JP2004179111A

JP2004179111A - Chip type surge absorber and manufacturing method thereof

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Publication number: JP2004179111A
Application number: JP2002347106A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Shiyatou; 康弘社藤; Masatoshi Abe; 政利阿部
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP4161696B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To more easily provide a chip type surge absorber at low cost. <P>SOLUTION: A green sheet 11 for a substrate, which is provided with a plurality of conductive films 13 opposite to each other in both sides of a discharge space 4 in one surface 11a thereof and formed with a groove-like scribe line 14 for dividing into areas as each of insulating substrates 3, and a green sheet 12 for a cover body, which is formed with recessed parts 7a in the same arrangement with the arrangement of the discharge space 4 of the one surface 11a of the green sheet 11 for a substrate in one surface 12a thereof and formed with a groove-like scribe line 15 for dividing into areas as each of cover bodies 7, are manufactured. After sintering any one or both of these green sheets when necessary, they are laminated so that the recessed parts 7a faces to the discharge space 4 in the predetermined gas atmosphere, and adhered to each other to form a layered sheet 21 filled with the gas inside each of the recessed parts 7a. this layered sheet 21 is separated per each of areas to become each of element main bodies 2 to obtain the element main body 2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サージから種々の電子機器等を保護し、事故を未然に防ぐために使用されるチップ型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】
サージアブソーバは、通信線、電源線、アンテナ等、電子機器が外部から信号や電力を得るための入力部に接続し、外部から侵入する異常電圧から電子機器を保護するために使用されるものである。
【０００３】
このようなサージアブソーバとしては、放電管タイプのチップ型サージアブソーバが知られている。チップ型サージアブソーバは、絶縁性基板の一面上に導電性膜からなる放電電極が互いの間に放電間隙を挟んで対向配置され、この絶縁性基板の前記一面には前記放電間隙の周囲を囲って前記絶縁性基板との間に放電空間を形成する蓋体が設けられてなる素子本体を有しており、この素子本体には、各放電電極と電気的に接続されるとともに電子機器の基板との接続部をなす端子電極が形成されている。このチップ型サージアブソーバは、電子機器の基板に対して、端子電極をはんだ付けすることで実装される。
【０００４】
このようなチップ型サージアブソーバは、従来、以下のようにして製造していた（例えば後述する特許文献１参照）。
まず、絶縁性材料からなる絶縁体シートを用意し、その一面に、この絶縁体シートを複数の絶縁性基板に分割するためのスクライブライン（分割溝）を形成する。この一面において、各絶縁性基板となる領域に、互いの間に放電間隙を挟んで対向させて放電電極を設ける。さらに、この一面の、各絶縁性基板となる領域に、前記蓋体を接着するためのガラス系接着剤層を形成したのち、絶縁体シートをスクライブラインに沿って分割して、各絶縁性基板を得る。一方で、絶縁性材料から、絶縁性基板に接着される側に前記放電空間を形成するための凹部を有する蓋体を個別に作成する。
そして、絶縁性基板に対して蓋体を不活性ガス中で接着して、絶縁性基板と蓋体との間に不活性ガスを封入する。
このようにして絶縁性基板と蓋体とが接着されてなる素子本体においては、各放電電極の端部が露出されている。最後に、素子本体において各放電電極が露出される端部にディッピング等によって端子電極を形成し、さらにこの端子電極にＮｉめっき及びはんだめっきを施すことによって、チップ型サージアブソーバを得る。
【０００５】
このようにして得られた各絶縁性基板に対して、各蓋体を、それぞれ放電間隙に対して凹部が対向するようにして接着して、素子本体を得る。
この接着作業は、一面に絶縁性基板及び蓋体と同形状をなす穴が複数形成された冶具を用いて行われるものである。まず、各絶縁性基板を、冶具の穴内に、放電電極及び放電間隙が形成される前記一面が上方を向くようにしてそれぞれ振り込み、続いて各蓋部を、前記凹部が形成される前記一面が下方を向くようにしてこの穴内に振り込む。そして、この状態で冶具ごと絶縁性基板及び蓋体をヒータによって加熱することで絶縁性基板上のガラス系接着剤層を融解させ、その後これらを冷却することでガラス系接着剤層を固化させて絶縁性基板と蓋体とを接着し、前記の素子本体を得る。
ここで、この接着作業は、上記の手順に限られるものではなく、冶具の穴内に、まず、各蓋部を、前記凹部が形成される前記一面が上方を向くようにして振り込み、続いて、各絶縁性基板を、放電電極及び放電間隙が形成される前記一面が下方を向くようにしてそれぞれ振り込んでもよい。
【０００６】
最後に、この素子本体において、放電電極の端部が露出する端面にそれぞれ放電電極と電気的に接続させて端子電極を設けることで、チップ型サージアブソーバを得る。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３５６３３号公報（段落００１６、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の製造方法では、絶縁性基板と蓋体とを接着する際に、これらをそれぞれ冶具の穴内に振り込んでいたので、接着作業に手間がかかり、これが製造コストを高くする要因となっていた。
また、上記のように、絶縁性基板は、焼結シートをスクライブラインに沿って割ることによって得ているので、絶縁性基板の縁にバリが生じやすく、絶縁性基板の形状精度が低下しやすい。ここで、蓋体をプレス成形によって個別に製造する場合には、蓋体にはこのような形状精度低下の問題は生じないが、蓋体を絶縁性基板と同様にして焼結シートを分割することによって得ている場合には、同様に蓋体の形状精度が低下しやすい。そして、このように絶縁性基板や蓋体の形状精度が低いと、これらを冶具の穴内に振り込みにくくなって接着作業にさらに手間がかかってしまう。
【０００９】
また、このように焼結シートが適正に割れずに絶縁性基板や蓋体の縁に割れや欠けが生じた場合は、絶縁性基板と蓋体との間に形成される放電空間の封止不良を招き、歩留まりが低下してしまう。従来は、このように絶縁性基板や蓋体に欠けが生じた場合にも放電空間の確実な封止が行われるよう、絶縁性基板及び蓋体において接着しろまたは切断しろを大きく取っているが、これによって同一面積のグリーンシートや焼結シートから得られる絶縁性基板や蓋体の個数が少なくなるので、製造コストが高くなってしまっていた。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、より容易かつ低コストで製造することが可能なチップ型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している。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるチップ型サージアブソーバの製造方法は、絶縁性基板の一面上に放電電極が互いの間に放電間隙を挟んで対向配置され、前記一面には前記放電間隙の周囲を囲って前記絶縁性基板との間に放電空間を形成する蓋体が設けられた構成の素子本体を有するチップ型サージアブソーバの製造方法であって、絶縁性材料からなり一面に前記放電間隙を挟んで対向する前記放電電極が複数組形成される基板用グリーンシートもしくはこの基板用グリーンシートを焼結してなる基板用焼結シートの前記一面に、絶縁性材料からなり一面に前記放電間隙と同じ配置で凹部が形成される蓋体用グリーンシートもしくはこの蓋体用グリーンシートを焼結してなる蓋体用焼結シートを、前記放電間隙と前記凹部とが対向するようにして接着して積層シートとする接着工程と、この積層シートが基板用グリーンシートもしくは蓋体用グリーンシートを有している場合にはこれを焼結したのちに、前記凹部間に位置する領域で分割して複数の前記素子本体を得る分割工程とを有していることを特徴としている。
【００１２】
このチップ型サージアブソーバの製造方法では、基板用グリーンシートもしくは基板用焼結シートと、蓋体用グリーンシートもしくは蓋体用焼結シートとを接着して積層シートとし、この積層シートが基板用グリーンシートもしくは蓋体用グリーンシートを有している場合にはこれを焼結したのちに、これらを分割して素子本体を得る。
すなわち、このチップ型サージアブソーバの製造方法では、（Ａ）基板用グリーンシートと蓋体用グリーンシート、（Ｂ）基板用グリーンシートと蓋体用焼結シート、（Ｃ）基板用焼結シートと蓋体用グリーンシート、（Ｄ）基板用焼結シートと蓋体用焼結シート、のいずれかの組み合わせからなる積層シートを、（（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のいずれかの組み合わせの場合には積層シートを焼結したのちに）分割して各素子本体を得るので、従来の絶縁性基板と蓋体とを個々に接着する製造方法のように各絶縁性基板と各蓋体のそれぞれについて冶具を用いて位置決めする手間が不要となる。
【００１３】
また、このチップ型サージアブソーバの製造方法では、各素子本体は、放電空間の封止面同士がすでに接着された状態で積層シートから分離されるので、各素子本体の封止面に割れや欠けが生じにくく、放電空間が確実に封止された素子本体を得ることができる。
さらに、このように各素子本体の放電空間の封止面に割れや欠けが生じにくいので、絶縁性基板及び蓋体において接着しろまたは切断しろを最小限にすることができ、これによって同一面積のグリーンシートから得られる絶縁性基板や蓋体の個数を増加させることができる。
【００１４】
また、このチップ型サージアブソーバの製造方法において、前記蓋体用グリーンシートの前記凹部を、プレス成形によって形成し、このプレス成形の際に、前記各蓋体となる領域を区分する溝状のスクライブラインを同時に形成してもよい。
この場合には、蓋体用グリーンシートに、一度のプレス成形で凹部とスクライブラインとを形成することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００１５】
また、本発明にかかるチップ型サージアブソーバは、上記の製造方法によって製造されるので、低コストであるとともに、放電空間の封止が確実である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるチップ型サージアブソーバ及びその製造方法の一実施形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１７】
まず、本発明にかかるチップ型サージアブソーバの製造方法によって製造されるチップ型サージアブソーバの構成について説明する。図１に示すように、このチップ型サージアブソーバ１の素子本体２は、絶縁性基板３と、絶縁性基板３の一面３ａ上に互いの間に放電間隙４を挟んで対向配置されかつそれぞれ一面３ａの異なる縁部まで達する一対の放電電極５と、放電間隙４の周囲を囲って絶縁性基板３との間に放電空間６を形成する蓋体７とを有する構成とされており、素子本体２において各放電電極５が縁部まで設けられている端部には、それぞれ放電電極５と電気的に接続される端子電極８が設けられている。
【００１８】
本実施の形態では、絶縁性基板３及び蓋体７は、絶縁性材料を四角形板状に成形したものであって、蓋体７において、絶縁性基板３の一面３ａと対向させられる面には、一面３ａとの間に放電空間６を形成するための凹部７ａが形成されている。絶縁性基板３と蓋体７との間には、凹部７ａの全周を囲むようにして接着剤層９が設けられており、この接着剤層９によって絶縁性基板３と蓋体７とが接着されるとともに、これらの間に形成される放電空間６が気密に封止されている。また、放電電極５は、それぞれ基板３の一面３ａの対向する縁部まで設けられている。
ここで、この放電空間６内には、放電電極５間での放電条件を一定にしてチップ型サージアブソーバ１の放電特性を一定に保つために、不活性ガスが封止されている。
また、端子電極８の表面には、Ｎｉめっき、はんだめっきのうちのいずれか一方もしくは両方が施されている。
【００１９】
以下、本発明にかかるチップ型サージアブソーバの製造方法の一実施例を、図２を用いて示す。
〔グリーンシート形成工程〕
まず、図２（ａ）に示すように、絶縁性材料の粉末とバインダーとを含むスラリーをドクターブレード法等によってシート状に形成して、絶縁性基板３となる基板用グリーンシート１１と、蓋体７となる蓋体用グリーンシート１２とをそれぞれ作成する。
これら基板用グリーンシート１１及び蓋体用グリーンシート１２の原料となる絶縁性材料としては、例えば、アルミナ、コランダム、ムライト、コランダムムライト、またはこれらの混合物等が用いられる。
ここで、これら基板用グリーンシート１１、蓋体用グリーンシート１２は、ドクターブレード法によって所望の厚みに形成してもよく、また、ドクターブレード法等によって形成した複数枚のグリーンシートを積層して所望の厚みに形成した構成としてもよい。
【００２０】
〔導電性膜（放電電極）形成工程〕
次に、図２（ｂ）に示すように、基板用グリーンシート１１の一面１１ａに、複数の導電性膜１３を、互いの間に放電間隙４を挟んで対向させて設ける。
この導電性膜１３は、この基板用グリーンシート１１から得られる素子本体２において各放電電極５を構成するものであって、金属、酸化物を初めとした電気伝導性、電子放出性を有する物質、例えば、Ａｇ（銀）、Ａｇ／Ｐｄ（銀／パラジウム）、ＳｎＯ_２（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）、ＴｉＣ（チタンカーバイド）、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／Ｐｔ（銀／プラチナ）、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、Ｒｕ（ルテニウム）等の導電性金属、もしくはこれらの混合物によって構成される。
この導電性膜１３は、上記のような物質を含むペーストを基板用グリーンシート１１の一面１１ａ上に、スクリーン印刷によって形成したのちに仮焼結することで形成するほか、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、焼き付け法等の一般的な薄膜形成方法を用いて形成することができる。
【００２１】
また、放電間隙４は、導電性膜１３を形成する際に、導電性膜１３を互いの間に放電間隙４を有するパターンで形成することによって得てもよく、また、導電性膜１３を帯状に形成し、この導電性膜１３を切削加工またはレーザー加工によって切断することによって形成してもよい。
本実施の形態では、基板用グリーンシート１１の一面１１ａにおいて、絶縁性基板３となる領域を複数またぐようにして帯状の導電性膜１３を形成し、各絶縁性基板３となる領域内で導電性膜１３を切断して放電間隙４を形成している。
【００２２】
ここで、この基板用グリーンシート１１には、この導電性膜１３の形成と前後して、一面１１ａに、プレス成形等によって溝状のスクライブライン１４を形成して、このスクライブライン１４によって基板用グリーンシート１１を、各絶縁性基板３となる領域に区分する。ここで、このスクライブライン１４は、基板用グリーンシート１１において一面１１ａとは反対側を向く他面に形成してもよく、また一面１１ａと他面の両方に形成してもよい。
【００２３】
〔蓋体用グリーンシート成形工程〕
一方、蓋体用グリーンシート１２には、図２（ｃ）に示すように、その一面１２ａに、基板用グリーンシート１１の一面１１ａにおける放電間隙４の配置と同じ配置にして、プレス成形等によって凹部７ａを形成する。
また、蓋体用グリーンシート１２には、一面１２ａに溝状のスクライブライン１５を形成して、このスクライブライン１５によって蓋体用グリーンシート１２を、各蓋体７となる領域に区分する。本実施の形態では、凹部７ａをプレス加工によって形成しており、スクライブライン１５は、凹部７ａを形成するプレス加工の際に凹部７ａと同時に形成している。ここで、このスクライブライン１５は、蓋体用グリーンシート１２において一面１２ａとは反対側を向く他面に形成してもよく、また一面１２ａと他面の両方に形成してもよい。
【００２４】
〔接着剤層形成工程〕
次に、基板用グリーンシート１１上に放電間隙４のそれぞれの周囲を囲むようにして接着剤層９を形成するか、蓋体用グリーンシート１２上または該蓋体用グリーンシートを焼結してなる焼結シート上に凹部７ａのそれぞれの周囲を囲む接着剤層９を形成する。
本実施の形態では、図２（ｄ）に示すように、基板用グリーンシート１１の放電間隙４のそれぞれの周囲を囲むようにして接着剤層９を形成している。
ここで、接着剤層９を構成する接着剤としては、ＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）、Ｂ_２Ｏ_３（酸化ホウ素）、ＰｂＯ（酸化鉛）、Ｎａ_２Ｏ（酸化二ナトリウム）、Ｌｉ_２Ｏ（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_２（酸化チタン）、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｐ_３Ｏ_５（酸化リン）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。
そして、このような接着剤をスクリーン印刷等によって放電間隙４の周囲を囲むパターンで印刷したのちに、仮焼結を行うことで接着剤層９を形成する。
【００２５】
〔接着工程〕
続いて、基板用グリーンシート１１と蓋体用グリーンシート１２とを、グリーンシートの状態のまま、もしくは必要に応じていずれか一方もしくは両方を焼結してそれぞれ基板用焼結シート１６、蓋体用焼結シート１７としたのち、（Ａ）基板用グリーンシート１１と蓋体用グリーンシート１２、（Ｂ）基板用グリーンシート１１と蓋体用焼結シート１７、（Ｃ）基板用焼結シート１６と蓋体用グリーンシート１７、（Ｄ）基板用焼結シート１６と蓋体用焼結シート１７、のいずれかの組み合わせで、不活性ガス雰囲気中において、凹部７ａが放電間隙４に対向するようにして積層して、各凹部７ａ内にガスが充填された積層シート２１とする（図２（ｅ）参照）。
【００２６】
そして、この積層シート２１を加熱して接着剤層９を融解させ、接着剤層９が融解したのちにこの積層シート２１を冷却することで、接着剤層９を固化させて、積層シート２１を構成する基板用焼結シート１６と蓋体用焼結シート１７とを接着するとともに、各放電空間６を気密に封止する。
ここで、この積層シート２１が基板用グリーンシート１１もしくは蓋体用グリーンシート１２を有している場合（すなわち前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のいずれかの組み合わせで積層した場合）には、接着剤層９を融解させる際、もしくはこれと前後して、積層シート２１を不活性ガス中で焼結する。
前記放電空間６内に封入する不活性ガス、及び焼結の際の雰囲気ガスとしては、例えばＨｅ（ヘリウム）、Ａｒ（アルゴン）、Ｎｅ（ネオン）、Ｘｅ（キセノン）、ＳＦ_６（六ふっ化硫黄）、ＣＯ_２（二酸化炭素）、Ｃ_３Ｆ_８（パーフルオロプロパン）、Ｃ_２Ｆ_６（パーフルオロエタン）、ＣＦ_４（テトラフルオロメタン）、Ｈ_２（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。
【００２７】
〔分離工程〕
そして、図２（ｆ）に示すように、この積層シート２１を各素子本体２となる領域ごとに分離させて、素子本体２を得る。
本実施の形態では、焼結体をローラーに通すなどして圧力を加えることで、基板用焼結シート１６及び蓋体用焼結シート１７とを、それぞれスクライブライン１４、１５に沿って割り、素子本体２を得ている。これに限らず、各素子本体２は、積層シート２１をダイシングによって分割することで得てもよい。
【００２８】
最後に、このようにして得た素子本体２において、放電電極５の断面が露出する端部に、放電電極５と電気的に接続された端子電極８を形成し、さらに端子電極８にＮｉめっき、はんだめっきのうちのいずれか一方もしくは両方を施して、図１に示すチップ型サージアブソーバ１を得る。
この端子電極８は、例えば素子本体２にディッピング等によってＡｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈのうち、一種または二種以上を混合してなる導電性ペースト、もしくは導電性樹脂ペーストを設けて、これを焼結することによって形成することができる。
【００２９】
このチップ型サージアブソーバの製造方法では、基板用焼結シート１６と蓋体用焼結シート１７とが接着されてなる積層シート２１を分割して各素子本体２を得るので、従来の絶縁性基板と蓋体とを個々に接着する製造方法のように各絶縁性基板３と各蓋体７のそれぞれについて冶具を用いて位置決めする手間が不要となり、チップ型サージアブソーバ１の製造工程を簡略化することができ、製造コストを低減することができるとともに、大量生産が容易となる。
【００３０】
また、このチップ型サージアブソーバの製造方法では、各素子本体２は、放電空間６の封止面同士がすでに接着された状態で積層シート２１から分離されるので、素子本体２における放電空間６の封止面には割れや欠けが生じにくく、放電空間６が確実に封止された素子本体２を得ることができ、チップ型サージアブソーバ１の歩留まりを向上させて、製造コストを低減させることができる。
さらに、このように各素子本体２の放電空間６の封止面に割れや欠けが生じにくいので、絶縁性基板３及び蓋体７において接着しろまたは切断しろを最小限にすることができ、これによって同一面積のグリーンシートから得られる絶縁性基板３や蓋体７の個数を増加させることができ、材料歩留まりを向上させて、製造コストを低減させることができる。
【００３１】
また、このチップ型サージアブソーバの製造方法では、蓋体用グリーンシート１２の一面１２ａの凹部７ａを、プレス成形によって形成し、このプレス成形の際に、各素子本体２となる領域を区分する溝状のスクライブライン１５も同時に形成しているので、製造工程を簡略化することができ、チップ型サージアブソーバ１を低コストかつ容易に製造することができる。
【００３２】
そして、このような製造方法によって製造されるチップ型サージアブソーバ１は、低コストで製造可能でかつ放電空間の封止が確実で、信頼性が高い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明のチップ型サージアブソーバの製造方法によれば、予め二枚のシートを接着してなる積層シートを分割して各素子本体を得るので、各絶縁性基板と各蓋体とを接着する際に冶具を用いて位置決めする手間が不要となり、製造コストを低減することができ、また大量生産が容易となる。
また、各素子本体は、放電空間の封止面同士がすでに接着された状態で積層シートから分離されるため、素子本体における放電空間の封止面には割れや欠けが生じにくく、放電空間の封止を確実に行うことができ、歩留まりを向上させて、製造コストを低減することができる。
さらに、このように各素子本体の放電空間の封止面に割れや欠けが生じにくいので、絶縁性基板及び蓋体において接着しろまたは切断しろを最小限にすることができ、これによって同一面積のグリーンシートや焼結シートから得られる絶縁性基板や蓋体の個数を増加させることができ、材料歩留まりを向上させて、製造コストを低減することができる。
【００３４】
そして、このような製造方法によって製造されるチップ型サージアブソーバは、低コストで製造可能でかつ放電空間の封止が確実で、信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるチップ型サージアブソーバの製造方法によって作成されるチップ型サージアブソーバの構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明にかかるチップ型サージアブソーバの製造方法を工程順に示す図である。
【符号の説明】
１チップ型サージアブソーバ２素子本体
３絶縁性基板３ａ絶縁性基板の一面
４放電間隙５放電電極
６放電空間７蓋体
７ａ凹部９接着剤層
１１基板用グリーンシート１１ａ基板用グリーンシートの一面
１２蓋体用グリーンシート１２ａ蓋体用グリーンシートの一面
１４、１５スクライブライン２１積層シート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a chip-type surge absorber used to protect various electronic devices and the like from surges and prevent accidents, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Surge absorbers are used to connect electronic devices, such as communication lines, power lines, and antennas, to input sections for obtaining signals and power from outside, and to protect electronic devices from abnormal voltages that enter from outside. is there.
[0003]
As such a surge absorber, a discharge tube type chip type surge absorber is known. In the chip-type surge absorber, discharge electrodes made of a conductive film are arranged on one surface of an insulating substrate to face each other with a discharge gap therebetween, and the one surface of the insulating substrate surrounds the periphery of the discharge gap. A main body provided with a lid for forming a discharge space between the main body and the insulating substrate. And a terminal electrode forming a connection portion with the terminal. This chip type surge absorber is mounted by soldering a terminal electrode to a substrate of an electronic device.
[0004]
Conventionally, such a chip-type surge absorber has been manufactured as follows (for example, see Patent Document 1 described later).
First, an insulator sheet made of an insulating material is prepared, and a scribe line (division groove) for dividing the insulator sheet into a plurality of insulating substrates is formed on one surface thereof. On this surface, a discharge electrode is provided in a region to be each insulating substrate so as to face each other with a discharge gap therebetween. Furthermore, after forming a glass-based adhesive layer for bonding the lid to the surface of each surface, which is to be an insulating substrate, the insulating sheet is divided along scribe lines to form each insulating substrate. Get. On the other hand, lids each having a concave portion for forming the discharge space on the side adhered to the insulating substrate are individually formed from an insulating material.
Then, the lid is adhered to the insulating substrate in an inert gas, and the inert gas is sealed between the insulating substrate and the lid.
In the element body in which the insulating substrate and the lid are bonded in this manner, the ends of the respective discharge electrodes are exposed. Finally, a terminal electrode is formed by dipping or the like at an end of the element body where each discharge electrode is exposed, and further, the terminal electrode is plated with Ni and solder to obtain a chip-type surge absorber.
[0005]
Each lid is bonded to each of the insulating substrates obtained in this manner such that the concave portions face the discharge gap, respectively, to obtain an element body.
This bonding operation is performed using a jig having a plurality of holes formed in one surface in the same shape as the insulating substrate and the lid. First, each insulating substrate is transferred into the hole of the jig so that the one surface on which the discharge electrode and the discharge gap are formed faces upward, and then each lid is covered with the one surface on which the recess is formed. Transfer into this hole so that it faces downward. Then, in this state, the insulating substrate and the lid together with the jig are heated by a heater to melt the glass-based adhesive layer on the insulating substrate, and then cooled to solidify the glass-based adhesive layer. The element substrate is obtained by bonding the insulating substrate and the lid.
Here, this bonding work is not limited to the above procedure, and first, each lid is transferred into the hole of the jig such that the one surface on which the concave portion is formed faces upward, and then, Each insulating substrate may be transferred so that the one surface on which the discharge electrode and the discharge gap are formed faces downward.
[0006]
Lastly, in this element body, a terminal electrode is provided on each of the end faces where the ends of the discharge electrodes are exposed, so as to be electrically connected to the discharge electrodes, thereby obtaining a chip-type surge absorber.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-35633 A (paragraph 0016, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described manufacturing method, when bonding the insulating substrate and the lid, each of them is transferred into the hole of the jig, so that the bonding operation is troublesome, and this is a factor that increases the manufacturing cost. Was.
Further, as described above, since the insulating substrate is obtained by dividing the sintered sheet along the scribe line, burrs are easily generated at the edge of the insulating substrate, and the shape accuracy of the insulating substrate tends to decrease. . Here, when the lids are individually manufactured by press molding, the lid does not have such a problem of a decrease in shape accuracy, but the lid is divided into sintered sheets in the same manner as the insulating substrate. In this case, the accuracy of the shape of the lid tends to decrease. If the shape precision of the insulating substrate and the lid is low, it is difficult to transfer these into the holes of the jig, and the bonding work is further troublesome.
[0009]
Also, if the edge of the insulating substrate or the lid is cracked or chipped without properly cracking the sintered sheet, the sealing of the discharge space formed between the insulating substrate and the lid is performed. Failures are caused and the yield is reduced. Conventionally, in order to ensure that the discharge space is securely sealed even when the insulating substrate or the lid is chipped in this way, a large amount of bonding or cutting is performed on the insulating substrate and the lid. As a result, the number of insulating substrates and lids obtained from a green sheet or a sintered sheet having the same area is reduced, so that the manufacturing cost is increased.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a chip-type surge absorber that can be manufactured more easily and at lower cost, and a method of manufacturing the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the method for manufacturing a chip-type surge absorber according to the present invention, the discharge electrodes are disposed on one surface of the insulating substrate so as to face each other with a discharge gap interposed therebetween. A method of manufacturing a chip-type surge absorber having an element body having a configuration in which a lid for forming a discharge space is provided between the substrate and a conductive substrate, wherein the chip-type surge absorber is made of an insulating material and faces one surface across the discharge gap. On one surface of the substrate green sheet on which a plurality of sets of discharge electrodes are formed or a substrate sintered sheet obtained by sintering this substrate green sheet, a concave portion is formed of an insulating material on one surface and has the same arrangement as the discharge gap. A green sheet for a lid to be formed or a sintered sheet for a lid obtained by sintering the green sheet for a lid is bonded and laminated so that the discharge gap and the recess are opposed to each other. And bonding the laminated sheet, if the laminated sheet has a substrate green sheet or a lid green sheet, after sintering, and dividing the laminated sheet into regions located between the recesses to form a plurality of sheets. And a dividing step of obtaining the element body.
[0012]
In this method of manufacturing a chip-type surge absorber, a green sheet for a substrate or a sintered sheet for a substrate and a green sheet for a lid or a sintered sheet for a lid are bonded to form a laminated sheet, and the laminated sheet is a green sheet for the substrate. When a sheet or a green sheet for a lid is provided, it is sintered and then divided to obtain an element body.
That is, in the method of manufacturing the chip-type surge absorber, (A) the green sheet for the substrate and the green sheet for the lid, (B) the green sheet for the substrate and the sintered sheet for the lid, and (C) the sintered sheet for the substrate A green sheet for a lid, (D) a laminated sheet composed of any combination of a sintered sheet for a substrate and a sintered sheet for a lid, and a combination of any of (A), (B), and (C) In the case of (1), after sintering the laminated sheet), each element body is obtained by dividing, so that each insulating substrate and each lid are formed as in the conventional manufacturing method of individually bonding the insulating substrate and the lid. For each of the above, the trouble of positioning using a jig becomes unnecessary.
[0013]
In addition, in this method of manufacturing a chip-type surge absorber, each element body is separated from the laminated sheet in a state where the sealing surfaces of the discharge spaces are already bonded to each other, so that the sealing surface of each element body is cracked or chipped. Is less likely to occur, and an element body in which the discharge space is securely sealed can be obtained.
Furthermore, since the sealing surface of the discharge space of each element body is unlikely to be cracked or chipped in this way, it is possible to minimize the amount of bonding or cutting between the insulating substrate and the lid, thereby reducing the area of the same area. The number of insulating substrates and lids obtained from the green sheet can be increased.
[0014]
Further, in the method of manufacturing the chip-type surge absorber, the concave portion of the lid green sheet is formed by press molding, and at the time of the press molding, a groove-shaped scribe that divides each of the lid regions is formed. Lines may be formed simultaneously.
In this case, the recess and the scribe line can be formed in the green sheet for lid by a single press molding, and the manufacturing process can be simplified.
[0015]
Further, since the chip-type surge absorber according to the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method, the cost is low and the discharge space is reliably sealed.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a chip-type surge absorber and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0017]
First, the configuration of a chip-type surge absorber manufactured by the method for manufacturing a chip-type surge absorber according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1, an element body 2 of the chip-type surge absorber 1 is opposed to an insulating substrate 3 on one surface 3a of the insulating substrate 3 with a discharge gap 4 interposed therebetween. The element main body includes a pair of discharge electrodes 5 reaching different edges of 3a, and a lid 7 surrounding the periphery of the discharge gap 4 and forming a discharge space 6 with the insulating substrate 3. In FIG. 2, terminal electrodes 8 electrically connected to the discharge electrodes 5 are provided at the ends where the respective discharge electrodes 5 are provided up to the edges.
[0018]
In the present embodiment, the insulating substrate 3 and the lid 7 are formed by molding an insulating material into a square plate shape, and the lid 7 has a surface facing the one surface 3 a of the insulating substrate 3. , One surface 3a is formed with a recess 7a for forming a discharge space 6. An adhesive layer 9 is provided between the insulating substrate 3 and the lid 7 so as to surround the entire circumference of the concave portion 7a. The adhesive layer 9 bonds the insulating substrate 3 and the lid 7 to each other. In addition, the discharge space 6 formed therebetween is hermetically sealed. Further, the discharge electrodes 5 are provided up to the opposing edges of the one surface 3a of the substrate 3, respectively.
Here, an inert gas is sealed in the discharge space 6 in order to keep the discharge conditions between the discharge electrodes 5 constant and keep the discharge characteristics of the chip type surge absorber 1 constant.
The surface of the terminal electrode 8 is subjected to one or both of Ni plating and solder plating.
[0019]
Hereinafter, one embodiment of a method for manufacturing a chip type surge absorber according to the present invention will be described with reference to FIG.
[Green sheet forming process]
First, as shown in FIG. 2A, a slurry containing a powder of an insulating material and a binder is formed into a sheet by a doctor blade method or the like, and a green sheet 11 for a substrate to be an insulating substrate 3 and a cover The lid green sheet 12 to be the body 7 is prepared.
As an insulating material serving as a raw material of the substrate green sheet 11 and the lid green sheet 12, for example, alumina, corundum, mullite, corundum mullite, or a mixture thereof is used.
Here, the substrate green sheet 11 and the lid green sheet 12 may be formed to a desired thickness by a doctor blade method, or a plurality of green sheets formed by a doctor blade method or the like are laminated. It may be configured to have a desired thickness.
[0020]
[Conductive film (discharge electrode) forming step]
Next, as shown in FIG. 2B, a plurality of conductive films 13 are provided on one surface 11a of the green sheet 11 for a substrate so as to face each other with a discharge gap 4 therebetween.
The conductive film 13 constitutes each of the discharge electrodes 5 in the element body 2 obtained from the substrate green sheet 11, and is made of a material having electrical conductivity and electron emission properties such as metals and oxides. For example, Ag (silver), Ag / Pd (silver / palladium), SnO ₂ (tin dioxide), Al (aluminum), Ni (nickel), Cu (copper), Ti (titanium), TiN (titanium nitride), TiC (titanium carbide), Ta (tantalum), W (tungsten), SiC (silicon carbide), BaAl (barium aluminum), Nb (niobium), Si (silicon), C (carbon), Ag / Pt (silver / platinum) ), A conductive metal such as ITO (indium-tin oxide), Ru (ruthenium), or a mixture thereof.
The conductive film 13 is formed by screen-printing a paste containing the above-described substance on the one surface 11a of the substrate green sheet 11 and then temporarily sintering the paste. It can be formed using a general thin film forming method such as an ion plating method, a CVD method, and a baking method.
[0021]
Further, the discharge gap 4 may be obtained by forming the conductive film 13 in a pattern having the discharge gap 4 therebetween when the conductive film 13 is formed. The conductive film 13 may be formed by cutting or laser processing.
In the present embodiment, a strip-shaped conductive film 13 is formed on one surface 11 a of the substrate green sheet 11 so as to straddle a plurality of regions to be the insulating substrate 3, and a conductive film 13 is formed in each of the regions to be the insulating substrate 3. The discharge gap 4 is formed by cutting the conductive film 13.
[0022]
Here, before and after the formation of the conductive film 13, a groove-shaped scribe line 14 is formed on one surface 11 a of the green sheet 11 for a substrate by press molding or the like, and the scribe line 14 The green sheet 11 is divided into regions to be the respective insulating substrates 3. Here, the scribe lines 14 may be formed on the other surface of the substrate green sheet 11 facing the opposite side to the one surface 11a, or may be formed on both the one surface 11a and the other surface.
[0023]
[Green sheet molding process for lid]
On the other hand, as shown in FIG. 2 (c), the lid green sheet 12 is arranged on one surface 12a thereof in the same arrangement as the discharge gap 4 on the one surface 11a of the substrate green sheet 11, and is subjected to press molding or the like. A recess 7a is formed.
Also, a groove-shaped scribe line 15 is formed on one surface 12a of the lid green sheet 12, and the scribe line 15 divides the lid green sheet 12 into regions to be the respective lids 7. In the present embodiment, the concave portion 7a is formed by press working, and the scribe line 15 is formed simultaneously with the concave portion 7a at the time of press working for forming the concave portion 7a. Here, the scribe line 15 may be formed on the other surface of the lid green sheet 12 facing the opposite side to the one surface 12a, or may be formed on both the one surface 12a and the other surface.
[0024]
(Adhesive layer forming step)
Next, an adhesive layer 9 is formed on the green sheet 11 for the substrate so as to surround each of the discharge gaps 4, or a sintering is performed on the green sheet 12 for the lid or by sintering the green sheet for the lid. An adhesive layer 9 that surrounds each of the recesses 7a is formed on the binding sheet.
In the present embodiment, as shown in FIG. 2D, the adhesive layer 9 is formed so as to surround each of the discharge gaps 4 of the substrate green sheet 11.
Here, as an adhesive constituting the adhesive layer 9, 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), Al 2 O 3, P}}} 3 O 5 out of (phosphorylated) , Or a mixture of two or more types can be used.
Then, after printing such an adhesive in a pattern surrounding the periphery of the discharge gap 4 by screen printing or the like, the adhesive layer 9 is formed by performing temporary sintering.
[0025]
(Adhesion process)
Subsequently, the green sheet 11 for the substrate and the green sheet 12 for the lid are sintered in the state of the green sheet, or one or both of them are sintered as necessary, and the sintered sheet 16 for the substrate and the lid (A) Green sheet 11 for substrate and green sheet 12 for lid, (B) Green sheet 11 for substrate and sintered sheet 17 for lid, (C) Sintered sheet for substrate 16 and the green sheet 17 for the lid, or (D) any one of the sintered sheet 16 for the substrate and the sintered sheet 17 for the lid, the concave portion 7a faces the discharge gap 4 in an inert gas atmosphere. Thus, the laminated sheet 21 in which the gas is filled in each concave portion 7a is formed (see FIG. 2E).
[0026]
Then, the laminated sheet 21 is heated to melt the adhesive layer 9, and after the adhesive layer 9 is melted, the laminated sheet 21 is cooled to solidify the adhesive layer 9, thereby forming the laminated sheet 21. The sintering sheet 16 for the substrate and the sintering sheet 17 for the lid are adhered and the discharge spaces 6 are hermetically sealed.
Here, when the laminated sheet 21 has the substrate green sheet 11 or the lid green sheet 12 (that is, when the laminated sheet 21 is laminated by any combination of the above (A), (B), and (C)). When the adhesive layer 9 is melted or before or after the melting, the laminated sheet 21 is sintered in an inert gas.
As an inert gas sealed in the discharge space 6 and an atmosphere gas at the time of sintering, for example, He (helium), Ar (argon), Ne (neon), Xe (xenon), SF ₆ (hexafluoride) Sulfur), CO ₂ (carbon dioxide), C ₃ F ₈ (perfluoropropane), C ₂ F ₆ (perfluoroethane), CF ₄ (tetrafluoromethane), H ₂ (hydrogen molecular gas), atmosphere, etc. These gas mixtures can be used.
[0027]
(Separation step)
Then, as shown in FIG. 2 (f), the laminated sheet 21 is separated for each region to become each element main body 2 to obtain the element main body 2.
In the present embodiment, by applying pressure by passing the sintered body through a roller or the like, the sintered sheet 16 for the substrate and the sintered sheet 17 for the lid are divided along the scribe lines 14 and 15, respectively. An element body 2 is obtained. The invention is not limited thereto, and each element body 2 may be obtained by dividing the laminated sheet 21 by dicing.
[0028]
Finally, in the element body 2 thus obtained, a terminal electrode 8 electrically connected to the discharge electrode 5 is formed at an end where the cross section of the discharge electrode 5 is exposed. And / or solder plating to obtain the chip-type surge absorber 1 shown in FIG.
The terminal electrodes 8 are formed by, for example, dipping or the like on the element body 2 by mixing one or more of Ag, Pt, Au, Pd, Pb, Sn, Ni, Fe, Cr, Al, Ru, and Rh. It can be formed by providing a conductive paste or a conductive resin paste and sintering the paste.
[0029]
In this method of manufacturing a chip-type surge absorber, each element body 2 is obtained by dividing the laminated sheet 21 in which the sintered sheet 16 for the substrate and the sintered sheet 17 for the lid are bonded. It is not necessary to perform the positioning of each of the insulating substrate 3 and each of the lids 7 by using a jig as in the manufacturing method of individually bonding the lid and the lid, thereby simplifying the manufacturing process of the chip-type surge absorber 1. The production cost can be reduced, and mass production can be facilitated.
[0030]
Further, in this method of manufacturing the chip-type surge absorber, each element body 2 is separated from the laminated sheet 21 in a state where the sealing surfaces of the discharge spaces 6 are already adhered to each other. It is possible to obtain the element body 2 in which the sealing space is hardly cracked or chipped, the discharge space 6 is securely sealed, the yield of the chip type surge absorber 1 is improved, and the manufacturing cost is reduced. it can.
Furthermore, since the sealing surface of the discharge space 6 of each element body 2 is hardly cracked or chipped, the margin for bonding or cutting in the insulating substrate 3 and the lid 7 can be minimized. Thus, the number of insulating substrates 3 and lids 7 obtained from green sheets having the same area can be increased, the material yield can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.
[0031]
Further, in the method of manufacturing the chip-type surge absorber, the concave portion 7a of the one surface 12a of the lid green sheet 12 is formed by press molding, and a groove that divides a region to become each element body 2 at the time of the press molding. Since the scribe lines 15 are formed at the same time, the manufacturing process can be simplified, and the chip-type surge absorber 1 can be manufactured easily at low cost.
[0032]
The chip-type surge absorber 1 manufactured by such a manufacturing method can be manufactured at low cost, has a reliable sealing of the discharge space, and has high reliability.
[0033]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the method for manufacturing a chip-type surge absorber of the present invention, since each element body is obtained by dividing a laminated sheet in which two sheets are bonded in advance, when bonding each insulating substrate and each lid, In addition, the time and effort for positioning using a jig are not required, so that manufacturing costs can be reduced and mass production can be facilitated.
In addition, since each element body is separated from the laminated sheet in a state where the sealing surfaces of the discharge space are already bonded to each other, the sealing surface of the discharge space in the element body is not easily cracked or chipped, and the discharge space of the discharge space is hardly formed. Sealing can be reliably performed, yield can be improved, and manufacturing cost can be reduced.
Further, since the sealing surface of the discharge space of each element body is unlikely to be cracked or chipped in this manner, it is possible to minimize the amount of bonding or cutting between the insulating substrate and the lid, thereby reducing the area of the same area. The number of insulating substrates and lids obtained from a green sheet or a sintered sheet can be increased, the material yield can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.
[0034]
The chip-type surge absorber manufactured by such a manufacturing method can be manufactured at low cost, has a reliable sealing of the discharge space, and has high reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a chip-type surge absorber produced by a method of manufacturing a chip-type surge absorber according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of manufacturing a chip-type surge absorber according to the present invention in the order of steps.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chip type surge absorber 2 Element main body 3 Insulating substrate 3a One surface of insulating substrate 4 Discharge gap 5 Discharge electrode 6 Discharge space 7 Lid 7a Depression 9 Adhesive layer 11 Green sheet for substrate 11a One surface 12 of green sheet for substrate Green sheet for body 12a One side 14,15 of green sheet for lid scribe line 21 Laminated sheet

Claims

A cover on one surface of an insulative substrate in which discharge electrodes are opposed to each other with a discharge gap therebetween, and on one surface surrounding the periphery of the discharge gap to form a discharge space between the discharge electrode and the insulative substrate. A method of manufacturing a chip-type surge absorber having an element body having a configuration provided with
On the one surface of the substrate green sheet or a substrate sintered sheet obtained by sintering the substrate green sheet in which a plurality of sets of the discharge electrodes opposed to each other across the discharge gap and made of an insulating material are formed, A green sheet for a lid or a sintered sheet for a lid obtained by sintering a green sheet for a lid or a green sheet for a lid in which a concave portion is formed in the same arrangement as the discharge gap on one surface and made of an insulating material, A bonding step of bonding the laminated sheet so that the concave portions face each other,
When the laminated sheet has a green sheet for a substrate or a green sheet for a lid, after sintering, it is divided at a region located between the concave portions to obtain a plurality of the element main bodies. And a method of manufacturing a chip type surge absorber.

The concave portion of the lid green sheet is formed by press molding, and at the time of the press molding, groove-shaped scribe lines for dividing the regions to be the lids are simultaneously formed on the one surface. The method for manufacturing a chip-type surge absorber according to claim 1.

A chip-type surge absorber manufactured by the method for manufacturing a chip-type surge absorber according to claim 1.