、
前記第１積層体の積層方向と前記第２積層体の積層方向とが異なる方向となり、前記第１放電電極および前記第２放電電極が前記空洞部に面するように、前記第１積層体と前記第２積層体とを重ねて第３積層体を形成する工程と、
前記第３積層体を焼成する工程と
を備える。【００２２】
前記実施形態のＥＳＤ保護装置の製造方法によれば、複数の第１セラミックシートに、同一形状の孔部を設け、複数の第１セラミックシートを、それぞれの孔部が重なって空洞部を形成するように、積層して、第１積層体を準備する。これにより、第１積層体の積層方向における空洞部の内面形状を滑らかに形成できる。また、第１積層体の積層方向に直交する方向の一方と他方の大きさが非対称となる空洞部を簡単に形成できる。【００２３】
また、第１積層体の積層方向と第２積層体の積層方向とが異なる方向となり、第１放電電極および第２放電電極が空洞部に面するように、第１積層体と第２積層体とを重ねて第３積層体を形成する。これにより、空洞部の第１放電電極側の空間と、空洞部の第２放電電極側の空間とを、容易に異ならせることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のＥＳＤ保護装置およびその製造方法によれば、放電開始電圧が低下して、ＥＳＤ保護特性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】空洞部の拡大断面図である。
【図５Ａ】ＥＳＤ保護装置の製造方法を説明する説明図である。
【図５Ｂ】ＥＳＤ保護装置の製造方法を説明する説明図である。
【図６Ａ】ＥＳＤ保護装置の製造方法を説明する説明図である。
【図６Ｂ】ＥＳＤ保護装置の製造方法を説明する説明図である。
【図６Ｃ】ＥＳＤ保護装置の製造方法を説明する説明図である。
【図６Ｄ】ＥＳＤ保護装置の製造方法を説明する説明図である。
【図６Ｅ】ＥＳＤ保護装置の製造方法を説明する説明図である。
【図６Ｆ】ＥＳＤ保護装置の製造方法を説明する説明図である。
【図７Ａ】本発明の第２実施形態のＥＳＤ保護装置を示すＸＹ断面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＣ−Ｃ断面図である。
【図８Ａ】本発明の第３実施形態のＥＳＤ保護装置を示すＸＺ断面図である。
【図８Ｂ】ＥＳＤ保護装置を示すＸＺ断面図である。
【図８Ｃ】ＥＳＤ保護装置を示すＸＺ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２７】
（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、素体１０の外面に設けられた第１外部電極４１および第２外部電極４２とを有する。
【００２８】
素体１０は、略直方体状に形成され、長さと幅と高さを有する。素体１０の長さ方向をＸ方向とし、素体１０の幅方向をＹ方向とし、素体１０の高さ方向をＺ方向とする。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。第１端面１０ａと第２端面１０ｂとは、Ｘ方向に位置する。
【００２９】
第１放電電極２１および第２放電電極２２は、素体１０内に同一高さに設けられている。第１放電電極２１の一端と第２放電電極２２の一端とは、隙間Ｇを介して、対向されている。第１放電電極２１および第２放電電極２２の対向方向は、Ｘ方向に一致する。第１放電電極２１は、第１外部電極４１に接続され、第２放電電極２２は、第２外部電極４２に接続されている。
【００３０】
放電補助電極３０は、第１放電電極２１と第２放電電極２２とを接続し、隙間Ｇに面している。素体１０は、隙間Ｇを含む空洞部１００を有する。第１放電電極２１の第２放電電極２２に対向する部分と第２放電電極２２の第１放電電極２１に対向する部分とは、空洞部１００に露出している。
【００３１】
空洞部１００の第１放電電極２１側の第１空間１０１は、空洞部１００の第２放電電極２２側の第２空間１０２よりも、小さくて、第１空間１０１の電界集中度が、第２空間１０２の電界集中度よりも大きくなる。つまり、第１空間１０１のＸ方向の大きさ（長さ）は、第２空間１０２のＸ方向の大きさ（長さ）よりも小さく、または／および、第１空間１０１のＹ方向の大きさ（長さ）は、第２空間１０２のＹ方向の大きさ（長さ）よりも小さく、または／および、第１空間１０１のＺ方向の大きさ（長さ）は、第２空間１０２のＺ方向の大きさ（長さ）よりも小さい。ここで、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の大きさとは、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の平均的な大きさをいう。このように、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の大きさを調整することで、簡単な構成で、第１空間１０１を第２空間１０２よりも小さくできる。
【００３２】
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。具体的に述べると、第１外部電極４１を電子機器の端子に接続し、第２外部電極４２をグランドに接続したとき、電子機器の静電気は、第１外部電極４１および第１放電電極２１から第２放電電極２２および第２外部電極４２に伝わる。
【００３３】
第１放電電極２１から第２放電電極２２への静電気の放電には、気中放電と、放電補助電極３０を経由した放電とがある。気中放電は、空洞部１００を伝わる放電である。放電補助電極３０を経由した放電は、放電補助電極３０の表面を流れる電流による放電（沿面放電）と、放電補助電極３０の内部を流れる電流による放電である。
【００３４】
前記ＥＳＤ保護装置１では、空洞部１００の第１放電電極２１側の第１空間１０１は、空洞部１００の第２放電電極２２側の第２空間１０２よりも、小さいので、第１空間１０１の電界集中度が、第２空間１０２の電界集中度よりも大きくなる。これにより、空洞部１００における第１放電電極２１から第２放電電極２２への放電において、空洞部１００内の電界は、第１空間１０１と第２空間１０２とで、不平等電界となる。これにより、第１空間１０１での電界集中度が増加し、その近傍で部分放電を生じやすくなる。この部分放電を起点として電子なだれが順次発生し、全路放電に至る。このように、本発明では、従来と比べて部分放電が低電圧で生じるため、結果として、第１放電電極２１と第２放電電極２２との間の全路放電の開始電圧が下がる。なお、素体１０の誘電率を大きくすることが好ましく、第１空間１０１で電界集中を起こしやすくなる。
【００３５】
素体１０は、複数のセラミック層を積層し焼成して構成される。具体的に述べると、素体１０は、空洞部１００が設けられる第１部分１１と、第１部分１１と接続されると共に第１放電電極２１および第２放電電極２２が設けられる第２部分１２とを有する。第１部分１１は、Ｙ方向に積層され焼成されたセラミック層から構成される。第２部分１２は、Ｚ方向に積層され焼成されたセラミック層から構成される。
【００３６】
第１部分１１と第２部分１２との接続部分には、段差１５が設けられる。これは、第１部分１１と第２部分１２とを別々に製造してから、第１部分１１と第２部分１２とを接続して、素体１０を構成しているからである。このように、空洞部１００が設けられる第１部分１１を、第２部分１２とは異なる方法で製造することができるため、所望の形状の空洞部１００を適切な方法で形成できる。
【００３７】
セラミック層は、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（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）から構成される。セラミック層は、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く、または、ガラス成分を含んでいてもよい。
【００３８】
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、Ｘ方向に対向して配置される。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。
【００３９】
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と、第２放電電極２２の第２端部２２２とは、隙間Ｇをあけて対向している。
【００４０】
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。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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。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。
【００４３】
空洞部１００の内面形状は、Ｚ方向からみて、矩形状に形成され、放電補助電極３０に重なる。つまり、空洞部１００のＹ方向の大きさは、放電補助電極３０のＹ方向の大きさと略同じである。空洞部１００のＸ方向の大きさは、放電補助電極３０のＸ方向の大きさよりも大きく、第１放電電極２１の第２端部２１２および第２放電電極２２の第２端部２２２に重なる大きさを有する。また、空洞部１００の内面形状は、ＸＺ断面において、三角形状に形成されている。このように、空洞部１００の内面形状は、三角柱状に形成されている。
【００４４】
図４は、空洞部１００の拡大断面図である。図４に示すように、第１放電電極２１および第２放電電極２２の対向方向（Ｘ方向）と素体１０の高さ方向（Ｚ方向）とを含む縦断面（ＸＺ断面）において、第１空間１０１は、空洞部１００の内面１００ａと、第１放電電極２１の外面２１ａと、第１放電電極２１の第２端部２１２に接すると共に高さ方向に延びる第１直線Ｌ１とで囲まれた空間である。第２空間１０２は、空洞部１００の内面１００ａと、第２放電電極２２の外面２２ａと、第２放電電極２２の第２端部２２２に接すると共に高さ方向に延びる第２直線Ｌ２とで囲まれた空間である。図中、分かりやすくするために、第１空間１０１および第２空間１０２をハッチングにて示している。
【００４５】
第１空間１０１の断面面積は、第２空間１０２の断面面積よりも、小さい。具体的に述べると、空洞部１００の内面１００ａと第１放電電極２１の外面２１ａとの成す第１角度θ１は、空洞部１００の内面１００ａと第２放電電極２２の外面２２ａとの成す第２角度θ２よりも、小さい。例えば、第１角度θ１は鋭角であり、第２角度θ２は９０°である。
【００４６】
このように、第１角度θ１は第２角度θ２よりも小さいので、第１空間１０１の断面面積を第２空間１０２の断面面積よりも一層小さくでき、第１空間１０１での電界集中度がより高くなって、放電開始電圧をより低下できる。さらに、第１角度θ１は鋭角であり、第２角度θ２は９０°であるので、第１空間１０１の断面面積を第２空間１０２の断面面積よりも一層小さくできて、放電開始電圧をより低下できる。
【００４７】
なお、第１空間１０１のＸ方向の大きさを、第２空間１０２のＸ方向の大きさよりも小さくし、または／および、第１空間１０１のＺ方向の大きさを、第２空間１０２のＺ方向の大きさよりも小さくするようにしてもよい。
【００４８】
次に、前記ＥＳＤ保護装置１の製造方法について説明する。
【００４９】
図５Ａに示すように、第１セラミックシート１１０に、複数の同一形状の孔部１１１を設ける。隣り合う孔部１１１の間には、カット線１１２が設けられている。カット線１１２は、実際に刻まれていてもよく、または、仮想的で実在しなくてもよい。カット線１１２の位置は、各ＥＳＤ保護装置１（チップ毎）の大きさに対応している。つまり、１枚の第１セラミックシート１１０には、複数のチップに対応して孔部１１１が設けられる。孔部１１１は、金型で打ち抜かれて形成される。図５Ｂに示すように、孔部１１１の形状は、空洞部１００のＸＺ断面の形状に対応した三角形である。例えば、孔部１１１のＺ方向の寸法は、３０μｍであり、孔部１１１のＸ方向の寸法は、１４０μｍである。孔部１１１の内角は、３０°と６０°と９０°である。
【００５０】
その後、図６Ａに示すように、複数の第１セラミックシート１１０を、それぞれの孔部１１１が重なって空洞部１００を形成するように、積層する。複数の第１セラミックシート１１０は、Ｙ方向に積層されている。また、複数の第１セラミックシート１１０を、孔部１１１のない第２セラミックシート１２０にて、Ｙ方向から挟む。第２セラミックシート１２０にも、カット線１２２が設けられている。そして、カット線１１２，１２２にて切断して、図６Ｂに示すように、各チップの大きさに対応した第１積層体２１１を準備する。第１積層体２１１（第１、第２セラミックシート１１０，１２０）の積層方向は、Ｙ方向である。
【００５１】
さらに、図６Ｃに示すように、複数の第２セラミックシート１２０を、Ｚ方向に積層して、カット線１２２にて切断して、各チップの大きさに対応させる。そして、図６Ｄに示すように、各チップの大きさに対応した複数の第２セラミックシート１２０に、第１放電電極２１および第２放電電極２２を積層して、第２積層体２１２を準備する。第２積層体２１２（第２セラミックシート１２０）の積層方向は、Ｚ方向である。
【００５２】
その後、図６Ｅに示すように、第１積層体２１１と第２積層体２１２とを重ねて第３積層体２１３を形成する。第１積層体２１１と第２積層体２１２は、金型にてプレスされて、圧着される。このとき、第１積層体２１１の積層方向（Ｙ方向）と第２積層体２１２の積層方向（Ｚ方向）とは、異なる方向となる。また、図３に参照するように、第１放電電極２１および第２放電電極２２は、空洞部１００に面している。
【００５３】
その後、第３積層体２１３を焼成して、図６Ｆに示すように、素体１０を形成する。このとき、第１、第２積層体２１１，２１２の各シート１１０，１２０の境界は、焼成により消失するが、第１積層体２１１が焼成されてなる第１部分１１と、第２積層体２１２が焼成されてなる第２部分１２との境界は、段差１５として残る。その後、素体１０に第１、第２外部電極２１，２２を設けて、ＥＳＤ保護装置１を作製する。
【００５４】
前記ＥＳＤ保護装置１の製造方法によれば、複数の第１セラミックシート１１０に、同一形状の孔部１１１を設け、複数の第１セラミックシート１１０を、それぞれの孔部１１１が重なって空洞部１００を形成するように、積層して、第１積層体２１１を準備する。これにより、第１積層体２１１の積層方向（Ｙ方向）における空洞部１００の内面形状を滑らかに形成できる。また、第１積層体２１１の積層方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）の一方と他方の大きさが非対称となる空洞部１００を簡単に形成できる。
【００５５】
また、第１積層体２１１の積層方向（Ｙ方向）と第２積層体２１２の積層方向（Ｚ方向）とが異なる方向となり、第１、第２放電電極２１，２２が空洞部１００に面するように、第１積層体２１１と第２積層体２１２とを重ねて第３積層体２１３を形成する。これにより、空洞部１００の第１放電電極２１側の空間と、空洞部１００の第２放電電極２２側の空間とを、容易に異ならせることができる。
【００５６】
これに対して、第１積層体の積層方向と第２積層体の積層方向とを同じ方向とする場合、第１積層体に第１放電電極側の空間と第２放電電極側の空間とが異なる空洞部を形成しようとすると、第１積層体を構成する複数の第１セラミックシートに異なる形状の孔部を設ける必要がある。このため、空洞部の内面形状を滑らかに形成することが困難となる。
【００５７】
（第２実施形態）
図７Ａは、本発明の第２実施形態のＥＳＤ保護装置を示すＸＹ断面図である。図７Ｂは、図７ＡのＣ−Ｃ断面図である。第２実施形態は、第１実施形態とは、第１放電電極および第２放電電極の対向方向が相違する。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。
【００５８】
図７Ａと図７Ｂに示すように、ＥＳＤ保護装置１Ａでは、第１放電電極２１Ａおよび第２放電電極２２Ａの対向方向は、Ｙ方向に一致する。第１放電電極２１Ａおよび第２放電電極２２Ａは、それぞれ、中央部に屈曲を有すると共に略Ｘ方向に延在している。第１放電電極２１Ａの第２端部２１２と、第２放電電極２２Ａの第２端部２２２とは、Ｙ方向に隙間Ｇをあけて対向している。
【００５９】
空洞部１００Ａの内面形状は、ＹＺ断面において、三角形状に形成されている。第１放電電極２１Ａおよび第２放電電極２２Ａの対向方向（Ｙ方向）と素体１０の高さ方向（Ｚ方向）とを含む縦断面（ＹＺ断面）において、空洞部１００Ａにおける第１放電電極２１Ａ側の第１空間１０１の断面面積は、空洞部１００Ａにおける第２放電電極２２Ａ側の第２空間１０２の断面面積よりも、小さい。つまり、第１空間１０１は、第２空間１０２よりも小さい。
【００６０】
空洞部１００Ａが設けられる第１部分１１のセラミック層（第１セラミックシート）の積層方向は、Ｘ方向に一致する。つまり、第１部分１１の積層方向（Ｘ方向）と第２部分１２の積層方向（Ｚ方向）とは、異なる。
【００６１】
前記ＥＳＤ保護装置１Ａによれば、前記第１実施形態のＥＳＤ保護装置１と同様の効果を有する。
【００６２】
（第３実施形態）
図８Ａから図８Ｃは、本発明の第３実施形態のＥＳＤ保護装置を示すＸＺ断面図である。図８Ａから図８Ｃに示すＥＳＤ保護装置は、第１実施形態とは、空洞部の形状が相違する。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。
【００６３】
図８Ａに示すように、ＥＳＤ保護装置１Ｂの空洞部１００Ｂの断面形状は、第１実施形態（図３）に示す三角形でない。空洞部１００Ｂの第１空間１０１側の内面形状は、円弧面を含み、空洞部１００Ｂの第２空間１０２側の内面形状は、円弧面を含む。第１空間１０１側の円弧面は、第２空間１０２側の円弧面よりも、Ｚ方向の上側に位置する。第１角度θ１は鋭角であり、第２角度θ２は鈍角である。つまり、第１空間１０１は、第２空間１０２よりも小さい。
【００６４】
図８Ｂに示すように、ＥＳＤ保護装置１Ｃの空洞部１００Ｃの断面形状は、三角形である。第１角度θ１は鋭角であり、第２角度θ２は鈍角である。つまり、第１空間１０１は、第２空間１０２よりも小さい。
【００６５】
図８Ｃに示すように、ＥＳＤ保護装置１Ｄの空洞部１００Ｄの断面形状は、第１実施形態（図３）に示す三角形でない。空洞部１００Ｄの第１空間１０１側の内面形状は、傾斜面を含み、空洞部１００Ｄの第２空間１０２側の内面形状は、傾斜面を含む。第１空間１０１側の傾斜面と第２空間１０２側の傾斜面とは、隙間Ｇ上で交差する。第１角度θ１は鋭角であり、第２角度θ２は鈍角である。つまり、第１空間１０１は、第２空間１０２よりも小さい。
【００６６】
前記ＥＳＤ保護装置１Ｂ〜１Ｄによれば、前記第１実施形態のＥＳＤ保護装置１と同様の効果を有する。
【００６７】
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、第１から第３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。
【００６８】
前記実施形態では、第１角度を第２角度よりも小さくしているが、第１空間が第２空間よりも小さければ、第１角度を第２角度よりも大きくまたは同等としてもよい。
【００６９】
前記実施形態では、第１部分と第２部分との接続部分に、段差を設けているが、段差を設けなくてもよい。
【００７０】
前記実施形態では、放電補助電極を設けているが、放電補助電極を設けなくてもよい。また、素体の形状を、直方体としているが、円柱としてもよい。
【００７１】
前記実施形態では、第１積層体の積層方向と第２積層体の積層方向とが異なる方向となるように、第１積層体と第２積層体とを重ねて第３積層体を形成しているが、第１積層体の積層方向と第２積層体の積層方向とが同一方向となるように、第１積層体と第２積層体とを重ねて第３積層体を形成してもよい。このとき、第１積層体では、複数の第１セラミックシートに異なる形状の孔部を設ける。
【００７２】
前記実施形態では、１枚の第１セラミックシートに、複数のチップに対応する孔部を設けているが、１枚の第１セラミックシートに、１つのチップに対応する孔部を設けるようにしてもよい。
【００７３】
［実施例］
次に、前記第１実施形態のＥＳＤ保護装置の製造方法の実施例について説明する。
【００７４】
（１）セラミックシートの準備
セラミックシートの材料となるセラミック材料には、Ｂａ、Ａｌ、Ｓｉを中心とした組成からなる材料（ＢＡＳ材）を用いた。各素材を所定の組成になるよう調合、混合し、８００℃〜１０００℃で仮焼した。得られた仮焼粉末をジルコニアボールミルで１２時間粉砕し、セラミック粉末を得た。このセラミック粉末に、トルエン・エキネンなどの有機溶媒を加え混合する。さらに、バインダー、可塑剤を加え混合しスラリーを得る。このようにして得られたスラリーをドクターブレード法により成形し、厚さ５０ｕｍのセラミックシートを得る。
【００７５】
（２）印刷ペースト材料の準備
（２−１）放電補助電極用ペーストの準備
放電補助電極を形成するための混合ペーストは、平均粒径約２．５μｍのＣｕＡｌ合金粉と、平均粒径約１μｍのＢａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系ガラスセラミック粉末系材仮焼粉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、混合することで得た。混合ペーストはバインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％とし、残りの８０ｗｔ％をＣｕＡｌ合金粉とＢＡＳ系材仮焼粉とした。
【００７６】
（２−２）放電電極用ペーストの準備
平均粒径１μｍのＣｕ粉末を４０重量％と、平均粒径３μｍのＣｕ粉末を４０重量％と、エチルセルロースをターピネオールに溶解して作製した有機ビヒクルを２０重量％とを調合し、３本ロールにより混合することにより、放電電極用ペーストを作製した。
【００７７】
（２−３）外部電極用ペーストの準備
平均粒径が約１μｍのＣｕ粉末を８０重量％と、転移点６２０℃、軟化点７２０℃で平均粒径が約１μｍのホウケイ酸アルカリ系ガラスフリットを５重量％と、エチルセルロースをターピネオールに溶解して作製した有機ビヒクルを１５重量％とを調合し、３本ロールにより混合することにより、外部電極用ペーストを作製した。
【００７８】
（３）放電電極、放電補助電極および空洞部の形成
第１積層体および第２積層体の２パーツに分けて作製する。
【００７９】
（３−１）第１積層体の作製
前記（１）で準備したセラミックシートを、所望の空洞部の形状に型取った金型で打ち抜く。空洞部の寸法は、打ち抜きの形状と、セラミックシートの厚み、その積層枚数によって決定することができる。ここでは、５０μｍ厚のセラミックシート５枚を、横寸法が１４０μｍであり縦寸法が３０μｍの直角三角形（図３参照）の型で打ち抜き、空洞部を形成した。これを所望のチップ寸法に合わせて、積層プレスすると共に、マイクロカッタでカットして各チップ形状にわけて、第１積層体を作製した。チップ形状を、１．０（Ｘ方向）×０．５（Ｙ方向）×０．２５（Ｚ方向）ｍｍとした。
【００８０】
（３−２）第２積層体の作製
前記（１）で準備したセラミックシ−トを複数枚積層し、その上に放電補助電極用ペーストを塗布し、さらに、その上に放電電極用ペーストを塗布した。ここでは、第１、第２放電電極の幅を５０μｍとし、第１、第２放電電極の間の隙間を２０μｍとした。これを所望のチップ寸法に合わせて、積層プレスすると共に、マイクロカッタでカットして各チップ形状にわけて、第２積層体を作製した。チップ形状を、１．０（Ｘ方向）×０．５（Ｙ方向）×０．２５（Ｚ方向）ｍｍとした。
【００８１】
（４）第３積層体の作製
前記（３）で作製した第１積層体と第２積層体を金型でプレス圧着して、第３積層体を作製する。
【００８２】
（５）焼成
第３積層体を、Ｎ２雰囲気中で焼成する。仮に、電極材料が酸化しない場合は、大気雰囲気で焼成しても構わない。
【００８３】
（６）外部電極の作製
焼成後、素体の端面に外部電極用ペーストを塗布し、焼き付けることで、外部電極を形成する。
【００８４】
（７）めっき
外部電極上に電解Ｎｉ−Ｓｎめっきを行う。
【００８５】
（８）完成
以上により、ＥＳＤ保護デバイスが完成する。なお、セラミックシートに用いるセラミック材料は、特に上記の材料に限定されるものではなく、フォレステライトにガラスを加えたものや、ＣａＺｒＯ３にガラスを加えたものなど、他のものを加えてもよい。また、電極材料もＣｕだけでなく、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗや、これらの組合せでもよい。
【００８６】
［実験結果］
次に、従来構造と本発明の第１〜第３構造との特性結果を、表１に示す。
【００８７】
【表１】
2016098623.tif 000003
【００８８】
従来構造では、空洞部の第１角度および第２角度は、同じ角度である。本発明の第１構造では、第１角度が３０°であり、第２角度が７５°である。本発明の第２構造では、第１角度が３０°であり、第２角度が９０°である。本発明の第３構造では、第１角度が３０°であり、第２角度が１５０°である。放電隙間は、第１、第２放電電極の間の隙間であり、２０μｍである。
【００８９】
従来構造および第１〜第３構造において、放電開始電圧を変化させたときの動作率について調べた。「○」は、動作率が８０％〜１００％であり、「△」は、動作率が４０％〜８０％であり、「×」は、動作率が０％〜４０％である。
【００９０】
表１からわかるように、第１構造から第３構造にかけて、順に、放電開始電圧が低下している。言い換えると、第１角度と第２角度との差が大きくなるにつれて、放電開始電圧が低下している。これは、第１角度と第２角度との差が大きくなるほど、空洞部の第１空間と第２空間とで電界の不平等性が増し、放電が低電圧で生じるためである。
【符号の説明】
【００９１】
１，１Ａ〜１Ｄ  ＥＳＤ保護装置
１０  素体
１１  第１部分
１２  第２部分
１５  段差
２１，２１Ａ  第１放電電極
２１ａ  外面
２２，２２Ａ  第２放電電極
２２ａ  外面
３０  放電補助電極
４１  第１外部電極
４２  第２外部電極
１００，１００Ａ〜１００Ｄ  空洞部
１００ａ  内面
１０１  第１空間
１０２  第２空間
１１０  第１セラミックシート
１１１  孔部
１１２  カット線
１２０  第２セラミックシート
１２２  カット線
２１１  第１積層体
２１２  第２積層体
２１３  第３積層体
Ｇ  第１放電電極と第２放電電極との間の隙間
Ｌ１  第１直線
Ｌ２  第２直線
θ１  第１角度
θ２  第２角度
【図１】
2016098623.tif 000004
【図２】
2016098623.tif 000005
【図３】
2016098623.tif 000006
【図４】
2016098623.tif 000007
【図５Ａ】
2016098623.tif 000008
【図５Ｂ】
2016098623.tif 000009
【図６Ａ】
2016098623.tif 000010
【図６Ｂ】
2016098623.tif 000011
【図６Ｃ】
2016098623.tif 000012
【図６Ｄ】
2016098623.tif 000013
【図６Ｅ】
2016098623.tif 000014
【図６Ｆ】
2016098623.tif 000015
【図７Ａ】
2016098623.tif 000016
【図７Ｂ】
2016098623.tif 000017
【図８Ａ】
2016098623.tif 000018
【図８Ｂ】
2016098623.tif 000019
【図８Ｃ】
2016098623.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月13日(2017.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素体と、
前記素体内に設けられる第１放電電極および第２放電電極と
を備え、
前記第１放電電極と前記第２放電電極とは、隙間を介して対向され、
前記素体は、前記第１放電電極と前記第２放電電極との間の前記隙間を含むと共に前記第１放電電極および前記第２放電電極が露出される空洞部を有し、
前記空洞部の前記第１放電電極側の第１空間は、前記空洞部の前記第２放電電極側の第２空間よりも小さく、
前記第１空間の電界集中度は、前記第２空間の電界集中度よりも大きい、ＥＳＤ保護装置。
【請求項２】
素体と、
前記素体内に設けられる第１放電電極および第２放電電極と
を備え、
前記第１放電電極と前記第２放電電極とは、隙間を介して対向され、
前記素体は、前記第１放電電極と前記第２放電電極との間の前記隙間を含むと共に前記第１放電電極および前記第２放電電極が露出される空洞部を有し、
前記空洞部の前記第１放電電極側の第１空間は、前記空洞部の前記第２放電電極側の第２空間よりも小さく、
前記第１放電電極および前記第２放電電極の対向方向と前記素体の高さ方向とを含む縦断面において、
前記空洞部の内面と、前記第１放電電極の外面と、前記第１放電電極の前記第２放電電極側の端部に接すると共に高さ方向に延びる第１直線とで囲まれた前記第１空間の断面面積は、前記空洞部の内面と、前記第２放電電極の外面と、前記第２放電電極の前記第１放電電極側の端部に接すると共に高さ方向に延びる第２直線とで囲まれた前記第２空間の断面面積よりも、小さい、ＥＳＤ保護装置。
【請求項３】
前記縦断面において、前記空洞部の内面と前記第１放電電極の外面との成す第１角度は、前記空洞部の内面と前記第２放電電極の外面との成す第２角度よりも、小さい、請求項２に記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項４】
前記第１角度は、鋭角であり、前記第２角度は、９０°または鈍角である、請求項３に記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項５】
素体と、
前記素体内に設けられる第１放電電極および第２放電電極と
を備え、
前記第１放電電極と前記第２放電電極とは、隙間を介して対向され、
前記素体は、前記第１放電電極と前記第２放電電極との間の前記隙間を含むと共に前記第１放電電極および前記第２放電電極が露出される空洞部を有し、
前記空洞部の前記第１放電電極側の第１空間は、前記空洞部の前記第２放電電極側の第２空間よりも小さく、
前記素体は、前記空洞部が設けられる第１部分と、前記第１部分と接続されると共に前記第１放電電極および前記第２放電電極が設けられる第２部分とを有し、
前記第１部分と前記第２部分との接続部分には、段差が設けられる、ＥＳＤ保護装置。
【請求項６】
前記第１空間の前記素体の高さ方向の長さは、前記第２空間の前記素体の高さ方向の長さよりも小さい、請求項１から５の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項７】
複数の第１セラミックシートに、同一形状の孔部を設け、前記複数の第１セラミックシートを、それぞれの前記孔部が重なって空洞部を形成するように、積層して、第１積層体を準備する工程と、
複数の第２セラミックシートと第１放電電極および第２放電電極とを積層して、第２積層体を準備する工程と、
前記第１積層体の積層方向と前記第２積層体の積層方向とが異なる方向となり、前記第１放電電極および前記第２放電電極が前記空洞部に面するように、前記第１積層体と前記第２積層体とを重ねて第３積層体を形成する工程と、
前記第３積層体を焼成する工程と
を備えるＥＳＤ保護装置の製造方法。
【国際調査報告】
2016098623.tif 000021
2016098623.tif 000022
2016098623.tif 000023
2016098623.tif 000024