JP2023004794A - 静電気放電サプレッサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】静電気放電サプレッサ及びその製造方法を提供する。【解決手段】静電気放電サプレッサは少なくとも２つのプリント基板、１つの絶縁枠、２つの端部電極及び少なくとも２つの内部電極を含む。絶縁枠は２つのプリント基板の間に位置し、内部にチャンバがある主構造を形成する。各プリント基板のチャンバに対向する表面に互いに離れた少なくとも１つの内部電極がある。２つの端部電極はそれぞれ主構造の異なる表面に位置し、それぞれ異なる内部電極に電気的に接続される。絶縁枠は中空のプリント基板であってもよく、印刷方法により絶縁材料を処理して形成された枠であってもよい。この製造方法では、絶縁枠の厚さを調整することで異なるプリント基板の相対距離を調整でき、ひいては静電気放電サプレッサの破壊電圧を調整することができる。【選択図】図２Ａ
Description
本発明は、静電気放電サプレッサ及びその製造方法に関し、特に２つのプリント基板の間に位置する絶縁枠の厚さを調整することにより２つのプリント基板の対向する表面に位置する内部電極の間の破壊電圧値を調整できる静電気放電サプレッサ及びその製造方法に関する。
静電気放電サプレッサ（ＥＳＤ ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ，ＥｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ）は、動作環境における回避できないノイズ、サージ（ｓｕｒｇｅ）及び高電圧信号などのによる損害から集積回路を保護するのに使用されている。図１Ａに示すように、静電気放電サプレッサ１０１とそれが保護する集積回路１０２とは互いに並列接続されるとともに回路１０３に直列接続され、静電気放電サプレッサ１０１の両端はそれぞれ回路１０３及びゼロ電位１０４に電気的に接続される。図１Ｂに示すように、静電気放電サプレッサ１０１の基本的な構成は、主構造１０１１の内部に互いに離れた２つの内部電極１０１２があり、主構造１０１１の対向する両端の外側に２つの端部電極１０１３があり、異なる端部電極１０１３がそれぞれ異なる内部電極１０１２に電気的に接続される一方、それぞれ回路１０３及びゼロ電位１０４に接続されてもよいことである。明らかなように、異なる内部電極１０１２間の破壊電圧値の大きさは、ある内部電極１０１２に到達する電気信号が互いに離れた他の内部電極１０１２に到達して２つの端部電極を電気的に導通するのに必要な電圧を決定する。明らかなように、回路１０３からの信号の電圧が静電気放電サプレッサ１０１の破壊電圧以下である場合、静電気放電サプレッサ１０１の内部の静電容量は信号が静電気放電サプレッサ１０１を通過することを阻止することで信号が集積回路１０２に入る。回路１０３からの信号の電圧が静電気放電サプレッサ１０１の破壊電圧を超えた場合、静電気放電サプレッサ１０１の内部の静電容量は信号が静電気放電サプレッサ１０１を経てゼロ電位１０４に到達することを阻止できないため、集積回路１０２がこの信号の影響から保護される。
近年の発展に伴い、集積回路の動作電圧が最初の５Ｖから１Ｖまで低減された。メモリを論理回路と共にパッケージングしている近年の技術、集積回路の動作環境における回避できない電源ノイズ（ｓｕｐｐｌｙ ｎｏｉｓｅ）、基板ノイズ（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｎｏｉｓｅ）及びクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）、普及されてきたウェアラブルデバイス、モバイル機器及びタッチパネルなどにおける外部環境からの静電気及びノイズなどの回路に現れた異常信号によって集積回路が損傷する可能性が大きくなり、集積回路を如何に周辺の回路素子（例えば、静電気放電サプレッサ及び受動素子）と共に統合するかも困難になる。そのため、より高い破壊電圧を有する静電気放電サプレッサ、より速い応答速度を有する静電気放電サプレッサ、又は回路基板に占める面積が小さい静電気放電サプレッサは市場価値が益々高くなっている
そこで、静電気放電サプレッサに対する様々な要求を満たすため、新しい静電気放電サプレッサ及びその製造方法を開発する必要がある。
本発明の静電気放電サプレッサの基本的な構成は以下の通りである。２つのプリント基板はそれぞれ１つの絶縁枠の対向する両側に位置することにより内部にチャンバがある主構造が形成される。いずれかのプリント基板におけるもう１つのプリント基板に対向する面には、このチャンバに露出される１つ又は複数の内部電極が存在し、異なる内部電極は互いに離れている。主構造の表面には、互いに離れた２つの端部電極が存在し、異なる端部電極はそれぞれ異なる１つ又は複数の内部電極に電気的に接続される。また、２つの端部電極はそれぞれ回路及びゼロ電位に電気的に接続されてもよい。
対向する導体間の破壊電圧値は、対向する導体間の距離に反比例するとともに、対向する導体の面積の和に比例するため、絶縁枠の厚さ及びチャンバに露出される複数の内部電極の配置方式は、本発明の静電気放電サプレッサの破壊電圧を決定する要素、即ち、必要な静電気放電サプレッサの破壊電圧に応じて調整する主な変数である。
本発明において、絶縁枠が２つの条件を満たせばよく、他は必要に応じて調整すればよい。まず、絶縁枠は、隣り合う２つのプリント基板と共に取り囲んでチャンバを形成することにより、それぞれこの２つのプリント基板に位置する異なる内部電極が互いの間の電圧差が十分に大きくなったときにこのチャンバにおいて先端放電を行う。さらに、絶縁することができる。具体的には、チャンバに露出される各内部電極の間で放電が発生するかどうかに関係なく、これらの電極は静電気放電サプレッサの外部と電気的に絶縁することができる。
例えば、絶縁枠は中空のプリント基板であってもよい。これによって、以下の利点を有する。まず、プリント基板を中空にし、２つのプリント基板をそれぞれ中空にされたプリント基板の対応する両側に置くというプロセスが簡単である。さらに、プリント基板のコストが高くなく、特に、高温プロセスを使用する必要がないため、プリント基板、内部電極及び端部電極などに対する悪影響を低減できる。
例えば、絶縁枠は、印刷方法により絶縁材料を処理して形成された枠であってもよい。これによって、以下の利点を有する。まず、絶縁材料を印刷して枠を製造するプロセスは従来技術である。さらに、印刷により処理可能な絶縁材料として、多くの市販されている絶縁材料を使用することができ、特に高温プロセスが必要ではなく、約１００℃から約２００℃だけで十分であるため、プリント基板、絶縁枠、内部電極及び端部電極などに対する悪影響を低減できる。また、絶縁材料を印刷する過程において、使用される金型の厚さを調整することで金型のキャビティに充填される絶縁材料の厚さを容易に調整できるため、絶縁枠の厚さを容易に調整することができる。
例えば、第１表面及び第２表面にそれぞれ存在する１つ又は複数の内部電極において、各内部電極の面積、形状及び位置はチャンバに露出されるすべての内部電極の間の破壊電圧に影響を与える。特に、第１表面又は第２表面に垂直な方向において、第１表面に位置する１つ又は複数の内部電極は、第２表面に位置する１つ又は複数の内部電極と少なくとも部分的に重なり合う。これによって、この２つのプリント基板の間の静電容量が効果的に増大するため、静電気放電サプレッサはより高い破壊電圧を有することが可能になる。
さらに、２つのプリント基板を用いて絶縁枠と共にチャンバを有する主構造を形成するため、使用されるプリント基板を選択することにより、寄生電容による悪影響を効果的に低減することができる。これによって、静電気放電サプレッサの破壊電圧はほとんどチャンバの両側の各内部電極間の破壊電圧にのみ依存する。例えば、プリント基板は、低誘電率を有するプリント基板であってもよい。いくつかの試験により、静電容量を０．２ｐＦに低減可能な誘電率が６以下のプリント基板が発見され、いくつかの試験により、静電容量を０．０５ｐＦに低減可能な誘電率が４．４以下のプリント基板が発見された。例えば、寄生電容の減少、プリント回路の構造強度及び電気絶縁の維持などの需要を総合的に考慮すると、誘電率が１．５から３．５のプリント基板を使用することもできる。つまり、本発明では、プリント基板の具体的な詳細を制限する必要がない。プリント基板の基本的な構成は金属回路を基板に形成することであるため、いずれかのプリント基板の基板もガラス繊維板、ベークライト板、プラスチック板又はセラミック基板であることができる。或いはベークライト板、フェノール綿紙、エポキシ樹脂と綿紙との組み合わせ、エポキシ樹脂とガラス布との組み合わせ、ポリエステルとすりガラスとの組み合わせ、ガラス布とエポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と非難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、テフロン（ポリテトラフルオロエチレン）、金属、アルミナ、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素は、いずれもいずれかのプリント基板の基板として使用することができる。
本発明の静電気放電サプレッサの製造方法は基本的な流れが以下の通りである。まず、第１プリント基板の第１表面及び第２プリント基板の第２表面にそれぞれ必要な１つ又は複数の内部電極を形成し、そして、少なくとも１つ又は複数の内部電極が絶縁枠によって覆わないように第１プリント基板の第１表面に絶縁枠を形成し、最後に、第２表面上の１つの又は複数の内部電極が絶縁枠によって覆わないように第２プリント基板を絶縁枠に被覆し、これによって、第１プリント基板、絶縁枠及び第２プリント基板は取り囲んでチャンバを形成し、第１表面及び第２表面のいずれにも少なくとも１つの内部電極がこのチャンバに露出される。
この製造方法において、絶縁枠を第１プリント基板の第１表面に形成する方法は特に制限されない。例えば、まずプリント基板の中間部分を取り除いて枠状構造を形成し、さらにこの中空にされたプリント基板を第１表面に置いて必要な絶縁枠を形成してもよい。或いは、まずプリント基板を第１表面に置き、さらにこのプリント基板の中間部分を取り除いて必要な絶縁枠を形成してもよい。例えば、印刷プロセスにより絶縁材料を処理し、第１プリント基板の第１表面に絶縁枠を直接形成してもよい。例えば、すべてのキャビティの位置が、絶縁枠が第１表面に位置可能な部位に対応するように、少なくとも１つのキャビティを有する金型（例えば、鋼型）を第１表面に置き、そして絶縁材料で作製されたスラリーを鋼型に入れ、すべてのキャビティがスラリーで満たされるようにブレードを用いてスラリーを押し、最後に鋼型を取り外して絶縁材料で形成された絶縁枠を得る。
明らかなように、第１表面及び第２表面にそれぞれ１つ又は複数の内部電極を形成する際に、必要に応じて各内部電極の面積、形状及び位置を調整することで、最後にチャンバに露出される各内部電極の間の破壊電圧を調整することができる。特に、第１表面又は第２表面に垂直な方向において第１表面に位置する１つ又は複数の内部電極と第２表面に位置する１つ又は複数の内部電極との重なり合い面積を調整することにより、２つのプリント基板間の静電容量をより効果的に調整することができ、ひいては静電気放電サプレッサ全体の破壊電圧をより効果的に調整することができる。
明らかなように、絶縁枠をあるプリント基板に形成する際に、絶縁枠の厚さを調整することでもう１つのプリント基板を絶縁枠の他方側に置いた後の２つのプリント基板の間の距離を調整することができる。例えば、絶縁枠の形成方法に依存する。厚さが異なるプリント基板を使用し、又は使用されるキャビティを有する金型の厚さを調整し、又は２つのプリント基板をそれぞれ絶縁枠の対向する両側に置く過程において絶縁枠に加える圧力及び／又は圧力を加える時間を調整することにより絶縁枠の厚さをさらに調整することができる。これによって、静電気放電サプレッサに必要な破壊電圧に応じて絶縁枠の厚さを調整し、ひいてはそれぞれ第１プリント基板に位置する１つ又は複数の内部電極と第２プリント基板に位置する１つ又は複数の内部電極との間の破壊電圧値を調整することができる。
内部電極及び端部電極の位置、輪郭及び製造方法は特に制限されず、従来技術又は将来技術を使用することができるが、第１プリント基板の第１表面及び第２プリント基板の第２表面のいずれにおいても１つ又は複数の内部電極がこのチャンバに露出されることが好ましい。例えば、第１プリント基板及び第２プリント基板のいずれにも１つの内部電極のみがこのチャンバに露出され、これによって、外部回路からの電気信号の電圧が十分に高い場合（例えば、２つのプリント基板の間の破壊電圧を克服するのに十分に高い場合）、この電気信号は、順にある端部電極、第１プリント基板に位置する内部電極、チャンバ、第２プリント基板に位置する内部電極、別の端部電極を経てゼロ電位に到達することができる。例えば、第１プリント基板及び第２プリント基板は、それぞれ１つ及び２つの内部電極がこのチャンバに露出され、これによって、外部回路からの電気信号の電圧が十分に高い場合（例えば、２つのプリント基板の間の破壊電圧を克服するのに十分に高い場合）、この電気信号は順にある端部電極、第１プリント基板に位置する内部電極、チャンバ、第２プリント基板に位置する内部電極、チャンバ、第２プリント基板に位置する別の内部電極、別の端部電極を経てゼロ電位に到達することができる。例えば、第１プリント基板及び第２プリント基板のいずれにおいても少なくとも２つの内部電極がこのチャンバに露出され、これによって、外部回路からの電気信号の電圧が十分に高い場合（例えば、２つのプリント基板の間の破壊電圧を克服するのに十分に高い場合）、この電気信号が順にある端部電極及び第１プリント基板に位置する内部電極を経た後、チャンバの両側にある異なるプリント基板上の異なる内部電極の間でジャンプし、第２プリント基板に位置するとともに別の端部電極に接続される別の内部電極に到達してからゼロ電位にガイドされる。例えば、第１プリント基板において２つ以上の内部電極がこのチャンバに露出され、異なる内部電極はそれぞれ異なる端部電極に電気的に接続され、異なる端部電極がそれぞれ異なる回路に電気的に接続されるため、単一のチャンバ（又は単一の主構造）だけで異なる回路に由来の異なるノイズ、異なるバースト信号などを処理することが可能である。
本発明によれば、静電気放電サプレッサが提供される。図２Ａから２Ｄに示される実施例において、静電気放電サプレッサ２００は基本的に２つのプリント基板２０１、１つの絶縁枠２０２、複数の内部電極２０３及び２つの端部電極２０４を含む。絶縁枠２０２は、電気絶縁機能を有する枠であり、その２つの開口側がそれぞれ異なるプリント基板２０１に接触する（絶縁枠２０２が２つのプリント基板２０１に挟持される）ことにより、内部にチャンバがある主構造が形成される。プリント基板２０１のプリント基板２０３に対向する面、及びプリント基板２０３のプリント基板２０１に対向する面には、少なくとも１つの内部電極２０３が存在し、１つ又は複数の内部電極２０３がこのチャンバに露出される。２つの端部電極２０４は、それぞれこの主構造の対向する両端の外側に位置するとともに、それぞれ異なる内部電極２０３に電気的に接続される。
この静電気放電サプレッサは、プリント基板の使用、絶縁枠の使用及び内部電極の配置を特徴とする。つまり、異なる実施例において、いずれかのプリント基板２０１の材料／性能は変化してもよく、いずれかのプリント基板２０１におけるチャンバに露出される内部電極２０３の数は変化してもよく、いずれかのプリント基板２０１におけるチャンバに露出されるいずれかの内部電極２０３の輪郭及び／又は面積は変化してもよく、異なるプリント基板２０１上の異なる内部電極２０３は、あるプリント基板２０１のチャンバに露出される面に垂直な方向における重なり合い比率も０から１００％の間で変化してもよく、端部電極２０４への異なる内部電極２０３の接続方式及び主構造の外側での端部電極２０４の配置方式も変化してもよい。例えば、２つの端部電極２０４はいずれも同一のプリント基板に位置する異なる内部電極２０３に電気的に接続されてもよく、それぞれ異なるプリント基板に位置する異なる内部電極２０３に接続されてもよい。例えば、主構造の対応する両側にはそれぞれ同じ数の複数の端部電極２０４があってもよく、一方側に位置するある端部電極２０４は主構造の内部に位置する少なくとも２つの内部電極２０３を介して他方側に位置するある端部電極２０４に電気的に接続されるとともに、この両側に位置する複数の端部電極２０４は互いに一対一で対応する。ある内部電極２０３は、位置するプリント基板の面に沿ってこのプリント基板の縁部まで延在してこのプリント基板の側面に位置するある端部電極２０４に直接接触してもよい。例えば、ある内部電極２０３は位置するプリント基板を貫通してこのプリント基板の底面に位置するある端部電極２０４に直接接触してもよい。さらに、内部電極２０３と端部電極２０４の材料、具体的な構造及び製造方法は、いずれも従来の静電気放電サプレッサで使用される内部電極２０３及び端部電極２０４と同じものを採用してもよい。例えば、内部電極２０３及び端部電極２０４の材料はいずれも銅、金、銀又は他の金属であってもよい。ここで、図２Ａから図２Ｄには、いくつかの変化例の断面模式図のみが示されている。
静電気放電サプレッサ２００において、２つのプリント基板２０１のそれぞれの材料及び構造を適切に選ぶことにより寄生容量、特にいずれかのプリント基板２０１とその上に位置する１つ又は複数の内部電極２０３との間の静電容量を減少させることができ、これによって静電気放電サプレッサの破壊電圧はチャンバの両側に位置する異なる内部電極の間の破壊電圧にほとんど依存し、特定の厚さを有する絶縁枠２０２及び特定の輪郭及び特定の分布を有する複数の内部電極２０３を選択することにより、特定の破壊電圧を有する静電気放電サプレッサを正確に提供することができる。
例えば、２つのプリント基板２０１はいずれも低誘電率を有するプリント基板、例えば、誘電率が６以下のプリント基板であってもよい。試験された結果、誘電率が６以下のプリント基板を使用することにより、プリント基板２０１と各内部電極２０３との間の寄生電容を顕著に減少できる。また、寄生電容の減少、プリント回路の構造強度及び電気絶縁の維持などの需要を総合的に考慮すると、誘電率が低すぎる材料又は誘電率が十分に低くない材料はプリント回路の他の需要を満たすことができない可能性がある。従来の市販されているプリント基板に対する評価に基づいて、誘電率が４．４以下のプリント基板、又は誘電率が１．５から３．５のプリント基板を使用することができる。さらに、高周波信号が益々幅広く使用されているため、高周波信号率プリント基板をこの２つのプリント基板２０１として使用することができる。さらに、本発明では、寄生電容等の悪影響を低減させるためにこの２つのプリント基板２０１に対して低誘電率のみを要求するために、２つのプリント基板２０１の他のパラメータを制限する必要がなく、例えば、両者が材料、構造、サイズ及び輪郭などを有するか否かを制限する必要がない。プリント基板の基本的な構成は、金属回路を基板に形成することであり、ガラス繊維板、ベークライト板、プラスチック板又はセラミック基板はいずれも、いずれかのプリント基板２０１の基板として使用することができ、言い換えれば、いずれかのプリント基板２０１は、ベークライト板、フェノール綿紙、エポキシ樹脂與綿紙との組み合わせ、エポキシ樹脂とガラス布との組み合わせ、ポリエステルとすりガラスとの組み合わせ、ガラス布とエポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と非難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、テフロン（ポリテトラフルオロエチレン）、金属、アルミナ、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素のうちの１つ又は複数を基板として使用することができる。
静電気放電サプレッサ２００において、電気信号が１つの端部電極２０４に現われ、ひいてはチャンバに露出される１つ又は複数の内部電極２０３に現れた場合、それと互いに放電可能な他の内部電極２０３は基本的にもう１つのプリント基板２０１に位置するとともにチャンバに露出される他の１つ又は複数の内部電極２０３である。従って、異なる端部電極に接続される異なる内部電極が互いに離れて同一平面に位置する従来の静電気放電サプレッサに比べて、本発明の静電気放電サプレッサでは、異なるプリント基板に位置する異なる内部電極はあるプリント基板に垂直な方向において互いに少なくとも部分的に重なり合うため、各内部電極２０３の位置及び／又は面積を調整することでチャンバの両側の各内部電極２０３間の破壊電圧を調整できるだけでなく、各内部電極２０３の面積を増大させることがなく、チャンバの両側の各内部電極２０３の重なり合い面積のみを調整することでこれらの異なる内部電極間の破壊電圧を高めることができ、これによって、従来の静電気放電サプレッサが達することができない破壊電圧値及び破壊電圧調整範囲に達することができる。特に、静電気放電サプレッサ２００において、ある端部電極２０４に現れた電気信号がこのチャンバの両側にある異なる内部電極２０３の間で複数回ジャンプしてから他の端部電極２０４に到達するように、２つのプリント基板２０１はいずれも互いに離れるとともにチャンバに露出される少なくとも２つの内部電極２０３を有してもよい。つまり、複数の内部電極２０３それぞれ対向する２つのプリント基板の異なる位置に位置させることにより、電気信号は複数の静電容量を克服してからある端部電極２０４から他の端部電極に伝達でき、これによって、静電気放電サプレッサ２００が達することができる破壊電圧値及び破壊電圧の調整範囲が増大される。さらに、静電気放電サプレッサ２００は、少なくとも３つの端部電極２０４をさらに有してもよい。これによって、静電気放電サプレッサ２００は、複数の異なる回路に同時に電気的に接続することができ（ゼロ電位に電気的に接続される１つ又は複数の端部電極２０４を除く）、これにより複数の異なる集積回路にそれぞれ並列接続され、これらの集積回路を保護することができる。無論、静電気放電サプレッサ２００は、対向する両端には互いに電気的に分離した１つ又は複数の端部電極２０４が同時に存在するとともに、２つのプリント基板２０１が絶縁枠２０２と共に１つ又は複数のチャンバを取り囲んでもよい。これによって、外部から電気信号は異なる内部電極２０３の間で移動する際に、同じチャンバを通過することができ（言い換えれば、同一チャンバに露出される異なる内部電極２０３を通過する）、異なるチャンバを継続的に通過することもできる（言い換えれば、異なるチャンバに露出される内部電極２０３を継続的に通過する）。また、静電気放電サプレッサ２００において、対向する両端に互いに電気的に分離した数が同じ複数の端部電極２０４を有するとともに、異なる側に位置する異なる端部電極２０４が互いに一対一で対応してもよい。このような静電気放電サプレッサ２００によれば、異なる回路及び／又は異なるゼロ電位にそれぞれ電気的に接続できるとともに、少ない端部電極２０４を有するいくつかの静電気放電サプレッサ２００に簡単に分割することができる。
いくつかの実施例において、絶縁枠２０２は中空のプリント基板である。例えば、直方体のプリント基板の中間部分が取り除かれた直方体状の枠であってもよい。つまり、厚さが異なるプリント基板を使用し、又はプリント基板の中間部分を取り除く際にプリント基板を薄くすることにより、絶縁枠２０２の厚さを調整することができ、ひいては静電気放電サプレッサ２００の破壊電圧を調整することができる。
いくつかの実施例において、絶縁枠２０２は印刷方法により絶縁材料を処理して形成された枠である。例えば、金型のキャビティがチャンバの位置に対応するように金型をプリント基板に置き、次に絶縁材料をキャビティに満たし、絶縁材料を硬化させ、最後に金型を取り外すことにより、絶縁枠２０２が得られる。つまり、厚さが異なる金型を使用し、又は深さが異なるキャビティを使用し、又はキャビティへの絶縁材料の充填程度を調整することにより、絶縁枠２０２の厚さを調整し、ひいては静電気放電サプレッサ２００の破壊電圧を調整することができる。一般的には、絶縁材料は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂及びポリスチレンからなる群より選択される。
図３はいくつかの実施例の測定結果である。これらの実施例において、各内部電極２０３の厚さは変化せず、絶縁枠２０２の厚さはそれぞれ調整される。結果として、チャンバの両側に位置する内部電極の間隔（又は２つのプリント基板の間の距離）が順に１０微米未満から４０微米まで調整されると、２つのプリント基板間のチャンバにおける静電容量は順に０．０５ｐＦから約０．０２ｐＦまで低減し、対応する破壊電圧も順に１０５Ｖ未満から２００Ｖ、さらに７００Ｖに増大する。試験結果から明らかなように、絶縁枠の厚さを調整することにより、静電気放電サプレッサの内部の静電容量／破壊電圧を調整することができる。言い換えれば、本発明の静電気放電サプレッサでは、その具体的な構造を容易に調整することにより、静電気放電サプレッサが耐えられる信号の強さ、接地することで静電気放電サプレッサと並列接続される集積回路に影響を与えない信号の強さを調整することができる。
本発明によれば、静電気放電サプレッサの製造方法が提供される。図４のフローチャートに示すように、この製造方法は以下のステップを含む。まず、ステップ４０１に示すように、第１表面に１つ又は複数の内部電極を有する第１プリント基板及び第２表面に１つ又は複数の内部電極を有する第２プリント基板を提供する。次に、ステップ４０２に示すように、第１プリント基板、絶縁枠及び第２プリント基板によって内部にチャンバがある主構造が構成され、第１表面及び第２表面のいずれにおいても１つ又は複数の内部電極がチャンバに露出されるように、絶縁枠を第１プリント基板の第１表面に形成し、第２プリント基板の第２表面を絶縁枠の他方側に置く。最後に、ステップ４０３に示すように、異なる端部電極がそれぞれ異なる１つ又は複数の内部電極に接続されるように、２つの端部電極をそれぞれ主構造の外面における異なる位置に形成する。
いくつかの実施例において、ステップ４０２で形成された絶縁枠は、プリント基板を中空にして形成された絶縁枠である。ここで、中空にされたプリント基板の厚さを調整することにより絶縁枠の厚さを調整することができる。例えば、厚さが異なるプリント基板を使用し、又はプリント基板を中空にする際に１層のプリント基板を取り除くことでその厚さを調整することができる。他の実施例において、ステップ４０２で形成された絶縁枠は、印刷方式により絶縁材料を処理して形成された枠を絶縁枠として使用する。ここで、印刷中に使用される金型のキャビティに置かれる絶縁材料の厚さを調整することにより絶縁枠の厚さを調整してもよい。適用される絶縁材料は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリスチレン及びそれらの組み合わせなどであってもよい。
いくつかの実施例において、ステップ４０１で使用される第１プリント基板、第２プリント基板及び絶縁枠で主構造を形成する過程において、第１表面に位置する各内部電極と第２表面に位置する各内部電極との間の相対的な幾何学的関係をさらに調整してもよい。例えば、第１表面及び／又は第２表面に垂直な方向において第１表面に位置する少なくとも１つの内部電極が第２表面に位置する少なくとも１つの内部電極と少なくとも部分的に重なり合うように少なくとも１つの内部電極の位置を配置する。重なり合い比率を調整することにより、形成された主構造のチャンバにおける静電容量を調整することができる。例えば、第１表面と第２表面のいずれも１つの内部電極のみがあり、或いはある表面に１つの内部電極飲みがあり、他の表面に互いに離れた２つの内部電極があるとともに、ある表面に平行な方向においてある表面上の内部電極が他の表面上の互いに離れた２つの内部電極の間に位置するように、少なくとも１つの内部電極の位置を配置する。
静電気放電サプレッサの製造方法には、複数の選択可能なステップが含まれ得る。例えば、高周波プリント基板を第１プリント基板及び／又は第２プリント基板として使用することにより寄生容量を減少させる。例えば、あるプリント基板におけるもう１つのプリント基板に対向する表面に１層の金属薄膜（例えば、銅箔膜、金薄膜又は銀薄膜）を形成し、そして必要な回路をこの金属薄膜に転写し、最後に不要な金属薄膜を取り除くことにより、１つ又は複数の内部電極をこの表面に形成する。
図５から図８は、本発明の静電気放電サプレッサ及びその製造方法のいくつかの例（本質的には、上記内容の変化例）を示す。図５は、２つのプリント基板２０１のいずれにも１つの内部電極２０３のみがあり、２つのプリント基板２０１が絶縁枠２０２の両側に配置された場合、この２つの内部電極２０３はいずれかのプリント基板２０１に垂直な方向において部分的に重なり合い、この２つの内部電極２０３はそれぞれ位置するプリント基板２０１の最寄りの縁部まで延在する。これによって、端部電極２０４は２つのプリント基板２０１及び絶縁枠２０２で形成される主構造の両端の外側にある金属薄膜となり得る。図６と図５との相違点は、主にあるプリント基板２０１にそれぞれこのプリント基板２０１の最寄りの縁部に延在するとともに互いに離れた２つの内部電極２０３があり、もう１つのプリント基板にこのプリント基板２０１のいずれかの縁部まで延在していない１つの内部電極２０３のみがあることである。図７と図６との相違点は、主にいずれかの内部電極２０３も位置するプリント基板２０１のいずれかの縁部まで延在しておらず、あるプリント基板２０１におけるその縁部に近い２つの内部電極２０３のいずれにも１つの突起２０３１が形成され、この突起２０３１が絶縁枠２０２に接触することなく、さらに導体構造（図示せず）を介してそれぞれ主構造の両端の外側に位置する２つの端部電極２０４（図示せず）にそれぞれ接続されることである。図８と図５との相違点は、主に２つのプリント基板２０１のいずれにも１つの内部電極のみがあり、あるプリント基板２０１の一端にプリント基板２０１のいずれかの縁部まで延在していないとともに絶縁枠２０２に接触しない突起２０３１を有する内部電極２０３が存在し、他端に絶縁枠に接触しない突起２０３１を有する。
図９から図１０は本発明の静電気放電サプレッサ及びその製造方法のいくつかの例（本質的には、上記内容の変化例）を示す。図９は、静電気放電サプレッサの対向する両側にそれぞれ互いに離れた２つの端部電極２０４があることを示す。静電気放電サプレッサの一方側に位置するある端部電極２０４に現れる電気信号は、強度が十分に高ければ静電気放電サプレッサの内部に位置する２つ以上の内部電極２０３（未図示）を経て静電気放電サプレッサの他方側に位置するある端部電極２０４に到達できる。図１０と図９との相違点は、主に複数の端部電極２０４の位置及び数である。ここで、端部電極２０４は静電気放電サプレッサの対向する両側ではなく、静電気放電サプレッサの同一表面上の対向する両縁に位置し、また、端部電極２０４の数も合計８つとなり、それぞれ４つ含まれる対向する２群に分けられる。図９と図１０は本発明の２例に過ぎず、端部電極２０４の数及び位置を限定する必要がないことを示すものである。端部電極２０４の幾何学的位置を調整することにより、静電気放電サプレッサと外部回路及びゼロ電位との電気接続の方式が調整可能となり、静電気放電サプレッサの内部における複数の端部電極２０４と複数の内部電極２０３と組み合わせ方式が調整可能となり、１つの大きな静電気放電サプレッサが複数の小さな静電気放電サプレッサにさらに分割することも可能となる。
以上より、上記実施例の説明に基づいて、本発明には様々な修正及び変更が含まれる。従って、添付する特許請求の範囲内であれば、本発明は上記説明以外の他の実施例によって実施可能である。上記内容は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の思想から逸脱しない範囲内で行われた同等変更又は修飾は、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれるべきである。
１０１：静電気放電サプレッサ
１０１１：主構造
１０１２：内部電極
１０１３：端部電極
１０２：集積回路
１０３：回路
１０４：ゼロ電位
２００：静電気放電サプレッサ
２０１：プリント基板
２０２：絶縁枠
２０３：内部電極
２０３１：突起
２０４：端部電極
４０１：ステップ
４０２：ステップ
４０３：ステップ
１０１１：主構造
１０１２：内部電極
１０１３：端部電極
１０２：集積回路
１０３：回路
１０４：ゼロ電位
２００：静電気放電サプレッサ
２０１：プリント基板
２０２：絶縁枠
２０３：内部電極
２０３１：突起
２０４：端部電極
４０１：ステップ
４０２：ステップ
４０３：ステップ
Claims (20)
- 第１プリント基板と、
第２プリント基板と、
第１プリント基板の第１表面と第２プリント基板の第２表面との間に位置し、第１プリント基板及び第２プリント基板と共に内部にチャンバがある主構造を構成する絶縁枠と、
第１表面上及び第２表面上のいずれにもチャンバに露出される１つ又は複数の内部電極があるように、第１プリント基板及び第２プリント基板上にそれぞれ位置する２つ以上の内部電極と、
それぞれ主構造の外面における異なる部位に位置するとともに、それぞれ異なる１つ又は複数の内部電極に接続される２つの二端部電極と、
を含む静電気放電サプレッサ。 - 第１プリント基板の誘電率が６以下であること、
第２プリント基板の誘電率が６以下であること、
第１プリント基板の誘電率が４．４以下であること、
第２プリント基板の誘電率が４．４以下であること、
第１プリント基板の誘電率が１．５から３．５であること、及び
第２プリント基板の誘電率が１．５から到３．５であること、
のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の静電気放電サプレッサ。 - 第１プリント基板の基板は、ガラス繊維板、ベークライト板、プラスチック板及びセラミック基板からなる群より選択されること、及び
第２プリント基板の基板は、ガラス繊維板、ベークライト板、プラスチック板及びセラミック基板からなる群より選択されること、
のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の静電気放電サプレッサ。 - 第１プリント基板の基板は、ベークライト板、フェノール綿紙、エポキシ樹脂と綿紙との組み合わせ、エポキシ樹脂とガラス布との組み合わせ、ポリエステルとすりガラスとの組み合わせ、ガラス布とエポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と非難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、テフロン、金属、アルミナ、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素からなる群より選択されること、及び
第２プリント基板の基板は、ベークライト板、フェノール綿紙、エポキシ樹脂と綿紙との組み合わせ、エポキシ樹脂とガラス布との組み合わせ、ポリエステルとすりガラスとの組み合わせ、ガラス布とエポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と非難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、テフロン、金属、アルミナ、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素からなる群より選択されること、
のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の静電気放電サプレッサ。 - 第１表面に垂直な方向において、第１表面に位置する少なくとも１つの内部電極は、第２表面に位置する少なくとも１つの内部電極と少なくとも部分的に重なり合うこと、
第２表面に垂直な方向において、第１表面に位置する少なくとも１つの内部電極は、第２表面に位置する少なくとも１つの内部電極と少なくとも部分的に重なり合うこと、
第１表面には１つの内部電極のみがあり、第２表面にも１つの内部電極があること、
第１表面には１つの内部電極のみがあり、第２表面には互いに離れた２つの内部電極があり、第１表面に平行な方向において、第１表面上の内部電極は第２表面上の互いに離れた２つの内部電極の間に位置すること、及び
第１表面には１つの内部電極のみがあり、第２表面には互いに離れた２つの内部電極があり、第２表面に平行な方向において、第１表面上の内部電極は、第２表面上の互いに離れた２つの内部電極の間に位置すること、
のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の静電気放電サプレッサ。 - 絶縁枠は、中空のプリント基板である請求項１に記載の静電気放電サプレッサ。
- 絶縁枠の厚さは、中空のプリント基板の厚さに依存する請求項６に記載の静電気放電サプレッサ。
- 絶縁枠は、印刷方法により絶縁材料を処理してなる枠である請求項１に記載の静電気放電サプレッサ。
- 絶縁材料は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂及びポリスチレンからなる群より選択されること、及び
絶縁枠の厚さは、印刷中に使用される金型のキャビティに置かれる絶縁材料の厚さに依存すること、
のうちの少なくとも１つを含む請求項８に記載の静電気放電サプレッサ。 - いずれかの内部電極の材料は、銅、銀及び金からなる群より選択される請求項１に記載の静電気放電サプレッサ。
- 第１表面上に１つ又は複数の内部電極がある第１プリント基板を提供するステップと、
第２表面上に１つ又は複数の内部電極がある第２プリント基板を提供するステップと、
第１プリント基板、絶縁枠及び第２プリント基板は共同で内部にチャンバがある主構造を構成するとともに、第１表面及び第２表面のいずれにも１つ又は複数の内部電極がチャンバに露出されるように、第１プリント基板の第１表面に絶縁枠を形成し、第２プリント基板の第２表面を絶縁枠の他方側に置くステップと、
主構造の外面の異なる部位にそれぞれ２つの端部電極を形成し、異なる端部電極をそれぞれ異なる１つ又は複数の内部電極に接続させるステップと、
を含む静電気放電サプレッサの製造方法。 - 誘電率が６以下の第１プリント基板を使用すること、
誘電率が６以下の第２プリント基板を使用すること、
誘電率が４．４以下の第１プリント基板を使用すること、
誘電率が４．４以下の第２プリント基板を使用すること、
誘電率が１．５から３．５の第１プリント基板を使用すること、及び
誘電率が１．５から３．５の第２プリント基板を使用すること、
のうちの少なくとも１つを含む請求項１１に記載の静電気放電サプレッサの製造方法。 - 使用される基板は、ガラス繊維板、ベークライト板、プラスチック板及びセラミック基板からなる群より選択される第１プリント基板であること、並びに
使用される基板は、ガラス繊維板、ベークライト板、プラスチック板及びセラミック基板からなる群より選択される第２プリント基板であること、
のうちの少なくとも１つを含む請求項１１に記載の静電気放電サプレッサの製造方法。 - 使用される基板は、ベークライト板、フェノール綿紙、エポキシ樹脂と綿紙との組み合わせ、エポキシ樹脂とガラス布との組み合わせ、ポリエステルとすりガラスとの組み合わせ、ガラス布とエポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と非難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、テフロン、金属、アルミナ、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素からなる群より選択される第１プリント基板であること、及び
使用される基板は、ベークライト板、フェノール綿紙、エポキシ樹脂と綿紙との組み合わせ、エポキシ樹脂とガラス布との組み合わせ、ポリエステルとすりガラスとの組み合わせ、ガラス布とエポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、綿紙と非難燃エポキシ樹脂との組み合わせ、テフロン、金属、アルミナ、窒化アルミニウム及び炭化ケイ素からなる群より選択される第２プリント基板であること、
のうちの少なくとも１つを含む請求項１１に記載の静電気放電サプレッサの製造方法。 - 第１表面に垂直な方向において、第１表面に位置する少なくとも１つの内部電極が第２表面に位置する少なくとも１つの内部電極と少なくとも部分的に重なり合うように、少なくとも１つの内部電極の位置を配置するステップ、
第２表面に垂直な方向において、第１表面に位置する少なくとも１つの内部電極が第２表面に位置する少なくとも１つの内部電極と少なくとも部分的に重なり合うように、少なくとも１つの内部電極の位置を配置するステップ、
第１表面に１つの内部電極のみを設け、第２表面にも１つの内部電極のみを設けるステップ、
第１表面に平行な方向において、第１表面上の内部電極が第２表面上の互いに離れた２つの内部電極の間に位置するように、第１表面に１つの内部電極のみを設け、第２表面に互いに離れた２つの内部電極を設けるステップ、及び
第２表面に平行な方向において、第１表面上の内部電極が第２表面上の互いに離れた２つの内部電極の間に位置するように、第１表面に１つの内部電極のみを設け、第２表面に互いに離れた２つの内部電極を設けるステップ、
のうちの少なくとも１つを含む請求項１１に記載の静電気放電サプレッサの製造方法。 - プリント基板を中空にして絶縁枠を製造する請求項１１に記載の静電気放電サプレッサの製造方法。
- 中空にされたプリント基板の厚さを調整して絶縁枠の厚さを調整する請求項１６に記載の静電気放電サプレッサの製造方法。
- 印刷方法により絶縁材料で作製された枠を処理して絶縁枠を製造する請求項１１に記載の静電気放電サプレッサの製造方法。
- フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂及びポリスチレンからなる群より選択される絶縁材料を使用すること、及び
印刷中に使用される金型のキャビティに置かれる絶縁材料の厚さを調整して絶縁枠の厚さを調整すること、
のうちの少なくとも１つを含む請求項１８に記載の静電気放電サプレッサの製造方法。 - まず、第１プリント基板の第１表面上に１層の金属薄膜を形成し、さらに、必要な回路をこの金属薄膜に転写し、最後に、不要な金属薄膜を除去し、第１表面上に１つ又は複数の内部電極を形成すること、及び
まず、第２プリント基板の第２表面上に１層の金属薄膜を形成し、さらに、必要な回路をこの金属薄膜に転写し、最後に、不要な金属薄膜を除去し、第２表面上に１つ又は複数の内部電極を形成すること、
のうちの少なくとも１つを含む請求項１１に記載の静電気放電サプレッサの製造方法。
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