JP2002260811A - サージアブソーバ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空間から侵入するサージを吸収するととも
に、小型化及び表面実装を図る。 【解決手段】 金属製の蓋体１５が一対の放電電極１
２，１３及び放電間隙１４の上方空間を囲むように、そ
の周縁部１５Ａを絶縁性基板１１に接合する。一方の放
電電極１２と蓋体１５の周縁部１５Ａとを電気的に接合
する。他方の放電電極１３は、その途中部分から基端部
１３Ａに向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づ
くように傾斜している。他方の放電電極１３と蓋体１５
の周縁部１５Ａとの間に間隙１６を形成する。間隙１６
を絶縁材１７により閉塞する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
ブソーバ及びその製造方法に関する。

【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Ｃ
ＲＴ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３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３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のみを吸収するもので
あり、空間から侵入する静電気等のサージには対処する
ことができなかった。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、空間から侵入する静電気等のサージを吸収でき、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
及びその製造方法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、放電間隙を介し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、これら放電電極の上方空
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、前記蓋体
は金属製とされ、前記放電電極のうち一方は前記蓋体の
周縁部と電気的に接合されているとともに、他方の放電
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ことを特徴とする。
このような構成とすると、一方の放電電極に金属製の蓋
体が電気的に接合されているから、この金属製の蓋体を
空間から侵入する静電気等のサージを集電する電極とす
ることができ、これにより、機器ケース、ＳＷパッド等
の隙間から侵入する静電気を吸収またはグラウンドへ逃
がすことが可能となる。さらに、他方の放電電極と、こ
の他方の放電電極と電気的に接合されていない金属製の
蓋体との間でも放電を行うことができ、放電電極に与え
る熱影響を少なくすることができる。また、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。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。

【０００７】また、前記他方の放電電極は、前記絶縁性
基板の上面に形成された溝部内に設けられ、前記蓋体
は、その周縁部の一部が前記溝部の上方に位置し、前記
間隙が前記溝部内に形成されていることを特徴とする。
このような構成とすると、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他方の放電電極と
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。

【０００８】また、本発明によるサージアブソーバの製
造方法は、絶縁性基板の上面に、放電間隙を介し互いに
相対向して一対の放電電極を形成するとともに、これら
放電電極の上方空間を囲うように蓋体の周縁部を前記絶
縁性基板の上面に接合する蓋体接合工程と、該蓋体によ
って形成される内部空間に不活性ガスを封入するガス封
入工程とを有するサージアブソーバの製造方法であっ
て、前記蓋体接合工程は、金属製の前記蓋体の周縁部を
前記絶縁性基板の上面に接合する際に、前記放電電極の
うち一方と前記蓋体の周縁部とを電気的に接合するとと
もに、他方の放電電極と前記蓋体の周縁部との間に間隙
を設け、前記ガス封入工程は、前記間隙に内外の通気が
可能な絶縁材ペーストを塗布する工程と、不活性ガス雰
囲気中で前記間隙の絶縁材ペーストを加熱して溶融させ
ることにより該間隙を気密状態に閉塞する工程とを有す
ることを特徴とする。

【０００９】また、前記蓋体接合工程は、前記絶縁性基
板の上面に溝部を形成し、該溝部内に前記他方の放電電
極を設け、さらに前記蓋体を、その周縁部の一部が前記
溝部の上方に位置するように接合して前記間隙を形成す
ることを特徴とする。

【００１０】さらに、前記蓋体接合工程は、前記蓋体の
周縁部または前記絶縁性基板の上面のうちの少なくとも
一方に接合材を塗布し、前記蓋体を前記絶縁性基板の上
面に載置する工程と、前記蓋体の周縁部を局所的に加熱
して前記接合材を溶融させる工程とを有することを特徴
とする。このようなサージアブソーバの製造方法を用い
ると、サージアブソーバ全体を加熱するのではなく、接
合材が存在している蓋体の周縁部付近を局所的に加熱し
て接合材を溶融させ、蓋体を絶縁性基板に接合すること
ができるので、サージアブソーバ全体への熱影響を少な
くすることができる。

【００１１】また、前記接合材を溶融させる工程は、真
空中で電子ビームを前記蓋体の周縁部に照射することに
よって行うことを特徴とする。電子ビームを用いて蓋体
を絶縁性基板に接合することで、高速加工が可能になっ
て量産性に優れ、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
全体への熱影響を少なくすることができる。

【００１２】

【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。

【００１３】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，Ａ
ｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｔａ，Ｗ，ＳｉＣ，Ｂ
ａＡｌ，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。

【００１４】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１２
Ａ，１３Ａが絶縁性基板１１の対向する端面１１Ｂ，１
１Ｂ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、他方の放電
電極１３が形成されている部分に溝部１１Ｃが設けられ
ており、他方の放電電極１３において、その途中部分か
ら基端部１３Ａまでが溝部１１Ｃに沿って基端部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、他方の放電電極１３
は、その途中部分から基端部１３Ａまでが溝部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。

【００１５】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。

【００１６】このとき、絶縁性基板１１の上面１１Ａに
形成された一方の放電電極１２は、金属製の蓋体１５の
周縁部１５Ａと電気的に接合されるが、他方の放電電極
１３は、その途中部分から基端部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の上方に位置する蓋体１
５の周縁部１５Ａとは接触せずに、所定の間隙１６が形
成されている。

【００１７】この他方の放電電極１３と金属製の蓋体１
５の周縁部１５Ａとの間に形成された間隙１６は、例え
ばガラス等の絶縁材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、Ｈ
ｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，ＳＦ₆，ＣＯ₂，Ｃ₃Ｆ₈，Ｃ
₂Ｆ₆，ＣＦ₄，Ｈ₂及びこれらの混合ガス等の放電に好適
な不活性ガスが封入されて、この内部空間が放電空間と
される。

【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１
１Ｂ，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１
２，１３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、一方の放電電極１２と電気的に接合され
た金属製の蓋体１５を、空間中から侵入する静電気等の
サージを吸収するための電極とすることができるので、
機器ケース、ＳＷパッド等の隙間から侵入する静電気等
のサージを吸収またはグラウンドに逃がすことができ
る。しかも、他方の放電電極１３と、この他方の放電電
極１３と電気的に接合されていない金属製の蓋体１５と
の間で放電を行うこともでき、放電電極１２，１３に与
える熱影響が少なくなって、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、他方の放電電極１３が、その途中
部分から基端部１３Ａまでを絶縁性基板１１の上面１１
Ａに形成された溝部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の上方に位置
するよう接合されて間隙１６が形成されていることか
ら、絶縁性基板１１の上面１１Ａに溝部１１Ｃを形成す
るだけで、容易に蓋体１５の周縁部１５Ａと他方の放電
電極１３との間に間隙１６を形成でき、さらに、間隙１
６の閉塞作業を、溝部１１Ｃ内に絶縁材１７を埋め込む
ことで容易に行うことができる。

【００２２】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、他方の放電
電極１３をその途中部分から基端部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
るための溝部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。

【００２３】これら放電電極１２，１３は、例えば、Ａ
ｇ／Ｐｄ，ＳｎＯ₂，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｔｉ
Ｎ，Ｔａ，Ｗ，ＳｉＣ，ＢａＡｌ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｃ，Ａ
ｇ，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、溝部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。

【００２４】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１
５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、他方の放電電極１３は、その途中部分か
ら基端部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が
形成される。

【００２５】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。ここで、絶縁性基板１１の上面１１Ａに形成された
一方の放電電極１２は、金属製の蓋体１５の周縁部１５
Ａと電気的に接合されることになる。

【００２６】次いで、この間隙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１
６が絶縁材１７に閉塞された状態となって封止される。

【００２７】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１
８，１８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，１１
Ｂまで延びる放電電極１２，１３の基端部１２Ａ，１３
Ａ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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】また、本実施形態においては、他方の放電
電極１３がその途中部分から基端部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、他方の放電電極１３と蓋体１５の周縁部１５Ａとの
間に間隙１６が形成されているが、他方の放電電極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に他方の放
電電極１３の途中部分から基端部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、他方の放電電極１
３との間に間隙１６が形成されるようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、放電間隙によってサー
ジを吸収できることに加え、一方の放電電極と電気的に
接合された金属製の蓋体が空間から侵入する静電気等の
サージを集電する電極となるために、機器ケース、ＳＷ
パッド等の隙間から侵入する静電気を吸収またはグラウ
ンドへ逃がすことができる。しかも、他方の放電電極
と、金属製の蓋体との間で放電を行うこともができて、
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。また、放電空間を
形成する蓋体が金属製であることから、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。さらに、絶縁性基板を用いることで
チップ形状のサージアブソーバを得ることができて、サ
ージアブソーバの小型化及び表面実装が可能になる。

【００３２】しかも、他方の放電電極が絶縁性基板の上
面に形成された溝部内に設けられるとともに、蓋体の周
縁部の一部が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他方の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。

【００３３】また、蓋体の周縁部付近を局所的に加熱し
て接合材を溶融させることにより、蓋体の周縁部を絶縁
性基板の上面に接合することから、サージアブソーバ全
体への熱的影響を少なくすることができて、優れた特性
をもつサージアブソーバを得ることができる。さらに、
接合材を溶融させるのに、電子ビームを用いると、高速
加工ができて量産性に優れ、かつ高精度の加工を行うこ
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】 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 １６ 間隙 １７ 絶縁材 １８ 端子電極

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基板の上面に、放電間隙を介し
   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、これら放電電極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、 前記蓋体は金属製とされ、 前記放電電極のうち一方は前記蓋体の周縁部と電気的に
   接合されているとともに、他方の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
   り閉塞されていることを特徴とするサージアブソーバ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のサージアブソーバに
   おいて、 前記他方の放電電極は、前記絶縁性基板の上面に形成さ
   れた溝部内に設けられ、 前記蓋体は、その周縁部の一部が前記溝部の上方に位置
   し、前記間隙が前記溝部内に形成されていることを特徴
   とするサージアブソーバ。
3. 【請求項３】 絶縁性基板の上面に、放電間隙を介し
   互いに相対向して一対の放電電極を形成するとともに、
   これら放電電極の上方空間を囲うように蓋体の周縁部を
   前記絶縁性基板の上面に接合する蓋体接合工程と、該蓋
   体によって形成される内部空間に不活性ガスを封入する
   ガス封入工程とを有するサージアブソーバの製造方法で
   あって、 前記蓋体接合工程は、金属製の前記蓋体の周縁部を前記
   絶縁性基板の上面に接合する際に、前記放電電極のうち
   一方と前記蓋体の周縁部とを電気的に接合するととも
   に、他方の放電電極と前記蓋体の周縁部との間に間隙を
   設け、 前記ガス封入工程は、前記間隙に内外の通気が可能な絶
   縁材ペーストを塗布する工程と、不活性ガス雰囲気中で
   前記間隙の絶縁材ペーストを加熱して溶融させることに
   より該間隙を気密状態に閉塞する工程とを有することを
   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３に記載のサージアブソーバの
   製造方法において、 前記蓋体接合工程は、前記絶縁性基板の上面に溝部を形
   成し、該溝部内に前記他方の放電電極を設け、 さらに前記蓋体を、その周縁部の一部が前記溝部の上方
   に位置するように接合して前記間隙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。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載のサー
   ジアブソーバの製造方法において、 前記蓋体接合工程は、前記蓋体の周縁部または前記絶縁
   性基板の上面のうちの少なくとも一方に接合材を塗布
   し、前記蓋体を前記絶縁性基板の上面に載置する工程
   と、前記蓋体の周縁部を局所的に加熱して前記接合材を
   溶融させる工程とを有することを特徴とするサージアブ
   ソーバの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のサージアブソーバの
   製造方法において、 前記接合材を溶融させる工程は、真空中で電子ビームを
   前記蓋体の周縁部に照射することによって行うことを特
   徴とするサージアブソーバの製造方法。