JP3061754B2 - Surge absorption structure - Google Patents
Surge absorption structureInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、静電気などによる
サージを吸収して電子回路などの保護を図るための技術
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for protecting a circuit such as an electronic circuit by absorbing a surge caused by static electricity or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】本願出願人は先に特願平６−１０３８７
５号（特開平７−３１２４０９号）として新たな考え方
によるサージ吸収構造を提案した。このサージ吸収構造
は、基本的には気体放電を利用するものであるが、一対
の電極、つまりサージ発生側の電極とサージ吸収側の電
極の間に、非導電性材で多数の空孔を有するように形成
した多孔質層を介在させ、この多孔質層における空孔を
通じて生じる気体放電で両電極を導通させてサージ吸収
を行なうようになっている。2. Description of the Related Art The present applicant has previously filed Japanese Patent Application No. Hei 6-10387.
No. 5 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-312409) proposed a surge absorbing structure based on a new concept. This surge absorption structure basically utilizes gas discharge.However, between the pair of electrodes, that is, the electrode on the surge generation side and the electrode on the surge absorption side, a large number of holes are formed of a non-conductive material. With a porous layer formed so as to be interposed, a surge is absorbed by conducting both electrodes by gas discharge generated through holes in the porous layer.
【０００３】このサージ吸収構造を模式化して示すと図
５のようになる。即ち、多孔質層１は一対の電極２ａ、
２ｂのそれぞれに接触した状態で設けられ、そこにおけ
る空孔３が個々に独立した気体放電用の空気層を与え、
この空孔３における放電により導通を生じる。そしてこ
の空孔３における放電は、空孔３の壁面３ｗに沿う沿面
放電などを伴うことにより、単に放電間隙があるだけの
場合より空気層における放電電圧を低下させる。FIG. 5 schematically shows this surge absorbing structure. That is, the porous layer 1 includes a pair of electrodes 2a,
2b is provided in contact with each of the holes 2b, and the holes 3 therein provide individually independent air layers for gas discharge,
Conduction is caused by the discharge in the holes 3. The discharge in the holes 3 is accompanied by a creeping discharge along the wall surface 3w of the holes 3, thereby lowering the discharge voltage in the air layer as compared with the case where only a discharge gap exists.
【０００４】このようなサージ吸収構造は、多孔質層の
介在により空気中での気体放電の放電電圧を低下させる
ことができ、これによりサージ吸収範囲を拡大すること
ができる。また厚みの制御が容易な多孔質層により放電
間隙を設定できるので、その設定を高精度で安定的に行
なえる。さらに、その構造は極めて簡単であり、加工性
に優れていることはもとより、形状やサイズの自由度が
大きく、例えば細長い帯状に形成することにより複数の
信号ラインを一括的に保護するような使用が容易である
し、また大きなフレキシビリティを与えることも可能で
あるので装着性にも優れている、等々の多くの利点を持
っている。[0004] In such a surge absorbing structure, the discharge voltage of gas discharge in the air can be reduced by the interposition of the porous layer, whereby the surge absorbing range can be expanded. Further, since the discharge gap can be set by the porous layer whose thickness can be easily controlled, the setting can be performed stably with high accuracy. Furthermore, its structure is extremely simple, and it has excellent flexibility in shape and size, as well as excellent workability. For example, it can be used to protect a plurality of signal lines collectively by forming it into an elongated strip shape. It has many advantages, such as being easy to attach, and being capable of providing great flexibility, and being excellent in mounting properties.
【０００５】しかしその一方で、放電の際にサージ発生
側の電極乃至これに施されているめっきが溶融すると、
この溶融物が空孔に入り込み、これによりショート現象
を招いてサージ吸収機能の持続性を損なわれるという不
安定要因を抱えている。[0005] On the other hand, on the other hand, when the electrode on the surge generating side or the plating applied to the electrode is melted during discharging,
This melt has an instability factor in that it enters the pores, thereby causing a short-circuit phenomenon and impairing the sustainability of the surge absorbing function.
【０００６】そこで本願出願人さらに特願平６−２２２
２７１号（特開平８−８８０７２号）として上記の問題
に対する解決策を提案した。それは、多孔質層に導電性
の高融点物質を付着させ、この高融点物質により溶融物
が空孔に入り込むのを防止する、というものである。た
だこの方法では導電性の高融点物質がサージ発生側の電
極に接触することになるので、高融点物質を離散的に施
す必要がある。つまり複数のサージ発生側電極について
共通の多孔質層によりサージ吸収させる場合に、導電性
の高融点物質を介して各電極が導通するのを防止するた
めに、各電極が多孔質層に接触する領域ごとに分離させ
て高融点物質を施す必要がある。Accordingly, the applicant of the present invention further filed Japanese Patent Application No. Hei 6-222.
No. 271 (JP-A-8-88072) proposed a solution to the above problem. That is, a conductive high-melting substance is attached to the porous layer, and the high-melting substance prevents the melt from entering the pores. However, in this method, since the conductive high-melting substance comes into contact with the electrode on the surge generation side, it is necessary to apply the high-melting substance discretely. In other words, when a plurality of surge-generating electrodes are subjected to surge absorption by a common porous layer, each electrode comes into contact with the porous layer in order to prevent the electrodes from conducting through the conductive high-melting substance. It is necessary to apply the high melting point substance separately for each region.
【０００７】そのため、電極の配列パターンが一定であ
る場合や電極がある程度以上に大きい場合には問題はな
いが、そうでない場合には量産性に問題を生じる。すな
わち電極の配列パターンが様々である場合にはこれに応
じた離散パターンで高融点物質を多孔質層に施す必要が
あるし、また電極が小さくて狭いピッチで配列されてい
る場合には、これに対応して高融点物質の離散パターン
も細かくする必要があり、これらは何れも量産性を損な
う要因となる。For this reason, there is no problem when the electrode arrangement pattern is constant or when the electrodes are larger than a certain size, but otherwise, there is a problem in mass productivity. In other words, when the electrode arrangement pattern is various, it is necessary to apply the high melting point substance to the porous layer in a discrete pattern corresponding to this, and when the electrodes are small and arranged at a narrow pitch, Accordingly, it is necessary to make the discrete pattern of the high melting point material finer, and any of these becomes a factor that impairs mass productivity.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】このような事情を背景
になされたのが本発明で、上記のような量産性を損なう
要因を伴うことなく、電極溶融物による多孔質層のショ
ート現象を防止できるようにすることを目的としてい
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents a short-circuit phenomenon of a porous layer due to an electrode melt without causing the above-described factors that impair mass productivity. The purpose is to be able to.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】このような目的のために
本発明では、サージ発生側の電極とサージ吸収側の電極
の間に、非導電性材で多数の空孔を有するように形成し
た多孔質層を介在させ、この多孔質層における空孔を通
じて生じる気体放電で両電極を導通させてサージ吸収を
行なうようにしてなるサージ吸収構造について、サージ
発生側の電極に導電性の高融点物質を用いて溶融防止層
を形成するようにしている。According to the present invention, for this purpose, a non-conductive material is formed between the electrode on the surge generating side and the electrode on the surge absorbing side so as to have many holes. A surge absorbing structure in which a porous layer is interposed, and both electrodes are conducted by gas discharge generated through holes in the porous layer to absorb the surge, and a conductive high melting point material is applied to the electrode on the surge generating side. Is used to form the anti-fusing layer.
【００１０】このサージ吸収構造では、サージ発生側の
電極に形成した溶融防止層により、サージ吸収に際し電
極から溶融物が発生すること自体を阻止し、これにより
電極溶融物による多孔質層のショート現象を防止する。
つまりこのサージ吸収構造では、ショート現象防止のた
めの処理をサージ発生側の電極に施すだけで足りる。そ
してサージ発生側の電極は一般にコネクタの端子などで
あり、これらにショート現象防止のための溶融防止層を
施す処理は量産性にも適している。したがって上記した
特願平６−２２２２７１号の構造におけるような量産性
の問題を解消させることができる。In this surge absorbing structure, a melt prevention layer formed on the electrode on the surge generation side prevents the generation of a melt from the electrode itself during the absorption of the surge, thereby short-circuiting the porous layer due to the electrode melt. To prevent
In other words, in this surge absorbing structure, it is sufficient to perform only a process for preventing a short phenomenon on the electrode on the surge generation side. In general, the electrodes on the surge generation side are connector terminals and the like, and the treatment of applying a melting prevention layer for preventing a short circuit phenomenon to these electrodes is also suitable for mass production. Therefore, the problem of mass productivity as in the structure of Japanese Patent Application No. 6-222271 can be solved.
【００１１】上記のようなサージ吸収構造に用いる導電
性の高融点物質としては、カーボンブラックが代表的な
ものであるが、この他にもセラミック系の導電性物質、
例えば炭化珪素なども適している。また高融点物質によ
る溶融防止層の厚みは数十μｍ程度の薄いものでも足
る。このような溶融防止層は、例えばカーボンなどの導
電性高融点物質の樹脂ペーストを適当に希釈して得た液
剤を塗布したり、あるいは導電性高融点物質を蒸着させ
るなどにより形成することができる。[0011] As a conductive high melting point material used in the above-described surge absorbing structure, carbon black is a typical one. In addition, a ceramic conductive material,
For example, silicon carbide is also suitable. Further, the thickness of the melting prevention layer made of a high melting point substance may be as thin as several tens of μm. Such a melting prevention layer can be formed, for example, by applying a liquid agent obtained by appropriately diluting a resin paste of a conductive high-melting substance such as carbon, or by vapor-depositing a conductive high-melting substance. .
【００１２】[0012]
【実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図２及び図
３に示すようなモジュラージャックと一般に呼ばれるコ
ネクタに搭載するためのサージ吸収構造について説明す
る。先ず本実施形態で用いるサージ吸収素子について説
明する。サージ吸収素子は、図１に示すように、サージ
吸収側の電極１１となるアルミニウム材の表面に電解析
出法でＳｉＯ2 層を析出させることで多数の貫通的な空
孔１２、１２、……を有する多孔質層１３を一体的に設
けた構造とする。アルミニウム材は厚み数百μｍのシー
ト状のものを用い、これに空孔率４０％前後のＳｉＯ2
皮膜、つまり多孔質層１３を１０μｍの厚みで形成す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A surge absorbing structure for mounting an embodiment of the present invention on a connector generally called a modular jack as shown in FIGS. 2 and 3 will be described. First, the surge absorbing element used in the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the surge absorbing element has a large number of penetrating holes 12, 12,... By depositing an SiO 2 layer by electrolytic deposition on the surface of an aluminum material which will be the electrode 11 on the surge absorbing side. Are integrally provided. The aluminum material is a sheet having a thickness of several hundreds of μm, and is made of SiO 2 having a porosity of about 40%.
The coating, that is, the porous layer 13 is formed with a thickness of 10 μm.
【００１３】またサージ吸収素子には、多孔質層１３に
おける空孔１２に所定の充填厚みｔを持つ導電材層１４
をサージ吸収側の電極１１に接触させた状態で形成す
る。それには例えばフェノール樹脂ベースのカーボンペ
ーストを専用の溶剤で例えば２倍に薄めた液剤を空孔１
２に充満させた後、加熱してこの液剤の溶剤を蒸発させ
ることで液剤を減容させる。このようにすることで、空
孔１２における空気層の放電に関する実効的な厚みを多
孔質層１３の厚みよりも薄くすることができ、このこと
で放電電圧を低くさせることができる。このようにした
得たサージ吸収素子の放電電圧は約２００Ｖであり、電
圧クランプ速度は５ナノ秒前後である。In the surge absorbing element, a conductive material layer 14 having a predetermined filling thickness t is filled in the holes 12 in the porous layer 13.
Is formed in contact with the electrode 11 on the surge absorbing side. For this purpose, for example, a phenol resin-based carbon paste diluted, for example, twice with a dedicated solvent is filled with pores 1
After filling to 2, the solvent is reduced by heating to evaporate the solvent of the liquid. By doing so, the effective thickness of the air layer in the air holes 12 with respect to the discharge can be made smaller than the thickness of the porous layer 13, and the discharge voltage can be reduced. The discharge voltage of the surge absorbing element thus obtained is about 200 V, and the voltage clamping speed is about 5 nanoseconds.
【００１４】次に、このようなサージ吸収素子を図２及
び図３のモジュラージャックに組み込んで形成するサー
ジ吸収構造について説明する。モジュラージャックにお
ける各端子１５には、図１に見られるように、溶融防止
層１６を形成する。そしてこの溶融防止層１６を介して
サージ吸収素子Ｅの多孔質層１３を端子１５に接触させ
るようにする。溶融防止層１６は、フェノール樹脂をベ
ースにしたカーボンペーストを塗布して形成する。カー
ボンペーストは市販品を専用の希釈液で５倍に希釈して
用い、数十μｍ程度の厚みを溶融防止層１６に与えるよ
うにする。Next, a surge absorbing structure formed by incorporating such a surge absorbing element into the modular jack shown in FIGS. 2 and 3 will be described. Each terminal 15 of the modular jack is provided with a melting prevention layer 16 as shown in FIG. Then, the porous layer 13 of the surge absorbing element E is brought into contact with the terminal 15 via the melting prevention layer 16. The melting prevention layer 16 is formed by applying a carbon paste based on a phenol resin. The carbon paste is used by diluting a commercially available product five times with a dedicated diluent so as to give the melt prevention layer 16 a thickness of about several tens of μm.
【００１５】このサージ吸収構造では、サージ吸収素子
に予め組み込んであるサージ吸収側の電極１１が接地端
子Ｇに接続してモジュラージャックにおける接地電流路
となり、モジュラージャックの各端子１５がサージ発生
側の電極となる。そして各端子１５に生じたサージ負荷
は、溶融防止層１６を介して多孔質層１３で放電され、
電極１１から接地に流れて吸収される。In this surge absorbing structure, the surge absorbing side electrode 11 previously incorporated in the surge absorbing element is connected to the ground terminal G to form a ground current path in the modular jack, and each terminal 15 of the modular jack is connected to the surge generating side. It becomes an electrode. Then, the surge load generated in each terminal 15 is discharged in the porous layer 13 via the melting prevention layer 16,
It flows from the electrode 11 to the ground and is absorbed.
【００１６】この構造について、図４に示すような構成
でサージ吸収試験を３０００回繰り返した。図中のＭは
ＩＥＣ−１０００−４−２に準拠したＥＳＤシュミレー
タで、これが１６ｋｖの空中放電でサージをサージ吸収
素子Ｅに印加する。その結果、ショート現象は全く生じ
ず、電圧計Ｖで検出したピーク電圧は常に２００Ｖで安
定していた。With this structure, a surge absorption test was repeated 3000 times with the structure shown in FIG. M in the figure is an ESD simulator compliant with IEC-1000-4-2, which applies a surge to the surge absorbing element E by air discharge of 16 kv. As a result, no short-circuit phenomenon occurred, and the peak voltage detected by the voltmeter V was always stable at 200 V.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、サ
ージ発生側の電極に導電性の高融点物質で溶融防止層を
形成させ、これによりショート現象を効果的に防止する
ようにしているので、量産性に優れたサージ吸収構造と
することができ、多孔質層を利用したサージ吸収構造の
優れた特性をより有効に発揮させることができる。As described above, according to the present invention, a melting prevention layer is formed on the electrode on the surge generation side with a conductive high melting point material, thereby effectively preventing a short circuit phenomenon. In addition, the surge absorbing structure having excellent mass productivity can be obtained, and the excellent characteristics of the surge absorbing structure using the porous layer can be exhibited more effectively.
【図１】図２中のＳＡ−ＳＡ線に沿って断面した状態を
模式化して示すサージ吸収構造の部分断面図。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a surge absorbing structure schematically illustrating a cross-section along a line SA-SA in FIG. 2;
【図２】一実施形態によるサージ吸収構造を搭載したモ
ジュラージャックの断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a modular jack equipped with a surge absorbing structure according to one embodiment.
【図３】図２中の矢印ＤＡ方向から見た側面図。FIG. 3 is a side view seen from the direction of arrow DA in FIG. 2;
【図４】サージ吸収試験の回路構成図。FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a surge absorption test.
【図５】従来のサージ吸収構造の部分断面。FIG. 5 is a partial cross section of a conventional surge absorbing structure.
１１ サージ吸収側の電極 １２ 空孔 １３ 多孔質層 １５ 端子（サージ発生側の電極） １６ 溶融防止層 11 Electrode on surge absorbing side 12 Void 13 Porous layer 15 Terminal (electrode on surge generating side) 16 Melting prevention layer
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01T 1/00 - 4/20 H01L 23/60 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01T 1/00-4/20 H01L 23/60
Claims (1)
極の間に、非導電性材で多数の空孔を有するように形成
した多孔質層を介在させ、この多孔質層における空孔を
通じて生じる気体放電で両電極を導通させてサージ吸収
を行なうようにしてなるサージ吸収構造において、サー
ジ発生側の電極に導電性の高融点物質を用いて溶融防止
層を形成したことを特徴とするサージ吸収構造。A porous layer formed of a non-conductive material and having a large number of pores is interposed between an electrode on a surge generating side and an electrode on a surge absorbing side. A surge absorption structure in which both electrodes are conducted by a generated gas discharge to absorb surges, wherein a surge prevention layer is formed by using a conductive high melting point material for the electrodes on the surge generation side. Absorbing structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152590A JP3061754B2 (en) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | Surge absorption structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8152590A JP3061754B2 (en) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | Surge absorption structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH103980A JPH103980A (en) | 1998-01-06 |
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ID=15543776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP8152590A Expired - Fee Related JP3061754B2 (en) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | Surge absorption structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB2334627B (en) * | 1998-02-21 | 2003-03-12 | Mitel Corp | Vertical spark gap for microelectronic circuits |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP8152590A patent/JP3061754B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH103980A (en) | 1998-01-06 |
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