(57)【要約】  ＥＳＤ保護装置は、素体と、互いに対向して配置される第１放電電極および第２放電電極と、第１放電電極と第２放電電極を電気的に接続する放電補助電極とを有する。放電補助電極は、第１放電電極の面方向に延在する第１面方向電極部と、第１放電電極と第２放電電極の対向方向に延在する対向方向電極部とを有する。第１面方向電極部の第１放電電極に接触する接触面は、対向方向電極部の第１面方向電極部に接触する接触面よりも大きい。
2016203976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素体と、
前記素体に設けられ、互いに対向して配置される第１放電電極および第２放電電極と、
前記第１放電電極と前記第２放電電極の間に設けられ、前記第１放電電極と前記第２放電電極を電気的に接続する放電補助電極と
を備え、
前記放電補助電極は、
前記第１放電電極に接続され、前記第１放電電極の面方向に延在する第１面方向電極部と、
前記第１面方向電極部に接続され、前記第１放電電極と前記第２放電電極の対向方向に延在する対向方向電極部と
を有し、
前記第１面方向電極部の前記第１放電電極に接触する接触面は、前記対向方向電極部の前記第１面方向電極部に接触する接触面よりも大きい、ＥＳＤ保護装置。
【請求項２】
前記放電補助電極は、前記対向方向電極部と前記第２放電電極との間に接続され、前記第２放電電極の面方向に延在する第２面方向電極部を有し、
前記第２面方向電極部の前記第２放電電極に接触する接触面は、前記対向方向電極部の前記第２面方向電極部に接触する接触面よりも大きい、請求項１に記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項３】
前記放電補助電極は、複数の前記対向方向電極部を有する、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面方向電極部の導電材料の含有比率は、前記対向方向電極部の導電材料の含有比率よりも大きい、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】
前記第１放電電極は、１次側に接続され、前記第２放電電極は、２次側に接続される、請求項１から４の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項６】
前記対向方向電極部は、
前記第１放電電極側の第１電極部と、
前記第２放電電極側の第２電極部と
を有し、
前記第１電極部と前記第２電極部との間に、前記対向方向に交差する面方向に延在する第３面方向電極部が接続される、請求項１から５の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＳＤ保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＳＤ保護装置としては、ＷＯ２０１０／１０１１０３（特許文献１）に記載されたものがある。ＥＳＤ保護装置は、素体と、素体に設けられ、互いに対向して配置される第１放電電極および第２放電電極と、第１放電電極と第２放電電極の間に設けられ、第１放電電極と第２放電電極を電気的に接続する放電補助電極とを有する。放電補助電極は、第１放電電極と第２放電電極の対向方向に延在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／１０１１０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本願発明者は、前記従来のＥＳＤ保護装置を実際に使用することで、従来のＥＳＤ保護装置にはＥＳＤ印加に対する耐性が低いという問題があることを見出した。そして、本願発明者は、この現象を鋭意検討して、以下の原因を突き止めた。【０００５】
放電補助電極および第１放電電極がＥＳＤ印加時の熱衝撃を受けると、放電補助電極の熱膨張率と第１放電電極の熱膨張率は異なるため、放電補助電極の第１放電電極との接触面に熱応力が発生する。この熱応力により、放電補助電極と第１放電電極の間で剥がれ（デラミネーション）が発生する。この剥がれにより、ＥＳＤ印加に対する耐性が低下する。【０００６】
そこで、本発明の課題は、ＥＳＤ印加に対する耐性を向上したＥＳＤ保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明のＥＳＤ保護装置は、
素体と、
前記素体に設けられ、互いに対向して配置される第１放電電極および第２放電電極と、
前記第１放電電極と前記第２放電電極の間に設けられ、前記第１放電電極と前記第２放電電極を電気的に接続する放電補助電極と
を備え、
前記放電補助電極は、
前記第１放電電極に接続され、前記第１放電電極の面方向に延在する第１面方向電極部と、
前記第１面方向電極部に接続され、前記第１放電電極と前記第２放電電極の対向方向に延在する対向方向電極部と
を有し、
前記第１面方向電極部の前記第１放電電極に接触する接触面は、前記対向方向電極部の前記第１面方向電極部に接触する接触面よりも大きい。【０００８】
本発明のＥＳＤ保護装置によれば、放電補助電極は、第１放電電極に接続され、第１放電電極の面方向に延在する第１面方向電極部と、第１面方向電極部に接続され、第１放電電極と第２放電電極の対向方向に延在する対向方向電極部とを有する。第１面方向電極部の第１放電電極に接触する接触面は、対向方向電極部の第１面方向電極部に接触する接触面よりも大きい。【０００９】
放電補助電極および第１放電電極がＥＳＤ印加時の熱衝撃を受けると、放電補助電極の熱膨張率と第１放電電極の熱膨張率は異なるため、放電補助電極の第１放電電極との接触面に熱応力が発生する。放電補助電極の接触面の面積は、従来に比べて、大きくなるため、放電補助電極と第１放電電極との接続強度が向上し、熱応力は接触面の全体に分散される。したがって、熱応力が局所的に集中することによる放電補助電極と第１放電電極の間の剥がれ（デラミネーション）を防止して、ＥＳＤ印加に対する耐性が向上する。【００１０】
また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、
前記放電補助電極は、前記対向方向電極部と前記第２放電電極との間に接続され、前記第２放電電極の面方向に延在する第２面方向電極部を有し、
前記第２面方向電極部の前記第２放電電極に接触する接触面は、前記対向方向電極部の前記第２面方向電極部に接触する接触面よりも大きい。【００１１】
前記実施形態によれば、放電補助電極の第２放電電極との接触面の面積は、従来に比べて、大きくなるため、放電補助電極と第２放電電極との接続強度が向上する。したがって、放電補助電極と第２放電電極の間の剥がれを防止して、ＥＳＤ印加に対する耐性が向上する。【００１２】
また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記放電補助電極は、複数の前記対向方向電極部を有する。【００１３】
前記実施形態によれば、放電補助電極は、複数の対向方向電極部を有するので、１つの対向方向電極部が動作しなくなっても、他の対向方向電極部が動作するため、ＥＳＤ印加時の応答性の劣化を防止することができる。【００１４】
また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記第１面方向電極部の導電材料の含有比率は、前記対向方向電極部の導電材料の含有比率よりも大きい。【００１５】
前記実施形態によれば、第１面方向電極部の導電材料の含有比率は、対向方向電極部の導電材料の含有比率よりも大きいので、第１放電電極を１次側に接続するとき、第１面方向電極部への電界集中度が増して放電しやすくなる。したがって、放電開始電圧を低くできて、ＥＳＤ応答性を向上できる。さらに、放電開始電圧を低くできるため、ＥＳＤ印加に対する耐性が向上する。【００１６】
また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、前記第１放電電極は、１次側に接続され、前記第２放電電極は、２次側に接続される。【００１７】
ここで、１次側とは、静電気の入力側をいい、２次側とは、静電気の出力側をいう。【００１８】
前記実施形態によれば、第１放電電極が１次側に接続されている状態で、放電補助電極の第１放電電極との接触面の面積は、大きくなるため、放電補助電極と第１放電電極の接続が良くなり、ＥＳＤ応答性がよくなる。また、放電補助電極の第１放電電極との接触面の面積は、大きくなるため、第１面方向電極部への電界集中度が増して放電しやすくなる。【００１９】
また、ＥＳＤ保護装置の一実施形態では、
前記対向方向電極部は、
前記第１放電電極側の第１電極部と、
前記第２放電電極側の第２電極部と
を有し、
前記第１電極部と前記第２電極部との間に、前記対向方向に交差する面方向に延在する第３面方向電極部が接続される。【００２０】
前記実施形態によれば、第１電極部と第２電極部との間に、対向方向に交差する面方向に延在する第３面方向電極部が接続されるので、第３面方向電極部を素体に食い込ませることができ、放電補助電極と素体の間の剥がれを防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のＥＳＤ保護装置によれば、放電補助電極と第１放電電極の間の剥がれを防止して、ＥＳＤ印加に対する耐性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のＥＳＤ保護装置の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＸＺ断面図である。
【図３】図１のＸＹ断面図である。
【図４】ＥＳＤ保護装置の製造方法について説明する説明図である。
【図５】本発明のＥＳＤ保護装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図６】ＥＳＤ保護装置の製造方法について説明する説明図である。
【図７】本発明のＥＳＤ保護装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明のＥＳＤ保護装置の第４実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明のＥＳＤ保護装置の第５実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明のＥＳＤ保護装置の第１実施形態を示す斜視図である。図２は、図１のＸＺ断面図である。図３は、図１のＸＹ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５０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。
【００２５】
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。
【００２６】
素体１０は、複数のセラミック層１１を積層して構成される。複数のセラミック層１１は、Ｚ方向に積層される。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。
【００２７】
第１放電電極２１および第２放電電極２２は、複数のセラミック層１１の積層方向（Ｚ方向）に、互いに対向している。第１放電電極２１および第２放電電極２２は、積層方向に所定の距離をあけて、配置される。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。
【００２８】
第１放電電極２１と第２放電電極２２は、それぞれ、Ｘ方向に延在した板状に形成される。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。
【００２９】
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、所定の距離をあけて、互いに対向している。
【００３０】
放電補助電極５０は、第１放電電極２１と第２放電電極２２の間に設けられ、第１放電電極２１と第２放電電極２２を電気的に接続する。放電補助電極５０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。
【００３１】
放電補助電極５０は、第１放電電極２１に接続される第１面方向電極部５１と、第１面方向電極部５１に接続される対向方向電極部６０とを有する。
【００３２】
第１面方向電極部５１は、第１放電電極２１の第２放電電極２２に対向する面に設けられ、第１放電電極２１の面方向に延在する。第１面方向電極部５１は、積層方向からみて、矩形に形成されている。
【００３３】
対向方向電極部６０は、第１放電電極２１と第２放電電極２２の対向方向（積層方向）に延在する。対向方向電極部６０は、第１放電電極２１と第２放電電極２２の間の素体１０の積層方向に貫通されたビアホール１２に、配置されている。対向方向電極部６０は、円錐台に形成されている。円錐台の高さ方向は、積層方向に一致する。円錐台の底面は、第１放電電極２１に接触し、円錐台の上面は、第２放電電極２２に接触する。円錐台の底面は、円錐台の上面よりも小さい。
【００３４】
第１面方向電極部５１は、第１放電電極２１に接触する接触面５１ａを有する。接触面５１ａは、矩形に形成されている。対向方向電極部６０は、第１面方向電極部５１に接触する接触面６０ａを有する。接触面６０ａは、円形に形成されている。第１面方向電極部５１の接触面５１ａは、対向方向電極部６０の接触面６０ａよりも大きい。対向方向電極部６０の接触面６０ａの全ては、積層方向からみて、第１面方向電極部５１の接触面５１ａに重なる。
【００３５】
放電補助電極５０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、導電体粉である。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く、また、ＳｉＣ粉等の半導体材料や抵抗材料などの、金属材料よりも導電性の低い材料であってもよい。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。
【００３６】
第１面方向電極部５１の導電材料の含有比率は、対向方向電極部６０の導電材料の含有比率と同じであってもよく、または、異なっていてもよい。好ましくは、第１面方向電極部５１の導電材料の含有比率は、対向方向電極部６０の導電材料の含有比率よりも大きくてもよい。
【００３７】
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放電電極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放電電極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。
【００３８】
次に、前記ＥＳＤ保護装置１の製造方法について説明する。
【００３９】
図４に示すように、第１セラミックシート１１１に、その第１面１１１ａおよび第２面１１１ｂを貫通するビアホール１２を設ける。ビアホール１２に、対向方向電極部６０を充填する。第１面方向電極部５１を、対向方向電極部６０の底面と第１面１１１ａの一部に印刷する。第１放電電極２１を、第１面方向電極部５１の全面と第１面１１１ａの一部に印刷する。第２放電電極２２を、第２面１１１ｂの一部に印刷する。
【００４０】
その後、第１セラミックシート１１１の第１面１１１ａに、第２セラミックシート１１２を積層し、第１セラミックシート１１１の第２面１１１ｂに、第３セラミックシート１１３を積層する。その後、積層した第１から第３セラミックシート１１１〜１１３の端面に、第１、第２外部電極２１，２２を設けてから、全体を焼成して、ＥＳＤ保護装置１を製造する。
【００４１】
次に、前記ＥＳＤ保護装置１の動作について説明する。
【００４２】
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（１次側）に接続し、第２外部電極４２をグランド（２次側）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、放電補助電極５０を介して、第２放電電極２２および第２外部電極４２に伝わる。１次側は、静電気が入力する側であり、２次側は、静電気が出力する側である。第１放電電極２１から第２放電電極２２への静電気の放電は、放電補助電極５０の内部を流れる電流による放電である。
【００４３】
前記ＥＳＤ保護装置１によれば、放電補助電極５０および第１放電電極２１がＥＳＤ印加時の熱衝撃を受けると、放電補助電極５０の熱膨張率と第１放電電極２１の熱膨張率は異なるため、放電補助電極５０の第１放電電極２１との接触面５１ａに熱応力が発生する。ここで、第１面方向電極部５１の接触面５１ａは、対向方向電極部６０の接触面６０ａよりも大きいので、放電補助電極５０の接触面５１ａの面積は、従来と比べて、大きくなる。
【００４４】
したがって、放電補助電極５０と第１放電電極２１との接続強度が向上し、熱応力は接触面５１ａの全体に分散される。そして、熱応力が局所的に集中することによる放電補助電極５０と第１放電電極２１の間の剥がれ（デラミネーション）を防止して、ＥＳＤ印加に対する耐性が向上する。
【００４５】
これに対して、従来と同様に、放電補助電極５０が、第１面方向電極部５１を有さず、対向方向電極部６０のみを有する場合、対向方向電極部６０の接触面６０ａを大きくすると、放電補助電極５０の材料が無駄となる。要するに、本発明では、耐性の向上に必要な部分のみを大きくしている。
【００４６】
前記ＥＳＤ保護装置１によれば、第１放電電極２１が１次側に接続されている状態で、放電補助電極５０の接触面５１ａの面積は、大きくなるため、放電補助電極５０と第１放電電極２１の接続が良くなり、ＥＳＤ応答性がよくなる。また、放電補助電極５０の接触面５１ａの面積は、大きくなるため、第１面方向電極部５１への電界集中度が増して放電しやすくなる。
【００４７】
前記ＥＳＤ保護装置１によれば、第１面方向電極部５１の導電材料の含有比率は、対向方向電極部６０の導電材料の含有比率よりも大きくてもよい。このとき、第１面方向電極部５１への電界集中度が増して放電しやすくなる。したがって、放電開始電圧を低くできて、ＥＳＤ応答性を向上できる。さらに、放電開始電圧を低くできるため、ＥＳＤ印加に対する耐性が向上する。
【００４８】
また、第１面方向電極部５１の導電性を高くすることができ、第１面方向電極部５１に放電性をもたせることができる。一方、対向方向電極部６０の導電性を低くすることができ、対向方向電極部６０に絶縁性をもたせることができる。したがって、第１面方向電極部５１の放電性機能と対向方向電極部６０の絶縁性機能とを分けることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
図５は、本発明のＥＳＤ保護装置の第２実施形態を示す断面図である。第２実施形態は、第１実施形態とは、放電補助電極の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。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。
【００５０】
図５に示すように、ＥＳＤ保護装置１Ａの放電補助電極５０Ａは、第１実施形態の第１面方向電極部５１および対向方向電極部６０に加えて、第２面方向電極部５２を有する。第２面方向電極部５２は、対向方向電極部６０と第２放電電極２２との間に接続されている。
【００５１】
第２面方向電極部５２は、第２放電電極２２の第１放電電極２１に対向する面に設けられ、第２放電電極２２の面方向に延在する。第２面方向電極部５２は、積層方向からみて、矩形に形成されている。
【００５２】
第２面方向電極部５２は、第２放電電極２２に接触する接触面５２ａを有する。接触面５２ａは、矩形に形成されている。対向方向電極部６０は、第２面方向電極部５２に接触する接触面６０ｂを有する。接触面６０ｂは、円形に形成されている。第２面方向電極部５２の接触面５２ａは、対向方向電極部６０の接触面６０ｂよりも大きい。対向方向電極部６０の接触面６０ｂの全ては、積層方向からみて、第２面方向電極部５２の接触面５２ａに重なる。
【００５３】
次に、前記ＥＳＤ保護装置１Ａの製造方法について説明する。
【００５４】
図６に示すように、第１セラミックシート１１１に、その第１面１１１ａおよび第２面１１１ｂを貫通するビアホール１２を設ける。ビアホール１２に、対向方向電極部６０を充填する。第１面方向電極部５１を、対向方向電極部６０の底面と第１面１１１ａの一部に印刷する。第１放電電極２１を、第１面方向電極部５１の全面と第１面１１１ａの一部に印刷する。
【００５５】
第２放電電極２２を、第３セラミックシート１１３の一面の一部に印刷する。第２面方向電極部５２を、第２放電電極２２の一部に印刷する。
【００５６】
その後、第１セラミックシート１１１の第１面１１１ａに、第２セラミックシート１１２を積層し、第１セラミックシート１１１の第２面１１１ｂに、第３セラミックシート１１３を積層する。このとき、第２面方向電極部５２を対向方向電極部６０の上面に接触させる。
【００５７】
その後、積層した第１から第３セラミックシート１１１〜１１３の端面に、第１、第２外部電極２１，２２を設けてから、全体を焼成して、ＥＳＤ保護装置１Ａを製造する。
【００５８】
前記ＥＳＤ保護装置１Ａによれば、第１実施形態の効果に加え、さらに、第２面方向電極部５２の接触面５２ａは、対向方向電極部６０の接触面６０ｂよりも大きいので、放電補助電極５０Ａの第２放電電極２２との接触面５２ａの面積は、従来と比べて、大きくなる。したがって、放電補助電極５０Ａと第２放電電極２２との接続強度が向上する。これにより、放電補助電極５０Ａと第２放電電極２２の間の剥がれを防止して、ＥＳＤ印加に対する耐性が向上する。
【００５９】
（第３実施形態）
図７は、本発明のＥＳＤ保護装置の第３実施形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、放電補助電極の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。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。
【００６０】
図７に示すように、ＥＳＤ保護装置１Ｂの放電補助電極５０Ｂは、複数（第３実施形態では３つ）の対向方向電極部６０を有する。第１面方向電極部５１は、第１放電電極２１に接触する接触面５１ａを有する。対向方向電極部６０は、第１面方向電極部５１に接触する接触面６０ａを有する。
【００６１】
第１面方向電極部５１の接触面５１ａは、全ての対向方向電極部６０の接触面６０ａよりも大きい。全ての対向方向電極部６０の接触面６０ａは、積層方向からみて、第１面方向電極部５１の接触面５１ａに重なる。
【００６２】
前記ＥＳＤ保護装置１Ｂによれば、放電補助電極５０Ｂは、複数の対向方向電極部６０を有するので、１つの対向方向電極部６０が動作しなくなっても、他の対向方向電極部６０が動作するため、ＥＳＤ印加時の応答性の劣化を防止することができる。
【００６３】
（第４実施形態）
図８は、本発明のＥＳＤ保護装置の第４実施形態を示す断面図である。第４実施形態は、第２実施形態とは、放電補助電極の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。なお、第４実施形態において、第２実施形態と同一の符号は、第２実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
【００６４】
図８に示すように、ＥＳＤ保護装置１Ｃの放電補助電極５０Ｃは、第２実施形態の第１、第２面方向電極部５１，５２に加えて、第２実施形態の構成と異なる対向方向電極部６０Ｃを有する。
【００６５】
対向方向電極部６０Ｃは、第１放電電極２１側の第１電極部６１と、第２放電電極２２側の第２電極部６２とを有する。つまり、対向方向電極部６０Ｃは、第２実施形態の対向方向電極部６０を２つに分割して、第１、第２電極部６１，６２としている。第１、第２電極部６１，６２は、それぞれ、異なるセラミック層１１のビアホール１２内に配置される。
【００６６】
第１電極部６１と第２電極部６２との間に第３面方向電極部５３が接続される。第３面方向電極部５３は、第１放電電極２１と第２放電電極２２の対向方向に交差する面方向に延在する。つまり、第３面方向電極部５３は、Ｚ方向（積層方向）に交差するＸＹ面方向に延在する。第３面方向電極部５３は、第１、第２面方向電極部５１，５２と平行で、同じ形状である。第３面方向電極部５３は、Ｚ方向からみて、対向方向電極部６０Ｃよりも大きい。
【００６７】
前記ＥＳＤ保護装置１Ｃによれば、第１電極部６１と第２電極部６２との間に第３面方向電極部５３が接続されるので、第３面方向電極部５３を素体１０に食い込ませることができ、放電補助電極５０Ｃと素体１０の間の剥がれを防止できる。
【００６８】
（第５実施形態）
図９は、本発明のＥＳＤ保護装置の第５実施形態を示す断面図である。第１実施形態では、単体のＥＳＤ保護装置を示したが、第５実施形態では、モジュールタイプのＥＳＤ保護装置を示す。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。
【００６９】
図９に示すように、ＥＳＤ保護装置１Ｄは、素体１０の内部に、第１実施形態の第１、第２放電電極２１，２２および放電補助電極５０を複数組有する。素体１０の外面に、複数の外部電極４０が設けられ、素体１０の内部に、内部電極３０が設けられている。内部電極３０は、第１、第２放電電極２１，２２、放電補助電極５０および外部電極４０に接続される。素体１０の外面には、集積回路５が搭載され、集積回路５は、外部電極４０に接続される。
【００７０】
前記ＥＳＤ保護装置１Ｃによれば、モジュールタイプのＥＳＤ保護装置１Ｄにおいても、ＥＳＤ印加に対する耐性を向上できる。
【００７１】
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。
【００７２】
前記実施形態では、第１放電電極および第２放電電極は、素体の内部に設けられているが、第１放電電極および第２放電電極の少なくとも一方が、素体の外部に設けられていてもよい。
【００７３】
前記実施形態では、第１放電電極は、１次側に接続され、第２放電電極は、２次側に接続されているが、第１放電電極は、２次側に接続され、第２放電電極は、１次側に接続されていてもよい。
【００７４】
前記実施形態では、対向方向電極部を第１、第２電極部に分割しているが、３つ以上の電極部に分割してもよい。
【００７５】
［第１実施例］
次に、前記第１実施形態の製造方法の実施例について説明する。
【００７６】
（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した。さらに、バインダー、可塑剤を加え混合しスラリーを得た。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１０μｍと厚さ５０μｍのセラミックシートを得た。
【００７７】
（２）放電電極の準備
放電電極を形成するための電極ペーストを作製した。平均粒径約２μｍのＣｕ粉８０ｗｔ％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、電極ペーストを得た。
【００７８】
（３）放電補助電極の準備
放電補助電極を形成するための混合ペーストを作製した。平均粒径約２μｍのＣｕ／Ａｌ２０３のコア／シェル粉と、平均粒径０．５μｍの炭化ケイ素粉を、５０／５０ｖｏｌ％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、混合ペーストを得た。混合ペーストは、エチルセルロース等からなるバインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％とし、残りの８０ｗｔ％をコートＣｕ粉と炭化ケイ素粉とした。
【００７９】
（４）ビアホールの形成
セラミックシートに機械加工やレーザー加工でφ１００μｍのビアホールを形成した。ビアホールは複数個あってもよい。複数個のビアホールを設けることにより、１つの対向方向電極部が動作しなくなっても、他の対向方向電極部が動作するため、ＥＳＤ連続印加時の応答性の劣化を防止することができる。また、セラミックシートの厚みは、放電ギャップになるため、セラミックシートの厚みが薄いほど、ＥＳＤ応答性が良くなる。今回は１０μｍシートを使用した。
【００８０】
（５）積層方向への放電補助電極（対向方向電極部）の形成
ビアホール内へ放電補助電極の対向方向電極部を充填し、その後、乾燥して対向方向電極部を形成した。
【００８１】
（６）面方向への放電補助電極（面方向電極部）の形成
ビアホール上に放電補助電極の面方向電極部をスクリーン印刷によってビアホール径以上の面積で塗布した。今回、ビアホール内の充填と面方向の印刷を別工程で行っているが、スクリーン印刷によって一括で行ってもよい。面方向電極部を、ＥＳＤが入力する１次側に配置すると、放電開始側で電界が集中しやすくなり、ＥＳＤ応答性が良くなる。
【００８２】
（７）放電電極の形成
スクリーン印刷によって外部電極に接続される放電電極を塗布した。放電電極は、直接に外部電極と接続されていてもよく、ビアホールを介して接続されていてもよく、回路パターンや集積回路と接続されていてもよい。
【００８３】
（８）積層および圧着
セラミックシートを積層し圧着した。ここでは、厚みが０．３ｍｍで中央に放電補助電極が配置されるように、積層した。
【００８４】
（９）カットおよび外部電極形成
ＬＣフィルタのようなチップタイプの電子部品と同様に、マイクロカッタでカットして、各チップにわけた。ここでは、１．０ｍｍｘ０．５ｍｍになるようにカットした。その後、チップ端面に電極ペーストを塗布し、外部電極を形成した。外部電極の形成は、チップ焼成後に、チップ端面に電極ペーストを塗布、焼き付けしても構わない。
【００８５】
（１０）焼成
次いで、Ｎ２雰囲気中で焼成した。酸化しない電極材料（Ａｇなど）の場合には、大気雰囲気でも構わない。
【００８６】
（１１）めっき
ＬＣフィルタのようなチップタイプの電子部品と同様に、外部電極上に電解Ｎｉ−Ｓｎめっきを行った。
【００８７】
（１２）完成
以上により、ＥＳＤ保護装置を完成した。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、Ａｌ２Ｏ３、コーディエライト、ムライト、フォレステライト、ＣａＺｒＯ３にガラスなどを加えたＬＴＣＣ材料や、Ａｌ２Ｏ３、コーディエライト、ムライト、フォレストライトなどのＨＴＣＣ材料、フェライト材料、誘電体材料、樹脂材料でもよい。
【００８８】
放電電極の材料は、Ｃｕ以外に、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗや、これらの組合せでもよいが、熱伝導率が高いＣｕ，Ａｇが望ましい。
【００８９】
放電補助電極は、導電体、半導体の粒子単体もしくは組み合わせでもよく、導電体、半導体、絶縁体粒子の組み合わせでもよい。導電体の粒子は、コアシェル構造、ノンコアシェル構造でもよく、両方を組み合わせてもよい。厚みがナノメートルの絶縁体のシェルを持つコアシェル構造の粒子を添加することで、ＥＳＤ応答性を損ねることなく絶縁耐性を保つことが出来る。また、粒子間に結合剤となるガラスもしくは樹脂が介在することで、さらに、絶縁耐性が向上する。
【００９０】
［第２実施例］
次に、前記第２実施形態の製造方法の実施例について説明する。
【００９１】
まず、第１実施例の（１）〜（５）を行った。
【００９２】
（６）面方向への放電補助電極（面方向電極部）の形成
図６に示すように、ビアホール上にスクリーン印刷した放電補助電極の面方向電極部と、別のセラミックシートにスクリーン印刷した放電補助電極の面方向電極部とを、積み重ねた。ビアホールの上下面に放電補助電極が配置されるため、ＥＳＤ印加方向に関係なく、ＥＳＤ応答性が得られる。このため、チップに方向性を付与する必要がなく、製造コストを低減でき、設計に自由度を持たせることができる。
【００９３】
また、ビアホールの上下の両側に面方向電極部を配置することにより、片側の配置に比べて、放電電極と放電補助電極の熱収縮差および熱膨張係数差を緩和し、放電補助電極と放電電極のデラミネーションがなくなり、接続が向上して、ＥＳＤ応答性が良くなる。また、ＥＳＤ印加時の熱衝撃がかかった際の放電電極およびセラミック層と放電補助電極との熱膨張係数の差を緩和し、クラックの発生を抑制し、ＥＳＤ連続印加耐性が向上する。
【００９４】
なお、今回、対向方向電極部を設けたセラミック層を、厚さ１０μｍの１層の構造としたが、第３実施形態のように、対向方向電極部を積層方向に２つに分割した第１、第２電極部として、第１電極部を設けたセラミック層と第２電極部を設けたセラミック層を、厚さ５μｍの別の層としてもよい。このように、対向方向電極部を設けるセラミック層を２層とすることで、さらに、放電電極およびセラミック層と放電補助電極の熱膨張係数の差を緩和し、ＥＳＤ連続印加耐性が向上する。
【００９５】
その後、第１実施例の（９）〜（１１）を行って、ＥＳＤ保護装置を完成した。
【００９６】
（実験結果）
次に、従来構造と第１、第２実施例との特性結果を表１に示す。ＥＳＤ保護装置の２０個の試料について、ＥＳＤに対する放電応答性を評価した。ＥＳＤに対する応答性は、ＩＥＣの規格、ＩＥＣ６１０００−４−２に定められている、静電気放電イミュニティ試験によって行った。
【００９７】
【表１】
2016203976.tif 000003
【００９８】
表１に示すように、接触放電にて２、３、４、５、６ｋＶと印可していき、放電を開始したＥＳＤ印加電圧を放電開始電圧とした。接触放電にて８ｋＶを１００回、２００回、３００回、５００回行って、保護回路側で検出されたピーク電圧が７００Ｖを超えるものを放電応答性が不良（×印）とし、ピーク電圧が５００Ｖ〜７００Ｖのものを放電応答性が可（△印）とし、ピーク電圧が３００Ｖ〜５００Ｖのものを放電応答性が良好（○印）とし、ピーク電圧が３００Ｖ未満のものを放電応答性が特に良好（◎）と判定した。
【００９９】
番号１は従来構造を示し、番号２〜９は本発明を示す。表１からわかるように、面方向電極部を配置することにより、ＥＳＤ印加時に電界が集中するビアホール外周端の周囲での放電補助電極の量が増加し、より電界が集中しやすくなりＥＳＤ放電開始電圧が低くなる。
【０１００】
また、対向方向電極部の数量を複数個にすることにより、１つの対向方向電極部が動作しなくなっても、他の対向方向電極部が動作するため、放電開始電圧を維持しながら、ＥＳＤ連続印加耐性を向上できる。
【０１０１】
また、ビアホールの上下の両側（１次側および２次側）に面方向電極部を配置することにより、片側の配置に比べて、放電電極と放電補助電極の熱収縮差および熱膨張係数差をさらに緩和する。これにより、放電補助電極と放電電極のデラミネーションがなくなり、接続が向上して、ＥＳＤ応答性が良くなる。また、ＥＳＤ印加時の熱衝撃がかかった際の放電電極およびセラミック層と放電補助電極との熱膨張係数の差を緩和し、クラックの発生を抑制し、ＥＳＤ連続印加耐性が向上する。
【０１０２】
また、対向方向電極部を積層方向に分割する、つまり、対向方向電極部を設けるセラミック層を複数層とすると、放電電極およびセラミック層と放電補助電極との熱膨張係数の差を緩和し、ＥＳＤ連続印加耐性が向上する。
【０１０３】
［第３実施例］
次に、第１、第２実施例において、面方向電極部の導電材料の含有比率を対向方向電極部の導電材料の含有比率よりも大きくするときの、ＥＳＤ保護装置の製造方法の実施例について説明する。
【０１０４】
まず、第１実施例の（１）(２）を行った。
【０１０５】
（３）放電補助電極の準備
ビアホールに充填する対向方向電極部を形成するための混合ペーストを作製した。平均粒径約２μｍのＣｕ／Ａｌ２０３のコア／シェル粉と、平均粒径０．５μｍの炭化ケイ素粉を、５０／５０ｖｏｌ％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、混合ペーストを得た。混合ペーストは、エチルセルロース等からなるバインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％とし、残りの８０ｗｔ％をコートＣｕ粉と炭化ケイ素粉とした。
【０１０６】
面方向電極部を形成するための混合ペーストを作製した。平均粒径約２μｍのＣｕ／Ａｌ２０３のコア／シェル粉と、平均粒径０．５μｍの炭化ケイ素粉を、７０／３０ｖｏｌ％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、混合ペーストを得た。混合ペーストは、エチルセルロース等からなるバインダー樹脂と溶剤を２０ｗｔ％とし、残りの８０ｗｔ％をコートＣｕ粉と炭化ケイ素粉とした。
【０１０７】
その後、第１実施例の（４）〜（１１）を行って、ＥＳＤ保護装置を完成した。
【０１０８】
（実験結果）
次に、第３実施例の特性結果を表２に示す。表２は、表１と同じ測定条件である。表２は、表１とは、面方向電極部の導電材料の含有比率が対向方向電極部の導電材料の含有比率よりも大きい点が異なる。
【０１０９】
【表２】
2016203976.tif 000004
【０１１０】
表２からわかるように、面方向電極部の導電材料の含有比率を対向方向電極部の導電材料の含有比率よりも大きくすることで、放電補助電極への電界集中度が増して、放電しやすくなる。つまり、表２では、表１（第１、第２実施例）に比較して、放電開始電圧が低くなっている。このように、放電開始電圧が低くなっているため、ＥＳＤ連続印加耐性も向上している。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１Ａ〜１Ｄ  ＥＳＤ保護装置
１０  素体
１１  セラミック層
１２  ビアホール
２１  第１放電電極
２２  第２放電電極
４１  第１外部電極
４２  第２外部電極
５０，５０Ａ〜５０Ｃ  放電補助電極
５１  第１面方向電極部
５１ａ  接触面
５２  第２面方向電極部
５２ａ  接触面
５３  第３面方向電極部
６０，６０Ｃ  対向方向電極部
６０ａ  接触面
６０ｂ  接触面
６１  第１電極部
６２  第２電極部
【図１】
2016203976.tif 000005
【図２】
2016203976.tif 000006
【図３】
2016203976.tif 000007
【図４】
2016203976.tif 000008
【図５】
2016203976.tif 000009
【図６】
2016203976.tif 000010
【図７】
2016203976.tif 000011
【図８】
2016203976.tif 000012
【図９】
2016203976.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月14日(2017.8.14)
【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、
前記素体に設けられ、互いに対向して配置される第１放電電極および第２放電電極と、
前記第１放電電極と前記第２放電電極の間に設けられ、前記第１放電電極と前記第２放電電極を電気的に接続する放電補助電極と
を備え、
前記放電補助電極は、
前記第１放電電極に接続され、前記第１放電電極の面方向に延在する第１面方向電極部と、
前記第１面方向電極部に接続され、前記第１放電電極と前記第２放電電極の対向方向に延在する対向方向電極部と
を有し、
前記第１面方向電極部の前記第１放電電極に接触する接触面は、前記対向方向電極部の前記第１面方向電極部に接触する接触面よりも大きく、
前記対向方向電極部の前記第１面方向電極部に接触する前記接触面の大きさと、前記対向方向電極部の前記第２放電電極側の面の大きさは異なる、ＥＳＤ保護装置。
【請求項２】
前記対向方向電極部の前記第１面方向電極部に接触する前記接触面は、前記対向方向電極部の前記第２放電電極側の面よりも小さい、請求項１に記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項３】
前記放電補助電極は、前記対向方向電極部と前記第２放電電極との間に接続され、前記第２放電電極の面方向に延在する第２面方向電極部を有し、
前記第２面方向電極部の前記第２放電電極に接触する接触面は、前記対向方向電極部の前記第２面方向電極部に接触する接触面よりも大きい、請求項１または２に記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項４】
前記放電補助電極は、複数の前記対向方向電極部を有する、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】
前記第１面方向電極部の導電材料の含有比率は、前記対向方向電極部の導電材料の含有比率よりも大きい、請求項１から４の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
【請求項６】
前記第１放電電極は、１次側に接続され、前記第２放電電極は、２次側に接続される、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】
前記対向方向電極部は、
前記第１放電電極側の第１電極部と、
前記第２放電電極側の第２電極部と
を有し、
前記第１電極部と前記第２電極部との間に、前記対向方向に交差する面方向に延在する第３面方向電極部が接続される、請求項１から６の何れか一つに記載のＥＳＤ保護装置。
【国際調査報告】
2016203976.tif 000014
2016203976.tif 000015
2016203976.tif 000016