JP6441242B2 - 平坦なガス放電管に関するデバイスおよび方法 - Google Patents

平坦なガス放電管に関するデバイスおよび方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2013年2月22日に出願されたDEVICES AND METHODS RELATED TO FLAT GAS DISCHARGE TUBESという名称の米国仮出願第61/768,346号の優先権を主張し、その開示は、その全体が、明示的に参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は基本的にガス放電管に関し、特には、平坦なガス放電管に関連するデバイスおよび方法に関する。
ガス放電管(GDT)は、ある体積のガスが2つの電極の間に閉じ込められたデバイスである。2つの電極間に十分な電位差が存在するとき、ガスは、導電性の媒体をもたらすようにイオン化し、それによって、アークの形態で電流を生み出すことができる。
そのような動作原理に基づいて、GDTは、電気的な障害の間、種々の用途に対して信頼性が高くて効果的な保護を提供するように構成され得る。所定の用途では、GDTは、低い静電容量や低い挿入損失/逆流損失などの特性から、半導体放電デバイスよりも好ましいものとなり得る。したがって、GDTは、過電圧などの電気的な障害に対する保護が望まれる電気通信および他の用途で頻繁に使用されている。
所定の実装形態において、本開示は、第1の側部および第2の側部を有する絶縁体プレートを含むデバイスに関する。絶縁体プレートは、複数の開口部を画定しており、各開口部は、絶縁体プレートの第1および第2の側部にある第1および第2の電極によってカバーされ、それによって、ガス放電管(GDT)動作のために構成されている閉塞ガス容積を画定することが可能であるように寸法決めされている。
所定の実施形態において、絶縁体プレートはセラミックプレートとされてもよい。絶縁体プレートは、絶縁体プレートが、第1および第2の側部のいずれかまたは両方に複数のスコアラインをさらに画定するものであってもよく、スコアラインは、1つまたは複数の開口部をそれぞれ有する複数の個別のユニットへの絶縁体プレートの単体化(単体化)を容易にするように寸法決めされている。
所定の実施形態において、デバイスが、閉塞ガス容積を形成するために、第1の側部に装着されている第1の電極と、第2の側部に装着されている第2の電極とをさらに含むことができる。絶縁体プレートが、第1の側部と第2の側部との間で実質的に均一な厚みを有していてもよい。第1および第2の電極のそれぞれが、内側中央表面を含むことができ、閉塞ガス容積が、開口部および第1および第2の電極の内側中央表面によって画定される円筒形状の容積を含む。第1および第2の電極のそれぞれが、内側の凹部をさらに含むことができ、内側の凹部は、開口部の周りの対応する表面の一部分が円筒形状の容積に露出されることを可能にするように構成されている。デバイスが、1つまたは複数のプレイオナイゼーション(pre−ionization)ラインをさらに含むことができ、1つまたは複数のプレイオナイゼーションラインは、電極の内側の凹部によって露出される開口部の周りの表面に実装されている。1つまたは複数のプレイオナイゼーションラインは、GDT動作の間に応答時間を低減させるように構成され得る。
所定の実装形態では、本開示は、複数のガス放電管(GDT)のための絶縁体を製作するための方法に関連している。方法は、第1の側部および第2の側部を有する絶縁体プレートを提供または形成するステップを含む。方法は、絶縁体プレートに複数の開口部を形成するステップをさらに含み、各開口部は、絶縁体プレートの第1および第2の側部の上の第1および第2の電極によってカバーされ、それによって、ガス放電管(GDT)動作のために構成されている閉塞ガス容積を画定することが可能であるように寸法決めされている。
所定の実施形態において、方法は、第1および第2の側部のいずれかまたは両方に複数のスコアラインを形成するステップをさらに含むことができる。スコアラインは、1つまたは複数の開口部をそれぞれ有する複数の個別のユニットへの絶縁体プレートの単体化を容易にするように寸法決めされ得る。
所定の実装形態では、本開示は、ガス放電管(GDT)デバイスを製作するための方法に関する。方法は、第1の側部および第2の側部を有する絶縁体プレートを提供または形成するステップを含む。方法は、絶縁体プレートに複数の開口部を形成するステップをさらに含む。方法は、絶縁体プレートの第1および第2の側部の上の第1および第2の電極で各開口部をカバーし、それによって、閉塞ガス容積を画定するステップをさらに含む。
所定の実施形態において、方法は、第1および第2の側部のいずれかまたは両方に複数のスコアラインを形成するステップをさらに含むことができる。スコアラインは、1つまたは複数の開口部をそれぞれ有する複数の個別のユニットへの絶縁体プレートの単体化を容易にするように寸法決めされ得る。方法は、複数の個別のユニットへ絶縁体プレートを単体化するステップをさらに含むことができる。方法は、単体化された個別のユニットを所望の形態へパッケージングするステップをさらに含むことができる。所望の形態は、サーフェスマウントの形態を含むことができる。
所定の実施形態において、複数の開口部を形成するステップが、開口部によって画定される内側境界と、外側境界とを有する内部絶縁体リングを形成するステップを含むことができる。内部絶縁体は、内側境界と外側境界との間で減少した厚みを有していてもよい。減少した厚みは、第1の側部と第2の側部との間の厚みよりも小さい値を有していてもよい。内部絶縁体リングが、沿面電流(creeping current)のための拡張された経路長さを提供するように寸法決めされ得る。
所定の実施形態において、方法が、開口部をそれらのそれぞれの電極でカバーすることを容易にする接合層を形成または提供するステップをさらに含むことができる。接合層が、絶縁体プレートの第1および第2の側部にある開口部のそれぞれの周りに形成されているメタライゼーション層を含むことができる。接合層が、メタライゼーション層へ電極を連結するためのろう付け層をさらに含むことができる。ろう付け層が、例えば、ろう付けワッシャとすることができ、そのようなろう付けワッシャは、一緒に連結されているろう付けワッシャのアレイの一部とされてもよい。ろう付け層が、別の例では、ろう付けペーストを印刷することによって形成され得る。
所定の実装形態では、本開示は、ガス放電管(GDT)デバイスに関し、ガス放電管(GDT)デバイスは、第1および第2の側部、ならびに、複数の縁部を備える多角形形状を有する絶縁体層を含む。絶縁体層は、縁部の少なくとも1つに沿って、スコアフィーチャ(score feature)を含む。絶縁体層は、1つまたは複数の開口部を画定している。GDTデバイスは、第1および第2の電極をさらに含み、第1および第2の電極は、1つまたは複数の開口部のそれぞれをカバーし、それによって、閉塞ガス容積を画定するように、絶縁体層の第1および第2の側部にそれぞれ配設されている。
所定の実施形態において、絶縁体層は、セラミック層を含むことができる。所定の実施形態において、多角形は矩形とされてもよい。絶縁体層は、開口部によって画定される内側境界と、外側境界とを有する内部絶縁体リングを画定することができる。内部絶縁体は、内側境界と外側境界との間で減少した厚みを有していてもよい。減少した厚みは、第1の側部と第2の側部との間の厚みよりも小さい値を有していてもよい。内部絶縁体リングは、沿面電流のための拡張された経路長さを提供するように寸法決めされ得る。
所定の実施形態において、GDTデバイスは、接合層をさらに含むことができ、接合層は、第1および第2の電極と、第1および第2の側部にあるそれらのそれぞれの表面との間に配設されている。接合層は、セラミック層の第1および第2の側部にある開口部のそれぞれの周りに形成されているメタライゼーション層を含むことができる。接合層は、メタライゼーション層への電極の連結を容易にするように構成されているろう付け層をさらに含むことができる。ろう付け層は、例えばろう付けワッシャを含むことができる。ろう付けワッシャは、ろう付けワッシャを1つまたは複数の他のろう付けワッシャで保持していた連結タブの少なくとも1つの切断される部分を含むことができる。ろう付け層は、別の例では、印刷されたろう付けペーストを含むことができる。
所定の実施形態において、第1および第2の電極のそれぞれが、内側部および外側部を備える円形形状を有することができ、内側部は、開口部の周りのセラミック層に関連する形状および/または機能性を容易にするように寸法決めされた形状を画定している。開口部の周りのセラミック層は、複数のプレイオナイゼーションラインを含むことができる。電極の内側表面は、プレイオナイゼーションラインの周りにスペースを提供するように陥凹させることができる。
所定の実施形態において、絶縁体層は、第1の側部と第2の側部との間で実質的に均一な厚みを有していてもよい。GDTデバイスは、接合層をさらに含むことができ、接合層は、第1および第2の電極のそれぞれと、第1および第2の側部にあるそれらのそれぞれの表面との間に配設されている。接合層は、セラミック層の第1および第2の側部にある開口部のそれぞれの周りに形成されているメタライゼーション層を含むことができる。接合層は、メタライゼーション層への電極の連結を容易にするように構成されているろう付け層をさらに含むことができる。ろう付け層は、例えば、ろう付けワッシャを含むことができる。ろう付けワッシャは、ろう付けワッシャを1つまたは複数の他のろう付けワッシャで保持していた連結タブの少なくとも1つの切断される部分を含むことができる。ろう付け層が、別の例では、印刷されたろう付けペーストを含むことができる。
所定の実施形態において、第1および第2の電極のそれぞれが、内側中央表面を含むことができ、閉塞ガス容積が、開口部および第1および第2の電極の内側中央表面によって画定される円筒形状の容積を含むようになっている。内側表面は、電極の上のコーティング層の付着を支援するように構成されている複数の同心円状の特徴部を含むことができる。第1および第2の電極のそれぞれが、内側の凹部をさらに含むことができ、内側の凹部は、開口部の周りの対応する表面の一部分が円筒形状の容積に露出されることを可能にするように構成されている。GDTデバイスが、1つまたは複数のプレイオナイゼーションラインをさらに含むことができ、1つまたは複数のプレイオナイゼーションラインは、電極の内側の凹部によって露出される開口部の周りの表面に実装される。1つまたは複数のプレイオナイゼーションラインのそれぞれが、GDTデバイスの応答時間を低減させ、したがって、対応するインパルス放電開始電圧を下げるように構成され得る。プレイオナイゼーションラインが、グラファイト、グラフェン、炭素の水性形態(aqueous forms)、または炭素ナノチューブを含むことができる。
所定の実施形態において、セラミック層が、1つの開口部を画定し、それによって、単一のガス放電容積を生み出すことができる。ある実施形態において、セラミック層が、複数の開口部を画定し、それによって複数のガス放電容積を生み出すことができる。複数の開口部が、単一の列で配置されていることが可能である。複数の開口部に関連する第1の電極どうしが、電気的に接続されてもよいし、複数の開口部に関連する第2の電極どうしが、電気的に接続されてもよい。
所定の実施形態において、GDTデバイスが、1つまたは複数のパッケージング特徴部をさらに含むことができ、1つまたは複数のパッケージング特徴部が、サーフェスマウントの形態で、セラミック層のアセンブリおよび電極をパッケージングするように構成されている。サーフェスマウントの形態が、DO−214AAフォーマット、SMD2920フォーマット、またはポケットパッケージングフォーマットを含むことができる。
所定の実施形態において、GDTデバイスが、パッケージング基板をさらに含むことができ、パッケージング基板は、セラミック層のアセンブリおよび電極を受けるように寸法決めされているポケットなどの第1の凹部を画定している。パッケージング基板が、電気コンポーネントを受けるように寸法決めされている追加的な凹部をさらに画定していてもよい。電気コンポーネントが、ガス放電管、マルチヒューズのポリマーまたはセラミックのPTCデバイス、電子的な電流制限デバイス、ダイオード、ダイオードブリッジまたはアレイ、インダクタ、変圧器、または抵抗器を含むことができる。
所定の実装形態では、本開示は、ポケットなどの凹部を画定しているパッケージング基板を含む、パッケージ化された電気的なデバイスに関する。パッケージ化された電気的なデバイスは、凹部の中に少なくとも部分的に位置決めされているガス放電管(GDT)をさらに含む。GDTは、開口部を画定する第1および第2の側部を有する絶縁体層を含む。GDTは、絶縁体層の第1および第2の側部にそれぞれ配設されている第1および第2の電極をさらに含み、開口部をカバーし、それによって、閉塞ガス容積を画定するようになっている。パッケージ化された電気的なデバイスは、第1および第2の電極をそれぞれ少なくとも部分的にカバーするように、GDTの第1および第2の側部に位置決めされている第1および第2の絶縁体層をさらに含む。パッケージ化された電気的なデバイスは、第1および第2の端子をさらに含み、第1および第2の端子のそれぞれは、第1および第2の絶縁体層のいずれかまたは両方に配設されている。第1および第2の端子は、それぞれ、第1および第2の電極に電気的に接続されている。
所定の実施形態において、第1および第2の各端子は、第1および第2の絶縁体層の両方に配設され得る。第1および第2の各端子は、金属層を含むことができ、金属層は、第1および第2の絶縁体層のそれぞれに形成されており、互いに電気的に接続されている。第1および第2の絶縁体層の上の金属層が、導電性ビアによって電気的に接続され得る。第1の絶縁体層の上の金属層が、第1の絶縁体層を通って形成されているマイクロビアによって、第1の電極に電気的に接続されてもよいし、第2の絶縁体層の上の金属層が、第2の絶縁体層を通って形成されているマイクロビアによって、第2の電極に電気的に接続され得る。第1の電極が、第1の電極から第1の導電性ビアへ横方向に延在する第1の導電性特徴部によって、第1の端子に電気的に接続されてもよく、第2の電極が、第2の電極から第2の導電性ビアへ横方向に延在する第2の導電性特徴部によって、第2の端子に電気的に接続されてもよい。複数のパッケージ化された電気的なデバイスがアレイで製作されているときに、第1の導電性特徴部および第2の導電性特徴部のそれぞれが、それぞれの電極に取り付けられているか、または、それぞれの電極の拡張部となっていてもよい。
本開示を要約する目的のために、本発明の特定の態様、利点、および、新規な特徴が、本明細書で説明されている。すべてのそのような利点が、必ずしも、本発明の任意の特定の実施形態に従って達成され得るわけではないことが理解されるべきである。したがって、本発明は、本明細書で教示または示唆され得るような他の利点を必ずしも達成することなく、本明細書で教示されているような1つの利点または一群の利点を達成または最適化する様式で、具現化され、または実施され得る。
異なる製作段階の平坦なガス放電管(GDT)の一例のアレイを示す図である。 異なる製作段階の平坦なガス放電管(GDT)の一例のアレイを示す図である。 製作の異なる段階における一例の平坦なGDTの側断面図である。 製作の異なる段階における一例の平坦なGDTの側断面図である。 製作の異なる段階における一例の平坦なGDTの側断面図である。 製作の異なる段階における一例の平坦なGDTの側断面図である。 製作の異なる段階における一例の平坦なGDTの側断面図である。 図2A〜図2D’の一例の平坦なGDTの平面図である。 図2A〜図2D’の一例の平坦なGDTの平面図である。 図2A〜図2D’の一例の平坦なGDTの平面図である。 図2A〜図2D’の一例の平坦なGDTの平面図である。 図2A〜図2D’の一例の平坦なGDTの平面図である。 絶縁体構造体のアレイへの電極の装着を容易にするために利用され得る一例のろう付けリングのアレイを示す図である。 絶縁体構造体のアレイに装着され得る一例の電極のアレイを示す図である。 GDTのアレイを形成するように、図4Bの電極のアレイが絶縁体構造体のアレイに装着されている、一例の構成を示す図である。 概ね平坦な構造を有する一例の絶縁体構造体を示す図である。 図5の一例の平坦な絶縁体および比較的単純な電極を有する一例のGDT構成を示す図である。 成形電極と組み合わされた平坦な絶縁体構造体をGDTが含む例を示す図である。 所定の実施形態において、1つまたは複数のプレイオナイゼーションラインが、複数の絶縁体構造体のそれぞれにあることが可能であることを示す図である。 複数のプレイオナイゼーションラインを有する絶縁体構造体の拡大図である。 GDTのアレイが、製作の間に連結されているままであり、1つまたは複数のGDTを有するそれぞれの単一のユニットへの単体化を容易にするスコアラインを備える例を示す図である。 GDTのアレイが、製作の間に連結されているままであり、1つまたは複数のGDTを有するそれぞれの単一のユニットへの単体化を容易にするスコアラインを備える例を示す図である。 GDTのアレイが、製作の間に連結されているままであり、1つまたは複数のGDTを有するそれぞれの単一のユニットへの単体化を容易にするスコアラインを備える例を示す図である。 図7A〜図7Cの一例のアレイから得ることができるGDTの個別のユニットの例を示す図である。 図7A〜図7Cの一例のアレイから得ることができるGDTの個別のユニットの例を示す図である。 図7A〜図7Cの一例のアレイから得ることができるGDTの個別のユニットの例を示す図である。 複数のセットの電極をそれぞれ備える複数のGDTベースのデバイスを有するアレイの例を示す図である。 複数のセットの電極をそれぞれ備える複数のGDTベースのデバイスを有するアレイの例を示す図である。 図9Aおよび図9Bの一例のアレイから得ることができる個別のGDTベースのデバイスの例を示す図である。 図9Aおよび図9Bの一例のアレイから得ることができる個別のGDTベースのデバイスの例を示す図である。 本明細書で説明されているような1つまたは複数の特徴を有するGDTが、どのようにパッケージ化された構成の中に実装され得るかということの例を示す図である。 所定の実施形態において、図11Aの例の中の端子が、パッケージ化されたデバイスを回路基板にサーフェスマウントすることを可能にするように構成され得ることを示す図である。 図11Bのパッケージ化されたGDTデバイスを受けるために回路基板に実装され得る一例のパッドレイアウトを示す図である。 本明細書で説明されているような1つまたは複数の特徴を有するGDTが、どのようにパッケージ化された構成で実装され得るかということの別の例を示す図である。 図12Aのパッケージ化されたGDTデバイスを受けるために回路基板に実装され得る一例のパッドレイアウトを示す図である。 所定の実施形態において、本明細書で説明されているような1つまたは複数の特徴を有するGDTデバイスが、正温度係数(PTC)デバイスのために一般的に使用されるパッケージング構造で実装され得るということを示す図である。 図13Aのパッケージ化されたGDTデバイスを受けるために回路基板に実装され得る一例のパッドレイアウトを示す図である。 ポケットのアレイが、パッケージング基板に画定され得り、それぞれのポケットが、本明細書で説明されているような1つまたは複数の特徴を有するGDTデバイスを受けるように構成されている、一例の構成を示す図である。 組み立てられていない形態の個別のパッケージ化されたデバイスのより接近した図である。 GDTベースのデバイスおよび/または本明細書で説明されているような任意の他のコンポーネントまたは組合せを備えるパッケージング基板が、相互接続ビアを含むことができる場合の平面図である。 図14BのラインXXに沿った組み立てられた形態のデバイスの側断面図である。 上部側および底部側の両方において、開口端部であることが可能であるパッケージング基板を使用する、図14Dのアセンブリの別の一例の構成を示す図である。 デバイスの直列スタックを含む一例の構成を示す図であり、スタックが、GDTおよび別のGDT、デバイス、または、デバイスの組合せを含むことを示す図である。 2つのビアによって共通の中央電極タブに接続され、1つまたは複数の望ましい機能性を提供し得る第3の共通接続部を含む、一例の構成を示す図である。 接続ビアなしの図14Eのアセンブリの一例の構成を示す図であるが、端子が、上部パッドおよび底部パッドを一緒に接続する本体部の側部の周りに巻き付けるような様式で実装され得ることを示す図である。 導電性ビアに依存することなく、電極への電気的接続を有する複数のパッケージ化されたGDTデバイスを生み出し得る一例の製作プロセスの種々の段階を示す図である。 導電性ビアに依存することなく、電極への電気的接続を有する複数のパッケージ化されたGDTデバイスを生み出し得る一例の製作プロセスの種々の段階を示す図である。 導電性ビアに依存することなく、電極への電気的接続を有する複数のパッケージ化されたGDTデバイスを生み出し得る一例の製作プロセスの種々の段階を示す図である。 導電性ビアに依存することなく、電極への電気的接続を有する複数のパッケージ化されたGDTデバイスを生み出し得る一例の製作プロセスの種々の段階を示す図である。 導電性ビアに依存することなく、電極への電気的接続を有する複数のパッケージ化されたGDTデバイスを生み出し得る一例の製作プロセスの種々の段階を示す図である。 導電性ビアに依存することなく、電極への電気的接続を有する複数のパッケージ化されたGDTデバイスを生み出し得る一例の製作プロセスの種々の段階を示す図である。 導電性ビアに依存することなく、電極への電気的接続を有する複数のパッケージ化されたGDTデバイスを生み出し得る一例の製作プロセスの種々の段階を示す図である。 導電性ビアに依存することなく、電極への電気的接続を有する複数のパッケージ化されたGDTデバイスを生み出し得る一例の製作プロセスの種々の段階を示す図である。 導電性ビアに依存することなく、電極への電気的接続を有する複数のパッケージ化されたGDTデバイスを生み出し得る一例の製作プロセスの種々の段階を示す図である。 図15A〜図15Hの製作プロセスから結果として生じ得る個別のパッケージ化されたGDTデバイスの側面図である。 図15A〜図15Hの製作プロセスから結果として生じ得る個別のパッケージ化されたGDTデバイスの平面図である。
本明細書で提供される見出しは、もしあれば、便宜上のためだけのものであり、特許請求されている発明の範囲または意味に必ずしも影響を与えない。
従来のガス放電管(GDT)は、典型的には、セラミックなどの電気的に絶縁性の材料の円筒形状の管を使用して作製されている。そのような管は、ガスで充填され、それぞれの端部では円形の金属電極キャップを用いてシールされている。より最近では、平坦なGDTが開発されている。そのようなGDTの例は、より詳細に米国特許第7,932,673号に説明されており、それは、その全体が、明示的に参照により組み込まれている。
本明細書で説明されているのは、GDTに関するデバイスおよび方法であって、具体的には、離散的なデバイスとして、複数のデバイスのアレイとして、単一のパッケージ、アレイ、もしくはモジュールの中でのアクティブデバイス、パッシブデバイス、デバイスの組合せと組み合わせて、または、それらの任意の組合せで製作され得るデバイスである。本明細書で説明されているように、そのような製作技術は、蒸着および製造プロセスなどの種々のプロセスで補完され、高いスループット、より低いユニットごとのコスト、自動化、改善された品質、減少したサイズ、望ましい形状因子、他のコンポーネントと一体化する能力、および、改善された長期の信頼性などの、有利な特徴を生み出すことができる。
図1Aおよび図1Bは、所定の実装形態において、GDTのアレイは、一緒に製作されるとともに個のユニットに分離され得ることを示している。種々の製作ステップを一緒に行うことによって、結果として生じるデバイス、および、製造プロセスは、上述の有利な特徴の1つまたは複数から利益を得ることができる。図1Aでは、セラミックプレート100のような一例の絶縁体プレートが、複数の個別の絶縁体構造体102を含むように示されている。セラミック材料の文脈において説明されているが、本開示の1つまたは複数の特徴は、また、GDTの中で使用するのに適切な他のタイプの絶縁材料の中にも実装され得ることが理解されよう。
一例のセラミックプレート100は複数のスコアライン104を含むように示されているが、このスコアライン104は、絶縁体構造体102に基づいて個別のデバイスの分離(本明細書でシンギュレーション(単体化)とも称される)を容易にするためにセラミックプレート100に形成されたものである。そのような単体化は、組立て、めっき、調整、マーキング、および検査を含む、個別のGDTの完成の後に、個別のGDTの部分的な組み立ての後に、GDTを製造する任意の段階において、または、個別のGDTの組み立ての前に、実施され得る。図示の例では、プレート100の縁部にある絶縁体構造体102は、構造体102の一例の正方形形状を画定するスコアライン104a〜104cを有するように示されている。
図1Aでは、それぞれの絶縁体構造体102が、開口部を画定する円形構造体を含むように示されている。そのような円形構造体の種々の非限定的な例が、より詳細に本明細書で説明されている。
所定の実装形態では、スコアライン104および円形構造体は、焼成前に(例えばグリーン状態(green−state)で)形成されてもよく、例えば、機械式穿孔やレーザ穿孔によって、または、クッキーカッター、パンチ、もしくはプログレッシブパンチなどのデバイスを使用することによって形成可能である。また、スコアライン104および円形構造体は、例えば、孔部の機械式穿孔またはレーザ穿孔およびスコアラインの形成を用いて、焼成後に形成してもよい。
図1Bは、図1Aのセラミックプレート100に形成された全体的に完成したGDT112のアレイ110を示している。図示の例では、GDTは、まだ単体化されていないが、スコアライン104によってそのようなシンギュレーション(単体化)が容易となっている。それぞれのGDT112は、電極116(上側のものは示されており、下側のものは視界から隠されている)を含むように示されている。そのような電極の例、および、どのようにそれらがセラミックプレートに装着され得るかということはより詳細に本明細書で説明されている。
図2および図3は、製作されている一例の個別のGDTの側断面図および平面図を示している。図2A、図3Aは、個別の絶縁体構造体102の側断面図および平面図をそれぞれ示しており、絶縁体構造体102は、セラミックプレート100の中において、1つまたは複数の近接する構造体にまだ連結されている。本明細書で説明されているように、スコアライン104は、絶縁体構造体102に対応する個別のGDTの単体化を容易にするように構成されていてもよい。
絶縁体構造体102は、第1の表面120a(例えば上側表面)と、第1の表面120aの反対側の第2の表面120b(例えば下側表面)とを画定するものであってもよい。所定の実施形態において、電極(図2Aおよび図3Aには示されていない)が絶縁体構造体102に装着されているとき、上側表面120aおよび下側表面120bを画定する絶縁体構造体102の少なくとも一部分が、GDTのための外部絶縁リングとしての機能を果たし得る。
図2Aおよび図3Aは、所定の実施形態において、絶縁体構造体102が、外部絶縁リングから半径方向内向きに延在する内部絶縁リング124を含むことができることを示している。図示のように、内部絶縁リング124は、外部絶縁リングの厚み(例えば上側表面120aと下側表面120bとの間の)よりも小さい厚みを有していてもよい。上側の角度付き表面122aおよび下側の角度付き表面122bは、外部絶縁リングおよび内部絶縁リングの異なる厚みの移行を容易にすることができ、それによって、上側キャビティ126aおよび下側キャビティ126bを画定している。
図2Aおよび図3Aは、内部絶縁リング124の内側境界が、上側キャビティ126aと下側キャビティ126bとの間に開口部128を画定し提供していることをさらに示している。一般的に理解されるように、内部絶縁リング124の存在によって、沿面電流のために拡張された長さが提供され、それによりその管理の改善を可能にする。所定の実施形態において、同様の機能性は、成形電極プロファイル(例えば図6Bの成形電極および平坦な絶縁体構造体)によって達成できる。所定の実施形態において、電極および絶縁体構造体の両方が、上述の機能性を達成するために適切に寸法決めされ得る。
図2Aおよび図3Aに示されている一例の沿面電流管理(例えば低減)機能性は、所望の形状を有する内部絶縁体リング124の文脈の中にあるが、絶縁体構造体102の外側部分も、そのような機能性を提供するように形状決めされ得ることが理解されよう。図2Aおよび図3Aの一例の絶縁体構造体102の一例の正方形境界の文脈において、電極が終了する半径方向の場所から間隔を置いて配置されている境界縁部は、そのような沿面電流低減機能性の少なくともいくらかを提供できる。所定の実施形態において、絶縁体構造体102の境界部分は、追加的な沿面電流制御機能性を提供するようにさらに形状決めされ得る(例えば減少した厚み境界)。
図2B〜図2Dおよび図3B〜図3Dは、絶縁体構造体102の上側表面120aおよび下側表面120bに電極がどのように装着され得るかということの例を示している。図2Bおよび図3Bの構造130では、メタライゼーション層132が、上側表面120aおよび下側表面120bのそれぞれに形成されるように示されている。そのようなメタライゼーション層は、絶縁体構造体102に電極を装着することを容易にできる。
図3Bに示すように、メタライゼーション層132a、132bのそれぞれは、平面図においてリング形状を有していてもよい。メタライゼーション層132a、132bは、例えば、転写、スクリーン印刷、または、ステンシルありのまたはなしの吹き付けによって、形成できる。そのような金属層は、タングステン、タングステン−マンガン、モリブデン−マンガン、または、他の適切な材料などの、材料を含むものであってもよい。そのような金属層は、例えば約0.4〜1.4mil(約10〜35μm)の範囲にある厚みを有していてもよい。また、他の厚み範囲または値としてもよい。
所定の実装形態では、活性ろう付けを利用できる。そのような構成では、メタライゼーションは、必要とされない可能性があり、電極は、ガスシールを形成するようにセラミック絶縁体構造体102に直接的に結合されてもよい。
図2Cおよび図3Cの構造140では、接合層142が、上側表面120aおよび下側表面120bの上のメタライゼーション層132a、132bのそれぞれに形成されるように示されている。所定の実施形態において、接合層142は、例えばろう付け材料を含むものであってもよい。そのようなろう付け材料がどのように実装され得るかということの例がより詳細に本明細書で説明されている。そのようなろう付け層は、メタライゼーション層132a、132bに電極を固定することを容易にできる。
図3Cに示すように、ろう付け層142a、142bのそれぞれは、平面図においてリング形状を有していてもよい。所定の実装形態では、ろう付け層142a、142bは、例えば印刷などの塗布技法を利用するろう付けペーストによって、形成されることが可能である。そのような様式で塗布されると、ろう付け層142は、例えば約2〜10mil(約50.8μm〜254μm)の範囲にある厚みを有していてもよい。また、他の厚み範囲または値を実装できる。
所定の実装形態では、ろう付け層142a、142bは、ろう付けワッシャの形態であってもよい。そのようなワッシャは、個別のユニットの中にあることが可能であり、または、絶縁体構造体102のアレイの寸法に実質的に適合するように構成されたアレイの中に連結されてもよい。ろう付けワッシャのそのようなアレイの例が、より詳細に本明細書で説明されている。
図2Dおよび図3Dの一例の構造150では、電極152が、ろう付け層142a、142bおよび金属化リング132a、132bを用いて、絶縁体構造体102のそれぞれの側部に固定されるように示されている。そのようなろう付けは、例えばろう付け層142a、142bに対して電極152a、152bを位置決めすることによって、および、アセンブリを加熱する(例えば約1292〜1652°F(700〜900℃)の範囲で)ことによって、達成できる。
図2Dおよび図3Dに示すように、一例の電極152a、152bのそれぞれは円形ディスク形状を有していてもよい。ディスクは、それぞれのろう付け層142と全体的に合うように寸法決めされた周囲部分154を含んでいてもよい。
所定の実施形態において、ディスク形状の電極152は、さらに、1つまたは複数の機能性を提供する1つまたは複数の特徴を画定していてもよい。例えばディスクの内側部が、キャビティ126の傾斜した壁部(図2Aの122)に全体的に適合するように寸法決めされていてもよい。ディスクの内側部は、半径方向内向きに、複数の同心円状の円形特徴部またはキャビティ158を画定するものであってもよく、複数の同心円状の円形特徴部またはキャビティ158は、例えば電極を保護するための電極コーティングの付着を支援するように構成されその結果GDTの平均耐用年数を増加させる。
ディスク形状の電極152の外側部は例えば中央接触パッドを画定するように寸法決めされていてもよい。図示の例では、環状の凹部156は、島状特徴部を形成するように示されており、この島状特徴部において電気的接触を行うことができるようになっている。環状の凹部156は、セラミックに歪み緩和をもたらし、また、シールジョイントを提供して、機械的な歪み(電極152a、152bおよびセラミック絶縁体構造体の膨張係数の差によって引き起こされる歪み)により良好に耐えるように構成可能である。
図2Dに示すように、絶縁体構造体102の上側部および下側部に上側電極152aおよび下側電極152bを固定することによって、所望のガスで充填され得る閉塞容積160が生み出される。ガス容積160は、電極構造および内部絶縁リング(図2Aの124)と組み合わされて所望の放電特性を提供し得る。
図2Dおよび図3Dは一例の構造150’を示しており、この構造150’では、各電極152a’、152b’は、絶縁体構造体102に固定されるときにも未だ一緒に連結されているような電極のアレイの一部となっていてもよい。そのような電極のアレイの例が図4Bに示されており、アレイ180は、複数の個別の電極152’を有し、それらは、電極152’の周囲部分154’を通るタブ162’によって連結されている。図2Dおよび図3Dでは、電極152a’および152b’のための連結タブが、162a’および162b’としてそれぞれ示されている。
所定の実装形態では、各ろう付け層142はリングであってもよく、このリングは、絶縁体構造体102への電極152および/または152’のろう付けを容易にするように寸法決めされている事前形成されたリングである。そのようなろう付けリングは、個別のピースの状態であるか、または、図4Bの一例の電極のアレイと同様にアレイの状態で一緒に連結されていてもよい。図4Aは、一例のろう付けリング142’のアレイ170を示しており、それらは、絶縁体構造体の上のそれらのそれぞれのメタライゼーション層に適用されるときに、未だ一緒に連結されている。図4Aでは、ろう付けリングどうしを連結するタブが172として示されている。そのような連結されたろう付けリングの文脈において、図2Dおよび図3Dの一例の構成は、電極152’のための連結タブと同様に、ろう付けリングのための連結タブを含むものであってもよい。
図4Cは、一例の構造190を示しており、この構造190では、図4Bの電極180のアレイは、GDT112’のアレイを形成するように絶縁体構造体のアレイに装着されている。本明細書で説明されているように、印刷されたろう付けペーストなどのろう付け層、または、ろう付けリングのアレイ(図4Aの170)は、そのような電極の装着を容易にするために利用できる。
組み立てられたGDT112’のアレイは種々の方式で個別ピースへ単体化可能である。例えば、電極180のアレイの連結タブ(図4Bの162’)はソーイングで切り落とされてもよく、絶縁体構造体はソーイングで切り離すかまたは折って離されるものであってもよく、それは、スコアラインによって容易化される。
図5および図6は、絶縁体構造体および/または電極のために実装可能な他の構成の種々の非限定的な例を示している。図5は、概ね平坦な構造を有する一例の絶縁体構造体202を示している。個別の絶縁体構造体202は、そのような絶縁体構造体のアレイを有するプレート200(例えばセラミックプレート)の一部であってもよい。それぞれの絶縁体構造体202は、第1の表面206a(例えば上側表面)および第2の表面206b(例えば下側表面)を画定するように示されている。スコアライン204は、図1、図2、および図3を参照して説明されている例と同様の様式で形成され、個別の絶縁体構造体202の単体化を容易にできる。
一例の平坦なセラミック絶縁体構造体202は、概ね、形成特徴部または成形特徴部がないように示されており、単に、上側表面206aと下側表面206bとの間に開口208を画定している。そのような構造体は、多数の望ましい特徴を容易にする、または提供できる。例えば、一例の絶縁体構造体202に関連する平坦な表面は、より容易なプレイオナイゼーションラインの形成(例えば印刷)を可能にすることができる。そのようなプレイオナイゼーションラインの例は、より詳細に本明細書で説明されている。他の例では、絶縁体構造体202の比較的単純な構造は、より大きいマルチアップ(multi−up)プレートのための能力、より良好な平坦性制御、開口208を形成するための単純なツールの使用、および、全体的に単純な製作プロセスなどの、望ましい特徴を提供できる。
図6Aは、一例のGDT210を示しており、これは、図5の平坦なセラミック絶縁体構造体202と、比較的単純な電極212a、212bとを有している。GDT210に対応する個別の絶縁体構造体は、後で単体化されることとなるプレート200(例えばセラミックプレート)の一部とされていてもよい。電極212a、212bは、ジョイント214a、214bを利用して、平坦なセラミック絶縁体202の上側表面および下側表面に装着されるように示されている。各ジョイント214a、214bは、本明細書で説明されているように、メタライゼーション層およびろう付け層を含んでいてもよい。
図6Aは、平坦なセラミック絶縁体202に電極212a、212bが固定された場合に、その絶縁体の上側表面と下側表面の間の開口部208が電極によって実質的に囲まれ、それにより閉塞容積216を画定することを示している。そのような閉塞容積は、ガスで充填されてもよく、それにより所望の放電特性がもたらされ得る。
図6Aの一例のGDT210にある比較的単純な構成によれば、多数の望ましい特徴から利益を得ることができる。例えば、結果として生じるGDTは、比較的小さくすることができ、また、より低いコストで製造できる。
図6Aに示されているような一例のGDT210は、プレイオナイゼーションラインを有していない。しかし、より良好なインパルス性能が必要とされまたは望まれる用途に関して、イオナイゼーションラインは、例えばセラミック構造体202の開口部(図5の208)の内側に(例えば垂直方向の表面に)設けられていてもよい。
図6Bの一例のGDT220は、図5の例などの、平坦なセラミック絶縁体構造体が、成形電極と組み合わせ得ることを示している。図示の例では、GDT220に対応する個別の絶縁体構造体は、後で単体化されることとなるプレート200(例えばセラミックプレート)の一部としてもよい。例は、ジョイント224a、224bを利用して、平坦なセラミック絶縁体構造体の上側表面および下側表面に装着されている成形電極222a、222bをさらに示している。
各電極222a、222bは、凹部(電極222aのための228a、電極222bのための228b)を含むように示されており、凹部によって、平坦なセラミック絶縁体構造体の上側表面および下側表面の一部分が閉塞容積226に露出されることとなる。1つまたは複数のプレイオナイゼーションラインは、表面に(平坦なセラミック絶縁体構造体に)実装され(例えば印刷によって形成)、また、電極222a、222bの凹部228a、228bに起因して、閉塞容積226に露出され得る。
所定の実装形態では、プレイオナイゼーションラインは、GDTの応答時間を低減させ、したがって、インパルス放電開始電圧を下げるように構成されていてもよい。所定の実装形態では、これらのラインは、グラファイトペンシルを用いて形成できる。また、他の技法を利用することもできる。
所定の実装形態では、プレイオナイゼーションラインを、GDTのインパルス性能をさらに強化し得る異なるタイプの高抵抗インクを用いて形成してもよい。図6Cおよび図6Dの例に示すように、プレイオナイゼーションラインは、所望のインパルス性能およびスタンドオフ電圧を満足させるために必要とされ、または望まれるように、異なる形状および長さで、セラミック絶縁体の内側の壁部に設けられてもよい。ラインの形状は、例えば、円形、L字形状、T字形状、またはI字形状を含むものであってもよく、そのようなラインは、メタライゼーション層(例えば図2Dの132)に接続されるか、フローティングラインとするか、または、それらの幾つかの組合せとしてもよい。所定の実施形態において、プレイオナイゼーションラインは、それに限定されないが、グラファイト、グラフェン、炭素の水性形態、および/または炭素ナノチューブを含むものであってもよい。そのようなプレイオナイゼーションラインは、印刷、吹き付け、またはグラファイトペンシルまたはロッドを使用したマーキングなどの技法を使用して設けることができる。
図6Cに示されている例では、プレイオナイゼーションライン242は、未だ互いに取り付けられている複数の絶縁体構造体240のそれぞれに設けられている。しかし、また、そのようなプレイオナイゼーションラインは、本明細書で説明されているように、GDT製作の異なる段階で形成可能なことが理解されよう。
図6Dは、複数の(例えば4つの)プレイオナイゼーションライン242を有する絶縁体構造体240の拡大図である。一例の絶縁体構造体240は、アレイ(例えば図6Cの例のアレイなど)の一部であってもよく、または、個別のユニットであってもよい。一例の絶縁体構造体240は、図1〜図3を参照して説明されている例102と同様としてもよい。したがって、絶縁体構造体240は、上側表面243および凹部246を含むことができ、凹部246は、内側壁部244および内側の低下した表面245によって画定されている。
図示の例では、プレイオナイゼーションライン242は、内側壁部244および内側の低下した表面245の一部分に沿って、それらのそれぞれの方位角の場所に形成されている。所定の実施形態において、プレイオナイゼーションライン242は、概ね対称の様式で、方位角によって(azimuthally)配置されていてもよい。4つのラインの文脈において説明されているが、他の数のプレイオナイゼーションラインおよび構成を実装することもできることが理解されよう。また、所定の実施形態において、同様のプレイオナイゼーションラインは絶縁体構造体240の下側部(不図示)に設けることもできる。
図7〜図10は、本明細書の説明のように製作されるGDTが、どのように一緒にグループ化され得るかということの非限定的な例を示している。図1〜図6を参照して説明されている例に関して、形成されたGDTのアレイは、個別のユニットへ単体化されることが仮定されていた。図7Aは、別の例の構造250であり、別の例の構造250では、GDTのアレイは、製作の間に連結されているままであり、単体化は、スコアラインによって容易にされる。図8Aは、絶縁体構造体254に装着されている1セットの電極256を有する単体化されたGDTユニット252を示している。
所定の実装形態では、単体化されたGDTユニットは、2つ以上のセットの電極およびそれらのそれぞれのガス容積を有していてもよい。例えば、図7Bは、複数のGDTユニット262を有するアレイ260を示しており、複数のGDTユニット262は、2セットの電極をそれぞれ有している。図8Bは、絶縁体構造体264に装着されている第1のセットの電極266aおよび第2のセットの電極266bを有する個別の単体化されたGDTユニット262を示している。第1のセットの電極266a(上側のものは示されており、下側のものは視界から隠されている)および絶縁体構造体264は、第1の閉塞ガス容積(視界から隠されている)を画定していてもよい。同様に、第2のセットの電極266bおよび絶縁体構造体264は、第2の閉塞ガス容積を画定するものであってもよい。
所定の実施形態において、絶縁体構造体264のアレイを有するセラミックプレートは、一例で2ユニットのグループを画定する(例えば図7Bに示されているような)スコアラインを含んでいてもよい。所定の実施形態において、そのような2GDTデバイスは、2ユニットデバイスへの選択的な単体化によって、単一ユニットのグループ(例えば図7A)を有するセラミックプレートから形成できる。所定の実施形態において、2ユニットデバイスのメタライジング層どうしを接続できる。
図7Cは、複数のGDTユニット272を有するアレイ270の別の例を示しており、複数のGDTユニット272は、4セットの電極をそれぞれ有している。図8Cは、絶縁体構造体274に装着されている4セットの電極276a〜276dを有する個別の単体化されたGDTユニット272を示している。それぞれのセットの電極276および絶縁体構造体274は、それぞれの閉塞ガス容積を画定していてもよい。
所定の実施形態において、絶縁体構造体274のアレイを有するセラミックプレートは、一例で4ユニットグループを画定する(例えば図7Cに示されているような)スコアラインを含んでいてもよい。所定の実施形態において、そのような4GDTデバイスは、4ユニットデバイスへの選択的な単体化によって、単一ユニットのグループ(例えば図7A)などのより少ない数のユニットのグループを有するセラミックプレートから形成することができる。
直列および/または並列のGDT接続を備える他の数の電極セットを有するGDTユニットを実装できることも理解されよう。図7Cの複数GDTの例では、GDTは、単一のラインに並んで配置されている。また、他の配置も可能であることが理解されよう。例えば複数GDTユニットは(例えば4GDT構成に関し2×2の配置で)2つ以上のラインに並んで配置することができる。奇数の構成に関して、GDTは、より容易な単体化のため全体として長方形形状へグループ化しないので、単一ライン配置を維持することがより好ましいこともある。所定の実施形態において、2つ以上のセラミックプレートアセンブリは、互いにの上部に設置され、1つまたは複数のスタックを形成し得る。そのようなスタックは、そのろう付けまたははんだ付けの後に、例えば任意の時点で分離可能である。
図7Bおよび図7Cの例を参照して説明されているような共通の絶縁体構造体の2つ以上のGDTは、多数の望ましい特徴を提供できる。例えばより高い単位面積当たりのGDTの密度を達成できる。ろう付けシールのためのメタライゼーションにおいては、一般に、スコアラインから距離をいくらか離して位置決めされることが必要であることに留意されたく、これにより、スコアラインから起こってろう付けシールに影響を与えるマイクロクラックの可能性を排除または低減することができる。共通の絶縁体構造体に2つ以上のGDTがある場合、スコアラインは、一対のGDTの間に形成される必要がない。したがって、GDTを、共通の絶縁体構造体の中で、より近くに一緒に位置決めさせることができる。
図7Bおよび図7Cの例の構成では、電極および/またはメタライジング層は、異なる方式で接続され、直列に、並列に、または、それらの幾つかの組合せで接続されたGDTを生み出すことができる。所定の実装形態では、共通のグランドに接続されている複数の並列のラインによって放電保護を提供することが望ましい可能性がある。そのような構成に関して、接続の低減および簡単化は、第1の側にあるGDTの第1の電極どうしを一緒に接続することによって、および、第2の側にあるGDTの第2の電極どうしを一緒に接続することによって、達成できる。所定の実施形態において、そのような構成は、より大きいグランドおよび共通接続部タブを実装され、例えばGDTパッケージからの熱の除去を容易にすることができる。そのような特徴は、例えばACサージハンドリング能力および長時間サージを改善できる。
図9Aは、2セットの電極をそれぞれ有する複数のGDTベースのデバイス282を有しているアレイ280の一例を示している。図10Aは、個別のGDTベースのデバイス282を示しており、それは、単体化されており、2つのGDTセルを有している。GDTベースのデバイス282の共通の絶縁体構造体284の第1の側にある第1の電極286a、286bは、導電体288によって互いに接続されるように示されている。同様に、GDTベースのデバイス282の第2の側にある第2の電極(視界から隠されている)は導電体によって互いに接続されている。
図9Bは、4セットの電極をそれぞれ有する複数のGDTベースのデバイス292を有する一例のアレイ290を示している。図10Bは、個別のGDTベースのデバイス292を示しており、それは、単体化されており、4GDTセルを有している。GDTベースのデバイス292の共通の絶縁体構造体294の第1の側にある第1の電極296a〜296dは、導電体298によって互いに接続されるように示されている。同様に、GDTベースのデバイス292の第2の側にある第2の電極(視界から隠されている)は、導電体によって互いに接続されている。
所定の実施形態において、一例の導電体(例えば図10Aの288、図10Bの298)は、図2D、図3Dおよび図4Bを参照して本明細書で説明されている電極のアレイの分離されていないタブ162’であってもよい。所定の実施形態において、一例の導電体(例えば、図10Aの288、図10Bの298)は、別々に形成されてもよい。所定の実施形態において、2つ以上のデバイスのメタライゼーション層どうしを接続できる。
所定の実装形態では、上記に説明されているGDTユニットの種々の例は、電気回路の中で直接的に接続できる。所定の実装形態では、GDTは、パッケージ化されたデバイスの中に含まれ得る。そのようなパッケージ化されたデバイスの非限定的な例は図11〜図14を参照して説明されている。
図11A〜図11Cは、本明細書で説明されているような1つまたは複数の特徴を有するGDTデバイスが、どのようにリードフレーム321を使用してパッケージ化され得るかということの例を示している。図11Aは、所定の実施形態において、パッケージング構造が、例えばSMB(DO−214AA)の中に、SMC(DO−214AB)の中に、または、リードフレームアセンブリを使用してパッケージングするのに適切な任意のフォーマットの中に実装され得ることを示している。GDTデバイス322は、ハウジング324の中に収容可能である。電気的接続は、GDTデバイス322の電極と端子326との間でリードフレーム321を用いて作製できる。図11Bは、所定の実施形態において、端子326が、パッケージ化されたデバイス320が回路基板にサーフェスマウントされることを可能にするように構成可能であること(例えばリードフレームアセンブリから分離された後に折り重ねられる)を示している。
図11Cは、図11Bのパッケージ化されたGDTデバイス320を受けるために、例えば、回路基板に実装され得る一例のパッドレイアウト330を示している。レイアウト330は、第1および第2の接触パッド332a、332bを含むように示されており、第1および第2の接触パッド332a、332bは、パッケージ化されたGDTデバイス320の第1および第2の端子326を受けるように寸法決めされ、間隔を置いて配置されている。種々の寸法およびスペーシング(例えばd1〜d4)は、パッケージ化されたGDTデバイス320のサーフェスマウントを容易にするように適切に選択できる。
図12Aは、実装され得るパッケージング構造340の別の例を示している。所定の実施形態においてパッケージング構造340はSMD2920フォーマットまたは同様のフォーマットの中に実装され得る。GDTデバイス342は第1および第2の端子346に接続されている2つの導電体構造体344の間に実装され得る。端子346は、パッケージ化されたデバイス340が回路基板にサーフェスマウントされることを可能にするように寸法決めされていてもよい(例えばd1〜d5)。
図12Bは、図12Aのパッケージ化されたGDTデバイス340を受けるために、例えば回路基板に実装され得る一例のパッドレイアウト350を示している。レイアウト350は、第1および第2の接触パッド352a、352bを含むように示されており、第1および第2の接触パッド352a、352bは、パッケージ化されたGDTデバイス340の第1および第2の端子346を受けるように寸法決めされ、間隔を置いて配置されている。種々の寸法およびスペーシング(例えばd6〜d9)は、パッケージ化されたGDTデバイス340のサーフェスマウントを容易にするように適切に選択されていてもよい。
所定の実施形態において、図13Aは、本明細書で説明されているような1つまたは複数の特徴を有するGDTデバイス302が、正温度係数(PTC)デバイスのために一般的に使用されるパッケージング構造300の中に実装され得ることを示している。所定の実施形態において、1つまたは複数のGDTベースのデバイスは、マルチヒューズのポリマーまたはセラミックのPTCデバイス、電子的な電流制限デバイス、ダイオード、ダイオードブリッジまたはアレイ、インダクタ、変圧器、抵抗器、または、例えばBourns、Inc.から得ることができる他の市販のアクティブまたはパッシブデバイスなどの、1つまたは複数の非GDTデバイスとともにパッケージ化され得る。
一例のパッケージ化されたGDTデバイス300は、パッケージング基板304を含んでいてもよく、このパッケージング基板304は、GDT302と、GDT電極と端子306a、306bとの間の電気的接続とを包囲してもよい。そのような電気的接続は種々の方式で達成できる。さらに、横方向寸法A、B、および厚み寸法Cは、所望の機能性を有する所望のサイズ決めされたデバイスを提供するように選択できる。
図13Bは一例のパッドレイアウト310を示しており、このレイアウトは、図13Aのパッケージ化されたGDTデバイス300を受けるために例えば回路基板に実装され得る。レイアウト310は、第1および第2の接触パッド312a、312bを含むように示されており、これらの第1および第2の接触パッド312a、312bは、パッケージ化されたGDTデバイス300の第1および第2の端子306a、306bを受けるように寸法決めされて間隔を置いて配置されている。パッケージ化されたGDTデバイス300のサーフェスマウントを容易にするように、種々の寸法および間隔(例えばd1〜d5)が適切に選択され得る。
図14A〜図14Hおよび図15A〜図15Jは、実装可能なパッケージング構造の他の例を示している。図14Aは構造400を示しており、構造400では、ポケット406のアレイがパッケージング基板402に画定されている。そのようなポケット構造体のアレイに関する追加的な詳細は、例えば米国特許出願公開第2006/0055500号に見出すことができ、それは、その全体が、明示的に参照により組み込まれている。図14A〜図14Hおよび図15A〜図15Jの例の説明の目的のために、種々の用語は、米国特許出願公開第2006/0055500号の中の上述の開示の中で使用されている全体的に対応する用語のように、互換可能に、代替的な形態として、および/または、当業者によって適切に修正されるように、使用できることが理解されよう。
ある実施形態において、ポケット406のそれぞれは、本明細書で説明されているような1つまたは複数の特徴(例えばセラミック絶縁体構造体414に装着されている電極412)を有するGDTデバイス410で満たされてもよい。次いで、そのような満たされたポケット406は単体化され、個別パッケージ化されたデバイスが生産され得る。所定の実施形態において、スコアライン404は、そのような単体化プロセスを容易にするために設けることができる。
所定の実施形態において、一群のポケット406が少なくとも1つのGDTデバイス410および1つまたは複数の他のデバイスで満たされてもよい。そのような他のデバイスは、例えば、マルチヒューズのポリマーまたはセラミックのPTCデバイス、電子的な電流制限デバイス、ダイオード、ダイオードブリッジまたはアレイ、インダクタ、変圧器、抵抗器、または、例えばBourns、Inc.から得ることができる他の市販のアクティブまたはパッシブデバイスを含むことができる。所定の実施形態において、そのような一群のポケットおよびそれらのそれぞれのデバイスは、モジュール式の形態で一緒に保持され得る。
図14Bは、組み立てられていない形態のパッケージ化された個別のデバイス420の拡大図を示しており、図14Dは、図14BのラインXXに沿って、組み立てられた形態のデバイス420の側断面図を示している。所定の実施形態において、GDTデバイス410の全体寸法およびポケット406の寸法は、ポケット406の中へのGDTデバイス410の挿入および保持を容易にするように、選択されていてもよい。GDTデバイス410は、摩擦嵌めおよび/または接着剤などの他の方法によって保持されることが可能である。
図14Cおよび図14Dは一例の構成を示しており、そこでは、パッケージング基板402は、GDTベースのデバイス410、および/または、本明細書で説明されているような任意の他のコンポーネントまたは組合せを備えている(例えばそれらは絶縁層422で積層されており、その後に導電性ビア424、425、429、432のための孔部がレーザによってまたは機械的に穴を開けられる)。各導電性ビアは、電極412a、412bと端子426、430および427、434との間の電気的接続を完成または容易にするように構成されていてもよい(例えば図14D〜図14Hを参照)。
所定の実施形態において、図14A〜図14Cに見られるような一群のポケット406は、射出成形によって形成可能であり、したがって幾つかまたはすべてのGDTベースのデバイス410および/または他のコンポーネントが1つのプロセスで包囲され、図14Dのパッケージング基板402および絶縁層422の両方を交換する。図14Dに示すように、一例のGDTデバイス410は、セラミック絶縁体構造体414に装着されている上側電極412aおよび下側電極412bを含むように示されている。ポケット406の中に装着されている場合、下側電極412bは、ポケット406の底部表面に対して位置決めされてもよい。絶縁層422は、ポケット406の上方に形成または積層され、それによって、上側電極412aを全体的にカバーできる。
図14Dは、どのように電極412a、412bがそれらのそれぞれの端子426、430および427、434に接続され得るかということの例をさらに示している。導電性ビア424は、上側電極412aと上側端子426との間の電気的接続を提供するために絶縁層422を通って形成されるように示されている。上側端子426は、導電性ビア424と別の導電性ビア428との間の電気的接続を提供するように示されており、別の導電性ビア428は、絶縁層422およびパッケージング基板402を通って延在している。導電性ビア428の下側部分は、下側端子430に接続されるように示されている。同様に、導電性ビア432は、下側電極412b、下側端子434、導電性ビア429および上側端子427の間の電気的接続を提供するように、パッケージング基板402のフロアを通って形成されるように示されている。所定の実施形態において、上述の様式で形成されているパッケージ化されたGDTデバイスは、サーフェスマウントデバイスとして回路基板に装着できる。
図14Eは、単純なパッケージング基板403を使用する図14Dの中のアセンブリの別の例の構成を示しており、パッケージング基板403は、上部側および底部側の両方において開口端部(オープンエンド)となっていてもよい。この例では、絶縁層422、423は、上側電極412aおよび下側電極412bの両方をそれぞれカバーするために、ポケット406の上方および下方に形成または積層させることができる。導電性ビア424、428および429、432は、GDT電極412aおよび412bを、絶縁層422および絶縁層423ならびにパッケージング基板403をそれぞれ通って端子426、430および427、434にそれぞれ接続することができる。
図14Fは、(例えば直列スタックの中の)デバイスのスタックを含み得る一例の実施形態を示しており、デバイスのスタックは、GDT410および別のGDT、デバイス、またはデバイス415の組合せを含み得る。この例の構成は、2つのデバイスに限定されず、スタックの中に3つ以上のデバイスを含むことができることが理解されよう。異なる接続ビアおよび絶縁層配置を用いて、電気的に直列の、並列の、または直列並列の組合せが可能である。
図14Gは、第3の共通接続部435、436を含み得る一例の実施形態を示しており、第3の共通接続部435、436は、電流ハンドリング能力が必要とされ、または望まれる場合には、または、インダクタンスおよび/または他の寄生値(parasitics)を低減させるために、2つのビア439、440によって共通の中央電極(417)タブ438に接続され得る。
図14Gに示す例は、セラミック414a、414bならびに電極412a、417、および412bを含む2層式のGDT416を示している。共通の中央電極417は、上部ガスチャンバーと底部ガスチャンバーとの間に接続を提供するために、孔部437(例えば電極の中央に)を画定するものであってもよい。2つのガスチャンバーを接続することにより、一例の2層式の(3端子)GDT416の上部半分と底部半分との間のインパルス放電開始バランスを改善することができ、したがって、コモンモードサージの間のトランスバース電圧を低減できる。この例の実装形態に関連する1つまたは複数の特徴は、GDTだけの組合せに限定されないが、異なる技術のデバイスとともに任意の組合せで使用できることが理解されよう。
図14Hは、導電性ビア428、429の無い図14Eのアセンブリの別の例の構成を示している。あるいは、端子は、上部パッドおよび底部パッドを一緒に接続する本体部の側部431の周りに巻き付けるような方式で実装されてもよい。
図14C〜図14Hを参照して説明されている種々の例では、導電性ビア424、432は、それらのそれぞれの上側電極412aおよび下側電極412bとの電気的接続を形成するように、それらのそれぞれの絶縁層422を通って形成されるように示されている。所定の実装形態では、電極412a、412bに関して、例えばより大きいパワーハンドリング能力を提供するために、異なる接続構造を有することが望ましい可能性がある。
図15A〜図15Jは、上述の導電性ビア424、432などの導電性ビアに依存することなく、電極412a、412bへの電気的接続を有するパッケージ化されたGDTデバイス500(図15Iおよび図15J)の例を示している。本明細書で説明されているように、導電性ビア424、432なしの電極412a、412bへのそのような接続は、非貫通ドリル作業を実施する必要性を除去することができ、パワーハンドリング能力を改善する。
図15A〜図15Hは、図15Iおよび図15Jの例のパッケージ化されたGDTデバイス500を生み出す一例の製作プロセスの種々の段階を示している。図15Aの例のステージ510では、本開示の1つまたは複数の特徴を有するGDTデバイス410は、パッケージング基板403によって画定されるポケット406の中に位置決めされてもよい。図15A〜図15Hの説明の目的のために、パッケージング基板403によって画定されるポケット406は、(例えば図14Eの例と同様に)上側部および下側部の両方において開口していることが理解されよう。しかし、また、他のポケット構造を利用することもできることが理解されよう。また、パッケージングGDTデバイスの文脈において説明されているが、図15A〜図15Jに関連する1つまたは複数の特徴が、パッケージに実装され、本明細書で説明されている他のタイプのデバイスを電気的に接続できることも理解されよう。
図15Aでは、GDTデバイス410は、上側電極412aおよび下側電極412bを含むように示されており、上側電極412aおよび下側電極412bは、本明細書で説明されているような1つまたは複数の特徴を有するセラミック絶縁体構造体414の上方および下方に位置決めされている。
図15Bは、一例の構造520を示しており、この構造520では、導電性特徴部522aは、上側電極412aの中央から離れて横方向に延在するように上側電極412aの上方に形成または位置決めされていてもよい。同様に、導電性特徴部522bは、上側電極412bの中央から離れて横方向に延在するように下側電極412bの下方に形成または位置決めされていてもよい。図示の例では、上側導電性特徴部522aは、中央から離れるように右側部へ延在するように示されており、下側導電性特徴部522bは、中央から離れるように左側部へ延在するように示されている。導電性特徴部522a、522bがそれらのそれぞれの電極の上方および下方にあるという文脈において説明されているが、導電性特徴部(522a、522b)の少なくとも幾つかの部分は、垂直方向に沿って(図15B)、それらのそれぞれの電極と重なっていてもよいことが理解されよう。
例えば図15Bは、一例の構造520’を示しており、この構造520’では、上側導電性特徴部522a’が、上側電極412a’の横方向拡張部として示されている。そのような横方向拡張部は、例えば、上側電極412a’の右側縁部から横方向外向きに延在する導電性タブであってもよい。同様に、下側導電性特徴部522b’は、下側電極412b’の横方向拡張部として示されている。そのような横方向拡張部は、例えば、下側電極412b’の左側縁部から横方向外向きに延在する導電性タブであってもよい。所定の実施形態において、導電性タブ522a’、522b’のそれぞれは、各電極412a’、412b’に取り付けられていてもよい。所定の実施形態において、導電性タブ522a’、522b’のそれぞれは、各電極412a’、412b’の一体部分であってもよい。図15Bの例では、パッケージング基板403’は、横方向に延在する導電性タブ522a’、522b’を収容するように寸法決めされていてもよい。
図15Bの例の文脈において、導電性特徴部522a、522bのそれぞれは、例えば、めっきされたまたはろう付けされた金属層、電極の側部から突出するタブ、または、その各電極(412aまたは412b)に溶接され、ろう付けされ、もしくは、めっきされたストリップを含んでいてもよい。また、他の金属構造体、ならびに、電極を接続する方法も可能である。
図15Cは、一例の構造530の平面図を示しており、この構造530では、図15Bの導電性特徴部522a、522bは、パッケージング基板403の中に位置決めされているGDTデバイスのアレイの上側部および下側部に設けることができる。所定の実施形態において、上側導電性特徴部522aおよび下側導電性特徴部522bの交互のパターンが、図示のように実装され得る。
図15Dは、一例のステージ540を示しており、このステージ540では、絶縁層422aおよび絶縁層422bは、各電極/導電性特徴部アセンブリの上方および下方に、それぞれ金属箔層542a、542bと一緒に形成または積層されてもよい。所定の実施形態において、金属箔層のそれぞれは、銅を含むことができる。また、他の金属を利用することもできる。
図15Eは、一例のステージ550を示しており、このステージ550では、貫通デバイスビア552が、埋め込まれているGDTデバイスの両側に形成され得る。左側部にあるビア552は、上側金属箔層542a、絶縁層422a、パッケージング基板403、下側導電性特徴部522b、絶縁層422b、および下側金属箔層542bを通って延在するように示されている。同様に、右側部にあるビア552は、上側金属箔層542a、絶縁層422a、上側導電性特徴部522a、パッケージング基板403、絶縁層422b、および下側金属箔層542bを通って延在するように示されている。ある実装形態では、そのような貫通デバイスビアは、本明細書で開示されている一例の方法によって形成できる。
ある状況では、上述の貫通デバイスビア552は、図14Eの部分的な深さの導電性ビア424、432よりも簡単に形成およびめっきすることが可能である。したがって、(例えば非貫通ドリル作業による)そのような部分的な深さのビアの形成は、パッケージングプロセスから除去され、それによって、時間およびコストを節約することが可能である。
所定の実施形態において、上述の貫通デバイスビア552は、パッケージ化されたデバイスを単体化するために切り込み部が作製されることとなる場所において、または、その近くに、形成できる。例えば左側部および右側部にあるビア552(図15E)は、境界ライン554によって示されているそれぞれの横方向の場所において形成されるように示されている。
図15Fは、一例の構造560の平面図を示しており、この構造560では、貫通デバイスビア552が、境界ライン554に沿って形成され得る。図示のように、貫通デバイスビア552のそれぞれは、デバイスが境界ライン554に沿って切断されるときに半円形凹部を生み出すことができる。そのような単体化は、本明細書で説明されている方法によって達成できる。
図15Gは、一例の構造570を示しており、この構造570では、図15Eのアセンブリ550の上側表面および下側表面、ならびに、形成されたビア552が、金属化されており(例えばめっきされており)、上側のめっきされた層574a、下側のめっきされた層574b、および導電性ビア572を生み出すようになっている。例として、そのようなめっきは、銅層の形成を含んでいてもよく、それに、ニッケル層が続き、それに、金層が続く。したがって、図15Dおよび図15Eの一例の銅箔層542a、542bの文脈において、上側および下側のめっきされた層574a、574bのそれぞれは、銅箔層を覆って形成されためっきされた銅層、めっきされた銅層を覆って形成されたニッケル層、および、めっきされたニッケル層を覆って形成された金層を含むことができる。また、他のメタライゼーション技法を利用することもできることが理解されよう。
図15Hは、ステージ580を示しており、アセンブリ580では、めっきされた層574a、574bの一部分が、除去可能であり(例えばエッチングによって)、左側および右側の導電性ビア572を電気的に分離するようになっている。上側のめっきされた層574aに関して、2つの導電性ビア572の間の領域584aは、エッチングして取り除くことが可能であり(上側金属箔層を含む)、単体化されると端子になることとなる(導電性ビア572から内向きに延在する)導電性部分を生み出すようになっている。下側のめっきされた層574bに関して、2つの導電性ビア572の間の領域584bは、エッチングして取り除くことが可能であり(上側金属箔層を含む)、単体化されると端子になることとなる(導電性ビア572から内向きに延在する)導電性部分を生み出すようになっている。
所定の実装形態において、図15Hのアセンブリ580は、複数の個別のユニットを生み出すために単体化プロセスを行うことができる。それぞれの個別のユニット(例えば図15Iおよび図15Jの500)は、概ね半円形の凹部を含むことができ、概ね半円形の凹部は、(図15Jなどの平面図で見たときに)左側部および右側部のそれぞれにおいてめっきされている。
図15Iは、パッケージ化されたGDTデバイス500の側断面図を示しており、図15Jは、その平面図を示している。ある実装形態では、左側部にある端子592a、592bおよび右側部にある端子594a、594bは、図15Hを参照して説明されているエッチングプロセスから結果として生じることが可能である。端子592aおよび592bは、導電性の半円形凹部582によって電気的に接続されている。同様に、端子594aおよび594bは、導電性の半円形凹部584によって電気的に接続されている。したがって、上側電極412aは、上側導電性特徴部522aおよび導電性の半円形凹部584を通って、右側部にある端子594a、594bに電気的に接続されている。同様に、下側電極412bは、下側導電性特徴部522bおよび導電性の半円形凹部582を通って、左側部にある端子592a、592bに電気的に接続されている。
また、端子592a、592bおよび594a、594b、ならびに、それらの各導電性特徴部へのそれらの電気的接続を形成するために、当技術分野で理解されている他の技法を利用することもできる。
図15Iおよび図15Jに見られるように、端子592a、592bおよび594a、594b、ならびに、各電極412b、412aへのそれらの電気的接続の例の構成は、装着配向に鈍感であり得るパッケージデバイスを生み出す。例えば、一例のデバイスは、左右の配向および/または上下の配向の変化にかかわらず、実質的に同じに機能することが可能である。
明細書および特許請求の範囲の全体において、文脈上明白に他の意味に解釈すべき場合を除き、「含む(comprise)」および「含む(comprising)」などの用語は、排他的なまたは包括的な意味とは対照的に、包含的な意味で解釈されるべきであり、すなわち、「含むが、それに限定されない」の意味で解釈されるべきである。全体的に本明細書で使用されているように「連結されている」の用語は、2つ以上のエレメントが直接的に接続されているか、または、1つもしくは複数の中間エレメントを介して接続されているかのいずれかを意味する。追加的に、「本明細書で」、「上記に」、「以下に」の用語、および、同様の取り込み(import)の用語は、本出願の中で使用されるときには、本出願を全体として参照するべきであり、本出願の任意の特定の部分を参照するべきではない。文脈が許す場合には、単数形または複数形を使用した上記の詳細な説明の中の用語は、複数形または単数形をそれぞれ含むことができる。2つ以上の項目のリストを参照した「または」の用語に関して、その用語は、以下の用語の解釈:リストの中の項目のいずれか、リストの中の項目のすべて、および、リストの中の項目の任意の組合せ、のすべてをカバーする。
本発明の実施形態の上記の詳細な説明は、包括的であることを意図しておらず、または、上記に開示されている正確な形態に本発明を限定することを意図していない。本発明の特定の実施形態、および、本発明に関する例は、例示目的のために上記に説明されているが、当業者が認識することとなるように、種々の均等な修正例が、本発明の範囲の中で可能である。例えば、プロセスまたはブロックは、所与の順序で提示されているが、代替的な実施形態は、異なる順序で、ステップを有するルーチンを実施し、または、ブロックを有するシステムを用いることが可能であり、また、所定のプロセスまたはブロックは、削除、移動、追加、分割、組み合わせ、および/または、修正することが可能である。これらのプロセスまたはブロックのそれぞれは、種々の異なる方式で実装され得る。また、プロセスまたはブロックは、直列に実施されるように示されている場合があるが、これらのプロセスまたはブロックは、その代わりに、並列に実施することもできり、または、異なる時間に実施することもできる。
本明細書で提供されている本発明の教示は、必ずしも上記に説明されているシステムではなく、他のシステムに適用できる。上記に説明されている種々の実施形態のエレメントおよび行為は、さらなる実施形態を提供するために組み合わせることが可能である。
本発明の幾つかの実施形態が説明されてきたが、これらの実施形態は、単なる例として提示されており、本開示の範囲を限定することは意図していない。実際に、本明細書で説明されている新規の方法およびシステムは、種々の他の形態で具現化することができり、そのうえ、本明細書で説明されている方法およびシステムの形態の種々の省略、置換、および変化を、本開示の精神から逸脱することなく行うことができる。添付の特許請求の範囲およびその均等物は、本開示の範囲および精神に当てはまることとなるようなそのような形態または修正例をカバーすることを意図している。

Claims (25)

  1. 第1の側部、第2の側部および複数の縁部を有する多角形形状の絶縁体層であって、前記縁部の少なくとも1つに沿ってスコアラインを含んでおり、かつ、導電性フィルムの無い内側壁と一緒に開口部を画定している絶縁体層と、
    前記開口部をカバーしそれにより閉塞ガス容積を画定するように、前記絶縁体層の前記第1および第2の側部にそれぞれ配設された第1および第2の電極であって、それにより、第1および第2の電極間に十分な電位差が存在する場合に前記閉塞ガス容積が導電性媒体をもたらしてその結果前記第1および第2の電極間にアークの形態で電流を生じさせる、第1および第2の電極と
    を備えている、ガス放電管(GDT)デバイス。
  2. 前記絶縁体層がセラミック層を含んでいる、請求項1に記載のデバイス。
  3. 前記多角形が矩形である、請求項2に記載のデバイス。
  4. 前記絶縁体層が、前記開口部によって画定される内側境界、および、外側境界を有する内部絶縁体リングを画定しており、
    内部絶縁体リングは、前記内側境界と外側境界との間において、減少した厚みを有しており、減少した前記厚みは、前記第1の側部と前記第2の側部との間の厚みよりも小さい値である、請求項3に記載のデバイス。
  5. 前記内部絶縁体リングが、沿面電流のための拡張された経路長さをもたらすように寸法決めされている、請求項4に記載のデバイス。
  6. さらに、
    前記第1および第2の電極と、前記第1および第2の側部にあるそれらの各表面との間に配設された接合層を備える、請求項3に記載のデバイス。
  7. 前記接合層が、
    前記セラミック層の前記第1および第2の側部にある前記開口部のそれぞれの周りに形成されたメタライゼーション層を含んでいる、請求項6に記載のデバイス。
  8. 前記接合層が、前記メタライゼーション層への前記電極の連結を容易にするように構成されたろう付け層をさらに含んでいる、請求項7に記載のデバイス。
  9. 前記ろう付け層が、ろう付けワッシャを含んでいる、請求項8に記載のデバイス。
  10. 前記絶縁体層が、前記第1の側部と前記第2の側部との間で実質的に均一な厚みを有している、請求項3に記載のデバイス。
  11. さらに、
    前記第1および第2の電極のそれぞれと、前記第1および第2の側部にあるそれらの各表面との間に配設された接合層を備える、請求項10に記載のデバイス。
  12. 前記接合層が、前記セラミック層の前記第1および第2の側部にある前記開口部のそれぞれの周りに形成されたメタライゼーション層を含んでいる、請求項11に記載のデバイス。
  13. 前記接合層が、前記メタライゼーション層への前記電極の連結を容易にするように構成されたろう付け層をさらに含んでいる、請求項12に記載のデバイス。
  14. 前記ろう付け層がろう付けワッシャを含んでいる、請求項13に記載のデバイス。
  15. ガス放電管(GDT)デバイスを製作するための方法であって、
    第1の側部および第2の側部を有する絶縁体プレートを提供または形成するステップと、
    前記絶縁体プレートに複数の開口部を形成するステップであって、各開口部は導電性フィルムの無い内側壁を有するものである、ステップと、
    閉塞ガス容積を画定するように、前記絶縁体プレートの前記第1および第2の側部の第1および第2の電極で各開口部をカバーするステップであって、各開口部の第1および第2の電極間に十分な電位差が存在する場合に、対応する前記閉塞ガス容積が導電性媒体をもたらしその結果第1および第2の電極間にアークの形態で電流を生じさせる、ステップと、
    を含む方法。
  16. さらに、
    前記第1および第2の側部のいずれかまたは両方に複数のスコアラインを形成するステップを含み、
    前記スコアラインは、対応する開口部をそれぞれ有する複数の個別のユニットへの前記絶縁体プレートの単体化を容易にするように寸法決めされている、請求項15に記載の方法。
  17. さらに、
    前記複数の個別のユニットへ前記絶縁体プレートを単体化するステップを含む、
    請求項16に記載の方法。
  18. さらに、
    前記単体化された個別のユニットを所望の形態へパッケージングするステップを含む、請求項17に記載の方法。
  19. 複数の開口部を形成する前記ステップが、
    前記開口部によって画定される内側境界と外側境界とを有する内部絶縁体リングを形成するステップを含んでおり、
    前記内部絶縁体は、前記内側境界と外側境界との間で減少した厚みを有し、前記減少した厚みは、前記第1の側部と前記第2の側部との間の厚みよりも小さい値を有するものである、請求項15に記載の方法。
  20. 第1の側部および第2の側部を有する絶縁体プレートを含むデバイスであって、前記絶縁体プレートは、複数の開口部を画定しており、
    各開口部は導電性フィルムの無い内側壁をしており、また、各開口部は、前記絶縁体プレートの前記第1および第2の側部にある第1および第2の電極によってカバーされ、それによって、ガス放電管(GDT)動作のために構成されている閉塞ガス容積を画定することが可能であるように寸法決めされておりここで、前記第1および第2の電極間の十分な電位差の結果、前記閉塞ガス容積が、それらの電極間にアークの形態で電流を生じさせるための導電性媒体をもたらすようになっている、デバイス。
  21. 前記絶縁体プレートがセラミックプレートである、請求項20に記載のデバイス。
  22. 前記絶縁体プレートが、前記第1および第2の側部のいずれかまたは両方に複数のスコアラインをさらに画定しており、
    前記スコアラインは、対応する開口部をそれぞれ有する複数の個別のユニットへの前記絶縁体プレートの単体化を容易にするように寸法決めされている、請求項20に記載のデバイス。
  23. さらに、
    前記第1の側部に装着されている前記第1の電極と、前記第2の側部に装着されている前記第2の電極とを含み、前記閉塞ガス容積を形成している、請求項20に記載のデバイス。
  24. 複数のガス放電管(GDT)のための絶縁体を製作するための方法であって、
    第1の側部および第2の側部を有する絶縁体プレートを提供または形成するステップと、
    前記絶縁体プレートに複数の開口部を形成するステップであって、各開口部は導電性フィルムの無い内側壁を有するものであり、また、各開口部は、前記絶縁体プレートの前記第1および第2の側部の上の第1および第2の電極によってカバーされそれによってガス放電管(GDT)動作のために構成されている閉塞ガス容積を画定することが可能であるように寸法決めされており、ここで、前記第1および第2の電極間の十分な電位差の結果、前記閉塞ガス容積が、それらの電極間にアークの形態で電流を生じさせるための導電性媒体をもたらすようになっている、ステップと、
    を含む方法。
  25. さらに、
    前記第1および第2の側部のいずれかまたは両方に複数のスコアラインを形成するステップを含み、
    前記スコアラインは、対応する開口部をそれぞれ有する複数の個別のユニットへの前記絶縁体プレートの単体化を容易にするように寸法決めされている、
    請求項24に記載の方法。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107507756B (zh) * 2013-02-22 2020-06-05 伯恩斯公司 与气体放电管相关的器件和方法
CN104496513B (zh) * 2014-11-13 2017-10-17 孝感市汉达电子元件有限责任公司 一种陶瓷放电管封接工艺
US10032621B2 (en) 2015-03-17 2018-07-24 Bourns, Inc. Flat gas discharge tube devices and methods
CN105957788B (zh) * 2016-06-03 2024-03-29 深圳市槟城电子股份有限公司 一种复合气体放电管
CN105957787B (zh) * 2016-06-17 2024-03-29 深圳市槟城电子股份有限公司 一种气体放电管用组件、气体放电管及其集成件
JP6795786B2 (ja) * 2017-01-13 2020-12-02 三菱マテリアル株式会社 サージ防護素子
WO2018222568A1 (en) 2017-05-29 2018-12-06 Bourns, Inc. Glass sealed gas discharge tubes
CN107316791A (zh) * 2017-07-09 2017-11-03 湖南省众精细陶瓷制造有限公司 低成本陶瓷放电管的简易封装方法
KR20210040165A (ko) * 2018-08-31 2021-04-12 본스인코오포레이티드 Gdt 및 mov 기능을 갖는 통합 장치
US10515775B1 (en) * 2019-01-30 2019-12-24 Hamamatsu Photonics K.K. Electron tube
EP3987560A4 (en) * 2019-06-19 2023-10-18 Bourns, Inc. GAS DISCHARGE TUBE HAVING AN IMPROVED RATIO OF LEAK PATH LENGTH TO SPACE DIMENSION
WO2023129589A1 (en) * 2021-12-29 2023-07-06 Bourns, Inc. Mov/gdt device having low voltage gas discharge property

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE977529C (de) * 1952-07-04 1966-11-24 Elek Scher App Sprecher & Schu Funkenstrecke mit Vorionisierung durch Hilfsglimmstrecken fuer UEberspannungsableiter
DE2914836C2 (de) * 1979-04-11 1983-11-17 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Herstellungsverfahren für die Elektrodenaktivierungsmasse in einer Gasentladungsröhre
US4437845A (en) * 1981-10-05 1984-03-20 Tii Industries, Inc. Method for manufacturing a gas-filled discharge tube for use as transient protection
US4493003A (en) 1983-01-28 1985-01-08 Gte Products Corporation Surge arrester assembly
JP2752017B2 (ja) * 1991-12-18 1998-05-18 矢崎総業株式会社 放電管
US5566056A (en) * 1994-02-07 1996-10-15 Tii Industries, Inc. Coaxial transmission line surge arrestor
CA2149289A1 (en) 1994-07-07 1996-01-08 Yoshifumi Amano Discharge display apparatus
JP3131165B2 (ja) * 1996-12-24 2001-01-31 岡谷電機産業株式会社 電界電子放出型サージ吸収素子の製造方法
DE19741658A1 (de) * 1997-09-16 1999-03-18 Siemens Ag Gasgefüllte Entladungsstrecke
SE9804538D0 (sv) * 1998-12-23 1998-12-23 Jensen Elektronik Ab Gas discharge tube
WO2004017479A1 (de) * 2002-07-19 2004-02-26 Epcos Ag Schutzelement zum ableiten von überspannungen und verwendung
EP1573753B1 (en) 2002-12-11 2006-05-31 Bourns, Inc. Encapsulated electronic device and method of manufacturing the same
JP2006510204A (ja) 2002-12-11 2006-03-23 ブアンズ・インコーポレイテッド 導電性高分子素子及びその製造方法
JP2005129357A (ja) 2003-10-23 2005-05-19 Fujitsu Ltd ガス放電管及び表示装置
JP4419599B2 (ja) * 2004-02-23 2010-02-24 三菱マテリアル株式会社 チップ型サージアブソーバ及びその製造方法
JP4469255B2 (ja) * 2004-11-02 2010-05-26 岡谷電機産業株式会社 放電管
WO2007033247A2 (en) * 2005-09-14 2007-03-22 Littelfuse, Inc. Gas-filled surge arrester, activating compound, ignition stripes and method therefore
SE532114C2 (sv) * 2007-05-22 2009-10-27 Jensen Devices Ab Gasurladdningsrör
JP4927026B2 (ja) * 2007-05-22 2012-05-09 株式会社パイオラックス リッド開閉装置
DE102008029094A1 (de) * 2007-06-21 2009-01-02 Epcos Ag Vorrichtung und Modul zum Schutz vor Blitzen und Überspannungen
TW200952301A (en) * 2008-06-02 2009-12-16 Inpaq Technology Co Ltd Electro-static discharge protection device with low temperature co-fire ceramic and manufacturing method thereof
US8717726B2 (en) 2011-05-27 2014-05-06 Mersen Usa Newburyport-Ma, Llc Static surge protection device
DE112011105645B4 (de) * 2011-09-24 2019-12-12 Tdk Electronics Ag Mehrschichtige Gasentladungsröhre
CN107507756B (zh) * 2013-02-22 2020-06-05 伯恩斯公司 与气体放电管相关的器件和方法

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