JP4265320B2 - チップ型サージアブソーバ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サージから様々な機器を保護し、事故を未然に防ぐのに使用する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】
電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器用の電子機器が通信線との接続する部分、電源線、アンテナ或いはＣＲＴ駆動回路等、雷サージや静電気等の異常電圧（サージ電圧）による電撃を受けやすい部分には、異常電圧によって電子機器やこの機器を搭載するプリント基板の熱的損傷又は発火等による破壊を防止するために、サージアブソーバが接続されている。
【０００３】
従来、例えばマイクロギャップを有するサージ吸収素子を用いたサージアブソーバが提案されている。このサージアブソーバは、導電性被膜で被覆した円柱状セラミックス部材の周面に、いわゆるマイクロギャップが形成され、セラミックス部材の両端に一対のキャップ電極を有するサージ吸収素子が不活性ガスと共にガラス管内に収容され、円筒状のガラス管の両端にリード線を有する封止電極が高温加熱で封着された放電型サージアブソーバである（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００４】
近年、このような放電タイプのサージアブソーバにおいても、表面実装化が進んでいる。上記チップ型サージアブソーバに適用した例としては、面実装型（メルフ型）として、封止電極にリード線がなく、実装するときは封止電極と基板側とを半田付けで接続して固定するものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１１０３１１号公報（第１図）
【特許文献２】
特公平７−２４２３４号公報（第３図Ａ）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチップ型サージアブソーバには、以下の課題が残されている。すなわち、通信線や電源線などをはじめとする高サージ耐量を必要とする用途に対し、さらに十分に対応可能な特性が要望されており、上記チップ型サージアブソーバで用いられていたガラス管をセラミックス管にすることが考えられている。この際、上記従来のチップ型サージアブソーバの封止電極は、高温加熱でガラス管の両端を溶融させて封着されるが、セラミックス管を用いる場合、セラミックス管と端子電極との封着をろう材で行う必要がある。しかしながら、ろう材を用いると、溶融時にろう材の毛細管現象によって接着部からろう材がセラミックス管内部にしみ出し、端子電極の主放電を行う表面にまで達してしまうおそれがあった。この場合、主放電時にろう材中のＡｇ（銀）等の金属成分が飛散し、マイクロギャップ等に付着してチップ型サージアブソーバの特性が劣化してしまう不都合が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、ろう材で端子電極を封着しても主放電面にろう材が延びることを防止することができ、主放電時にその金属成分の飛散を防止することができる長寿命の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する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明のチップ型サージアブソーバは、周面に中央の放電ギャップを介して導電性被膜が分割形成された柱状の絶縁性部材と、該絶縁性部材の両端に対向配置され前記導電性被膜に接触する一対の端子電極部材と、前記一対の端子電極部材を両端に配して前記絶縁性部材を内部に不活性ガスと共に封止する絶縁性管とを備えたチップ型サージアブソーバであって、前記端子電極部材が、前記絶縁性管の端面とろう材で接着されるフランジ部と、前記絶縁性管の内側かつ軸方向に突出すると共に径方向内側面で前記絶縁性部材を支持する突出支持部と、前記突出支持部に囲まれて前記絶縁性部材の端部に対向する中央領域と、前記フランジ部から径方向内方に延在して前記中央領域まで達する少なくとも一つのろう材誘導路とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
このチップ型サージアブソーバは、端子電極部材が、突出支持部に囲まれて絶縁性部材の端部に対向する中央領域と、フランジ部から径方向内方に延在して中央領域まで達する少なくとも一つのろう材誘導路を備えているので、溶融接着時のろう材がろう材誘導路を介して放電しない中央領域に誘導され、ろう材が突出支持部と絶縁性管内面との隙間を毛細管現象によって延びて突出支持部の先端に達することを抑えることができる。
【００１０】
また、本発明は前記チップ型サージアブソーバであって、前記ろう材誘導路が、前記フランジ部と前記中央領域との距離が最短になる位置に設けられていることが好ましい。
このチップ型サージアブソーバは、上記の構成を有するので、ろう材を中央領域に効率良く誘導することができる。
【００１１】
また、本発明は前記チップ型サージアブソーバであって、前記突出支持部が複数設けられ、前記ろう材誘導路が、前記各突出支持部の間に設けられたろう材誘導溝であることが好ましい。
このチップ型サージアブソーバは、上記構成を有するので、ろう材はそれぞれのろう材誘導溝内を流通して中央領域に達することができる。
【００１２】
また、本発明は前記チップ型サージアブソーバであって、前記絶縁性部材の両端には、前記端子電極部材よりも前記ろう材のぬれ性が低く外周部が前記突出支持部の先端よりも軸方向内方に延びたぬれ防止金属部材が設けられていることが好ましい。
このチップ型サージアブソーバは、外周部が前記突出支持部の先端よりも軸方向内方に延びたぬれ防止金属部材が設けられているので、絶縁性部材を挟んで対向するぬれ防止金属部材間距離のほうが端子電極部材間距離よりも短くなるため、ぬれ防止金属部材間で主放電を行うことができる。そして、ぬれ防止金属部材表面が端子電極部材よりもろう材のぬれ性が低く構成されているので、ろう材の一部が突出支持部と絶縁性管内面との隙間を毛細管現象によって延びて突出支持部先端に達してしまった場合でも、突出支持部とぬれ防止金属部材との間の隙間では毛細管現象が弱められ、ぬれ防止金属部材の主放電部に達することを抑えることができる。したがって、主放電の際のろう材飛散を抑えることができる。
【００１３】
また、本発明は前記チップ型サージアブソーバであって、前記ぬれ防止金属部材の外周部が、前記突出支持部の先端の一部を覆う庇部を備えていることが好ましい。
このチップ型サージアブソーバは、上記構成を有するので、庇部によってろう材が突出支持部の先端上で延びることを抑制しろう材の飛散をより抑えることができる。
【００１４】
また、本発明は前記チップ型サージアブソーバであって、前記絶縁性管が、セラミックス材料で形成されていることが好ましい。
このチップ型サージアブソーバは、上記構成を有するので、ガラス材料に比べて大きなサージ耐量を付加させることができる。
【００１５】
本発明のチップ型サージアブソーバの製造方法は、周面に中央の放電ギャップを介して導電性被膜が分割形成された柱状の絶縁性部材を、該絶縁性部材の両端に対向配置されて前記導電性被膜に接触する一対の端子電極部材と絶縁性管とによって不活性ガスと共に内部に封止する封止工程を備えるチップ型サージアブソーバの製造方法であって、前記封止工程が、前記端子電極部材と前記絶縁性管の端面とをろう材で接着する工程を有し、前記端子電極部材が前記絶縁性管の端面と接着されるフランジ部と、前記絶縁性管の内側かつ軸方向に突出すると共に径方向内側面で前記絶縁性部材を支持する突出支持部と、前記突出支持部に囲まれて前記絶縁性部材の端部に対向する中央領域と、前記フランジ部から径方向内方に延在して前記中央領域まで達する少なくとも一つのろう材誘導路とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
このチップ型サージアブソーバの製造方法は、上記に示す端子電極部材を用いて封止を行うので、ろう材で封止する際にろう材をろう材誘導路によって放電が行われない中央領域に流出させ、ろう材が突出支持部材先端まで達するのを抑えたチップ型サージアブソーバを製造することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
本実施形態に係るチップ型サージアブソーバ１は、マイクロギャップを使用した放電型サージアブソーバである。このチップ型サージアブソーバ１は、図１に示すように、周面に中央の放電ギャップ２を介して導電性被膜３が分割形成された円柱状の円柱状セラミックス（絶縁性部材）５と、この円柱状セラミックス５の両端に対向配置され導電性被膜３に接触する一対の端子電極部材６、７と、一対の端子電極部材６、７を両端に配して円柱状セラミックス５を内部にＡｒ（アルゴン）等の不活性ガスと共に封止する筒型セラミックス（絶縁性管）８とを備えている。
【００１８】
円柱状セラミックス５は、ムライト焼結体等のセラミックス材料からなり、表面に導電性被膜３としてスパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法等の薄膜形成技術によるＴｉＮ（窒化チタン）等の薄膜が形成されている。
放電ギャップ２は、レーザーカット、ダイシング、エッチング等の加工によって０．０１〜１．５ｍｍの幅で１〜１００本形成されるが、本実施形態では、７０μｍ幅のものを１本形成している。
【００１９】
一対の端子電極部材６、７は、Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）合金であるコバール（ＫＯＶＡＲ：登録商標）等の金属で構成されている。一対の端子電極部材６、７は、図２及び図３に示すように、それぞれ筒型セラミックス８の端面８ａと銀を含むろう材１０で接着される縦横比が１以下とされた長方形状のフランジ部１１と、筒型セラミックス８の内側かつ軸方向に突出すると共に径方向内側面１２ａで円柱状セラミックス５を支持する突出支持部１２とを備え、突出支持部１２に囲まれて円柱状セラミックス５の端部に対向する位置には中央領域１３が形成されている。
また、一対の端子電極部材６、７には、フランジ部１１の各辺部分中央から径方向内方に延在して中央領域１３まで達する４つのろう材誘導溝１５が形成されている。すなわち、突出支持部１２は、ろう材誘導溝１５を挟んで４つに分割されて配されている。４つのろう材誘導溝１５のうち２つは、フランジ部１１と中央領域１３との距離が最短となるフランジ部１１の長辺部分の中央から径方向内方に延在している。
突出支持部１２は、径方向内側面１２ａが、円柱状セラミックス５の端部と係合されるように断面円弧状に形成された曲面であるとともに、基端を中心に向けた傾斜面とされている。
一対の端子電極部材６、７は、プレス加工によって成形されている。
【００２０】
円柱状セラミックス５の両端には、図１に示すように、椀状に形成された一対のぬれ防止金属部材１６、１７が係合されている。この一対のぬれ防止金属部材１６、１７は、一対の端子電極部材６、７よりもろう材１０のぬれ性が低いステンレス等の金属からなり外周部１８がフランジ部１１の突出支持部１２の先端よりも軸方向内方に延びて断面略Ｕ字状に形成され主放電部とされている。
円柱状セラミックス５の導電性被膜３は、一対のぬれ防止金属部材１６、１７の内周面で接触し、一対のぬれ防止金属部材１６、１７は、突出支持部１２の径方向内側面１２ａに接触して支持されている。
【００２１】
筒型セラミックス８は、断面長方形状を有し両端面外形がフランジ部１１の外周寸法と一致している。この筒型セラミックス８は、例えばアルミナ等の絶縁性セラミックスからなり、両端面には、例えば、Ｍｏ（モリブデン）−Ｗ（タングステン）のメタライズ処理、Ｎｉ（ニッケル）メッキによってメタライズ層が形成されている。
この筒型セラミックス８と一対の端子電極部材６、７とによって円柱状セラミックス５等がＡｒ等の不活性ガスとともに封止されている。
【００２２】
次に、以上の構成からなる本実施形態のチップ型サージアブソーバ１の製造方法について説明する。
まず、端子電極部材６の中央領域１３上に、一対のぬれ防止金属部材１６、１７を両端に取り付けた円柱状セラミックス５を載置して径方向内側面１２ａとぬれ防止金属部材１６とを接触させる。そして、フランジ部１１上にろう材１０を載置しその上に筒型セラミックス８を載置する。さらに円柱状セラミックス５の上部にろう材１０を載置し、中央領域１３と対向するように端子電極部材７を載置して径方向内側面１２ａとぬれ防止金属部材１７とを接触させて仮組する。
【００２３】
続いて、一対の端子電極部材６、７と筒型セラミックス８とによって円柱状セラミックス５をＡｒガスと共に内部に封止する封止工程について説明する。
上述のように仮組した状態で真空引き後Ａｒ雰囲気下とし、加熱処理によってろう材１０を溶融させて封止し、その後、外周面にＮｉ、Ｓｎ（スズ）メッキを施しチップ型サージアブソーバ１を製造する。なお、外周面のメッキは、Ｎｉ、Ｓｎに限らず、Ｎｉの代わりにＣｕ（銅）、Ｓｎの代わりにＳｎ／Ｐｂ（鉛）等の表面実装に適するメッキで構わない。
こうして製造したチップ型サージアブソーバ１を、例えば、図４に示すように、プリント基板等の基板Ｂ上に筒型セラミックス８の一側面である実装面８Ａを基板Ｂ上に載置し、基板Ｂと一対の端子電極部材６、７の外面とを半田Ｓによって接着固定して使用する。
【００２４】
このチップ型サージアブソーバ１によれば、封止の際、一対の端子電極部材６、７が、突出支持部１２に囲まれて円柱状セラミックス５の端部に対向する中央領域１３と、フランジ部１１から径方向内方に延在して中央領域１３まで達するろう材誘導溝１５を備えているので、溶融接着時のろう材１０がろう材誘導溝１５を介して放電しない中央領域１３に誘導され、ろう材１０が突出支持部１２と筒型セラミックス８内面との隙間を毛細管現象によって延びて突出支持部１２の先端に達することを抑えることができる。
【００２５】
また、一対のぬれ防止金属部材１６、１７の外周部が突出支持部１２の先端よりも軸方向内方に延びて設けられているので、円柱状セラミックス５を挟んで対向する一対のぬれ防止金属部材１６、１７間距離のほうが一対の端子電極部材６、７間距離よりも短くなるため、一対のぬれ防止金属部材１６、１７間で主放電を行うことができる。
このとき、ろう材１０の一部が突出支持部１２と筒型セラミックス８内面との隙間を毛細管現象によって延びて突出支持部１２先端に達してしまった場合でも、一対のぬれ防止金属部材１６、１７の表面が一対の端子電極部材６、７よりもろう材１０のぬれ性が低く構成されているので、突出支持部１２と一対のぬれ防止金属部材１６、１７との間の隙間では毛細管現象が弱められる。したがって、ろう材１０が一対のぬれ防止金属部材１６、１７の外周部１８に達することをより抑えることができ、主放電の際のろう材飛散を抑えることができる。
さらに、筒型セラミックス８がセラミックス材料で形成されているので、ガラス材料に比べて大きなサージ耐量を付加させることができる。
【００２６】
次に、本発明に係る第２の実施形態について、図５を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
第２の実施形態が上記第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では椀状に形成された一対のぬれ防止金属部材１６、１７の外周部１８が断面略Ｕ字状に形成されているのに対し、第２の実施形態では一対のぬれ防止金属部材２０、２１の外周部２２が断面矩形状に形成されているとした点である。
また、第１の実施形態では、突出支持部１２の径方向内側面１２ａが傾斜面とされているのに対し、第２の実施形態では、突出支持部２３の径方向内側面２３ａが外周部２２の形状にあわせて中央領域１３から垂直な面とされるとともに、外周部２２が突出支持部２３先端の一部を覆う庇部２５を備えている。
【００２７】
このチップ型サージアブソーバ２６は、第１の実施形態に係るチップ型サージアブソーバ１と同様の作用・効果を有するが、庇部２５を備えているので、庇部２５によってろう材１０が突出支持部２３の先端上に延びることをより抑制し、ろう材１０の飛散をより効果的に抑えることができる。
【００２８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、円柱状セラミックス５の導電性被膜は、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ合金、ＳｎＯ２、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、ＳｉＣ、ＢａＡｌ、Ｃ、Ａｇ／Ｐｔ合金、ＩＴＯ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ等でもよい。
また、端子電極部材は、ＣｕやＮｉ系の合金でもよい。
さらに、絶縁性管両端面のメタライズ層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｍｏ−Ｍｎのメタライズ処理後のＮｉメッキでも良く、また、メタライズ層を用いず活性金属ろう材だけで封止しても構わない。
また、封止する際の雰囲気、すなわち内部の不活性ガスは、放電特性に応じて決定され、例えば、大気（空気）でもよく、Ｎ２、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｈ２、ＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＣＯ２、及びこれらの混合ガスでもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明した本発明においては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及びその製造方法によれば、ろう材で絶縁性管と端子電極部材を封着しても、ろう材の主放電部への流入を抑制して主放電時にろう材に含まれる金属成分の飛散を抑制することができる。したがって、安定した放電特性を長期にわたって有するチップ型サージアブソーバを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係るチップ型サージアブソーバを示す軸方向断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施形態に係るチップ型サージアブソーバの端子電極部材を示す正面図である。
【図３】 図２のＸ−Ｘにおける断面図である。
【図４】 本発明の第１の実施形態に係るチップ型サージアブソーバを基板上に実装したときを示す断面図である。
【図５】 本発明の第２の実施形態に係るチップ型サージアブソーバを示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
１、２６ チップ型サージアブソーバ
２ 放電ギャップ
３ 導電性被膜
５ 円柱状セラミックス（絶縁性部材）
６、７ 端子電極部材
８ 筒型セラミックス（絶縁性管）
１０ ろう材
１１ フランジ部
１２、２３ 突出支持部
１２ａ、２３ａ 径方向内側面
１３ 中央領域
１５ ろう材誘導溝（ろう材誘導路）
１６、１７、２０、２１ ぬれ防止金属部材
１８、２２ 外周部
２５ 庇部
【発明の属する技術分野】
本発明は、サージから様々な機器を保護し、事故を未然に防ぐのに使用する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】
電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器用の電子機器が通信線との接続する部分、電源線、アンテナ或いはＣＲＴ駆動回路等、雷サージや静電気等の異常電圧（サージ電圧）による電撃を受けやすい部分には、異常電圧によって電子機器やこの機器を搭載するプリント基板の熱的損傷又は発火等による破壊を防止するために、サージアブソーバが接続されている。
【０００３】
従来、例えばマイクロギャップを有するサージ吸収素子を用いたサージアブソーバが提案されている。このサージアブソーバは、導電性被膜で被覆した円柱状セラミックス部材の周面に、いわゆるマイクロギャップが形成され、セラミックス部材の両端に一対のキャップ電極を有するサージ吸収素子が不活性ガスと共にガラス管内に収容され、円筒状のガラス管の両端にリード線を有する封止電極が高温加熱で封着された放電型サージアブソーバである（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００４】
近年、このような放電タイプのサージアブソーバにおいても、表面実装化が進んでいる。上記チップ型サージアブソーバに適用した例としては、面実装型（メルフ型）として、封止電極にリード線がなく、実装するときは封止電極と基板側とを半田付けで接続して固定するものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１１０３１１号公報（第１図）
【特許文献２】
特公平７−２４２３４号公報（第３図Ａ）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチップ型サージアブソーバには、以下の課題が残されている。すなわち、通信線や電源線などをはじめとする高サージ耐量を必要とする用途に対し、さらに十分に対応可能な特性が要望されており、上記チップ型サージアブソーバで用いられていたガラス管をセラミックス管にすることが考えられている。この際、上記従来のチップ型サージアブソーバの封止電極は、高温加熱でガラス管の両端を溶融させて封着されるが、セラミックス管を用いる場合、セラミックス管と端子電極との封着をろう材で行う必要がある。しかしながら、ろう材を用いると、溶融時にろう材の毛細管現象によって接着部からろう材がセラミックス管内部にしみ出し、端子電極の主放電を行う表面にまで達してしまうおそれがあった。この場合、主放電時にろう材中のＡｇ（銀）等の金属成分が飛散し、マイクロギャップ等に付着してチップ型サージアブソーバの特性が劣化してしまう不都合が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、ろう材で端子電極を封着しても主放電面にろう材が延びることを防止することができ、主放電時にその金属成分の飛散を防止することができる長寿命の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する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明のチップ型サージアブソーバは、周面に中央の放電ギャップを介して導電性被膜が分割形成された柱状の絶縁性部材と、該絶縁性部材の両端に対向配置され前記導電性被膜に接触する一対の端子電極部材と、前記一対の端子電極部材を両端に配して前記絶縁性部材を内部に不活性ガスと共に封止する絶縁性管とを備えたチップ型サージアブソーバであって、前記端子電極部材が、前記絶縁性管の端面とろう材で接着されるフランジ部と、前記絶縁性管の内側かつ軸方向に突出すると共に径方向内側面で前記絶縁性部材を支持する突出支持部と、前記突出支持部に囲まれて前記絶縁性部材の端部に対向する中央領域と、前記フランジ部から径方向内方に延在して前記中央領域まで達する少なくとも一つのろう材誘導路とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
このチップ型サージアブソーバは、端子電極部材が、突出支持部に囲まれて絶縁性部材の端部に対向する中央領域と、フランジ部から径方向内方に延在して中央領域まで達する少なくとも一つのろう材誘導路を備えているので、溶融接着時のろう材がろう材誘導路を介して放電しない中央領域に誘導され、ろう材が突出支持部と絶縁性管内面との隙間を毛細管現象によって延びて突出支持部の先端に達することを抑えることができる。
【００１０】
また、本発明は前記チップ型サージアブソーバであって、前記ろう材誘導路が、前記フランジ部と前記中央領域との距離が最短になる位置に設けられていることが好ましい。
このチップ型サージアブソーバは、上記の構成を有するので、ろう材を中央領域に効率良く誘導することができる。
【００１１】
また、本発明は前記チップ型サージアブソーバであって、前記突出支持部が複数設けられ、前記ろう材誘導路が、前記各突出支持部の間に設けられたろう材誘導溝であることが好ましい。
このチップ型サージアブソーバは、上記構成を有するので、ろう材はそれぞれのろう材誘導溝内を流通して中央領域に達することができる。
【００１２】
また、本発明は前記チップ型サージアブソーバであって、前記絶縁性部材の両端には、前記端子電極部材よりも前記ろう材のぬれ性が低く外周部が前記突出支持部の先端よりも軸方向内方に延びたぬれ防止金属部材が設けられていることが好ましい。
このチップ型サージアブソーバは、外周部が前記突出支持部の先端よりも軸方向内方に延びたぬれ防止金属部材が設けられているので、絶縁性部材を挟んで対向するぬれ防止金属部材間距離のほうが端子電極部材間距離よりも短くなるため、ぬれ防止金属部材間で主放電を行うことができる。そして、ぬれ防止金属部材表面が端子電極部材よりもろう材のぬれ性が低く構成されているので、ろう材の一部が突出支持部と絶縁性管内面との隙間を毛細管現象によって延びて突出支持部先端に達してしまった場合でも、突出支持部とぬれ防止金属部材との間の隙間では毛細管現象が弱められ、ぬれ防止金属部材の主放電部に達することを抑えることができる。したがって、主放電の際のろう材飛散を抑えることができる。
【００１３】
また、本発明は前記チップ型サージアブソーバであって、前記ぬれ防止金属部材の外周部が、前記突出支持部の先端の一部を覆う庇部を備えていることが好ましい。
このチップ型サージアブソーバは、上記構成を有するので、庇部によってろう材が突出支持部の先端上で延びることを抑制しろう材の飛散をより抑えることができる。
【００１４】
また、本発明は前記チップ型サージアブソーバであって、前記絶縁性管が、セラミックス材料で形成されていることが好ましい。
このチップ型サージアブソーバは、上記構成を有するので、ガラス材料に比べて大きなサージ耐量を付加させることができる。
【００１５】
本発明のチップ型サージアブソーバの製造方法は、周面に中央の放電ギャップを介して導電性被膜が分割形成された柱状の絶縁性部材を、該絶縁性部材の両端に対向配置されて前記導電性被膜に接触する一対の端子電極部材と絶縁性管とによって不活性ガスと共に内部に封止する封止工程を備えるチップ型サージアブソーバの製造方法であって、前記封止工程が、前記端子電極部材と前記絶縁性管の端面とをろう材で接着する工程を有し、前記端子電極部材が前記絶縁性管の端面と接着されるフランジ部と、前記絶縁性管の内側かつ軸方向に突出すると共に径方向内側面で前記絶縁性部材を支持する突出支持部と、前記突出支持部に囲まれて前記絶縁性部材の端部に対向する中央領域と、前記フランジ部から径方向内方に延在して前記中央領域まで達する少なくとも一つのろう材誘導路とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
このチップ型サージアブソーバの製造方法は、上記に示す端子電極部材を用いて封止を行うので、ろう材で封止する際にろう材をろう材誘導路によって放電が行われない中央領域に流出させ、ろう材が突出支持部材先端まで達するのを抑えたチップ型サージアブソーバを製造することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
本実施形態に係るチップ型サージアブソーバ１は、マイクロギャップを使用した放電型サージアブソーバである。このチップ型サージアブソーバ１は、図１に示すように、周面に中央の放電ギャップ２を介して導電性被膜３が分割形成された円柱状の円柱状セラミックス（絶縁性部材）５と、この円柱状セラミックス５の両端に対向配置され導電性被膜３に接触する一対の端子電極部材６、７と、一対の端子電極部材６、７を両端に配して円柱状セラミックス５を内部にＡｒ（アルゴン）等の不活性ガスと共に封止する筒型セラミックス（絶縁性管）８とを備えている。
【００１８】
円柱状セラミックス５は、ムライト焼結体等のセラミックス材料からなり、表面に導電性被膜３としてスパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法等の薄膜形成技術によるＴｉＮ（窒化チタン）等の薄膜が形成されている。
放電ギャップ２は、レーザーカット、ダイシング、エッチング等の加工によって０．０１〜１．５ｍｍの幅で１〜１００本形成されるが、本実施形態では、７０μｍ幅のものを１本形成している。
【００１９】
一対の端子電極部材６、７は、Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）合金であるコバール（ＫＯＶＡＲ：登録商標）等の金属で構成されている。一対の端子電極部材６、７は、図２及び図３に示すように、それぞれ筒型セラミックス８の端面８ａと銀を含むろう材１０で接着される縦横比が１以下とされた長方形状のフランジ部１１と、筒型セラミックス８の内側かつ軸方向に突出すると共に径方向内側面１２ａで円柱状セラミックス５を支持する突出支持部１２とを備え、突出支持部１２に囲まれて円柱状セラミックス５の端部に対向する位置には中央領域１３が形成されている。
また、一対の端子電極部材６、７には、フランジ部１１の各辺部分中央から径方向内方に延在して中央領域１３まで達する４つのろう材誘導溝１５が形成されている。すなわち、突出支持部１２は、ろう材誘導溝１５を挟んで４つに分割されて配されている。４つのろう材誘導溝１５のうち２つは、フランジ部１１と中央領域１３との距離が最短となるフランジ部１１の長辺部分の中央から径方向内方に延在している。
突出支持部１２は、径方向内側面１２ａが、円柱状セラミックス５の端部と係合されるように断面円弧状に形成された曲面であるとともに、基端を中心に向けた傾斜面とされている。
一対の端子電極部材６、７は、プレス加工によって成形されている。
【００２０】
円柱状セラミックス５の両端には、図１に示すように、椀状に形成された一対のぬれ防止金属部材１６、１７が係合されている。この一対のぬれ防止金属部材１６、１７は、一対の端子電極部材６、７よりもろう材１０のぬれ性が低いステンレス等の金属からなり外周部１８がフランジ部１１の突出支持部１２の先端よりも軸方向内方に延びて断面略Ｕ字状に形成され主放電部とされている。
円柱状セラミックス５の導電性被膜３は、一対のぬれ防止金属部材１６、１７の内周面で接触し、一対のぬれ防止金属部材１６、１７は、突出支持部１２の径方向内側面１２ａに接触して支持されている。
【００２１】
筒型セラミックス８は、断面長方形状を有し両端面外形がフランジ部１１の外周寸法と一致している。この筒型セラミックス８は、例えばアルミナ等の絶縁性セラミックスからなり、両端面には、例えば、Ｍｏ（モリブデン）−Ｗ（タングステン）のメタライズ処理、Ｎｉ（ニッケル）メッキによってメタライズ層が形成されている。
この筒型セラミックス８と一対の端子電極部材６、７とによって円柱状セラミックス５等がＡｒ等の不活性ガスとともに封止されている。
【００２２】
次に、以上の構成からなる本実施形態のチップ型サージアブソーバ１の製造方法について説明する。
まず、端子電極部材６の中央領域１３上に、一対のぬれ防止金属部材１６、１７を両端に取り付けた円柱状セラミックス５を載置して径方向内側面１２ａとぬれ防止金属部材１６とを接触させる。そして、フランジ部１１上にろう材１０を載置しその上に筒型セラミックス８を載置する。さらに円柱状セラミックス５の上部にろう材１０を載置し、中央領域１３と対向するように端子電極部材７を載置して径方向内側面１２ａとぬれ防止金属部材１７とを接触させて仮組する。
【００２３】
続いて、一対の端子電極部材６、７と筒型セラミックス８とによって円柱状セラミックス５をＡｒガスと共に内部に封止する封止工程について説明する。
上述のように仮組した状態で真空引き後Ａｒ雰囲気下とし、加熱処理によってろう材１０を溶融させて封止し、その後、外周面にＮｉ、Ｓｎ（スズ）メッキを施しチップ型サージアブソーバ１を製造する。なお、外周面のメッキは、Ｎｉ、Ｓｎに限らず、Ｎｉの代わりにＣｕ（銅）、Ｓｎの代わりにＳｎ／Ｐｂ（鉛）等の表面実装に適するメッキで構わない。
こうして製造したチップ型サージアブソーバ１を、例えば、図４に示すように、プリント基板等の基板Ｂ上に筒型セラミックス８の一側面である実装面８Ａを基板Ｂ上に載置し、基板Ｂと一対の端子電極部材６、７の外面とを半田Ｓによって接着固定して使用する。
【００２４】
このチップ型サージアブソーバ１によれば、封止の際、一対の端子電極部材６、７が、突出支持部１２に囲まれて円柱状セラミックス５の端部に対向する中央領域１３と、フランジ部１１から径方向内方に延在して中央領域１３まで達するろう材誘導溝１５を備えているので、溶融接着時のろう材１０がろう材誘導溝１５を介して放電しない中央領域１３に誘導され、ろう材１０が突出支持部１２と筒型セラミックス８内面との隙間を毛細管現象によって延びて突出支持部１２の先端に達することを抑えることができる。
【００２５】
また、一対のぬれ防止金属部材１６、１７の外周部が突出支持部１２の先端よりも軸方向内方に延びて設けられているので、円柱状セラミックス５を挟んで対向する一対のぬれ防止金属部材１６、１７間距離のほうが一対の端子電極部材６、７間距離よりも短くなるため、一対のぬれ防止金属部材１６、１７間で主放電を行うことができる。
このとき、ろう材１０の一部が突出支持部１２と筒型セラミックス８内面との隙間を毛細管現象によって延びて突出支持部１２先端に達してしまった場合でも、一対のぬれ防止金属部材１６、１７の表面が一対の端子電極部材６、７よりもろう材１０のぬれ性が低く構成されているので、突出支持部１２と一対のぬれ防止金属部材１６、１７との間の隙間では毛細管現象が弱められる。したがって、ろう材１０が一対のぬれ防止金属部材１６、１７の外周部１８に達することをより抑えることができ、主放電の際のろう材飛散を抑えることができる。
さらに、筒型セラミックス８がセラミックス材料で形成されているので、ガラス材料に比べて大きなサージ耐量を付加させることができる。
【００２６】
次に、本発明に係る第２の実施形態について、図５を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
第２の実施形態が上記第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では椀状に形成された一対のぬれ防止金属部材１６、１７の外周部１８が断面略Ｕ字状に形成されているのに対し、第２の実施形態では一対のぬれ防止金属部材２０、２１の外周部２２が断面矩形状に形成されているとした点である。
また、第１の実施形態では、突出支持部１２の径方向内側面１２ａが傾斜面とされているのに対し、第２の実施形態では、突出支持部２３の径方向内側面２３ａが外周部２２の形状にあわせて中央領域１３から垂直な面とされるとともに、外周部２２が突出支持部２３先端の一部を覆う庇部２５を備えている。
【００２７】
このチップ型サージアブソーバ２６は、第１の実施形態に係るチップ型サージアブソーバ１と同様の作用・効果を有するが、庇部２５を備えているので、庇部２５によってろう材１０が突出支持部２３の先端上に延びることをより抑制し、ろう材１０の飛散をより効果的に抑えることができる。
【００２８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、円柱状セラミックス５の導電性被膜は、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ合金、ＳｎＯ２、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、ＳｉＣ、ＢａＡｌ、Ｃ、Ａｇ／Ｐｔ合金、ＩＴＯ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ等でもよい。
また、端子電極部材は、ＣｕやＮｉ系の合金でもよい。
さらに、絶縁性管両端面のメタライズ層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｍｏ−Ｍｎのメタライズ処理後のＮｉメッキでも良く、また、メタライズ層を用いず活性金属ろう材だけで封止しても構わない。
また、封止する際の雰囲気、すなわち内部の不活性ガスは、放電特性に応じて決定され、例えば、大気（空気）でもよく、Ｎ２、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｈ２、ＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＣＯ２、及びこれらの混合ガスでもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明した本発明においては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及びその製造方法によれば、ろう材で絶縁性管と端子電極部材を封着しても、ろう材の主放電部への流入を抑制して主放電時にろう材に含まれる金属成分の飛散を抑制することができる。したがって、安定した放電特性を長期にわたって有するチップ型サージアブソーバを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係るチップ型サージアブソーバを示す軸方向断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施形態に係るチップ型サージアブソーバの端子電極部材を示す正面図である。
【図３】 図２のＸ−Ｘにおける断面図である。
【図４】 本発明の第１の実施形態に係るチップ型サージアブソーバを基板上に実装したときを示す断面図である。
【図５】 本発明の第２の実施形態に係るチップ型サージアブソーバを示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
１、２６ チップ型サージアブソーバ
２ 放電ギャップ
３ 導電性被膜
５ 円柱状セラミックス（絶縁性部材）
６、７ 端子電極部材
８ 筒型セラミックス（絶縁性管）
１０ ろう材
１１ フランジ部
１２、２３ 突出支持部
１２ａ、２３ａ 径方向内側面
１３ 中央領域
１５ ろう材誘導溝（ろう材誘導路）
１６、１７、２０、２１ ぬれ防止金属部材
１８、２２ 外周部
２５ 庇部
Claims (7)
- 周面に中央の放電ギャップを介して導電性被膜が分割形成された柱状の絶縁性部材と、該絶縁性部材の両端に対向配置され前記導電性被膜に接触する一対の端子電極部材と、前記一対の端子電極部材を両端に配して前記絶縁性部材を内部に不活性ガスと共に封止する絶縁性管とを備えたチップ型サージアブソーバであって、
前記端子電極部材が、前記絶縁性管の端面とろう材で接着されるフランジ部と、
前記絶縁性管の内側かつ軸方向に突出すると共に径方向内側面で前記絶縁性部材を支持する突出支持部と、
前記突出支持部に囲まれて前記絶縁性部材の端部に対向する中央領域と、
前記フランジ部から径方向内方に延在して前記中央領域まで達する少なくとも一つのろう材誘導路とを備えていることを特徴とするチップ型サージアブソーバ。 - 前記ろう材誘導路の少なくとも一つが、前記フランジ部と前記中央領域との距離が最短になる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のチップ型サージアブソーバ。
- 前記突出支持部が複数設けられ、
前記ろう材誘導路が、前記各突出支持部の間に設けられたろう材誘導溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載のチップ型サージアブソーバ。 - 前記絶縁性部材の両端には、前記端子電極部材よりも前記ろう材のぬれ性が低く外周部が前記突出支持部の先端よりも軸方向内方に延びたぬれ防止金属部材が設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載のチップ型サージアブソーバ。
- 前記ぬれ防止金属部材の外周部が、前記突出支持部の先端の一部を覆う庇部を備えていることを特徴とする請求項４に記載のチップ型サージアブソーバ。
- 前記絶縁性管が、セラミックス材料で形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか一つに記載のチップ型サージアブソーバ。
- 周面に中央の放電ギャップを介して導電性被膜が分割形成された柱状の絶縁性部材を、該絶縁性部材の両端に対向配置されて前記導電性被膜に接触する一対の端子電極部材と絶縁性管とによって不活性ガスと共に内部に封止する封止工程を備えるチップ型サージアブソーバの製造方法であって、
前記封止工程が、前記端子電極部材と前記絶縁性管の端面とをろう材で接着する工程を有し、
前記端子電極部材が前記絶縁性管の端面と接着されるフランジ部と、
前記絶縁性管の内側かつ軸方向に突出すると共に径方向内側面で前記絶縁性部材を支持する突出支持部と、
前記突出支持部に囲まれて前記絶縁性部材の端部に対向する中央領域と、
前記フランジ部から径方向内方に延在して前記中央領域まで達する少なくとも一つのろう材誘導路とを備えていることを特徴とするチップ型サージアブソーバの製造方法。
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