JP4292935B2 - Chip-type surge absorber and manufacturing method thereof - Google Patents

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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。   The present invention relates to a chip-type surge absorber used for protecting various devices from surges and preventing accidents, and a method for manufacturing the same.
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。   Portions where electronic devices for communication devices such as telephones, facsimiles, modems, etc. are connected to communication lines, power lines, antennas, CRT drive circuits, etc., portions that are susceptible to electrical shock due to abnormal voltage (surge voltage) such as lightning surge or static electricity A surge absorber is connected to prevent damage due to thermal damage or ignition of an electronic device or a printed circuit board on which the device is mounted due to an abnormal voltage.
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チップ型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、絶縁性基板の表面に、いわゆるマイクロギャップを介して対向配置され互いに異なる縁部まで形成された一対の放電電極と、ガラス材料を有する接着剤を介してこの一対の放電電極の基端部を含む絶縁性基板の外周部上に周縁部を接着した蓋体と、絶縁性基板及び蓋体の両端に一対の放電電極と導通するように配される一対の端子電極とを備えた放電型サージアブソーバである。(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, for example, a chip-type surge absorber using a surge absorbing element having a micro gap has been proposed. The surge absorber includes a pair of discharge electrodes disposed on the surface of an insulating substrate so as to face each other through so-called micro gaps and different edges, and a pair of discharge electrodes including an adhesive having a glass material. A lid having a peripheral edge bonded to an outer peripheral portion of an insulating substrate including a base end; and a pair of terminal electrodes arranged to be electrically connected to the pair of discharge electrodes at both ends of the insulating substrate and the lid. Discharge type surge absorber. (For example, refer to Patent Document 1).
近年、このようなチップ型サージアブソーバにおいても、放電電極における放電開始電圧を低下させることが望まれており、放電電極を薄膜とすることでマイクロギャップの先端付近に電界が集中しやすくなるので放電開始電圧が低下することが知られている。
特開2001−35634号公報(図1)
In recent years, in such a chip type surge absorber, it has been desired to reduce the discharge start voltage at the discharge electrode, and since the discharge electrode is thin, the electric field tends to concentrate near the tip of the microgap. It is known that the starting voltage decreases.
JP 2001-35634 A (FIG. 1)
しかしながら、上記従来の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、従来のサージアブソーバでは、薄膜の放電電極をスパッタ法あるいは化学蒸着法(以下CVD法と省略する。)によって形成した場合、形成された放電電極は金属膜あるいはこれに準じた化合物となる。このため、放電電極を含む絶縁性基板の外周部上にガラス材料を有する接着剤を介して蓋体を接着して放電空間を形成する際、放電電極と接着剤とのぬれ性が悪く、また熱膨張係数が大きく異なるので封止することが困難であった。   However, the following problems remain in the conventional surge absorber. That is, in a conventional surge absorber, when a thin discharge electrode is formed by sputtering or chemical vapor deposition (hereinafter abbreviated as CVD), the formed discharge electrode is a metal film or a compound corresponding thereto. Therefore, when the discharge space is formed by adhering the lid through the adhesive having the glass material on the outer peripheral portion of the insulating substrate including the discharge electrode, the wettability between the discharge electrode and the adhesive is poor, and It was difficult to seal because the coefficients of thermal expansion differed greatly.
一方、放電電極が直接端子電極と接合しているため、放電電極を薄膜とした場合に放電電極と端子電極との接触面積が小さくなる。サージ寿命試験を行うと、放電電極と端子電極との接触箇所に電流が流れるが、接触面積が小さいために接触箇所における電流密度が高くなるため発熱し、接触箇所が損傷することで放電電極と端子電極との良好な電気的接触が得られなくなる虞がある。   On the other hand, since the discharge electrode is directly joined to the terminal electrode, when the discharge electrode is a thin film, the contact area between the discharge electrode and the terminal electrode is reduced. When a surge life test is performed, a current flows through the contact point between the discharge electrode and the terminal electrode, but because the contact area is small, the current density at the contact point increases and heat is generated. There is a possibility that good electrical contact with the terminal electrode cannot be obtained.
また、放電電極の膜厚を薄くすることで理論的には放電開始電圧の低下を図ることができるが、実際には薄くなるにしたがって、放電空間を形成する際に放電電極が酸化しやすくなるので放電電極が変質することにより放電開始電圧が上昇するという問題があった。   Although the discharge start voltage can theoretically be reduced by reducing the thickness of the discharge electrode, the discharge electrode is more likely to be oxidized when the discharge space is actually formed as the discharge electrode becomes thinner. Therefore, there has been a problem that the discharge start voltage increases due to the change of the discharge electrode.
また、薄膜の放電電極をスパッタ法によって形成した場合でも、より高いエネルギーのサージが繰り返し加えられた際には放電電極が放電時の熱やひずみにより蒸発、損傷し、長寿命とはならないという問題がある。   In addition, even when a thin discharge electrode is formed by sputtering, the discharge electrode evaporates and is damaged due to heat and strain during discharge when a surge of higher energy is repeatedly applied, so that it does not have a long life. There is.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、封止の容易化を図ることができ、また接触箇所の損傷を防止することができ、放電電極の変質を抑制することができる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。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and can be easily sealed, can prevent damage at contact points, and can suppress deterioration of the discharge electrode. An object is to provide a surge absorber and a method for manufacturing the same.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のチップ型サージアブソーバは、絶縁性材料で形成された絶縁性基板と、該絶縁性基板の一方の面上に対向配置されそれぞれ異なる縁部まで形成された一対の接続電極と、該一対の接続電極のそれぞれに接続されて放電間隙を介して互いに対向配置された一対の放電電極と、ガラス材料を有する接着剤を介して前記一対の接続電極の基端部を含む前記絶縁性基板の外周部上と固定されて該絶縁性基板の上部に放電空間を形成する箱状の蓋体と、前記縁部にて露出された前記一対の接続電極と導通するように前記絶縁性基板の両端部に配される一対の端子電極とを備えたチップ型サージアブソーバにおいて、前記接続電極が、金属中にガラス材料を含む材料で形成されていることを特徴とする。   The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the chip-type surge absorber of the present invention includes an insulating substrate formed of an insulating material, a pair of connection electrodes that are arranged opposite to each other on one surface of the insulating substrate, and are formed up to different edges. The insulation including a pair of discharge electrodes connected to each of the pair of connection electrodes and arranged to face each other via a discharge gap, and a base end portion of the pair of connection electrodes via an adhesive having a glass material The insulating substrate is connected to the box-shaped lid that is fixed to the outer periphery of the substrate and forms a discharge space above the insulating substrate, and the pair of connection electrodes exposed at the edge. In the chip type surge absorber provided with a pair of terminal electrodes arranged at both ends of the metal, the connection electrode is formed of a material containing a glass material in a metal.
また、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、絶縁性基板の一方の面上に対向配置されそれぞれ該絶縁性基板の異なる縁部まで延在する一対の接続電極を形成する接続電極形成工程と、放電間隙を介して互いに対向し、前記一対の接続電極のそれぞれに接続される一対の放電電極を形成する放電電極形成工程と、ガラス材料を有する接着剤を介して前記一対の接続電極の基端部を含む前記絶縁性基板の外周部上に箱状の蓋体を固定し、前記縁部にて露出した前記一対の接続電極と導通するように前記絶縁性基板の両端部に一対の端子電極を形成する封止工程とを有するチップ型サージアブソーバの製造方法において、前記接続電極形成工程が、金属中にガラス材料を含む材料で接続電極を形成することを特徴とする。   Also, the manufacturing method of the chip-type surge absorber according to the present invention includes the formation of a connection electrode that forms a pair of connection electrodes that are opposed to each other on one surface of the insulating substrate and extend to different edges of the insulating substrate. A discharge electrode forming step of forming a pair of discharge electrodes facing each other via a discharge gap and connected to each of the pair of connection electrodes; and the pair of connection electrodes via an adhesive having a glass material A box-shaped lid is fixed on the outer periphery of the insulating substrate including the base end of the insulating substrate, and a pair of both ends of the insulating substrate is connected to the pair of connection electrodes exposed at the edge. In the manufacturing method of the chip-type surge absorber having the sealing step for forming the terminal electrode, the connection electrode forming step forms the connection electrode with a material containing a glass material in the metal.
この発明にかかるチップ型サージアブソーバ及びこの製造方法によれば、ガラス材料を有する接着剤を用いて接続電極と蓋体とを接着する際、接続電極が金属中にガラス材料を含む材料で構成されているので、接着剤とのぬれ性が良好となる。また、接続電極に含まれるガラス材料の分量を調整することによって接着剤と接続電極との熱膨張係数差を小さくすることができる。したがって、絶縁性基板及び接続電極と蓋体との封着性が向上し、良好な気密性を有する放電空間が容易に得られる。   According to the chip type surge absorber and the manufacturing method according to the present invention, when the connection electrode and the lid are bonded using an adhesive having a glass material, the connection electrode is made of a material containing a glass material in a metal. Therefore, the wettability with the adhesive is improved. Further, the difference in thermal expansion coefficient between the adhesive and the connection electrode can be reduced by adjusting the amount of the glass material contained in the connection electrode. Therefore, the sealing property between the insulating substrate and the connection electrode and the lid is improved, and a discharge space having good airtightness can be easily obtained.
また、本発明にかかるチップ型サージアブソーバは、前記放電電極が、導電性物質のみで形成されていることが好ましい。
また、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、前記放電電極形成工程が、導電性物質のみで形成された前記放電電極を形成することが好ましい。
この発明にかかるチップ型サージアブソーバ及びこの製造方法によれば、放電電極が、ガラスやバインダーなどの混ぜものがなく導電性物質のみで構成されることで、放電電極を構成する導電性物質が常に放電間隙先端に存在するため、放電開始電圧を下げることが可能となる。
In the chip type surge absorber according to the present invention, it is preferable that the discharge electrode is formed of only a conductive material.
In the method for manufacturing a chip-type surge absorber according to the present invention, it is preferable that the discharge electrode forming step forms the discharge electrode formed of only a conductive material.
According to the chip-type surge absorber and the manufacturing method according to the present invention, since the discharge electrode is composed of only a conductive material without a mixture of glass and binder, the conductive material constituting the discharge electrode is always Since it exists at the tip of the discharge gap, the discharge start voltage can be lowered.
また、本発明にかかるチップ型サージアブソーバは、スパッタ法により形成された前記放電電極の膜厚が、0.5μm以上5μm以下であることが好ましい。
この発明によれば、放電電極の膜厚が0.5μm以上であるため、放電空間を形成する際に放電電極の表面が酸化して導電性物質が表面に現れないことによって生じる放電開始電圧の上昇を抑制できる。
また、膜厚が5μm以下であるため、サージを吸収する際に放電が一対の放電電極の放電間隙側のみで行われることによる絶縁抵抗値の著しい劣化を防止する。したがって、放電が放電電極の先端側に留まることなく放電電極全体に広がることでサージアブソーバを長寿命化することができる。また、5μm以下であれば電界集中の効果が大きく、放電開始電圧を低下させることができる。
Moreover, in the chip-type surge absorber according to the present invention, it is preferable that the film thickness of the discharge electrode formed by sputtering is 0.5 μm or more and 5 μm or less.
According to the present invention, since the thickness of the discharge electrode is 0.5 μm or more, when the discharge space is formed, the surface of the discharge electrode is oxidized, and the discharge start voltage generated by the fact that the conductive material does not appear on the surface is generated. The rise can be suppressed.
In addition, since the film thickness is 5 μm or less, a significant deterioration of the insulation resistance value due to the discharge being performed only on the discharge gap side of the pair of discharge electrodes when absorbing the surge is prevented. Therefore, the life of the surge absorber can be extended by spreading the discharge to the entire discharge electrode without staying at the tip end side of the discharge electrode. Moreover, if it is 5 micrometers or less, the effect of electric field concentration is large and the discharge start voltage can be lowered.
また、本発明にかかるチップ型サージアブソーバは、前記接続電極が、前記放電電極よりも厚く形成されていることが好ましい。
この発明によれば、接続電極の膜厚を厚くすることで接続電極と端子電極との接触面積を増大させることができるので、サージ寿命試験において接続電極と端子電極との接触箇所における発熱を抑制し、接続箇所における破損を防止できる。なお、このとき接続電極の膜厚は、5μm以上であることが好ましい。
In the chip type surge absorber according to the present invention, it is preferable that the connection electrode is formed thicker than the discharge electrode.
According to the present invention, since the contact area between the connection electrode and the terminal electrode can be increased by increasing the thickness of the connection electrode, the heat generation at the contact point between the connection electrode and the terminal electrode is suppressed in the surge life test. In addition, it is possible to prevent breakage at the connection location. At this time, the thickness of the connection electrode is preferably 5 μm or more.
また、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、前記接続電極形成工程が、スクリーン印刷法によって接続電極を形成すると共に、前記放電電極形成工程が、スパッタ法によって放電電極を形成することが好ましい。
この発明によれば、スクリーン印刷法によって容易に厚膜の接続電極を形成することができるので、接続電極と端子電極との接触面積を容易に増大させることが可能となる。したがって、上述と同様にサージ寿命試験を行った際に、接続電極と端子電極との接続箇所の損傷を防止できる。
また、スパッタ法によって絶縁性基板への付着性のよい薄膜の放電電極が容易に形成できるので、放電開始電圧を低下させることが可能となる。さらに膜厚のコントロールも容易で薄膜化することにより、サージを吸収する際に放電が放電電極全体に広がることでチップ型サージアブソーバを長寿命化することができる。
Moreover, in the manufacturing method of the chip type surge absorber according to the present invention, the connection electrode forming step forms a connection electrode by a screen printing method, and the discharge electrode formation step forms a discharge electrode by a sputtering method. preferable.
According to the present invention, since the thick connection electrode can be easily formed by the screen printing method, the contact area between the connection electrode and the terminal electrode can be easily increased. Therefore, when a surge life test is performed in the same manner as described above, damage to the connection portion between the connection electrode and the terminal electrode can be prevented.
Further, since a thin discharge electrode having good adhesion to an insulating substrate can be easily formed by sputtering, the discharge start voltage can be reduced. Furthermore, the film thickness can be easily controlled and the thickness is reduced, so that when the surge is absorbed, the discharge spreads over the entire discharge electrode, thereby extending the life of the chip-type surge absorber.
また、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、前記接続電極形成工程が、スクリーン印刷法によって接続電極を形成すると共に、前記放電電極形成工程が、化学蒸着法によって放電電極を形成することが好ましい。
この発明によれば、CVD法によって容易に薄膜の放電電極が形成できるため、上述と同様に一対の放電電極間による放電開始電圧を低下させると共に、チップ型サージアブソーバの長寿命化を図ることができる。また、スパッタ法により放電電極を形成することに比べ、より絶縁性基板への付着性のよく、高融点、高強度な特性を有する放電電極を形成することができる。
Moreover, in the manufacturing method of the chip type surge absorber according to the present invention, the connection electrode forming step forms a connection electrode by a screen printing method, and the discharge electrode formation step forms a discharge electrode by a chemical vapor deposition method. Is preferred.
According to the present invention, since a thin discharge electrode can be easily formed by the CVD method, the discharge start voltage between the pair of discharge electrodes can be lowered and the life of the chip-type surge absorber can be extended as described above. it can. In addition, compared with the case where the discharge electrode is formed by sputtering, it is possible to form a discharge electrode that has better adhesion to an insulating substrate, a high melting point, and high strength.
本発明のチップ型サージアブソーバによれば、接続電極と接着剤とが良好なぬれ性を得られると共に熱膨張係数差を低減することができるので、絶縁性基板及び接続電極と蓋体との封着性を向上させることが可能になる。したがって、放電空間の気密性が良好なチップ型サージアブソーバを安定して製作することができる。   According to the chip-type surge absorber of the present invention, the connection electrode and the adhesive can have good wettability and the difference in thermal expansion coefficient can be reduced, so that the insulating substrate and the connection electrode and the lid are sealed. Wearability can be improved. Therefore, it is possible to stably manufacture a chip-type surge absorber with good discharge space airtightness.
以下、本発明にかかるチップ型サージアブソーバの一実施形態を、図1及び図2を参照しながら説明する。
本実施形態によるチップ型サージアブソーバ1は、図1及び図2に示されるように、いわゆる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って、絶縁性基板11と、絶縁性基板11の一面11A上に対向配置されそれぞれ異なる縁部まで形成された一対の接続電極12、13と、これら一対の接続電極12、13に接続されて放電間隙14を介して互いに対向配置された一対の放電電極15、16と、接着剤17を介して一対の接続電極12、13の基端部を含む絶縁性基板11の外周部上と固定されて絶縁性基板11の上部に放電空間18を形成する箱状の蓋体19と、縁部にて露出された一対の接続電極12、13と導通するように絶縁性基板11の両端部に配される一対の端子電極21、22とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a chip-type surge absorber according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIGS. 1 and 2, the chip-type surge absorber 1 according to the present embodiment is a discharge-type surge absorber using a so-called microgap, and includes an insulating substrate 11 and a surface 11 </ b> A of the insulating substrate 11. A pair of connection electrodes 12 and 13 which are arranged opposite to each other and formed to different edges, and a pair of discharge electrodes 15 which are connected to the pair of connection electrodes 12 and 13 and are arranged to face each other via a discharge gap 14. 16 and a box-like shape that is fixed to the outer peripheral portion of the insulating substrate 11 including the base end portions of the pair of connection electrodes 12 and 13 via the adhesive 17 to form a discharge space 18 on the insulating substrate 11. A lid 19 and a pair of terminal electrodes 21 and 22 disposed at both ends of the insulating substrate 11 so as to be electrically connected to the pair of connection electrodes 12 and 13 exposed at the edge portions are provided.
絶縁性基板11及び蓋体19は、例えばアルミナなどの絶縁性体によって構成されており、蓋体19において、絶縁性基板11の一面11Aと対向される面には蓋体19と一面11Aとの間に放電空間18を形成するための凹部19Aが設けられている。絶縁性基板11と蓋体19とは、凹部19Aの全周を囲むように接着剤17を介して接触されると共に、これらの間に形成される放電空間18が気密に封止されている。   The insulating substrate 11 and the lid 19 are made of an insulating material such as alumina, and the surface of the lid 19 facing the one surface 11A of the insulating substrate 11 is formed of the lid 19 and the one surface 11A. A recess 19A for forming the discharge space 18 is provided therebetween. The insulating substrate 11 and the lid 19 are brought into contact with each other via an adhesive 17 so as to surround the entire circumference of the recess 19A, and the discharge space 18 formed therebetween is hermetically sealed.
ここで、この放電空間18内には、放電電極15、16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の放電特性を安定させるために、例えばAr(アルゴン)等の不活性ガスと共に封止されている。
端子電極21、22の表面には、メッキ処理が施されている。
Here, in the discharge space 18, in order to stabilize the discharge characteristics of the chip-type surge absorber 1 while keeping the discharge conditions between the discharge electrodes 15 and 16 constant, together with an inert gas such as Ar (argon), for example. It is sealed.
The surfaces of the terminal electrodes 21 and 22 are plated.
接続電極12、13は、絶縁性基板11との熱膨張係数差を小さくし、また接着剤17とのぬれ性をよくするように、銀の中にガラス材料を含有する材料で形成されており、スクリーン印刷法によって厚さを5〜10μmとしている。
また、放電電極15、16は、例えばTiのような導電性材料によって構成され、スパッタ法によって厚さが0.5μm〜5μmとされており、中央にレーザカットによって1本形成されている。
The connection electrodes 12 and 13 are made of a material containing a glass material in silver so as to reduce the difference in thermal expansion coefficient with the insulating substrate 11 and improve the wettability with the adhesive 17. The thickness is set to 5 to 10 μm by the screen printing method.
The discharge electrodes 15 and 16 are made of, for example, a conductive material such as Ti, have a thickness of 0.5 μm to 5 μm by a sputtering method, and are formed by laser cutting at the center.
以上のように構成された本発明のチップ型サージアブソーバ1について以下にその製造方法を説明する。
先ず、接続電極形成工程を行う。これは、図3(a)に示すように、アルミナ製の絶縁性基板11の一面11A上にスクリーン印刷法によって5〜10μmの膜厚を有する一対の接続電極12、13を形成する。ここで、一対の接続電極12、13を、導電性を有する銀の中に体積比でガラス材料を5%〜10%含有する材料で構成し、絶縁性基板11のそれぞれ異なる縁部まで形成する。
A manufacturing method of the chip type surge absorber 1 of the present invention configured as described above will be described below.
First, a connection electrode formation process is performed. As shown in FIG. 3A, a pair of connection electrodes 12 and 13 having a film thickness of 5 to 10 μm are formed on one surface 11A of an insulating substrate 11 made of alumina by a screen printing method. Here, the pair of connection electrodes 12 and 13 are made of a material containing 5% to 10% of a glass material by volume in silver having conductivity, and are formed up to different edges of the insulating substrate 11. .
次に、放電電極形成工程を行う。これは、図3(b)に示すように、所定の位置に開口が設けられたマスクを用いたスパッタ法によって0.5〜5μmの膜厚を有する一対の接続電極12、13のそれぞれに接続する放電電極15、16を形成する。ここで、放電電極15、16は、例えばTiのような導電性物質のみで形成されている。
この後、図3(c)に示すように、放電電極15、16の中央にレーザカットによって放電間隙14を形成する。
Next, a discharge electrode forming step is performed. As shown in FIG. 3B, this is connected to each of a pair of connection electrodes 12 and 13 having a film thickness of 0.5 to 5 μm by sputtering using a mask having an opening at a predetermined position. Discharge electrodes 15 and 16 to be formed are formed. Here, the discharge electrodes 15 and 16 are formed of only a conductive material such as Ti.
Thereafter, as shown in FIG. 3C, a discharge gap 14 is formed by laser cutting in the center of the discharge electrodes 15 and 16.
続いて、封止工程を行う。これは、図3(d)に示すように、絶縁性基板11の周囲にガラス材料を有する接着剤17を印刷にて形成する。この後、図3(e)及び(f)に示すように、例えばArのような不活性ガスの雰囲気中において、絶縁性材料で形成された蓋体19を、一対の接続電極12、13及び一対の放電電極15、16を覆うようにして絶縁性基板11上に接着剤17により接着する。このとき、形成された放電空間18には、不活性ガスが封入される。
さらに、図3(g)に示すように、絶縁性基板11及び蓋体19の両端に、露出された一対の接続電極15、16と導通するようにディップ法により、例えば、Agとガラス材料とで構成されたペーストを付着させて端子電極21、22を形成する。そして、端子電極21、22の表面にメッキ処理を施す。
Subsequently, a sealing process is performed. In this process, as shown in FIG. 3D, an adhesive 17 having a glass material is formed around the insulating substrate 11 by printing. Thereafter, as shown in FIGS. 3E and 3F, for example, in an atmosphere of an inert gas such as Ar, the lid body 19 formed of an insulating material is attached to the pair of connection electrodes 12, 13 and A pair of discharge electrodes 15 and 16 are covered with an adhesive 17 on the insulating substrate 11 so as to cover the pair of discharge electrodes 15 and 16. At this time, an inert gas is sealed in the formed discharge space 18.
Further, as shown in FIG. 3G, for example, Ag and a glass material are formed by a dipping method so as to be electrically connected to the pair of exposed connection electrodes 15 and 16 at both ends of the insulating substrate 11 and the lid 19. The terminal electrodes 21 and 22 are formed by adhering the paste composed of the above. Then, the surface of the terminal electrodes 21 and 22 is plated.
このように構成されたチップ型サージアブソーバ1は、接続電極形成工程において、絶縁性基板11上に形成された接続電極12、13に対して金属の中にガラス材料を含む材料が用いられているので、接着剤17とのぬれ性が向上し、封止工程において接続電極12、13と接着剤17との接着性が向上し、良好な気密性を有する放電空間18が容易に得られる。
また、スクリーン印刷法によって容易に厚膜の接続電極12、13が形成されるので、接続電極12、13と端子電極21、22との接触面積を増大させることができ、サージ寿命試験を行った際に接続電極12、13と端子電極21、22との接触箇所に流れる電流密度を低下させて発生する熱による接続電極12、13と端子電極21、22との接触箇所の破損を抑制する。
In the chip type surge absorber 1 configured as described above, a material containing a glass material in the metal is used for the connection electrodes 12 and 13 formed on the insulating substrate 11 in the connection electrode forming step. Therefore, the wettability with the adhesive 17 is improved, the adhesiveness between the connection electrodes 12 and 13 and the adhesive 17 is improved in the sealing process, and the discharge space 18 having good airtightness can be easily obtained.
Further, since the thick connection electrodes 12 and 13 are easily formed by the screen printing method, the contact area between the connection electrodes 12 and 13 and the terminal electrodes 21 and 22 can be increased, and a surge life test was performed. In this case, the current density flowing at the contact portion between the connection electrodes 12 and 13 and the terminal electrodes 21 and 22 is reduced to prevent the contact portions between the connection electrodes 12 and 13 and the terminal electrodes 21 and 22 from being damaged by heat generated.
また、放電電極形成工程において、スパッタ法によって放電電極15、16を形成することで、絶縁性基板11に対する付着性のよい薄膜が容易に形成することができる。また、放電電極15、16の膜厚が0.5μm以上5μm以下であるため、封止工程において放電電極15、16が酸化されない部分が残り、放電開始電圧を低下させることができる。また、5μm以下と放電電極15、16が薄いために放電が全体に進展し、絶縁抵抗値の劣化を抑制してチップ型サージアブソーバ1を長寿命化することができる。   In addition, in the discharge electrode forming step, the discharge electrodes 15 and 16 are formed by sputtering, so that a thin film having good adhesion to the insulating substrate 11 can be easily formed. Moreover, since the film thickness of the discharge electrodes 15 and 16 is 0.5 μm or more and 5 μm or less, a portion where the discharge electrodes 15 and 16 are not oxidized remains in the sealing step, and the discharge start voltage can be lowered. Further, since the discharge electrodes 15 and 16 are thin with a thickness of 5 μm or less, the discharge progresses to the whole, and the deterioration of the insulation resistance value can be suppressed and the life of the chip-type surge absorber 1 can be extended.
次に、本発明のサージアブソーバ1の他の製造方法について説明する。上記実施形態では、放電電極15、16をスパッタ法によって形成したが、本実施形態では、CVD法によって例えばTiNのような導電性材料のみで構成された放電電極15、16が形成されている。
CVD法によって放電電極15、16を形成することでスパッタ法に比べ、より絶縁性基板11への付着性がよく、高融点、高強度である薄膜とすることができる。したがって、さらに長寿命となるチップ型サージアブソーバとすることができる。
Next, another method for manufacturing the surge absorber 1 of the present invention will be described. In the above embodiment, the discharge electrodes 15 and 16 are formed by the sputtering method. However, in this embodiment, the discharge electrodes 15 and 16 made of only a conductive material such as TiN are formed by the CVD method.
By forming the discharge electrodes 15 and 16 by the CVD method, a thin film having better adhesion to the insulating substrate 11 and higher melting point and strength than the sputtering method can be obtained. Therefore, it is possible to provide a chip-type surge absorber that has a longer life.
なお、本発明は上記実施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、放電電極及び接続電極に用いる導電性物質は、Ag、Ag/Pd合金、SnO、Al、Ni、Cu、Ti、TiN、TiC、Ta、W、SiC、BaAl、Nb、Si、C、Ag/Pt合金、ITO、Ru等の導電性物質、もしくはこれらの混合物によって構成されてもよい。
また、接続電極に含有されるガラス材料の体積比は、絶縁性基板の材質や熱膨張係数に合わせて1%〜50%の範囲で適宜変化させてもよい。
また、端子電極は、Ag、Pt、Au、Pd、Sn、Ni等の導電性金属、もしくはこれらの混合物にガラス材料や樹脂材料などを加えたものによって構成されてもよい。
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、N、Ne、He、Xe、H、SF、CF、C、C、CO、及びこれらの混合ガスでもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, conductive materials used for the discharge electrode and the connection electrode are Ag, Ag / Pd alloy, SnO 2 , Al, Ni, Cu, Ti, TiN, TiC, Ta, W, SiC, BaAl, Nb, Si, C, You may be comprised by electroconductive substances, such as Ag / Pt alloy, ITO, Ru, or these mixtures.
Further, the volume ratio of the glass material contained in the connection electrode may be appropriately changed within a range of 1% to 50% in accordance with the material of the insulating substrate and the thermal expansion coefficient.
The terminal electrode may be made of a conductive metal such as Ag, Pt, Au, Pd, Sn, or Ni, or a mixture of these materials with a glass material or a resin material added.
Further, the atmosphere at the time of sealing, that is, the inert gas inside is determined according to the discharge characteristics, for example, N 2 , Ne, He, Xe, H 2 , SF 6 , CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , CO 2 , and a mixed gas thereof may be used.
本願発明では、接続電極にガラス材料が含まれた材料を用いた。なお、接続電極にガラス材料が含有されていない場合には、上述した封着性の向上が得られないが、スクリーン印刷法によって接続電極を形成することで容易に厚膜とすることができると共に、スパッタ法又はCVD法によって放電電極を形成することで容易に薄膜とすることができる。したがって、接続電極と端子電極との接触面積を増大させることができ、接続箇所の破損を抑制が可能となる。   In the present invention, a material containing a glass material is used for the connection electrode. In addition, when the glass material is not contained in the connection electrode, the above-described improvement in the sealing property cannot be obtained, but it can be easily formed into a thick film by forming the connection electrode by a screen printing method. A thin film can be easily formed by forming a discharge electrode by sputtering or CVD. Therefore, the contact area between the connection electrode and the terminal electrode can be increased, and breakage of the connection location can be suppressed.
次に、本発明にかかるチップ型サージアブソーバを、実施例により具体的に説明する。
先ず、実施例として、Agとガラス材料とで構成された材料を用いて厚さ5μmの接続電極12、13を形成し、Tiを用いて厚さ1μmの放電電極15、16を形成することによって上記実施形態に係るチップ型サージアブソーバ1を製作した。なお、ガラス材料は、体積比で5%含有されている。
また、比較例として、接続電極12、13を設けずに、実施例と同様にTiを用いて形成された厚さ1μmの放電電極15、16が端子電極21、22と直接接続される構造としたチップ型サージアブソーバを製作した。
Next, the chip type surge absorber according to the present invention will be specifically described with reference to examples.
First, as an example, the connection electrodes 12 and 13 having a thickness of 5 μm are formed using a material composed of Ag and a glass material, and the discharge electrodes 15 and 16 having a thickness of 1 μm are formed using Ti. The chip type surge absorber 1 according to the above embodiment was manufactured. The glass material is contained by 5% by volume.
Further, as a comparative example, the connection electrodes 12 and 13 are not provided, and the discharge electrodes 15 and 16 having a thickness of 1 μm formed by using Ti as in the embodiment are directly connected to the terminal electrodes 21 and 22. A chip type surge absorber was manufactured.
これら実施例及び比較例のそれぞれ100個に対してバブルリークチェックにより放電空間18の気密性評価を行うことで、良好な気密性が得られる確率を示す封着率を求めた。この結果を表1に示す。
また、良好な気密性が得られた実施例及び比較例のチップ型サージアブソーバにそれぞれ500pF、0Ω、25kVの静電気を印加し、印加回数に対する端子電極21、22との接続箇所における接続抵抗値を測定した。この結果を図4に示す。なお、図4において、従来例の接合抵抗値が1012Ωとなっているが、1012Ωは測定上限であり、実際にはそれ以上の値となっている。
The sealing rate indicating the probability of obtaining good hermeticity was obtained by evaluating the hermeticity of the discharge space 18 by bubble leak check for 100 of each of these examples and comparative examples. The results are shown in Table 1.
Further, static electricity of 500 pF, 0Ω, and 25 kV was applied to the chip type surge absorbers of the example and the comparative example in which good airtightness was obtained, respectively, and the connection resistance value at the connection point with the terminal electrodes 21 and 22 with respect to the number of times of application was determined. It was measured. The result is shown in FIG. In FIG. 4, the junction resistance value of the conventional example is 10 12 Ω, but 10 12 Ω is the upper limit of measurement, which is actually a value higher than that.
表1に示されるように、本発明によれば、ガラス材料を含有する接続電極12、13を設けることにより良好な気密性を有する放電空間18が容易に得られることを確認した。
また、図4に示されるように、端子電極12、13を設けることにより端子電極12、13との接合性が大幅に改善されることを確認した。
As shown in Table 1, according to the present invention, it was confirmed that the discharge space 18 having good airtightness can be easily obtained by providing the connection electrodes 12 and 13 containing the glass material.
Further, as shown in FIG. 4, it was confirmed that by providing the terminal electrodes 12 and 13, the bondability with the terminal electrodes 12 and 13 was significantly improved.
次に、上記実施形態にかかるチップ型サージアブソーバ1における放電電極15、16をスパッタ法によって形成し、放電電極15、16の膜厚を0.2μm〜10μmまで変化させ、各膜厚における放電開始電圧及び500pF、0Ω、25kVの静電気を100回印加したときの絶縁抵抗値を計測した。この結果を図5及び図6に示す。   Next, the discharge electrodes 15 and 16 in the chip-type surge absorber 1 according to the above embodiment are formed by sputtering, and the film thickness of the discharge electrodes 15 and 16 is changed from 0.2 μm to 10 μm, and discharge starts at each film thickness. The insulation resistance value when a voltage and static electricity of 500 pF, 0Ω, and 25 kV were applied 100 times was measured. The results are shown in FIGS.
図5に示されるように、放電電極15、16の膜厚が0.5μm以上であると封入工程における酸化などによる影響を受けにくくなり放電開始電圧が安定してくることを確認した。また、図6に示されるように、放電電極15、16の膜厚が5μm以下であると放電が放電電極15、16全体に広がるため、絶縁抵抗値の劣化を抑制することを確認した。これらから放電電極15、16の膜厚を0.5μm〜5μmとすることで、放電開始電圧を低くすると共にチップ型サージアブソーバ1を長寿命化できることを確認した。   As shown in FIG. 5, it was confirmed that when the thickness of the discharge electrodes 15 and 16 is 0.5 μm or more, the discharge start voltage is stabilized because the discharge electrodes 15 and 16 are not easily affected by oxidation or the like in the encapsulation process. In addition, as shown in FIG. 6, it was confirmed that when the thickness of the discharge electrodes 15 and 16 is 5 μm or less, the discharge spreads over the entire discharge electrodes 15 and 16, thereby suppressing the deterioration of the insulation resistance value. From these, it was confirmed that by setting the thickness of the discharge electrodes 15 and 16 to 0.5 μm to 5 μm, the discharge start voltage can be lowered and the life of the chip-type surge absorber 1 can be extended.
次に、CVD法によってTiNのみで構成された放電電極15、16を有するチップ型サージアブソーバを製作し、放電電極の膜厚を0.2μm〜5μmまで変化させ、上述と同様に各膜厚において500pF、0Ω、25kVの静電気を100回印加したときの絶縁抵抗値を計測した。この結果を図7に示す。   Next, a chip type surge absorber having discharge electrodes 15 and 16 composed only of TiN by a CVD method is manufactured, and the film thickness of the discharge electrode is changed from 0.2 μm to 5 μm. The insulation resistance value when static electricity of 500 pF, 0Ω, and 25 kV was applied 100 times was measured. The result is shown in FIG.
図7に示されるように、CVD法によってより絶縁性基板への付着性が高く、高融点、高強度の放電電極を形成することで、スパッタ法によって放電電極を形成することに比べて、より絶縁抵抗値の劣化が抑制されて長寿命化させることを確認した。   As shown in FIG. 7, the adhesion to the insulating substrate is higher by the CVD method, and the discharge electrode having a high melting point and the higher strength is formed, compared with the case where the discharge electrode is formed by the sputtering method. It was confirmed that deterioration of the insulation resistance value was suppressed and the life was extended.
本発明にかかる一実施形態におけるチップ型サージアブソーバを示す斜視図である。It is a perspective view showing a chip type surge absorber in one embodiment concerning the present invention. 本発明にかかる一実施形態におけ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。It is an axial sectional view showing a chip type surge absorber in one embodiment concerning the present invention. 本発明にかかる一実施形態におけ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斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing method of the chip type surge absorber in one Embodiment concerning this invention in process order. 本発明にかかる実施例1におけるサージ印加回数と接合抵抗値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the frequency | count of surge application in Example 1 concerning this invention, and junction resistance value. 本発明にかかる実施例2における放電電極の膜厚と放電開始電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the film thickness of the discharge electrode and discharge start voltage in Example 2 concerning this invention. 本発明にかかる実施例2における放電電極の膜厚と絶縁抵抗値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the film thickness of the discharge electrode in Example 2 concerning this invention, and an insulation resistance value. 本発明にかかる実施例3における放電電極の膜厚と絶縁抵抗値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the film thickness of the discharge electrode in Example 3 concerning this invention, and an insulation resistance value.
符号の説明Explanation of symbols
1 チップ型サージアブソーバ
11 絶縁性基板
12、13 接続電極
14 放電間隙
15、16 放電電極
17 接着剤
18 放電空間
19 蓋体
21、22 端子電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chip type surge absorber 11 Insulating substrate 12, 13 Connection electrode 14 Discharge gap 15, 16 Discharge electrode 17 Adhesive 18 Discharge space 19 Cover body 21, 22 Terminal electrode

Claims (8)

  1. 絶縁性材料で形成された絶縁性基板と、該絶縁性基板の一方の面上に対向配置されそれぞれ異なる縁部まで形成された一対の接続電極と、該一対の接続電極のそれぞれに接続されて放電間隙を介して互いに対向配置された一対の放電電極と、ガラス材料を有する接着剤を介して前記一対の接続電極の基端部を含む前記絶縁性基板の外周部上と固定されて該絶縁性基板の上部に放電空間を形成する箱状の蓋体と、前記縁部にて露出された前記一対の接続電極と導通するように前記絶縁性基板の両端部に配される一対の端子電極とを備えたチップ型サージアブソーバにおいて、
    前記接続電極が、金属中にガラス材料を含む材料で形成されていることを特徴とするチップ型サージアブソーバ。
    An insulating substrate formed of an insulating material, a pair of connection electrodes disposed on one surface of the insulating substrate so as to face each other and different edges, and connected to each of the pair of connection electrodes A pair of discharge electrodes arranged opposite to each other via a discharge gap, and an insulating member fixed on the outer peripheral portion of the insulating substrate including a base end portion of the pair of connection electrodes via an adhesive having a glass material. A pair of terminal electrodes disposed at both ends of the insulating substrate so as to be electrically connected to the pair of connection electrodes exposed at the edge portion; In a chip-type surge absorber with
    A chip-type surge absorber, wherein the connection electrode is formed of a material containing a glass material in a metal.
  2. 前記放電電極が、導電性物質のみで形成さ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。   The chip-type surge absorber according to claim 1, wherein the discharge electrode is formed of only a conductive material.
  3. スパッタ法により形成された前記放電電極の膜厚が、0.5μm以上5μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のチップ型サージアブソーバ。   3. The chip-type surge absorber according to claim 1, wherein a film thickness of the discharge electrode formed by a sputtering method is 0.5 μm or more and 5 μm or less.
  4. 前記接続電極が、前記放電電極よりも厚く形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のチップ型サージアブソーバ。   The chip-type surge absorber according to any one of claims 1 to 3, wherein the connection electrode is formed thicker than the discharge electrode.
  5. 絶縁性基板の一方の面上に対向配置されそれぞれ該絶縁性基板の異なる縁部まで延在する一対の接続電極を形成する接続電極形成工程と、
    放電間隙を介して互いに対向し、前記一対の接続電極のそれぞれに接続される一対の放電電極を形成する放電電極形成工程と、
    ガラス材料を有する接着剤を介して前記一対の接続電極の基端部を含む前記絶縁性基板の外周部上に箱状の蓋体を固定し、前記縁部にて露出した前記一対の接続電極と導通するように前記絶縁性基板の両端部に一対の端子電極を形成する封止工程とを有するチップ型サージアブソーバの製造方法において、
    前記接続電極形成工程が、金属中にガラス材料を含む材料で接続電極を形成す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。
    A connection electrode forming step of forming a pair of connection electrodes that are opposed to each other on one surface of the insulating substrate and extend to different edges of the insulating substrate;
    A discharge electrode forming step of forming a pair of discharge electrodes opposed to each other via a discharge gap and connected to each of the pair of connection electrodes;
    The pair of connection electrodes exposed at the edge by fixing a box-like lid on the outer peripheral portion of the insulating substrate including the base ends of the pair of connection electrodes via an adhesive having a glass material In a method of manufacturing a chip-type surge absorber having a sealing step of forming a pair of terminal electrodes at both ends of the insulating substrate so as to be electrically connected to each other,
    The method for manufacturing a chip-type surge absorber, wherein the connection electrode forming step forms the connection electrode with a material containing a glass material in a metal.
  6. 前記放電電極形成工程が、導電性物質のみで形成された前記放電電極を形成することを特徴とする請求項5に記載のチップ型サージアブソーバの製造方法。   6. The method for manufacturing a chip-type surge absorber according to claim 5, wherein the discharge electrode forming step forms the discharge electrode formed of only a conductive material.
  7. 前記接続電極形成工程が、スクリーン印刷法によって前記接続電極を形成すると共に、
    前記放電電極形成工程が、スパッタ法によって前記放電電極を形成することを特徴とする請求項5または6に記載のチップ型サージアブソーバの製造方法。
    The connection electrode forming step forms the connection electrode by screen printing,
    The method for manufacturing a chip-type surge absorber according to claim 5 or 6, wherein the discharge electrode forming step forms the discharge electrode by a sputtering method.
  8. 前記接続電極形成工程が、スクリーン印刷法によって前記接続電極を形成すると共に、
    前記放電電極形成工程が、化学蒸着法によって前記放電電極を形成することを特徴とする請求項5または6に記載のチップ型サージアブソーバの製造方法。
    The connection electrode forming step forms the connection electrode by screen printing,
    The method for manufacturing a chip-type surge absorber according to claim 5 or 6, wherein the discharge electrode forming step forms the discharge electrode by a chemical vapor deposition method.
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