JP4239422B2 - サージアブソーバ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サージから様々な機器を保護し、事故を未然に防ぐのに使用するサージアブソーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器用の電子機器が通信線と接続する部分、あるいはＣＲＴ駆動回路等、雷サージや静電気等の異常電圧（サージ電圧）による電撃を受けやすい部分には、異常電圧によって電子機器やこの機器を搭載するプリント基板の熱的損傷または発火等による破壊を防止するために、サージアブソーバが接続されている。
【０００３】
このようなサージアブソーバの一例として、図５に示すようなものが知られている。このサージアブソーバ１は、図５に示すように、円柱状のセラミックス部材２の周面に放電間隙４（マイクロギャップ）を有する導電性被膜３を形成したアブソーバ素子の両端にキャップ電極５，５をかぶせたものを円筒状のガラス管７内に不活性ガスとともに収容し、円筒状のガラス管７の両端に一対の封止電極６，６が相対向して高温加熱で封着されたガラス管封止型とされたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のサージアブソーバ１は、それぞれ封止電極６，６に接続された２本のリード線６Ａ，６Ａによって電気的に接続された回路のサージを、放電間隙４において放電することにより吸収するものであるため、繰り返しサージが印可されたり、大電流のサージが印可されたりすると、放電間隙４を形成する薄肉の導電性皮膜２が傷んでしまい、その特性が劣化して、寿命が短くなっていた。
しかも、このようなガラス管封止型のサージアブソーバ１では、ガラス管７内にアブソーバ素子と不活性ガスを封入して製造するため、製品形状は円筒状で、表面実装には不向きとなる。また、このようにガラス管７内にアブソーバ素子を封入するものでは、比較的サイズが大きくなってしまい、近年高まってきている小型化の要求に応えることが難しかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、寿命が長く、かつ表面実装可能で小型化を実現できるサージアブソーバを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、絶縁性基板の上面において放電間隙が画成されるように、互いに相対向して一対の放電電極が形成されるとともに、前記放電間隙の上方空間を囲うように蓋体の周縁部が前記絶縁性基板の上面に接合され、該蓋体によって形成される内部空間に不活性ガスが封入されたサージアブソーバであって、前記一対の放電電極は、先端部が前記絶縁性基板の上面に位置するとともに基端部が前記絶縁性基板の上面に設けられた一対の溝部内にそれぞれ位置するように形成されており、前記蓋体は、その周縁部の一部が前記一対の溝部の上方に位置し、前記放電電極と前記蓋体の周縁部との間に間隙が設けられて該間隙が絶縁材により閉塞されており、前記蓋体は、前記放電電極と電気的に絶縁されているとともに、少なくとも放電電極に対向する部分に金属材料で構成された領域を有することを特徴とする。このような構成とすると、一対の放電電極により形成される放電間隙において放電することによりサージを吸収できるのに加え、放電電極と蓋体の金属製の領域との間においても放電を行うことができるので、放電電極に与える熱影響を少なくすることができる。しかも、絶縁性基板を用いることで全体がチップ形状となり、小型化及び表面実装を図ることができる。
また、前記放電電極と前記蓋体の周縁部との間に間隙が設けられて、該間隙が絶縁材により閉塞されているので、この間隙を利用して不活性ガスを蓋体の内部空間に導入することができるので、不活性ガスの封入を確実に行うことができる。
また、前記一対の放電電極は、前記絶縁性基板の上面に形成された一対の溝部内にそれぞれ設けられ、前記蓋体は、その周縁部の一部が前記一対の溝部の上方に位置し、前記間隙が形成されているので、絶縁性基板の上面に溝部を形成するだけで、容易に蓋体の周縁部と放電電極との間に間隙を形成できるとともに、間隙の閉塞作業を、溝部内に絶縁材ペーストを埋め込むことで容易に行うことができる。
【０００７】
また、前記蓋体は金属製とされていることを特徴とする。
このような構成とすると、放電空間（蓋体によって形成される内部空間）を形成する蓋体が金属製であることにより、蓋体を安価に製造することができる。
【００１０】
また、前記放電電極と、前記蓋体の金属材料で構成された領域との距離が、０．０５〜１．００ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする。
このような構成とすると、放電電極と蓋体の金属製の領域との間で生じる放電に適した距離を設定することができ、放電空間の寸法が小さくなりすぎたり、放電が起き難くなってしまうということがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態によるサージアブソーバの斜視図、図２は図１におけるサージアブソーバの断面図である。
【００１２】
本実施形態によるサージアブソーバ１０は、図１及び図２に示すように、略長方形のチップ形状をなし、例えばアルミナ等の絶縁性材料から構成される絶縁性基板１１の上面１１Ａに、導電性金属から構成される一対の放電電極１２，１３が互いに相対向する配置で形成されており、一方の放電電極１２の先端と他方の放電電極１３の先端との間に所定の寸法をもって放電間隙１４（マイクロギャップ）が形成されている。
なお、この放電電極１２，１３は、Ａｇ／Ｐｄ，ＳｎＯ2，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｔａ，Ｗ，ＳｉＣ，ＢａＡｌ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｃ，Ａｇ，Ａｇ／Ｐｔ，ＩＴＯ等で、スパッタ法，蒸着法，イオンプレーティング法，印刷法，焼付法等により形成されたものである。
【００１３】
ここで、絶縁性基板１１の上面１１Ａにおいて、放電電極１２，１３は、それぞれの基端部１２Ａ，１３Ａが絶縁性基板１１の対向する端面１１Ｂ，１１Ｂのそれぞれまで達するように形成されている。また、この絶縁性基板１１の上面１１Ａには、一対の放電電極１２，１３が形成されている部分に一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃが設けられており、それぞれの放電電極１２，１３において、その途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａまでが、一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃに沿ってそれぞれ基端部１２Ａ，１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づく傾斜がつけられている。すなわち、一対の放電電極１２，１３は、その途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａまでが一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃ内に設けられ、その先端部のみが、絶縁性基板１１の上面１１Ａ上に位置することになる。
【００１４】
また、放電電極１２，１３が形成された絶縁性基板１１の上面１１Ａには、図１及び図２に示すように、それら放電電極１２，１３及び放電間隙１４の上方空間を囲うようにして蓋体１５の周縁部１５Ａが接合されている。この蓋体１５は、径方向に一段拡径したフランジ状の周縁部１５Ａを有する有底円環状の例えばコバール等の金属からなるものである。
【００１５】
このとき、一対の放電電極１２，１３は、その途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づくような傾斜がつけられているために、溝部１１Ｃ，１１Ｃの上方に位置する蓋体１５の周縁部１５Ａとは接触せずに、所定の間隙１６，１６が形成されている。この間隙１６，１６が存在することにより、蓋体１５と放電電極１２，１３とが電気的に絶縁されている。
【００１６】
この放電電極１２，１３と金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に形成された間隙１６，１６は、例えばガラス等の絶縁材１７，１７によって封止される。さらに、蓋体１５により形成された内部空間には、例えば、Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，ＳＦ6，ＣＯ2，Ｃ3Ｆ8，Ｃ2Ｆ6，ＣＦ4，Ｈ2及びこれらの混合ガス等の放電に好適な不活性ガスが、間隙１６，１６を絶縁材１７，１７により閉塞するのと同時に封入されて、この内部空間が放電空間とされる。
【００１７】
また、ここで、絶縁性基板１１の上面１１Ａに形成された放電電極１２，１３と、その上方に位置する蓋体１５の内部側の上面１５Ｂとの距離ｔが、０．０５〜１．００ｍｍの範囲に設定されている。
【００１８】
そして、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂまで達するように形成された放電電極１２，１３の基端部１２Ａ、１３Ａが、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂに接合された端子電極１８，１８に接続されてチップ形状をなすサージアブソーバ１０が構成される。
【００１９】
以上のような構成とされたサージアブソーバ１０にあっては、互いに相対向する一対の放電電極１２，１３により形成される放電間隙１４により、端子電極１８，１８に接続された回路等からのサージを吸収できるのに加え、例えば一方の放電電極１２から蓋体１５を介して他方の放電電極１３へ抜けていくような、放電電極１２，１３と蓋体１５との間での放電を生じさせることができて、放電電極１２，１３に与える熱影響を少なくすることができ、サージアブソーバの寿命を延ばすことができる。
【００２０】
また、放電空間を形成する蓋体１５が金属製であることにより、蓋体１５を安価に製造することができ、サージアブソーバ１０の製造コストを下げることができる。さらに、絶縁性基板１１を用いてサージアブソーバ１０を構成することにより、チップ形状のサージアブソーバ１０を得ることができて、その小型化及び表面実装が可能となる。
また、放電空間の寸法を変更する場合には、蓋体１５のみの大きさを変更するだけでよく、容易に放電空間の寸法を変更することが可能となる。
【００２１】
しかも、一対の放電電極１２，１３が、その途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａまでを絶縁性基板１１の上面１１Ａに形成された溝部１１Ｃ，１１Ｃ内に設けられるとともに、蓋体１５の周縁部１５Ａの一部が溝部１１Ｃ，１１Ｃの上方に位置するよう接合されて間隙１６，１６が形成されていることから、絶縁性基板１１の上面１１Ａに一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃを形成するだけで、容易に蓋体１５の周縁部１５Ａと放電電極１２，１３との間に間隙１６，１６を形成でき、さらに、間隙１６，１６の閉塞作業を、溝部１１Ｃ，１１Ｃ内に絶縁材１７，１７を埋め込むことで容易に行うことができる。
さらには、間隙１６，１６を利用して不活性ガスの封入作業を行うことができるので、不活性ガスの封入を確実に行うことができる。
【００２２】
また、放電電極１２，１３と蓋体１５の内部側の上面１５Ｂとの距離ｔが、０．０５〜１．００ｍｍの範囲に設定されていることから、放電電極１２，１３と金属製の蓋体１５との間で生じる放電に適した距離を形成することができ、放電空間の寸法が小さくなりすぎたり、放電が起き難くなっていしまうという不具合が起こることがない。
【００２３】
以下、上記のような構成のサージアブソーバ１０を製造する方法を説明する。まず、図１に示されるように、絶縁性基板１１の上面１１Ａに、一対の放電電極１２，１３をその途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づくように傾斜させるための一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃを形成した後に、その上面１１Ａに、互いに相対向する放電電極１２，１３を形成することになる。
【００２４】
これら放電電極１２，１３は、例えば、Ａｇ／Ｐｄ，ＳｎＯ2，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｔａ，Ｗ，ＳｉＣ，ＢａＡｌ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｃ，Ａｇ，Ａｇ／Ｐｔ，ＩＴＯ等の導電性金属を、スパッタ法，蒸着法，イオンプレーティング法，印刷法，焼付法等によって、一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃに沿う方向で一本の帯状薄膜に形成した後、その帯状薄膜の途中位置、すなわち放電間隙１４を形成したい位置にレーザ光を照射して切断することにより、この切断部が放電間隙１４となって、互いに相対向する放電電極１２，１３が形成される。
【００２５】
次に、絶縁性基板１１の上面１１Ａにおいて、蓋体１５の周縁部１５Ａが接合されるべき位置に、例えば、タングステンペーストを焼き付け、その後Ｎｉめっきを施しておき、一方、金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａに、例えば銀ロウ等の接合材を塗布して、蓋体１５を絶縁性基板１１の上面１１Ａの所定位置に載置する。このとき、一対の放電電極１２，１３は、その途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａ側に向けて絶縁性基板１１の下面に近づくように傾斜していることで、溝部１１Ｃ，１１Ｃの上方に位置する蓋体１５の周縁部１５Ａとは接触せずに間隙１６，１６が形成される。
【００２６】
この状態を維持したまま、真空中において、電子ビームを蓋体１５の周縁部１５Ａ付近に照射することにより、接合材を加熱して溶融させ、蓋体１５の周縁部１５Ａと絶縁性基板１１の上面１１Ａとを接合する。
【００２７】
次いで、この間隙１６，１６に、例えばガラスペースト等の絶縁材ペーストを塗布するが、間隙１６に塗布されているガラスペーストは、加熱されて溶融する前には、多くの隙間や孔が存在しており、蓋体１５の内部と外部との通気性を有するものである。そして、例えば、Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，ＳＦ6，ＣＯ2，Ｃ3Ｆ8，Ｃ2Ｆ6，ＣＦ4，Ｈ2及びこれらの混合ガス等の放電に適した不活性ガス中で加熱することにより、この間隙１６に塗布されているガラスペーストを介して不活性ガスを蓋体１５の内部空間に封入して放電空間を形成するとともに、ガラスペーストが溶融して通気性を失い、間隙１６が絶縁材１７に閉塞された状態となって封止される。
【００２８】
最後に、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂに、例えばディッピング法により、端子電極１８，１８を絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ、１１Ｂに形成するとともに、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂまで延びる放電電極１２，１３の基端部１２Ａ，１３Ａを端子電極１８，１８に接合して、上記のような構成のサージアブソーバ１０が製造される。
【００２９】
上記のような製造方法では、電子ビームを用いて蓋体１５を絶縁性基板１１に接合することから、高速加工ができて量産性に優れており、かつ高精度の加工を行うことができるとともに、局所的な加熱で済むので、サージアブソーバ１０全体への熱的影響を少なくして、優れた特性をもつサージアブソーバ１０を得ることができる。
【００３０】
なお、本実施形態においては、蓋体１５の周縁部１５Ａを絶縁性基板１１の上面１１Ａに接合するのに、電子ビームを用いたが、これに限定されることなく、接合材をレーザ光によって加熱するようにしてもよいし、さらには、蓋体１５の周縁部１５Ａの形状に対応した環状のヒータによって、接合材を局所的に加熱するようにしてもよい。
また、蓋体１５の接合作業に電子ビームを用いない場合には、蓋体１５の周縁部１５Ａと絶縁性基板１１の上面１１Ａとの接合に用いられる接合材と、蓋体１５の周縁部１５Ａと一対の放電電極１２，１３との間に形成された間隙１６，１６に埋め込まれた絶縁材ペーストとを同時に、放電に適した不活性ガス雰囲気中で加熱して溶融させると、蓋体１５の接合作業と、間隙１６の閉塞作業を同時に行うことができて、サージアブソーバの製造工程を減少させることができる。
【００３１】
また、本実施形態においては、一対の放電電極１２，１３がその途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づくように傾斜して、放電電極１２，１３と蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に間隙１６，１６が形成されているが、放電電極１２，１３と蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に間隙が形成されれば他の構成でもよく、例えば、絶縁性基板１１に放電電極１２，１３の途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａに至るまで上面１１Ａより一段低くなるように段差を形成するようにして間隙１６，１６を形成してもよいし、さらには、蓋体１５の周縁部１５Ａに、切り欠きを設けて、放電電極１２，１３との間に間隙１６，１６が形成されるようにしてもよい。
【００３２】
さらに、本実施形態では、絶縁性基板１１の上面１１Ａに一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃを形成することにより、放電電極１２，１３と金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に間隙１６，１６を形成して、蓋体１５と放電電極１２，１３とが電気的に絶縁状態となるようにしたが、これに限定されることなく、例えば、図３に示すように、絶縁性基板１１の上面１１Ａが平坦面とされていても、金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａと絶縁性基板１１の上面１１Ａとを接合するのに用いられる接合材を、例えばガラスペースト等の絶縁性を有する接合材を用いることで、金属製の蓋体１５と放電電極１２，１３とを電気的に絶縁するようにしてもよい。
【００３３】
また、さらに、本実施形態では、蓋体１５全体を金属製としたが、これに限定されることなく、例えば、図４に示すように、蓋体１５を絶縁性材料から構成して放電電極１２，１３と電気的に絶縁し、その蓋体１５の内部側の上面に金属材料を蒸着して金属膜１５Ｃを形成することにより、蓋体１５が少なくとも放電電極１２，１３に対向する部分に金属材料で構成された領域を有するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、互いに相対向する一対の放電電極により形成される放電間隙において放電してサージを吸収できるのに加え、放電電極と蓋体の金属製の領域との間においても、放電を行うことができるので、放電電極に与える熱影響が少なくなり、サージアブソーバの寿命の延長を図ることができる。しかも、絶縁性基板を用いることで全体がチップ形状となり、小型化及び表面実装を図ることができる。
【００３５】
また、放電空間を形成する蓋体が金属製であることにより、蓋体を安価に製造することができ、サージアブソーバの製造コストを下げることができる
また、放電電極と蓋体の周縁部との間に間隙が設けられて、間隙が絶縁材により閉塞されていることから、この間隙を利用して不活性ガスを蓋体の内部空間に導入することができるので、不活性ガスの封入を確実に行うことができる。
【００３６】
しかも、一対の放電電極は、絶縁性基板の上面に形成された一対の溝部内にそれぞれ設けられるとともに、蓋体の周縁部の一部が一対の溝部の上方に位置して間隙が形成されていることから、絶縁性基板の上面に溝部を形成するだけで、容易に蓋体の周縁部と放電電極との間に間隙を形成でき、さらに、間隙の閉塞作業を、溝部内に絶縁材を埋め込むことで容易に行うことができる。
さらに、放電電極と蓋体の金属材料で構成された領域との距離が、０．０５〜１．００ｍｍの範囲に設定されていることから、放電電極と金属製の蓋体との間で生じる放電に適した距離を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態によるサージアブソーバの斜視図である。
【図２】 本発明の実施形態によるサージアブソーバの断面図である。
【図３】 本発明の実施形態の第一変形例によるサージアブソーバの断面図である。
【図４】 本発明の実施形態の第二変形例によるサージアブソーバの断面図である。
【図５】 従来のサージアブソーバを示す断面図である。
【符号の説明】
１０ サージアブソーバ
１１ 絶縁性基板
１１Ａ 上面
１２，１３ 放電電極
１２Ａ，１３Ａ 基端部
１４ 放電間隙
１５ 蓋体
１５Ａ 周縁部
１５Ｂ 上面
１６ 間隙
１７ 絶縁材
１８ 端子電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、サージから様々な機器を保護し、事故を未然に防ぐのに使用するサージアブソーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器用の電子機器が通信線と接続する部分、あるいはＣＲＴ駆動回路等、雷サージや静電気等の異常電圧（サージ電圧）による電撃を受けやすい部分には、異常電圧によって電子機器やこの機器を搭載するプリント基板の熱的損傷または発火等による破壊を防止するために、サージアブソーバが接続されている。
【０００３】
このようなサージアブソーバの一例として、図５に示すようなものが知られている。このサージアブソーバ１は、図５に示すように、円柱状のセラミックス部材２の周面に放電間隙４（マイクロギャップ）を有する導電性被膜３を形成したアブソーバ素子の両端にキャップ電極５，５をかぶせたものを円筒状のガラス管７内に不活性ガスとともに収容し、円筒状のガラス管７の両端に一対の封止電極６，６が相対向して高温加熱で封着されたガラス管封止型とされたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のサージアブソーバ１は、それぞれ封止電極６，６に接続された２本のリード線６Ａ，６Ａによって電気的に接続された回路のサージを、放電間隙４において放電することにより吸収するものであるため、繰り返しサージが印可されたり、大電流のサージが印可されたりすると、放電間隙４を形成する薄肉の導電性皮膜２が傷んでしまい、その特性が劣化して、寿命が短くなっていた。
しかも、このようなガラス管封止型のサージアブソーバ１では、ガラス管７内にアブソーバ素子と不活性ガスを封入して製造するため、製品形状は円筒状で、表面実装には不向きとなる。また、このようにガラス管７内にアブソーバ素子を封入するものでは、比較的サイズが大きくなってしまい、近年高まってきている小型化の要求に応えることが難しかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、寿命が長く、かつ表面実装可能で小型化を実現できるサージアブソーバを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、絶縁性基板の上面において放電間隙が画成されるように、互いに相対向して一対の放電電極が形成されるとともに、前記放電間隙の上方空間を囲うように蓋体の周縁部が前記絶縁性基板の上面に接合され、該蓋体によって形成される内部空間に不活性ガスが封入されたサージアブソーバであって、前記一対の放電電極は、先端部が前記絶縁性基板の上面に位置するとともに基端部が前記絶縁性基板の上面に設けられた一対の溝部内にそれぞれ位置するように形成されており、前記蓋体は、その周縁部の一部が前記一対の溝部の上方に位置し、前記放電電極と前記蓋体の周縁部との間に間隙が設けられて該間隙が絶縁材により閉塞されており、前記蓋体は、前記放電電極と電気的に絶縁されているとともに、少なくとも放電電極に対向する部分に金属材料で構成された領域を有することを特徴とする。このような構成とすると、一対の放電電極により形成される放電間隙において放電することによりサージを吸収できるのに加え、放電電極と蓋体の金属製の領域との間においても放電を行うことができるので、放電電極に与える熱影響を少なくすることができる。しかも、絶縁性基板を用いることで全体がチップ形状となり、小型化及び表面実装を図ることができる。
また、前記放電電極と前記蓋体の周縁部との間に間隙が設けられて、該間隙が絶縁材により閉塞されているので、この間隙を利用して不活性ガスを蓋体の内部空間に導入することができるので、不活性ガスの封入を確実に行うことができる。
また、前記一対の放電電極は、前記絶縁性基板の上面に形成された一対の溝部内にそれぞれ設けられ、前記蓋体は、その周縁部の一部が前記一対の溝部の上方に位置し、前記間隙が形成されているので、絶縁性基板の上面に溝部を形成するだけで、容易に蓋体の周縁部と放電電極との間に間隙を形成できるとともに、間隙の閉塞作業を、溝部内に絶縁材ペーストを埋め込むことで容易に行うことができる。
【０００７】
また、前記蓋体は金属製とされていることを特徴とする。
このような構成とすると、放電空間（蓋体によって形成される内部空間）を形成する蓋体が金属製であることにより、蓋体を安価に製造することができる。
【００１０】
また、前記放電電極と、前記蓋体の金属材料で構成された領域との距離が、０．０５〜１．００ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする。
このような構成とすると、放電電極と蓋体の金属製の領域との間で生じる放電に適した距離を設定することができ、放電空間の寸法が小さくなりすぎたり、放電が起き難くなってしまうということがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態によるサージアブソーバの斜視図、図２は図１におけるサージアブソーバの断面図である。
【００１２】
本実施形態によるサージアブソーバ１０は、図１及び図２に示すように、略長方形のチップ形状をなし、例えばアルミナ等の絶縁性材料から構成される絶縁性基板１１の上面１１Ａに、導電性金属から構成される一対の放電電極１２，１３が互いに相対向する配置で形成されており、一方の放電電極１２の先端と他方の放電電極１３の先端との間に所定の寸法をもって放電間隙１４（マイクロギャップ）が形成されている。
なお、この放電電極１２，１３は、Ａｇ／Ｐｄ，ＳｎＯ2，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｔａ，Ｗ，ＳｉＣ，ＢａＡｌ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｃ，Ａｇ，Ａｇ／Ｐｔ，ＩＴＯ等で、スパッタ法，蒸着法，イオンプレーティング法，印刷法，焼付法等により形成されたものである。
【００１３】
ここで、絶縁性基板１１の上面１１Ａにおいて、放電電極１２，１３は、それぞれの基端部１２Ａ，１３Ａが絶縁性基板１１の対向する端面１１Ｂ，１１Ｂのそれぞれまで達するように形成されている。また、この絶縁性基板１１の上面１１Ａには、一対の放電電極１２，１３が形成されている部分に一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃが設けられており、それぞれの放電電極１２，１３において、その途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａまでが、一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃに沿ってそれぞれ基端部１２Ａ，１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づく傾斜がつけられている。すなわち、一対の放電電極１２，１３は、その途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａまでが一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃ内に設けられ、その先端部のみが、絶縁性基板１１の上面１１Ａ上に位置することになる。
【００１４】
また、放電電極１２，１３が形成された絶縁性基板１１の上面１１Ａには、図１及び図２に示すように、それら放電電極１２，１３及び放電間隙１４の上方空間を囲うようにして蓋体１５の周縁部１５Ａが接合されている。この蓋体１５は、径方向に一段拡径したフランジ状の周縁部１５Ａを有する有底円環状の例えばコバール等の金属からなるものである。
【００１５】
このとき、一対の放電電極１２，１３は、その途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づくような傾斜がつけられているために、溝部１１Ｃ，１１Ｃの上方に位置する蓋体１５の周縁部１５Ａとは接触せずに、所定の間隙１６，１６が形成されている。この間隙１６，１６が存在することにより、蓋体１５と放電電極１２，１３とが電気的に絶縁されている。
【００１６】
この放電電極１２，１３と金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に形成された間隙１６，１６は、例えばガラス等の絶縁材１７，１７によって封止される。さらに、蓋体１５により形成された内部空間には、例えば、Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，ＳＦ6，ＣＯ2，Ｃ3Ｆ8，Ｃ2Ｆ6，ＣＦ4，Ｈ2及びこれらの混合ガス等の放電に好適な不活性ガスが、間隙１６，１６を絶縁材１７，１７により閉塞するのと同時に封入されて、この内部空間が放電空間とされる。
【００１７】
また、ここで、絶縁性基板１１の上面１１Ａに形成された放電電極１２，１３と、その上方に位置する蓋体１５の内部側の上面１５Ｂとの距離ｔが、０．０５〜１．００ｍｍの範囲に設定されている。
【００１８】
そして、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂまで達するように形成された放電電極１２，１３の基端部１２Ａ、１３Ａが、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂに接合された端子電極１８，１８に接続されてチップ形状をなすサージアブソーバ１０が構成される。
【００１９】
以上のような構成とされたサージアブソーバ１０にあっては、互いに相対向する一対の放電電極１２，１３により形成される放電間隙１４により、端子電極１８，１８に接続された回路等からのサージを吸収できるのに加え、例えば一方の放電電極１２から蓋体１５を介して他方の放電電極１３へ抜けていくような、放電電極１２，１３と蓋体１５との間での放電を生じさせることができて、放電電極１２，１３に与える熱影響を少なくすることができ、サージアブソーバの寿命を延ばすことができる。
【００２０】
また、放電空間を形成する蓋体１５が金属製であることにより、蓋体１５を安価に製造することができ、サージアブソーバ１０の製造コストを下げることができる。さらに、絶縁性基板１１を用いてサージアブソーバ１０を構成することにより、チップ形状のサージアブソーバ１０を得ることができて、その小型化及び表面実装が可能となる。
また、放電空間の寸法を変更する場合には、蓋体１５のみの大きさを変更するだけでよく、容易に放電空間の寸法を変更することが可能となる。
【００２１】
しかも、一対の放電電極１２，１３が、その途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａまでを絶縁性基板１１の上面１１Ａに形成された溝部１１Ｃ，１１Ｃ内に設けられるとともに、蓋体１５の周縁部１５Ａの一部が溝部１１Ｃ，１１Ｃの上方に位置するよう接合されて間隙１６，１６が形成されていることから、絶縁性基板１１の上面１１Ａに一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃを形成するだけで、容易に蓋体１５の周縁部１５Ａと放電電極１２，１３との間に間隙１６，１６を形成でき、さらに、間隙１６，１６の閉塞作業を、溝部１１Ｃ，１１Ｃ内に絶縁材１７，１７を埋め込むことで容易に行うことができる。
さらには、間隙１６，１６を利用して不活性ガスの封入作業を行うことができるので、不活性ガスの封入を確実に行うことができる。
【００２２】
また、放電電極１２，１３と蓋体１５の内部側の上面１５Ｂとの距離ｔが、０．０５〜１．００ｍｍの範囲に設定されていることから、放電電極１２，１３と金属製の蓋体１５との間で生じる放電に適した距離を形成することができ、放電空間の寸法が小さくなりすぎたり、放電が起き難くなっていしまうという不具合が起こることがない。
【００２３】
以下、上記のような構成のサージアブソーバ１０を製造する方法を説明する。まず、図１に示されるように、絶縁性基板１１の上面１１Ａに、一対の放電電極１２，１３をその途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づくように傾斜させるための一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃを形成した後に、その上面１１Ａに、互いに相対向する放電電極１２，１３を形成することになる。
【００２４】
これら放電電極１２，１３は、例えば、Ａｇ／Ｐｄ，ＳｎＯ2，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｔａ，Ｗ，ＳｉＣ，ＢａＡｌ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｃ，Ａｇ，Ａｇ／Ｐｔ，ＩＴＯ等の導電性金属を、スパッタ法，蒸着法，イオンプレーティング法，印刷法，焼付法等によって、一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃに沿う方向で一本の帯状薄膜に形成した後、その帯状薄膜の途中位置、すなわち放電間隙１４を形成したい位置にレーザ光を照射して切断することにより、この切断部が放電間隙１４となって、互いに相対向する放電電極１２，１３が形成される。
【００２５】
次に、絶縁性基板１１の上面１１Ａにおいて、蓋体１５の周縁部１５Ａが接合されるべき位置に、例えば、タングステンペーストを焼き付け、その後Ｎｉめっきを施しておき、一方、金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａに、例えば銀ロウ等の接合材を塗布して、蓋体１５を絶縁性基板１１の上面１１Ａの所定位置に載置する。このとき、一対の放電電極１２，１３は、その途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａ側に向けて絶縁性基板１１の下面に近づくように傾斜していることで、溝部１１Ｃ，１１Ｃの上方に位置する蓋体１５の周縁部１５Ａとは接触せずに間隙１６，１６が形成される。
【００２６】
この状態を維持したまま、真空中において、電子ビームを蓋体１５の周縁部１５Ａ付近に照射することにより、接合材を加熱して溶融させ、蓋体１５の周縁部１５Ａと絶縁性基板１１の上面１１Ａとを接合する。
【００２７】
次いで、この間隙１６，１６に、例えばガラスペースト等の絶縁材ペーストを塗布するが、間隙１６に塗布されているガラスペーストは、加熱されて溶融する前には、多くの隙間や孔が存在しており、蓋体１５の内部と外部との通気性を有するものである。そして、例えば、Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，ＳＦ6，ＣＯ2，Ｃ3Ｆ8，Ｃ2Ｆ6，ＣＦ4，Ｈ2及びこれらの混合ガス等の放電に適した不活性ガス中で加熱することにより、この間隙１６に塗布されているガラスペーストを介して不活性ガスを蓋体１５の内部空間に封入して放電空間を形成するとともに、ガラスペーストが溶融して通気性を失い、間隙１６が絶縁材１７に閉塞された状態となって封止される。
【００２８】
最後に、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂに、例えばディッピング法により、端子電極１８，１８を絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ、１１Ｂに形成するとともに、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂまで延びる放電電極１２，１３の基端部１２Ａ，１３Ａを端子電極１８，１８に接合して、上記のような構成のサージアブソーバ１０が製造される。
【００２９】
上記のような製造方法では、電子ビームを用いて蓋体１５を絶縁性基板１１に接合することから、高速加工ができて量産性に優れており、かつ高精度の加工を行うことができるとともに、局所的な加熱で済むので、サージアブソーバ１０全体への熱的影響を少なくして、優れた特性をもつサージアブソーバ１０を得ることができる。
【００３０】
なお、本実施形態においては、蓋体１５の周縁部１５Ａを絶縁性基板１１の上面１１Ａに接合するのに、電子ビームを用いたが、これに限定されることなく、接合材をレーザ光によって加熱するようにしてもよいし、さらには、蓋体１５の周縁部１５Ａの形状に対応した環状のヒータによって、接合材を局所的に加熱するようにしてもよい。
また、蓋体１５の接合作業に電子ビームを用いない場合には、蓋体１５の周縁部１５Ａと絶縁性基板１１の上面１１Ａとの接合に用いられる接合材と、蓋体１５の周縁部１５Ａと一対の放電電極１２，１３との間に形成された間隙１６，１６に埋め込まれた絶縁材ペーストとを同時に、放電に適した不活性ガス雰囲気中で加熱して溶融させると、蓋体１５の接合作業と、間隙１６の閉塞作業を同時に行うことができて、サージアブソーバの製造工程を減少させることができる。
【００３１】
また、本実施形態においては、一対の放電電極１２，１３がその途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づくように傾斜して、放電電極１２，１３と蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に間隙１６，１６が形成されているが、放電電極１２，１３と蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に間隙が形成されれば他の構成でもよく、例えば、絶縁性基板１１に放電電極１２，１３の途中部分から基端部１２Ａ，１３Ａに至るまで上面１１Ａより一段低くなるように段差を形成するようにして間隙１６，１６を形成してもよいし、さらには、蓋体１５の周縁部１５Ａに、切り欠きを設けて、放電電極１２，１３との間に間隙１６，１６が形成されるようにしてもよい。
【００３２】
さらに、本実施形態では、絶縁性基板１１の上面１１Ａに一対の溝部１１Ｃ，１１Ｃを形成することにより、放電電極１２，１３と金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に間隙１６，１６を形成して、蓋体１５と放電電極１２，１３とが電気的に絶縁状態となるようにしたが、これに限定されることなく、例えば、図３に示すように、絶縁性基板１１の上面１１Ａが平坦面とされていても、金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａと絶縁性基板１１の上面１１Ａとを接合するのに用いられる接合材を、例えばガラスペースト等の絶縁性を有する接合材を用いることで、金属製の蓋体１５と放電電極１２，１３とを電気的に絶縁するようにしてもよい。
【００３３】
また、さらに、本実施形態では、蓋体１５全体を金属製としたが、これに限定されることなく、例えば、図４に示すように、蓋体１５を絶縁性材料から構成して放電電極１２，１３と電気的に絶縁し、その蓋体１５の内部側の上面に金属材料を蒸着して金属膜１５Ｃを形成することにより、蓋体１５が少なくとも放電電極１２，１３に対向する部分に金属材料で構成された領域を有するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、互いに相対向する一対の放電電極により形成される放電間隙において放電してサージを吸収できるのに加え、放電電極と蓋体の金属製の領域との間においても、放電を行うことができるので、放電電極に与える熱影響が少なくなり、サージアブソーバの寿命の延長を図ることができる。しかも、絶縁性基板を用いることで全体がチップ形状となり、小型化及び表面実装を図ることができる。
【００３５】
また、放電空間を形成する蓋体が金属製であることにより、蓋体を安価に製造することができ、サージアブソーバの製造コストを下げることができる
また、放電電極と蓋体の周縁部との間に間隙が設けられて、間隙が絶縁材により閉塞されていることから、この間隙を利用して不活性ガスを蓋体の内部空間に導入することができるので、不活性ガスの封入を確実に行うことができる。
【００３６】
しかも、一対の放電電極は、絶縁性基板の上面に形成された一対の溝部内にそれぞれ設けられるとともに、蓋体の周縁部の一部が一対の溝部の上方に位置して間隙が形成されていることから、絶縁性基板の上面に溝部を形成するだけで、容易に蓋体の周縁部と放電電極との間に間隙を形成でき、さらに、間隙の閉塞作業を、溝部内に絶縁材を埋め込むことで容易に行うことができる。
さらに、放電電極と蓋体の金属材料で構成された領域との距離が、０．０５〜１．００ｍｍの範囲に設定されていることから、放電電極と金属製の蓋体との間で生じる放電に適した距離を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態によるサージアブソーバの斜視図である。
【図２】 本発明の実施形態によるサージアブソーバの断面図である。
【図３】 本発明の実施形態の第一変形例によるサージアブソーバの断面図である。
【図４】 本発明の実施形態の第二変形例によるサージアブソーバの断面図である。
【図５】 従来のサージアブソーバを示す断面図である。
【符号の説明】
１０ サージアブソーバ
１１ 絶縁性基板
１１Ａ 上面
１２，１３ 放電電極
１２Ａ，１３Ａ 基端部
１４ 放電間隙
１５ 蓋体
１５Ａ 周縁部
１５Ｂ 上面
１６ 間隙
１７ 絶縁材
１８ 端子電極
Claims (3)
- 絶縁性基板の上面において放電間隙が画成されるように、互いに相対向して一対の放電電極が形成されるとともに、前記放電間隙の上方空間を囲うように蓋体の周縁部が前記絶縁性基板の上面に接合され、該蓋体によって形成される内部空間に不活性ガスが封入されたサージアブソーバであって、
前記一対の放電電極は、先端部が前記絶縁性基板の上面に位置するとともに基端部が前記絶縁性基板の上面に設けられた一対の溝部内にそれぞれ位置するように形成されており、
前記蓋体は、その周縁部の一部が前記一対の溝部の上方に位置し、前記放電電極と前記蓋体の周縁部との間に間隙が設けられて該間隙が絶縁材により閉塞されており、
前記蓋体は、前記放電電極と電気的に絶縁されているとともに、少なくとも放電電極に対向する部分に金属材料で構成された領域を有することを特徴とするサージアブソーバ。 - 請求項１に記載のサージアブソーバにおいて、前記蓋体は金属製とされていることを特徴とするサージアブソーバ。
- 請求項１または請求項２に記載のサージアブソーバにおいて、
前記放電電極と、前記蓋体の金属材料で構成された領域との距離が、０．０５〜１．００ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とするサージアブソーバ。
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