CN103270656B - Esd保护装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种ESD保护装置，该ESD保护装置即使在重复放电的情况下，放电开始电压以及放电保护电压难以上升，并且也不容易发生放电电极前端烧焦、剥离的情况。该ESD保护装置中，在绝缘性基板（2）内形成有空洞（3），该空洞（3）内配置有第1、第2放电电极（4、5），并且该第1、第2放电电极（4、5）的前端（4a、5a）彼此隔开间隙并相对，绝缘性基板的外表面上形成有第1外部电极（9），该第1外部电极（9）与第1放电电极（4）电连接，绝缘性基板的外表面上形成有第2外部电极（10），该第2外部电极（10）与第2放电电极（5）电连接的，并且，第1、第2放电电极（4、5）的前端（4a、5a）的厚度与第1、第2放电电极的其余部分相比、相对较厚。

Description

ESD保护装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及用于实现静电防护的ESD保护装置及其制造方法，更详细而言，涉及具有放电电极在设置于绝缘性基板内的空洞内、彼此相对的结构的ESD保护装置及其制造方法。

背景技术

以往，为了在ESD（Electro-Static Discharge：静电放电）即静电放电中保护电子设备，提出了各种各样的ESD保护装置。

例如，在下面的专利文献1中公开了一种在绝缘性基板内配置有第1及第2放电电极而得以形成的ESD保护设备。专利文献1中记载的ESD保护设备中，在绝缘性基板内形成有空洞。所形成的第1、第2放电电极在该空洞中露出，并且其前端在空洞内彼此相对。第1放电电极被引出到绝缘性基板的一个端面。在绝缘性基板的一对端面上，分别形成有外部电极。该ESD保护设备中，位于第1、第2放电电极相对的部分、在第1、第2放电电极的下表面一侧形成有混合部,该混合部横跨第1、第2放电电极。放电辅助部含有金属粒子和陶瓷粒子，该金属粒子以及陶瓷粒子分散在绝缘性基板内的绝缘体材料中。

专利文献1的ESD保护设备中，对于构成绝缘性基板的陶瓷和第1、第2放电电极，对其进行烧成时的收缩情况、收缩后的热膨胀率的差能够由混合部来缓和。因此，能够高精度地设定放电开始电压。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2008/146514A1

发明内容

发明所要解决的技术问题

若在ESD保护装置上施加静电，则第1、第2放电电极之间产生放电。重复地施加静电，并重复产生放电时，放电电极的前端由于放电时的热而熔解。若放电电极的前端熔解，则第1、第2放电电极之间的间隙尺寸将变大，使得放电开始电压即放电保护电压升高。因此，难以可靠地保护电子设备不受静电的影响。

本发明的目的在于，提供一种即使在重复地施加静电的情况下，放电间隙的尺寸也难以变大，使得放电开始电压不易上升的、ESD保护装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的ESD保护装置包括：绝缘性基板，该绝缘性基板的内部具有空洞；第1及第2放电电极，该第1及第2放电电极配置在所述绝缘性基板的所述空洞内，并且其前端彼此隔开间隙、并相对；第1外部电极，该第1外部电极与所述第1放电电极电连接，且形成于所述绝缘性基板的外表面上；第2外部电极，该第2外部电极与所述第2放电电极电连接，且形成于所述绝缘性基板的外表面上。本发明所涉及的ESD保护装置中，所述第1及第2放电电极的前端的厚度与所述第1及第2放电电极的其余部分相比、较厚。

在本发明所涉及的ESD保护装置的某个特定方面中，所述绝缘性基板是通过层叠多片陶瓷生片并进行烧成、从而得到的陶瓷多层基板。在该情况下，能够使用已知的陶瓷一体烧成技术，来得到本发明的ESD保护装置。

在本发明所涉及的ESD保护装置的其他特定方面中，在将所述第1及第2放电电极的厚度方向作为所述空洞的高度方向时，与所述第1及第2放电电极前端的厚度最厚部分的厚度方向尺寸相比，该空洞的顶部最低部分的高度方向尺寸较小。由此，容易引起气体放电，从而能够提高ESD保护特性。

在本发明所涉及的ESD保护装置的另一其他特定方面中，在从包含所述前端彼此相对的方向和第1、第2放电电极的厚度方向在内的截面进行观察时，所述第1、第2放电电极的前端具有呈直线的前端面。在该情况下，能够降低放电开始电压的偏差。

在本发明所涉及的ESD保护装置的其他特定方面中，在所述第1放电电极和所述第2放电电极隔开间隙并相对的部分，还包括横跨所述第1及第2放电电极的放电辅助部，该放电辅助部含有金属粒子和半导体粒子。在该情况下，能够通过形成放电辅助部，来降低放电开始电压。

本发明所涉及的ESD保护装置的另一个其他特定方面中，进一步包括设置在所述放电辅助部和所述绝缘性基板之间的密封层。在该情况下，对于空洞部，能够抑制扩散于绝缘性基板、放电辅助部等的其他材料中的玻璃成分等进入到空洞内。由此，能够抑制因玻璃成分的进入而导致放电电极间的绝缘性的降低。

本发明所涉及的ESD保护装置的制造方法具有如下工序：准备多片陶瓷生片的工序；至少在一片所述陶瓷生片上、形成第1及第2放电电极的工序，并使其前端比其余部分要厚；在形成有所述第1及第2放电电极的陶瓷生片的上下表面、层叠无图案的所述陶瓷生片，从而得到层叠体的工序；对所述层叠体进行烧成，使得在第1、第2放电电极的前端彼此相对的部分具有空洞的绝缘性基板得以形成的工序；以及形成与所述第1及第2放电电极电连接的第1及第2外部电极的工序。

在本发明所涉及的ESD保护装置的制造方法的某个特定方面中，在所述至少在一片陶瓷生片上形成第1、第2放电电极的工序中，在形成该第1及第2放电电极之前，或者在形成第1、第2放电电极之后，进一步具有添加空洞形成用材料的工序，该空洞形成用材料由进行烧成时气化的材料构成。在该情况下，在对陶瓷进行烧成时，使空洞形成用材料气化，从而能够利用所产生的气体来形成空洞。

在本发明所涉及的ESD保护装置的制造方法的其他特定方面中，在添加空洞形成用材料时，使所述空洞形成用材料的高度方向尺寸较所述第1、第2放电电极的前端厚度最厚的部分的厚度要小。在该情况下，能够使所形成的空洞的高度比第1、第2放电电极的前端厚度要小。

在本发明所涉及的ESD保护装置的另一个其他特定方面中，在形成所述第1、第2放电电极的工序中，在形成所述第1、第2放电电极之前，或者在形成所述第1、第2放电电极之后，形成放电辅助部，该放电辅助部中扩散有金属材料和半导体材料，并横跨第1、第2放电电极。在该情况下，能够通过形成放电辅助部，来降低放电开始电压。

在本发明所涉及的ESD保护装置的制造方法的另一个其他特定方面中，在所述陶瓷生片上形成所述放电辅助部时，在所述陶瓷生片上形成密封层，并在该密封层上形成所述放电辅助部。在该情况下，能够利用密封层，来抑制构成绝缘性基板的材料中的玻璃成分等进入到空洞中，由此能够抑制放电辅助部等被腐蚀，并且还能抑制第1、第2放电电极之间的绝缘性的降低。

发明效果

根据本发明所涉及的ESD保护装置，由于第1放电电极及第2放电电极的前端的厚度与其余部分相比较厚，因此即使重复地进行放电，也能抑制因第1、第2放电电极的前端熔解而导致间隙扩大。因此，能够抑制放电开始电压的上升，从而提高ESD保护装置的重复特性。而且，即使重复地施加静电，重复地进行放电，也能抑制第1、第2放电电极的前端被烧焦或损害。

根据本发明所涉及的ESD保护装置的制造方法，能够利用已知的陶瓷一体烧成技术来制备出本发明的ESD保护装置。

附图说明

图1（a）及图1(b)是本发明的一个实施方式所涉及的ESD保护装置的主视剖视图及表示其主要部分的局部剖切放大主视剖视图。

图2是表示本发明的实施方式2所涉及的ESD保护装置的主要部分的局部剖切主视剖视图。

图3是表示本发明的实施方式3所涉及的ESD保护装置的主要部分的局部剖切主视剖视图。

图4是表示本发明的实施方式4所涉及的ESD保护装置的主要部分的局部剖切主视剖视图。

图5是表示作为比较例准备的ESD保护装置的主要部分的局部剖切正视剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图，说明本发明的具体实施方式，以阐明本发明。

图1（a）及图1(b)是本发明的实施方式1所涉及的ESD保护装置的主视剖视图及表示其主要部分的局部剖切放大主视剖视图。ESD保护装置1具有绝缘性基板2。在本实施方式中，绝缘性基板2由通过层叠多片陶瓷生片而得以形成的一体烧成型陶瓷多层基板构成。

上述绝缘性基板2可以由适合的绝缘性陶瓷构成。本实施方式中，由Ba-Al-Si-O类的低温共烧陶瓷（LTCC）构成。

绝缘性基板2具有基板层2a、2b。基板层2a上形成有空洞3。第1放电电极4、第2放电电极5以与空洞3相邻的方式形成于基板层2a上。第1、第2放电电极4、5的前端4a、5a在空洞3内隔开间隙并相对。放电电极4、5的间隙优选为20～50μm。

本实施方式的特征在于，对于第1、第2放电电极4、5，前端4a、5a部分的厚度比其余部分要厚。更具体而言，从前端4a、5a到位于空洞3内的部分为止的放电电极部分的厚度比其余放电电极部分的厚度要厚。在前端4a、5a部分以外的厚度为5～25μm的情况下，前端4a、5a部分优选为10～50μm。另外，对于放电电极4、5中厚度相对较厚的前端部分，其长度在从放电电极4、5的前端起始5～50μm为止的范围内即可。放电电极4、5中厚度较厚的前端部分与放电辅助部8相接。

通过在前端部分设置厚度相对较厚的放电电极部分，如下所述那样，能够在重复进行放电的情况下，抑制间隙扩大。

上述放电电极4、5可以由Cu、Ag、Pd、Al、Ni等适合的金属或者合金形成。

此外，本实施方式中，在基板层2a上设置有下部密封层6。另外，形成有上部密封层7,以覆盖空洞3的顶部。下部密封层6及上部密封层7由烧结温度比构成绝缘性基板2的陶瓷要高的陶瓷形成。本实施方式中，下部密封层6及上部密封层7由Al2O3形成。由于设置有下部密封层6及上部密封层7，因此能够防止用于形成绝缘性基板2的陶瓷生片中的玻璃成分进入到空洞3内。若玻璃成分进入到空洞3内，则后述放电辅助部、分散在放电辅助部中的陶瓷粒子等绝缘性材料将被腐蚀。因此，可能会降低第1、第2放电电极4、5间的绝缘性。通过设置下部密封层6及上部密封层7，能够可靠地密封空洞3的周围。另外，也可以不形成下部密封层6及上部密封层7。

下部密封层6上形成有放电辅助部8。如图1(b)所示，放电辅助部8具有：表面被绝缘性粉末覆盖的金属粒子8a、和半导体陶瓷粒子8b。

由于放电辅助部8具有上述金属粒子8a及半导体陶瓷粒子8b,因此能够降低第1、第2放电电极4、5间的放电电压。

作为绝缘性粉末，可举出Al2O3等适合的无机材料粉末。此外，金属粒子本身可以由Cu、Ni等合适的金属或合金形成。

作为上述半导体陶瓷粒子8b所使用的半导体陶瓷，可举出：碳化钛、碳化锆、碳化钼或碳化钨等碳化物、氮化钛、氮化锆、氮化铬、氮化钒或氮化钽等氮化物、硅化钛、硅化锆、硅化钨、硅化钼或硅化铬等硅化物、硼化钛、硼化锆、硼化铬、硼化镧、硼化钼或硼化钨等硼化物、或者氧化锌或钛酸锶等氧化物等。由于碳化硅比较廉价并且各种粒径的粒子均在市场上有售，因此尤其优选于此。

此外，上述半导体陶瓷可以仅使用一种，也可以并用两种以上。并且，上述半导体陶瓷粒子8b也可以适当地与氧化铝等绝缘性陶瓷材料混合来使用。

由于上述放电辅助部中扩散有表面被上述无机绝缘性粉末覆盖的金属粒子8a及半导体陶瓷粒子8b，因此在第1放电电极4的前端4a和第2放电电极5的前端5a之间容易产生沿面放电。因此，能够降低放电开始电压。由此，能够更有效地实现静电防护。

另外，虽然图1(a)及（b）中，上述放电辅助部以进入放电电极4、5的下方的方式得以形成，但也可以仅形成于第1、第2放电电极4、5的前端之间的间隙部分。此外，也可以不形成放电辅助部。

在绝缘性基板2的端面2c、2d上，形成有第1、第2外部电极9、10。外部电极9、10可以通过对导电糊料进行涂布及煅烧等适合的方法来得以形成。此外，对于构成外部电极9、10的金属材料也没有特别的限制，可以适当地使用Ag、Cu、Pd、Al、Ni或者它们的合金等。

如上所述，本实施方式的ESD保护装置1的特征在于，第1、第2放电电极4、5的前端部分的厚度比前端部分以外的其余部分的放电电极的厚度要厚，并且空洞3高度最低的部分的高度方向尺寸H比第1、第2放电电极4、5的厚度最厚的部分要小。由此，可以得到如下效果。

首先，由于第1、第2放电电极4、5的前端4a、5a附近的部分的厚度相对较厚，因此能够提高所述重复特性。即，若施加静电，则第1放电电极4的前端4a和第2放电电极5的前端5a之间将产生放电。在静电被重复施加的过程中，对于第1、第2放电电极4、5的前端4a、5a，特别是与被电子撞击一侧的电位相连接的放电电极的前端将由于热而使得放电电极的前端部分熔解、或烧焦。其结果是，第1放电电极4的前端4a和第2放电电极5的前端5a之间的间隙尺寸会变大。若间隙的尺寸变大，则放电开始电压将变大。因此，难以可靠地保护电子设备等不受静电的影响。

与此相对，在ESD保护装置1中，即使放电重复进行，由于第1、第2放电电极4、5的前端4a、5a部分的厚度相对较厚，因此即使一部分熔解了，也能够抑制间隙G的尺寸的增大。

而且，在本实施方式的ESD保护装置1中，在正面剖视下进行观察时，在第1、第2放电电极4、5的前端4a、5a部分，端面4b、5b呈直线状。即，在从包含第1、第2放电电极4、5的前端4a、5a彼此相对的方向、以及第1、第2放电电极4、5的厚度方向在内的截面进行观察的情况下，作为前端面的端面4b、5b具有直线的形状。因此，间隙G的尺寸不易产生偏差，由此能够缩小放电开始电极的偏差。

并且，在本实施方式的ESD保护装置1中，放电利用了沿面放电、以及在空洞3内的气体放电。并且，存在有空洞3的顶部的高度最低的部分，即存在有放电电极4、5的前端4a、5a之间的区域中、空洞3的高度最低的部分。另外，该空洞高度最低的部分比放电电极4、5的前端的厚度较厚的部分中、厚度最厚的部分的厚度方向尺寸要小。在空洞的高度较低的情况下，容易引起气体放电。因此，能够降低放电开始电压。由此，能够更可靠地进行静电防护。

此外，通过设置放电辅助部8，也能够降低放电开始电压，并且由于能够降低放电开始电压，因此，由此能够更可靠地实现静电防护。

而且，如上所述，通过设置下部密封层6及上部密封层7，能够抑制第1、第2放电电极4、5之间的绝缘性的降低。

接下来，对ESD保护装置1的制造方法的一个示例进行说明。在制造ESD保护装置1时，准备多片陶瓷生片。在上述陶瓷生片中的1片陶瓷生片上、涂布形成下部密封层6的陶瓷糊料。接着，在使陶瓷糊料干燥后，涂布用于形成放电辅助部8的复合糊料。作为这种复合糊料，使用含有上述金属粒子8a、半导体陶瓷粒子8b、粘合剂树脂、以及溶剂在内的复合糊料即可。关于作为上述基材的陶瓷粒子，可以使用与构成绝缘性基板2的陶瓷粉末相同的材料，或者使用不同的适合的绝缘性陶瓷粉末。

然后，在上述复合糊料干后，形成第1、第2放电电极4、5。在形成第1、第2放电电极4、5时，可以使用印刷导电糊料、或转印法。在印刷导电糊料的情况下，对导电糊料进行丝网印刷，仅对放电电极4、5的前端部分重复进行多次丝网印刷，使前端侧部分的厚度相对较厚即可。通过调整印刷图案的印刷精度，或改变放电电极糊料的溶剂种类，或调整糊料的干燥温度，从而能够使前端部分的形状在正面剖视下进行观察时、形成为直线状，或使前端的厚度变为圆形形状。

此外，通过转印法，能够形成端面4b、5b平坦的第1、第2放电电极4、5。即，在上述第1、第2放电电极4、5为凸状的情况下，在未图示的支承片材上，具有凹形形状的树脂糊料以使其与该凸状相嵌，并使其硬化。然后，在薄膜上，在未设置有上述树脂糊料硬化物层的区域、印刷导电糊料，并使其干燥。接着，通过利用溶剂来去除硬化后的树脂糊料层的方法等适当的方法来将其去除。然后，将在支承薄膜上干燥后的导电糊料层转印到陶瓷生片上。由此，在陶瓷生片上能够形成第1、第2放电电极4、5。通过转印法，在预先提高了树脂糊料硬化物层的端面的精度的情况下，能够更高精度地形成如图1(b)中所示的端面4b、5b那样平面特性优良、在正面剖视下进行观察时呈直线状的前端面。

接着，对第1、第2放电电极4、5的前端彼此相对的部分、印刷用于形成空洞的树脂糊料。接着，涂布用于形成上部密封层7的陶瓷糊料。另外，涂布用于形成空洞的树脂糊料也可以在形成第1、第2放电电极4、5之前进行。

另外，如上所述，在本实施方式的ESD保护装置1中，空洞3的高度在间隙的中央处变低。这样的结构可以通过预先使用于形成空洞的树脂糊料的涂布厚度变得较薄而得以实现。即，使树脂糊料的涂布厚度比第1、第2放电电极4、5的前端4a、5a附近的厚度要薄即可。由此，通过因树脂糊料的气化、陶瓷生片中的粘合剂的气化而产生的气体，来形成空洞3，能够使空洞3的体积较小。并且，由于在获得上述层叠体的阶段中在厚度方向上加压，因此上部的陶瓷生片在厚度相对较厚的用于形成空洞的树脂糊料一侧呈凸状，即、变形为向下的凸状。由此，在烧成后，如图所示，能够容易地形成中央部分的顶部的高度变低的空洞3。另外，也可以不涂布树脂糊料而形成空洞部。但是，在不涂布树脂糊料的情况下、空洞部上部的陶瓷生片变形为向下的凸状时，可能会与空洞部下部的陶瓷生片紧贴在一起，因此可能无法稳定地制作出的空洞部。因此，也可以通过仅在空洞部的中央部涂布树脂糊料，来形成空洞部。在该情况下，能够更稳定地形成高度较低的空洞。

另外，在上述制造工序中，在形成放电辅助部及第1、第2放电电极4、5后，添加上用于形成空洞3的树脂糊料，而添加树脂糊料也可以在形成第1、第2放电电极4、5之前进行。

另外，第1、第2外部电极9、10可以在通过烧成获得绝缘性基板2后，在绝缘性基板2的端面上涂布导电糊料，并进行煅烧，从而得以形成，或者也可以在获得层叠体后，涂布导电糊料，对层叠体进行烧成以获得绝缘性基板2的工序中，对导电糊料进行煅烧，从而完成外部电极9，10。

作为形成上述空洞3的树脂糊料，可以使用将在对绝缘性基板2进行烧成的温度下发生气化、产生气体的适合的树脂包含在内的糊料。作为这样的树脂，可以使用聚丙烯、乙基纤维素或丙烯酸树脂等适合的合成树脂。

像上述那样，在层叠有第1、第2放电电极等的陶瓷生片的上下表面、层叠无图案的陶瓷生片，并在厚度方向上加压。由此得到层叠体。

在该层叠体的两端面上涂布导电糊料。然后对层叠体进行烧成。由此，能够得到上述实施方式中的ESD保护装置1。

另外，外部电极的形成也可以在通过进行烧成来获得绝缘性基板2以后进行。

图2是表示本发明的实施方式2所涉及的ESD保护装置21的主要部分的局部剖切主视剖视图。在实施方式2的ESD保护装置21中，除了第1、第2放电电极4、5的前端4a、5a是圆形的形状以外，其他与实施方式1中的ESD保护装置1相同。因而，通过对相同的部分付上相同的参照编号，并引用实施方式1中的说明，从而省略说明。

如实施方式2中的ESD保护装置21那样，第1放电电极4的前端4a及第2放电电极5的前端5a可以是圆形的形状，即使在该情况下，由于前端部分上第1、第2放电电极4、5的厚度比其余部分的厚度要厚，因此即使重复发生放电，也能够可靠地抑制放电间隙的扩大。

此外，ESD保护装置21除了上述点以外，均与实施方式1相同，关于其他点，能够起到和实施方式1中的ESD保护装置1相同的作用效果。

图3是表示本发明的实施方式3所涉及的ESD保护装置31的主要部分的局部剖切主视剖视图。实施方式3中的ESD保护装置31中，在正面剖视下进行观察时，如图所示，空洞3的形状呈现为，向上方膨胀的圆顶的形状。关于其他的点，ESD保护装置31与ESD保护装置1相同。

由此，空洞3的上表面也可以具有向上方凸出的呈圆顶状的形状。在形成空洞3时，可以通过添加作为空洞形成材料的树脂糊料，并在对陶瓷进行烧成时使其气化，从而形成空洞3。

空洞3不仅由于树脂糊料的气化而产生，通过使陶瓷生片中的粘合剂树脂气化等而产生的气体也会生成空洞3。因此，会比最初涂布的空洞形成材料的体积要大，如图3所示那样，形成向上方凸出的空洞3的情况较为常见。即使在该情况下，由于第1、第2放电电极4、5的前端4a、5a的厚度相对较厚，并且端面4b、5b的平坦特性优良，因此能够提高ESD保护装置的重复特性，并能够使放电开始电压的偏差变小。

但是，与实施方式3相比优选为，如上所述那样，在实施方式1、实施方式2中，空洞3的高度最低的部分比放电电极4、5的前端的厚度最厚的部分处的空洞的高度要低，因此更容易引起气体放电。

由于实施方式3中的ESD保护装置31在其他的点上，均与实施方式1相同，因此能够起到与实施方式1中的ESD保护装置1相同的作用效果。

图4是表示本发明的实施方式4所涉及的ESD保护装置41的主要部分的局部剖切主视剖视图。在实施方式4中的ESD保护装置41中，与ESD保护装置21相同，在正面剖视下进行观察时、第1、第2放电电极4、5的前端4a、5a是圆形的形状，并且与ESD保护装置31相同，空洞3的顶部具有圆顶状的形状。由此，在本发明中，在正面剖视下进行观察时、第1、第2放电电极4、5的前端可以是圆形的形状，另外，空洞3也可以具有向上方凸出的圆顶状的形状。即使在该情况下，由于其他点与实施方式1中的ESD保护装置1相同，因此也能够提高静电防护时的重复特性，从而起到与实施方式1中的ESD保护装置1相同的作用效果。

接着，对具体的实验例进行说明。

（实施例1）

准备Ba-Al-Si-O类陶瓷组成物，并在700～900℃下进行预烧制。将所获得的预烧制粉末进行粉碎，从而得到原料陶瓷粉末。在该原料陶瓷粉末中添加并混合甲苯及酒精（日语：エキネン）的混合溶剂，并得到进一步添加了树脂粘合剂及增塑剂的陶瓷浆料。利用刮刀法将由此得到的陶瓷浆料成形，得到厚度为50μm的陶瓷生片。如上所述，准备多片厚度为50μm的陶瓷生片。

此外，在1片陶瓷生片上，印刷厚度为10μm、用于形成密封层6的陶瓷糊料，并进行干燥。作为所使用的陶瓷糊料，使用含有Al2O3的陶瓷糊料。

在使上述陶瓷糊料干燥后，涂布用于形成放电辅助部8的复合糊料，并进行干燥。作为该复合糊料，通过以规定的比例称量金属粒子8a与平均粒径为1μm的碳化硅粒子，并在其中添加粘合剂树脂及溶剂，从而制备而成，其中，该金属粒子8a通过在平均粒径为2μm的Cu粉末的表面上附着平均粒径为数nm～数十nm的Al2O3粉末并进行涂敷而成。对上述复合糊料进行调整，使得粘合剂树脂和溶剂的总量占糊料的20重量％，而其余部分由上述金属粒子8a及半导体陶瓷粒子8b占据。

此外，作为用于形成第1、第2放电电极4、5的导电糊料，使用如下那样而成的导电糊料，该导电糊料通过对包含平均粒径约为2μm的Cu粉末80重量％、以及由乙基纤维素组成的粘合剂树脂20重量％在内的固体成分、添加溶剂，并混合而得以形成。对该导电糊料进行丝网印刷。具体而言，进行丝网印刷并使其厚度变为15μm，并再次对第1、第2放电电极4、5的前端部分进行多次丝网印刷，使前端部分的厚度为40μm。

接着，添加树脂糊料，以使得在上述第1、第2放电电极4、5之间形成5μm的厚度。作为树脂糊料，使用丙烯酸树脂和溶剂混炼而成的树脂糊料。

接着，在上述第1、第2放电电极4、5的前端部分和上述树脂糊料上印刷厚度为10μm的用于形成密封层6的陶瓷糊料，并进行干燥。

在上述陶瓷生片的上下表面分别层叠多片无图案的所述陶瓷生片，并在厚度方向上加压，从而得到层叠体。在该层叠体的两个端面上涂布用于形成外部电极9、10的Cu糊料。然后，对上述层叠体进行烧成，得到ESD保护装置1。

上述ESD保护装置1中，第1、第2放电电极4、5之间的距离、即间隙的尺寸在烧成后为30μm。

此外，关于第1、第2放电电极4、5在烧成后的厚度，前端侧厚度最厚的部分为30μm，前端侧以外的其余部分的厚度为10μm。所形成的空洞3的高度最低的部分的尺寸为10μm。

（实施例2）

制备了实施方式2中的ESD保护装置21。在形成第1、第2放电电极4、5时，与实施例1相同，多次印刷了导电糊料。但是，通过改变印刷图案的印刷精度，从而形成了前端的厚度呈圆形的第1、第2放电电极4、5。

第1、第2放电电极4、5的前端之间的间隙的尺寸为30μm。此外，第1、第2放电电极4、5的厚度最厚的部分的厚度为30μm。空洞3的高度最低部分的尺寸为10μm。

（实施例3）

形成了如图3所示的实施方式3中的ESD保护装置31。这里，除了用于形成空洞3的树脂糊料的涂布厚度为20μm以外，与实施例1相同。其结果是，如图3所示，能够形成在中央处的顶部向上方凸出、即呈圆顶状的空洞3。第1、第2放电电极之间的间隙的距离为30μm。第1、第2放电电极的厚度最厚的部分的厚度为30μm。空洞3中央处的顶部最高的部分的高度为35μm。

（实施例4）

除与实施例2同样地形成了第1、第2放电电极，且与实施例3同样地添加了用于形成空洞的树脂糊料以外，与实施例1相同。

第1、第2放电电极之间的间隙的尺寸为30μm。第1、第2放电电极的前端侧的厚度最厚的部分的厚度为30μm。空洞3的高度最高的中央部分的高度为35μm。

（比较例）

除了在形成第1、第2放电电极时、仅印刷导电糊料一次以外，与实施例1同样地制作ESD保护装置。因而，如图5所示，虽然在基板层2a、2b之间形成了空洞3，但第1、第2放电电极121、122的前端121a、122a附近的厚度比其余部分要薄。即，在第1、第2放电电极121、122上，越往前端121a、122a一侧，厚度越薄。此外，空洞3的中央处具有向上方凸出的圆顶状的形状。

第1、第2放电电极121、122之间的间隙的尺寸为30μm。此外，空洞3的中央处的顶部最高的部分的高度为20μm。第1、第2放电电极121、122的厚度最厚的部分、即除前端121a、122a附近以外的其余部分的厚度为10μm。

关于上述实施例1～4及比较例的ESD保护装置，基于以下要领对（1）ESD放电响应性以及（2）ESD重复特性进行了评价。

（1）对ESD的放电响应性

对于ESD的放电响应性，进行由IEC标准、IEC61000－4－2规定的、抗静电放电性试验。利用接触放电施加8kV，检验试料的放电电极之间是否产生放电。将在保护电路侧检测出的峰值电压超过600V的判定为放电响应性不良（×标记），将峰值电压为450V～600V的判定为放电响应性良好（○标记），将峰值电压小于450V的判定为放电响应性特别好（◎标记）。

（2）ESD重复特性利用接触放电施加20次2kV、20次3kV、20次4kV、20次6kV、以及20次8kV，接着，对上述对ESD的放电响应性进行评价。将在保护电路侧检测出的峰值电压超过600V的判定为ESD重复特性不良（×标记），将峰值电压为450V～600V的判定为ESD重复特性良好（○标记），将峰值电压小于450V的判定为ESD重复特性特别好（◎标记）。

在下表1中示出结果。

表1

	ESD放电响应性	ESD重复特性
			实施例1	◎	◎
实施例2	◎	◎
			实施例3	○	○
实施例4	○	○
			比较例	○	×

由表1可知，比较例的ESD保护装置的ESD重复特性不够好，与此相对，实施例1～4中的ESD重复特性优良。特别是，由此可知：与实施例3及实施例4相比，空洞中央处的高度较低的实施例1及实施例2能够进一步提高ESD重复特性。可以认为这是由于容易引起气体放电而产生的结果。同样的，关于ESD放电响应性，实施例1及实施例2比实施例3及实施例4或比较例要高。可以认为这是由于容易引起气体放电而产生的结果。

而且，在分别制作30个实施例1～4的比较例中的ESD保护设备，并测定放电开始电压的情况下，关于放电开始电压的偏差，实施例1及实施例3中σ小于40，与此相对，实施例2及实施例4中σ大于40且小于60，而在比较例中σ大于70、小于80。因而可知，第1、第2放电电极的端面4b、5b呈平坦状的实施例1、3中，能够抑制放电开始电压的偏差。

标号说明

1    ESD保护装置

2    绝缘性基板

2a、2b  基板层

2c、2d    端面

3   空洞

4、5第1、第2放电电极

4a、5a     前端

4b、5b    端面

6  下部密封层

7  上部密封层

8  放电辅助部

8a      金属粒子

8b  半导体陶瓷粒子

9、10    第1、第2外部电极

21    ESD保护装置

31    ESD保护装置

41    ESD保护装置

121、122  第1、第2放电电极

121a、122a  前端

Claims (11)

1.一种ESD保护装置，其特征在于，包括：

绝缘性基板，该绝缘性基板的内部具有空洞；

第1及第2放电电极，该第1及第2放电电极配置在所述绝缘性基板的所述空洞内，并且其前端彼此隔开间隙、并相对；

第1外部电极，该第1外部电极与所述第1放电电极电连接，并形成于所述绝缘性基板的外表面上；以及

第2外部电极，该第2外部电极与所述第2放电电极电连接，并形成于所述绝缘性基板的外表面上，

所述第1及第2放电电极的前端的厚度与所述第1及第2放电电极的其余部分相比，相对较厚。

2.如权利要求1中所述的ESD保护装置，其特征在于，

所述绝缘性基板是通过层叠多片陶瓷生片并进行烧成、从而得到的陶瓷多层基板。

3.如权利要求1或2中所述的ESD保护装置，其特征在于，

在将所述第1及第2放电电极的厚度方向作为所述空洞的高度方向时，该空洞的顶部最低的部分的高度方向尺寸比所述第1及第2放电电极前端的厚度最厚的部分的厚度方向尺寸要小。

4.如权利要求1或2所述的ESD保护装置，其特征在于，

在从包含所述前端彼此相对的方向和第1、第2放电电极的厚度方向在内的截面进行观察时，所述第1、第2放电电极的前端具有呈直线的前端面。

5.如权利要求1或2所述的ESD保护装置，其特征在于，

进一步包括放电辅助部，该放电辅助部设于所述第1放电电极和所述第2放电电极隔开间隙并相对的部分，并横跨所述第1及第2放电电极，并且，该放电辅助部包含金属粒子和半导体粒子。

6.如权利要求5中所述的ESD保护装置，其特征在于，

进一步包括设置在所述放电辅助部和所述绝缘性基板之间的密封层。

7.一种ESD保护装置的制造方法，其特征在于，具有：

准备多片陶瓷生片的工序；

至少在一片所述陶瓷生片上形成其前端比其余部分要厚的第1及第2放电电极的工序；

在形成有所述第1及第2放电电极的陶瓷生片的上下表面上、层叠无图案的所述陶瓷生片，从而得到层叠体的工序；

对所述层叠体进行烧成，并形成在第1、第2放电电极的前端彼此相对的部分具有空洞的绝缘性基板的工序；以及

形成与所述第1及第2放电电极电连接的第1及第2外部电极的工序。

8.如权利要求7中所述的ESD保护装置的制造方法，其特征在于，

在所述至少在一片陶瓷生片上形成第1、第2放电电极的工序中，在形成该第1及第2放电电极之前，或者在形成第1、第2放电电极之后，进一步具备添加由进行烧成时气化的材料形成的空洞形成用材料的工序。

9.如权利要求7或8中所述的ESD保护装置的制造方法，其特征在于，

添加所述空洞形成用材料，以使得所述空洞形成用材料的高度方向尺寸比所述第1、第2放电电极的前端的厚度最厚的部分的厚度要小。

10.如权利要求7或8所述的ESD保护装置的制造方法，其特征在于，

在形成所述第1、第2放电电极的工序中，在形成所述第1、第2放电电极之前，或者在形成所述第1、第2放电电极之后，形成放电辅助部，该放电辅助部中扩散有金属材料和半导体材料而得以形成，并且该放电辅助部横跨第1、第2放电电极。

11.如权利要求10中所述的ESD保护装置的制造方法，其特征在于，

在所述陶瓷生片上形成所述放电辅助部时，在所述陶瓷生片上形成密封层，并在该密封层上形成所述放电辅助部。