JP2000277229A - 表面実装型サージ吸収素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面実装型サージ吸収素子を、容易に作製す
る方法を提示すること。 【解決手段】 絶縁性セラミックス５内部に、対向する
内部電極３の間に放電空間１を有する表面実装型サージ
吸収素子の製造方法であって、絶縁性セラミックス５は
粉末冶金法によって、内部電極３は印刷法によってそれ
ぞれ形成し、放電空間１となる部分は、カーボンフィラ
ーによって印刷充填した上で、一体焼結により形成する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路や電子部
品をサージから保護し、とくにプリント基板への自動実
装が有利な表面実装型サージ吸収素子の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、通信機器等をサージから保護する
サージ吸収素子として、電圧非直線特性を有する高抵抗
体素子からなるバリスタや、気密容器内に封入して放電
空間を形成した放電式サージ吸収素子等が広く利用され
ていた。バリスタは、サージ吸収の応答性に優れ、小型
化や表面実装部品に対応した構造とすることが容易であ
るという利点を有している。しかし、バリスタは静電容
量が大きく、信号系回路に使用しにくいという欠点があ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】他方、放電式サージ吸
収素子は、静電容量が小さいため、信号系回路にも広く
利用されてきた。図４は、従来の放電式サージ吸収素子
の外観を示す図である。図４に示すように、放電式サー
ジ吸収素子は、ガラス管１６内に気密に封止され、その
両端から２５ｍｍ前後のリード線１５がでている。しか
し、従来の放電式サージ吸収素子は、プリント基板への
実装にあたっては、リード線１５を適切な長さに切断、
曲げ加工することが必要となり、その後にプリント基板
の穴にリード線１５を挿入し半田付けするものであっ
た。これらの問題を解決するために、表面実装型のサー
ジ吸収素子が提案されている。プリント基板に実装する
にあたって、工数がかかり過ぎるため、他の多くの電子
部品も、表面実装型の電子部品へと推移している。

【０００４】しかし、放電式サージ吸収素子の作製にお
いて、真空排気し、キャップを封着してマイクロギャッ
プを気密に保つためには、マイクロギャップに絶縁被膜
を形成する等の工数を要し、生産性を高くすることが困
難な問題があった。

【０００５】本発明の目的は、表面実装型サージ吸収素
子を、容易に作製する方法を提示することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁体内部
に、対向する内部電極の間に放電空間を有する表面実装
型サージ吸収素子の製造方法であって、絶縁体は粉末冶
金法によって、内部電極は印刷法によってそれぞれ形成
し、放電空間となる部分は、カーボンフィラーによって
印刷充填した後に、一体焼結により形成することができ
る。

【０００７】放電空間の形成に、ＰＶＢなどの樹脂を用
いることは、従来、提案されていた。しかし、樹脂の充
填は、印刷時の空間部の保型性が悪く、また、樹脂の分
解温度が２００〜３００℃であるため、絶縁体が焼結開
始する以前に空間が潰れてしまう等の問題があった。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。

【０００９】図１は、本発明によって作製された表面実
装型サージ吸収素子を示す図である。図１（ａ）は斜視
図、図１（ｂ）は横断面図、図１（ｃ）は縦断面図であ
る。

【００１０】絶縁性セラミックス５は、Ｎａ_２Ｏ・Ｂ_２
Ｏ_３・ＳｉＯ_２を主成分とするガラスを４０重量％添加
したステアタイトからなり、内部電極３は、Ａｇ−３０
％Ｐｄからなる。放電空間１は、絶縁性セラミックス５
の対向する二つの面から、それぞれ内部に向けて、同一
平面上に構築した一対の内部電極３の間隔を約４０μm
にして形成されている。放電空間１となる部分には、予
めカーボンフィラーをスクリーン印刷充填しておく。そ
の後、酸素雰囲気中、温度１１００℃において一体焼成
する。焼成過程の９００℃前後の温度で、カーボンフィ
ラーは二酸化炭素として放出され、焼結体の内部に放電
空間が形成される。放電空間が潰れない理由は、放電空
間が形成される温度が、絶縁性セラミックス５の焼結温
度に近いためと考えられる。さらに、その後、内部電極
が露出した焼結体の側面に、銀ペーストを用いて外部電
極６を形成し、表面実装型サージ吸収素子が得られる。

【００１１】図２は、本発明によって作製された他の表
面実装型サージ吸収素子を示す図である。図２（ａ）は
斜視図、図２（ｂ）は横断面図、図２（ｃ）は縦断面図
である。放電空間２は、絶縁性セラミックス５の対向す
る二つの面から、それぞれ内部に向けて、互いに異なる
平面上に対向して構築した一対の内部電極４の間隔を約
４０μmにして形成されている。本表面実装型サージ吸
収素子には、図１に示した表面実装型サージ吸収素子と
同じ材料を用いて作製することができる。すなわち、放
電空間２は、予めカーボンフィラーをスクリーン印刷充
填し、その後、酸素雰囲気中、温度１１００℃において
一体焼成することによって形成される。さらに、その
後、図１に示した表面実装型サージ吸収素子と同様に、
銀ペーストを用いて外部電極６を形成し、表面実装型サ
ージ吸収素子を得た。

【００１２】本発明による製造方法は、図４に示した従
来のマイクロギャップ１１をもつサージ吸収素子に比べ
て、電極断面積を大きくとることができ、放電時の熱放
散が優れた表面実装型サージ吸収素子の作製に適してい
る。

【００１３】図３は、本発明の製造方法によって得た表
面実装型サージ吸収素子の静電気吸収特性を示す図であ
る。大気雰囲気において、静電気が吸収されることがわ
かる。本発明の製造方法によって得た表面実装型サージ
吸収素子の放電開始電圧は、約４６０Vであった。ま
た、１０００回以上の繰り返し静電気放電をおこなった
結果、スパッタリング等による電極材の堆積や、内部電
極の大きな損傷は見られず、また放電開始電圧は変化し
ないことを確認した。

【００１４】なお、絶縁性セラミックスは、ガラスを４
０重量％添加したステアタイトに限定するものではな
く、また、内部電極材は、Ａｇ−３０％Ｐｄ等に限定す
るものではない。本発明は、対象とするサージに応じ
て、絶縁性セラミックスに複数の放電空間をもつ表面実
装型サージ吸収素子にも、そのまま適用することができ
る。

【００１５】本発明によって作製される表面実装型サー
ジ吸収素子では、放電が空間を介するため、スパッタリ
ング現象によっておきる電極材の堆積が少なく、短絡が
生じにくく、優れた耐久性を示す。また、本発明によれ
ば、たとえば、図２に示した表面実装型サージ吸収素子
のように、面を対向させ、その間に放電空間を形成する
内部電極の面積を制御することにより、静電容量を小さ
くすることも容易となる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面実装型サージ吸収素子を、容易に作製することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって作製された表面実装型サージ吸
収素子を示す図。図１（ａ）は斜視図。図１（ｂ）は横
断面図。図１（ｃ）は縦断面図。

【図２】本発明によって作製された他の表面実装型サー
ジ吸収素子を示す図。図２（ａ）は斜視図。図２（ｂ）
は横断面図。図２（ｃ）は縦断面図。

【図３】本発明の製造方法によって得た表面実装型サー
ジ吸収素子の静電気吸収特性を示す図。

【図４】従来の放電式サージ吸収素子の外観を示す図。

【符号の説明】

１、２ 放電空間 ３、４ 内部電極 ５ 絶縁性セラミックス ６ 外部電極 １１ マイクロギャップ １３ 補助電極 １４ 主電極 １５ リード線 １６ ガラス管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体内部に、対向する内部電極の間に
   放電空間を有する表面実装型サージ吸収素子の製造方法
   において、前記絶縁体は粉末冶金法によって、前記内部
   電極は印刷法によってそれぞれ形成し、前記放電空間と
   なる部分は、カーボンフィラーによって印刷充填した後
   に、一体焼結により形成することを特徴とした表面実装
   型サージ吸収素子の製造方法。