专利名称：Esd保护器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于保护电子元器件或电路不受静电影响的ESD保护器件，更详细而言，涉及一种在陶瓷多层基板内具有隔开一定间隔并相对的第I、第2放电电极的ESD保护器件。
背景技术：
以往，为了保护半导体装置或电路不受静电影响，采用了各种各样的ESD保护器件
101。
例如下述的专利文献I中公开了图9(a)、(b)所示的ESD保护器件。ESD保护器件101具有陶瓷多层基板102。在陶瓷多层基板102内，形成有空洞103。另外，在陶瓷多层基板102内，配置有第I放电电极104及第2放电电极105。第I放电电极104及第2放电电极105的前端部分位于空洞103内。如图9 (a)所示，在空洞103中间隔着间隙G，第I、第2放电电极104、105的前端彼此相对。另外，在上述空洞103的下表面，配置有混合部106。混合部106与第I、第2放电电极104、105的下表面连接使得将第I、第2放电电极104、105相连接。
关于混合部106的详情，如图9 (b)所示，在混合部106中，由不具有导电性的无机材料进行涂覆后的导电性粒子106a分散在陶瓷材料中。
现有技术文献 专利文献
专利文献 1:W02008/146514
发明所要解决的问题
专利文献I中记载的ESD保护器件101中，利用了面对空洞103的第I、第2放电电极104、105之间的沿面放电及气体放电。这里，能够通过设置混合部106，从而调整放电开始电压。
但是，在ESD保护器件101中，若在第I、第2放电电极104、105之间重复放电，则会产生如下问题放电开始电压上升；即使施加静电也不放电。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种ESD保护器件，该ESD保护器件消除了上述现有技术的缺点，即使进行重复放电，放电开始电压也不易上升，在施加静电的情况下能可靠地放电，并具有高可靠性。
解决问题的方法
本发明所涉及的ESD保护器件包括具有空洞的陶瓷多层基板；以及第I、第2放电电极，该第I、第2放电电极在上述陶瓷多层基板内形成，并隔着间隔彼此相对。在本发明中，上述第I放电电极的前端及上述第2放电电极的前端位于上述空洞的边缘或从该边缘往后退的位置，并隔着空洞相对。
在本发明所涉及的ESD保护器件的某个特定方面中，上述第I放电电极的前端及第2 放电电极的前端位于上述空洞的边缘。在该情况下，通过在第I、第2放电电极间施加静电从而能够可靠地使其放电。
在本发明所涉及的ESD保护器件的某个特定方面中，上述陶瓷多层基板具有第I基板层及第2基板层，上述空洞设置在上述第I、第2基板层间的界面，上述第I、第2放电电极设置在上述第I基板层的上述第2基板层一侧的表面。
在本发明所涉及的ESD保护器件的其它的某个特定方面中，还包括设置在上述陶瓷多层基板内的辅助电极使得将上述第I放电电极与上述第2放电电极连接，该辅助电极由金属粒子分散体组成，该金属粒子分散体的表面由不具有导电性的无机材料进行了涂覆。在该情况下，能够将放电开始电压调整到适当的大小，并且能够更有效地抑制在进行重复放电的情况下放电开始电压的上升。
也可以将上述辅助电极配置在第I、第2放电电极的下表面一侧，或者也可以位于上述空洞的上部。
在本发明的ESD保护器件的另外其它的某个特定方面中，上述辅助电极还包含陶瓷材料。
在本发明所涉及的ESD保护器件的另外别的方面中，上述陶瓷多层基板含有玻璃组分，并且在上述陶瓷多层基板内在上述空洞周围区域的至少一部分设置有密封层，该密封层由烧结温度比构成上述陶瓷多层基板的材料更高的陶瓷组成。在该情况下，能够防止陶瓷基板中的玻璃组分渗透到上述空洞内部。能够防止渗透到空洞中的玻璃组分对被覆有辅助电极材料的绝缘材料、分散于辅助电极间的绝缘材料进行腐蚀并降低放电电极间的绝缘性。因此，能够抑制不希望发生的短路或破坏。
上述的密封层也可以具有设置成在空洞上表面露出的上部密封层。在该情况下，上部密封层设置成使得到达第I、第2放电电极的上表面。因此，利用上部密封层，能够有效地抑制对ESD保护器件的第I、第2放电电极的上方的破坏。
在本发明中，上述密封层也可以具有设置在辅助电极下表面的下部密封层。在该情况下，利用下部密封层，能够有效地抑制对第I、第2放电电极的下方的破坏。
在本发明所涉及的ESD保护器件的另外其它的特定方面中，将上述陶瓷多层基板的长度方向作为长度方向，将与该长度方向正交的方向作为宽度方向，隔开上述间隔并相对的上述第I放电电极的前端与上述第2放电电极的前端沿着长度方向延伸并在宽度方向上相
对。在该情况下，由于能够加长相对长度，因此能够进一步提高在保护不受静电影响时的重复耐受性。
发明效果
根据本发明所涉及的ESD保护器件，第I放电电极的前端及第2放电电极的前端位于空洞的边缘。因此，除了上述第I、第2放电电极的前端面以外，第I、第2放电电极的前端及其附近都埋设在陶瓷多层基板中。由此，即使进行重复放电，第I、第2放电电极的前端部分也不易发生电极剥离。其结果是，即使进行重复放电，放电开始电压也不易上升，并且也基本上没有不发生放电的担忧。因此，即使重复放电多次，也能可靠地保护不受静电的影响。由此，可以有效地提高ESD保护器件的可靠性。
图I (a)是本发明的第I实施方式的ESD保护器件的平面剖视图，(b)是第I实施方式的ESD保护器件的正面剖视图，(c)是放大示出辅助电极的局部切口正面剖视图。
图2是表示为比较例而准备的现有ESD保护器件的放电电压与电压施加重复数之间关系的图。
图3是表示本发明的第I实施方式所涉及的ESD保护器件的放电电压与电压施加重复数之间关系的图。
图4是表示第I实施方式的变形例所涉及的ESD保护器件中的第I、第2放电电极及辅助电极形状的平面剖视示意图。
图5是用于说明第I实施方式的ESD保护器件的其它变形例的平面剖视图。
图6是表示第I实施方式的ESD保护器件的另外其它变形例的正面剖视图。
图7 (a)及(b)是用于说明本发明的第I实施方式的ESD保护器件的制造方法的各正面剖视简图。
图8 Ca)是用于说明第2实施方式的ESD保护器件的电极结构的平面示意图，(b)是相当于沿(a)的D — D线的部分的ESD保护器件整体的剖视图。
图9 Ca)是表示现有ESD保护器件的一个示例的正面剖视图，(b)是表示其主要部分的正面剖视图。
图10是表示比较例的ESD保护器件的正面剖视图。
具体实施例方式 以下，参照附图，对本发明的具体实施方式
进行说明，从而阐明本发明。
图I (a)是本发明的第I实施方式所涉及的ESD保护器件的平面剖视图；(b)是该ESD保护器件的正面剖视图。
如图I (b)所示，ESD保护器件I具有陶瓷多层基板2。陶瓷多层基板2具有第I基板层2a及层叠在第I基板层2a上的第2基板层2b。从后述的制造方法可知，陶瓷多层基板是通过层叠多片陶瓷生片并烧成而得到的。第I基板层2a及第2基板层2b由相同的陶瓷 材料形成。因此，通过层叠多片相同组分的陶瓷生片并烧成，从而能够得到陶瓷多层基板2。在该情况下，由于第I、第2基板层2a、2b的组分相同，因此烧成时的收缩行为相等。但是，第I基板层2a及第2基板层2b也可以由不同的陶瓷材料形成。
对于构成上述陶瓷多层基板2的陶瓷材料并无特别限定，在本实施方式中，采用了包含B a、A I、S i作为组分的所谓B A S材的低温共烧陶瓷(L T C C)。
在陶瓷多层基板2内，形成有空洞3。如后述那样，在烧成上述陶瓷多层基板2时，通过加热使设置在空洞3所在部分处的树脂消失从而形成空洞3。
在第I基板层2a上形成有第I放电电极4及第2放电电极5。第I、第2放电电极4、5由C u构成。
第I放电电极4从陶瓷多层基板2的第I端面2c向空洞3延伸。另外，第2放电电极5从与第I端面2c相反一侧的第2端面2d向空洞3 —侧延伸。如图I (a)所不,第I、第2放电电极4、5具有矩形的带状平面形状。第I放电电极4的前端4a与第2放电电极5的前端5a隔着间隙G相对。将该间隙的沿着第I、第2放电电极4、5的相对方向的尺寸设为
B ο
在本实施方式的ESD保护器件I中，在第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a之间施加静电时放电。该放电利用了沿面放电及气体放电，为了调整该沿面放电的放电电压，设置有放电辅助电极6。
放电辅助电极6设置成使得将第I、第2放电电极4、5电连接。更具体而言，放电辅助电极6设置成使得在第I放电电极4的前端4a附近的部分与第I放电电极4的下表面相接。并且，放电辅助电极6设置成使得在第2放电电极5的前端5a附近与第2放电电极5的下表面相接。
放电辅助电极6由导电性粒子分散体组成，该导电性粒子分散体中分散有由不具有导电性的无机材料涂覆表面后的金属粒子及陶瓷材料。更具体而言，通过对包含由不具有导电性的无机材料涂覆表面后的金属粒子及陶瓷粒子在内的厚膜糊料进行烧成而形成。图I(c)是表示放电辅助电极6细节的局部放大正面剖视示意图。如上所述，在放电辅助电极6中分散有通过将不具有导电性的无机材料粉末附着在表面上从而进行涂覆后的金属粒子
8、及陶瓷材料7。金属粒子8由C u、N i等合适的金属或合金组成。金属粒子8的直径并无特别限定，为2 3μ m左右。并且，对上述无机材料粉末并无特别限定，可列举出绝缘性的合适的无机材料。作为这样的无机材料，可列举出A I 2 O 3等。
这样的无机材料粉末的直径比金属粒子8还小。优选采用例如直径在Iμ m以下的AI2O3粒子。
另外，陶瓷材料7在本实施方式中由碳化硅组成。为了提高ESD的响应性，陶瓷材料7优选为由碳化硅等半导体陶瓷组成的粒子。作为这样的半导体陶瓷，可列举出碳化钛、碳化锆、碳化钥或碳化钨等碳化物；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、硅化钥或硅化铬等硅化物；硼化钛、硼化锆、硼化铬、硼化镧、硼化钥或硼化钨等硼化物；或者氧化锌或钛酸锶等氧化物等。特别地，由于比较廉价且各种粒径的粒子均有售，因此特别优选碳化硅。
另外，由上述半导体陶瓷组成的陶瓷材料可以仅采用一种，也可以同时采用2种以上。并且，也可以将由上述半导体陶瓷组成的陶瓷材料7适当地与氧化铝等绝缘性陶瓷材料混合使用。
由于上述陶瓷材料7中分散有由上述无机绝缘性材料粉末涂覆表面后的金属粒子8，因此能够将利用第I放电电极4的前端4a与第2放电电极5的前端5a之间的沿面放电来进行放电时的放电开始电压降低。所以，能够更有效地实现不受静电影响的保护。如图I(b)所示，第I放电电极4与第2放电电极5隔着间隙G相对的部分面对空洞3。因此，能够在空洞3内，利用沿面放电及空气放电来发生放电，从而实现不受静电影响的保护。
并且，在本实施方式中，在上述放电辅助电极6的下表面形成有下部密封层10。同样地，在空洞3的上方形成有上部密封层11。
下部密封层10及上部密封层11由烧结温度比构成陶瓷多层基板2的陶瓷要高的陶瓷组成。在本实施方式中，下部密封层10及上部密封层11由A I 2 O 3组成。构成密封层的陶瓷材料只要烧结温度比构成陶瓷多层基板2的陶瓷材料高即可，并无特别限定。
在本实施方式中，在第I基板层2a的上表面形成有下部密封层10，在下部密封层10上层叠有上述的放电辅助电极6。而且，放电辅助电极6的上表面面对空洞3。S卩，空洞3的下表面成为放电辅助电极6的上表面。另一方面，空洞3的上表面由上部密封层11覆盖。第I、第2放电电极4、5分别与设置在陶瓷多层基板2相对的端面上的外部电极12、13电连接。
如图I (b)所示，本实施方式的特征在于，第I放电电极4的前端4a及第2放电电极5的前端5a与空洞3的端面一致。因此，在如图I (b) 所示的正面剖视图中，空洞3的外形由放电辅助电极6的上表面、第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a的前端面及上部密封层11的下表面来限定。
上部密封层11具有构成空洞3上表面的部分Ila ;到达第I放电电极4上表面的延长部Ilb ;及到达第2放电电极5上表面的延长部11c。
因此，第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a相对的间隙G及面对间隙G的放电辅助电极6的部分、即施加静电时进行放电的主要部分被下部密封层10及上部密封层11包围。下部密封层10及上部密封层11如上述地由烧结温度相对较高的陶瓷组成。因此，能够防止陶瓷基板中的玻璃组分渗透到上述空洞内部。能够防止渗透到空洞部中的玻璃组分对被覆有辅助电极材料的绝缘材料、分散于辅助电极间的绝缘材料进行腐蚀从而降低放电电极间的绝缘性。
上部密封层11如上述地，不仅对空洞3的上表面即间隙G的上部进行密封，而且具有到达第I、第2放电电极4、5上表面的延长部lib、11c。因此,可以利用上部密封层11将产生空气放电或沿面放电的间隙G的上方可靠地进行密封。
此外，如图I (a)所示，放电辅助电极6设置在比设置有下部密封层10的区域更狭窄的区域中。由此，放电辅助电极6的下方可靠地被下部密封层10密封。因此，能够有效地提高由下部密封层10获得的抗短路性提高效果。但是，也可以将下部密封层10设置在比放电辅助电极6更狭窄的区域。
另外，如图I (a)所示，空洞3的宽度设定在放电辅助电极6的宽度与下部密封层10的宽度之间。
本实施方式的特征在于，上述第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a位于空洞3的边缘。因此，第I放电电极4的前端4a附近的部分被上部密封层11的延长部Ilb及放电辅助电极6夹持。因此，即使进行重复放电，在第I放电电极4的前端4a附近也不易产生剥离或浮动。同样地，第2放电电极5的前端5a附近的部分也不易产生剥离或浮动。
因此，在ESD保护器件I中，即使重复进行不受静电影响的保护，放电开始电压也不易下降。近年来，对于ESD保护器件，寻求即使重复放电1000次也能可靠地保护不受静电的影响。根据本实施方式，如上述那样，能够有效地提高保护不受静电影响时的重复耐受性。由此，能够在长时间使用ESD保护器件I来可靠地保护半导体或电路不受静电影响。基于具体的试验例对此进行说明。
将以B a、A I及S i为主体的BAS材以预定组分混合，在800°C 1000°C的温度下进行预烧制。将得到的预烧粉末利用锆球粉碎机进行12小时的粉碎，从而得到陶瓷粉末。在该陶瓷粉末中，加入并混合由甲苯及液态酒精(日文二々木 >，英文ekinen)组成的有机溶剂。另外，加入粘合剂及增塑剂得到浆料。利用刮刀法对这样得到的浆料进行成形，得到厚度为50μ m的陶瓷生片。
如下述那样准备用于构成第I、第2放电电极4、5的电极糊料。在80重量％的平均粒径为2μ m的C u粒子、及由乙基纤维素组成的粘合树脂中添加溶剂，并用三辊机(three roll mill)搅拌、混合,从而得到电极糊料。
关于放电辅助电极6形成用糊料的调制，准备如下金属粒子在平均粒径为2 μ m的Cu粒子表面附着平均粒径为几nm 几十nm的A I 2 O 3粉末而构成，且该金属粒子的表面由不具有导电性的无机材料进行了涂覆。在该金属粒子中以预定比例混合平均粒径为Iμ m的碳化硅粉末。在该混合物中添加粘合树脂及溶剂使得粘合树脂及溶剂总和的比例成为整体的20重量％，并混合得到混合糊料。
准备包含对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)来说作为溶剂合适比例的有机溶剂在内的树脂糊料，以作为形成空洞3的树脂糊料。
作为用于形成下部密封层10及上部密封层11的陶瓷糊料，准备密封层形成用陶瓷糊料，该密封层形成用陶瓷糊料通过将氧化铝粉末及作为溶剂的有机溶剂混合而成，其中该有机溶剂占整体的15重量％。
层叠多片如上述那样准备好的陶瓷多层基板用的陶瓷生片。在得到的层叠体上，利用丝网印刷将上述密封层形成用陶瓷糊料涂布到构成下部密封层10的部分。接下来，将辅助电极形成用糊料涂布到上述密封层形成用糊料上。然后，对上述电极糊料进行印刷使得第I、第2放电电极间的间隙G的尺寸a成为30μ m。进一步地，涂布上述空洞形成用树脂糊料。接着，涂布用于形成上部密封层的密封层形成用糊料，使得覆盖涂布有上述树脂糊料的部分。
并且，在上表面层叠多片陶瓷多层基板形成用陶瓷生片，并在厚度方向对整体进行压合。由此，准备了整体厚度为O. 25 mm的层叠体。
然后，在厚度方向上切断上述层叠体，得到长度I. Omm X宽度O. 5mm X厚度O.25 mm的各个ESD保护器件单位的层叠体芯片。然后，在该层叠体芯片的第I、第2端面上涂布电极糊料，从而形成外部电极。采用C u以作为外部电极形成用电极糊料。接下来，在氮气氛中烧成上述层叠体芯片，从而得到ESD保护器件。
如上述那样得到本实施方式的ESD保护器件。图10示出的比较例的ESD保护器件111中，除了第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a位于空洞3内以外，与上述实施方式的ESD保护器件I相同。即，第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a进入到空洞3内，因此在第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a附近的部分,第I、第2放电电极4、5的上表面在空洞3中露出。从该放电电极4、5的前端4a、5a的空洞3的边缘3c、3d突出的突出量X为6μ m。
对上述比较例的ESD保护器件111及上述实施方式的ESD保护器件I重复施加高电压，并对ESD重复耐受性进行评价。即，按照IEC的标准的IEC61000 — 4 一 2，以8kV的电压、5秒的间隔重复进行接触放电，并测定放电保护电压。图2示出了比较例的结果，图3示出了上述实施方式的结果。
由图2可知，图2的ESD保护器件中，电压施加次数在900次 1000次之间时，放电保护电压出现了较大的偏差。与此不同的是，如图3所示可知，根据上述实施方式，即使重复施加电压到1000次，放电保护电压也基本上没有出现偏差。这被认为是由于，如上所述，第
I、第2放电电极4、5的前端4a、5a位于空洞3的边缘，因此在第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a附近不易产生浮动或剥落。
图4及图5是表示上述实施方式变形例的平面剖视图。
如图I (a)所示，第I、第2放电电极4、5的宽度W比放电辅助电极6的宽度更窄。与此不同的是，如图4所示，放电辅助电极6的宽度也可以比第I、第2放电电极4、5的宽度窄。但是，放电辅助电极6的宽度优选比第I、第2放电电极4、5的宽度宽，由此沿面放电进一步变得容易，并且能够降低放电开始电压。
此外，在图I (a)中，第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a在宽度方向上延伸，但也可以如图5示出的第I放电电极4那样俯视时前端具有三角形的形状。因此，第I、第2放电电极4、5前端的形状并没有特别限定。
另外，如图6示出的变形例那样，也可以将过孔电极14、15设置在陶瓷多层基板2内。过孔电极14、15的上部分别与第I、第2放电电极4、5连接。过孔电极14、15的下部与设置在陶瓷多层基板2下表面的外部电极16、17连接。
另外，在本发明中，对于构成ESD保护器件的材料，不限于在上述实施方式中明示的材料。
对于形成陶瓷多层基板2的陶瓷材料，也不限于BAS材，也可以采用其它的玻璃陶瓷。作为这样的玻璃陶瓷可列举出在镁橄榄石中添加玻璃的材料，或者是在C a Z r O 3陶瓷中添加玻璃的材料。另外，不限于这些玻璃陶瓷，也可以采用其它绝缘性陶瓷材料，例如A
I2 O 3 等。
对于放电辅助电极6中采用的上述陶瓷材料7，也不限于碳化硅，可以采用各种陶瓷材料。
另外，对于构成第I、第2放电电极4、5的电极材料，也不限于C U，可以适当地采用Ag、Pd、Pt、Al或Ni中的任意一个。此外，第I、第2放电电极4、5也可以具有层叠多层金属膜而构成的层叠结构。
对于构成辅助电极的金属粒子，也可以由与构成上述放电电极的金属相同的金属或合金来形成。另外，对于用于涂覆金属粒子表面的无机材料，也不限于A I 2 O 3，可以采用不具有导电性的合适的无机材料。作为这样的无机材料，可列举出Z r O 2、S i O 2等。
此外，为了形成上述空洞3使用以PET为主体的树脂糊料，但也可以采用以丙烯类树脂等其它树脂为主体的树脂糊料。另外，也可以采用在对碳等进行烧成时会消失的其它材料，以取代树脂糊料。
此外，在上述实施方式中，设置有下部密封层10及上部密封层11，但也可以仅设置其中的某一个。但是，如上述实施方式那样，优选在空洞3的上方及下方的双方设置密封层。
接着，对本发明的上述实施方式所涉及的ESD保护器件I的制造方法的一个示例进行说明。图7 (a)及(b)是用于说明ESD保护器件I制造方法的一个示例的各正面剖视示意图。在图7 (a)及(b)中，为了让人更易懂地说明制造方法的特征，仅将ESD保护器件I的主要部分简要地示出。
如图7 Ca)所示，准备由作为LTTC的BAS材组成的第I基板层2a。该第I基板层2a可以由例如以下的方法形成。首先，在BAS材的预烧粉末中混合有机溶剂、树脂粘合剂及增塑剂，由此得到浆料。利用刮刀法等合适的片材成形方法对该浆料进行成形。这样，利用以BAS材为主体的陶瓷生片来形成第I基板层2a，或者层叠多片上述陶瓷生片来形成第I基板层2a。
另行准备用于形成下部密封层10的陶瓷糊料。即，准备含有氧化铝粉末及有机溶剂在内的密封层形成用陶瓷糊料。利用例如丝网印刷等合适的方法将该下部密封层形成用陶瓷糊料IOA涂布在用于得到上述第I基板层2a的陶瓷生片或陶瓷生片层叠体上。
接下来，准备如下金属粒子在金属粒子的表面附着若干A I 2 O 3粉末而形成，且其表面由不具有导电性的无机材料进行了涂覆。该金属粒子的平均粒径未作特别限定，在I μm 6y m左右,上述A I 2 O 3粉末的平均粒径在几n m 几十n m。因此,在上述金属粒子表面上形成由A I 2 O 3等组成的厚度为几nm 几十nm的绝缘膜。
在表面由上述不具有导电性的无机材料进行了涂覆的金属粒子中，混合平均粒径比上述金属粒子小的陶瓷粉末。该陶瓷粉末的平均粒径可以为O. I 3μ m左右。并且，混合粘合树脂及溶剂，从而得到放电辅助电极形成用糊料。
利用喷涂法将该放电辅助电极形成用糊料涂布在下部密封层形成用陶瓷糊料IOA上。其中，涂布方法不限于喷涂法。
如图7 Ca)所示，涂布放电辅助电极形成用糊料6A使得放电辅助电极形成用糊料6A·的外周缘相比于下部密封层形成用陶瓷糊料IOA的外周缘位于更内侧。
接着，利用丝网印刷等对用于形成第I、第2放电电极4、5的电极糊料4A、5A进行印刷。在本实施方式中，如上所述，第I、第2放电电极4、5以Cu为主体。因此，采用包含Cu粒子、粘合树脂及溶剂在内的电极糊料以作为上述电极糊料。
此外，使电极糊料4A、5A的前端之间的距离比最终形成的第I、第2放电电极4、5之间的间隙G更窄。
接着，涂布用于形成空洞的树脂糊料3A。采用包含在后述的烧成温度下会消失的合成树脂及有机溶剂在内的树脂糊料以作为空洞形成用的树脂糊料3A。该树脂糊料3A填埋电极糊料4A、5A的前端之间的间隙，且比电极糊料4A、5A还要厚。并且，树脂糊料3A涂布成，不仅填埋电极糊料4A、5A间的间隙G，而且到达电极糊料4A、5A前端附近的上表面的上方。
然后，利用丝网印刷等涂布上部密封层形成用陶瓷糊料IIA使得覆盖树脂糊料3A及电极糊料4A、5A。上部密封层形成用陶瓷糊料IIA是与上述的下部密封层形成用陶瓷糊料IOA相同的糊料。
然后，在上部密封层形成用陶瓷糊料IlA上，至少层叠一片与用于形成第I基板层2a相同的陶瓷生片。由此形成基板层2b。如上述那样得到图7 (a)示出的层叠体18。
然后，对上述层叠体18进行烧成。通过烧成，从而可以得到图7 (b)示出的层叠烧结体19。通过烧成，图7 (a)示出的树脂糊料3A消失，从而形成上述的空洞3。另外，第I、第2放电电极4、5、放电辅助电极6、上部及下部密封层10、11完成。
此外，烧成时，电极糊料4A、5A收缩。其结果是，形成的第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a的位置变得与空洞3的外周缘一致。这样，能够得到上述实施方式的第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a与空洞3的外周缘一致的结构。更详细而言，用于得到第I基板层2a而使用的BAS材中的玻璃侵入到下部密封层10中。因此，第I基板层2a与下部密封层10的密合性相对较高。因而，烧成时下部密封层10不易收缩。
另外，放电辅助电极6是上述的金属粒子及陶瓷粒子的集合体，并且与下部密封层10咬合。而且，放电辅助电极的金属粒子的表面由氧化铝粉末组成，且与下部密封层10为相同材料。因此，放电辅助电极6在烧成时也不易收缩。
另一方面，由于第I、第2放电电极4、5以金属粒子为主体，因此在烧成时会收缩。而且，由于相对于放电辅助电极6，放电电极4、5容易滑动，因此如上所述，由于烧成时的收缩会造成前端4a、5a往后退。
因此，如上述实施方式那样，通过控制收缩程度，从而能够得到第I、第2放电电极4、5的前端4a、5a与空洞3的外周缘一致的结构。此外,通过对电极糊料4A、5A、放电辅助电极形成用糊料6A、密封层形成用糊料IlA等的组分进行调整，从而能够容易地实现上述收缩程度。
图I (a)示出的实施方式中，第I、第2放电电极4、5沿着ESD保护器件I的长度方向延伸，并在长度方向中央处前端4a、5a隔着间隙G相对。
但是，本发明的ESD保护器件中的第I、第2放电电极的形状及形成位置并非限于此。
图8 Ca)是表示本发明的第2实施方式所涉及的ESD保护器件21的主要部分的平面简图，(b)是相当于沿(a)中的D — D线的部分的ESD保护器件21整体的剖视图。
在第2实施方式中，在第I基板层22a上层叠有下部密封层23、放电辅助电极24。第I基板层22a、下部密封层23及放电辅助电极24由与第I实施方式相同的材料同样地形成。
本实施方式与第I实施方式的不同之处在于，第I、第2放电电极25、26相对的部分。即，将图8 (a)中的长度方向作为长度方向L，将与长度方向L正交的方向作为宽度方向W。第I放电电极25及第2放电电极26在宽度方向W上隔着间隙G相对。S卩，隔开间隙G相对的第I放电电极25的前端25a及第2放电电极26的前端26a沿着长度方向L延伸，在宽度方向W上相对。在这样的结构中，能够将第I、第2放电电极25、26的前端25a、26a隔着间隙G相对的部分的长度、即相对长Lx加长。S卩，与第I实施方式的ESD保护器件I相t匕，在第2实施方式的ESD保护器件21中，在外形尺寸相同的情况下，能够加长上述相对长Lx0相反地，在相对长相同的情况下，能够减小ESD保护器件21中沿着长度方向L的尺寸。
如上述那样，由于能够加长相对长Lx，因此可以提高保护不受静电影响时的重复耐受性。更具体而言，若在第I放电电极25的前端25a与第2放电电极26的前端26a之间由于施加静电而发生放电，则例如在受到静电一侧的放电电极26的前端26a的一部分上会发生熔融或电极材料的飞散等。因此，该部分上相对距离变大。但是，由于其它部分的相对距离保持原样，因此在下一次施加静电的情况下，会在其它部分发生放电。由此，相对长Lx越长越能提高重复耐受性。
此外，如图8 (b)所示，在本实施方式中，第I、第2放电电极25、26的前端25a、26a也与空洞28的外周缘一致。图8 (a)中，将空洞28的位置作为涂有斜线阴影的区域示意性地不出。与第I实施方式相同，第I、第2放电电极25、26的前端25a、26a不易产生浮动或剥落。
另外，在本实施方式中，上方也层叠有上部密封层29及第2基板层30。这些结构与第I实施方式的上部密封层11及第2基板层2b相同。
此外，由第2实施方式的说明可知在本发明中，由于前端之间隔着间隙并相对，因此第I、第2放电电极的前端是指隔着间隙相对的电极边缘部分。
标号说明
1=ESD保护器件
2:陶瓷多层基板 2a 第I基板层 2b 第2基板层 2c、2d :端面
3:空洞 3c、3d :边缘 3A :树脂糊料
4 第I放电电极 4a、5a :前端 4A、5A :电极糊料
5:第2放电电极 5a :前端
6:放电辅助电极
6A :放电辅助电极形成用糊料
7:陶瓷材料
8:金属粒子
10:下部密封层
IOA :下部密封层形成用陶瓷糊料
11:上部密封层 Ila :部分 IlbUlc :延长部IlA :上部密封层形成用陶瓷糊料12,13 :外部电极
14、15 :过孔电极16、17 :外部电极
18:层叠体
19:层叠烧结体21 =ESD保护器件22a 第I基板层
23:下部密封层 24:放电辅助电极
25、26 第I、第2放电电极25a、26a :前端
28:空洞
29:上部密封层
30 第2基板层
权利要求
1.一种ESD保护器件，其特征在于，包括 具有空洞的陶瓷多层基板； 第I、第2放电电极，该第I、第2放电电极在所述陶瓷多层基板内形成，并隔着间隔彼此相对；以及 第I、第2外部电极等，该第I、第2外部电极等在所述陶瓷多层基板的表面形成，并且分别与第I、第2放电电极电连接， 所述第I放电电极的前端与所述第2放电电极的前端隔着所述间隔相对，并且该第I、第2放电电极的前端位于所述空洞的边缘或从边缘往后退的位置。
2.如权利要求I所述的ESD保护器件，其特征在于， 所述第I、第2放电电极的前端位于所述空洞的边缘。
3.如权利要求I或2所述的ESD保护器件，其特征在于， 所述陶瓷多层基板具有第I基板层及第2基板层，所述空洞设置在所述第I、第2基板层间的界面，所述第I、第2放电电极设置在所述第I基板层的所述第2基板层一侧的表面。
4.如权利要求I至3中任一项所述的ESD保护器件，其特征在于， 还包括设置在所述陶瓷多层基板内的辅助电极使得将所述第I放电电极与所述第2放电电极连接，该辅助电极由金属粒子分散体组成，该金属粒子分散体的表面由不具有导电性的无机材料粉末进行了涂覆。
5.如权利要求4所述的ESD保护器件，其特征在于， 所述辅助电极配置在所述第I、第2放电电极的下表面一侧。
6.如权利要求4所述的ESD保护器件，其特征在于， 所述辅助电极位于所述空洞的上部。
7.如权利要求4至6中任一项所述的ESD保护器件，其特征在于， 所述辅助电极还包含陶瓷材料。
8.如权利要求I至7中任一项所述的ESD保护器件，其特征在于， 所述陶瓷多层基板含有玻璃组分，并且在所述陶瓷多层基板内在所述空洞周围区域的至少一部分设置有密封层，该密封层由烧结温度比构成所述陶瓷多层基板的材料更高的陶瓷组成。
9.如权利要求8所述的ESD保护器件，其特征在于， 所述密封层具有设置成在所述空洞上表面露出的上部密封层，并且该上部密封层设置成到达第I、第2放电电极的上表面。
10.如权利要求8或9所述的ESD保护器件，其特征在于， 所述密封层具有设置在所述放电电极下表面的下部密封层。
11.如权利要求I至10中任一项所述的ESD保护器件，其特征在于， 将所述陶瓷多层基板的长度方向作为长度方向，将与该长度方向正交的方向作为宽度方向，隔开所述间隔并相对的所述第I放电电极的前端与所述第2放电电极的前端沿着长度方向延伸，在宽度方向上相对。
全文摘要
本发明提供一种ESD保护器件，该ESD保护器件即使在重复地实现不受静电影响的保护的情况下，放电开始电压也不易产生偏差，不易发生放电开始电压上升或不放电，并且具有高可靠性。ESD保护器件(1)中，在陶瓷多层基板(2)内设有空洞(3)，第1、第2放电电极(4)、(5)在陶瓷多层基板(2)中形成，并且隔着间隙G彼此相对，第1放电电极(4)的前端(4a)与第2放电电极(5)的前端(5a)位于空洞(3)的边缘或从边缘往后退的位置。
文档编号H01T4/10GK102893467SQ20118002477
公开日2013年1月23日 申请日期2011年5月17日 优先权日2010年5月20日
发明者池田哲也 申请人:株式会社村田制作所