(57)【要約】【課題】薄型で機械的強度が大きく実用上優れたアレイタイプの静電気対策部品を提供することを目的とする。【解決手段】セラミック絶縁基板１２と、このセラミック絶縁基板１２上に焼結一体化して設けたバリスタ層１０ｂ、１０ａ、１０ｃと内部電極１４ｂ、１４ａと外部電極１５ａ、１５ｂとからなるバリスタ部１０を備え、前記外部電極１５ａ、１５ｂは少なくとも一つのグランド用外部電極１５ａと複数の入出力用外部電極１５ｂとを有し、前記バリスタ部１０に複数のバリスタを形成した静電気対策部品であり、薄型で機械的強度が大きく実用上優れた静電気対策部品となるとともに、多数のバリスタを有するアレイタイプの静電気対策部品を極めて薄く構成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック絶縁基板と、このセラミック絶縁基板上に焼結一体化して設けたバリスタ層と内部電極と外部電極とからなるバリスタ部を備え、前記外部電極は少なくとも一つのグランド用外部電極と複数の入出力用外部電極とを有し、前記バリスタ部に複数のバリスタを形成した静電気対策部品。
【請求項２】
内部電極はグランド用外部電極と電気的に接続し、複数の入出力用外部電極と前記内部電極とによりバリスタ層を挟んで複数のバリスタを形成した請求項１に記載の静電気対策部品。
【請求項３】
少なくとも一つのグランド用外部電極および複数の入出力用外部電極は同一面に設けた請求項１に記載の静電気対策部品。
【請求項４】
セラミック絶縁基板の厚みは、バリスタ部の厚みの２倍以上とした請求項１に記載の静電気対策部品。
【請求項５】
バリスタ層は酸化亜鉛を主成分とするバリスタ材料であり、かつセラミック絶縁基板は酸化銅の含有量が重量比で０．１％以下のアルミナ基板である請求項１に記載の静電気対策部品。
【請求項６】
バリスタ部の上面は、グランド用外部電極および入出力用外部電極の部位を除いて保護膜を形成した請求項１に記載の静電気対策部品。
【請求項７】
セラミック絶縁基板として複数のインダクタを内蔵した基板を用い、前記複数のインダクタは複数のバリスタそれぞれに電気的に直列接続して設けた請求項１に記載の静電気対策部品。
【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から保護する静電気対策部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの電子機器の小型化、高性能化は急速に進み、それに伴い電子機器回路が高密度化し電子機器の耐電圧は低下している。そのため、人体と電子機器の端子が接触したときに発生する静電気パルスによる機器内部の電気回路の破壊が増えてきている。
【０００３】
従来、このような静電気パルスへの対策としては、静電気が入るラインとグランド間に積層チップバリスタなどを設け、静電気をバイパスさせ、機器の電気回路に印加される電圧を抑制する方法が行われている。
【０００４】
なお、静電気パルスの対策に用いられる従来の積層チップバリスタに関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平８−３１６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近では、電子機器の小型化、高性能化により、静電気パルスへの対策部位はますます増えてきており、静電気対策部品としても、単品だけでなく、複数の部品を内蔵したアレイ品の要望がとりわけ増えてきている。さらに、小型でかつ薄型の電子機器という要望が高まっており、静電気対策部品にも薄型という要望も高まっている。
【０００６】
しかしながら、従来の積層チップバリスタでは、部品の物理的な強度の制約から、ある程度の厚みが必要であり、薄型化が困難であった。たとえば市販されている、長さ１．２５ｍｍ、幅２．０ｍｍ程度の積層チップバリスタの場合、０．５ｍｍ程度以上の厚みが必要であった。そして、これより薄く構成しようとした場合は、大きさもさらに小さくする必要があり、そうした場合には、多数の部品を内蔵したアレイ品とすることが困難で、薄さとアレイ数にはトレードオフの関係があった。これは、積層チップバリスタを構成する酸化亜鉛系の材料の抗折強度がチップ部品にした場合は１００ＭＰａ程度以下であることに起因するものであり、従来の積層チップバリスタの構成をとる限り回避が困難な課題であった。
【０００７】
そこで本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、薄型で機械的強度が大きく実用上優れたアレイタイプの静電気対策部品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、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、セラミック絶縁基板と、このセラミック絶縁基板上に焼結一体化して設けたバリスタ層と内部電極と外部電極とからなるバリスタ部を備え、前記外部電極は少なくとも一つのグランド用外部電極と複数の入出力用外部電極とを有し、前記バリスタ部に複数のバリスタを形成した構成であり、これにより、機械的強度の大きなセラミック絶縁基板上にバリスタを形成しているので、薄型で機械的強度が大きく実用上優れた静電気対策部品となるとともに、多数のバリスタを有するアレイタイプの静電気対策部品となるという効果を有する。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、内部電極はグランド用外部電極と電気的に接続し、複数の入出力用外部電極と前記内部電極とによりバリスタ層を挟んで複数のバリスタを形成したという構成であり、これにより、多数の独立したバリスタを有するアレイタイプの静電気対策部品を極めて薄く構成することができるという効果を有する。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、グランド用外部電極および複数の入出力用外部電極は同一面に設けた構成であり、これにより、回路基板に接続するための外部電極を同一面上に設けているので、基板に実装して回路を構成した際に、回路の小型高密度化と薄型化が図れるとともに、実装の際のコストを削減することができるという効果を有する。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、セラミック絶縁基板の厚みは、バリスタ部の厚みの２倍以上とした構成であり、これにより、バリスタ部とセラミック絶縁基板とを焼結して一体化した場合に、反りなどの問題を生じることなく実用に適した静電気対策部品が得られるという効果を有する。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、バリスタ層は酸化亜鉛を主成分とするバリスタ材料であり、かつセラミック絶縁基板は酸化銅の含有量が重量比で０．１％以下のアルミナ基板である構成であり、これにより、酸化亜鉛バリスタの特性発現の阻害物質である酸化銅の含有量を少なくしているので、焼成時にアルミナ基板から酸化亜鉛バリスタ材料への酸化銅の拡散を防ぐことができ、バリスタ特性の発現をより確実に行うことができ、より安定した特性の静電気対策部品が得られるという効果を有する。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、バリスタ部の上面は、グランド用外部電極および入出力用外部電極の部位を除いて保護膜を形成した構成であり、これにより、外部電極へのめっき皮膜の形成を容易に行うことができ、より実装性の優れた静電気対策部品が得られるという効果を有する。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、セラミック絶縁基板として複数のインダクタを内蔵した基板を用い、前記複数のインダクタは複数のバリスタそれぞれに電気的に直列接続して設けた構成であり、これにより、バリスタ機能以外にインダクタ機能を有しているので、フィルタ機能を追加するなど静電気抑制効果をさらに高めることができ、優れた静電気対策部品となるという効果を有する。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明は、セラミック絶縁基板とこのセラミック絶縁基板上に焼結一体化して設けたバリスタ層と内部電極と外部電極とからなるバリスタ部を備え、前記外部電極は少なくとも一つのグランド用外部電極と複数の入出力用外部電極とを有し、前記バリスタ部に複数のバリスタを形成した静電気対策部品であり、薄型で機械的強度が大きく実用上優れた静電気対策部品となるとともに、多数のバリスタを有するアレイタイプの静電気対策部品を極めて薄く構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（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１〜５に記載の発明について説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態１における静電気対策部品の模式的分解斜視図、図２は本発明の実施の形態１における静電気対策部品の外観斜視図、図３は本発明の実施の形態１における静電気対策部品の等価回路図である。
【００１９】
図１および図２において、１０ａ、１０ｂおよび１０ｃはバリスタ層、１０はバリスタ部、１４ａおよび１４ｂは内部電極、１２はセラミック絶縁基板、１５ａはグランド用外部電極、１５ｂは入出力用外部電極、１６ａおよび１６ｂは接続電極である。
【００２０】
図１および図２に示すように、本実施の形態１における静電気対策部品は、バリスタ層１０ｂ、１０ａおよび１０ｃと内部電極１４ｂおよび１４ａとグランド用外部電極１５ａおよび入出力用外部電極１５ｂとを積層してバリスタ部１０とし、これをセラミック絶縁基板１２の上に貼り付け、これらを焼結して一体化したセラミック焼結体とし、セラミック焼結体の一面に一つのグランド用外部電極１５ａおよび複数の入出力用外部電極１５ｂを設けたものである。そして、内部電極１４ａはセラミック焼結体の短辺側両端部に引き出し、接続電極１６ａによりグランド用外部電極１５ａと電気的に接続し、内部電極１４ｂはセラミック焼結体の長辺側端部にそれぞれ引き出し、接続電極１６ｂによりそれぞれに対応する入出力用外部電極１５ｂと電気的に接続した構成としている。
【００２１】
そして、本実施の形態１における静電気対策部品は、セラミック絶縁基板１２とバリスタ部１０とをセラミック焼結体として一体化した構造であり、１０個の内部電極１４ｂおよび１０個の入出力用外部電極１５ｂと一つの内部電極１４ａとによりバリスタ層１０ａおよび１０ｃを挟んで１０個の独立したバリスタを形成した構成とし、一つのグランド用外部電極１５ａに電気的に並列接続し１０個の入出力用外部電極１５ｂにそれぞれ接続する１０個の独立したバリスタを有する構成としている。
【００２２】
そして、本実施の形態１における静電気対策部品の回路は図３に示す等価回路となる。図３において、２０１はバリスタ、２０２は入出力用外部電極、２０３はグランド用外部電極である。
【００２３】
上記したように、本実施の形態１における静電気対策部品は、バリスタ層と内部電極と外部電極とを備えたバリスタ部１０をセラミック絶縁基板１２上に貼り付け、焼結して一体化したセラミック焼結体としたものであり、機械的強度の大きなセラミック絶縁基板上にバリスタを形成しているので、薄型で機械的強度が大きく実用上優れた静電気対策部品となる。
【００２４】
そして、セラミック焼結体の表面に形成した複数の入出力用外部電極と一つの内部電極、および同一層に形成した複数の内部電極と一つの内部電極とにより、バリスタ層を挟んで複数の独立したバリスタを形成した構成とし、一つのグランド用外部電極１５ａに電気的に並列接続する複数の独立したバリスタを有するものであり、これにより、多数の独立したバリスタを有するアレイタイプの静電気対策部品を極めて薄く構成することができる。
【００２５】
また、セラミック焼結体の同一面に一つのグランド用外部電極１５ａおよび複数の入出力用外部電極１５ｂを設けたものであり、回路基板に接続するための外部電極を同一面上に設けているので、基板に実装して回路を構成した際に、回路の小型高密度化と薄型化が図れるとともに、実装の際のコストを削減することができる。
【００２６】
続いて、本発明の実施の形態１における静電気対策部品の製造方法について、図１および図２を用いて説明する。
【００２７】
まず、酸化亜鉛を主成分とするセラミック粉末と有機バインダからなる酸化亜鉛生シートを作製し準備した。この時、生シートの厚みは約３０μｍとした。
【００２８】
上記の酸化亜鉛生シートの上に銀を主成分とする金属ペーストを用いスクリーン印刷法で内部電極１４ｂとなる導体層を形成し、この上に酸化亜鉛生シートを積層し、この酸化亜鉛生シート上に金属ペーストを用いスクリーン印刷法で内部電極１４ａとなる導体層を形成し、この上に酸化亜鉛生シートを積層し、さらにこの酸化亜鉛生シート上に金属ペーストを用いスクリーン印刷法で入出力用外部電極１５ｂおよびグランド用外部電極１５ａとなる導体層を形成して、バリスタ部１０となる積層体を作製した。次に、セラミック絶縁基板１２としてアルミナ基板を用い、このアルミナ基板上に上記の積層体を貼り付け、積層体ブロックとした。
【００２９】
なお、上記のアルミナ基板の厚みは約２５０μｍ、導体層の厚みは約２．５μｍとした。また、印刷した導体層のパターンは、切断した後に図１に示した形状となるよう図示した形状を多数個を縦横に配列したパターン形状とした。
【００３０】
次に、上記の積層体ブロックを大気中で加熱して脱バインダ処理した後、大気中で９３０℃まで加熱して焼成し一体化した焼結体とした後、所望の寸法に切断分離して、図１および図２の本実施の形態１における静電気対策部品のうち、接続電極１６ａおよび１６ｂを形成する前のセラミック焼結体を得た。続いて、セラミック焼結体の短辺側端部の内部電極１４ａが露出した部分とグランド用外部電極１５ａが電気的に接続するように銀を主成分とする電極ペーストを塗布し、また、セラミック焼結体の長辺側端部の内部電極１４ｂが露出した部分と、入出力用外部電極１５ｂが一つずつ電気的に接続するように銀を主成分とする電極ペーストを塗布した後、８００℃で焼付けを行って、接続電極１６ａおよび１６ｂを形成し、図１および図２に示した本実施の形態１における静電気対策部品を作製した。
【００３１】
作製した本実施の形態１における静電気対策部品は、長手方向寸法が約６．０ｍｍ、幅方向寸法が約３．０ｍｍ、厚み方向寸法が約０．３ｍｍであった。そして、１０個の独立したバリスタのそれぞれは、入出力用外部電極１５ｂとグランド用外部電極１５ａ間の静電容量が１７〜２３ｐＦ、バリスタ電圧Ｖ1mAすなわち１ｍＡの電流が流れる時の電圧が２５〜３０Ｖであった。
【００３２】
次に、上記で作製した本実施の形態１の静電気対策部品について、静電気試験を行い評価した。
【００３３】
静電気試験は、図４に示す回路により行った。スイッチ１０３を接続して直流電源１０１より所定の電圧を印加して、静電容量１５０ｐＦの容量ボックス１０４に電荷をチャージした後、スイッチを切り替えてスイッチ１０３を開放しスイッチ１０５を接続して、容量ボックス１０４にチャージした電荷を静電気パルスとして、抵抗１０６を介して信号ライン１０８を通して被保護機器１１０に印加するというものである。
【００３４】
そして、図４に示すように、本実施の形態１の静電気対策部品は、評価試料１０９として、１０個のバリスタのうちの一つのバリスタの入出力用外部電極２０２を信号ライン１０８側に接続し、グランド用外部電極２０３をグランドライン１０７に接続した。
【００３５】
そして静電気パルスを印加した時の、被保護機器１１０の直前の信号ライン１０８とグランドライン１０７間の電圧波形を測定することにより、静電気パルスをバイパスさせて被保護機器１１０に印加される電圧を抑制する効果、つまり、評価試料１０９である静電気対策部品の静電気パルスに対する吸収抑制効果を評価した。評価は１０個のバリスタそれぞれについて行った。また、比較のために、静電容量が３ｐＦ、バリスタ電圧Ｖ1mAが２７Ｖの従来の積層バリスタを信号ライン１０８とグランドライン１０７間に接続して設けた場合の静電気パルスに対する吸収抑制効果も評価した。吸収抑制効果は、図４に示す回路により印加される静電気パルスの電圧８ｋＶを印加し、被保護機器１１０に印加される静電気パルスのピーク電圧値を測定し評価した。
【００３６】
評価結果は、比較の従来の積層バリスタを信号ライン１０８とグランドライン１０７間に接続して設けた場合の被保護機器１１０に印加されたピーク電圧値は約２２０Ｖであったのに対し、本実施の形態１における静電気対策部品を設けた場合の被保護機器１１０に印加されたピーク電圧値もそれぞれの端子で約１８０〜２４０Ｖであり、十分な静電気パルスに対する吸収抑制効果を持つことがわかった。つまり、構成が全く違うにもかかわらず、従来の積層バリスタとほとんど変わらない静電気パルスに対する吸収抑制効果を持つことがわかる。
【００３７】
なお、比較のために、アルミナ基板を用いず、酸化亜鉛材料のみで従来の積層バリスタと同じ工法によって本実施の形態１における静電気対策部品と同じ形状である長手方向寸法が約６．０ｍｍ、幅方向寸法が約３．０ｍｍ、厚み方向寸法が約０．３ｍｍの積層バリスタを作製したが、酸化亜鉛セラミックの焼結強度が小さく、面積方向の大きさに対し、厚みが薄すぎるため、機械的強度が弱く、外電形成、特性測定の際に、簡単に割れ、欠けなどが使用するに満足な積層バリスタを得ることはできなかった。
【００３８】
また、本実施の形態１における静電気対策部品において、バリスタ部１０の積層数を多くし焼成後のバリスタ部１０の厚みをアルミナ基板１２の厚み２５０μｍの２分の１よりも大きく、すなわち約１３０μｍ以上にしたところ、焼成後に大きな反りを生じ、静電気対策部品として実用できるものは得られなかった。したがって、セラミック絶縁基板の厚みは、バリスタ部の厚みの２倍以上とすることが好ましい。
【００３９】
なお、本実施の形態１における静電気対策部品のセラミック絶縁基板として、酸化銅を０．１％以上含んだアルミナ基板を用いた場合には、図４に示す静電気試験回路により８ｋＶを印加した静電気パルスのピーク電圧値が約４００Ｖになり、静電気パルスに対する吸収抑制効果が悪くなることを確認した。したがって、セラミック絶縁基板は、酸化銅の含有量が重量比で０．１％以下のアルミナ基板であることが好ましい。
【００４０】
（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６に記載の発明について説明する。なお、符号は上記実施の形態１と同様のものについては同じ符号を付し説明する。
【００４１】
図５は本発明の実施の形態２における静電気対策部品の模式的分解斜視図、図６は本発明の実施の形態２における静電気対策部品の外観斜視図である。なお、本発明の実施の形態２における静電気対策部品の等価回路図は上記実施の形態２の図３と同様である。
【００４２】
図５および図６において、１０ａおよび１０ｄはバリスタ層、１０はバリスタ部、１４ａは内部電極、１２はセラミック絶縁基板、１５ａはグランド用外部電極、１５ｂは入出力用外部電極、１７はビア導体、１８は保護膜である。
【００４３】
図５および図６に示すように、本実施の形態２における静電気対策部品は、バリスタ層１０ａおよび１０ｄと内部電極１４ａとグランド用外部電極１５ａおよび入出力用外部電極１５ｂとを積層してバリスタ部１０とし、セラミック絶縁基板１２の上に貼り付け、これらを焼結して一体化したセラミック焼結体とし、セラミック焼結体の一面に一つのグランド用外部電極１５ａおよび複数の入出力用外部電極１５ｂを設け、内部電極１４ａはビア導体１７によってグランド用外部電極１５ａと電気的に接続した構成としている。そして、バリスタ部１０の上面は、グランド用外部電極１５ａおよび入出力用外部電極１５ｂの部位を除いて保護膜１８により覆った構成としている。
【００４４】
そして、本実施の形態２における静電気対策部品は、セラミック絶縁基板１２とバリスタ部１０とをセラミック焼結体として一体化した構造であり、１０個の入出力用外部電極１５ｂと一つの内部電極１４ａとによりバリスタ層１０ｄを挟んで１０個の独立したバリスタを形成した構成とし、一つのグランド用外部電極１５ａに電気的に並列接続し１０個の入出力用外部電極１５ｂにそれぞれ接続する１０個の独立したバリスタを有する構成としている。そして、本実施の形態２における静電気対策部品の回路は図３に示す等価回路となる。
【００４５】
上記したように、本実施の形態２における静電気対策部品は、上記実施の形態１における静電気対策部品と同様に、機械的強度の大きなセラミック絶縁基板上にバリスタを形成しているので、薄型で機械的強度が大きく実用上優れた静電気対策部品となる。そして、セラミック焼結体の表面に形成した複数の入出力用外部電極と一つの内部電極とにより、バリスタ層を挟んで複数の独立したバリスタを形成した構成としているので、多数の独立したバリスタを有するアレイタイプの静電気対策部品を極めて薄く構成することができる。また、回路基板に接続するための外部電極を同一面上に設けているので、基板に実装して回路を構成した際に、回路の小型高密度化と薄型化が図れるとともに、実装の際のコストを削減することができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態２における静電気対策部品は、特に、内部電極１４ａはビア導体１７によってグランド用外部電極１５ａと電気的に接続したものであり、これにより、接続電極を形成する工程が不要になるという効果がある。
【００４７】
そして、バリスタ部１０の上面は、グランド用外部電極１５ａおよび入出力用外部電極１５ｂの部位を除いて保護膜１８により覆った構成であり、これにより、外部電極へのめっき皮膜の形成を容易に行うことができ、より実装性の優れた静電気対策部品が得られる。
【００４８】
続いて、本発明の実施の形態２における静電気対策部品の製造方法について、図５および図６を用いて説明する。
【００４９】
まず、酸化亜鉛を主成分とするセラミック粉末と有機バインダからなる酸化亜鉛生シートを作製し準備した。この時、生シートの厚みは約３０μｍとした。
【００５０】
上記の酸化亜鉛生シートの上に銀を主成分とする金属ペーストを用いスクリーン印刷法で内部電極１４ａとなる導体層を形成し、その上にグランド用外部電極１５ａに電気的に接続するような位置にビア導体１７となる銀ペーストが充填された酸化亜鉛生シート１０ｄを積層し、さらに、その上に銀ペーストを用いスクリーン印刷法でグランド用外部電極１５ａおよび入出力用外部電極１５ｂとなる導体層を形成してバリスタ部１０となる積層体を作製した。次に、セラミック絶縁基板１２としてアルミナ基板を用い、このアルミナ基板上に上記の積層体を貼り付け、積層体ブロックとした。
【００５１】
なお、上記のアルミナ基板の厚みは約２５０μｍ、導体層の厚みは約２．５μｍとした。また、印刷した導体層のパターンは、切断した後に図５に示した形状となるよう図示した形状を多数個を縦横に配列したパターン形成とした。
【００５２】
次に、上記の積層体ブロックを大気中で加熱して脱バインダ処理した後、大気中で９３０℃まで加熱して焼成し一体化した焼結体とした。その後、グランド用外部電極１５ａと入出力用外部電極１５ｂの部位を除いたバリスタ部１０の上面を熱硬化性樹脂ペーストを用いてスクリーン印刷法で覆い、所望の温度で樹脂を硬化させ保護膜１８を形成した。続いて、保護膜１８を形成した焼結体の外部電極の部位にニッケル、はんだのめっきを施した後、所望の寸法に切断分離し、図５および図６に示した本実施の形態２における静電気対策部品を作製した。
【００５３】
作製した本実施の形態２における静電気対策部品は、長手方向寸法が約６．０ｍｍ、幅方向寸法が約３．０ｍｍ、厚み方向寸法が約０．３ｍｍであった。そして、１０個の独立したバリスタのそれぞれは、入出力用外部電極１５ｂとグランド用外部電極１５ａ間の静電容量が６〜８ｐＦ、バリスタ電圧Ｖ1mAすなわち１ｍＡの電流が流れる時の電圧が２５〜３０Ｖであった。
【００５４】
次に、上記で本実施の形態２の静電気対策部品について、静電気パルスに対する抑制効果を評価した。評価は、実施の形態１で説明した静電気試験と同様に、本実施の形態２の静電気対策部品を図４に示す評価試料１０９として、一つのバリスタの入出力用外部電極２０２を信号ライン１０８側に接続し、グランド用外部電極２０３をグランドライン１０７に接続し、図４に示す回路により印加される静電気パルスの電圧８ｋＶを印加し、被保護機器１１０に印加される静電気パルスのピーク電圧値を測定し、その抑制効果を評価した。評価は１０個のバリスタそれぞれについて行った。
【００５５】
本実施の形態２における静電気対策部品を設けた場合の被保護機器１１０に印加されたピーク電圧値は、それぞれの端子で約２００〜２６０Ｖであり、十分な静電気パルスに対する吸収抑制効果を持つことがわかった。
【００５６】
また、本実施の形態２の製造方法において、保護膜１８を形成せずに、ニッケル、はんだめっきを施そうとしたところ、外部電極以外の所々の部分にめっき流れが起こり、歩留まりが非常に悪くなった。
【００５７】
なお、本実施の形態２の静電気対策部品は、保護膜を形成するために樹脂ペーストを用いたが、ガラスペーストを用い焼き付けるなどして形成しても構わない。
【００５８】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項７に記載の発明について説明する。なお、符号は上記実施の形態１および２と同様のものについては同じ符号を付し説明する。
【００５９】
図７は本発明の実施の形態３における静電気対策部品の模式的分解斜視図、図８は本発明の実施の形態３における静電気対策部品の外観斜視図、図９は本発明の実施の形態３における静電気対策部品の等価回路図である。
【００６０】
図７および図８において、１０ａおよび１０ｃはバリスタ層、１０はバリスタ部、１４ａは内部電極、１５ａはグランド用外部電極、１５ｃは入力用外部電極、１５ｄは出力用外部電極、１６ａおよび１６ｄは接続電極、２０ａ、２０ｂ、２０ｃはガラスセラミック層、２０はガラスセラミック基板、１９はインダクタ導体である。
【００６１】
図７および図８に示すように、本実施の形態３における静電気対策部品は、バリスタ層１０ａおよび１０ｃと内部電極１４ａとグランド用外部電極１５ａ、入力用外部電極１５ｃおよび出力用外部電極１５ｄとを積層してバリスタ部１０とし、これをガラスセラミック層２０ａ、２０ｂおよび２０ｃとインダクタ導体１９を積層して形成したインダクタを内蔵したガラスセラミック基板２０の上に貼り付け、これらを焼結して一体化したセラミック焼結体とし、セラミック焼結体の一面に一つのグランド用外部電極１５ａ、複数の入力用外部電極１５ｃおよび複数の出力用外部電極１５ｄを設けたものである。そして、内部電極１４ａはセラミック焼結体の短辺側両端部に引き出し、接続電極１６ａによりグランド用外部電極１５ａと電気的に接続し、それぞれのインダクタ導体１９は長辺側両端部に引き出し、片側を接続電極１６ｃ（図示せず）により入力用外部電極１５ｃと電気的に接続し、インダクタ導体１９のもう一方側を接続電極１６ｄにより出力用外部電極１５ｄと電気的に接続した構成としている。
【００６２】
そして、本実施の形態３における静電気対策部品は、セラミック絶縁基板としてインダクタを内蔵したガラスセラミック基板２０を用い、このガラスセラミック基板２０とバリスタ部１０とをセラミック焼結体として一体化した構造であり、５個の入力用外部電極１５ｃと一つの内部電極１４ａとによりバリスタ層１０ｃを挟んで５個の独立したバリスタを形成した構成とし、一つのグランド用外部電極１５ａに電気的に並列接続し５個の入力用外部電極１５ｃにそれぞれ接続する５個の独立したバリスタを有し、この５個のバリスタそれぞれに電気的に直列接続し５個の出力用外部電極１５ｄにそれぞれ接続する５個の独立したインダクタを有する構成としている。
【００６３】
そして、本実施の形態３における静電気対策部品の回路は図９に示す等価回路となる。図９において、２０１はバリスタ、２０３はグランド用外部電極、２０４はインダクタ、２０５は入力用外部電極、２０６は出力用外部電極である。
【００６４】
上記したように、本実施の形態３における静電気対策部品は、上記実施の形態１および２における静電気対策部品と同様に、機械的強度の大きなセラミック絶縁基板上にバリスタを形成しているので、薄型で機械的強度が大きく実用上優れた静電気対策部品となる。そして、セラミック焼結体の表面に形成した複数の入出力用外部電極と一つの内部電極とにより、バリスタ層を挟んで複数の独立したバリスタを形成した構成としているので、多数の独立したバリスタを有するアレイタイプの静電気対策部品を極めて薄く構成することができる。また、回路基板に接続するための外部電極を同一面上に設けているので、基板に実装して回路を構成した際に、回路の小型高密度化と薄型化が図れるとともに、実装の際のコストを削減することができる。
【００６５】
また、本実施の形態３における静電気対策部品は、特に、セラミック絶縁基板として複数のインダクタを内蔵したガラスセラミック基板を用い、複数のバリスタそれぞれに電気的に直列接続し複数の出力用外部電極それぞれに接続する複数のインダクタを設けた構成としているので、フィルタ機能を追加するなど静電気抑制効果をさらに高めることができ、優れた静電気対策部品となる。
【００６６】
続いて、本発明の実施の形態３における静電気対策部品の製造方法について、図７および図８を用いて説明する。
【００６７】
まず、ホウ珪酸ガラスおよびアルミナを主成分とするガラスセラミック粉末と有機バインダからなる、ガラスセラミック生シートを作製し準備した。この時、生シートの厚みは約３０μｍとした。
【００６８】
次に、上記のガラスセラミック生シートを数枚積層し、その上に銀を主成分とする金属ペーストを用いスクリーン印刷法で５本のインダクタ導体１９となる導体層を形成し、その上に上記のガラスセラミック生シートを数枚積層した後、この積層体を大気中で加熱して脱バインダ処理した後、大気中で９００℃まで加熱して焼成し、５個のインダクタを内蔵したガラスセラミック基板２０を得た。なお、このガラスセラミック基板２０の厚みは約２５０μｍとした。
【００６９】
次に、酸化亜鉛を主成分とするセラミック粉末と有機バインダからなる酸化亜鉛生シートを作製し準備した。この時、生シートの厚みは約３０μｍとした。
【００７０】
上記の酸化亜鉛生シートの上に銀を主成分とする金属ペーストを用いスクリーン印刷法で内部電極１４ａとなる導体層を形成し、その上に酸化亜鉛生シートを積層し、さらに、その上に銀ペーストを用いスクリーン印刷法でグランド用外部電極１５ａ、入力用外部電極１５ｃおよび出力用外部電極１５ｄとなる導体層を形成して、バリスタ部１０となる積層体を作製した。次に、上記のガラスセラミック基板２０上に貼り付け、積層体ブロックとした。なお、導体層の厚みは約２．５μｍとした。また、印刷した導体層のパターンは、切断した後に図７に示した形状となるよう図示した形状を多数個を縦横に配列したパターン形状とした。
【００７１】
次に、上記の積層体ブロックを大気中で加熱して脱バインダ処理した後、大気中で９３０℃まで加熱して焼成し一体化した焼結体をした後、所望の寸法に切断分離して、図７および図８の本実施の形態３における静電気対策部品のうち、接続電極１６ａおよび１６ｄを形成する前のセラミック焼結体を得た。続いて、セラミック焼結体の短辺側端部の内部電極１４ａが露出した部分と、グランド用外部電極１５ａが電気的に接続するように銀を主成分とする電極ペーストを塗布し、セラミック焼結体の長辺側片端部のインダクタ導体１９の片方が露出した部分と入力用外部電極１５ｃが一つずつ電気的に接続するように、銀を主成分とする電極ペーストを塗布し、セラミック焼結体のもう一方の長辺側片端部のインダクタ導体１９のもう片方が露出した部分と出力用外部電極１５ｄが一つずつ電気的に接続するように銀を主成分とする電極ペーストを塗布した後、８００℃で焼付けを行って、接続電極１６ａ、１６ｃ（図示せず）および１６ｄを形成し、図７および図８に示した本実施の形態３における静電気対策部品を作製した。
【００７２】
作製した本実施の形態３における静電気対策部品は、長手方向寸法が約６．０ｍｍ、幅方向寸法が約３．０ｍｍ、厚み方向寸法が約０．３ｍｍであった。そして、５個のバリスタのそれぞれは、入力用外部電極１５ｃとグランド用外部電極１５ａ間の静電容量が６〜８ｐＦ、バリスタ電圧Ｖ1mAすなわち１ｍＡの電流が流れる時の電圧が２５〜３０Ｖであった。また、５個のインダクタのそれぞれは、入力用外部電極１５ｃと出力用外部電極１５ｄ間のインダクタンスが約１００ｎＨであった。
【００７３】
次に、上記の本実施の形態３の静電気対策部品について、静電気パルスに対する抑制効果を評価した。評価は、実施の形態１で説明した静電気試験と同様に、本実施の形態３の静電気対策部品を図４に示す評価試料１０９として、入力用外部電極２０５を信号ライン１０８の入力側つまり抵抗１０６側に接続し、出力用外部電極２０６を信号ライン１０８の出力側つまり被保護機器１１０側に接続し、グランド用外部電極２０３をグランドライン１０７に接続し、図４に示す回路により印加される静電気パルスの電圧８ｋＶを印加し、被保護機器１１０に印加される静電気パルスのピーク電圧値を測定し、その抑制効果を評価した。評価は５個のバリスタおよびこれに接続するインダクタそれぞれについて行った。
【００７４】
本実施の形態３における静電気対策部品を設けた場合の被保護機器１１０に印加されたピーク電圧値は、それぞれの端子で約１５０〜２００Ｖであり、十分な静電気パルスに対する吸収抑制効果を持つことがわかった。
【００７５】
また、本実施の形態３における静電気対策部品のインダクタ２０４のインダクタンスとバリスタ２０１の静電容量を調整することで２段のローパスフィルタとすることができ、より優れたノイズ除去効果を持たせることもできる。
【００７６】
また、上記実施の形態３の静電気対策部品は、インダクタ部とバリスタ部の構成をＴ型やπ型の多段構成とし、さらにそのインダクタンスと静電容量を適当な値に調整することで、３段、４段といった多段のローパスフィルタとすることができ、ローパスフィルタとしての機能の効果をさらに高めることもできる。
【００７７】
なお、上記実施の形態１〜３においては、１０連アレイ、５連アレイとしたが、寸法と性能が許す限り、何連アレイであっても構わない。また、本発明の静電気対策部品は、特に薄型の静電気対策部品を提供するのに優位な構成であるが、その総厚み、その中のバリスタ層の厚みおよびセラミック絶縁基板の厚みは上記実施の形態に限定されるものではない。
【００７８】
また、バリスタ部のバリスタ機能を有する有効層の層数は１層または２層としたが、有効層は何層あっても構わない。また、セラミック絶縁基板はアルミナ基板とガラスセラミック基板を用いたが、フェライトや高誘電率誘電体などを用いても良い。また、電極ペーストは銀ペーストを用いたが、銀−パラジウムペースト、白金ペーストなど他の金属ペーストを用いても良い。また、内部電極はバリスタ部とセラミック絶縁基板の界面に形成しても良い。
【００７９】
また、上記実施の形態１および３の静電気対策部品においても、保護膜を形成しめっきを施しても良く、これにより、上記実施の形態２の静電気対策部品と同様に、より実装性の優れた静電気対策部品が得られる。そして、保護膜の形成およびめっきは、焼結体を所望の寸法に切断分離する前であっても、切断分離後でも同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係る静電気対策部品は、薄型で機械的強度が大きく実用上優れたアレイタイプの静電気対策部品であるので、携帯電話などの小型でかつ薄型の電子機器を静電気パルスによる破壊から保護する部品として特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態１における静電気対策部品の模式的分解斜視図
【図２】同静電気対策部品の外観斜視図
【図３】同静電気対策部品の等価回路図
【図４】本発明の実施の形態１における静電気試験の回路図
【図５】本発明の実施の形態２における静電気対策部品の模式的分解斜視図
【図６】同静電気対策部品の外観斜視図
【図７】本発明の実施の形態３における静電気対策部品の模式的分解斜視図
【図８】同静電気対策部品の外観斜視図
【図９】同静電気対策部品の等価回路図
【符号の説明】
【００８２】
１０  バリスタ部
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  バリスタ層
１２  セラミック絶縁基板
１４ａ、１４ｂ  内部電極
１５ａ  グランド用外部電極
１５ｂ  入出力用外部電極
１５ｃ  入力用外部電極
１５ｄ  出力用外部電極
１６ａ、１６ｂ、１６ｄ  接続電極
１７  ビア導体
１８  保護膜
１９  インダクタ導体
２０  ガラスセラミック基板
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  ガラスセラミック層
１０１  電源
１０２、１０６  抵抗
１０３、１０５  スイッチ
１０４  容量ボックス
１０７  グランドライン
１０８  信号ライン
１０９  評価試料
１１０  被保護機器
２０１  バリスタ
２０２  入出力用外部電極
２０３  グランド用外部電極
２０４  インダクタ
２０５  入力用外部電極
２０６  出力用外部電極
【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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