JP2004127615A - Surge absorber and manufacturing method of same - Google Patents

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JP2004127615A
JP2004127615A JP2002287739A JP2002287739A JP2004127615A JP 2004127615 A JP2004127615 A JP 2004127615A JP 2002287739 A JP2002287739 A JP 2002287739A JP 2002287739 A JP2002287739 A JP 2002287739A JP 2004127615 A JP2004127615 A JP 2004127615A
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discharge
surge absorber
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ceramic green
discharge electrodes
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JP2002287739A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Shiyatou
社藤 康弘
Yoshiyuki Tanaka
田中 芳幸
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surge absorber which can be easily miniaturized, and manufacturing method of the same capable of manufacturing the surge absorber in large quantity at a time. <P>SOLUTION: A lamination body 25 is formed by a plurality of laminated insulation materials 23. A discharging space 29 is formed inside the laminate 25 by forming a hole 27 or a concave part between the insulation materials 23 constructing the laminate 25. A pair of discharging electrodes 31 are arranged at the same insulation material 23 in which the hole 27 or the concave part is formed, and the pair of the discharging electrodes 31 are made to face each other in the discharging space 29. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サージ電圧を吸収するサージアブソーバ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、小型化を可能にする改良技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
チップ型サージアブソーバは、電話機、モデムなどの電子機器が通信線と接続する部分、或いはCRT駆動回路など、雷サージや静電気等の異常電圧による電撃を受けやすい部分に接続され、異常電圧によって電子機器が破壊されるのを防ぐために使用されている。
【0003】
従来のチップ型サージアブソーバ1は、図6に示すように、アルミナ等の絶縁材からなる絶縁基板3の板面に放電電極5、7を対向して形成し、その放電電極5と放電電極7との間に、マイクロギャップと称される放電間隙9を設けている(例えば後述する特許文献1参照)。放電電極5と放電電極7とは、電極材料をスクリーン印刷することによって放電間隙9を隔てて対向する一体の印刷パターンとして形成することができる。
【0004】
これら放電電極5、7の上方には、内部空間11を形成するよう、箱状をなすセラミックス製の蓋体13が絶縁基板3上に被着され、その内部空間11内は放電に好適な種類のガス雰囲気とされている。蓋体13は、絶縁基板3の周囲に塗布された接着剤15によって被着され、放電電極5、7の外端が外部にはみ出すようになっている。蓋体13と絶縁基板3の両端部には端子電極17、19がメッキ等によって形成され、端子電極17、19は各放電電極5、7に接続される。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−15832号公報(段落0003、第3図)
【0006】
このような構成となるサージアブソーバ1は、放電電極5、7に放電開始電圧を越える大きなサージ電圧が流れると、放電電極5、7の先端側間で放電間隙9を介してグロー放電aがトリガされ、この放電が矢印bに示すように、内部空間11内を沿面放電の形態で両放電電極5、7の外端側まで次第に伸展し、更にcのように、両放電電極5、7の外端側の間でアーク放電し、これによって回路間に発生したサージ電圧を吸収できるようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のサージアブソーバは、箱状の蓋体を被着して内部空間を形成するため、小型化が困難であった。また、放電電極を形成した絶縁基板に対し、不活性ガス中で、蓋体を一つずつ位置合わせしながら被着して組み立てるため、一度に大量の封止を行うことができなかった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、容易に小型化が可能となり、しかも、大量のサージアブソーバを容易にかつ一度に得ることの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にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項1記載のサージアブソーバは、積層された複数の絶縁材から積層体が形成され、前記絶縁材に設けられた穴又は凹部によって該積層体の内部に放電空間が形成され、同一の前記絶縁材に形成された一対の放電電極が該放電空間で対向することを特徴とする。
【0009】
このサージアブソーバでは、絶縁材の積層体中に放電空間が形成され、従来構造のように、箱状の蓋体を被着して内部空間を形成する必要がなくなる。また、同一絶縁材に一対の放電電極が形成されるので、特に放電空間を凹部によって形成したものでは、最低2枚の絶縁材を積層することによって放電空間が密閉され、極めて薄厚のサージアブソーバが製作可能となる。更に、一対の放電電極が、穴によって形成された放電空間を介して対向するので、穴の形状・大きさを変えることによって、一定の積層厚(薄さ)を保持したまま放電電極間の対向距離が自在に設定可能となる。
【0010】
請求項2記載のサージアブソーバは、請求項1記載のサージアブソーバにおいて、前記一対の放電電極の形成された複数の前記絶縁材が積層されることで、前記放電空間で対向する一対の放電電極が、複数対設けられたことを特徴とする。
【0011】
このサージアブソーバでは、最初に放電していた放電電極が長期の使用によって放電不能となった場合、次に放電し易い放電電極へと放電が移行し、放電開始電圧が低いまま長期に渡って維持され続ける。
【0012】
請求項3記載のサージアブソーバの製造方法は、少なくとも一枚のセラミックグリーンシート上に、基端がシート一端面に至り先端がシート中央部に至る帯状の第一放電電極と、基端がシート他端面に至り先端がシート中央部に至る帯状の第二放電電極とを形成し、前記セラミックグリーンシートの中央部に前記第一放電電極及び前記第二放電電極を切断する穴又は凹部を形成し、該セラミックグリーンシートの上下に他のセラミックグリーンシートを積層して圧着し、該圧着した複数のセラミックグリーンシートを一体焼成することを特徴とする。
【0013】
このサージアブソーバの製造方法では、複数の穴及び放電電極を所定位置に配設したセラミックグリーンシートが積層されることで、各放電空間に一対の放電電極が同時に対向配置可能となり、大量のサージアブソーバが容易にかつ一度に製造可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサージアブソーバ及びその製造方法の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係るサージアブソーバの縦断面図、図2は図1のA−A矢視図、図3は図2のB−B矢視図、図4は図1に示したサージアブソーバの分解斜視図、図5は図1に示したサージアブソーバの変形例を表す要部拡大図である。
【0015】
本実施の形態によるサージアブソーバ21は、複数の絶縁材23が積層されて、積層体25を構成している。積層体25には、絶縁材23に形成された穴27又は凹部によって、内部に密閉された放電空間29が形成されている。この積層体25を構成する複数の絶縁材23のうちの任意の一つのものには、図2で示すように、一対の放電電極31である第一放電電極31aと第二放電電極31bとが形成されている。
【0016】
第一、第二放電電極31a、31bは、平行に配設される。そして、第一放電電極31aは、基端33が絶縁材23の一端面(図2の右端面)に至り先端35が絶縁材23の中央部に至る帯状に形成される。第二放電電極31bは、基端33が絶縁材23の他端面(図2の左端面)に至り先端35が絶縁材23の中央部に至る帯状に形成される。
【0017】
絶縁材23の中央部には上記の穴27が穿設され、穴27は第一、第二放電電極31a、31bを弧状に切断している。従って、図3に示すように、同一の絶縁材23に形成された一対の第一、第二放電電極31a、31bは、放電空間29で対向している。この放電空間29には、必要に応じて不活性ガスが封入される。
【0018】
なお、図1中、32a、32bは、積層体25の端面に表出する第一、第二放電電極31a、31bに接続した端子電極を示す。
【0019】
ここで、内部に放電空間29を形成する積層体25の積層構造について更に詳しく説明する。
密閉の放電空間29を形成するには、例えば図4に示す積層構造とすることができる。即ち、絶縁材23aの上面に第一、第二放電電極31a、31bを形成する。この絶縁材23aには穴27を穿設する。この絶縁材23aを、穴27を穿設した一対の絶縁材23b、23cによって上下から挟んで積層する。更に、穴27の穿設されていない絶縁材23d、23eでこれを挟んで積層体25を得る。この積層体25によれば、絶縁材23b、23cが介在することで、第一、第二放電電極31a、31bを放電空間軸線方向の中央部に位置させることができる。
【0020】
また、積層構造は、図4に示した絶縁材23bと絶縁材23cとを省略した構成としてもよい。この場合、上記構成より2枚少ない3枚の絶縁材23a、絶縁材23d、絶縁材23eによって積層体25を製作することができる。
【0021】
更に、積層構造は、図4に示した絶縁材23b、絶縁材23c、絶縁材23eを省略し、かつ絶縁材23aに穿設した穴27に代えて図示しない凹部を形成することによっても構成することができる。この場合、放電空間29は、絶縁材23aに形成した凹部の底面と、絶縁材23dの下面とによって密閉される。この積層構造によれば、2枚の絶縁材23a、絶縁材23dによって積層体25を製作することができ、従来構造のサージアブソーバに比べ大幅な薄厚化が容易に可能となる。
【0022】
なお、第一、第二放電電極31a、31bは、穴27又は凹部により切り欠かれることが望ましい。これにより、一対の第一、第二放電電極31a、31bが、放電空間29を介して対向することになり、穴27又は凹部の形状・大きさを変えることによって、一定の積層厚を保持したまま第一、第二放電電極31a、31b間の対向距離が自在に設定可能となる。
【0023】
また、一対の第一、第二放電電極31a、31bの相対位置は、本実施の形態では同一平面上に平行に形成している場合を例に説明するが、第一、第二放電電極31a、31bは同一平面上で直線上に配置され、穴27又は凹部によって分断される位置関係であってもよい。
【0024】
このサージアブソーバ21によれば、絶縁材23の積層体25中に放電空間29が形成され、従来構造のように、箱状の蓋体を被着して内部空間を形成する必要がなくなる。また、同一絶縁材23に一対の放電電極31が形成されるので、特に放電空間29を凹部によって形成したものでは、最低2枚の絶縁材23を積層することによって放電空間29を密閉したサージアブソーバ21が構成でき、極めて薄厚のサージアブソーバ21が容易に製作可能となる。更に、一対の放電電極31が、穴27によって形成された放電空間29を介して対向され、穴27の形状・大きさを変えることによって、一定の積層厚(薄さ)を保持したまま放電電極間の対向距離が自在に設定可能となる。
【0025】
なお、上記の実施の形態では、一つの絶縁材23に第一、第二放電電極31a、31bが形成される場合を例に説明したが、本発明に係るサージアブソーバは、図5に示すように、複数の絶縁材23(図例では3枚)のそれぞれに第一、第二放電電極31a、31bを形成し、放電空間29で対向する一対の放電電極が、複数対(図例では3対)設けられるものであってもよい。このような構成とすることで、最初に放電していた第一、第二放電電極31a、31b(例えば中層のもの)が長期の使用によって放電不能となった場合、次に放電し易い第一、第二放電電極31a、31b(例えば上層のもの)へと放電を移行させることができ、放電開始電圧を低いまま維持することができる。
【0026】
次に、上記のように構成されるサージアブソーバ21の製造方法を説明する。まず、例えばコランダム等のアルミナ(Al)やムライト、コランダムムライト等からなる絶縁性材料の粉末に焼結助剤を添加したものを、厚み1μm〜200μmのシート状に加工して、セラミックグリーンシート(絶縁材23の焼結前の材料)を作製する。ここで、焼結助剤としては、SiO(二酸化ケイ素)、B(酸化ホウ素)、PbO(酸化鉛)、NaO(酸化二ナトリウム)、LiO(酸化リチウム)、BaO(酸化バリウム)、CaO(酸化カルシウム)、ZnO(酸化亜鉛)、MgO(酸化マグネシウム)、TiO(酸化チタン)、Alのうち、一種または二種以上を混合してなるガラスを用いることができる。
【0027】
続いて、少なくとも一枚のセラミックグリーンシート上に一端(基端部33)がシート端面に至り他端(先端部35)がシート中央部に至る帯状の第一、第二放電電極31a、31bを形成する。この放電電極31a、31bは、例えば幅0.01mm〜0.30mm、長さ0.6mm〜1.5mmの帯状に形成されるものであって、放電電極31a、31b間の間隔(幅方向の間隔)は、0.01mm〜0.30mm程度とされる。
この放電電極31a、31bは、例えばRuO(酸化ルテニウム)−ガラス系の他に、Ag/Pd(銀/パラジウム)、SnO(二酸化スズ)、Al(アルミニウム)、Ni(ニッケル)、Cu(銅)、Ti(チタン)、TiN(窒化チタン)、Ta(タンタル)、W(タングステン)、SiC(シリコンカーバイド)、BaAl(バリウムアルミ)、Nb(ニオブ)、Si(ケイ素)、C(炭素)、Ag(銀)、Ag/Pt(銀/プラチナ)、ITO(インジウム−スズ酸化物)等によって構成されるものである。この放電電極31a、31bは、例えばスクリーン印刷により形成される他、スパッタ法、CVD法、イオンプレーティング法、焼付法、又は蒸着成膜法により形成されてもよい。
【0028】
次いで、セラミックグリーンシート(図4中の絶縁材23aに相当するもの)の中央部に、穴27を穿設して放電電極31a、31bを切断する。この穴27は、例えば直径0.1mm〜0.7mmとされ、その断面形状も、真円の他、楕円や三角形以上の多角形とすることができる。
次いで、セラミックグリーンシートの上下に他のセラミックグリーンシート(図4中の絶縁材23d、23eに相当するもの)を積層して圧着する。この圧着工程では、これらセラミックグリーンシート23a、23d、23eの積層体を50°C〜90°Cに加熱した状態で、98.1MPa〜490.3MPaの圧力を加えて圧着する。
【0029】
最後に、圧着した複数のセラミックグリーンシートを、トンネル炉、或いはバッチ炉等を用いて、不活性ガス中(雰囲気圧力は13330Pa〜133300Pa)で600°C〜1100°Cに加熱して1分〜3時間保持することによって一体焼成する。ここで、焼成時に用いる不活性ガスとしては、He(ヘリウム)、Ar(アルゴン)、Ne(ネオン)、Xe(キセノン)、SF(六ふっ化硫黄)、CO(二酸化炭素)、C(パーフルオロプロパン)、C(パーフルオロエタン)、CF(テトラフルオロメタン)、H(水素分子ガス)、大気等及びこれらの混合ガスを使用できる。
その後、第一、第二放電電極31a、31bが表出した焼結体の両側面に、Ag(銀)導電性ペースト等の導電性ペーストを塗布して例えば600°Cで焼成し、端子電極32a、32bを形成する。
ここで、端子電極32a、32bは、導電性樹脂ペーストを用いて作製してもよい。この場合の焼成温度は、120°C〜250°Cとされる。
【0030】
このサージアブソーバ21の製造方法によれば、複数の穴27及び放電電極31を所定位置に配設したセラミックグリーンシートが積層されることで、各放電空間29に一対の放電電極31が同時に対向配置可能となり、大量のサージアブソーバ21が容易にかつ一度に製造可能となる。
また、このサージアブソーバ21の製造方法によれば、レーザ等によるマイクロギャップの形成が必要なくなるので、その分の工程も少なくして、製造コストを安価にすることができる。
【0031】
【実施例】
工程1.
まず、Alの粉末とSiOの粉末とを、重量比で4:6となるように秤量し、これらに有機バインダ、溶剤、分散材、可塑剤を添加し、ボールミルで24時間混合してスラリーを作製し、このスラリーをドクターブレード法によって厚み50μmの単層セラミックグリーンシートに加工した。
この単層セラミックグリーンシートを八枚積層し、温度70°Cに加熱した状態で196MPaの圧力を加えてこれらを圧着して一枚の積層シートとし、このような積層シートを計二枚作製した。これらの積層シートは、サージアブソーバの上下面をなす絶縁体層を構成するものである。
【0032】
工程2.
次に、前記の50μm厚のセラミックグリーンシートを三枚積層、圧着して一枚の積層シートを作製し、その一面において、各サージアブソーバをなす領域にRuO−ガラス系ペーストを印刷、乾燥させ、各領域に、一端縁から領域中央までに亘る一方の放電電極と、この一方の放電電極と平行で一端縁に対向する端縁から領域中央までに亘る他方の放電電極を形成した。ここで、これら放電電極は、幅0.15mm、長さ1.00mm、厚さ5μmの帯状に形成し、これらの間隔(幅方向の間隔)は0.20mmとした。
そして、この積層シートにおいて放電電極が形成される面上にさらに前記50μm厚のセラミックグリーンシートを三枚積層して、温度70°Cに加熱した状態で196MPaの圧力を加えてこれらを圧着して一枚の積層シートとした。
さらに、この積層シートにおいて各サージアブソーバをなす領域の中央部にパンチングで直径0.3mmの穴(ビアホール部)を形成し、穴内にそれぞれの放電電極の端面を表出させた。
【0033】
工程3.
工程2で形成した積層シートの一面上に、工程1で形成した積層シートのうちの一枚を積層して圧着し、さらに工程2で形成した積層シートのビアホール部を有機ビヒクル(有機バインダと溶剤との混合物)で埋めた後、工程1により形成したもう一枚の積層シートを、工程2により形成した積層シートの他面上に積層して圧着した。ここで、これら積層シートは、温度70°Cに加熱した状態で196MPaの圧力を加えることによって圧着した。
【0034】
工程4.
その後、この積層シートの積層体を各サージアブソーバをなす領域に切り分けてチップ状の積層体とし、これらチップ状の積層体を大気中で加熱して脱脂を行った後、不活性ガス(Ar、雰囲気圧106656Pa)中で900°Cに加熱して2時間保持して焼成した。
このようにして得たチップ状の焼結体にバレル研磨処理を施して角を取り除いた後、焼結体の電極が露出した面にAg導電性ペーストを塗布して大気中で600℃で焼成し、端子電極を形成した。
更に、端子電極にNiめっき、はんだめっきを施すことにより、1.6mm×0.8mm×0.8mmの小型のチップ型サージアブソーバを製造することができた。
【0035】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る請求項1記載のサージアブソーバによれば、複数の絶縁材を積層して積層体を形成し、絶縁材に穴又は凹部を設けて積層体の内部に放電空間を形成し、同一の絶縁材に形成した一対の放電電極をこの放電空間で対向させたので、絶縁材の積層体中に放電空間を形成することができ、従来構造のように、箱状の蓋体を被着して内部空間を形成する必要がなく、容易に小型化することができる。また、同一絶縁材に一対の放電電極を形成したので、特に放電空間を凹部によって形成したものでは、最低2枚の絶縁材を積層してサージアブソーバを構成でき、従来構造のサージアブソーバに比べ大幅な薄厚化が可能となる。更に、一対の放電電極が穴又は凹部によって形成した放電空間を介して対向するので、穴等の形状・大きさを変えることによって、一定の積層厚を保持したまま放電電極間の対向距離を自在に設定することができる。
【0036】
請求項2記載のサージアブソーバによれば、請求項1記載のサージアブソーバにおいて、放電空間で対向する一対の放電電極を複数対設けたので、最初に放電していた放電電極が長期の使用によって放電不能となった場合であっても、次に放電し易い放電電極が放電し、放電開始電圧を低いまま維持することができる。
【0037】
請求項3記載のサージアブソーバの製造方法によれば、一枚のセラミックグリーンシート上に、第一放電電極と、第二放電電極とを形成し、セラミックグリーンシートに第一放電電極及び第二放電電極を切断する穴又は凹部を形成し、このセラミックグリーンシートの上下に他のセラミックグリーンシートを積層して圧着し、一体焼成するので、複数の穴及び放電電極を所定位置に配設したセラミックグリーンシートを積層することで、各放電空間に一対の放電電極を同時に対向させることができ、大量のサージアブソーバを容易にかつ一度に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るサージアブソーバの縦断面図である。
【図2】図1のA−A矢視図である。
【図3】図2のB−B矢視図である。
【図4】図1に示したサージアブソーバの分解斜視図である。
【図5】図1に示したサージアブソーバの変形例を表す要部拡大図である。
【図6】従来のサージアブソーバの縦断面図である。
【符号の説明】
21…サージアブソーバ
23…絶縁材
25…積層体
27…穴
29…放電空間
31a、31b…一対の放電電極
33…基端
35…先端
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surge absorber that absorbs a surge voltage and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an improved technique that enables downsizing.
[0002]
[Prior art]
Chip-type surge absorbers are connected to parts where electronic devices such as telephones and modems are connected to communication lines, or to parts that are susceptible to electric shock such as lightning surges or static electricity, such as CRT drive circuits. Is used to prevent destruction.
[0003]
As shown in FIG. 6, a conventional chip-type surge absorber 1 has discharge electrodes 5 and 7 formed on a plate surface of an insulating substrate 3 made of an insulating material such as alumina so that the discharge electrodes 5 and 7 are opposed to each other. A discharge gap 9 called a microgap is provided between the two (see, for example, Patent Document 1 described later). The discharge electrode 5 and the discharge electrode 7 can be formed as an integrated print pattern facing each other across the discharge gap 9 by screen-printing the electrode material.
[0004]
Above these discharge electrodes 5 and 7, a box-shaped ceramic lid 13 is attached on the insulating substrate 3 so as to form the internal space 11. Gas atmosphere. The lid 13 is covered with an adhesive 15 applied around the insulating substrate 3 so that the outer ends of the discharge electrodes 5 and 7 protrude outside. Terminal electrodes 17 and 19 are formed on both ends of the lid 13 and the insulating substrate 3 by plating or the like, and the terminal electrodes 17 and 19 are connected to the respective discharge electrodes 5 and 7.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-15832 (paragraph 0003, FIG. 3)
[0006]
In the surge absorber 1 having such a configuration, when a large surge voltage exceeding the discharge starting voltage flows through the discharge electrodes 5 and 7, the glow discharge a is triggered through the discharge gap 9 between the distal ends of the discharge electrodes 5 and 7. Then, as shown by the arrow b, this discharge gradually extends in the internal space 11 in the form of a creeping discharge to the outer end sides of the two discharge electrodes 5 and 7, and further, as shown in c, the discharge electrodes 5 and 7 An arc discharge occurs between the outer ends, thereby absorbing a surge voltage generated between the circuits.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional surge absorber described above has a difficulty in downsizing because it covers the box-shaped lid to form an internal space. Moreover, since the lids are attached to the insulating substrate on which the discharge electrodes are formed while positioning the lids one by one in an inert gas and assembling them, a large amount of sealing cannot be performed at once.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a surge absorber and a method of manufacturing the surge absorber, which can be easily reduced in size, and can easily obtain a large amount of surge absorbers at once.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a surge absorber, wherein a laminated body is formed from a plurality of laminated insulating materials, and the inside of the laminated body is formed by holes or recesses provided in the insulating material. And a pair of discharge electrodes formed on the same insulating material face each other in the discharge space.
[0009]
In this surge absorber, the discharge space is formed in the laminated body of the insulating material, and it is not necessary to cover the box-shaped lid to form the internal space unlike the conventional structure. In addition, since a pair of discharge electrodes are formed on the same insulating material, the discharge space is sealed by laminating at least two insulating materials, particularly in the case where the discharge space is formed by concave portions, and an extremely thin surge absorber is formed. It can be manufactured. Furthermore, since the pair of discharge electrodes face each other via the discharge space formed by the hole, by changing the shape and size of the hole, the discharge electrodes face each other while maintaining a constant lamination thickness (thinness). The distance can be set freely.
[0010]
The surge absorber according to claim 2 is the surge absorber according to claim 1, wherein the plurality of insulating materials on which the pair of discharge electrodes are formed are stacked to form a pair of discharge electrodes facing each other in the discharge space. , A plurality of pairs are provided.
[0011]
In this surge absorber, when the discharge electrode that has been discharged first cannot be discharged due to long-term use, the discharge moves to the discharge electrode that is easily discharged next, and the discharge start voltage is kept low for a long time. Continue to be.
[0012]
A method for manufacturing a surge absorber according to claim 3, wherein a band-shaped first discharge electrode whose base end reaches one end surface of the sheet and whose front end reaches the center of the sheet is formed on at least one ceramic green sheet; Forming a band-shaped second discharge electrode leading to the end surface and reaching the center of the sheet, forming a hole or recess for cutting the first discharge electrode and the second discharge electrode in the center of the ceramic green sheet, Another ceramic green sheet is laminated on and under the ceramic green sheet and pressed, and the pressed plurality of ceramic green sheets are integrally fired.
[0013]
In this method for manufacturing a surge absorber, a plurality of holes and a discharge electrode are arranged at predetermined positions, and a ceramic green sheet is laminated, so that a pair of discharge electrodes can be simultaneously opposed to each discharge space, and a large number of surge absorbers can be disposed. Can be manufactured easily and all at once.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a surge absorber and a method of manufacturing the surge absorber according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a surge absorber according to the present invention, FIG. 2 is a view along arrow AA in FIG. 1, FIG. 3 is a view along arrow BB in FIG. 2, and FIG. 4 is a surge absorber shown in FIG. FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a modified example of the surge absorber shown in FIG.
[0015]
In the surge absorber 21 according to the present embodiment, a plurality of insulating materials 23 are stacked to form a stacked body 25. In the laminate 25, a discharge space 29 sealed inside is formed by a hole 27 or a recess formed in the insulating material 23. As shown in FIG. 2, an arbitrary one of the plurality of insulating materials 23 constituting the laminate 25 includes a first discharge electrode 31 a and a second discharge electrode 31 b which are a pair of discharge electrodes 31. Is formed.
[0016]
The first and second discharge electrodes 31a and 31b are arranged in parallel. Then, the first discharge electrode 31a is formed in a band shape in which the base end 33 reaches one end face (the right end face in FIG. 2) of the insulating material 23 and the tip end 35 reaches the center of the insulating material 23. The second discharge electrode 31b is formed in a strip shape in which the base end 33 reaches the other end surface (the left end surface in FIG. 2) of the insulating material 23 and the front end 35 reaches the center of the insulating material 23.
[0017]
The hole 27 is formed in the center of the insulating member 23, and the hole 27 cuts the first and second discharge electrodes 31a and 31b in an arc shape. Therefore, as shown in FIG. 3, the pair of first and second discharge electrodes 31 a and 31 b formed on the same insulating material 23 face each other in the discharge space 29. The discharge space 29 is filled with an inert gas as needed.
[0018]
In FIG. 1, 32a and 32b represent terminal electrodes connected to the first and second discharge electrodes 31a and 31b exposed on the end face of the laminate 25.
[0019]
Here, the laminated structure of the laminated body 25 in which the discharge space 29 is formed will be described in more detail.
In order to form the sealed discharge space 29, for example, a laminated structure shown in FIG. 4 can be used. That is, the first and second discharge electrodes 31a and 31b are formed on the upper surface of the insulating material 23a. A hole 27 is formed in the insulating material 23a. This insulating material 23a is laminated by being sandwiched from above and below by a pair of insulating materials 23b and 23c in which a hole 27 is formed. Further, the laminated body 25 is obtained by sandwiching the insulating members 23d and 23e in which the holes 27 are not formed. According to the laminated body 25, the first and second discharge electrodes 31a and 31b can be positioned at the center in the discharge space axis direction by the interposition of the insulating materials 23b and 23c.
[0020]
Further, the laminated structure may be configured such that the insulating material 23b and the insulating material 23c shown in FIG. 4 are omitted. In this case, the laminate 25 can be manufactured using three insulating materials 23a, 23d, and 23e, which are two less than the above-described configuration.
[0021]
Further, the laminated structure is also constructed by omitting the insulating material 23b, the insulating material 23c, and the insulating material 23e shown in FIG. 4 and forming a concave portion (not shown) instead of the hole 27 formed in the insulating material 23a. be able to. In this case, the discharge space 29 is sealed by the bottom surface of the recess formed in the insulating material 23a and the lower surface of the insulating material 23d. According to this laminated structure, the laminated body 25 can be manufactured from the two insulating members 23a and 23d, and the thickness can be easily reduced significantly as compared with the surge absorber having the conventional structure.
[0022]
Note that the first and second discharge electrodes 31a and 31b are desirably cut out by the holes 27 or recesses. As a result, the pair of first and second discharge electrodes 31a and 31b face each other via the discharge space 29, and a constant lamination thickness is maintained by changing the shape and size of the hole 27 or the concave portion. The facing distance between the first and second discharge electrodes 31a and 31b can be freely set.
[0023]
Further, in the present embodiment, the relative positions of the pair of first and second discharge electrodes 31a and 31b will be described as an example where they are formed on the same plane in parallel. , 31b may be arranged linearly on the same plane, and may be separated by the hole 27 or the concave portion.
[0024]
According to the surge absorber 21, the discharge space 29 is formed in the laminated body 25 of the insulating material 23, and it is not necessary to cover the box-shaped lid to form the internal space unlike the conventional structure. In addition, since a pair of discharge electrodes 31 are formed on the same insulating material 23, especially when the discharge space 29 is formed by a concave portion, a surge absorber in which the discharge space 29 is sealed by stacking at least two insulating materials 23 is provided. 21 can be formed, and an extremely thin surge absorber 21 can be easily manufactured. Further, a pair of discharge electrodes 31 are opposed to each other via a discharge space 29 formed by the hole 27, and by changing the shape and size of the hole 27, the discharge electrode 31 is maintained while maintaining a constant lamination thickness (thinness). The opposing distance between them can be freely set.
[0025]
In the above embodiment, the case where the first and second discharge electrodes 31a and 31b are formed on one insulating material 23 has been described as an example. However, the surge absorber according to the present invention has a structure as shown in FIG. The first and second discharge electrodes 31a and 31b are formed on each of a plurality of insulating materials 23 (three in the illustrated example), and a plurality of pairs of discharge electrodes (3 in the illustrated example) facing each other in the discharge space 29 are formed. Pair) may be provided. With such a configuration, when the first and second discharge electrodes 31a and 31b (for example, those of the middle layer) which have been discharged first cannot be discharged due to long-term use, the first discharge electrode 31a and 31b which is easily discharged next is used. The discharge can be transferred to the second discharge electrodes 31a and 31b (for example, the upper layer), and the discharge start voltage can be kept low.
[0026]
Next, a method of manufacturing the surge absorber 21 configured as described above will be described. First, for example, a material obtained by adding a sintering aid to a powder of an insulating material such as alumina (Al 2 O 3 ) such as corundum, mullite, corundum mullite, etc., is processed into a sheet having a thickness of 1 μm to 200 μm to obtain a ceramic. A green sheet (a material before sintering the insulating material 23) is prepared. Here, as sintering aids, SiO 2 (silicon dioxide), B 2 O 3 (boron oxide), PbO (lead oxide), Na 2 O (disodium oxide), Li 2 O (lithium oxide), BaO (Barium oxide), CaO (calcium oxide), ZnO (zinc oxide), MgO (magnesium oxide), TiO 2 (titanium oxide), or a mixture of two or more of Al 2 O 3 is used. be able to.
[0027]
Subsequently, strip-shaped first and second discharge electrodes 31a and 31b are formed on at least one ceramic green sheet, with one end (base end 33) reaching the sheet end face and the other end (tip end 35) reaching the sheet center. Form. The discharge electrodes 31a and 31b are formed in a strip shape having a width of, for example, 0.01 mm to 0.30 mm and a length of 0.6 mm to 1.5 mm. (Interval) is about 0.01 mm to 0.30 mm.
The discharge electrodes 31a and 31b are made of, for example, RuO 2 (ruthenium oxide) -glass, Ag / Pd (silver / palladium), SnO 2 (tin dioxide), Al (aluminum), Ni (nickel), Cu ( Copper), Ti (titanium), TiN (titanium nitride), Ta (tantalum), W (tungsten), SiC (silicon carbide), BaAl (barium aluminum), Nb (niobium), Si (silicon), C (carbon) , Ag (silver), Ag / Pt (silver / platinum), ITO (indium-tin oxide) and the like. The discharge electrodes 31a and 31b may be formed by, for example, screen printing, or may be formed by a sputtering method, a CVD method, an ion plating method, a printing method, or a vapor deposition method.
[0028]
Next, a hole 27 is formed in the center of the ceramic green sheet (corresponding to the insulating material 23a in FIG. 4) to cut the discharge electrodes 31a and 31b. The hole 27 has a diameter of, for example, 0.1 mm to 0.7 mm, and its cross-sectional shape may be a perfect circle, an ellipse, or a polygon such as a triangle or more.
Next, another ceramic green sheet (corresponding to the insulating materials 23d and 23e in FIG. 4) is laminated and pressed on the upper and lower sides of the ceramic green sheet. In this pressure bonding step, a pressure of 98.1 MPa to 490.3 MPa is applied to the ceramic green sheets 23 a, 23 d, and 23 e while being heated to 50 ° C. to 90 ° C. to perform pressure bonding.
[0029]
Finally, the plurality of pressed ceramic green sheets are heated to 600 ° C. to 1100 ° C. in an inert gas (atmospheric pressure of 13330 Pa to 133300 Pa) using a tunnel furnace, a batch furnace, or the like for 1 minute to By holding for 3 hours, it is integrally fired. Here, the inert gas used in the firing is He (helium), Ar (argon), Ne (neon), Xe (xenon), SF 6 (sulfur hexafluoride), CO 2 (carbon dioxide), C 3 F 8 (perfluoropropane), C 2 F 6 (perfluoroethane), CF 4 (tetrafluoromethane), H 2 (hydrogen molecular gas), atmosphere, and a mixed gas thereof can be used.
Thereafter, a conductive paste such as an Ag (silver) conductive paste is applied to both sides of the sintered body on which the first and second discharge electrodes 31a and 31b are exposed, and baked at, for example, 600 ° C. 32a and 32b are formed.
Here, the terminal electrodes 32a and 32b may be manufactured using a conductive resin paste. The firing temperature in this case is set to 120 ° C to 250 ° C.
[0030]
According to the method of manufacturing the surge absorber 21, the ceramic green sheets in which the plurality of holes 27 and the discharge electrodes 31 are arranged at predetermined positions are stacked, so that a pair of discharge electrodes 31 are simultaneously arranged in each discharge space 29 so as to face each other. This makes it possible to manufacture a large number of surge absorbers 21 easily and at once.
Further, according to the method of manufacturing the surge absorber 21, since it is not necessary to form a micro gap by using a laser or the like, the number of steps can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
[0031]
【Example】
Step 1.
First, a powder of Al 2 O 3 and a powder of SiO 2 are weighed so as to have a weight ratio of 4: 6, and an organic binder, a solvent, a dispersant, and a plasticizer are added thereto, and mixed with a ball mill for 24 hours. Then, a slurry was prepared, and this slurry was processed into a single-layer ceramic green sheet having a thickness of 50 μm by a doctor blade method.
Eight single-layer ceramic green sheets were stacked, and a pressure of 196 MPa was applied thereto while being heated to a temperature of 70 ° C., and they were pressed together to form a single stacked sheet. A total of two such stacked sheets were produced. . These laminated sheets constitute the insulator layers that form the upper and lower surfaces of the surge absorber.
[0032]
Step 2.
Next, the three ceramic green sheets having a thickness of 50 μm are laminated and pressed to form one laminated sheet, and on one surface thereof, a RuO 2 -glass paste is printed and dried in a region forming each surge absorber. In each region, one discharge electrode extending from one edge to the center of the region and the other discharge electrode extending parallel to the one discharge electrode and facing the one edge from the edge to the center of the region were formed. Here, these discharge electrodes were formed in a band shape having a width of 0.15 mm, a length of 1.00 mm, and a thickness of 5 μm, and their interval (interval in the width direction) was 0.20 mm.
Then, three ceramic green sheets each having a thickness of 50 μm are further laminated on the surface of the laminated sheet on which the discharge electrodes are to be formed, and these are pressed under pressure of 196 MPa while being heated to a temperature of 70 ° C. One laminated sheet was obtained.
Further, a hole (via hole portion) having a diameter of 0.3 mm was formed by punching in the center of each surge absorber in the laminated sheet, and the end face of each discharge electrode was exposed in the hole.
[0033]
Step 3.
One of the laminated sheets formed in step 1 is laminated and pressed on one surface of the laminated sheet formed in step 2, and the via holes of the laminated sheet formed in step 2 are inserted into an organic vehicle (organic binder and solvent). After that, another laminated sheet formed in the step 1 was laminated on the other surface of the laminated sheet formed in the step 2 and pressed. Here, these laminated sheets were pressure-bonded by applying a pressure of 196 MPa while heating to a temperature of 70 ° C.
[0034]
Step 4.
Thereafter, the laminated body of the laminated sheet is cut into regions forming respective surge absorbers to form chip-shaped laminated bodies, and these chip-shaped laminated bodies are heated in the air to be degreased, and then inert gas (Ar, It was heated to 900 ° C. in an atmosphere pressure of 106656 Pa) and held for 2 hours for firing.
The chip-shaped sintered body thus obtained is subjected to barrel polishing to remove corners, and then an Ag conductive paste is applied to the surface of the sintered body where the electrodes are exposed, and fired at 600 ° C. in the air. Then, a terminal electrode was formed.
Furthermore, by applying Ni plating and solder plating to the terminal electrodes, a small chip type surge absorber of 1.6 mm × 0.8 mm × 0.8 mm could be manufactured.
[0035]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the surge absorber according to claim 1 of the present invention, a plurality of insulating materials are laminated to form a laminated body, and a hole or a concave portion is provided in the insulating material to form the inside of the laminated body. Since a pair of discharge electrodes formed on the same insulating material are opposed to each other in this discharge space, a discharge space can be formed in a laminate of insulating materials, as in the conventional structure. There is no need to form an internal space by attaching a box-shaped lid, and the size can be easily reduced. In addition, since a pair of discharge electrodes are formed on the same insulating material, a surge absorber can be constructed by laminating at least two insulating materials, especially in the case where the discharge space is formed by a recess, which is significantly larger than the surge absorber of the conventional structure. It is possible to achieve a very small thickness. Furthermore, since the pair of discharge electrodes face each other via the discharge space formed by the holes or recesses, by changing the shape and size of the holes and the like, the facing distance between the discharge electrodes can be freely adjusted while maintaining a constant laminated thickness. Can be set to
[0036]
According to the surge absorber of the second aspect, in the surge absorber of the first aspect, a plurality of pairs of the discharge electrodes facing each other in the discharge space are provided. Even in the case where the discharge becomes impossible, the discharge electrode which is easily discharged next discharges, and the discharge starting voltage can be kept low.
[0037]
According to the method for manufacturing a surge absorber according to claim 3, the first discharge electrode and the second discharge electrode are formed on one ceramic green sheet, and the first discharge electrode and the second discharge electrode are formed on the ceramic green sheet. A hole or a concave portion for cutting an electrode is formed, and another ceramic green sheet is laminated and pressed on the upper and lower sides of the ceramic green sheet, and baked integrally, so that a ceramic green having a plurality of holes and discharge electrodes arranged at predetermined positions. By laminating the sheets, a pair of discharge electrodes can be simultaneously opposed to each discharge space, and a large amount of surge absorbers can be obtained easily and at once.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a surge absorber according to the present invention.
FIG. 2 is a view as viewed in the direction of arrows AA in FIG. 1;
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. 2;
FIG. 4 is an exploded perspective view of the surge absorber shown in FIG.
FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a modification of the surge absorber shown in FIG.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a conventional surge absorber.
[Explanation of symbols]
21 ... Surge absorber 23 ... Insulating material 25 ... Laminated body 27 ... Hole 29 ... Discharge spaces 31a and 31b ... A pair of discharge electrodes 33 ... Base end 35 ... Top end

Claims (3)

積層された複数の絶縁材から積層体が形成され、
前記絶縁材に設けられた穴又は凹部によって該積層体の内部に放電空間が形成され、
同一の前記絶縁材に形成された一対の放電電極が該放電空間で対向することを特徴とするサージアブソーバ。
A laminate is formed from the plurality of laminated insulating materials,
A discharge space is formed inside the laminate by a hole or a recess provided in the insulating material,
A pair of discharge electrodes formed on the same insulating material face each other in the discharge space.
請求項1記載のサージアブソーバにおいて、
前記一対の放電電極の形成された複数の前記絶縁材が積層されることで、前記放電空間で対向する一対の放電電極が、複数対設けられたことを特徴とするサージアブソーバ。
The surge absorber according to claim 1,
A surge absorber, wherein a plurality of pairs of discharge electrodes facing each other in the discharge space are provided by stacking a plurality of the insulating materials on which the pair of discharge electrodes are formed.
少なくとも一枚のセラミックグリーンシート上に、基端がシート一端面に至り先端がシート中央部に至る帯状の第一放電電極と、基端がシート他端面に至り先端がシート中央部に至る帯状の第二放電電極とを形成し、
前記セラミックグリーンシートの中央部に前記第一放電電極及び前記第二放電電極を切断する穴又は凹部を形成し、
該セラミックグリーンシートの上下に他のセラミックグリーンシートを積層して圧着し、
該圧着した複数のセラミックグリーンシートを一体焼成することを特徴とするサージアブソーバの製造方法。
On at least one ceramic green sheet, a band-shaped first discharge electrode whose base end reaches one end surface of the sheet and whose front end reaches the center portion of the sheet, and a band-shaped first discharge electrode whose base end reaches the other end surface of the sheet and whose front end reaches the center portion of the sheet. Forming a second discharge electrode,
Forming a hole or recess for cutting the first discharge electrode and the second discharge electrode in the center of the ceramic green sheet,
Laminating other ceramic green sheets on top and bottom of the ceramic green sheet and crimping,
A method for manufacturing a surge absorber, wherein the plurality of pressed ceramic green sheets are integrally fired.
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