电涌吸收元件的制作方法

文档序号:7539527阅读:133来源:国知局
专利名称:电涌吸收元件的制作方法
技术领域
本发明涉及电涌吸收元件。
背景技术
由于高压静电,IC和LSI等半导体装置会遭到破坏,或者特性变坏。因此,在半导体装置中作为静电对策使用变阻器(varistor)等电涌吸收元件。
但是,以变阻器为代表的电涌吸收元件具有寄生电容成分和寄生电感成分。因此,若将电涌吸收元件应用于处理高速信号的电路中,会使高速信号变差。为了将电涌吸收元件应用于处理高速信号的电路中,若不减小电涌吸收元件的寄生电容成分,就不能避免高速信号的上升特性和延迟特性的劣化。但是,若减小电涌吸收元件的寄生电容成分,则会减少电涌吸收元件的控制电压的上升和能量容量。
作为减轻寄生电容成分的影响的电涌吸收元件,已知有具备电感器(inductor)和2个变阻器的电涌吸收元件(例如,参照日本特开2001-60838号公报)。日本特开2001-60838号公报中所记载的电涌吸收元件,具备由第1变阻器和电感器组成的并联电路、串联电连接在并联电路上的第2变阻器、以及连接在第2变阻器和上述并联电路的串联电路的两端的输入输出电极,和接地电极。

发明内容
但是,在日本特开2001-60838号公报中所记载的电涌吸收元件中,因为是由第1变阻器的寄生电容和电感器构成带通滤波器,所以难以在宽频带中取得阻抗匹配。所以,对高速信号不能实现足够的特性。
本发明的目的是提供一种即使对高速信号阻抗匹配也优异的电涌吸收元件。
本发明的电涌吸收元件,具备第1端子电极;第2端子电极;第3端子电极;电感器部,该电感器部具有相互极性反相耦合的第1内部导体和第2内部导体,第1内部导体的一端与第1端子电极连接,第2内部导体的一端与第2端子电极连接,第1内部导体的另一端与第2内部导体的另一端连接;电涌吸收部,该电涌吸收部具有连接在第1内部导体的另一端和第2内部导体的另一端的第1内部电极,和连接在第3端子电极上的第2内部电极;以及电阻部,该电阻部具有连接在第1端子电极和第2端子电极之间的直流电阻成分。
在本发明的电涌吸收元件中,电感器部具有相互极性反相耦合的第1内部导体以及第2内部导体。因此,通过相对于电涌吸收部的寄生电容成分适当设定电感器部的感应系数,可以消除寄生电容成分的影响。其结果是,可以在宽频带中实现频率特性的平坦的输入阻抗。
此外,本发明的电涌吸收元件还具备具有直流电阻成分的电阻部。由此,电涌吸收元件的阻抗变得比较大。因此,电涌吸收元件,相对于在人体和电子设备的端子接触等时发生的静电脉冲的高频成分,变得比IC或LSI等的被保护元件相对地更高的阻抗。其结果是,可以抑制静电脉冲的向被保护元件的通过,可以有效地向电涌吸收部引导静电脉冲,可以提高通过电涌吸收元件的ESD(Electrostatic Discharge静电放电)的保护水平。
优选电阻部具有的直流电阻成分被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。
另外,作为一种在电子设备间传送数字信号的方式,有差动传送方式。差动传送方式,是向1对线路输入互相反方向的数字信号的方式,可以通过差动传送抵消由信号线产生的放射噪音或外来噪音。在差动传送方式中,由于通过抵消外来噪音而减少噪音,所以可以以小振幅输送信号。在差动传送方式中有如下优点由于信号变为小振幅,所以有信号的上升、下降时间缩短,实现了信号传送的高速化。
作为使用差动传送方式的接口规格,有USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)、IEEE 1394、LVDS(Low Voltage Differential Signaling,低压差分信号)、DVI(Digital Video Interface,数字视频接口)、HDMI(High-Definition Multimedia Interface,高清晰多媒体接口)等。其中,HDMI是可以进行更多的数字信号的传送的接口,是可以在源(Source)设备(例如,DVD播放机或机顶盒等)与接收(sink)设备(例如,数字电视或放映机等)之间进行非压缩的数字信号的传送的高速接口。由HDMI可以用1根电缆高速传送图像信号和声音信号。
在HDMI等的高速接口中,为了实现高速化,IC自身的构造相对于ESD变得脆弱。因此,提高了在高速传送体系IC中的ESD应对对策的要求。
但是,重新明确了若在传送线路中插入作为ESD应对部件的电涌吸收元件,则在该传送线路中传送的信号、特别是高频(200MHz以上)或高速的脉冲信号产生反射、衰减的问题。这是由于以下原因引起的即,在传送线路中插入电涌吸收元件时,由于电涌吸收元件具有的电容成分,在传送线路中的插入了电涌吸收元件的位置上的特性阻抗降低,在该位置上阻抗不匹配。在传送线路中存在阻抗不匹配的部分时,由于信号的高频成分在特性阻抗的不匹配部分引起反射,所以产生回波损耗(return loss)。其结果是,信号被大幅度衰减。此外,由于反射而在传送线路内产生不需要的辐射,成为噪音的原因。在HDMI中,传送线路的特性阻抗的规定值(TDR规格)被规定为100Ω±15%(High-Definition Multimedia Interface Specification Version 1.1)。
由以上的情况,在1对线路中输入互相反方向的数字信号的差动传送方式中,如果一条线路的特性阻抗在50±7.5Ω的范围内,则可以实现阻抗匹配。因此,通过将电阻部具有的直流电阻成分设定为大于0Ω且在7.5Ω以下,即使在HDMI等差动传送方式的传送线路中插入电涌吸收元件的情况下,也可以实现阻抗匹配。
优选电阻部具有的直流电阻成分由第1内部导体和第2内部导体形成。此时,不需要另外设置用于构成电阻部的电阻等,可以在简化电涌吸收元件的构成的同时,还实现电涌吸收元件的小型化。
优选第1内部导体的直流电阻成分和第2内部导体的直流电阻成分的合成直流电阻成分被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。此时,如上所述,即使在HDMI等差动传送方式的传送线路中插入电涌吸收元件的情况下,也可以实现阻抗匹配。
优选电涌吸收元件进一步具备电容器部,该电容器部具有连接在第1端子电极与第2端子电极之间的电容成分。由此,可以相对于电涌吸收部的寄生电容成分灵活地设定电感器部的感应系数和电容器部的电容成分的电容。
优选电容器部具有的电容成分由第1内部导体和第2内部导体形成。此时,不需要另外设置用于构成电容器部的内部电极等。因此,可以在简化元件的构成的同时,还实现元件的小型化。
优选电感器部通过层叠形成有第1内部导体的电感器层和形成有第2内部导体的电感器层来构成,电涌吸收部通过层叠形成有第1内部电极的变阻器层和形成有第2内部电极的变阻器层来构成,第1内部导体和第2内部导体包含从电感器层的层叠方向上看相互重叠的区域,第1内部电极和第2内部电极含有从变阻器层的层叠方向上看相互重叠的区域。此时,在第1内部导体与第2内部导体中的、从电感器层的层叠方向上看相互重叠的区域之间进行电容耦合,由该区域之间形成上述的电容成分。由此,不需要另行设置用于构成电容器部的内部电极等,可以在简化元件的构成的同时,还可以实现元件的小型化。另外,可以将电涌吸收部作为变阻器。
更优选为各变阻器层以ZnO为主要成分,且作为添加物含有选自稀土类以及Bi的至少一种元素、Co;各电感器层以ZnO为主要成分,实质上不含有Co。此时,变阻器层和电感器层的素体以相同材料(ZnO)为主要成分。因此,即使将它们一体烧结的情况下,也难以在两层之间基于烧结时的素体的体积变化率的不同而产生应力等。由此,电涌吸收部和电感器部的剥离被大幅度地减少。构成电感器层的材料,即,含有ZnO作为主要成分的同时实质上不含有Co的材料,与ZnO单质或上述变阻器层的构成材料(在ZnO中添加了稀土类或Bi、Co的材料)相比,具有极高电阻率,且具有低介电常数的特性。所以,含上述材料的电感器层具有优异的电感特性。
优选,第1端子电极、第2端子电极、以及第3端子电极形成在包含电感器部、电涌吸收部以及电阻部的素体的外表面,第1内部导体的另一端、第2内部导体的另一端以及第1内部电极通过形成在素体外表面上的外部导体连接。此时,可以容易且确实地连接第1内部导体的另一端、第2内部导体的另一端以及第1内部电极。
优选第1端子电极为输入端子电极,第2端子电极为输出端子电极,第1内部导体与第2内部导体正耦合。
优选具有分别多个第1端子电极、第2端子电极、第3端子电极、第1内部导体、第2内部导体、第1内部电极以及第2内部电极。此时,可以实现成为阵列状的电涌吸收元件。
优选上述电阻部具有,连接在第1端子电极和第1内部电极之间的第1直流电阻成分,和大于第1直流电阻成分且连接在第1内部电极和第2端子电极之间的第2直流电阻成分。此时,电涌吸收元件,特别是电涌吸收部与第2端子电极之间的电路部分的阻抗变得比较大。因此,电涌吸收部和第2端子电极之间的电路部分,相对于在人体和电子设备的端子接触等时发生的静电脉冲的高频成分,变得比IC或LSI等的被保护元件相对地更高的阻抗。其结果是,在第2端子电极上连接被保护元件时,可以抑制静电脉冲向被保护元件的通过,可以有效地向电涌吸收部引导静电脉冲,可以提高通过电涌吸收元件的ESD的保护水平。
优选第1直流电阻成分和第2直流电阻成分的合成直流电阻成分被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。此时,如上所述,即使在HDMI等的差动传送方式的传送线路中插入电涌吸收元件,也可以实现阻抗匹配。
优选第1直流电阻成分由第1内部导体形成,第2直流电阻成分由第2内部导体形成。此时,不需要另行设置用于构成电阻部的电阻等,在简化电涌吸收元件的构成的同时,还可以实现电涌吸收元件的小型化。
优选第1内部导体的直流电阻成分和第2内部导体的直流电阻成分的合成直流电阻成分被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。此时,如上所述,即使在HDMI等的差动传送方式的传送线路中插入电涌吸收元件的情况下,也可以实现阻抗匹配。
根据本发明可以提供一种即使对高速信号阻抗匹配也优异的电涌吸收元件。此外,根据本发明可以提高利用电涌吸收元件的ESD的保护水平。
从以下给出的详细说明和仅以示例方式给出而不能认为是限定本发明的附图,可以更加清楚地理解本发明。
根据以下给出的详细说明,本发明的应用范围会更加清楚。然而,应当理解的是,这些详细说明和具体实例,虽然表示本发明的优选实施方式,但只是以示例的方式给出的,根据这些详细说明,在本发明的精神和范围内的各种变化和修改对本领域的技术人员来说都是显而易见的。


图1是表示第1实施方式的电涌吸收元件的立体示意图。
图2是用于说明第1实施方式的电涌吸收元件中所含的素体的结构的立体分解图。
图3是用于说明第1实施方式的电涌吸收元件的电路构成的图。
图4是表示图3所示的电路结构的等价电路的图。
图5是表示变阻器的等价电路的图。
图6是表示用于说明制造第1实施方式的电涌吸收元件的工序的流程图。
图7是表示第2实施方式的电涌吸收元件的立体示意图。
图8是用于说明第2实施方式的电涌吸收元件中所含的素体的结构的分解立体图。
图9是用于说明第2实施方式的电涌吸收元件中所含的素体的一个变形例的结构的分解立体图。
图10是用于说明第3实施方式的电涌吸收元件中所含的素体的结构的分解立体图。
图11是用于说明第4实施方式的电涌吸收元件中所含的素体的结构的分解立体图。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明的最佳实施方式。此外,在说明中对于相同元素或具有相同功能的要素使用相同的符号,省略重复说明。
(第1实施方式)首先,根据图1和图2说明第1实施方式的电涌吸收元件SA1的结构。图1是表示第1实施方式的电涌吸收元件的立体示意图。图2是用于说明第1实施方式的电涌吸收元件中所含的素体的结构的立体分解图。
如图1所示,电涌吸收元件SA1具备素体1、第1端子电极3、第2端子电极5、第3端子电极7和外部导体9。素体1呈长方体形状,例如,长度设定为1mm左右,宽度设定为0.5mm左右,高度设定为0.3mm左右。第1端子电极3和第2端子电极5分别形成在素体1的长度方向的端部。第3端子电极7和外部导体9互相相向地分别形成在素体1的侧面。第1端子电极3作为电涌吸收元件SA1的输入端子电极发挥功能。第2端子电极5作为电涌吸收元件SA1的输出端子电极发挥功能。第3端子电极7作为电涌吸收元件SA1的接地端子电极发挥功能。
如图2所示,素体1具有电感器部10和电涌吸收部20。素体1呈现从图中下方起依次层叠有电涌吸收部20、电感器部10和保护层50的结构。
电感器部10具有相互极性反相耦合的第1内部导体11和第2内部导体13。电感器部10通过层叠形成有第1内部导体11的电感器层15和形成有第2内部导体13的电感器层17而构成。
第1内部导体11的一端以在素体1的一个端面(形成有第1端子电极3的端面)露出的方式,被引出至电感器层15的边缘。第1内部导体11的一端物理连接且电连接于第1端子电极3。第2内部导体13的一端以在素体1的另一个端面(形成有第2端子电极5的端面)上露出的方式,被引出至电感器层17的边缘。第2内部导体13的一端物理连接且电连接于第2端子电极5。第1内部导体11的另一端与第2内部导体13的另一端,以在素体1的相同的侧面(形成有外部导体9的侧面)露出的方式,分别被引出至电感器层15、17的边缘。第1内部导体11的另一端和第2内部导体13的另一端,与形成在素体1的侧面上的外部导体9物理连接且电连接。第1内部导体11的另一端与第2内部导体13的另一端,通过外部导体9电连接。
第1内部导体11和第2内部导体13,分别包含从电感器层15、17的层叠方向看相互重叠的区域11a、13a。第1内部导体11与第2内部导体13,在区域11a、13a上电容耦合。第1内部导体11与第2内部导体13,也可以不通过如上所述的外部导体9连接,而通过形成在素体1的内部的通孔导体等来连接。作为第1内部导体11和第2内部导体13中所含的导电材料,没有特别的限定,但优选由Pd或Ag-Pd合金构成。
各电感器层15、17由以ZnO为主要成分的陶瓷材料构成。构成电感器层15、17的陶瓷材料,除了ZnO之外,也可以含有稀土类(例如,Pr)、K、Na、Cs、Rb等金属元素作为添加物。其中,特别优选添加稀土类。通过添加稀土类,可以容易地减少电感器层15、17和后述的变阻器层25、27的体积变化率的差。此外,为了提高与后述的电涌吸收部20的耦合性,在电感器层15、17中还可以进一步含有Cr、Ca和Si。在电感器层15、17中所含的这些金属元素,可以以金属单质或氧化物等的各种形态存在。电感器层15、17中所含的添加物的合适的含有量,在该电感器层15、17中所含的ZnO总量中,优选为0.02mol%以上2mol%以下。这些金属元素的含有量,可以用例如电感耦合高频等离子体光谱分析装置(ICP)来测定。
各电感器层15、17实质上不含有在后述的变阻器层25、27中所含的Co。这里,所谓“实质上不含有”的状态,是指在形成电感器层15、17时未有意地作为原料来含有这些元素的情况的状态。例如,通过从电涌吸收部20向电感器部10的扩散等而使这些元素被非有意地含有的情况,相当于“实质上不含有”的状态。电感器层15、17只要满足上述条件,为了进一步提高特性等的目的,也可以进一步含有其他的金属元素等。
电涌吸收元件20具有第1内部电极21和第2内部电极23。电涌吸收部20通过层叠形成有第1内部电极21的变阻器层25和形成有第2内部电极23的变阻器层27而构成。
第1内部电极21具有直线型图案,沿着变阻器层25的短边方向延伸。第1内部电极21的一端,以在素体1的侧面(形成有外部导体9的侧面)露出的方式,被引出至变阻器层25的边缘。第1内部电极21的另一端,不在素体1的侧面(形成有第3端子电极7的侧面)露出,位于从该侧面引入的位置。第1内部电极21的一端物理连接且电连接于形成在素体1的侧面的外部导体9。第1内部导体11的另一端、第2内部导体13的另一端以及第1内部电极21的一端通过外部导体9电连接。
第2内部电极23具有直线型图案,沿着变阻器层27的短边方向延伸。第2内部电极23的一端,以在素体1的侧面(形成有第3端子电极7的侧面)露出的方式,被引出至变阻器层27的边缘。第2内部电极23的另一端,不在素体1的侧面(形成有外部导体9的侧面)露出,位于从该侧面引入的位置。第2内部电极23的一端物理连接且电连接于形成在素体1的侧面的第3端子电极7。
第1内部电极21和第2内部电极23,分别包含从变阻器层25、27的层叠方向看相互重叠的区域21a、23a。因此,变阻器层25、27中的在第1内部电极21与第2内部电极23上重叠的区域21a、23a作为表现变阻器特性的区域而发挥功能。作为第1内部电极21和第2内部电极23中所含的导电材料,没有特别的限定,但优选由Pd或Ag-Pd合金构成。
各变阻器层25、27由以ZnO为主要成分的陶瓷材料构成。在该陶瓷材料中,作为添加物,还可以含有选自稀土类和Bi的至少一种元素和Co。这里,变阻器层25、27由于除了稀土类之外还含有Co,所以,除了具有优异的电流电压非直线特性(即可变电阻特性)以外,还具有高介电常数(ε)。反而言之,上述变阻器层15、17由于不含Co,所以不具有可变电阻特性,另外介电常数小,而且电阻率高。因此,电感器层15、17作为电感器部10的构成要素具有极合适的特性。构成变阻器层25、27的陶瓷材料,作为添加物还可以含有Al。在含有Al的情况下,变阻器层25、27变成低电阻。作为添加物而含有的稀土类优选为Pr。
作为这些添加物的金属元素,在变阻器层25、27中可以以金属单质或氧化物等的形态存在。另外,为了进一步提高特性,变阻器层25、27还可以进一步含有上述元素以外的金属元素等(例如,Cr、Ca、Si、K等)作为添加物。
第1内部导体11具有第1直流电阻成分。第1直流电阻成分插入于第1端子电极3与第1内部电极21之间。即,第1直流电阻成分连接在第1端子电极3与第1内部电极21之间,其一端电连接于第1端子电极3,同时其另一端电连接于第1内部电极21。
第2内部导体13具有第2直流电阻成分。第2直流电阻成分插入于第1内部电极21与第2端子电极5之间。即,第2直流电阻成分连接在第1内部电极21与第2端子电极5之间,其一端电连接于第1内部电极21,同时其另一端电连接于第2端子电极5。
第2内部导体13具有的第2直流电阻成分,被设定为大于第1内部导体11具有的第1直流电阻成分。此外,第1直流电阻成分与第2直流电阻成分的合成直流电阻成分,被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。在本实施方式中,第1内部导体11具有的第1直流电阻成分被设定为0.5Ω左右,第2内部导体13具有的第2直流电阻成分被设定为4.5Ω左右。所以,第1直流电阻成分与第2直流电阻成分的合成直流电阻成分为5Ω左右。
保护层50分别为由陶瓷材料构成的层,保护电感器部10。对保护层50的构成材料没有特别的限定,可以使用各种陶瓷材料等,但从降低与上述层叠结构的剥离的观点出发,优选含有以ZnO为主要成分的材料。
第1端子电极3、第2端子电极5、第3端子电极7和外部导体9,优选是由可与构成内部导体11、13和内部电极21、23的Pd等金属良好地电连接的金属材料构成的。例如,Ag与由Pd构成的内部导体11、13和内部电极21、23的电连接性良好,而且对素体1的端面的粘结性良好,所以适于作为外部电极用的材料。
在第1端子电极3、第2端子电极5、第3端子电极7和外部导体9的表面上,依次形成有Ni镀层(省略图示)以及Sn镀层(省略图示)等。这些镀层主要是为了在将电涌吸收元件SA1通过回流焊而搭载在基板等上时,提高焊锡耐热性和焊锡湿润性而形成的。
下面,根据图3和图4说明具有上述结构的电涌吸收元件SA1的电路构成。图3是用于说明第1实施方式的电涌吸收元件的电路构成的图。图4是表示图3所示的电路结构的等价电路的图。
第1内部导体11和第2内部导体13,如上所述,分别含有从电感器层15、17的层叠方向看相互重叠的区域11a、13a,在该区域11a、13a上电容耦合。因此,电涌吸收元件SA1,如图3所示,具有由第1内部导体11和第2内部导体13形成的电容成分61。电容成分61连接在第1端子电极3和第2端子电极5之间。
第1内部导体11具有串联连接的电感成分和第1直流电阻成分62a。第2内部导体13具有串联连接的电感成分和第2直流电阻成分62b。由此,电涌吸收元件SA1,如图3所示,具有由第1内部导体11和第2内部导体13形成的直流电阻成分62(第1直流电阻成分62a和第2直流电阻成分62b的合成电阻成分)。直流电阻成分62电连接于第1端子电极3和第2端子电极5之间。第2直流电阻成分62b,如上所述,大于第1直流电阻成分62a。
这里,所谓“极性反相耦合”意思是,如图3所示,在将相当于第1内部导体11的电感成分的卷绕起始位置作为第1端子电极3侧,并将相当于第2内部导体13的电感成分的卷绕起始位置作为与第1内部导体11连接的一侧(在本实施方式中为外部导体9侧)时,第1内部导体11与第2内部导体13的耦合为“正”。也就是说,“极性反相耦合”意味着,电流从第1端子电极3侧流入第1内部导体11中,电流从与第1内部导体11连接的一侧(本实施方式中为外部导体9侧)流入第2内部导体13中,在第1内部导体11中产生的磁通量与在第2内部导体13中产生的磁通量相互增强。
在电涌吸收元件SA1中,由第1内部电极21、第2内部电极23、变阻器层25、27中的在第1内部电极21和第2内部电极23上重叠的区域21a、23a,来构成一个变阻器63。变阻器63,如图3所示,电连接在第1内部导体11与上述第2内部导体13的连接点(外部导体9)和上述第3端子电极7之间。
相互极性反相耦合的第1内部导体11以及第2内部导体13,如图4所示,可以变换为第1电感成分65、第2电感成分67和第3电感成分69。第1电感成分65和第2电感成分67串联连接在第1端子电极3和第2端子电极5之间。第3电感成分69连接在串联连接的第1电感成分65和第2电感成分67的连接点和变阻器63之间。若设各内部导体11、13的感应系数为Lz,内部导体11、13间的耦合系数为Kz,则第1电感成分65和第2电感成分67的感应系数为(1+Kz)Lz,第3电感成分69的感应系数为-KzLz。
变阻器63,如图4所示,可以转变为在第3电感成分69和第3端子电极7之间并联连接的可变电阻71和寄生电容成分73。可变电阻71通常电阻值很大,若外加高压电涌则电阻值变小。在变阻器63中,对小振幅的高速信号,可以只以寄生电容成分73近似。
图4所示的电涌吸收元件SA1的输入阻抗Zin,用下式(1)表示。这里,设电容成分61的电容为Cs,变阻器63的寄生电容成分73的电容为Cz。另外,由于直流电阻给阻抗带来的影响小,所以考察关于电容成分和电感成分的式子。
Zin=2(1+Kz)LzCz1-ω2Lz((1-Kz)Cz/2)1-ω2Lz(2(1+Kz)Cs)---(1)]]>在(1)式中,若以满足下式(2)地设定电容成分61的电容Cs,则输入阻抗Zin不依赖于频率特性。若在将电容成分61的电容Cs设定为下式(2)式的基础上,以如下式(3)所示地设定各内部导体的感应系数Lz,则输入阻抗Zin可以匹配于特性阻抗Zo。
Cs=1-Kz4(1+Kz)Cz---(2)]]>Lz=Zo2Cz2(1+Kz)---(3)]]>由上述(2)式和(3)式可知,由于任意地选择内部导体11、13之间的耦合系数Kz,所以可以进行灵活性高的电路设计。
所以,根据本实施方式,可以使电涌吸收元件SA1成为,保护半导体装置等免受高压静电的同时,即使对高速信号阻抗匹配也优异的电涌吸收元件。
另外,变阻器63,如图5所示,也含有寄生电感成分75。通常,可变电阻71的电阻值大,若外加高压电涌则电阻值变小。但是,在变阻器63中存在寄生电容成分73以及寄生电感成分75。因此,若在处理作为输入信号的高速信号的半导体装置的输入侧附加电涌吸收元件SA1,则成为高速信号变差的原因。为了将电涌吸收元件SA1应用于处理高速信号的电路,优选不仅要减小寄生电容成分73的影响,还要减小寄生电感成分75的影响。
由图4所示的等价电路可知,若利用具有负性感应系数的第3电感成分69,则可以消除变阻器63的寄生电感成分75。但是,由于看上去成为与耦合变小的状态相同的状态,所以,耦合系数Kz和感应系数Lz保持不变,而将电容成分61的电容Cs设定为下式(4)。其中,设寄生电感成分75的感应系数为Le。
Cs=1-Kz+2Le/Lz4(1+Kz)Cz---(4)]]>但是,KzLz≥Le。如果这样设计,即使电涌吸收元件SA1中含有寄生电容成分73和寄生电感成分75,也可以使输入阻抗Zin匹配于特性阻抗Zo。
下面,参照图6说明制造第1实施方式的电涌吸收元件SA1的方法。图6是用于说明制造第1实施方式的电涌吸收元件的工序的流程图。
在电涌吸收元件SA1的制造中,首先,制造含有成为电感器层15、17以及变阻器层25、27的原料的陶瓷材料的糊料(步骤S101)。具体而言,形成变阻器层25、27用的糊料可以通过相对于主要成分ZnO,作为添加物除了添加选自稀土类(例如Pr)以及Bi的至少一种元素、Co以外,根据需要还添加Al、Cr、Ca、Si、K等,并使其含量在烧结后成为所希望的含量,并且通过添加并混合这些粘合剂等来进行调制。此时的金属元素,例如,可以以氧化物添加。
电感器层15、17形成用的糊料可以通过相对于主要成分ZnO,根据需要添加稀土类、Bi等金属元素作为添加物之外,还在它们中添加粘合剂等之后进行混合来调制。电感器层15、17形成用的糊料,不同于变阻器25、27形成用的糊料,不添加Co。上述金属元素可以以例如氧化物、草酸盐、碳酸盐等化合物的形态添加。它们的添加量被调整为,在进行后述的烧结后的素体1中,金属元素成为上述所希望的含量。
将这些糊料通过刮刀法等涂布在塑料薄膜等上后使其干燥,形成由陶瓷材料构成的坯片(步骤S102)。由此,得到分别所需要的块数的电感器层15、17形成用的坯片(以下,称为“电感器片”)以及变阻器层25、27形成用的坯片(以下,称为“变阻器片”)。在上述坯片的形成中,塑料薄膜等可以在涂布·干燥后立刻从各薄片剥离,也可以在后述的层叠之前剥离。在该坯片的形成工序中,与这些薄片同时地,以与上述同样的方法形成含ZnO的保护层50形成用的坯片。
接着,在电感器片或变阻器片上,将用于形成第1和第2内部导体11、13或第1和第2内部电极21、23的导体糊料,分别对各个薄片进行丝网印刷,使其成为所希望的图案(步骤S103)。由此,得到设置了具有所希望的图案的导体糊层的各个薄片。这里,用于得到第1和第2内部导体11、13的具有所希望的图案的导体糊层被形成为,在后面的工序中通过烧结而得到的第1和第2内部导体11、13分别具有上述所希望的直流电阻成分。作为导体糊,例如可以举出含有Pd、Ag-Pd合金作为主要成分的导体糊料。
接着,依次层叠设置有分别对应于第1和第2内部电极21、23的导体糊层的变阻器片(步骤S104)。然后,在其上依次层叠设置有分别对应于第1和第2内部导体11、13的导体糊层的电感器片(步骤S105)。进一步,在这些层叠结构上,再重叠保护层50形成用的坯片,通过对它们进行压焊,得到素体1的前驱体——层压体。
然后,将得到的层压体,按所希望的尺寸切断成切片单元后,将该切片在规定温度下(例如,1000~1400℃)烧结,得到素体1(步骤S106)。接着,使Li从所得素体1的表面向其内部扩散。这里,在所得素体1的表面附着Li化合物后,进行热处理等。对Li化合物的附着,可以使用密封旋转釜。作为Li化合物没有特别的限定,但它是可以通过热处理使Li从素体1的表面扩散至第1和第2内部导体11、13和第1和第2内部电极21、23的附近的化合物,例如,可以举出Li的氧化物,氢氧化物,氯化物,硝酸盐,硼酸盐,碳酸盐以及草酸盐等。另外,在电涌吸收元件SA1的制造中,该Li扩散工序并不是必须的。
然后,通过在该Li被扩散的素体1的侧面上转录以银为主要成分的糊料后、再进行烧结,之后再施行镀层,由此,分别形成第1端子电极3、第2端子电极5、第3端子电极7以及外部导体9,得到电涌吸收元件SA1(步骤S107)。镀层可以通过电镀进行,例如,可以使用Cu和Ni和Sn,Ni和Sn,Ni和Au,Ni和Pd和Au,Ni和Pd和Ag,或者,Ni和Ag等。
如上所述,在本第1实施方式中,电感器部10具有相互极性反相耦合的第1内部导体11和第2内部导体13。因此,通过相对于电涌吸收部20的寄生电容成分73适当设定电感器部10的感应系数,可以消除寄生电容成分73的影响。其结果,可以实现在宽频带的频率特性平坦的输入阻抗。
在本第1实施方式中,电涌吸收元件SA1具备具有直流电阻成分62的电阻部。由此,电涌吸收元件SA1的阻抗变得比较大。因此,电涌吸收元件SA1,相对于静电脉冲的高频成分,变得比IC或LSI等的被保护元件相对更高的阻抗。其结果是,可以抑制静电脉冲向被保护元件的通过,可以有效地向电涌吸收部20(变阻器63)引导静电脉冲,可以提高利用电涌吸收元件SA1的ESD的保护水平。
进一步,在本第1实施方式中,电阻部具有第1直流电阻成分62a和大于该第1直流电阻成分62a的第2直流电阻成分62b。由此,电涌吸收元件SA1,特别是电涌吸收部20(变阻器63)与第2端子电极5之间的电路部分的阻抗变得比较大。因此,电涌吸收部20(变阻器63)与第2端子电极5之间的电路部分,相对于在人体与电子设备的端子接触等时产生的静电脉冲的高频成分,变得比IC或LSI等的被保护元件相对更高的阻抗。其结果是,在第2端子电极5上连接被保护元件时,可以抑制静电脉冲向被保护元件的通过,可以有效地向电涌吸收部20(变阻器63)引导静电脉冲,可以提高利用电涌吸收元件SA1的ESD的保护水平。
在本第1实施方式中,第1直流电阻成分62a和第2直流电阻成分62b的合成直流电阻成分被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。由此,即使在HDMI等的差动传送方式的传送线路中插入电涌吸收元件SA1的情况下,也可以实现阻抗匹配。
在本第1实施方式中,第1直流电阻成分62a由第1内部导体11形成,第2直流电阻成分62b由第2内部导体13形成。此时,不需要另行设置用于构成电阻部的电阻等,在简化元件SA1的构成的同时,还可以实现元件SA1的小型化。并且,在本第1实施方式中,第1内部导体11具有的第1直流电阻成分62a和第2内部导体13的第2直流电阻成分62b的合成直流电阻成分被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。
在本第1实施方式中,电涌吸收元件SA1还具备具有电容成分61的电容器部。由此,可以相对于电涌吸收部20的寄生电容成分73灵活地设定电感器部10的感应系数和电容器部的电容成分61的电容。
本第1实施方式的电涌吸收元件SA1可以成为,保护半导体装置等免受高压静电的同时,即使对高速信号也在阻抗匹配方面更加优异的电涌吸收元件SA1。
在本第1实施方式中,电容器部具有的电容成分61由第1内部导体11和第2内部导体13来形成。由此,不需要另行设置用于构成电容器部40的内部电极等,在简化电涌吸收元件SA1的构成的同时,可以实现电涌吸收元件SA1的小型化。
在本第1实施方式中,电感器部10通过层叠形成有第1内部导体11的电感器层15和形成有第2内部导体13的电感器层17来构成,第1内部电极11和第2内部电极13含有从电感器层15、17的层叠方向看相互重叠的区域11a、13a。由此,在第1内部导体11与第2内部导体13中的、从电感器层15、17的层叠方向看相互重叠的区域11a、13a之间实现电容耦合,由该区域11a、13a来形成上述电容成分61。由此,不需要另行设置用于构成电容器部的内部电极等,在简化电涌吸收元件SA1的构成的同时,可以实现电涌吸收元件SA1的小型化。
在本第1实施方式中,电涌吸收部20通过层叠形成有第1内部电极21的变阻器层25和形成有第2内部电极23的变阻器层27来构成,第1内部电极21和第2内部电极23含有从变阻器层25、27的层叠方向看相互重叠的区域。由此,可由变阻器63构成电涌吸收部20。
在本第1实施方式中,构成电感器部10的电感器层15、17以及构成电涌吸收部20的变阻器层25、27,均由以ZnO为主要成分的陶瓷材料形成。因此,在电感器部10和电涌吸收部20中,烧结时产生的体积变化的差极小。因此,即使同时烧结它们,两者间也很难产生变形和应力等。其结果是,得到的电涌吸收元件SA1,与由不同材料形成电感器部10和电涌吸收部20的现有技术的电涌吸收元件SA1相比,两者的剥离极难发生。
电感器层15、17,如上所述,由以ZnO为主要成分、作为添加物实质上不含有Co的陶瓷材料构成。这种材料作为电感器的构成材料具有足够高程度的电阻率。具体而言,容易成为作为电感器材料合适的具有超过1MΩ的电阻率的材料。因此,电感器部10虽然含有在单独电阻率方面特性不充分的ZnO作为主要成分,但可以发挥优异的电感器特性。
在本第1实施方式中,第1内部导体11的另一端、第2内部导体13的另一端、以及第1内部电极21,通过外部导体9连接。由此,可以容易并切实地连接第1内部导体11的另一端、第2内部导体13的另一端、以及第1内部电极21。
作为将第1内部导体11的第1直流电阻成分62a和第2内部导体13的第2直流电阻成分62b调整为上述所希望的值的方法,存在以下的方法。调整第1和第2内部导体11、13的宽度、厚度或线长等。选择在用于形成第1和第2内部导体11、13的导体糊中所包含的金属材料,以此调整电阻率。通过调整在上述导体糊中包含的金属材料的配合比或者调整金属材料的粒度,来调整第1和第2内部导体11、13的密度。
(第2实施方式)下面,根据图7和图8说明第2实施方式的电涌吸收元件SA2的结构。图7是表示第2实施方式的电涌吸收元件的立体示意图。图8是用于说明第2实施方式的电涌吸收元件中所含的素体的结构的分解立体图。第2实施方式的电涌吸收元件SA2,在有关第1端子电极3、第2端子电极5、第3端子电极7、第1内部导体11、第2内部导体13、第1内部电极21、第2内部电极23以及外部导体9的数量方面,与第1实施方式的电涌吸收元件SA1不同。
如图7所示,电涌吸收元件SA2具备素体1。素体1呈长方体形状,例如,长度设定为1.4mm左右,宽度设定为1.0mm左右,高度设定为0.5mm左右。电涌吸收元件SA2分别具备多个(在本实施方式中为2个)第1端子电极3、第2端子电极5、第3端子电极7以及外部导体9。第1端子电极3、第2端子电极5和第3端子电极7,分别互相相向地形成在素体1的侧面。外部导体9分别形成在素体1的长度方向的端部。
如图8所示,电感器部10具有分别多个(在本实施方式中为2个)极性相互反相耦合的第1内部导体11和第2内部导体13。第1内部导体11之间,在电感器层15上,相互电绝缘地具有规定的间隔。第2内部导体13之间,在电感器层17上,相互电绝缘地具有规定的间隔。
各第2内部导体13的直流电阻成分大于各第1内部导体11的直流电阻成分。各第1内部导体11的直流电阻成分和各第2内部导体13的直流电阻成分的合成直流电阻成分,分别被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。在电涌吸收元件SA2中,电感器部10具有大于0Ω且在15Ω以下的直流电阻成分。在本实施方式中,各第1内部导体11的直流电阻成分被设定为0.5Ω左右,各第2内部导体13的直流电阻成分也被设定为4.5Ω左右。因此,在电涌吸收元件SA2中,电感器部10具有10Ω左右的直流电阻成分。
如图8所示,电涌吸收部20具有分别多个(在本实施方式中为2个)第1内部电极21和第2内部电极23。
在变阻器层25上,第1内部电极21之间相互电绝缘地具有规定的间隔。各第1内部电极21包括第1电极部分31和第2电极部分33。从变阻器25、27的层叠方向看,第1电极部分31与后述的第2内部电极23的第1电极部分35相互重叠。第1电极部分31呈大致矩形状。第2电极部分33从第1电极部分31被引出,以在素体1的侧面(形成有外部导体9的侧面)露出,作为引出导体发挥功能。各第1电极部分31通过第2电极部分33与外部导体9电连接。第2电极部分33与第1电极部分31形成为一体。
各第2内部电极23包括第1电极部分35和第2电极部分37。从变阻器25、27的层叠方向看,第1电极部分35被形成为与第1内部电极21的第1电极部分31相互重叠。第1电极部分35分别呈大致矩形状。第2电极部分37从各第1电极部分35被分别引出,以在素体1的两侧面(形成有第3端子电极7的两侧面)露出,作为引出导体发挥功能。各第1电极部分35通过第2电极部分37与第3端子电极7电连接。第2电极部分37与第1电极部分35形成为一体。
如图9所示,在变阻器层27上,第2内部电极23之间也可以相互电绝缘地具有规定的间隔。此时,如图9所示,各第2电极部分37从各第1电极部分35被分别引出,以在素体1的侧面(形成有第3端子电极7的两侧面)露出。
在电涌吸收部20中,由第1电极部分31、第1电极部分35、变阻器层25、27中的第1电极部分31和第1电极部分35中重叠的区域,来构成一个变阻器。
如上所述,在本第2实施方式中,与第1实施方式同样,在可以保护半导体装置等免受高压静电的同时,对高速信号的阻抗匹配更加优异。
在本第2实施方式中,与第1实施方式同样,可以抑制静电脉冲向被保护元件通过,可以有效地向电涌吸收部20(变阻器63)引导静电脉冲,可以提高利用电涌吸收元件SA2的ESD的保护水平。
在本第2实施方式中,具有分别多个第1端子电极3、第2端子电极5、第3端子电极7、第1内部导体11、第2内部导体13、第1内部电极21、以及第2内部电极23。由此,可以实现成为阵列状的电涌吸收元件SA2。
(第3实施方式)下面,根据图10说明第3实施方式的电涌吸收元件的结构。图10是用于说明第3实施方式的电涌吸收元件中所含的素体的结构的分解立体图。第3实施方式的电涌吸收元件,在有关电容器部40的结构方面,与第1实施方式的电涌吸收元件SA1不同。
第3实施方式的电涌吸收元件,与图1所示的电涌吸收元件SA1同样,具备素体1、第1端子电极3、第2端子电极5、第3端子电极7以及外部导体9。如图10所示,素体1具有电感器部10、电涌吸收部20以及电容器部40。素体1呈现从图中下方起依次层叠有电涌吸收部20、电感器部10、电容器部40以及保护层50的结构。
第2内部导体13的直流电阻成分大于第1内部导体11的直流电阻成分。第1内部导体11的直流电阻成分与第2内部导体13的直流电阻成分的合成直流电阻成分,分别被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。在第3实施方式的电涌吸收元件中,电感器部10具有大于0Ω且在15Ω以下的直流电阻成分。在本实施方式中,第1内部导体11的直流电阻成分被设定为0.5Ω左右,第2内部导体13的直流电阻成分也被设定为4.5Ω左右。因此,在第3实施方式的电涌吸收元件中,电感器部10具有10Ω左右的直流电阻成分。
电容器部40具有第3内部电极41和第4内部电极43。电容器部40通过层叠形成有第3内部电极41的绝缘体层45和形成有第4内部电极43的绝缘体层47来构成。
第3内部电极41包括第1电极部分41a和第2电极部分41b。第1电极部分41a,从绝缘体层45、47的层叠方向上看,与后述的第4内部电极43的第1电极部分43a相互重叠。第1电极部分41a呈大致矩形状。第2电极部分41b从第1电极部分41a被引出,以在素体1的一个端面(形成有第1端子电极3的端面)露出,作为引出导体发挥功能。第1电极部分41a通过第2电极部分41b与第1端子电极3电连接。第2电极部分41b与第1电极部分41a形成为一体。
第4内部电极43包括第1电极部分43a和第2电极部分43b。第1电极部分43a,从绝缘体层45、47的层叠方向上看,与第3内部电极41的第1电极部分41a相互重叠。第1电极部分43a呈大致矩形状。第2电极部分43b从第1电极部分43a被引出,以在素体1的另一个端面(形成有第2端子电极5的端面)露出,作为引出导体发挥功能。第1电极部分43a通过第2电极部分43b与第2端子电极5电连接。第2电极部分43b与第1电极部分43a形成为一体。
第3内部电极41的第1电极部分41a与第4内部电极43的第1电极部分43a进行电容耦合,由第3内部电极41和第4内部电极43形成电容成分61。由此,电容器部40具有连接在第1端子电极3和第2端子电极5之间的电容成分61。
各绝缘体层45、47分别为由陶瓷材料形成的层。绝缘体层45、47的构成材料没有特别限定,可以使用各种陶瓷材料等,但从降低与上述层叠结构的剥离的观点出发,优选含ZnO作为主要成分的材料。
如上所述,在本第3实施方式中,与第1实施方式同样,在可以保护半导体装置等免受高压静电的同时,对高速信号的阻抗匹配更加优异。
此外,在本第3实施方式中,与第1实施方式同样,可以抑制静电脉冲向被保护元件通过,可以有效地向电涌吸收部20(变阻器63)引导静电脉冲,可以提高利用电涌吸收元件SA3的ESD的保护水平。
(第4实施方式)下面,根据图11说明第4实施方式的电涌吸收元件的结构。图11是用于说明第4实施方式的电涌吸收元件中所含的素体的结构的分解立体图。第4实施方式的电涌吸收元件,在有关电感器部10以及电涌吸收部20的结构方面,与第2实施方式的电涌吸收元件SA2不同。
第4实施方式的电涌吸收元件与图7所示的电涌吸收元件SA2同样,具备分别多个(在本实施方式中为2个)素体1、第1端子电极3、第2端子电极5、第3端子电极7以及外部导体9。
电感器部10具备分别多个(在本实施方式中为2层)形成有第1内部导体11的电感器层15,和形成有第2内部导体13的电感器层17。电感器部10通过一层一层配对地层叠电感器层15和电感器层17来构成。
各第2内部导体13的直流电阻成分大于第1内部导体11的直流电阻成分。各第1内部导体11的直流电阻成分与各第2内部导体13的直流电阻成分的合成直流电阻成分,分别被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。在第4实施方式的电涌吸收元件中,电感器部10具有大于0Ω且在15Ω以下的直流电阻成分。在本实施方式中,各第1内部导体11的直流电阻成分被设定为0.5Ω左右,各第2内部导体13的直流电阻成分也被设定为4.5Ω左右。因此,在第4实施方式的电涌吸收元件中,电感器部10具有10Ω左右的直流电阻成分。
电感器部10具备没有形成有内部导体的多个(在本实施方式中为2层)绝缘层(虚层(dummy layer))19。绝缘体层19位于,由电感器层15和电感器层17构成的第1电感器层对,与由电感器层15和电感器层17构成的第2电感器层对之间。绝缘体层19是用于抑制,构成第1电感器层对的形成在电感器层17上的第2内部导体13,与构成第2电感器层对的形成在电感器层15上的第1内部导体11的极性反相耦合的层。绝缘体层19的构成材料没有特别限定,可以应用各种陶瓷材料等,但从降低与上述层叠结构的剥离的观点出发,与电感器层15、17同样,优选含有ZnO作为主要成分的材料。
没有形成有内部导体的多个(在本实施方式中为2层)绝缘体层(虚层)51也位于电感器部10之下。没有形成有内部导体的绝缘体层(虚层)也可以位于,构成第1电感器层对的电感器层15和电感器层17之间。没有形成有内部导体的绝缘体层(虚层)也可以位于,构成第2电感器层对的电感器层15和电感器层17之间。
第4实施方式的电涌吸收元件,当相比于第2实施方式的电涌吸收元件SA2其素体1的长度和宽度相同时,即电感器层15、17的面积相同时,可以较大地设定由第1内部导体11以及第2内部导体13决定的线圈面积。其结果是,第4实施方式的电涌吸收元件,与第2实施方式的电涌吸收元件SA2相比较,可以增大感应系数(电感值)。
电涌吸收部20具有分别多个(在本实施方式中为2个)第1内部电极21和第2内部电极23。没有形成有内部导体的多个绝缘体层(虚层)位于电感器部10和电涌吸收部20之间。另外,没有形成有内部导体的多个绝缘体层(虚层)28、29,以夹住电涌吸收部20的方式,分别位于电涌吸收部20的上下。绝缘体层28、29的构成材料没有特别限定,可以应用各种陶瓷材料等,但从降低与上述层叠结构的剥离的观点出发,与变阻器25、27同样,优选含有ZnO作为主要成分的材料。没有形成有内部导体的绝缘体层(虚层)也可以位于变阻器层25和变阻器层27之间。
在变阻器层25上,第1内部电极21之间相互电绝缘地具有规定的间隔。在变阻器层27上,第2内部电极23之间相互电绝缘地具有规定的间隔。各第1内部电极21包括第1电极部分31和第2电极部分33。各第2内部电极23包括第1电极部分35和第2电极部分37。从变阻器层25、27的层叠方向上看,第1电极部分31与第1电极部分35相互重叠。第1电极部分31和第1电极部分35分别呈大致梯形状。
第4实施方式的电涌吸收元件,与第2实施方式的电涌吸收元件SA2相比较,第1电极部分31和第1电极部分35相互重叠的部分的面积被设定得较大。由此,可以实现低等效串联电阻(ESR)化和低等效串联电感(ESL)化。第1内部电极21之间的上述规定的间隔,考虑到第1内部电极21之间的串扰,被设定为可以抑制该串扰的发生的值。第2内部电极23之间的上述规定的间隔,考虑到第2内部电极23之间的串扰,也被设定为可以抑制该串扰的发生的值。
如上所述,在本第4实施方式中,与第1实施方式同样,在可以保护半导体装置等免受高压静电的同时,对高速信号的阻抗匹配更加优异。
在本第4实施方式中,与第1实施方式同样,可以抑制静电脉冲向被保护元件通过,可以有效地向电涌吸收部20(变阻器63)引导静电脉冲,可以提高利用电涌吸收元件的ESD的保护水平。
在本第4实施方式中,具有分别多个第1端子电极3、第2端子电极5、第3端子电极7、第1内部导体11、第2内部导体13、第1内部电极21、以及第2内部电极23。由此,可以实现形成为阵列状的电涌吸收元件。
以上,对本发明的最佳实施方式进行了说明,但本发明并不一定限定于上述实施方式,在不脱离其宗旨的范围内本发明可以有各种变化。
第1内部导体11和第2内部导体13的直流电阻成分不限于上述的值。如上所述,如果第2内部导体13的直流电阻成分大于第1内部导体11的直流电阻成分,同时第1内部导体11的直流电阻成分和第2内部导体13的直流电阻成分的合成直流电阻成分大于0Ω且在7.5Ω以下,则优选。第1内部导体11的直流电阻成分也可以为0Ω。
第1内部导体11的直流电阻成分与第2内部导体13的直流电阻成分也可以相同。此时,第1内部导体11的直流电阻成分与第2内部导体13的直流电阻成分的合成直流电阻成分,也优选大于0Ω且在7.5Ω以下。例如,在第1实施方式中,也可以分别将第1内部导体11的直流电阻成分和第2内部导体13的直流电阻成分分别设定为2.5Ω左右。此时,第1内部导体11的直流电阻成分与第2内部导体13的直流电阻成分的合成直流电阻成分为5Ω左右。此外,在第2~第4实施方式中,也可以分别将各第1内部导体11的直流电阻成分和各第2内部导体13的直流电阻成分分别设定为2.5Ω左右。此时,电涌吸收元件的电感器部10具有10Ω左右的直流电阻成分。
在上述实施方式中,第1直流电阻成分62a由第1内部导体11形成,第2直流电阻成分62b由第2内部导体13形成,但不限于此。例如,可以由串联连接在第1内部导体11上的电阻来形成第1直流电阻成分62a,也可以由串联连接在第2内部导体13上的电阻来形成第2直流电阻成分62b。
本发明的电涌吸收元件,若可以构成上述等价电路或与之有同等的功能的电路,就可以任意地改变其层叠结构或电极等的形成位置。即,虽然在上述实施方式中例示了在电涌吸收部20上设置电感器部10的结构,但也可以是例如在一对电涌吸收部20之间夹着电感器部10的结构。另外,也可以任意地变更端子电极3~7以及外部导体9的位置关系。在具有这些结构的情况下也可以得到如上所述的效果优异的电涌吸收元件SA1。
虽然在本实施方式中使用变阻器63作为电涌吸收部20,但并不限于此。作为电涌吸收部20也可以使用电容器,PN结(例如,齐纳二极管、硅电涌箝位器(silicone surge clamper)等)、间隙放电元件等。
电感器部10、电涌吸收部20、电容器部40以及保护层50的各层叠数,并不限定于上述实施方式。即,例如,可以通过反复层叠形成有内部导体的电感器层15、17,来进一步增加在线圈图案中的绕数。另外,也可以进一步反复层叠形成有内部电极的变阻器层25、27。这些层叠数,可以根据所希望的电涌吸收元件的特性而作适当调整。
另外,若在电涌吸收元件的电感器部10中层叠内部导体,在构成电感器层15、17的材料具有高介电常数时,在层叠方向上相邻的内部导体进行耦合,从而在该内部导体间产生寄生电容。所以,具有在电感器部10中层叠了内部导体的结构的电涌吸收元件,特别地,有难以应用于高频率用途的倾向。从这样的观点出发,电感器层15、17优选其介电常数低,具体而言,介电常数优选在50以下。
根据以上说明可知,本发明可以作多种方式的变化。这些变化不能被认为超出了本发明的宗旨和范围,并且,所有这些对于本领域的技术人员显而易见的修改都被包括在本发明权利要求的范围内。
权利要求
1.一种电涌吸收元件,其特征在于,具备第1端子电极;第2端子电极;第3端子电极;电感器部,该电感器部具有相互极性反相耦合的第1内部导体和第2内部导体,所述第1内部导体的一端与所述第1端子电极连接,所述第2内部导体的一端与所述第2端子电极连接,所述第1内部导体的另一端与所述第2内部导体的另一端连接;电涌吸收部,该电涌吸收部具有,连接在所述第1内部导体的另一端和所述第2内部导体的另一端上的第1内部电极,和连接在所述第3端子电极上的第2内部电极;以及电阻部,该电阻部具备连接在所述第1端子电极和所述第2端子电极之间的直流电阻成分。
2.如权利要求1所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述电阻部具有的所述直流电阻成分被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。
3.如权利要求1或2所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述电阻部具有的所述直流电阻成分,由所述第1内部导体和所述第2内部导体形成。
4.如权利要求3所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述第1内部导体的直流电阻成分和所述第2内部导体的直流电阻成分的合成直流电阻成分被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。
5.如权利要求1~4的任意一项所述的电涌吸收元件,其特征在于,进一步具备电容器部,该电容器部具有连接在所述第1端子电极与所述第2端子电极之间的电容成分。
6.如权利要求5所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述电容器部具有的电容成分由所述第1内部导体和所述第2内部导体形成。
7.如权利要求1~6的任意一项所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述电感器部通过层叠形成有所述第1内部导体的电感器层和形成有所述第2内部导体的电感器层来构成,所述电涌吸收部通过层叠形成有所述第1内部电极的变阻器层和形成有所述第2内部电极的变阻器层来构成,所述第1内部导体和所述第2内部导体含有从所述电感器层的层叠方向上看相互重合的区域,所述第1内部电极和所述第2内部电极含有从所述变阻器层的层叠方向上看相互重合的区域。
8.如权利要求7所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述各变阻器层以ZnO为主要成分,作为添加物含有选自稀土类和Bi的至少一种元素、Co,所述各电感器层以ZnO为主要成分,且实质上不含Co。
9.如权利要求1~8的任意一项所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述第1端子电极、所述第2端子电极以及所述第3端子电极形成在包含所述电感器部、所述电涌吸收部和所述电阻部的素体的外表面,所述第1内部导体的另一端、所述第2内部导体的另一端以及所述第1内部电极,通过形成在所述素体的外表面的外部导体连接。
10.如权利要求1~9的任意一项所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述第1端子电极为输入端子电极,所述第2端子电极为输出端子电极,所述第1内部导体和所述第2内部导体正耦合。
11.如权利要求1~10的任意一项所述的电涌吸收元件,其特征在于,具有分别多个所述第1端子电极、所述第2端子电极、所述第3端子电极、所述第1内部导体、所述第2内部导体、所述第1内部电极、以及所述第2内部电极。
12.如权利要求1所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述电阻部具有,连接在所述第1端子电极与所述第1内部电极之间的第1直流电阻成分,和大于所述第1直流电阻成分且连接在所述第1内部电极与所述第2端子电极之间的第2直流电阻成分。
13.如权利要求12所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述第1直流电阻成分和所述第2直流电阻成分的合成直流电阻成分被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。
14.如权利要求12或13所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述第1直流电阻成分由所述第1内部导体形成,所述第2直流电阻成分由所述第2内部导体形成。
15.如权利要求14所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述第1内部导体的直流电阻成分和所述第2内部导体的直流电阻成分的合成直流电阻成分被设定为大于0Ω且在7.5Ω以下。
16.如权利要求12~15的任意一项所述的电涌吸收元件,其特征在于,进一步具备电容器部,该电容器部具有连接在所述第1端子电极与所述第2端子电极之间的电容成分。
17.如权利要求16所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述电容器部具有的电容成分由所述第1内部导体和所述第2内部导体形成。
18.如权利要求12~17的任意一项所述的电涌吸收元件,其特征在于,所述第1端子电极为输入端子电极,所述第2端子电极为输出端子电极,所述第1内部导体和所述第2内部导体正耦合。
19.一种电涌吸收元件,其特征在于,具备第1端子电极;第2端子电极;第3端子电极;电感器部,该电感器部具有相互极性反相耦合的第1内部导体和第2内部导体,所述第1内部导体的一端与所述第1端子电极连接,所述第2内部导体的一端与所述第2端子电极连接,所述第1内部导体的另一端与所述第2内部导体的另一端连接;电涌吸收部,该电涌吸收部具有,连接在所述第1内部导体的另一端和所述第2内部导体的另一端上的第1内部电极,和连接在所述第3端子电极上的第2内部电极;以及电阻部,该电阻部具有,连接在所述第1端子电极与所述第1内部电极之间的第1直流电阻成分,和大于所述第1直流电阻成分且连接在所述第1内部电极与所述第2端子电极之间的第2直流电阻成分。
全文摘要
本发明提供一种电涌吸收元件,它具备第1端子电极、第2端子电极、第3端子电极、电感器部、电涌吸收部和电阻部。电感器部具有相互极性反相耦合的第1内部导体和第2内部导体。第1内部导体的一端与第1端子电极连接。第2内部导体的一端与上述第2端子电极连接。第1内部导体的另一端与第2内部导体的另一端连接。电涌吸收部具有第1内部电极和第2内部电极。第1内部电极连接在第1内部导体的另一端和第2内部导体的另一端上。第2内部电极连接在第3端子电极上。电阻部具有连接在第1端子电极和第2端子电极之间的直流电阻成分。
文档编号H03H7/01GK1941621SQ20061015935
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月27日 优先权日2005年9月28日
发明者千田直树, 寺田祐二, 石井浩一, 簗田壮司, 松冈大 申请人:Tdk株式会社
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