CN1542873B - 静电对策部件 - Google Patents
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Abstract
一种静电对策部件，其结构为在陶瓷烧结体(25)的表面上至少设有输入用外部电极(301)、输出用外部电极(302)以及接地用外部电极(31)，陶瓷烧结体(25)包括：电连接输入用外部电极(301)和输出用外部电极(302)的电感器部，以及电连接输入用外部电极(301)和接地用外部电极(31)的变阻器部。其配置结构为在电子设备的电路的信号线上连接电感器，在信号线的输入端和接地之间连接变阻器，所以可有效抑制0.5～2纳秒程度的静电脉冲。
Description
技术领域
本发明涉及对电子设备进行静电保护的静电对策部件。
背景技术
最近，正在急速推进携带电话等的电子设备的高性能化和小型化，随之而来的趋向是用于电子设备的电子元件的耐电压的降低。因此，由于人体与电子设备的端子接触时发生的静电脉冲导致的设备内部的电子电路的破坏增加。这是由于产生静电时，在0.5～2纳秒程度的时间内产生数百伏～数千伏的高压并施加到电子设备上。
现在对这样的静电脉冲的对策，提出的方法是在静电进入的线路和接地之间设置变阻器或齐纳二极管，使静电旁路，以抑制施加在设备的电子电路上的电压。
另外，(日本)特开昭63-56023号公报公开了以下结构：在包括未直流接地的卫星播放用平面天线和通过传输线与平面天线连接的前级具有放大电路的比较器的卫星播放接收装置中，在平面天线和放大电路之间设置由在传输线与地之间连接的感应元件以及连接在该感应元件和传输线的接点的后级的电容元件形成的滤波器电路，以防止因静电引起的损害。并公开了该感应元件采用空心绕组，电容元件采用电容器。
然而，如果以变阻器或齐纳二极管或上述例的方法旁路静电来抑制施加在设备的电子电路上的电压，则由于变阻器和齐纳二极管等元件对静电脉冲的反应速度慢，所以不能充分旁路。即，它们虽然因元件的大小或组成而多少有所不同，但对于0.5～2纳秒程度发生的静电不能充分旁路。因此，现有的一般作为静电对策使用的部件对于静电产生的0.5～2纳秒程度的最高峰值电压很难进行充分地抑制，很难切实地防止电子元件和电子设备的破坏。然而，如果使变阻器或齐纳二极管的电容量设为数nF以上的非常高的电容量，则在一定程度上可抑制0.5～2纳秒程度的峰值电压。但是，此时存在不能在数十MHz以上的高速传输电路中使用的课题。
发明内容
本发明有鉴于相关的课题，其目的在于提供一种静电对策部件，可抑制因静电而产生的0.5～2纳秒程度的脉冲型的峰值电压。
为了实现上述目的，本发明的静电对策部件，包括以下的结构：具有包含相互面对的一侧的端面部和另一侧的端面部、相对于所述一侧的端面部和所述另一侧的端面部的垂直方向的端面部的陶瓷烧结体；以及形成在所述陶瓷烧结体的包括端面部的表面上的用于输入信号的第1输入用外部电极、第2输入用外部电极、用于输出所述信号的第1输出用外部电极、第2输出用外部电极以及接地用外部电极，其中，所述陶瓷烧结体包括：形成将所述第1输入用外部电极和所述第1输出用外部电极电连接的绕组导体的第1电感器部，形成将所述第2输入用外部电极和所述第2输出用外部电极电连接的绕组导体的第2电感器部；电连接所述第1输入用外部电极和所述接地用外部电极的第1变阻器部，以及电连接所述第2输入用外部电极和所述接地用外部电极的第2变阻器部，所述第1输入用外部电极以及所述第2输入用外部电极形成在所述一侧端面部上，所述第1输出用外部电极以及所述第2输出用外部电极形成在所述另一侧的端面部上，所述接地用外部电极形成在相对于所述一侧的端面部和所述另一侧的端面部的垂直方向的端面部上；所述第1电感器部以及所述第2电感部中分别包含的一个以上的陶瓷层；所述第1变阻器部以及所述第2变阻器部中分别包含的一个以上的陶瓷层；所述第1电感器部以及所述第2电感部中分别包含的一个以上的陶瓷层和所述第1变阻器部以及所述第2变阻器部中分别包含的一个以上的陶瓷层是通过对由氧化锌材料构成的生片进行叠层并烧结而被形成，在第1电感器部上层叠第2电感器部，所述第1电感器部的绕组导体和所述第2电感器部的绕组导体相互通过电容分量电耦合。
通过这样的结构，由于对电子设备的电路的信号线连接该静电对策部件的电感器，在信号线的输入端和接地之间连接变阻器，所以可有效抑制静电脉冲。即，与信号线串联连接的电感器，对于静电脉冲的上升沿的高频分量为相对高的阻抗。因此，该电感器可抑制静电脉冲通过信号线，变阻器特性成为支配性的，通过变阻器可在短时间旁路到接地侧，所以可大幅度变小施加在被保护电路的电压。结果，可抑制通过现有的静电对策部件不能充分抑 制的静电脉冲的0.5～2纳秒程度的峰值电压，可防止静电脉冲施加到电子设备的电路上。
另外，由于电感器与信号线串联、变阻器与其并联而以L型配置，所以根据电感器的电感值和变阻器的电容值还具有低通滤波器(噪声滤波器)的功能。由此，可同时实现2种功能，将其作为1个部件，所以可实现设备的小型化，同时可实现安装成本的降低。
附图说明
图1是本发明实施例1的静电对策部件的外观斜视图。
图2是同实施例中构成静电对策部件的陶瓷烧结体的模式分解斜视图。
图3是同静电对策部件的等价电路图。
图4是表示同静电对策部件的阻抗的频率特性的测定结果的图。
图5是表示同实施例的静电试验的电路结构的图。
图6是表示同实施例中，在没有试验试料的情况下在静电试验电路中施加8kV的静电脉冲时的电压波形图。
图7是表示在信号线和接地之间连接现有的叠层变阻器时施加在被保护装置的电压波形图。
图8是表示同实施例中设置电感值为68nH的静电对策部件时施加在被保护装置的电压波形图。
图9是表示同实施例中设置电感值为220nH的静电对策部件时施加在被保护装置的电压波形图。
图10是本发明的实施例2中构成静电对策部件的陶瓷烧结体的模式分解斜视图。
图11是同实施例中静电对策部件的等价电路图。
图12是表示同实施例中设置静电对策部件时施加在被保护装置的电压波形图。
图13是表示同实施例中反向连接电感值为220nH的实施例1的静电对策部件时施加在被保护装置的电压波形图。
图14是本发明的实施例3中构成静电对策部件的陶瓷烧结体的模式分解斜视图。
图15是同实施例中静电对策部件的等价电路图。
图16是表示同实施例中设置静电对策部件时施加在被保护装置的电压波形图。
图17是本发明的实施例4中的静电对策部件的外观斜视图。
图18是同实施例中构成静电对策部件的陶瓷烧结体的模式分解斜视图。
图19是同实施例中静电对策部件的等价电路图。
图20是表示同实施例静电对策部件的阻抗的频率特性的测定结果的图。
图21是表示同实施例中设置静电对策部件时施加在被保护装置的电压波形图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。对于相同的主要部件赋予相同的符号，并省略说明。
实施例1
图1是本发明实施例1的静电对策部件的外观斜视图，图2是构成该静 电对策部件的陶瓷烧结体的分解表示的模式分解斜视图。图3是该静电对策部件的等价电路图。
本发明的静电对策部件通过在陶瓷烧结体25的两个短边部设置输入用外部电极301和输出用外部电极302以及在两个长边部设置接地用外部电极31来构成。图2中示出陶瓷烧结体25的内部结构。陶瓷烧结体25由变阻器部22、电感器部21以及作为表面保护层的无效层231和232叠层一体化构成。
电感器部21的形状构成如下：在陶瓷层10上形成的布线导体12与填充在陶瓷层10上开口的通孔部(未图示)的通孔导体13连接形成螺旋状的绕组导体11，并将该绕组导体11的端部121和122引出到陶瓷烧结体25的两个短边部。在图2中，在7个陶瓷层10上形成的布线导体12，与在6个通孔部形成的通孔导体13连接并形成3.5圈的绕组导体11。
变阻器部22的结构为：陶瓷层10与在该陶瓷层10上形成的形状不同的第1内部电极141和第2内部电极142相互4层叠层，将第1内部电极141的端部从陶瓷烧结体25的一个短边部引出，将第2内部电极142的端部从两个长边部引出。由图可知，第1内部电极141通过与陶瓷烧结体25的一个短边部连接，但与另一短边部不连接而有偏离来构成。第2内部电极142通过与两个长边部连接来构成。而且，第1内部电极141和第2内部电极142在各个陶瓷层10上相互叠层。这里，图2所示结构是模式性的东西，可对应所需要的电感值或电容值而改变叠层数。
在具有这样的内部结构的陶瓷烧结体25的一个短边部，绕组导体11的一侧端部122和第1内部电极141的端部电连接形成输入用外部电极301。而且，在陶瓷烧结体25的另一短边部，电连接绕组导体11的另一端部121形成输出用外部电极302。而且，在陶瓷烧结体25的两个长边部的中央部，电连接第2内部电极142形成接地用外部电极31。通过这样在陶瓷烧结体25上形成输入用外部电极301、输出用外部电极302以及接地用外部电极31，构成本实施例的静电对策部件。
即，本实施例的静电对策部件的结构是在陶瓷烧结体25上一体化形成电感器和变阻器。电感器部21的端部122与输入用外部电极301连接，而另一端部121与输出用外部电极302电连接。而且，变阻器部22的第1内部电极141的端部与输入用内部电极301连接、第2内部电极142的端部与接地用 外部电极31分别电连接。
图3表示本实施例的静电对策部件的等价电路图。在图3中，变阻器201为陶瓷烧结体25中的变阻器部22，电感器202同样为陶瓷烧结体25中的电感器部21。而且，输入用外部电极203、输出用外部电极204以及接地用外部电极205分别对应图1所示的输入用外部电极301、输出用外部电极302以及接地用外部电极31。
而且，本实施例中，将基于图1所示形状由输入用外部电极301和输出用外部电极302形成的区域部作为短边部，但并不一定要把这些外部电极设置在短边部。即，根据内部构造在长边部设置输入用外部电极301和输出用外部电极302，而在短边部设置接地用外部电极31也可以。
以下，用图1以及图2说明本实施例的静电对策部件的制造方法。
首先，制作以氧化锌为主要成分的陶瓷粉末和有机黏合剂构成的氧化锌生片。此时，使生片的厚度为50μm。在本实施例中，由于该氧化锌生片烧成后成为陶瓷层10，以下将陶瓷层10改称为氧化锌生片10进行说明。而且，对于内部电极和布线导体在烧成前后也使用相同的表达用语。
接着，将多张该氧化锌生片10叠层并形成下侧的无效层231。图2中，该无效层231设为2张。接着，将同样的氧化锌生片10在无效层231上叠层，在其上使用银为主要成分的金属浆通过丝网印刷法形成第1内部电极141。而且，在其上将相同形状的氧化锌生片10叠层后，再用银浆通过丝网印刷法形成第2内部电极142。此后，重复进行相同的步骤并形成变阻器部22。
接着，在该变阻器部22上将相同形状的氧化锌生片10叠层后，使用银浆通过丝网印刷法形成半周的布线导体12。在与该布线导体12的一侧端部电连接的位置，将具有通孔导体13的氧化锌生片10叠层。该通孔导体13通过向氧化锌生片10上设置的通孔部(未图示)填充银浆而形成。而且，在该氧化锌生片10上使用银浆通过丝网印刷法形成另外半周的布线导体12。以后，重复这样的步骤，形成图2所示那样的电感器部21。此后，在其上进一步将数张相同形状的氧化锌生片10叠层，形成上侧的无效层232并作成叠层体块。
第1内部电极141、第2内部电极142以及布线导体12的厚度约为2.5μm。另外，实际的步骤中，由于是同时制作多个图2所示的形状，所以切断该叠层体块而成为生单片后，在大气中加热进行脱黏合剂处理，而且在大气中加 热至930℃进行烧结。
接着，对该烧结体的端面部进行加工，使第1内部电极141、第2内部电极142以及布线导体12的端部121和122从端面部露出。接着，在该陶瓷烧结体25的短边部和长边部涂上以银为主要成分的导体浆之后，以800℃进行烧结，分别形成输入用外部电极301、输出用外部电极302以及接地用外部电极31。′而且，在其上通过电镀形成镍和焊料的叠层结构膜，制作出图1所示的本实施例的静电对策部件。
制作的本实施例的静电对策部件纵向尺寸为1.6mm，横向尺寸为0.8mm，厚度方向尺寸为0.8mm。输入用外部电极301与接地用外部电极31之间的静电电容量为75pF，变阻器电压V(1mA)，即流过1mA电流时的电压为V＝27V。而且，在制作电感器部21时通过调整叠层数来改变绕组导体11的长度，可任意改变电感值。本实施例中，输入用外部电极301和输出用外部电极302之间的电感值分别制作成68nH和220nH的两种类的试料。
对制作的两种类的试料，测定了电感器部21、即输入用外部电极301和输出用外部电极302之间的阻抗的频率特性。图4示出其结果。如图4所示，在测定频率为300MHz到800MHz的频带中，电感值为68nH的试料的阻抗为200Ω以下。另一方面，电感值为220nH的试料的阻抗在整个频带中为200Ω以上。
接着，进行了静电试验测试。图5表示用于进行该静电试验的电路结构。方法是：连接开关103，由直流电源101通过电阻器102施加规定的电压对静电电容量为150pF的电容箱104进行充电，接着，在打开开关103的同时，连接开关105，将电容箱104充电的电荷作为静电脉冲，经由电阻器106，流过信号线108，施加到被保护装置110。
如图5所示，本实施例的静电对策部件作为评价试料109连接。即，输入用外部电极203连接在信号线108的输入端、即电阻器106侧，输出用外部电极204连接在信号线108的输出端、即被保护装置110侧，接地用外部电极205连接被保护装置110。该连接结构中，电感器202与连接被保护装置110的信号线108串联连接，在信号线108的输入端和接地线107之间连接变阻器201。在这样的电路结构中，对于施加静电脉冲时被保护装置110前面的信号线108与接地线107之间的电压波形进行了测定。根据该测定可评定其旁路静电脉冲并抑制施加在被保护装置110上的电压的效果，即作为 评价试料109的静电对策部件对于静电脉冲的吸收抑制效果。另外，作为比较，还评定了在信号线108和接地线107之间连接静电电容量75pF、变阻器电压V(1mA)27V的现有叠层变阻器时对于静电脉冲的吸收效果。而且还对未设置叠层变阻器或本实施例的静电对策部件的情况进行了测定。
评判结果的电压波形如图6、图7、图8以及图9所示。这些图中，横轴表示时间，纵轴表示测定电压。图6是未设置静电对策部件的情况下、即没有评价试料109的情况下在静电试验电路中施加8kV的静电脉冲时的电压波形。
图7是在信号线108和接地线107之间连接现有的叠层变阻器时施加在被保护装置110的电压波形。
图8是在配置本实施例的静电对策部件中电感值为68nH的静电对策部件时施加在被保护装置110的电压波形。图9是同样在配置本实施例的静电对策部件中电感值为220nH的静电对策部件时施加在被保护装置110的电压波形。
由图7、图8和图9的评判结果可明白，配置图7的现有叠层变阻器的情况下峰值电压为155V。相对于此，在配置本实施例的静电对策部件的情况下，尽管变阻器部22的静电电容量以及变阻器电压V(1mA)相同，但图8中峰值电压为75V，图9中峰值电压为65V，可认定其分别具有明显的电压抑制效果。
即，在配置本实施例的静电对策部件的情况下，其结构为：变阻器与信号线输入端和接地线连接，电感器与信号线串联连接。结果，与信号线串联连接的电感器对于静电脉冲的上升沿的高频分量具有相对高的阻抗，所以可抑制静电脉冲通过信号线，变阻器特性成为支配性的，通过变阻器可在短时间内将静电脉冲从接地端旁路，可大幅减小施加在被保护装置上的电压。
而且，通过比较图8和图9的电压波形可明白，本实施例的静电对策部件的电感器部21，在测定频率300MHz到800MHz的频带中阻抗为200Ω以上时，对静电脉冲具有特别优异的吸收抑制效果。具体地说，图8的电压波形，即，配置电感值为68nH(其在测定频率为300MHz到800MHz的频带中的阻抗为200Ω以下)的静电对策部件的情况下施加在被保护装置110上的电压波形，所看到的0.5～2纳秒程度的上升沿的峰值电压为75V。相对于此，图9的电压波形，即，配置电感值为200nH(其在测定频率为300MHz到 800MHz的整个频带中的阻抗为200Ω以上)的静电对策部件的情况下施加在被保护装置110上的电压波形，看不到0.5～2纳秒程度的上升沿的峰值电压，其峰值电压为65V，比较低。即，本实施例的静电对策部件，其电感器部21的阻抗，在测定频率300MHz到800MHz的频带中为200Ω以上时，对静电脉冲的上升沿的高频分量具有更显著的吸收抑制效果，可进一步减小施加在被保护装置上的电压。
实施例2
图10是本发明的实施例2中构成静电对策部件的陶瓷烧结体40的模式分解斜视图。图11是该静电对策部件的等价电路图。本实施例的静电对策部件与实施例1的静电对策部件的不同之处在于陶瓷烧结体的构造。即，本实施例的特征在于在陶瓷烧结体中形成一个电感器部和两个变阻器部。本实施例的静电对策部件的外观形状与实施例1相同，所以根据需要用图1进行说明。而且，对于相同的结构部件，赋予相同的符号。
构成本实施例的静电对策部件的陶瓷烧结体40，由第1变阻器部221、第2变阻器部222、电感器部21以及作为表面保护层的无效层231和232叠层一体化构成。
电感器部21的形状构成如下：在陶瓷层10上形成的布线导体12与填充在陶瓷层10的通孔部(未图示)的通孔导体13连接形成螺旋状的绕组导体11，并将该绕组导体11的端部121和122引出到陶瓷烧结体25的两个短边部。这是与实施例1的陶瓷烧结体25的情况相同的构造，在图10中，在7个陶瓷层10上形成的布线导体12，与在6个通孔部形成的通孔导体13连接并形成3.5圈的绕组导体11。
第1变阻器部221的结构为：陶瓷层10与在该陶瓷层10上形成的形状不同的第1内部电极143和第2内部电极144相互叠层，将第1内部电极143的端部从陶瓷烧结体40的一个短边部引出，将第2内部电极144的端部从与该短边部垂直的两个长边部引出。
同样，第2变阻器部222的结构为：陶瓷层10与在该陶瓷层10上形成的第1内部电极145和第2内部电极146相互叠层，将第1内部电极145的端部从陶瓷烧结体40的另一短边部引出，将第2内部电极146的端部从与该短边部垂直的两个长边部引出。
由图可知，第1变阻器部221的第1内部电极143与第2变阻器部222的第1内部电极145分别从不同的短边部引出。另一方面，第1变阻器部221的第2内部电极1441和第2变阻器部222的第2内部电极146都是从两个长边部引出。
而且，如图示那样，第1变阻器部221和第2变阻器部222夹置电感器部21。另外，图10所示的结构中：电感器部21是将7′个陶瓷层10叠层，第1变阻器部221和第2变阻器部222将3个陶瓷层叠层，但这只是为了模式性地说明，根据需要的电感值或电容值可改变叠层数。
在具有这样的内部构造的陶瓷烧结体40的一个短边部，将绕组导体11的一侧端部122和第1变阻器部221的第1内部电极143的端部电连接形成输入用外部电极301。而且，在陶瓷烧结体40的另一短边部，将绕组导体11的另一端部121与第2变阻器部22的第1内部电极145电连接形成输出用外部电极302。而且，在陶瓷烧结体40的两个长边部的中央部，将第1变阻器部221的第2内部电极144与第2变阻器部222的第2内部电极146电连接形成接地用外部电极31。通过这样在陶瓷烧结体40上形成输入用外部电极301、输出用外部电极302以及接地用外部电极31，构成本实施例的静电对策部件。因此，本实施例的静电对策部件的外观结构与图1所示的实施例1的静电对策部件相同。
但是，本实施例的静电对策部件是将一个电感器部21和两个变阻器部、即第1变阻器部221和第2变阻器部222在陶瓷烧结体40上一体化形成。而且，其结构为：电感器部21与输入用外部电极301和输出用外部电极302电连接，第1变阻器部221与输入用外部电极301和接地用外部电极31电连接，第2变阻器部222与输出用外部电极302和接地用外部电极31电连接。
而且，本实施例中，将基于图1所示形状由输入用外部电极301和输出用外部电极302形成的区域部作为短边部，但并不一定要把这些外部电极设置在短边部。即，根据内部构造在长边部设置输入用外部电极301和输出用外部电极302，而在短边部设置接地用外部电极31也可以。
图11是本实施例的静电对策部件的等价电路图。图11中，第1变阻器2011和第2变阻器2012分别表示第1变阻器部221和第2变阻器部222。电感器202表示电感器部21。图1所示的输入用外部电极301、输出用外部电极302以及接地用外部电极31在图11中分别用输入用外部电极203、输出 用外部电极204以及接地用外部电极205表示。
由图11所示等价电路可知，本实施例的静电对策部件的第1变阻器2011和第2变阻器2012通过连接电感器202的两端和接地用外部电极而并联配置。
关于本实施例的静电对策部件的制造方法，也可以实施例1所示的制造方法几乎相同的方法进行制造，所以省略详细说明。但是，本实施例中，在形成第1变阻器部221和电感器部21之后，进一步将陶瓷层10叠层，形成第2内部电极146，再次重复进行将陶瓷层10叠层和形成第1内部电极145的步骤，并追加形成第2变阻器部222的步骤。该步骤后，形成无效层232并制作出叠层体块。采用与实施例1同样的步骤进行该叠层体块的切断、烧结以及电极形成等，制作出本实施例的静电对策部件。本实施例中，也采用将氧化锌生片烧结得到的氧化锌膜作为陶瓷层10。
制作的本实施例的静电对策部件纵向尺寸为1.6mm，横向尺寸为0.8mm，厚度方向尺寸为0.8mm。输入用外部电极301与接地用电极31之间的静电电容量为75pF，变阻器电压V(1mA)为27V，输出用外部电极302与接地用外部电极31之间的静电电容量为75pF，变阻器电压V(1mA)为27V。而且，输入用外部电极301和输出用外部电极302之间的电感值为220nH。其阻抗与图4所示的实施例1的静电对策部件中的电感值为220nH的试料同样，在测定频率300MHz到800MHz的频带中为200Ω以上。
接着，评价了本实施例的静电对策部件对静电脉冲的抑制效果。评价的方法与实施例1中说明的静电试验相同，以本实施例的静电对策部件作为图5所示的评价试料109进行试验。即，本实施例的情况下，也是将输入用外部电极203连接在信号线108的输入端、即电阻器106侧，输出用外部电极204连接在信号线108的输出端、即被保护装置110侧，接地用外部电极205连接在接地线107上。在这样的连接状态，通过图5所示电路施加8kV的静电脉冲，对施加在被保护装置110的电压波形进行了测定，并评价了抑制效果。该评判结果如图12所示。
由图12所示，在配置本实施例的静电对策部件的情况下，施加在被保护装置110上的电压波形的峰值电压为65V，可认定其具有明显的电压抑制效果。而且，对与上述结构相反的结构进行了同样的静电试验，该结构为：本实施例的静电对策部件的输入用外部电极203连接到信号线108的输出端、 即被保护装置110侧，输出用外部电极204连接到信号线108的输入端、即电阻器106侧，接地用外部电极205连接到接地线107。此时也通过图5所示电路施加8kV的静电脉冲，测定施加在被保护装置110上的电压波形并进行评价。结果，该结构也同样，施加在被保护装置110上的电压波形的峰值电压为65V，显示出明显的电压抑制效果。
作为比较，将实施例1的静电对策部件的电感值为220nH的试料以与实施例1的静电试验的连接结构的相反的结构连接。即，将该试料的输入用外部电极203连接到信号线108的输出端、即被保护装置110侧，输出用外部电极204连接到信号线108的输入端、即电阻器106侧，接地用外部电极205连接到接地线107。对该结构，通过图5所示电路施加8kV的静电脉冲，测定施加在被保护装置110上的电压波形并进行评价。该评价结果如图13所示。
如图13所示，使用该试料相反连接时，施加在被保护装置110的电压波形的峰值电压为180V，可知其与图9所示连接结构的情况相比电压抑制效果恶化。
但是，由图11的等价电路图以及静电试验结果可明白，本实施例的静电对策部件的输入端和输出端没有区别，无论哪一端进行静电放电都可得到图1 2所示的电压抑制效果。因此，使用本实施例的静电对策部件进行安装时，不需要确认元件的方向性的作业，可大幅度简化电子设备的安装作业。
实施例3
以下，参照附图详细说明本发明的实施例3的静电对策部件。图14是本实施例的构成静电对策部件的陶瓷烧结体50的模式分解斜视图。图15是该静电对策部件的等价电路图。
本实施例的静电对策部件与实施例1以及实施例2的静电对策部件的不同之处在于陶瓷烧结体的构造。本实施例的特征在于在陶瓷烧结体中形成2个电感器部和3个变阻器部。但是本实施例的静电对策部件的外观与实施例1以及实施例2的静电对策部件相同，所以说明外观形状时采用图1进行说明。而且，对与实施例1和实施例2说明过的部件相同的部件，赋予相同的符号。
构成本实施例的静电对策部件的陶瓷烧结体50，由无效层231和232、第1电感器部211、第2电感器部212、第1变阻器部221、第2变阻器部222 以及第3变阻器部223叠层一体化构成。
无效层231和232、第1变阻器部221以及第2变阻器部222，与实施例2的陶瓷烧结体40为相同结构。本实施例的特征为，由第1电感器部21 1和第2电感器部212夹置形成第3变阻器部223。以下，以此为主体进行说明。
第1电感器部211形成在第1变阻器部221之上。在陶瓷层10上形成的布线导体123与填充在陶瓷层10的通孔部(未图示)的通孔导体133连接形成螺旋状的绕组导体111。图14中，该螺旋状的绕组导体111约为1.5匝。该绕组导体111的一个端部1231引出到陶瓷烧结体50的一个短边部。绕组导体111的另一端部通过通孔导体136与第3变阻器部223的第1内部电极147在中央部连接。
在该第1电感器部211上形成第3变阻器部223。该第3变阻器部223，在陶瓷层10上将第1内部电极147和第2内部电极148相互叠层。各第1内部电极147之间通过通孔导体135在陶瓷烧结体50的内部连接。而且，通过再上层陶瓷层10上形成的第1内部电极147的中央部设置的通孔导体136，连接绕组导体112的布线导体124。另一方面，第2内部电极148的两端部从陶瓷烧结体50的两侧的长边部引出。图14中，该第3变阻器部223是将3个陶瓷层10叠层而形成。
第2电感器部212也同样，螺旋状的绕组导体112在陶瓷烧结体50的内部形成。即，布线导体124形成在陶瓷层10上，各布线导体124之间通过通孔导体134连接并形成约1匝结构的第2电感器部212。该绕组导体112的一个端部1241引出到陶瓷烧结体50的一个短边部。另一端部如上所述通过通孔导体136与第3变阻器部223的第1内部电极147在中央部连接。
在该第2电感器部212上形成第2变阻器部222。第1变阻器部221，是陶瓷层10和第1内部电极143和第2内部电极144相互叠层而形成。从陶瓷层10的一个端部错开而形成第1内部电极143，将第2内部电极144的端部从两侧的长边部引出。第2变阻器部222也同样，相互叠层陶瓷层10和第1内部电极145和第2内部电极146而形成。从陶瓷层10的一个端部错开而形成第1内部电极145，将第2内部电极146的端部从两侧的长边部引出。
在叠层为以上的结构之后，根据图1所示的制造方法进行切断、烧结以及规定的加工。此后，在该陶瓷烧结体50上形成外部电极。即，在陶瓷烧结体50的一个短边部，将构成第1电感器部211的绕组导体111的一侧端部1231 和第1变阻器部221的第1内部电极143电连接形成输入用外部电极301。而且，在陶瓷烧结体50的另一短边部，将构成第2电感器部212的绕组导体112的另一端部1241与第2变阻器部222的第1内部电极145电连接形成输出用外部电极302。而且，在陶瓷烧结体50的两侧的长边部，将第1变阻器部221的第2内部电极144与第2变阻器部222的第2内部电极146以及第3变阻器部223的第2内部电极148的各个端部电连接形成接地用外部电极31。
由此，获得在外观上与图1所示实施例1的静电对策部件相同的形状。本实施例中，第1变阻器部221、第2变阻器部222以及第3变阻器部223分别将3个陶瓷层叠层而构成，但叠层数并不特别限定。可适当叠层设计上需要的层数。同样，对于第1电感器部211和第2电感器部212来说，本实施例中为约1匝的结构，但进一步叠层以增加匝数也可以。
而且，本实施例中也是采用将烧结氧化锌生片获得的氧化锌膜作为陶瓷层10。
如上所述，本实施例的静电对策部件是将2个电感器部211、212和3个变阻器部221、222、223一体化烧结形成。其结构为：第1电感器部211与第2电感器部212串联电连接，与输入用外部电极301和输出用外部电极302电连接。而第1变阻器部221与输入用外部电极301和接地用外部电极31电连接。而且，第2变阻器部222与输出用外部电极302和接地用外部电极31电连接。另外，第3变阻器部223，一侧与第1电感器部211和第2电感器部212连接，另一侧与接地用外部电极31电连接。
而且，本实施例中，将基于图1所示形状由输入用外部电极301和输出用外部电极302形成的区域部作为短边部，但并不一定要把这些外部电极设置在短边部。即，根据内部构造在长边部设置输入用外部电极301和输出用外部电极302，而在短边部设置接地用外部电极31也可以。
该静电对策部件的电路结构为图15所示的等价电路。图15中，第1变阻器2011、第2变阻器2012、第3变阻器2013、第1电感器2021以及第2电感器2022作为静电对策部件分别相当于第1变阻器部221、第2变阻器部222、第3变阻器部223、第1电感器部211以及第2电感器部212。而且，输入用外部电极203、输出用外部电极204以及接地用外部电极205同样作为静电对策部件相当于输入用外部电极301、输出用外部电极302以及接地 用外部电极31。
制作的本实施例的静电对策部件纵向尺寸为1.6mm，横向尺寸为0.8mm，厚度方向尺寸为0.8mm。输入用外部电极301与接地用外部电极31之间的静电电容量为75pF，变阻器电压V(1mA)为27V，输出用外部电极302与接地用外部电极31之间的静电电容量为75pF，变阻器电压V(1mA)为27V。而且，输入用外部电极301和输出用外部电极302之间的电感值为68nH。其阻抗与图4所示的实施例1的静电对策部件中的电感值为68nH的试料同样，在测定频率300MHz到800MHz的频带中为200Ω以下。
接着，评价了本实施例的静电对策部件对静电脉冲的抑制效果。评价的方法与实施例1说明的静电试验相同、以本实施例的静电对策部件作为图5所示的评价试料109进行试验。即，将本实施例的静电对策部件的输入用外部电极301连接在图5所示信号线108的输入端、即电阻器106侧，输出用外部电极302连接在信号线108的输出端、即被保护装置110侧，接地用外部电极31连接在接地线107上。此后，通过图5所示电路施加8kV的静电脉冲，对施加在被保护装置110的电压波形进行了测定，并评价了抑制效果。该评判结果如图16所示。
如图16所示，在配置本实施例的静电对策部件的情况下，施加在被保护装置110上的电压波形的峰值电压为65V，可明白其具有明显的电压抑制效果。
而且，与图8所示的静电对策部件的电感部的电感值为68nH的试料相比，显示抑制效果的峰值电压约低10V。结果是，本实施例的静电对策部件即使电感值较小，仍显示出明显的电压抑制效果。
而且，由图15所示的等价电路图可明白，本实施例的静电对策部件的输入端和输出端没有区别，无论哪一端进行静电放电都可得到图16所示的电压抑制效果。因此，使用本实施例的静电对策部件进行安装时，不需要确认部件的方向性的作业，可大幅度改善安装电子设备时的作业。
实施例4
图17是本发明的实施例4中的静电对策部件的外观斜视图。图18是构成该静电对策部件的陶瓷烧结体60的模式分解斜视图。而图19是该静电对策部件的等价电路图。
如图17所示，本实施例的静电对策部件在陶瓷烧结体60的各个端面部上形成第1输入用外部电极402、第1输出用外部电极404、第2输入用外部电极406、第2输出用外部电极408以及接地用外部电极410。而且，第1输入用外部电极402与第1输出用外部电极404成对构成，第2输入用外部电极406与第2输出用外部电极成对构成。
而且，由图18所示陶瓷烧结体60的模式分解斜视图可明白，陶瓷烧结体60的构造为将无效层412、413、414、415、第1电感器部416、第2电感器部417、第1变阻器部418以及第2变阻器部419叠层并一体化。
下面说明该陶瓷烧结体60的结构。
第1电感器部416通过在陶瓷层420上形成的布线导体423与填充在陶瓷层420的几乎中央部设置的通孔部(未图示)的通孔导体424连接的螺旋状的绕组导体422形成。构成该绕组导体422的布线导体423的一个端部4231和另一端部4232分别引出到相反的端面部。
同样，第2电感器部417通过在陶瓷层420上形成的布线导体426与填充在陶瓷层420的几乎中央部设置的通孔部(未图示)的通孔导体427连接的螺旋状的绕组导体425形成。构成该绕组导体425的布线导体426的一个端部4261和另一端部4262分别引出到相反的端面部。
而且，第1电感器部416的布线导体423的端部4231、4232和第2电感器部417的布线导体426的端部4261、4262位于同一端面部，但从不同的位置引出。
第1变阻器部418由陶瓷层421和第1内部电极428以及第2内部电极430象图示那样相互叠层而形成。第1内部电极428的一侧端部从第1电感器部416的布线导体423的端部423 1相同端面部的相同位置引出。另一方面，第2内部电极430的两端部从上述端面部的垂直方向的端面部的中央部引出。
同样，第2变阻器部419也由陶瓷层421和第3内部电极429以及第2内部电极430象图示那样相互叠层而形成。第3内部电极429的一侧端部从第2电感器部417的布线导体426的端部4261相同端面部的相同位置引出。另一方面，第2内部电极430的两端部从上述端面部的垂直方向的端面部的中央部引出。
而且，如图所示，第1内部电极428和第3内部电极429形成在相同的陶瓷层421上，大小约为第2内部电极430的1/2。而且，第1内部电极428 和第3内部电极429为电隔离的形状。
叠层为以上的结构之后，以规定的形状切断和烧结，加工端面部，使电极面露出便得到陶瓷烧结体60。
在陶瓷烧结体60的各个端面部上形成外部电极。第1输入用外部电极402由绕组导体422的布线导体423的一侧端部4231以及第1变阻器部418的第1内部电极428电连接形成。而且，第2输入用外部电极406由绕组导体425的布线导体426的一侧端部4261以及第2变阻器部419的第3内部电极429电连接形成。
而且，形成与绕组导体422的布线导体423的另一个端部4232电连接的第1输出用外部电极404。而且，还形成与绕组导体425的布线导体426的另一个端部4262电连接的第2输出用外部电极408。而且，形成与第1变阻器部418和第2变阻器部419共通的第2内部电极430的两侧的端部电连接的接地用外部电极410。由此，构成图17所示的外部电极。而且，由图17可明白，这些外部电极分别电隔离。
如以上所说明，本实施例的静电对策部件在陶瓷烧结体60中一体制作2个电感器和2个变阻器。即，实现了图19所示的等价电路结构。现在说明该等价电路与本实施例的静电对策部件的关系。在图19中，第1变阻器2011和第2变阻器2012分别对应静电对策部件中的第1变阻器部418和第2变阻器部419。而第1电感器2021和第2电感器2022分别对应第1电感器部416和第2电感器部417。而且，第1输入用外部电极2031、第2输入用外部电极2032、第1输出用外部电极2041、第2输出用外部电极2042以及接地用外部电极205分别对应第1输入用外部电极402、第2输入用外部电极406、第1输出用外部电极404、第2输出用外部电极408以及接地用外部电极410。
而且，由于第1电感器部416的绕组导体422和第2电感器部417的绕组导体425靠近。所以相互通过电容分量206等价地电耦合。
如以上所说明，本实施例的静电对策部件具有两个线路部分的电路结构：输入用外部电极和输出用外部电极电连接电感器部，输入用外部电极和接地用外部电极电连接变阻器部。
接着，用图17以及图18说明本实施例的静电对策部件的制造方法。
首先，制作在烧结后作为陶瓷层420和421的两种膜。以铁氧体为主要成分由陶瓷粉末和有机黏合剂构成的铁氧体生片，和以氧化锌为主要成分由 陶瓷粉末和有机黏合剂构成的氧化锌生片。此时，使各个生片的厚度为约50μm。而且，它们在烧结后成为由铁氧体膜构成的陶瓷层420和氧化锌膜构成的陶瓷层421，但在以后的说明中不区别烧结前后，分别称为铁氧体生片420和氧化锌生片421。
接着，将多张该铁氧体生片叠层而形成下侧的无效层412。接下来，在该无效层412上使用以银为主要成分的导体浆通过丝网印刷法形成布线导体423。在其上，将在电连接布线导体423的位置上填充银浆的通孔导体424形成的铁氧体生片420叠层。叠层后，进而在其上使用银浆通过丝网印刷法形成布线导体423。通过该步骤，形成第1电感器部416。
重复同样的步骤形成布线导体426并形成第2电感器部417。形成第2电感器部417之后，在其上将多张铁氧体生片420叠层并形成中间的无效层413。由此，可制作由绕组导体422构成的第1电感器部416和由绕组导体425构成的第2电感器部417。
接着，在其上，将多张该氧化锌生片421叠层而形成中间的无效层414。接下来，在该无效层414上使用以银为主要成分的导体浆通过丝网印刷法在同一膜上形成第1内部电极428和第3内部电极429。在其上叠层氧化锌生片421之后，进而使用银浆通过丝网印刷法形成第2内部电极430。通过数次重复该步骤，形成第1变阻器部418和第2变阻器部419。
进一步在其上将多张氧化锌生片421叠层并形成上侧的无效层415，得到叠层体块。
而且，这些导体层的厚度约为2.5μm。而且，将图18所示叠层结构多个同时印刷形成切断后如图18所示形状。
接着，将形成的叠层体块在规定的位置切断分离，得到一个个的生片。将该生片在大气中加热进行脱黏合剂处理之后，在大气中以930℃加热烧结得到烧结体。
接着，加工该烧结体的端面部，使烧结体中形成的布线导体和内部电极露出到其表面，制作出陶瓷烧结体60。在陶瓷烧结体60的各个端面部上涂抹以银为主要成分的导体浆之后，以800°进行烧结形成第1输入用电极402、第2输入用外部电极406、第1输出用外部电极404、第2输出用外部电极408以及接地用外部电极410，进而在其上进行镀镍和焊料制作出本实施例的静电对策部件。
制作的静电对策部件纵向尺寸为1.4mm，横向尺寸为1.0mm，厚度方向尺寸为0.8mm。第1输入用外部电极402与接地用电极410之间的静电电容量为75pF，变阻器电压V(1mA)为27V。而且，得到的第1输入用外部电极402和第1输出用外部电极404之间的阻抗为图20所示的结果。即，在测定频率300MHz到800MHz的频带中为200Ω以上。而且，第2输入用外部电极406和接地用外部电极410之间的静电电容量、变阻器电压以及第2输入用外部电极406和第2输出用外部电极408之间的阻抗也与上述相同。
通过进行静电试验，评价了这样制作的本实施例的静电对策部件。评价的方法与实施例1说明的静电试验相同。即，以本实施例的静电对策部件作为图5所示的评价试料109进行试验，将第1输入用外部电极2031连接在信号线108的输入端、即电阻器106侧，第1输出用外部电极2041连接在信号线108的输出端、即被保护装置110侧，接地用外部电极205连接在接地线107上。这样的连接后，通过图5所示电路施加8kV的静电脉冲，对施加在被保护装置110的电压波形进行了测定，并评价了抑制效果。该评判结果如图21所示。
由图21所示，在配置本实施例的静电对策部件的情况下，施加在被保护装置110上的电压波形的峰值电压为60V，与实施例1、实施例2以及实施例3相比，可看出其具有更明显的电压抑制效果。
而且，评价了如下连接结构的抑制效果：第2输入用外部电极2032连接到信号线108的输入端、即电阻器106侧，第2输出用外部电极2042连接到信号线108的输出端、即被保护装置110侧，接地用外部电极205连接到接地线107，其与图21所示结果相同。
由于本实施例的静电对策部件一个可对应2个线路，所以可削减元件点数和安装成本。而且，由于由铁氧体膜夹置的2个电感器相互电容耦合，所以具有共模噪声滤波器的功能。例如，在2根信号线的每根上安装1个实施例1的静电对策部件时，共模时100MHz的阻抗为数Ω～数十Ω。相对于此，在2根信号线上安装本实施例那样具有2线路的静电对策部件时，共模时100MHz的阻抗为100Ω以上。结果，可确认其作为共模噪声滤波器具有明显的效果。
在实施例1至实施例4中示出了在由氧化锌膜构成的陶瓷层中设置变阻器部的例子，但在以钛酸锶为主要成分的陶瓷层中设置也可以。而且，在实 施例1到实施例3中示出在由氧化锌膜构成的陶瓷层中、在实施例4中示出在由铁氧体膜构成的陶瓷层中设置电感器部的例子，但在低介电常数的玻璃陶瓷层中设置也可以。
而且，在实施例4中，将使用由氧化锌膜构成的陶瓷层的变阻器部和使用由铁氧体膜构成的陶瓷层的电感器部进行一体烧结，制作出陶瓷烧结体60。但是，本发明并不限定于此。例如，将各部分分别切断和烧结之后通过黏着剂进行黏着作为陶瓷烧结体60也可以。在得到这样的陶瓷烧结体60之后，如果形成外部电极则可实现具有同样性能的静电对策部件。而且，在机械强度和尺寸的容许范围之内，内设的变阻器和电感器的个数例如分别增加到4个和8个，线路为4根和8根也可以。
而且，实施例1到实施例4的静电对策部件由于电感器的电感值和变阻器的电容值而具有低通滤波器的功能，所以通过将电感值和电容值设定为适当的值，可得到L型或π型的多级低通滤波器，可进一步提高作为低通滤波器的功能。
而且，本发明的静电对策部件具有以下的特性。即，本发明的静电对策部件，在电感器在测定频率300MHz到800MHz的频带中阻抗为200Ω以上的情况下，可切实抑制静电脉冲的0.5～2纳秒程度的峰值电压，对设备的电子线路可具有更加切实的保护效果。
而且，电感器对信号线串联，夹置该电感器的变阻器并联配置为π型，则由于电感器的电感值和变阻器的电容值，可得到具有更好噪声滤除效果的低通滤波器(噪声滤波器)的功能。
而且，作为多个电感器和多个变阻器形成的结构，如果最适当地设定电感器的电感值和变阻器的电容值，则可具有所希望的多级低通滤波器(噪声滤波器)的功能。
而且，设置多组输入用外部电极和输出用外部电极的结构也可以，如果设为这样的结构，则可将存在于不同线路的电感器电容耦合地配置，可实现具有共模电感滤波器等功能的元件。
Claims (2)
1.一种静电对策部件，包括以下的结构：具有
包含相互面对的一侧的端面部和另一侧的端面部、相对于所述一侧的端面部和所述另一侧的端面部的垂直方向的端面部的陶瓷烧结体；以及
形成在所述陶瓷烧结体的包括端面部的表面上的用于输入信号的第1输入用外部电极、第2输入用外部电极、用于输出所述信号的第1输出用外部电极、第2输出用外部电极以及接地用外部电极，
其中，所述陶瓷烧结体包括：
形成将所述第1输入用外部电极和所述第1输出用外部电极电连接的绕组导体的第1电感器部，
形成将所述第2输入用外部电极和所述第2输出用外部电极电连接的绕组导体的第2电感器部；
电连接所述第1输入用外部电极和所述接地用外部电极的第1变阻器部；以及
电连接所述第2输入用外部电极和所述接地用外部电极的第2变阻器部，
所述第1输入用外部电极以及所述第2输入用外部电极形成在所述一侧端面部上，所述第1输出用外部电极以及所述第2输出用外部电极形成在所述另一侧的端面部上，所述接地用外部电极形成在相对于所述一侧的端面部和所述另一侧的端面部的垂直方向的端面部上；
所述第1电感器部以及所述第2电感部中分别包含的一个以上的陶瓷层；
所述第1变阻器部以及所述第2变阻器部中分别包含的一个以上的陶瓷层；
所述第1电感器部以及所述第2电感部中分别包含的一个以上的陶瓷层和所述第1变阻器部以及所述第2变阻器部中分别包含的一个以上的陶瓷层是通过对由氧化锌材料构成的生片进行叠层并烧结而被形成，
在第1电感器部上层叠第2电感器部，所述第1电感器部的绕组导体和所述第2电感器部的绕组导体相互通过电容分量电耦合。
2.如权利要求1所述的静电对策部件，其中
所述第1电感器部和所述第2电感器部在测定频率300MHz到800MHz的频带中的阻抗为200Ω以上。
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