JP2003297606A - サージアブソーバ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過渡電圧保護材を形成した上面を平坦化して
良好な実装性を確保しつつ、土手部を不要にして過渡電
圧保護材を段差のない状態で絶縁基板上に形成できるサ
ージアブソーバ及びその製造方法を得、実装効率の向
上、低コスト化を図る。 【解決手段】 サージアブソーバ２１において、絶縁基
板２３の上面に形成され間隙２７を隔てて対向する一対
の電極２５、２５と、この一対の電極２５、２５のそれ
ぞれの対向先端部２５ａ、２５ａと間隙２７とを覆って
絶縁基板２３上に被着した過渡電圧保護材２９と、この
過渡電圧保護材２９を覆う保護層３１と、上面３３ａが
平坦面となり絶縁基板２３の上面と保護層３１との段差
を埋めるように絶縁基板２３及び保護層３１とに被着し
た段差解消膜３３とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路を雷サー
ジや静電気等の過渡電圧から保護するサージアブソーバ
及びその製造方法に関し、更に詳しくは、過渡電圧保護
材を設けた絶縁基板上面の平坦化を高める改良技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】チップ型サージアブソーバは、電話機、
モデムなどの電子機器が通信線と接続する部分、或いは
ＣＲＴ駆動回路など、雷サージや静電気等の異常電圧に
よる電撃を受けやすい部分に接続され、異常電圧によっ
て電子機器が破壊されるのを防ぐために使用されてい
る。

【０００３】この種のサージアブソーバ１は、図６に示
すように、絶縁基板３の表面に一対の放電電極５、５
が、その裏面に回路基板の信号線と接地線に各々接続さ
れる一対の下電極７、７がそれぞれ形成されていて、こ
れらの電極５、７は互いに絶縁基板３の両端面に形成さ
れている図示しないターミネート電極によって電気的に
接続されている。

【０００４】絶縁基板３上の中央部には、放電間隙９を
隔てて対向する放電電極５、５の対向先端を覆うように
過渡電圧保護層１１が形成されている。また、図中、１
２は、過渡電圧保護層１１を覆う保護層である。サージ
アブソーバ１は、静電気等の過渡電圧が基板回路に侵入
すると、この過渡電圧保護層１１が低インピーダンスに
低下し、過渡電圧を下電極７を通じて回路基板の接地線
に回避させるように作動する。

【０００５】ところが、過渡電圧保護層１１は、熱硬化
性ラバーや合成樹脂等に導電性微粉末を混入し、これを
有機溶媒で溶解した液状の過渡電圧保護材を、放電間隙
９を位置目標としてディスペンス又はスクリーン印刷に
よって連続的に滴下又は印刷していき、これらを乾燥硬
化することで形成するので、表面張力、また絶縁基板３
と放電電極５、５とのぬれ性に応じて丸くドーム状に盛
り上がってしまうことがある。このような盛り上がりが
生じると、サージアブソーバ１を回路基板へ実装する際
に、実装装置の吸着ノズルをちょうどドーム形状の頂部
に位置決めしなくてはならず、少しでも吸着位置がずれ
ると、エアリークが生じてサージアブソーバ１が傾斜し
て吸着保持され、吸着保持のやり直しが発生したり、実
装が不能となって実装効率を低下させる。

【０００６】このため、例えば特開２００１−２３００
４６号公報に開示されるサージ吸収素子は、図７（ａ）
（ｂ）に示すように、基材３の上部に、水平面方向で上
端部の高さ位置が均一な枠状の土手部１３を形成し、図
７（ｃ）、（ｄ）に示すように、この土手部１３の内側
に液状の過渡電圧保護材を付着硬化させ、図７（ｅ）、
（ｆ）で示すように、上面が平坦となった過渡電圧保護
層１１と土手部１３を覆うようなエポキシ樹脂からなる
保護層１２をスクリーン印刷により形成している。これ
により、吸着ノズルの高い位置決め精度を不要にし且つ
エアリークを生じさせることなく確実に保護層１２の上
面を吸着できるようにして、回路基板への実装効率を改
善できるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示した従来のサージアブソーバは、過渡電圧保護材の上
面が平坦となるので、回路基板への実装効率は改善でき
るものの、絶縁基板の上部に枠状の土手部を形成して、
過渡電圧保護材の上面を平坦にするため、土手部を形成
する分、製造工程が増え且つ製造が煩雑となって、製品
コストが高くなった。そして、土手部の内側に過渡電圧
保護材を滴下するので、滴下装置と印刷装置の異なる製
造設備が必要になり、製造が複雑となって製造コストが
高くなった。また、印刷法による場合には、土手部の内
側を埋めるように過渡電圧保護材を印刷するので、通常
より強い印刷圧力が必要となり、スクリーンの早期劣化
を招き、これによっても製品コストが高くなった。更
に、土手部の内部全てに過渡電圧保護材を満たす必要が
あるので、過渡電圧保護材の使用量が多量となる不利が
あった。本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、過
渡電圧保護材を形成した上面を平坦化して良好な実装性
を確保しつつ、しかも、土手部を不要にして過渡電圧保
護材を段差のない状態で絶縁基板上に形成できるサージ
アブソーバ及びその製造方法を提供し、もって、実装効
率の向上、低コスト化を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る請求項１記載のサージアブソーバは、絶
縁基板の上面に形成され間隙を隔てて対向する一対の電
極と、該一対の電極のそれぞれの対向先端部と前記間隙
とを覆って前記絶縁基板上に被着した過渡電圧保護材
と、該過渡電圧保護材を覆う保護層と、上面が平坦面と
なり前記絶縁基板の上面と前記保護層との段差を埋める
ように前記絶縁基板及び前記保護層とに被着した段差解
消膜とを具備したことを特徴とする。

【０００９】このサージアブソーバでは、絶縁基板の上
面と保護層との段差を埋める段差解消膜が絶縁基板及び
保護層とに被着され、過渡電圧保護材を設けることによ
って生じた段差が土手部を設けることなく解消され、絶
縁基板の上面に平坦面が形成される。また、過渡電圧保
護材を平坦化させるための枠状の土手部が不要になる。
更に、土手部の内部全てに過渡電圧保護材を満たす必要
もなくなる。

【００１０】請求項２記載のサージアブソーバの製造方
法は、間隙を隔てて対向する一対の電極を絶縁基板上に
形成する工程と、一対の電極のそれぞれの対向先端部と
前記間隙とを覆うように過渡電圧保護材を印刷して乾燥
硬化させる工程と、該過渡電圧保護材を覆うように保護
層を印刷する工程と、前記絶縁基板の上面と前記保護層
との段差を埋めるように段差解消膜を前記絶縁基板及び
前記保護層とに上面が平坦面となるように印刷する工程
とを含むことを特徴とする。

【００１１】このサージアブソーバの製造方法では、電
極、過渡電圧保護材、保護層、段差解消膜の全てが印刷
によって形成され、土手部の内側に過渡電圧保護材を滴
下する製造方法に比べ、異なる製造設備が不要になる。
また、過渡電圧保護材、保護層の形成された後に、段差
解消膜を被着するので、製造誤差により変わる絶縁基板
と保護層との段差に応じて、段差解消膜の膜厚が印刷厚
の調節のみによって最適厚に形成可能となる。なお、過
渡電圧保護材を滴下する製造方法の場合には、段差が変
わると、過渡電圧保護材の滴下量、土手部の高さも調節
が必要となる。

【００１２】請求項３記載のサージアブソーバの製造方
法は、請求項２記載のサージアブソーバの製造方法にお
いて、前記絶縁基板の上面から突出した前記保護層を包
囲する枠を前記絶縁基板に載せ、該枠内に印刷を施すこ
とによって前記段差解消膜を形成することを特徴とす
る。

【００１３】このサージアブソーバの製造方法では、保
護層を包囲して絶縁基板上に設けた枠内に印刷を施すこ
とによって、枠を用いないでスクリーン印刷にて直接印
刷する場合に比べ、所定範囲において肉厚の段差解消膜
が容易且つ確実に形成可能となる。

【００１４】請求項４記載のサージアブソーバの製造方
法は、請求項２又は３記載のサージアブソーバの製造方
法において、前記一対の電極のそれぞれの外端が前記絶
縁基板上で表出するように前記段差解消膜を形成するこ
とを特徴とする。

【００１５】このサージアブソーバの製造方法では、一
対の電極のそれぞれの外端が段差解消膜から延出されて
絶縁基板上で表出するので、段差解消膜の形成と同時
に、端子電極接続用の接触面が一対の電極に大きく確保
可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るサージアブソ
ーバ及びその製造方法の好適な実施の形態を図面を参照
して詳細に説明する。図１は本発明に係るサージアブソ
ーバの縦断面図、図２は図１に示したサージアブソーバ
の端子電極を除いた状態の概観斜視図、図３は図１に示
したサージアブソーバの変形例を表す縦断面図である。

【００１７】本実施の形態によるサージアブソーバ２１
は、アルミナ等からなる絶縁基板２３の上面に、一対の
電極（内部電極）２５、２５を形成している。一対の内
部電極２５、２５は、絶縁基板２３の左右端から中央部
に延在して、中央部で対向先端部２５ａ、２５ａを、間
隙（所謂、マイクロギャップ）２７を隔てて対向させて
いる。一対の内部電極２５、２５は、スクリーン印刷に
より好適に形成することができる。

【００１８】絶縁基板２３の中央部には、一対の内部電
極２５、２５の対向先端部２５ａ、２５ａと、間隙２７
とを覆うように過渡電圧保護材２９を被着している。過
渡電圧保護材２９は、熱硬化性ラバーや合成樹脂等に導
電性微粉末を混入し、これを有機溶媒で溶解したものを
スクリーン印刷によって印刷した後、乾燥硬化すること
によって形成されている。過渡電圧保護材２９は、非常
に大きな絶縁抵抗を持っているが、静電気等の過渡電圧
が印加されると、低インピーダンスに低下し、過渡電圧
を通電させる。印刷されて乾燥硬化された過渡電圧保護
材２９は、絶縁基板２３の上面から丸くドーム状に盛り
上がる。

【００１９】絶縁基板２３の中央部には、この過渡電圧
保護材２９を覆うようにエポキシ樹脂等からなる保護層
３１をスクリーン印刷により形成している。従って、保
護層３１は、過渡電圧保護材２９の表面に被着すること
で、過渡電圧保護材２９の外形状に倣った丸いドーム形
状となる。つまり、絶縁基板２３の上面と、保護層３１
の頂部とには段差が生じている。

【００２０】絶縁基板２３の上面２３ａには、この上面
２３ａと保護層３１との段差を埋めるように、絶縁基板
２３及び保護層３１とに段差解消膜３３を被着してい
る。段差解消膜３３は、スクリーン印刷によって被着さ
れることで、上面３３ａが平坦面となっている。この段
差解消膜３３の上面３３ａが、実装装置における吸着ノ
ズルの吸着面となる。したがって、段差解消膜３３は、
サージアブソーバ２１の中央部で且つ吸着ノズルの吸着
径より大きな面積で形成されている。

【００２１】このように、段差解消膜３３は、絶縁基板
２３の上面２３ａから突出した保護層３１の段差を解消
する。段差の解消は、保護層３１の頂部の高さと、同等
の高さに形成した段差解消膜３３を、ドーム状となった
保護層３１の周囲に形成することで可能となる。この場
合、素子を薄厚化するには、図３に示すように、保護層
３１の頂部を段差解消膜３３の上面３３ａに表出させた
平坦面としてもよい。一方、段差解消膜３３の上面３３
ａは、吸着ノズルに吸着されるため、所定の吸着強度を
備える必要がある。このような吸着強度の確保を優先す
る場合には、図１、図２に示すように、所定の膜厚で過
渡電圧保護材２９の頂部を覆うように、段差解消膜３３
を被着することが好ましい。

【００２２】絶縁基板２３の裏面には、回路基板の信号
線と接地線に各々接続される一対の下電極３５、３５を
形成している。下電極３５、３５は、絶縁基板２３の両
端面にメッキ等によって形成する端子電極３７によって
電気的に接続されている。なお、本実施の形態では、絶
縁基板２３の裏面に下電極３５、３５を形成し、この下
電極３５、３５を端子電極３７によって内部電極２５、
２５に接続する構造としたが、サージアブソーバ２１
は、内部電極２５、２５の外端となる絶縁基板２３の両
端に、導電性ペーストをディピング等により塗布するこ
とで、端子電極３７と下電極３５、３５とを同時に形成
するものであってもよい。

【００２３】このように、サージアブソーバ２１では絶
縁基板２３上の中央部に、間隙２７を隔てて対向する一
対の内部電極２５、２５が過渡電圧保護材２９に接続さ
れている。従って、静電気等の過渡電圧が基板回路に侵
入すると、この過渡電圧保護材２９が低インピーダンス
に低下し、過渡電圧を下電極３５、３５を通じて回路基
板の接地線に回避させるように作動する。

【００２４】このサージアブソーバ２１によれば、保護
層３１の段差を埋めるようにして、段差解消膜３３を絶
縁基板２３及び保護層３１とに被着したので、過渡電圧
保護材２９を設けることによって生じた段差を、土手部
を設けることなく解消して、絶縁基板２３の上面に平坦
面を形成することができる。この結果、実装装置の吸着
ノズルを用いて段差解消膜３３の上面を吸着保持し、サ
ージアブソーバ２１を回路基板へ実装する際の実装効率
を向上させることができる。また、過渡電圧保護材２９
を平坦化させるための枠状の土手部が不要になるので製
造コストを安価にすることができる。更に、土手部の内
部全てに過渡電圧保護材２９を満たす必要がないので、
過渡電圧保護材２９の使用量を少なくすることができ
る。

【００２５】次に、上記のように構成されるサージアブ
ソーバ２１の製造方法を説明する。図４は過渡電圧保護
材を包囲する枠を絶縁基板上に載せた製造工程の説明
図、図５は過渡電圧保護材のスクリーン印刷方法の変形
例を表すアルミナ基板（絶縁基材）の部分拡大斜視図で
ある。

【００２６】サージアブソーバ２１は、アルミナ基板か
らなる絶縁基板２３の上面２３ａに内部電極２５、２５
を形成する。内部電極２５、２５は、スクリーン印刷に
よって、間隙２７と一度に形成してもよく、一本の電極
を形成した後、レーザ加工或いはダイスによって間隙２
７を形成してもよい。

【００２７】次いで、一対の内部電極２５、２５のそれ
ぞれの対向先端部２５ａ、２５ａと間隙２７とを覆うよ
うに、過渡電圧保護材２９をスクリーン印刷により被着
する。過渡電圧保護材２９は、熱硬化性ラバーや合成樹
脂等に導電性微粉末を混入し、これを有機溶媒で溶解し
たものを印刷し、その後、乾燥硬化させる。次いで、硬
化した過渡電圧保護材２９の表面に、スクリーン印刷に
よりエポキシ樹脂等からなる保護層３１を被着し、乾燥
硬化させる。

【００２８】次いで、絶縁基板２３の上面２３ａと保護
層３１との段差を埋めるように、段差解消膜３３を、絶
縁基板２３及び保護層３１とに上面が平坦面となるよう
に印刷し、乾燥硬化させる。この段差解消膜３３として
は、保護層３１と同じエポキシ樹脂等を用いることがで
きる。

【００２９】段差解消膜３３の印刷は、図４に示すよう
に、絶縁基板２３の上面２３ａから突出した保護層３１
を包囲する枠４１を絶縁基板２３に載せ、この枠４１内
に印刷を施すことによって段差解消膜３３を形成するこ
とが好ましい。このように、保護層３１を包囲して絶縁
基板２３上に設けた枠４１内に印刷を施すことによっ
て、枠４１を用いないでスクリーン印刷にて直接印刷す
る場合に比べ、所定範囲において肉厚の段差解消膜３３
が容易且つ確実に形成可能となる。

【００３０】また、この際、段差解消膜３３は、一対の
内部電極２５、２５のそれぞれの外端が、絶縁基板２３
上で表出するように形成する。これにより、図２に示す
ように、一対の内部電極２５、２５のそれぞれの外端
が、段差解消膜３３から延出して絶縁基板２３上で表出
するので、段差解消膜３３の形成と同時に、端子電極３
７接続用の接触面２５ｂが一対の内部電極２５、２５に
大きく確保可能となる。

【００３１】なお、段差解消膜３３の印刷は、上記の枠
４１を用いずに行うものであってもよい。この場合、段
差解消膜３３は、図５に示すように、縦横のブレーク溝
４５、４７によって複数の素子片４９に区画されたアル
ミナ基板（絶縁基材）５１に、内部電極２５、２５、間
隙２７、過渡電圧保護材２９、保護層３１を形成してお
き、内部電極２５、２５の延在方向と直交する方向に隣
接する複数の素子片４９に一括して段差解消膜３３を印
刷してもよい。この場合においても、段差解消膜３３の
印刷は、相応の枠を用ていも用いなくともよい。但し、
一対の内部電極２５、２５のそれぞれの外端は、上記と
同様に、接触面２５ｂとして表出させるようにする。

【００３２】次いで、アルミナ基板（絶縁基材）５１を
ブレーク溝４５、４７に沿って割り、分割されて小片状
となった絶縁基板２３の両端面にメッキ等によって端子
電極３７を形成し、内部電極２５、２５と下電極３５、
３５とを電気的に接続して、サージアブソーバ２１を得
る。

【００３３】このサージアブソーバ２１の製造方法によ
れば、内部電極２５、２５、過渡電圧保護材２９、保護
層３１、段差解消膜３３の全てを印刷によって形成する
ことができ、土手部の内側に過渡電圧保護材２９を滴下
する製造方法に比べ、異なる製造設備が不要になる。こ
の結果、製造が容易となって製造コストを安価にするこ
とができる。また、過渡電圧保護材２９、保護層３１の
形成された後に、段差解消膜３３を被着するので、製造
誤差により変わる絶縁基板２３と保護層３１との段差に
応じて、段差解消膜３３の膜厚を印刷厚の調節のみによ
って容易に変えて最適厚にでき、最薄の段差解消膜３３
を形成しながら確実に段差を解消することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る請求項１記載のサージアブソーバによれば、一対の電
極の対向先端部と間隙とを覆って絶縁基板上に被着した
過渡電圧保護材を、保護層で覆い、絶縁基板の上面とこ
の保護層との段差を埋めるようにして、上面が平坦面と
なる段差解消膜を絶縁基板及び保護層とに被着したの
で、過渡電圧保護材を設けることによって生じた段差
を、土手部を設けることなく解消して、絶縁基板の上面
に平坦面を形成することができる。この結果、実装装置
の吸着ノズルを用いて上面を吸着保持し、サージアブソ
ーバを回路基板へ実装する際の実装効率を向上させるこ
とができる。また、過渡電圧保護材を平坦化させるため
の枠状の土手部が不要になるので製造コストを安価にす
ることができる。更に、土手部の内部全てに過渡電圧保
護材を満たす必要がないので、過渡電圧保護材の使用量
を少なくすることができる。

【００３５】請求項２記載のサージアブソーバの製造方
法によれば、一対の電極のそれぞれの対向先端部と間隙
とを覆うように過渡電圧保護材を印刷して乾燥硬化さ
せ、この過渡電圧保護材を覆うように保護層を印刷し、
更に、絶縁基板の上面と保護層との段差を埋めるように
段差解消膜を絶縁基板及び保護層とに印刷するので、電
極、過渡電圧保護材、保護層、段差解消膜の全てを印刷
によって形成することができ、土手部の内側に過渡電圧
保護材を滴下する製造方法に比べ、異なる製造設備が不
要になり、製造が容易となって製造コストを安価にする
ことができる。また、過渡電圧保護材、保護層の形成さ
れた後に、段差解消膜を被着するので、製造誤差により
変わる絶縁基板と保護層との段差に応じて、段差解消膜
の膜厚を印刷厚の調節のみによって容易に変えて最適厚
にでき、最薄の段差解消膜を形成しながら確実に段差を
解消することができる。

【００３６】請求項３記載のサージアブソーバの製造方
法によれば、絶縁基板の上面から突出した保護層を包囲
する枠を絶縁基板に載せ、この枠内に印刷を施すことに
よって段差解消膜を形成するので、所定範囲において肉
厚の段差解消膜を容易且つ確実に形成することができ
る。

【００３７】請求項４記載のサージアブソーバの製造方
法によれば、一対の電極のそれぞれの外端が絶縁基板上
で表出するように、段差解消膜を形成するので、段差解
消膜の形成と同時に、端子電極接続用の接触面を一対の
電極に大きく確保することができ、端子電極との接続信
頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るサージアブソーバの縦断面図で
ある。

【図２】 図１に示したサージアブソーバの端子電極を
除いた状態の概観斜視図である。

【図３】 図１に示したサージアブソーバの変形例を表
す縦断面図である。

【図４】 過渡電圧保護材を包囲する枠を絶縁基板上に
載せた製造工程の説明図である。

【図５】 過渡電圧保護材のスクリーン印刷方法の変形
例を表すアルミナ基板（絶縁基材）の部分拡大斜視図で
ある。

【図６】 従来のサージアブソーバの縦断面図である。

【図７】 従来の土手部を有するサージアブソーバの製
造工程の説明図である。

【符号の説明】

２１…サージアブソーバ ２３…絶縁基板 ２３ａ…上面 ２５…一対の電極 ２５ａ…対向先端部 ２７…間隙 ２９…過渡電圧保護材 ３１…保護層 ３３…段差解消膜 ３３ａ…上面 ４１…枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 芳幸 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三 菱マテリアル株式会社セラミックス工場電 子デバイス開発センター内 Ｆターム(参考） 5E034 CA09 CB07 DA02 DB12 DB16 DC03 DE16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板の上面に形成され間隙を隔てて
   対向する一対の電極と、該一対の電極のそれぞれの対向
   先端部と前記間隙とを覆って前記絶縁基板上に被着した
   過渡電圧保護材と、該過渡電圧保護材を覆う保護層と、
   上面が平坦面となり前記絶縁基板の上面と前記保護層と
   の段差を埋めるように前記絶縁基板及び前記保護層とに
   被着した段差解消膜とを具備したことを特徴とするサー
   ジアブソーバ。
2. 【請求項２】 間隙を隔てて対向する一対の電極を絶縁
   基板上に形成する工程と、一対の電極のそれぞれの対向
   先端部と前記間隙とを覆うように過渡電圧保護材を印刷
   して乾燥硬化させる工程と、該過渡電圧保護材を覆うよ
   うに保護層を印刷する工程と、前記絶縁基板の上面と前
   記保護層との段差を埋めるように段差解消膜を前記絶縁
   基板及び前記保護層とに上面が平坦面となるように印刷
   する工程とを含むことを特徴とするサージアブソーバの
   製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載のサージアブソーバの製造
   方法において、 前記絶縁基板の上面から突出した前記保護層を包囲する
   枠を前記絶縁基板に載せ、該枠内に印刷を施すことによ
   って前記段差解消膜を形成することを特徴とするサージ
   アブソーバの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載のサージアブソーバ
   の製造方法において、 前記一対の電極のそれぞれの外端が前記絶縁基板上で表
   出するように前記段差解消膜を形成することを特徴とす
   るサージアブソーバの製造方法。