JP6406450B2 - Ｅｓｄ保護装置およびｅｓｄ保護装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＳＤ保護装置に関し、さらに詳しくは、ＩＲ劣化が抑制されたＥＳＤ保護装置に関する。

また、本発明は、ＥＳＤ保護装置の製造方法に関し、さらに詳しくは、ＩＲ劣化が抑制されたＥＳＤ保護装置の製造方法に関する。

電子機器においては、ＥＳＤ（Electro-Static Discharge；静電気放電）に対する対策が重要である。ＥＳＤとは、帯電した物体（人体など）が、他の物体（電子機器など）に接触した場合、あるいは極めて近くに接近した場合に、帯電した物体から他の物体に対して発生する、激しい放電現象である。電子機器に対してＥＳＤが発生すると、電子機器が損傷したり、電子機器が誤作動したりする場合があるため対策が必要になる。

電子機器におけるＥＳＤ対策として、ＥＳＤ保護装置（ＥＳＤ保護部品）の使用がある。ＥＳＤ保護装置は、１対の放電電極を離間して対向させた構造からなり、電子機器において、たとえば、信号線路とグランド（接地）との間に接続して使用される。

ＥＳＤ保護装置は、通常の使用状態では高い抵抗をもっており、信号が信号線路からＥＳＤ保護装置を介してグランドに流れることはない。しかしながら、電子機器に対してＥＳＤが発生し、信号線路に過大な電圧が加わると、ＥＳＤ保護装置の放電電極間で放電が発生し、静電気を信号線路からグランドに放出することができる。

このようなＥＳＤ保護装置が、特許文献１（ＷＯ２０１１／０９６３３５Ａ１公報）に開示されている。図５に、特許文献１に開示されたＥＳＤ保護装置１０００を示す。ＥＳＤ保護装置１０００は、絶縁層１０１〜１０３が積層された多層基板１０４の内部に、放電補助電極（混合部）１０５を間に挟んで、第１放電電極（面内接続導体）１０６と第２放電電極（面内接続導体）１０７とが対向して配置された構造からなる。放電補助電極１０５は、通常の使用状態では高い抵抗を示すが、第１放電電極１０６と第２放電電極１０７との間に予め定められた閾値以上の電圧が印加されると、第１放電電極１０６と第２放電電極１０７との間で放電を発現させる。

ＥＳＤ保護装置１０００の放電補助電極１０５には、複数の微小な空隙が分散して形成されている。空隙は、短絡の防止や、ピーク電圧値などのＥＳＤ特性を調整するためのものであると説明されている。

また、別のＥＳＤ保護装置が、特許文献２（ＷＯ２０１４／２０８２１５Ａ１公報）に開示されている。図６に、特許文献２に開示されたＥＳＤ保護装置１１００を示す。ＥＳＤ保護装置１１００は、第１配線２０１ａに接続された第１ビア導体２０２ａと、第２配線２０１ｂに接続された第２ビア導体２０２ｂとが、第１絶縁層２０３ａと第２絶縁層２０３ｂとの間に形成された放電ギャップ部２０４において、対向して配置された構造からなる。放電ギャップ部２０４は、中央に設けられた空洞２０５が放電補助電極２０６によって取り囲まれた構造からなる。

ＥＳＤ保護装置１１００において、放電ギャップ部２０４の空洞２０５が放電補助電極２０６によって取り囲まれた構造は、放電を生じやすくするためのものであると説明されている。

ＷＯ２０１１／０９６３３５Ａ１公報 ＷＯ２０１４／２０８２１５Ａ１公報

ＥＳＤ保護装置の特性として、通常使用時に放電や短絡をせず、予め定められた閾値電圧を超えた場合に確実に放電すること、また、放電しても、放電補助電極などがＩＲ劣化（熱に伴う絶縁抵抗劣化）を起こさず、その後も使用を継続できることなどが求められる。

しかしながら、特許文献１に開示されたＥＳＤ保護装置１０００は、放電補助電極１０５の周囲が、絶縁層１０２と、第１放電電極１０６と、第２放電電極１０７とにより完全に覆われているため、たとえ放電補助電極１０５に微小な空隙が形成されていても、放電が起こると、放電に伴い発生した熱を逃がすことができず、熱により放電補助電極１０５などにＩＲ劣化が起こってしまう場合があった。すなわち、ＥＳＤ保護装置１０００には、繰り返して使用できないという問題があった。

一方、特許文献２に開示されたＥＳＤ保護装置１１００は、放電ギャップ部２０４に空洞２０５が形成されており、第１ビア導体２０２ａと第２ビア導体２０２ｂとの間に放電が起こっても、空洞２０５を経由して放電に伴い発生した熱を逃がすことができる。しかしながら、ＥＳＤ保護装置１１００において、放電を開始する閾値電圧を低く設定したい場合には、放電補助電極２０６の厚みを小さくしなければならず、その場合には、必然的に空洞２０５の高さも小さくなる。そして、空洞２０５の高さが小さくなると、第１ビア導体２０２ａと第２ビア導体２０２ｂとの間で短絡が発生してしまう虞があった。すなわち、ＥＳＤ保護装置１１００には、短絡耐性が低いという問題があった。

本発明は、上述した従来の問題を解決するためになされたものであり、その手段として本発明のＥＳＤ保護装置は、複数の絶縁層が積層された多層基板と、多層基板の異なる層間にそれぞれ配置され、それぞれ先端近傍に放電部を有する第１放電電極および第２放電電極と、少なくとも１つの絶縁層の表裏主面間を貫通して形成された貫通穴と、貫通穴に充填された放電補助電極と、を備え、放電補助電極を間に挟んで、第１放電電極の放電部と、第２放電電極の放電部とが、絶縁層の積層方向に対向して配置され、多層基板内部の、第１放電電極の放電部の放電補助電極と反対側の部分、および、第２放電電極の放電部の前記放電補助電極と反対側の部分の少なくとも一方に、空洞が形成されたものとした。

多層基板を絶縁層の積層方向に透視した場合に、放電補助電極が、第１放電電極の放電部、および／または、第２放電電極の放電部と、部分的に重なっており、放補助電極と放電部とが重なっていない部分において、放電補助電極が空洞と直接に接しているものとすることができる。この場合には、放電補助電極が空洞と直接に接している部分から、放電に伴い発生した熱を放電補助電極から空洞へ逃がすことができ、ＩＲ劣化をより確実に抑制することができる。

多層基板内部の、第１放電電極の放電部の放電補助電極と反対側の部分、および、第２放電電極の放電部の放電補助電極と反対側の部分の両方に、空洞が形成されていても良い。この場合には、放電に伴い発生した熱を２つの空洞を経由して逃がすことができるため、ＩＲ劣化をより確実に抑制することができる。

多層基板を絶縁層の積層方向に透視した場合に、空洞と放電補助電極とが、同一の形状かつ同一の大きさで、重なったものとすることができる。この場合には、空洞や放電補助電極を形成するための貫通穴の形成に同一の治具（たとえば同一径のパンチ）を使用することができ、ＥＳＤ保護装置の生産性が向上する。

あるいは、多層基板を絶縁層の積層方向に透視した場合に、空洞の大きさが放電補助電極の大きさよりも大きく、空洞が放電補助電極を内包したものとすることができる。この場合には、空洞の体積が大きくなるため、ＩＲ劣化をより確実に抑制することができる。

放電補助電極は、たとえば、導電性粒子、半導体粒子、無機材料により被覆された導電性粒子、絶縁性粒子から選ばれる少なくとも１つの固形成分を含むものとすることができる。この場合には、第１放電電極と第２放電電極との間の電圧が予め定められた閾値電圧を超えた場合に、第１放電電極と第２放電電極との間に確実に放電を発現させることができる。

また、本発明のＥＳＤ保護装置の製造方法は、上述した従来の問題を解決するための手段として、多層基板内部の、第１放電電極の放電部の放電補助電極と反対側の部分、および、第２放電電極の放電部の放電補助電極と反対側の部分の少なくとも一方に、空洞が形成されたＥＳＤ保護装置を製造するにあたり、セラミックグリーンシートを作製する工程と、放電電極用導電性ペーストを作製する工程と、放電補助電極用混合ペーストを作製する工程と、焼成することにより消失する空洞形成用ペーストを作製する工程と、セラミックグリーンシートの所定のものに、表裏主面間を貫通して貫通穴を形成し、その貫通穴に放電補助電極用混合ペーストを充填する工程と、セラミックグリーンシートの所定のものに、表裏主面間を貫通して貫通穴を形成し、その貫通穴に前記空洞形成用ペーストを充填する工程と、セラミックグリーンシートの所定のものの少なくとも一方の主面に、放電電極用導電性ペーストを所定の形状に印刷する工程と、セラミックグリーンシートを所定の順番に積層し、未焼成の積層体を作製する工程と、未焼成の積層体を焼成し、多層基板を作製する工程と、を備えるようにした。

本発明のＥＳＤ保護装置は、放電に伴い発生した熱を、空洞を経由して逃がすことができるため、ＩＲ劣化が抑制されている。

また、本発明のＥＳＤ保護装置の製造方法によれば、ＩＲ劣化が抑制されたＥＳＤ保護装置を製造することができる。

図１（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００を示す断面図である。ただし、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＸ−Ｘ部分を示している。 図２（Ａ）〜（Ｆ）は、それぞれ、第２実施形態〜第７実施形態にかかるＥＳＤ保護装置２００〜７００を示す断面図である。 図３（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、第８実施形態にかかるＥＳＤ保護装置８００を示す断面図である。ただし、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＸ−Ｘ部分を示している。 図４（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、第９実施形態にかかるＥＳＤ保護装置９００を示す断面図である。ただし、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＸ−Ｘ部分を示している。 図５は、従来のＥＳＤ保護装置１０００を示す断面図である。 図６は、従来のＥＳＤ保護装置１１００を示す断面図である。

以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。

なお、各実施形態は、本発明の実施の形態を例示的に示したものであり、本発明が実施形態の内容に限定されることはない。また、異なる実施形態に記載された内容を組合せて実施することも可能であり、その場合の実施内容も本発明に含まれる。また、図面は、実施形態の理解を助けるためのものであり、必ずしも厳密に描画されていない場合がある。たとえば、描画された構成要素ないし構成要素間の寸法の比率が、明細書に記載されたそれらの寸法の比率と一致していない場合がある。また、明細書に記載されている構成要素が、図面において省略されている場合や、個数を省略して描画されている場合などがある。

［第１実施形態］
図１（Ａ）、（Ｂ）に、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００を示す。ただし、図１（Ａ）、（Ｂ）は、いずれもＥＳＤ保護装置１００の断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ-Ｘ部分を示している。

ＥＳＤ保護装置１００は、第１放電電極１および第２放電電極２を備える。第１放電電極１は、先端近傍に放電部１ａを有する。第２放電電極２は、先端近傍に放電部２ａを有する。第１放電電極１および第２放電電極２は、たとえば、Ｃｕを主成分とする金属により形成されている。

ＥＳＤ保護装置１００は、絶縁層３ａ〜３ｇが積層一体化された多層基板３を備える。絶縁層３ａ〜３ｇは、たとえば、セラミックにより形成されている。本実施形態においては、絶縁層３ａ〜３ｇは７層からなるが、層数は任意であり７層には限られない。

絶縁層３ａは、多層基板３の最下層に配置されている。

絶縁層３ｂは、多層基板３の下から２層目に配置されている。

絶縁層３ｃは、上下主面間を貫通して、空洞４が形成されている。本実施形態においては、空洞４は円筒形に形成されている。

絶縁層３ｃと絶縁層３ｄとの層間に、第２放電電極２が配置されている。第２放電電極は帯状に形成されている。第２放電電極２は、放電部２ａが、後述する放電補助電極６と部分的に重なっている。

絶縁層３ｄは、上下主面間を貫通して、貫通穴５が形成されている。本実施形態においては、貫通穴５は円筒状に形成されている。そして、絶縁層３ｄに形成された貫通穴５には、放電補助電極６が充填されている。

放電補助電極６は、通常使用時は絶縁性を示すが、第１放電電極１と第２放電電極２との間の電圧が予め定められた閾値電圧を超えた場合に、第１放電電極１の放電部１ａと第２放電電極の放電部２ｂとの間に放電を発現させるためのものである。

放電補助電極６は、たとえば、導電性粒子、半導体粒子、無機材料により被覆された導電性粒子、絶縁性粒子などから選ばれる少なくとも１つの固形成分を含んでいる。導電性粒子とは、たとえば、Ｃｕ粒子やＡｇ粒子などである。半導体粒子とは、たとえば、ＳｉＣ、ＺｎＯなどの粒子である。無機材料により被覆された導電性粒子とは、たとえば、Ａｌ_２Ｏ_３粒子が被覆（コート）されたＣｕ粒子やＡｇ粒子などである。絶縁性粒子とは、たとえば、絶縁性セラミックなどの粒子である。放電補助電極６には、複数の微小な空隙が分散して形成されていても良い。

絶縁層３ｄと絶縁層３ｅとの層間に、第１放電電極１が配置されている。第１放電電極は帯状に形成されている。第１放電電極１は、放電部１ａが、放電補助電極６と部分的に重なっている。

絶縁層３ｅは、上下主面間を貫通して、空洞７が形成されている。空洞７は、円筒状に形成されている。

絶縁層３ｆは、多層基板３の上から２層目に配置されている。

絶縁層３ｅは、多層基板３の最上層に配置されている。

多層基板３の両端には、外部電極８、９が形成されている。外部電極８は第１放電電極１に接続され、外部電極９は第２放電電極２に接続されている。外部電極８、９は、たとえば、Ｃｕなどを主成分とする金属により形成され、表面にＮｉ−Ｓｎなどのめっき層が形成されている。

上述した構造からなる、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００は、電子機器に対してＥＳＤが発生し、第１放電電極１と第２放電電極２との間に過大な電圧が印加されると、第１放電電極１の放電部１ａと第２放電電極の放電部２ａとの放電が発生する。

このとき、放電に伴い発生した熱により、放電補助電極６の温度が上昇する。しかしながら、ＥＳＤ保護装置１００においては、放電補助電極６が空洞４、７に挟まれているため、効率的に熱を放散させることができ、放電補助電極６などがＩＲ劣化を起こすことがない。より具体的には、放電補助電極６の熱の一部は、直接、空洞４、７に伝わったうえで放散される。また、放電補助電極６の熱の別の一部は、第１放電電極１の放電部１ａや、第２放電電極の放電部２ｂや、絶縁層３ｄを経由して、空洞部４、７に伝わったうえで放散される。また、放電補助電極６の熱の別の一部は、第１放電電極１の放電部１ａや、第２放電電極の放電部２ｂ、絶縁層３ｄを経由して、第１放電電極１、第２放電電極２を伝わって放散される。さらに、放電補助電極６の熱の別の一部は、絶縁層３ｄを経由して放散される。

ＥＳＤ保護装置１００は、放電によるＩＲ劣化が抑制されているため、放電した後も、繰り返して使用することができる。

上述した構造からなる、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００は、たとえば、次の方法で製造することができる。

（１）セラミックグリーンシートの作製
絶縁層３ａ〜３ｇを形成するためのセラミックグリーンシートを作製した。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。まず、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。次に、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。次に、得られたセラミック粉末に、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てセラミックスラリーを得た。次に、得られたセラミックスラリーを、ドクターブレート゛法により成形し、厚さ１０μｍと５０μｍのセラミックグリーンシートを得た。なお、これらのセラミックグリーンシートは、多数個のＥＳＤ保護装置１００を一括して作製するためのマザーシートであり、後の工程で個々の素子に分割される。

（２）放電電極用導電性ペーストの作製
第１放電電極１および第２放電電極２を形成するための導電性ペーストを作製した。具体的には、平均粒径１μｍのＣｕ粉末４０重量％と、平均粒径３μｍのＣｕ粉末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２０重量％とを調合し、三本ロールにより混合することにより、放電電極用導電性ペーストを作製した。

（３）放電補助電極用混合ペーストの作製
放電補助電極６を形成するための混合ペーストを作製した。具体的には、Ｃｕ粉末からなるコアにＡｌ_２０_３粉末がシェルとして被覆（コート）された平均粒径約２μｍのコア／シェル粉と、Ｂａ、Ａｌ、Ｓｉを中心とした組成からなる平均粒径６μmのセラミック粉とを、７０：３０体積％の割合で調合し、バインダー樹脂と溶剤を添加し、三本ロールで撹拌、混合して、放電補助電極用の混合ペーストを得た。なお、混合ペーストにおいて、コア／シェル粉およびセラミック粉と、エチルセルロースなどからなるバインダー樹脂および溶剤との割合は、８０：２０体積％とした。

（４）空洞形成用ペーストの作製
空洞４、７を形成するための空洞形成用ペーストを作製した。具体的には、平均粒径１μｍの架橋アクリル樹脂ビーズを３８重量％と、ターピネオール中にエトセル樹脂を１０体積％溶解した有機ビヒクル６２重量％とを調合し、三本ロールにより混合して、空洞形成用ペーストを得た。

（５）外部電極用導電性ペーストの作製
外部電極８、９を形成するための導電性ペーストを作製した。具体的には、平均粒径が約１μのＣｕ粉末を８０重量％と、転移点が６２０℃、軟化点が７２０℃で平均粒径が約１μ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、三本ロールにより混合することにより、外部電極用導電性ペーストを作製した。

（６）貫通穴の形成および放電補助電極用ペーストの充填
絶縁層３ｄに放電補助電極６を形成するため、セラミックグリーンシートに加工を施した。具体的には、厚さ１０μｍのセラミックグリーンシートに対し、たとえば機械加工やレーザー加工により、直径１００μｍの貫通穴５を形成した。なお、放電補助電極６が形成された絶縁層３ｄの厚みは、小さいほどＥＤＳ応答性が良くなり、低い電圧で放電する。上述したとおり、本実施形態においては、絶縁層３ｄの厚みをセラミックグリーンシートの段階で１０μｍとした。次に、絶縁層３ｄ用のセラミックグリーンシートに形成された貫通穴５に、上述した放電補助電極用混合ペーストを充填して乾燥させた。

（７）貫通穴の形成および空洞形成用ペーストの充填
絶縁層３ｃに空洞４、絶縁層３ｅに空洞７を形成するため、それぞれのセラミックグリーンシートに加工を施した。具体的には、厚さ５０μｍのセラミックグリーンシートに対し、たとえば機械加工やレーザー加工により、直径２００μｍの貫通穴を形成した。次に、絶縁層３ｃ、３ｅ用のセラミックグリーンシートに形成された貫通穴に、それぞれ、上述した空洞形成用ペーストを充填して乾燥させた。

（８）放電電極用導電性ペーストの印刷
貫通穴５に放電補助電極用ペーストが充填された絶縁層３ｄ用のグリーンシート上に、第１放電電極１を形成するために、上述した放電電極用導電性ペーストを所望の形状にスクリーン印刷した。同様に、貫通穴に空洞形成用ペーストが充填された絶縁層３ｃ用のグリーンシート上に、第２放電電極２を形成するために、上述した放電電極用導電性ペーストを所望の形状にスクリーン印刷した。

（９）セラミックグリーンシートの積層・圧着
絶縁層３ａ〜３ｇ用のセラミックグリーンシートを順番に積層し、圧着し、未焼成のマザー積層体を作製した。未焼成のマザー積層体は、厚みが約０．３ｍｍになった。

（１０）カット
未焼成のマザー積層体を、縦１．０ｍｍ、横０．５ｍｍの個々の積層体にカットした。

（１１）焼成
未焼成の個々の積層体を、Ｎ_２雰囲気において、所定の焼成プロファイルで焼成し、個々の多層基板３を作製した。なお、焼成雰囲気は、大気雰囲気であっても良い。

（１２）外部電極の形成
多層基板３の両端に、外部電極８、９を形成した。具体的には、まず、多層基板３の両端に、外部電極用導電性ペーストを塗布し、焼付けた。続いて、その上に、電解めっきにより、Ｎｉ−Ｓｎめっき層を形成した。

以上により、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００が完成した。

なお、上記製造方法においては、多層基板３（絶縁層３ａ〜３ｇ）に用いるセラミック材料として、Ｂａ、Ａｌ、Ｓｉを中心とした組成からなる材料(ＢＡＳ材)を用いたが、セラミック材料の種類は任意であり、上記のものには限られない。たとえば、セラミック材料として、Ａｌ_２Ｏ_３、コーディエライト、ムライト、フォレステライト、ＣａＺｒＯ_３などにガラスなどを加えたＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics；低温焼結セラミック）材料や、Ａｌ_２Ｏ_３、コーディエライト、ムライト、フォレストライトなどのＨＴＣＣ（High Temperature Co-fired Ceramics；高温焼結セラミック）材料や、フェライト材料や、誘電体材料や、樹脂材料などを使用しても良い。

また、放電電極や外部電極の主成分となる金属も、Ｃｕには限定されず、
Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗや、これらの組合せであっても良い。ただし、熱伝導率が高い金属が好ましく、その観点からは、Ｃｕ、Ａｇが好ましい。

また、放電補助電極は、無機材料により被覆された導電性粒子（Ｃｕ粉末からなるコアにＡｌ_２０_３粉末がシェルとして被覆されたコア／シェル粉）と絶縁性粒子（セラミック粉）の組合せには限られず、導電性粒子、半導体粒子、無機材料により被覆された導電性粒子、絶縁性粒子などの中から、任意に選んだ、１つ、または、複数の組合せにより構成することができる。また、放電補助電極用複合ペーストに、予めアクリル樹脂ビーズなどの高温により消失するビーズを含有させておき、放電補助電極に、複数の微小な空隙を分散して形成しても良い。

本発明の有効性を確認するために、以下の実験をおこなった。

［実験例１］
実施例にかかる試料として、第１実施形態のＥＳＤ保護装置１００を３００個用意した。

比較例にかかる試料として、第１実施形態のＥＳＤ保護装置１００から、空洞４と空洞７とを取り除いたＥＳＤ保護装置を３００個用意した。比較例のＥＳＤ保護装置の他の部分の構成は、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００と同じにした。

実験例１では、印加するＥＳＤの電圧を変化させて、動作率を調べた。印加するＥＳＤの電圧は、２．０ｋＶ、２．５ｋＶ、３．０ｋＶの３種類とし、各試料の数は１００個とした。具体的には、ＩＥＣ規格（ＩＥＣ６１０００−４−２）に従い、接触放電によりＥＳＤを印加し、各電圧での動作率を調べた。

実施例および比較例の動作率を表１に示す。なお、表１には、動作率が、１０％未満の場合を「×」、１０％以上、５０％未満の場合を「△」、５０％以上、８０％未満の場合を「○」、８０％以上の場合を「◎」で示した。

表１から分かるように、実施例および比較例とも、２．０ｋＶで５０％以上、８０％未満、２．５ｋＶで８０％以上の動作率を示した。

［実験例２］
実施例にかかる試料として、第１実施形態のＥＳＤ保護装置１００を１５０個用意した。

比較例にかかる試料として、第１実施形態のＥＳＤ保護装置１００から、空洞４と空洞７とを取り除いたＥＳＤ保護装置を１５０個用意した。比較例のＥＳＤ保護装置の他の部分の構成は、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００と同じにした。

実験例２では、各ＥＳＤ保護装置に１００回のＥＳＤを連続して印加した。印加するＥＳＤの電圧は、８ｋＶ、１０ｋＶ、１２ｋＶの３種類とし、各試料の数は５０個とした。具体的には、ＩＥＣ規格（ＩＥＣ６１０００−４−２）に従い、接触放電によりＥＳＤを１００連続して印加し、電圧印加終了後の良品率を調べた。

実施例および比較例の良品率を表２に示す。なお、表１には、良品率が、１０％未満の場合を「×」、１０％以上、５０％未満の場合を「△」、５０％以上、８０％未満の場合を「○」、８０％以上の場合を「◎」で示した。

表２にから分かるように、実施例においては、８ｋＶのＥＳＤ印加を１００回繰り返しても、８０％以上の良品率を維持することができた。また、実施例においては、１０ｋＶのＥＳＤ印加を１００回繰り返しても、５０％以上の良品率を維持することができた。

これに対し、比較例では、８ｋＶのＥＳＤ印加を１００回繰り返すことにより、良品率が５０％未満に低下してしまった。

以上より、本発明のＥＳＤ保護装置は、ＩＲ劣化が抑制されていることが確認できた。

［第２実施形態〜第７実施形態］
図２（Ａ）〜（Ｆ）に、第２実施形態〜第７実施形態にかかるＥＳＤ保護装置２００〜７００を示す。ただし、図２（Ａ）〜（Ｆ）は、それぞれ、図１（Ｂ）と同様に、絶縁層３ｅ部分の断面図である。

ＥＳＤ保護装置２００〜７００では、第１放電電極および第２放電電極の形状、大きさ、形成位置などを変化させた。ＥＳＤ保護装置２００〜７００の他の部分の構成は、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００と同じにした。

図２（Ａ）に示す第２実施形態にかかるＥＳＤ保護装置２００においては、第１放電電極３１および第２放電電極３２の幅を、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００よりも小さくし、第１放電電極３１の放電部３１ａと第２放電電極３２の放電部３２ａとを、斜め方向にずらして配置した。

図２（Ｂ）に示す第３実施形態にかかるＥＳＤ保護装置３００においては、第１放電電極４１および第２放電電極４２の長さを、第２実施形態にかかるＥＳＤ保護装置２００よりも長くした。

図２（Ｃ）に示す第４実施形態にかかるＥＳＤ保護装置４００においては、第３実施形態にかかるＥＳＤ保護装置３００の第２放電電極４２の形成位置を図２（Ｃ）における上方向にずらし、第２放電電極５２とし、第１放電電極５１の放電部５１ａと第２放電電極５２の放電部５２ａとを、重ねて配置した。

図２（Ｄ）に示す第５実施形態にかかるＥＳＤ保護装置５００においては、第１放電電極６１の幅と、第２放電電極６２の幅とを、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００と同じにしたうえで、第１放電電極６１の放電部６１ａの先端および第２放電電極６２の放電部６２ａの先端を尖らせた。

図２（Ｅ）に示す第６実施形態にかかるＥＳＤ保護装置６００においては、第１放電電極７１の幅と、第２放電電極７２の幅とを、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００と同じにしたうえで、第１放電電極７１の放電部７１ａの先端および第２放電電極７２の放電部７２ａの先端に丸みをもたせた。

図２（Ｆ）に示す第７実施形態にかかるＥＳＤ保護装置７００においては、第１放電電極８１の幅と、第２放電電極８２の幅とを異ならせ、第１放電電極８１の幅を第２放電電極８２の幅よりも小さくした。

これらのように、本発明のＥＳＤ保護装置は、第１放電電極および第２放電電極の形状、大きさ、形成位置などを、様々に変化させることができる。

［第８実施形態］
図３（Ａ）、（Ｂ）に、第８実施形態にかかるＥＳＤ保護装置８００を示す。ただし、図３（Ａ）、（Ｂ）は、いずれもＥＳＤ保護装置８００の断面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＸ-Ｘ部分を示している。

図１（Ａ）、（Ｂ）に示した第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００では、放電補助電極６（貫通穴５）の直径と、空洞４および空洞７の直径とが異なっていた。具体的には、放電補助電極６の直径がセラミックグリーンシートの段階で１００μｍであり、空洞４、７の直径がセラミックグリーンシートの段階で２００μｍであった。

これに対し、ＥＳＤ保護装置８００においては、空洞１４、１７の直径を放電補助電極６の直径と同じにし、セラミックグリーンシートの段階で１００μｍでとした。ＥＳＤ保護装置８００の他の部分の構成は、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００と同じにした。

空洞１４、１７の直径を放電補助電極６の直径と同じにすると、空洞１４、１７や放電補助電極６の形成に同一の治具（たとえば同一径のパンチ）を使用することができ、ＥＳＤ保護装置の生産性が向上する。

［第９実施形態］
図４（Ａ）、（Ｂ）に、第９実施形態にかかるＥＳＤ保護装置９００を示す。ただし、図４（Ａ）、（Ｂ）は、いずれもＥＳＤ保護装置９００の断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＸ-Ｘ部分を示している。

図１（Ａ）、（Ｂ）に示した第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００は、２つの空洞４、７を備えていた。

これに対し、ＥＳＤ保護装置９００は、空洞４を省略し、１つの空洞７のみを備えたものとした。ＥＳＤ保護装置９００の他の部分の構成は、第１実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００と同じにした。

このように、本発明のＥＳＤ保護装置は、必ずしも２つの空洞を必要とせず、少なくとも１つの空洞を備えていれば、ＩＲ劣化を抑制することができる。

以上、第１実施形態〜第９実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００〜９００について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更を加えることができる。

たとえば、第１実施形態〜第９実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００〜９００においては、多層基板３（絶縁層３ａ〜３ｇ）がセラミックにより形成されていたが、多層基板３の材質は任意であり、たとえば樹脂により形成されていても良い。

また、第１実施形態〜第９実施形態にかかるＥＳＤ保護装置１００〜９００においては、空洞４、７、１４、１７の形状、放電補助電極６（貫通穴５）の形状が、いずれも円筒形状であったが、これらの形状は任意であり、空洞４、７、１４、１７の形状、および／または、放電補助電極６の形状を、たとえば四角柱状などにしても良い。

１、３１、４１、５１、６１、７１、８１・・・第１放電電極
１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ、７１ａ、８１ａ・・・（第１放電電極の）放電部
２、３２、４２、５２、６２、７２、８２・・・第２放電電極
２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ、７２ａ、８２ａ・・・（第２放電電極の）放電部
３・・・多層基板
３ａ〜３ｇ・・・絶縁層
４、７、１４、１７・・・空洞
５・・・貫通穴
６・・・放電補助電極
８、９・・・外部電極
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００・・・ＥＳＤ保護装置

Claims (7)

1. 複数の絶縁層が積層された多層基板と、
   前記多層基板の異なる層間にそれぞれ配置され、それぞれ先端近傍に放電部を有する第１放電電極および第２放電電極と、
   少なくとも１つの前記絶縁層の表裏主面間を貫通して形成された貫通穴と、
   前記貫通穴に充填された放電補助電極と、を備え、
   前記放電補助電極を間に挟んで、前記第１放電電極の前記放電部と、前記第２放電電極の前記放電部とが、前記絶縁層の積層方向に対向して配置されたＥＳＤ保護装置であって、
   前記多層基板内部の、前記第１放電電極の前記放電部の前記放電補助電極と反対側の部分、および、前記第２放電電極の前記放電部の前記放電補助電極と反対側の部分の少なくとも一方に、空洞が形成されているＥＳＤ保護装置。
2. 前記多層基板を前記絶縁層の積層方向に透視した場合に、前記放電補助電極が、前記第１放電電極の前記放電部、および／または、前記第２放電電極の前記放電部と、部分的に重なっており、
   前記放電補助電極が前記放電部と重なっていない部分において、前記放電補助電極が前記空洞と直接に接している、請求項１に記載されたＥＳＤ保護装置。
3. 前記多層基板内部の、前記第１放電電極の前記放電部の前記放電補助電極と反対側の部分、および、前記第２放電電極の前記放電部の前記放電補助電極と反対側の部分の両方に、空洞が形成されている、請求項１または２に記載されたＥＳＤ保護装置。
4. 前記多層基板を前記絶縁層の積層方向に透視した場合に、前記空洞と前記放電補助電極とが、同一の形状かつ同一の大きさで、重なっている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載されたＥＳＤ保護装置。
5. 前記多層基板を前記絶縁層の積層方向に透視した場合に、前記空洞の大きさが前記放電補助電極の大きさよりも大きく、前記空洞が前記放電補助電極を内包している、請求項１ないし３のいずれか１項に記載されたＥＳＤ保護装置。
6. 前記放電補助電極が、導電性粒子、半導体粒子、無機材料により被覆された導電性粒子、絶縁性粒子から選ばれる少なくとも１つの固形成分を含む、請求項１ないし５のいずれか１項に記載されたＥＳＤ保護装置。
7. 多層基板内部の、第１放電電極の放電部の放電補助電極と反対側の部分、および、第２放電電極の放電部の放電補助電極と反対側の部分の少なくとも一方に、空洞が形成されたＥＳＤ保護装置の製造方法であって、
   セラミックグリーンシートを作製する工程と、
   放電電極用導電性ペーストを作製する工程と、
   放電補助電極用混合ペーストを作製する工程と、
   焼成することにより消失する空洞形成用ペーストを作製する工程と、
   前記セラミックグリーンシートの所定のものに、表裏主面間を貫通して貫通穴を形成し、当該貫通穴に前記放電補助電極用混合ペーストを充填する工程と、
   前記セラミックグリーンシートの所定のものに、表裏主面間を貫通して貫通穴を形成し、当該貫通穴に前記空洞形成用ペーストを充填する工程と、
   前記セラミックグリーンシートの所定のものの少なくとも一方の主面に、前記放電電極用導電性ペーストを所定の形状に印刷する工程と、
   前記セラミックグリーンシートを所定の順番に積層し、未焼成の積層体を作製する工程と、
   前記未焼成の積層体を焼成し、多層基板を作製する工程と、を備えたＥＳＤ保護装置の製造方法。
   

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