專利名稱：Esd保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ESD保護(hù)裝置，詳細(xì)而言涉及僅具有ESD保護(hù)功能的單體的元器件(ESD保護(hù)器件)、以及具有ESD保護(hù)功能和除此以外的功能的復(fù)合元器件(模塊)等ESD保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
所謂的ESD (Electro-Static Discharge :靜電放電)，是指帶電的導(dǎo)電性物體(人體等)與其他導(dǎo)電性物體(電子設(shè)備等)相接觸或足夠接近時(shí)產(chǎn)生激烈放電的現(xiàn)象。電子設(shè)備會(huì)因ESD而產(chǎn)生損傷或誤動(dòng)作等問(wèn)題。為了防止這樣的情況發(fā)生，必須使放電時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)大的電壓不施加到電子設(shè)備的電路上。ESD保護(hù)器件正是用于這樣的用途的器件，也被稱為浪涌吸收元件或浪涌吸收器。

ESD保護(hù)器件例如配置在電路的信號(hào)線路與接地之間。ESD保護(hù)器件由于是使一對(duì)放電電極隔開(kāi)而相對(duì)的結(jié)構(gòu)，因此，在通常的使用狀態(tài)下具有較高的電阻，信號(hào)不會(huì)流向接地一側(cè)。與之不同的是，例如在從移動(dòng)電話等的天線施加靜電的情況下，若施加過(guò)大的電壓，則在ESD保護(hù)器件的放電電極之間產(chǎn)生放電，能將靜電引導(dǎo)到接地一側(cè)。由此，靜電引起的電壓不會(huì)施加到ESD器件的后級(jí)的電路中，從而能保護(hù)電路。例如，對(duì)于圖16的分解立體圖及圖17的剖視圖所示的ESD保護(hù)器件，在將絕緣性陶瓷片2進(jìn)行層疊而構(gòu)成的陶瓷多層基板7內(nèi)形成有空洞部5，與外部電極I導(dǎo)通的放電電極6在空洞部5內(nèi)相對(duì)配置，在該空洞部5內(nèi)封入放電氣體。若在放電電極6之間施加有引起絕緣破壞的電壓，則在空洞部5內(nèi)，在放電電極6之間產(chǎn)生放電，將因該放電而剩余的電壓導(dǎo)向接地，能保護(hù)后級(jí)的電路(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)I :日本專利特開(kāi)2001 - 43954號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在該ESD保護(hù)器件中，需要根據(jù)放電電極相對(duì)的區(qū)域的面積，來(lái)調(diào)整ESD響應(yīng)性。但是，由于該調(diào)整會(huì)受到產(chǎn)品尺寸等的限制，因此，難以實(shí)現(xiàn)所希望的ESD響應(yīng)性。另外，在對(duì)該ESD保護(hù)器件連續(xù)反復(fù)施加高壓靜電的情況下，存在以下問(wèn)題SP，放電電極會(huì)發(fā)生熔解，從而放電電極間會(huì)發(fā)生短路，或者放電電極間的間隔會(huì)增大，且放電開(kāi)始電壓會(huì)增大。本發(fā)明鑒于上述實(shí)際情況，提供容易實(shí)現(xiàn)所希望的ESD響應(yīng)性、并能提高ESD保護(hù)功能的可靠性的ESD保護(hù)裝置。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供具有以下結(jié)構(gòu)的ESD保護(hù)裝置。ESD保護(hù)裝置包括(a)陶瓷多層基板，該陶瓷多層基板由陶瓷材料所形成的多個(gè)絕緣層經(jīng)層疊而構(gòu)成；(b)第一連接導(dǎo)體，該第一連接導(dǎo)體具有導(dǎo)電性，是貫穿至少一個(gè)所述絕緣層的主面間而形成；(C)混合部，該混合部是沿形成有所述第一連接導(dǎo)體的所述絕緣層的所述主面之一、與所述第一連接導(dǎo)體相連接而形成，該混合部中分散有包含以下原料中的至少ー種原料的材料，所述原料包括⑴金屬和半導(dǎo)體、(ii)金屬和陶瓷、(iii)金屬和半導(dǎo)體和陶瓷、(iv)半導(dǎo)體和陶瓷、(V)半導(dǎo)體、(Vi)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬、(Vii)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和半導(dǎo)體、(Viii)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和陶瓷、(ix)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和半導(dǎo)體和陶瓷；以及(d)第二連接導(dǎo)體，該第二連接導(dǎo)體具有導(dǎo)電性，是沿形成有所述混合部的至少ー個(gè)所述絕緣層的所述主面而形成，使其離開(kāi)所述第一連接導(dǎo)體并與所述混合部相連接。在此情況下，若在所述第一連接導(dǎo)體和所述第二連接導(dǎo)體之間施加規(guī)定以上大小的電壓，則在所述混合部中產(chǎn)生放電。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，將隔著混合部進(jìn)行配置的放電電極中的至少ー個(gè)放電電極、即第一連接導(dǎo)體作為層間連接導(dǎo)體，從而能使施加靜電時(shí)所產(chǎn)生的熱量經(jīng)由熱傳導(dǎo)效率比面內(nèi)連接導(dǎo)體要好的層間連接導(dǎo)體進(jìn)行散熱，能抑制因反復(fù)放電而引起的溫度上升，并防止放電電極發(fā)生熔解。因而，能提高ESD保護(hù)功能的可靠性。
另外，由于能像形成第二連接導(dǎo)體一祥利用厚膜的印刷工藝來(lái)形成混合部，因此，能容易地形成混合部。由于能沿層疊方向在任意位置對(duì)層間連接導(dǎo)體設(shè)置混合部，因此，能提高設(shè)計(jì)的自由度。因而，容易實(shí)現(xiàn)所希望的ESD響應(yīng)性。優(yōu)選為沿形成有所述混合部的至少ー個(gè)所述絕緣層的所述主面形成所述第二連接導(dǎo)體，使其包圍所述混合部的所述外周，將所述第二連接導(dǎo)體與所述混合部的所述外周進(jìn)行電連接。所述第一連接導(dǎo)體是與所述混合部同心并貫穿至少ー個(gè)所述絕緣層的主面間而形成，在所述第一連接導(dǎo)體與所述混合部的所述外周之間設(shè)置間隔，并將所述第一連接導(dǎo)體與所述混合部進(jìn)行電連接。在這種情況下，使用連接有第二連接導(dǎo)體的混合部的整個(gè)圓形的外周，從而放電寬度較寬，容易進(jìn)行放電。將混合部形成為同心圓狀，從而能在有限的區(qū)間內(nèi)形成最大限度的ESD放電部。由于使用連接有第二連接導(dǎo)體的混合部的整個(gè)圓形的外周，從而放電寬度較寬，容易進(jìn)行放電，因此，容易實(shí)現(xiàn)所希望的ESD響應(yīng)性。優(yōu)選為形成空洞部，使得與所述混合部和所述第二連接導(dǎo)體的ー個(gè)主面相接。在這種情況下，能通過(guò)形成空洞部來(lái)使得發(fā)生氣體放電，從而能進(jìn)ー步提高ESD特性。優(yōu)選為所述第一連接導(dǎo)體直接與所述混合部相連接。在這種情況下，能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。此外，即使第一連接導(dǎo)體不貫穿混合部，而第一連接導(dǎo)體的端面只與混合部的中心相接，但也可以在混合部的中心形成開(kāi)ロ，將開(kāi)ロ的內(nèi)周與第二連接導(dǎo)體的外周相連接。優(yōu)選為在所述混合部的中心形成開(kāi)ロ。還包括第三連接導(dǎo)體，該第三連接導(dǎo)體具有導(dǎo)電性，并沿形成有所述混合部的至少ー個(gè)所述絕緣層的所述主面與所述混合部的所述開(kāi)ロ的所述內(nèi)周相連接。所述第三連接導(dǎo)體與所述第二連接導(dǎo)體相連接。在這種情況下，既能確保放電寬度，又能縮小隔著混合部而相對(duì)的第一連接導(dǎo)體與第三連接導(dǎo)體之間的間隔(放電間隙)。優(yōu)選為所述混合部包含分散的金屬材料和半導(dǎo)體材料。在此情況下，在產(chǎn)生放電的混合部中，由于分散有金屬材料和半導(dǎo)體材料，因此，容易產(chǎn)生電子移動(dòng)，能更高效地產(chǎn)生放電現(xiàn)象，提高ESD響應(yīng)性。
另外，能減小由放電電極間的間隔的偏差所引起的ESD響應(yīng)性的變動(dòng)，容易實(shí)現(xiàn)ESD特性的調(diào)整和穩(wěn)定性。在優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式中，所述半導(dǎo)體材料是碳化硅或氧化鋅。優(yōu)選為在所述混合部中分散有被具有絕緣性的無(wú)機(jī)材料被覆的金屬材料。在此情況下，由于混合部?jī)?nèi)的金屬材料因被無(wú)機(jī)材料被覆而不會(huì)相互直接接觸，因此，金屬材料彼此相連而發(fā)生短路的可能性下降。優(yōu)選為還包括密封層，該密封層在所述絕緣層與所述混合部之間、以及所述絕緣層與所述空洞部之間的至少一處進(jìn)行延伸。在這種情況下，能防止陶瓷多層基板中的玻璃組分浸透混合部。優(yōu)選為形成空洞，使其與所述第一連接導(dǎo)體、所述混合部、以及所述第二連接導(dǎo)體 相接。在這種情況下，能通過(guò)形成空洞來(lái)使得發(fā)生氣體放電，從而能進(jìn)一步提高ESD特性。優(yōu)選為所述混合部包含分散的金屬材料和半導(dǎo)體材料。在此情況下，在產(chǎn)生放電的混合部中，由于分散有金屬材料和半導(dǎo)體材料，因此，容易產(chǎn)生電子移動(dòng)，能更高效地產(chǎn)生放電現(xiàn)象，提高ESD響應(yīng)性。另外，能減小由放電電極間的間隔的偏差所引起的ESD響應(yīng)性的變動(dòng)，容易實(shí)現(xiàn)ESD特性的調(diào)整和穩(wěn)定性。在優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式中，所述混合部的分散的半導(dǎo)體材料是碳化硅或氧化鋅。優(yōu)選為在所述混合部中分散有被具有絕緣性的無(wú)機(jī)材料被覆的金屬材料。在此情況下，混合部?jī)?nèi)的金屬材料因被無(wú)機(jī)材料被覆而不會(huì)相互直接接觸，因此，金屬材料彼此相連而發(fā)生短路的可能性下降。優(yōu)選為還包括密封層，該密封層在所述絕緣層與所述混合部之間、以及所述絕緣層與所述空洞之間的至少一處進(jìn)行延伸。在這種情況下，能防止陶瓷多層基板中的玻璃組分浸透混合部。根據(jù)本發(fā)明，容易實(shí)現(xiàn)所希望的ESD響應(yīng)性，能提高ESD保護(hù)功能的可靠性。


圖I是ESD保護(hù)裝置的示意圖。(實(shí)施例I)圖2是ESD保護(hù)裝置的剖視圖。(實(shí)施例I)圖3是ESD保護(hù)裝置的主要部分剖視圖。(實(shí)施例I)圖4是ESD保護(hù)裝置的剖視圖。(變形例I)圖5是表示ESD保護(hù)裝置的制造工序的剖視圖。(變形例I)圖6是ESD保護(hù)裝置的主要部分剖視圖。(變形例2)圖7是ESD保護(hù)裝置的主要部分剖視圖。(變形例3)圖8是ESD保護(hù)裝置的主要部分剖視圖。(變形例4)圖9是示意性地表示混合部的組織的示意圖。(實(shí)施例I)圖10是ESD保護(hù)裝置的剖視圖。(實(shí)施例2)圖11是ESD保護(hù)裝置的剖視圖。(實(shí)施例3)
圖12是ESD保護(hù)裝置的剖視圖。(實(shí)施例3的變形例)圖13是示意性地表示混合部的組織的示意圖。(實(shí)施例3)圖14是ESD保護(hù)裝置的剖視圖。(實(shí)施例4)圖15是表示ESD保護(hù)裝置的制造エ序的剖視圖。(實(shí)施例4)圖16是ESD保護(hù)裝置的分解立體圖。(現(xiàn)有例)圖17是ESD保護(hù)裝置的剖視圖。(現(xiàn)有例)
具體實(shí)施例方式以下，參照?qǐng)DI 圖15對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
<實(shí)施例I >參照?qǐng)DI 圖3、及圖9對(duì)實(shí)施例I的ESD保護(hù)裝置10進(jìn)行說(shuō)明。圖I是示意性地表示ESD保護(hù)裝置10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是ESD保護(hù)裝置10的剖視圖。圖3是沿圖2的線A — A切斷的主要部分剖視圖。如圖I 圖3所示，在ESD保護(hù)裝置10中，在層疊有由陶瓷材料所形成的第一至第四絕緣層41 43的陶瓷多層基板12的內(nèi)部，形成有混合部20、第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16、17、以及第一及第ニ層間連接導(dǎo)體15a、15x。在相鄰的第二及第三絕緣層42、43之間，沿第二及第三絕緣層42、43的相対的主面形成有混合部20和第二及第三面內(nèi)連接導(dǎo)體16、17。如圖3所示，混合部20的外周20s形成為圓形。第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17是包圍混合部20的外周20s而形成，所述第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17與混合部20的外周20s的整個(gè)周邊相連接。第三連接導(dǎo)體17與第二面內(nèi)連接導(dǎo)體16相連接。第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17是第二連接導(dǎo)體。如圖2所示，在第二及第三絕緣層42、43中，分別形成有與混合部20同心并貫穿第二及第三絕緣層42、43的主面間的第一及第二通孔(貫通孔)42p、43p。在第一及第二通孔42p、43p內(nèi)，形成有第一及第ニ層間連接導(dǎo)體15a、15x。層間連接導(dǎo)體15a、15x的、沿絕緣層41 44的層疊方向(在圖2中為上下方向)互相相対的端面彼此相連接。即，如圖3所示，混合部20的中心形成有開(kāi)ロ 20p，層間連接導(dǎo)體15a、15x貫穿該開(kāi)ロ 20p。層間連接導(dǎo)體15a、15x的外周與混合部20的開(kāi)ロ 20p的內(nèi)周相連接。第一層間連接導(dǎo)體15是第一連接導(dǎo)體。如圖2所示，在相鄰的第一及第ニ絕緣層41、42之間，沿第一及第ニ絕緣層41、42的互相相対的主面形成有第一面內(nèi)連接導(dǎo)體14。第一層間連接導(dǎo)體15a與第一面內(nèi)連接導(dǎo)體14相連接。第一及第ニ面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16延伸至陶瓷多層基板12的側(cè)面，并分別與第一及第二外部端子14x、16x相連接。第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16、17、第一及第ニ層間連接導(dǎo)體15a、15x、以及第一及第ニ外部端子14x、16x具有導(dǎo)電性。在混合部20中，分散有包含以下原料中的至少ー種原料的材料，混合部20作為整體而具有絕緣性，其中，所述原料包括(i)金屬和半導(dǎo)體；(ii)金屬和陶瓷；(iii)金屬和半導(dǎo)體和陶瓷；(iv)半導(dǎo)體和陶瓷；(V)半導(dǎo)體；(Vi)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬；(Vii)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和半導(dǎo)體；(Viii)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和陶瓷；(ix)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和半導(dǎo)體和陶瓷。例如如圖9的示意圖中示意表示的組織那樣,在混合部20中，分散有被具有絕緣性的無(wú)機(jī)材料82被覆(涂覆)的金屬材料80、半導(dǎo)體材料84、以及空隙88。例如，金屬材料80是直徑為2 3 ii m的Cu粒子，無(wú)機(jī)材料82是直徑為I U m以下的Al2O3粒子，半導(dǎo)體材料84是碳化硅、氧化鋅等中的任一種。無(wú)機(jī)材料與半導(dǎo)體材料有可能在燒成時(shí)進(jìn)行反應(yīng)而在燒成之后發(fā)生變質(zhì)。此外，半導(dǎo)體材料與構(gòu)成陶瓷多層基板的陶瓷粉末也有可能在燒成時(shí)進(jìn)行反應(yīng)而在燒成之后發(fā)生變質(zhì)。在金屬材料未被無(wú)機(jī)材料涂覆的情況下，在燒成之前的狀態(tài)下，金屬材料有可能彼此已經(jīng)接觸，金屬材料有可能彼此相連而發(fā)生短路。與之不同的是，若金屬材料被無(wú)機(jī)材料涂覆，則在燒成之前金屬材料不可能彼此接觸。此外，燒成后即使無(wú)機(jī)材料發(fā)生變質(zhì)，金屬材料彼此也能保持隔開(kāi)的狀態(tài)。因此，通過(guò)金屬材料被無(wú)機(jī)材料涂覆，能降低金屬材料彼此相連而產(chǎn)生短路的可能性。另外，也可以利用金屬材料和半導(dǎo)體、陶瓷或它們的組合，來(lái)構(gòu)成成為混合部的材料，以替換被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬材料。此外，也可以不使用金屬材料，僅由半導(dǎo)體、或僅由半導(dǎo)體和陶瓷、或僅由被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬材料，來(lái)構(gòu)成成為混合部的材料。對(duì)于圖I 圖3所示的ESD保護(hù)裝置10，若從外部端子14x、16x施加規(guī)定值以上的電壓，則在相對(duì)的第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17和第一及第二層間連接導(dǎo)體15a、15x之間，隔著混合部20而產(chǎn)生放電。對(duì)第三連接導(dǎo)體17與第一及第二層間連接導(dǎo)體15a、15x隔著混合部20而分別相對(duì)的部分的周向的長(zhǎng)度(即，放電寬度)、隔著混合部20而相對(duì)的第三連接導(dǎo)體17與第一及第二層間連接導(dǎo)體15a、15x之間的沿徑向的間隔(即，放電間隙)、混合部20的厚度、或混合部20所包含的材料的量或種類等進(jìn)行調(diào)整，從而能將放電開(kāi)始電壓設(shè)定為所希望的值。將第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17與混合部20的整個(gè)圓形的外周20s相連接，將圓周用于放電，從而放電寬度較寬，容易進(jìn)行放電。將混合部20形成為同心圓狀，將成為放電電極的第三連接導(dǎo)體17與第一及第二層間連接導(dǎo)體15a、15x配置成同心狀，從而能在有限的區(qū)間內(nèi)形成最大限度的ESD放電部。由于能與第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16、17 —樣利用厚膜的印刷工藝來(lái)形成混 合部20，因此，能容易地形成混合部20，并也能容易地對(duì)混合部20的厚度進(jìn)行調(diào)整。由于能沿陶瓷多層基板的任意的絕緣層的主面形成混合部20，因此，能提高混合部20的配置設(shè)計(jì)的自由度。由于混合部20內(nèi)不僅含有金屬材料，還含有半導(dǎo)體材料，因此，即使金屬材料的含量較少，也能獲得所希望的ESD響應(yīng)性。而且，能抑制金屬材料彼此接觸而產(chǎn)生短路?；旌喜?0內(nèi)包含的材料的組分中，也可以包含與構(gòu)成陶瓷多層基板12的材料的一部分或全部相同的材料。若包含相同的材料,則容易使燒成時(shí)的混合部20的收縮動(dòng)作等與陶瓷多層基板12相一致，從而提高混合部20與陶瓷多層基板512的緊貼程度，混合部20在燒成時(shí)不易發(fā)生剝離。此外，還能提高抗ESD重復(fù)性。此外，能減少所使用的材料的種類?；旌喜?0中包含的金屬材料既可以與第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16、17相同，也可以不同。若設(shè)為相同材料，則容易使混合部20的收縮動(dòng)作等與第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16、17相一致，能減少所使用的材料的種類。另外，也可以設(shè)置空洞部，使其與混合部20和第三連接導(dǎo)體17的ー個(gè)主面相接。在這種情況下，能通過(guò)形成空洞部來(lái)使得發(fā)生氣體放電，從而能進(jìn)ー步提高ESD特性。接下來(lái)，對(duì)ESD保護(hù)裝置10的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。(I)材料的準(zhǔn)備首先，準(zhǔn)備成為第一至第四絕緣層41 44的、厚度為50iim的陶瓷生片。對(duì)于成為陶瓷多層基板12的材料的陶瓷材料，使用由以Ba、Al、Si為中心的組分所構(gòu)成的材料。將各原材料進(jìn)行調(diào)和和混合，以使其成為規(guī)定的組分，并在800 — 1000°C下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)。利用氧化鋯球磨機(jī)對(duì)所得到的預(yù)燒結(jié)粉末進(jìn)行12小時(shí)的粉碎，從而獲得陶瓷粉末。對(duì)該陶瓷粉末添加甲苯/燃料こ醇(EKINEN)等有機(jī)溶劑并進(jìn)行混合。進(jìn)ー步添加 粘合剤、增塑劑并進(jìn)行混合，從而得到漿料。利用刮刀法將由此得到的漿料進(jìn)行成形，從而獲得成為第一至第四絕緣層41 44的、厚度為50 y m的陶瓷生片。另外，準(zhǔn)備用于形成第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16、17和第一及第ニ層間連接導(dǎo)體15a、15x的電極糊料。對(duì)由80wt%的平均粒徑約為I. 5 y m的Cu粉和こ基纖維素等所構(gòu)成的粘合劑樹(shù)脂添加溶劑，用輥進(jìn)行攪拌和混合，從而獲得電極糊料。此外，準(zhǔn)備用于形成混合部20的混合糊料。通過(guò)將平均粒徑約為2 y m的帶Al2O3涂層的Cu粉和作為半導(dǎo)體材料的平均粒徑為I 的碳化硅(SiC)按規(guī)定的比例進(jìn)行調(diào)和，并添加粘合劑樹(shù)脂和溶劑，用輥進(jìn)行攪拌和混合來(lái)獲得混合糊料?；旌虾现?，使粘合劑樹(shù)脂和溶劑為20wt%，使剩余的80wt%為帶Al2O3涂層的Cu粉和碳化硅。(2)利用絲網(wǎng)印刷來(lái)涂布混合糊料和電極糊料利用激光或金屬模具在成為第二及第三絕緣層42、43的陶瓷生片中形成通孔42p、43p，之后，利用絲網(wǎng)印刷，將電極糊料填充于通孔42p、43p，以形成成為第一及第ニ層間連接導(dǎo)體15a、15x的部分。接著，利用絲網(wǎng)印刷在成為第三絕緣層43的陶瓷生片上涂布混合糊料，從而形成成為混合部20的部分。成為混合部20的部分也可以形成在成為第二絕緣層42的陶瓷生片上。接著，利用絲網(wǎng)印刷在成為第二及第三絕緣層42、43的陶瓷生片上涂布電極糊料，從而形成成為第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16、17的部分。成為第一面內(nèi)連接導(dǎo)體14的部分也可以形成在成為第一絕緣層41的陶瓷生片上。成為第二及第三面內(nèi)連接導(dǎo)體16、17的部分也可以形成在成為第二絕緣層42的陶瓷生片上。也可以在形成了成為第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16、17的部分之后，形成成為混合部20的部分。在設(shè)置空洞部、使其與混合部20和第三連接導(dǎo)體17的ー個(gè)主面相接的情況下，利用絲網(wǎng)印刷，在先形成的成為混合部20的部分和成為面內(nèi)連接導(dǎo)體17的部分上形成消失性樹(shù)脂糊料(例如丙烯酸糊料、碳糊料等)，使得成為第一或第二層間連接導(dǎo)體15a、15x的部分露出。(3)層疊、壓接與通常的陶瓷多層基板相同，將陶瓷生片進(jìn)行層疊和壓接。
(4)切割、涂布端面電極與LC濾波器之類的芯片式電子元器件相同，利用微型切割機(jī)進(jìn)行切割，從而劃分成各芯片。此后，在端面上涂布電極糊料，從而形成外部端子。(5)燒成接下來(lái)，與通常的陶瓷多層基板相同，在N2氣氛中進(jìn)行燒成。在不會(huì)發(fā)生氧化的電極材料(Ag等)的情況下，也可以在大氣氣氛中進(jìn)行燒成。經(jīng)過(guò)燒成，陶瓷生片中的有機(jī)溶劑、混合糊料中的粘合劑樹(shù)脂及溶劑消失。由此，形成分散有帶有Al2O3涂層的Cu、SiC,及空隙的混合部20。(6)鍍敷與LC濾波器之類的芯片式電子元器件相同，在外部端子上進(jìn)行電鍍Ni - Sn。
由此，完成截面具有圖2的結(jié)構(gòu)的ESD保護(hù)裝置10。另外，半導(dǎo)體材料并不特別限于上述材料。例如，能使用以下材料即，硅、鍺等金屬半導(dǎo)體；碳化硅、碳化鈦、碳化鋯、碳化鑰、碳化鎢等碳化物；氮化鈦、氮化鋯、氮化鉻、氮化釩、氮化鉭等氮化物；硅化鈦、硅化鋯、硅化鎢、硅化鑰、硅化鉻、硅化鉻等硅化物；硼化鈦、硼化鋯、硼化鉻、硼化鑭、硼化鑰、硼化鎢等硼化物；以及氧化鋅、鈦酸鍶等氧化物。其中尤其優(yōu)選碳化硅或氧化鋅，這是由于其比較便宜，且市場(chǎng)上有售各種粒徑的材料。這些半導(dǎo)體材料也可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行單獨(dú)使用或?qū)煞N以上進(jìn)行混合使用。另外，也可以適當(dāng)?shù)貙雽?dǎo)體材料與氧化鋁、BAS材料等電阻材料進(jìn)行混合使用。金屬材料并不特別限于上述材料。也可以是Cu、Ag、Pd、Pt、Al、Ni、W、Mo、或它們
的合金、或它們的組合。實(shí)施例I中，舉例示出了 ESD保護(hù)裝置10是僅具有ESD保護(hù)功能的單體的元器件(ESD保護(hù)器件)的情況，但ESD保護(hù)裝置也可以是具有ESD保護(hù)功能和除此以外的功能的復(fù)合元器件(模塊)等。在ESD保護(hù)裝置是復(fù)合元器件(模塊)等的情況下，只要至少包括混合部20、以及與混合部20相連接的第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17和第一層間連接導(dǎo)體15a即可。<變形例I >參照?qǐng)D4及圖5對(duì)變形例I的ESD保護(hù)裝置IOa進(jìn)行說(shuō)明。圖4是變形例I的ESD保護(hù)裝置IOa的剖視圖。如圖4所示，變形例I的ESD保護(hù)裝置IOa具有與實(shí)施例I的ESD保護(hù)裝置10大致相同的結(jié)構(gòu)。以下，對(duì)與實(shí)施例I相同的結(jié)構(gòu)部分使用相同的標(biāo)號(hào)，以與實(shí)施例I的不同之處為中心進(jìn)行說(shuō)明。如圖4所示，在變形例I的ESD保護(hù)裝置IOa中，除了實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)以外，在混合部20與陶瓷多層基板12a的第二及第三絕緣層42、43之間，還形成有密封層22、24。密封層22、24防止陶瓷多層基板12中的玻璃組分浸透混合部20。密封層22、24具有絕緣性。如圖5(a) (d)的剖視圖所示，可以通過(guò)將成為第一至第四絕緣層41 44的陶瓷生片進(jìn)行成形、層疊、壓接、燒成來(lái)制作密封層22、24。S卩，如圖5(a)及(d)所示，準(zhǔn)備成為第一及第四絕緣層41、44的陶瓷生片。另外，如圖5(b)及(C)所示，在成為第二及第三絕緣層42、43的陶瓷生片中形成通孔42p、43p，將電極糊料填充至通孔42p、43p內(nèi)，以形成成為第一及第二層間連接導(dǎo)體15a、15x的部分。接著，在成為第二及第三絕緣層42、43的陶瓷生片的互相相對(duì)的面42t、43s上，絲網(wǎng)印刷密封層形成用糊料，從而形成具有開(kāi)ロ 22p、24p的密封層22、24，然后，使密封層22、24干燥。形成密封層22、24，使得成為第一及第ニ層間連接導(dǎo)體15a、15x的部分從密封層22,24 的開(kāi)ロ 22p、24p 露出。接著，用混合糊料在成為第三絕緣層43的陶瓷生片的密封層24上形成具有開(kāi)ロ20p的混合部20。要這樣形成混合部20，使得成為第二層間連接導(dǎo)體15x的部分從混合部20的開(kāi)ロ 20p露出。進(jìn)ー步使用電極糊料在成為第三絕緣層43的陶瓷生片上形成成為第ニ及第三面內(nèi)連接導(dǎo)體16、17的部分。也可以在成為第三絕緣層43的陶瓷生片上形成成為第二及第三面內(nèi)連接導(dǎo)體16、17的部分之后，形成成為混合部20的部分。密封層22也可以形成在成為第三絕緣層43的陶瓷生片上。即，也可以在成為第三絕緣層43的陶瓷生片上形成了密封層24、成為混合部20的部分、以及成為第二及第三面內(nèi)連接導(dǎo)體16、17的部分之后，形成密封層22。也可以與其相反，在成為第二絕緣層42的陶瓷生片上形成了密封層22、成為第二及第三面內(nèi)連接導(dǎo)體16、17的部分、以及成為混合部20的部分之后，形成密封層24。 對(duì)于用于形成密封層22、24的密封層形成用糊料，利用與電極糊料相同的方法進(jìn)行制作。例如，對(duì)由80wt%的平均粒徑約為Iym的Al2O3粉和こ基纖維素等所構(gòu)成的粘合劑樹(shù)脂添加溶劑，用輥進(jìn)行攪拌和混合，從而獲得密封層形成用糊料(氧化鋁糊料)。對(duì)于密封層形成用糊料的固態(tài)組分，選定燒結(jié)溫度比陶瓷多層基板的材料要高的材料，例如選定氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、多鋁紅柱石、石英等。此外，在形成空洞部使得與混合部20和第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17相接的情況下，在形成于成為第三絕緣層43的陶瓷生片的第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17和混合部20之上形成消失性樹(shù)脂糊料(例如丙烯酸樹(shù)脂糊料、碳糊料等)，使得成為第二層間連接導(dǎo)體15x的部分露出。通過(guò)形成空洞部能使得發(fā)生氣體放電，從而能進(jìn)ー步提高ESD特性。<變形例2 >參照?qǐng)D6對(duì)變形例2的ESD保護(hù)裝置IOb進(jìn)行說(shuō)明。圖6是變形例2的ESD保護(hù)裝置IOb的主要部分剖視圖。如圖6所示，在變形例2的ESD保護(hù)裝置IOb中，與實(shí)施例I相同，在陶瓷多層基板12b的內(nèi)部，具有第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16、17、與第一面內(nèi)連接導(dǎo)體14相連接的層間連接導(dǎo)體15b、以及混合部20b。第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17與混合部20b的圓形的外周20s相連接。與實(shí)施例I不同，混合部20b的中心未形成開(kāi)ロ，層間連接導(dǎo)體15b不貫穿混合部20b。層間連接導(dǎo)體15b的層疊方向的端面15s與混合部20b的上表面20t相接，層間連接導(dǎo)體15b與混合部20b的中心部相連接。此外，也可以在混合部20b的上表面20t —側(cè)設(shè)置空洞部，使其與混合部20b、第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17的主面、以及層間連接導(dǎo)體15b的側(cè)面相接。能通過(guò)形成空洞部來(lái)使得發(fā)生氣體放電，從而能進(jìn)ー步提高ESD特性。<變形例3 >參照?qǐng)D7對(duì)變形例3的ESD保護(hù)裝置IOc進(jìn)行說(shuō)明。圖7是變形例3的ESD保護(hù)裝置IOc的主要部分剖視圖。如圖7所示，變形例3的ESD保護(hù)裝置IOc的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I大體相同。在變形例3的ESD保護(hù)裝置IOc中，與實(shí)施例I不同，在陶瓷多層基板12c的表面12s上，形成有混合部20、與混合部20的外周20s相連接的第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17、以及與第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17相連接的第二面內(nèi)連接導(dǎo)體16。層間連接導(dǎo)體15c的層疊方向一端側(cè)的外周與混合部20的中心部的開(kāi)口 20p的內(nèi)周相連接，所述層間連接導(dǎo)體15c形成于最外側(cè)的絕緣層51的通孔51p內(nèi)。層間連接導(dǎo)體15c的層疊方向另一端側(cè)與相鄰的絕緣層51、52之間所形成的第一面內(nèi)連接導(dǎo)體14相連接。若經(jīng)由第一及第二面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16對(duì)層間連接導(dǎo)體15c與第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17之間施加超過(guò)規(guī)定值的電壓，則在層間連接導(dǎo)體15c與第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17之間，隔著混合部20而產(chǎn)生放電。由于混合部20、第二及第三面內(nèi)連接導(dǎo)體16、17形成于陶瓷多層基板12c的表面12s上，因此，優(yōu)選為用具有絕緣性的覆蓋層13來(lái)被覆所述混合部20、第二及第三面內(nèi)連接導(dǎo)體16、17。也可以在陶瓷多層基板12c上設(shè)置蓋狀的構(gòu)件，以代替覆蓋層13，所述蓋狀的構(gòu)件隔開(kāi)間隔來(lái)覆蓋混合部20、第二及第三面內(nèi)連接導(dǎo)體16、17。此外，在圖7中，也可以形成空洞部，使其與混合部20和第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17的絕緣層51 —側(cè)的主面12s、或覆蓋層13 —側(cè)的主面相接。能通過(guò)形成空洞部來(lái)使得發(fā)生氣體放電，從而能進(jìn)一步提高ESD特性。 <變形例4 >參照?qǐng)D8對(duì)變形例4的ESD保護(hù)裝置IOd進(jìn)行說(shuō)明。圖8 (a)是變形例4的ESD保護(hù)裝置IOd的主要部分剖視圖。圖8 (b)是沿圖8 (a)的線B — B切斷的剖視圖。如圖8(a)及(b)所示，在變形例4的ESD保護(hù)裝置IOd中，與實(shí)施例I相同，在陶瓷多層基板12d的相鄰的絕緣層之間，形成有具有圓形的外周20s的混合部20d、與混合部20d的外周20s相連接的第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17、以及與第三面內(nèi)連接導(dǎo)體17相連接的第二面內(nèi)連接導(dǎo)體16。在變形例4的ESD保護(hù)裝置IOd中，與實(shí)施例I不同，在混合部20d的中心部所形成的開(kāi)口 20q內(nèi)，形成有第四面內(nèi)連接導(dǎo)體18。第四面內(nèi)連接導(dǎo)體18的外周與混合部20的開(kāi)口 20q的內(nèi)周相連接。第四面內(nèi)連接導(dǎo)體18的上表面18s與層間連接導(dǎo)體15d的層疊方向一端側(cè)的端面15t相連接。層間連接導(dǎo)體15d的層疊方向另一端側(cè)與第一面內(nèi)連接導(dǎo)體14相連接。層間連接導(dǎo)體15d是第一連接導(dǎo)體，第四面內(nèi)連接導(dǎo)體18是第三連接導(dǎo)體。若經(jīng)由第一及第二面內(nèi)連接導(dǎo)體14、16對(duì)第三及第四面內(nèi)連接導(dǎo)體17、18之間施加超過(guò)規(guī)定值的電壓，則在第三及第四面內(nèi)連接導(dǎo)體17、18之間，隔著混合部20d而產(chǎn)生放電。ESD保護(hù)裝置IOd能確保第三及第四面內(nèi)連接導(dǎo)體17、18的隔著混合部20d互相相對(duì)的部分的周向的尺寸(放電寬度)，并能減小徑向的間隔(放電間隙)。在這種情況下，也可以形成空洞部，使其與混合部20d、第三及第四面內(nèi)連接導(dǎo)體17、18的一個(gè)主面相接。能通過(guò)形成空洞部來(lái)使得發(fā)生氣體放電，從而能進(jìn)一步提高ESD特性。<實(shí)施例2 >參照?qǐng)D10對(duì)實(shí)施例2的ESD保護(hù)裝置IlOx進(jìn)行說(shuō)明。圖10是ESD保護(hù)裝置IlOx的剖視圖。如圖10所示，在ESD保護(hù)裝置IlOx中，在將由陶瓷材料所形成的第一至第四絕緣層131 134進(jìn)行層疊而構(gòu)成的陶瓷多層基板112的內(nèi)部，形成有混合部120x、第一及第二面內(nèi)連接導(dǎo)體114x、116x、以及第一及第二層間連接導(dǎo)體 117a、117b。在第二及第三絕緣層132、133中，形成有貫穿所述第二及第三絕緣層132、133各自的上下的主面間的通孔(貫通孔)132p、133p。在通孔132p、133p內(nèi)，分別形成有第一及第二層間連接導(dǎo)體117a、117b。第一及第二層間連接導(dǎo)體117a、117b的互相相對(duì)的端面彼此相連接。沿形成有第一層間連接導(dǎo)體117a的第二絕緣層132上的主面形成有混合部120x，所述混合部120x與第一層間連接導(dǎo)體117a相連接。第一 層間連接導(dǎo)體117是第一連接導(dǎo)體。沿形成有第一層間連接導(dǎo)體117a的第二絕緣層132上的主面形成有第一面內(nèi)連接導(dǎo)體114x。第一面內(nèi)連接導(dǎo)體114x與混合部120x相連接。第一面內(nèi)連接導(dǎo)體114x是第二連接導(dǎo)體。第一面內(nèi)連接導(dǎo)體114x —直形成至陶瓷多層基板112的一個(gè)側(cè)面112q。雖未圖示，但與混合部120x相連接的第二連接導(dǎo)體也可以不是第一面內(nèi)連接導(dǎo)體114x，而與層間連接導(dǎo)體相連接，所述層間連接導(dǎo)體是貫穿第一或第二絕緣層131、132的主面間而形成。另外，與后述的圖12相同，也可以將混合部120x的端部與第一層間連接導(dǎo)體117a的端面和第一面內(nèi)連接導(dǎo)體114x的端部重合而相連接。在第三及第四絕緣層133、134之間，沿第三及第四絕緣層133、134的互相相對(duì)的主面形成有第二面內(nèi)連接導(dǎo)體116x。第二面內(nèi)連接導(dǎo)體116x與第二層間連接導(dǎo)體117b相連接。第二面內(nèi)連接導(dǎo)體116x —直形成至陶瓷多層基板112的另一個(gè)側(cè)面112p。在陶瓷多層基板112的側(cè)面112p、112q上，分別形成有外部端子116s、114s。一個(gè)外部端子116s與第二面內(nèi)連接導(dǎo)體116x相連接。另一個(gè)外部端子114s與第一面內(nèi)連接導(dǎo)體114x相連接。第一及第二面內(nèi)連接導(dǎo)體114x、116x、第一及第二層間連接導(dǎo)體117a、117b、以及第一及第二外部端子114s、116s具有導(dǎo)電性。在混合部120x中，分散有包含以下原料中的至少一種原料的材料，混合部120x作為整體而具有絕緣性，其中，所述原料包括(i)金屬和半導(dǎo)體；(ii)金屬和陶瓷；(iii)金屬和半導(dǎo)體和陶瓷；(iv)半導(dǎo)體和陶瓷；(V)半導(dǎo)體；(Vi)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬；(Vii)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和半導(dǎo)體；(Viii)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和陶瓷；(ix)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和半導(dǎo)體和陶瓷。在ESD保護(hù)裝置IlOx中，將隔著混合部120x進(jìn)行配置的放電電極114x、117a中的至少一個(gè)放電電極117a作為層間連接導(dǎo)體，從而能使施加靜電時(shí)所產(chǎn)生的熱量經(jīng)由熱傳導(dǎo)效率比面內(nèi)連接導(dǎo)體要好的層間連接導(dǎo)體進(jìn)行散熱，能抑制因反復(fù)放電而引起的溫度上升，并防止放電電極發(fā)生熔解。在這種情況下，將層間連接導(dǎo)體117a側(cè)的外部端子116s進(jìn)行接地，從而能提高散熱性。此外，由于沿層疊方向在任意位置對(duì)層間連接導(dǎo)體設(shè)置混合部，因此，能提高設(shè)計(jì)的自由度。<實(shí)施例3 >參照?qǐng)D11 圖13對(duì)實(shí)施例3的ESD保護(hù)裝置110進(jìn)行說(shuō)明。圖11是ESD保護(hù)裝置110的剖視圖。如圖11所示，在ESD保護(hù)裝置110中，在層疊有由陶瓷材料所形成的第一至第四絕緣層131 134的陶瓷多層基板112的內(nèi)部，形成有混合部120a、120b、第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b、116、以及第一及第二層間連接導(dǎo)體 117a、117b。在第二及第三絕緣層132、133中，形成有貫穿所述第二及第三絕緣層132、133各自的上下的主面間的通孔(貫通孔)132p、133p。在通孔132p、133p內(nèi)，分別形成有第一及第二層間連接導(dǎo)體117a、117b。第一及第ニ層間連接導(dǎo)體117a、117b的互相相対的端面彼此相連接。沿形成有第一層間連接導(dǎo)體117a的第二絕緣層132的上下的主面分別形成有第一及第ニ混合部120a、120b，所述第一及第ニ混合部120a、120b分別與第一層間連接導(dǎo)體117a相連接。第一層間連接導(dǎo)體117a是第一連接導(dǎo)體。沿形成有第一層間連接導(dǎo)體117a的第二絕緣層132的上下的主面分別形成有第一及第ニ面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b。第一及第ニ面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b分別與第一及第ニ混合部120a、120b相連接。第一及第ニ面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b是第二連接導(dǎo)體。第一及第ニ面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b分別一直形成至陶瓷多層基板112的一個(gè)側(cè)面112q。雖未圖示，但與第一混合部120a相連接的第二連接導(dǎo)體也可以不是第一面內(nèi)連接導(dǎo)體114a，而與層間連接導(dǎo)體相連接，所述層間連接導(dǎo)體是貫穿第一或第二絕緣層131、 132的主面間而形成。與第二混合部120b相連接的第二連接導(dǎo)體也可以不是第二面內(nèi)連接導(dǎo)體114b，而與層間連接導(dǎo)體相連接，所述層間連接導(dǎo)體是貫穿第二或第三絕緣層132、133的主面間而形成。在第三及第四絕緣層133、134之間，沿第三及第四絕緣層133、134的互相相対的主面形成有第三面內(nèi)連接導(dǎo)體116。第三面內(nèi)連接導(dǎo)體116與第二層間連接導(dǎo)體117b相連接。第三面內(nèi)連接導(dǎo)體116 —直形成至陶瓷多層基板112的另ー個(gè)側(cè)面112p。在陶瓷多層基板112的側(cè)面112p、112q上，分別形成有外部端子114s、116s。ー個(gè)外部端子116s與第三面內(nèi)連接導(dǎo)體116相連接。另ー個(gè)外部端子114s與第一及第ニ面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b相連接。在圖11中，舉例示出了連接第一及第ニ混合部120a、120b的兩端、使它們與第一層間連接導(dǎo)體117a的外周和第一及第ニ面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b的端部邊緣相接的情況，但也可以如圖12的透視圖所示，將第一及第ニ混合部120a、120b的端部與第一層間連接導(dǎo)體117a的端面和第一及第ニ面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b的端部重合而相連接。第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b、116、第一及第ニ層間連接導(dǎo)體117a、117b、以及第一及第ニ外部端子114s、116s具有導(dǎo)電性。在混合部120a、120b中，分散有包含以下原料中的至少ー種原料的材料，混合部120a、120b作為整體而具有絕緣性，其中，所述原料包括(i)金屬和半導(dǎo)體；(ii)金屬和陶瓷；(iii)金屬和半導(dǎo)體和陶瓷；(iv)半導(dǎo)體和陶瓷；(V)半導(dǎo)體；(vi)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬；(vii)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和半導(dǎo)體；(viii)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和陶瓷；(ix)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和半導(dǎo)體和陶瓷。例如如圖13的示意圖中示意表示的組織那樣，在混合部120a、120b中，分散有被具有絕緣性的無(wú)機(jī)材料182被覆(涂覆)的金屬材料180、半導(dǎo)體材料184、以及空隙188。例如，金屬材料180是直徑為2 3 ii m的Cu粒子，無(wú)機(jī)材料182是直徑為I U m以下的Al2O3粒子，半導(dǎo)體材料184是碳化硅、氧化鋅等中的任ー種。無(wú)機(jī)材料與半導(dǎo)體材料有可能在燒成時(shí)進(jìn)行反應(yīng)而在燒成之后發(fā)生變質(zhì)。此外，半導(dǎo)體材料與構(gòu)成陶瓷多層基板的陶瓷粉末也有可能在燒成時(shí)進(jìn)行反應(yīng)而在燒成之后發(fā)生變質(zhì)。在金屬材料未被無(wú)機(jī)材料涂覆的情況下，在燒成之前的狀態(tài)下，金屬材料有可能彼此已經(jīng)接觸，金屬材料有可能彼此相連而發(fā)生短路。與之不同的是，若金屬材料被無(wú)機(jī)材料涂覆，則在燒成之前金屬材料不可能彼此接觸。此外，燒成后即使無(wú)機(jī)材料發(fā)生變質(zhì)，金屬材料彼此也能保持隔開(kāi)的狀態(tài)。因此，通過(guò)金屬材料被無(wú)機(jī)材料涂覆，能降低金屬材料彼此相連而產(chǎn)生短路的可能性。另外，也可以利用金屬材料和半導(dǎo)體、陶瓷或其組合，來(lái)構(gòu)成成為混合部的材料，以替換被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬材料。此外，也可以不使用金屬材料，僅由半導(dǎo)體、或僅由半導(dǎo)體和陶瓷、或僅由被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬材料，來(lái)構(gòu)成成為混合部的材料。對(duì)于圖11所示的ESD保護(hù)裝置110，若從外部端子114s、116s施加規(guī)定值以上的電壓，則在層間連接導(dǎo)體117a與第一及第二面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b之間，隔著混合部120a、120b而產(chǎn)生放電。對(duì)第一層間連接導(dǎo)體117a與第一及第二面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b隔著第一及第二混合部120a、120b而分別相對(duì)的部分的長(zhǎng)度(即，放電寬度)、隔著混合部120a、120b而相對(duì)的層間連接導(dǎo)體117a與第一及第二面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b之間的間隔(即，放電間 隙)、混合部120a、120b的厚度、或混合部120a、120b所包含的材料的量或種類等進(jìn)行調(diào)整，從而能將放電開(kāi)始電壓設(shè)定為所希望的值。由于第一及第二混合部120a、120b并聯(lián)連接在第一及第二面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b與第一層間連接導(dǎo)體117a之間，因此，即使其中一個(gè)混合部發(fā)生故障，也能由另一個(gè)混合部來(lái)發(fā)揮功能。因此，能提高ESD保護(hù)功能的可靠性。另外，也可以設(shè)置空洞，使其與混合部120a、120b和第一及第二面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b的一個(gè)主面、以及第一層間連接導(dǎo)體117a的外周或端面相接。能通過(guò)形成空洞來(lái)使得發(fā)生氣體放電，從而能進(jìn)一步提高ESD特性。由于能與面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b、116 —樣利用厚膜的印刷工藝來(lái)形成第一及第二混合部120a、120b，因此，能容易地形成第一及第二混合部120a、120b，并也能容易地對(duì)第一及第二混合部120a、120b的厚度進(jìn)行調(diào)整。由于能沿陶瓷多層基板的任意絕緣層的主面形成第一及第二混合部120a、120b,因此，能提高混合部120a、120b的配置設(shè)計(jì)的自由度。由于第一及第二混合部120a、120b不僅含有金屬材料，而且含有半導(dǎo)體材料，因此，即使金屬材料的含量較少，也能獲得所希望的ESD響應(yīng)性。而且，能抑制金屬材料彼此接觸而產(chǎn)生短路。在第一及第二混合部120a、120b所含有的材料的組分中，也可以包含與構(gòu)成陶瓷多層基板112的材料的一部分或全部相同的材料。若含有相同的材料，則容易使燒成時(shí)的第一及第二混合部120a、120b的收縮動(dòng)作等與陶瓷多層基板112相一致，能提高第一及第二混合部120a、120b與陶瓷多層基板112的緊貼程度，不容易發(fā)生燒成時(shí)第一及第二混合部120a、120b的剝離。此外，還能提高抗ESD重復(fù)性。此外，能減少所使用的材料的種類。第一及第二混合部120a、120b所含有的金屬材料可以是與第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b、116相同的金屬材料，也可以是不同的金屬材料。若是相同的金屬材料，則容易使第一及第二混合部120a、120b的收縮動(dòng)作等與第一及第三面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b、116相一致，能減少所使用的材料的種類。接下來(lái)，對(duì)ESD保護(hù)裝置110的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
(I)材料的準(zhǔn)備準(zhǔn)備成為陶瓷多層基板112的第一至第四絕緣層131 134的陶瓷生片。對(duì)于成為陶瓷多層基板112的材料的陶瓷材料，使用由以Ba、Al、Si為中心的組分所構(gòu)成的材料。將各原材料進(jìn)行調(diào)和和混合，以使其成為規(guī)定的組分，并在800 — 1000°C下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)。利用氧化鋯球磨機(jī)對(duì)所得到的預(yù)燒結(jié)粉末進(jìn)行12小時(shí)的粉碎，從而獲得陶瓷粉末。對(duì)該陶瓷粉末添加甲苯/燃料こ醇(EKINEN)等有機(jī)溶劑并進(jìn)行混合。進(jìn)ー步添加粘合劑、增塑劑并進(jìn)行混合，從而得到漿料。利用刮刀法將由此得到的漿料進(jìn)行成形，從而獲得成為第一至第四絕緣層131 134的、厚度為50iim的陶瓷生片。另外，準(zhǔn)備用于形成第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b、116和第一及第ニ層間連接導(dǎo)體117a、117b的電極糊料。對(duì)由80wt%的平均粒徑約為I. 5 ii m的Cu粉和こ基纖維素等所構(gòu)成的粘合劑樹(shù)脂添加溶劑，用輥進(jìn)行攪拌和混合，從而獲得電極糊料。此外，準(zhǔn)備用于形成第一及第ニ混合部120a、120b的混合糊料。通過(guò)將平均粒徑 約為2 y m的帶Al2O3涂層的Cu粉和作為半導(dǎo)體材料的平均粒徑為I U m的碳化硅(SiC)按規(guī)定的比例進(jìn)行調(diào)和，并添加粘合劑樹(shù)脂和溶劑，用輥進(jìn)行攪拌和混合來(lái)獲得混合糊料。混合糊料中，使粘合劑樹(shù)脂和溶劑為20Wt%，使剰余的80Wt%為帶Al2O3涂層的Cu粉和碳化硅。(2)利用絲網(wǎng)印刷來(lái)涂布混合糊料和電極糊料利用激光或金屬模具在成為第二及第三絕緣層132、133的陶瓷生片中形成貫穿主面間的通孔，之后，利用絲網(wǎng)印刷，將混合糊料填充于通孔內(nèi)，以形成成為第一及第ニ層間連接導(dǎo)體117a、117b的部分。接著，利用絲網(wǎng)印刷在成為第二及第三絕緣層132、133的陶瓷生片上分別涂布混合糊料，從而形成成為第一及第ニ混合部120a、120b的部分。成為第一混合部120a的部分也可以形成在成為第一絕緣層131的陶瓷生片上。成為第二混合部120b的部分也可以形成在成為第二絕緣層132的陶瓷生片上。接著，利用絲網(wǎng)印刷在成為第二至第四絕緣層132、133、134的陶瓷生片上涂布電極糊料，從而形成成為第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b、116的部分。成為第一面內(nèi)連接導(dǎo)體114a的部分也可以形成在成為第一絕緣層131的陶瓷生片上。成為第二面內(nèi)連接導(dǎo)體114b的部分也可以形成在成為第二絕緣層132的陶瓷生片上。成為第三面內(nèi)連接導(dǎo)體116的部分也可以形成在成為第三絕緣層133的陶瓷生片上。也可以在形成成為第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114a、116的部分之后，形成成為第一及第ニ混合部120a、120b的部分。在設(shè)置空洞、使其與混合部120a、120b和第一及第ニ面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b的ー個(gè)主面、以及第一層間連接導(dǎo)體117a的外周或端面相接的情況下，利用絲網(wǎng)印刷，在成為先形成的混合部120a、120b的部分、成為面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b的部分上形成消失性樹(shù)脂糊料(例如丙烯酸糊料、碳糊料等)。(3)層疊、壓接與通常的陶瓷多層基板相同，將陶瓷生片進(jìn)行層疊和壓接。(4)切割、涂布端面電極與LC濾波器之類的芯片式電子元器件相同，利用微型切割機(jī)進(jìn)行切割，從而劃分成各芯片。此后，在端面上涂布電極糊料，從而形成外部端子。(5)燒成接下來(lái)，與通常的陶瓷多層基板相同，在N2氣氛中進(jìn)行燒成。在不會(huì)發(fā)生氧化的電極材料(Ag等)的情況下，也可以在大氣氣氛中進(jìn)行燒成。經(jīng)過(guò)燒成，陶瓷生片中的有機(jī)溶劑、混合糊料中的粘合劑樹(shù)脂及溶劑消失。由此，形成分散有帶Al2O3涂層的Cu、SiC和空隙的第一及第ニ混合部120a、120b。(6)鍍敷與LC濾波器之類的芯片式電子元器件相同，在外部端子上進(jìn)行電鍍Ni — Sn。由此，完成截面具有圖11的結(jié)構(gòu)的ESD保護(hù)裝置110。另外，半導(dǎo)體材料并不特別限于上述材料。例如，能使用以下材料即，硅、鍺等 金屬半導(dǎo)體；碳化硅、碳化鈦、碳化鋯、碳化鑰、碳化鎢等碳化物；氮化鈦、氮化鋯、氮化鉻、氮化釩、氮化鉭等氮化物；硅化鈦、硅化鋯、硅化鎢、硅化鑰、硅化鉻、硅化鉻等硅化物；硼化鈦、硼化鋯、硼化鉻、硼化鑭、硼化鑰、硼化鎢等硼化物；以及氧化鋅、鈦酸鍶等氧化物。其中尤其優(yōu)選碳化硅或氧化鋅，這是由于其比較便宜，且市場(chǎng)上有售各種粒徑的材料。這些半導(dǎo)體材料也可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行單獨(dú)使用或?qū)煞N以上進(jìn)行混合使用。另外，也可以適當(dāng)?shù)貙雽?dǎo)體材料與氧化鋁、BAS材料等絕緣性材料進(jìn)行混合使用。金屬材料并不特別限于上述材料。也可以是Cu、Ag、Pd、Pt、Al、Ni、W、Mo、或它們
的合金、或它們的組合。<實(shí)施例4 >參照?qǐng)D14及圖15對(duì)實(shí)施例4的ESD保護(hù)裝置IlOa進(jìn)行說(shuō)明。圖14是實(shí)施例4的ESD保護(hù)裝置IlOa的剖視圖。如圖14所示，實(shí)施例4的ESD保護(hù)裝置IOa具有與實(shí)施例3的ESD保護(hù)裝置110大致相同的結(jié)構(gòu)。以下，對(duì)與實(shí)施例3相同的結(jié)構(gòu)部分使用相同的標(biāo)號(hào)，以與實(shí)施例3的不同之處為中心進(jìn)行說(shuō)明。如圖14所示，在實(shí)施例4的ESD保護(hù)裝置IlOa中，除了實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)以外，在第一混合部120a與第一及第ニ絕緣層131、132之間，還形成有密封層1212、124，在第二混合部120b與第二及第三絕緣層132、133之間，還形成有密封層126、128。密封層1212、124、126,128防止陶瓷多層基板112中的玻璃組分浸透第一及第ニ混合部120a、120b。密封層1212、124、126、128 具有絕緣性。如圖15(a) (d)的剖視圖所示，可以通過(guò)將成為第一至第四絕緣層131 134的陶瓷生片進(jìn)行成形、層疊、壓接、燒成來(lái)制作這樣的結(jié)構(gòu)。S卩，如圖15(b)及(C)所示，在成為第二及第三絕緣層132、133的陶瓷生片中形成通孔132p、133p，將電極糊料填充至通孔132p、133p，以形成成為第一及第ニ層間連接導(dǎo)體117a、117b 的部分。接著，如圖15(a) (C)所示，在絲網(wǎng)印刷密封層形成用糊料之后，使其干燥，從而在成為第一及第三絕緣層131 133的陶瓷生片的互相相対的面131t、132s、132t、133s上形成密封層 1212、124、126、128。接著，如圖15(b)及(C)所示，在成為第二及第三絕緣層132、133的陶瓷生片的密封層124、128上使用混合糊料進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，從而形成成為第一及第ニ混合部120a、120b的部分。接著，如圖15(b) ⑷所示，使用電極糊料，在成為第二至第四絕緣層132 134的陶瓷生片上形成第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b、116。此外，也可以將成為第一及第二混合部120a、120b的部分、成為第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b、116的部分形成在相反側(cè)的、成為第一至第三的絕緣層131 133的陶瓷生片上。也可以在形成成為第一至第三面內(nèi)連接導(dǎo)體114a、114b、116的部分之后，形成成為第一及第二混合部120a、120b的部分。對(duì)于用于形成密封層1212、124、126、128的密封層形成用糊料，利用與電極糊料相同的方法進(jìn)行制作。例如，對(duì)由80wt %的平均粒徑約為I y m的Al2O3粉和乙基纖維素等所構(gòu)成的粘合劑樹(shù)脂添加溶劑，用輥進(jìn)行攪拌和混合，從而獲得密封層形成用糊料(氧化鋁糊料)。對(duì)于密封層形成用糊料的固態(tài)成分，選定燒結(jié)溫度比陶瓷多層基板的材料要高的材料，例如選定氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、多鋁紅柱石、石英等。<總結(jié)>如上所述，將至少一個(gè)放電電極作為層間連接導(dǎo)體，從而能提高ESD保護(hù)功能的可靠性。另外，容易實(shí)現(xiàn)所希望的ESD響應(yīng)性。 另外，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，能加以各種改變來(lái)進(jìn)行實(shí)施。例如，舉例示出了 ESD保護(hù)裝置是僅具有ESD保護(hù)功能的單體的元器件(ESD保護(hù)器件)的情況，但ESD保護(hù)裝置也可以是具有ESD保護(hù)功能和除此以外的功能的復(fù)合元器件(模塊)等。在ESD保護(hù)裝置是復(fù)合元器件(模塊)等的情況下，只要至少包括層間連接導(dǎo)體、分別與層間連接導(dǎo)體相連接的第一及第二混合部、以及與第一及第二混合部相連接的其他連接導(dǎo)體(面內(nèi)連接導(dǎo)體或其他層間連接導(dǎo)體)即可。另外，也可以在陶瓷多層基板的表面形成混合部和連接導(dǎo)體。在這種情況下，優(yōu)選為用具有絕緣性的覆蓋層來(lái)被覆露出至陶瓷多層基板表面的混合部和連接導(dǎo)體，或隔開(kāi)間隔來(lái)設(shè)置蓋狀的構(gòu)件，以覆蓋露出至陶瓷多層基板表面的混合部和連接導(dǎo)體。標(biāo)號(hào)說(shuō)明IOUOa IOd ESD 保護(hù)裝置12、12a 12d陶瓷多層基板14第一面內(nèi)連接導(dǎo)體15a 15d層間連接導(dǎo)體(第一連接導(dǎo)體)15x層間連接導(dǎo)體16第二面內(nèi)連接導(dǎo)體17第三面內(nèi)連接導(dǎo)體(第二連接導(dǎo)體)18第四面內(nèi)連接導(dǎo)體(第三連接導(dǎo)體)20a 20d混合部20p、20q 開(kāi)口20s 外周22、24 密封層41 44絕緣層80金屬材料82無(wú)機(jī)材料84半導(dǎo)體材料
88 空隙110、110a、I IOx ESD 保護(hù)裝置112陶瓷多層基板114x第一面內(nèi)連接導(dǎo)體(第二連接導(dǎo)體)114a第一面內(nèi)連接導(dǎo)體(第二連接導(dǎo)體)114b第二面內(nèi)連接導(dǎo)體(第二連接導(dǎo)體)116第三面內(nèi)連接導(dǎo)體116x第二面內(nèi)連接導(dǎo)體
117a第一層間連接導(dǎo)體(第一連接導(dǎo)體)117b第二層間連接導(dǎo)體120a第一混合部120b第二混合部120x 混合部122、124、126、128 密封層131 134絕緣層180金屬材料182無(wú)機(jī)材料184半導(dǎo)體材料188 空隙
權(quán)利要求
1.一種ESD保護(hù)裝置，其特征在于，包括 陶瓷多層基板，該陶瓷多層基板由陶瓷材料所形成的多個(gè)絕緣層經(jīng)層疊而構(gòu)成；第一連接導(dǎo)體，該第一連接導(dǎo)體具有導(dǎo)電性，是貫穿至少一個(gè)所述絕緣層的主面間而形成； 混合部，該混合部是沿形成有所述第一連接導(dǎo)體的所述絕緣層的所述主面之一、與所述第一連接導(dǎo)體相連接而形成，該混合部中分散有包含以下原料中的至少一種原料的材料，所述原料包括⑴金屬和半導(dǎo)體、(ii)金屬和陶瓷、(iii)金屬和半導(dǎo)體和陶瓷、(iv)半導(dǎo)體和陶瓷、(V)半導(dǎo)體、(vi)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬、(vii)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和半導(dǎo)體、(viii)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和陶瓷、(ix)被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬和半導(dǎo)體和陶瓷；以及 第二連接導(dǎo)體，該第二連接導(dǎo)體具有導(dǎo)電性，是沿形成有所述混合部的至少一個(gè)所述絕緣層的所述主面而形成，使其離開(kāi)所述第一連接導(dǎo)體并與所述混合部相連接。
2.如權(quán)利要求I所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 沿形成有所述混合部的至少一個(gè)所述絕緣層的所述主面形成所述第二連接導(dǎo)體，使其包圍所述混合部的所述外周，將所述第二連接導(dǎo)體與所述混合部的所述外周進(jìn)行電連接， 所述第一連接導(dǎo)體是與所述混合部同心并貫穿至少一個(gè)所述絕緣層的主面間而形成，在所述第一連接導(dǎo)體與所述混合部的所述外周之間設(shè)置間隔，并將所述第一連接導(dǎo)體與所述混合部進(jìn)行電連接。
3.如權(quán)利要求I所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 形成空洞部，使得與所述混合部和所述第二連接導(dǎo)體的一個(gè)主面相接。
4.如權(quán)利要求I至3的任一項(xiàng)所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 所述第一連接導(dǎo)體直接與所述混合部相連接。
5.如權(quán)利要求I至3的任一項(xiàng)所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 在所述混合部的中心形成開(kāi)口， 所述ESD保護(hù)裝置還包括第三連接導(dǎo)體，該第三連接導(dǎo)體具有導(dǎo)電性，沿形成有所述混合部的至少一個(gè)所述絕緣層的所述主面與所述混合部的所述開(kāi)口的所述內(nèi)周相連接，所述第三連接導(dǎo)體與所述第二連接導(dǎo)體相連接。
6.如權(quán)利要求I至4的任一項(xiàng)所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 所述混合部包含分散的金屬材料和半導(dǎo)體材料。
7.如權(quán)利要求6所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 所述半導(dǎo)體材料是碳化硅或氧化鋅。
8.如權(quán)利要求I至3的任一項(xiàng)所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 在所述混合部中分散有被具有絕緣性的無(wú)機(jī)材料被覆的金屬材料。
9.如權(quán)利要求I至3的任一項(xiàng)所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 還包括密封層，該密封層在所述絕緣層與所述混合部之間、以及所述絕緣層與所述空洞部之間的至少一處進(jìn)行延伸。
10.如權(quán)利要求I所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 形成空洞，使其與所述第一連接導(dǎo)體、所述混合部、以及所述第二連接導(dǎo)體相接。
11.如權(quán)利要求I或10所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于，所述混合部包含分散的金屬材料和半導(dǎo)體材料。
12.如權(quán)利要求11所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 所述混合部的分散的半導(dǎo)體材料是碳化硅或氧化鋅。
13.如權(quán)利要求1、10、11的任一項(xiàng)所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 在所述混合部中分散有被具有絕緣性的無(wú)機(jī)材料被覆的金屬材料的粒子。
14.如權(quán)利要求1、10、11的任一項(xiàng)所述的ESD保護(hù)裝置，其特征在于， 還包括密封層，該密封層在所述絕緣層與所述混合部之間、以及所述絕緣層與所述空洞之間的至少一處進(jìn)行延伸。
全文摘要
本發(fā)明提供容易實(shí)現(xiàn)所希望的ESD響應(yīng)性、并能提高ESD保護(hù)功能的可靠性的ESD保護(hù)裝置。ESD保護(hù)裝置(110x)包括陶瓷多層基板(112)，該陶瓷多層基板(112)由陶瓷材料所形成的多個(gè)絕緣層(131～134)經(jīng)層疊而構(gòu)成；第一連接導(dǎo)體(117a)，該第一連接導(dǎo)體(117a)是貫穿絕緣層(132)的主面間而形成；混合部(120x)，該混合部(120x)是沿形成有第一連接導(dǎo)體(117a)的絕緣層(132)的主面與第一連接導(dǎo)體(117a)相連接而形成，該混合部(120x)中分散有包含以下原料中的至少一種原料的材料，所述原料包括金屬和半導(dǎo)體、金屬和陶瓷、半導(dǎo)體和陶瓷、半導(dǎo)體、以及被無(wú)機(jī)材料涂覆的金屬；以及第二連接導(dǎo)體(114x)，該第二連接導(dǎo)體(114x)具有導(dǎo)電性，是沿形成有混合部(120x)的絕緣層(132)的主面而形成，使其與混合部(120x)相連接。
文檔編號(hào)H01T4/12GK102771024SQ20118000944
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月15日
發(fā)明者池田哲也, 筑澤孝之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所