JP2002260813A - サージアブソーバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寿命が長く、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。一対の放
電電極１２，１３は、それぞれの途中部分から基端部１
２Ａ，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。一対の放電電極１２，１
３と蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に間隙１６，１６を
形成する。間隙１６，１６を絶縁材１７，１７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、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、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。

【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。

【０００８】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
れていることを特徴とする。このような構成とすると、
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。

【０００９】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、前記間隙が前記一対の溝部内に形成され
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。

【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、０．０５〜１．００ｍ
ｍ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，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。

【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、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１１
Ｃ，１１Ｃが設けられており、それぞれの放電電極１
２，１３において、その途中部分から基端部１２Ａ，１
３Ａ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１
５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１
７，１７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１１
Ａ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、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１
１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１
２，１３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、０．０５〜１．００ｍ
ｍの範囲に設定されていることから、放電電極１２，１
３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，１３
Ａ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、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、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、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１
１の下面に近づくように傾斜していることで、溝部１１
Ｃ，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１
６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，Ｃ ₃
Ｆ₈，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。

【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１２，１
３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，１３
Ａ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１
２Ａ，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１
６，１６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１
５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 (5)

【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、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。
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。
3. 【請求項３】 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。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のサージアブソーバに
   おいて、 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、前記間隙が前記一対の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。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記
   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。