JPH0992429A - サージ吸収素子 - Google Patents
サージ吸収素子Info
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- JPH0992429A JPH0992429A JP24483895A JP24483895A JPH0992429A JP H0992429 A JPH0992429 A JP H0992429A JP 24483895 A JP24483895 A JP 24483895A JP 24483895 A JP24483895 A JP 24483895A JP H0992429 A JPH0992429 A JP H0992429A
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- absorbing element
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Abstract
(57)【要約】
【課題】安定した放電開始電圧と、寿命の長いサージ吸
収素子を得る。 【解決手段】絶縁セル４０は絶縁基板４２を有する。絶
縁基板４２の上下両面に電界放出層４４，４６が形成さ
れ、その左右両端面には電極層４８，４９が形成され
る。封止電極５２，５４の管内端面側には保護膜５８，
６０が形成される。絶縁セル４０の両端面が一対の封止
電極で挟持・圧着された状態でガラス管２０に封着され
てサージ吸収素子１０が構成される。封止電極端面に対
する保護膜の形成さらには絶縁セル上の電界放出層の形
成によって安定した放電開始電圧が得られる。管内ガス
も安定するので素子の寿命が伸びる。
収素子を得る。 【解決手段】絶縁セル４０は絶縁基板４２を有する。絶
縁基板４２の上下両面に電界放出層４４，４６が形成さ
れ、その左右両端面には電極層４８，４９が形成され
る。封止電極５２，５４の管内端面側には保護膜５８，
６０が形成される。絶縁セル４０の両端面が一対の封止
電極で挟持・圧着された状態でガラス管２０に封着され
てサージ吸収素子１０が構成される。封止電極端面に対
する保護膜の形成さらには絶縁セル上の電界放出層の形
成によって安定した放電開始電圧が得られる。管内ガス
も安定するので素子の寿命が伸びる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器内に使
用されている回路素子を誘導雷や静電気などのサージ電
圧から保護するためのサージ吸収素子に関する。詳しく
は、絶縁セルをガラス管内に封止するために使用される
一対の封止電極の管内端面に保護膜を形成することによ
って、放電の都度発生するスパッタ現象による金属飛散
によっても安定した放電開始電圧が得られるようにした
ものである。
用されている回路素子を誘導雷や静電気などのサージ電
圧から保護するためのサージ吸収素子に関する。詳しく
は、絶縁セルをガラス管内に封止するために使用される
一対の封止電極の管内端面に保護膜を形成することによ
って、放電の都度発生するスパッタ現象による金属飛散
によっても安定した放電開始電圧が得られるようにした
ものである。
【０００２】
【従来の技術】サージ吸収素子は周知のように電子機器
内に使用される回路系に到来する誘導雷サージや静電気
サージなどの過渡的な異常電圧（過大電圧）を瞬時に吸
収して、回路素子特に半導体素子が破壊されないように
するための保護素子として使用される。
内に使用される回路系に到来する誘導雷サージや静電気
サージなどの過渡的な異常電圧（過大電圧）を瞬時に吸
収して、回路素子特に半導体素子が破壊されないように
するための保護素子として使用される。
【０００３】サージ吸収素子としては、用途に応じて半
導体素子、バリスタ素子、ガラスチューブアレスタ、マ
イクロ式ギャップ吸収素子などが知られている。これら
は全て同一の特性・特質を持つものではなく、例えば応
答速度では半導体素子やバリスタ素子が優れており、サ
ージ電流耐量に関してはバリスタ素子、ガスチューブア
レスタ、マイクロギャップ吸収素子などが優れている。
さらに静電容量が小さいものとしてはガスチューブアレ
スタ、マイクロギャップ吸収素子などが知られている。
導体素子、バリスタ素子、ガラスチューブアレスタ、マ
イクロ式ギャップ吸収素子などが知られている。これら
は全て同一の特性・特質を持つものではなく、例えば応
答速度では半導体素子やバリスタ素子が優れており、サ
ージ電流耐量に関してはバリスタ素子、ガスチューブア
レスタ、マイクロギャップ吸収素子などが優れている。
さらに静電容量が小さいものとしてはガスチューブアレ
スタ、マイクロギャップ吸収素子などが知られている。
【０００４】この種サージ吸収素子にはサージが発生し
たとき、サージ吸収素子の両端が短絡するものと、瞬間
短絡ののち絶縁素子として復帰する放電型のものとがあ
る。瞬間短絡ののち復帰する放電型のサージ吸収素子の
方が使用上における安全性が高い。
たとき、サージ吸収素子の両端が短絡するものと、瞬間
短絡ののち絶縁素子として復帰する放電型のものとがあ
る。瞬間短絡ののち復帰する放電型のサージ吸収素子の
方が使用上における安全性が高い。
【０００５】図５に示すサージ吸収素子１０は瞬間短絡
ののち復帰する放電型の従来例である。このサージ吸収
素子１０は「特開平１−１２２５８６号公報」に開示さ
れたものであって、一対の封止電極１４，１６が使用さ
れ、それらは共に突出型電極が使用される。ガラス管２
０内に放電ガス（ＡｒガスやＮガス）を封入した状態で
これら一対の封止電極１４，１６によって封着されて構
成される。１８はリード線である。
ののち復帰する放電型の従来例である。このサージ吸収
素子１０は「特開平１−１２２５８６号公報」に開示さ
れたものであって、一対の封止電極１４，１６が使用さ
れ、それらは共に突出型電極が使用される。ガラス管２
０内に放電ガス（ＡｒガスやＮガス）を封入した状態で
これら一対の封止電極１４，１６によって封着されて構
成される。１８はリード線である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図５に示すサージ吸収
素子１０にはガラス管２０の内部に絶縁セルが存在しな
い最も簡単な構造の素子である。封止電極としての突出
電極１４，１６が放電電極として使用されているだけで
ある。
素子１０にはガラス管２０の内部に絶縁セルが存在しな
い最も簡単な構造の素子である。封止電極としての突出
電極１４，１６が放電電極として使用されているだけで
ある。
【０００７】これは構成が非常にシンプルである反面、
電極同士の放電になるため高い放電開始電圧を得ようと
すると、突出電極１４，１６間の対向間隙を広げる必要
がある。対向間隙が広くなるとそれだけ放電開始電圧の
ばらつきが発生し、安定した放電開始電圧が得られな
い。
電極同士の放電になるため高い放電開始電圧を得ようと
すると、突出電極１４，１６間の対向間隙を広げる必要
がある。対向間隙が広くなるとそれだけ放電開始電圧の
ばらつきが発生し、安定した放電開始電圧が得られな
い。
【０００８】さらにこの種サージ吸収素子１０の封止電
極としては、ガラス管２０との熱膨張係数を合わせるた
めに、一般にはＦｅとＮｉで構成されたジュメット電極
が使用される。そしてこの封止電極の外表面は図６に示
すように、Ｃｕよりなる金属層１４ａで覆うと共に、さ
らにその表面をその酸化層（ＣｕＯ）１４ｂで覆うよう
にしたものが知られている。
極としては、ガラス管２０との熱膨張係数を合わせるた
めに、一般にはＦｅとＮｉで構成されたジュメット電極
が使用される。そしてこの封止電極の外表面は図６に示
すように、Ｃｕよりなる金属層１４ａで覆うと共に、さ
らにその表面をその酸化層（ＣｕＯ）１４ｂで覆うよう
にしたものが知られている。
【０００９】このような金属膜を被覆した封止電極１
４，１６を使用する場合、ガラス管２０内ではサージ電
圧による高圧放電の都度、酸化層１４ｂがスパッタされ
て金属がガラス管２０内に飛散し、これが放電開始電圧
の安定化や寿命を妨げる要因となっている。
４，１６を使用する場合、ガラス管２０内ではサージ電
圧による高圧放電の都度、酸化層１４ｂがスパッタされ
て金属がガラス管２０内に飛散し、これが放電開始電圧
の安定化や寿命を妨げる要因となっている。
【００１０】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、放電開始電圧の安定性と長寿
命化を図ったサージ吸収素子を提案するものである。
を解決したものであって、放電開始電圧の安定性と長寿
命化を図ったサージ吸収素子を提案するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載したこの発明に係るサージ吸収素子
においては、絶縁体をギャップ長とした絶縁セルを有
し、上記絶縁体が電界放出物質を含んだもの若しくは、
絶縁体の一の面あるいは両面に電界放出物質を被着させ
たものが使用されると共に、上記絶縁セルの両端部に形
成された導電体層が一対の保護膜を有する封止電極によ
って圧着された状態でガラス管に封着されたことを特徴
とする。
め、請求項１に記載したこの発明に係るサージ吸収素子
においては、絶縁体をギャップ長とした絶縁セルを有
し、上記絶縁体が電界放出物質を含んだもの若しくは、
絶縁体の一の面あるいは両面に電界放出物質を被着させ
たものが使用されると共に、上記絶縁セルの両端部に形
成された導電体層が一対の保護膜を有する封止電極によ
って圧着された状態でガラス管に封着されたことを特徴
とする。
【００１２】請求項１記載のサージ吸収素子において、
電界放出物質は、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＣａＯ，Ｓｃ2Ｏ3，
Ｓｒ2Ｏ3，ＬａＢ6，ＢａＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3，Ｂａ
ＳｒＴｉＯ3の何れかであることを特徴とする。
電界放出物質は、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＣａＯ，Ｓｃ2Ｏ3，
Ｓｒ2Ｏ3，ＬａＢ6，ＢａＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3，Ｂａ
ＳｒＴｉＯ3の何れかであることを特徴とする。
【００１３】請求項１記載のサージ吸収素子において、
保護膜として、Ａｌ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｃ，Ｚｒ，Ｃ
ｒ，Ｗ，Ｎｉ，ＳｎＯ2及びこれらの窒化物や炭化物
（ＳｎＯ2，Ｎｉ，Ｃを除く）並びに酸化物（Ｃを除
く）を用いたことを特徴とする。
保護膜として、Ａｌ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｃ，Ｚｒ，Ｃ
ｒ，Ｗ，Ｎｉ，ＳｎＯ2及びこれらの窒化物や炭化物
（ＳｎＯ2，Ｎｉ，Ｃを除く）並びに酸化物（Ｃを除
く）を用いたことを特徴とする。
【００１４】絶縁体の表面には電界放出物質をコーティ
ングするか若しくは絶縁体自体に電界放出材料を用いる
と共に、その絶縁体の左右両端面に導電体層を付加して
構成される。封止電極としてはガラス管との熱膨張係数
との関係からＦｅ，Ｎｉで構成されたジュメット電極が
使用される。この封止電極の表面にはさらにＣｕの金属
層とＣｕＯの酸化膜層が被着形成されている。そしてそ
のさらに表面に保護膜が形成される。保護膜としてはＳ
ｉであったり、ＳｉＯ2であったり、Ａｌなどの金属で
あったりする。
ングするか若しくは絶縁体自体に電界放出材料を用いる
と共に、その絶縁体の左右両端面に導電体層を付加して
構成される。封止電極としてはガラス管との熱膨張係数
との関係からＦｅ，Ｎｉで構成されたジュメット電極が
使用される。この封止電極の表面にはさらにＣｕの金属
層とＣｕＯの酸化膜層が被着形成されている。そしてそ
のさらに表面に保護膜が形成される。保護膜としてはＳ
ｉであったり、ＳｉＯ2であったり、Ａｌなどの金属で
あったりする。
【００１５】これらは何れも放電によってスパッタされ
たあと、絶縁体上に付着するが、このスパッタ物質（窒
化物）は再スパッタされにくい物質であるので、スパッ
タされた金属物質によって放電開始電圧がばらつくのを
効果的に抑制できる。絶縁体上に電界放出物質を被着形
成することで放電開始電圧がさらに安定する。
たあと、絶縁体上に付着するが、このスパッタ物質（窒
化物）は再スパッタされにくい物質であるので、スパッ
タされた金属物質によって放電開始電圧がばらつくのを
効果的に抑制できる。絶縁体上に電界放出物質を被着形
成することで放電開始電圧がさらに安定する。
【００１６】
【発明の実施の形態】続いて、この発明に係るサージ吸
収素子の実施の一形態を、図面を参照して詳細に説明す
る。
収素子の実施の一形態を、図面を参照して詳細に説明す
る。
【００１７】ここでは、絶縁体を絶縁基板と称し、以後
絶縁基板で表示する。この発明では絶縁基板に電界放出
物質をコーティングするか若しくは絶縁基板自体に電界
放出材料を用いると共に、その絶縁基板の左右両端面に
導電体層（電極層ともいう。以後電極層と呼ぶ）を付加
して構成される。封止電極としてはガラス管との熱膨張
係数との関係からＦｅ，Ｎｉで構成されたジュメット電
極が使用され、その外表面に保護層が形成される。
絶縁基板で表示する。この発明では絶縁基板に電界放出
物質をコーティングするか若しくは絶縁基板自体に電界
放出材料を用いると共に、その絶縁基板の左右両端面に
導電体層（電極層ともいう。以後電極層と呼ぶ）を付加
して構成される。封止電極としてはガラス管との熱膨張
係数との関係からＦｅ，Ｎｉで構成されたジュメット電
極が使用され、その外表面に保護層が形成される。
【００１８】図１に示すこの発明のサージ吸収素子１０
は、絶縁基板４２がガラス管２０内に一対の封止電極５
２，５４によって封止されて構成される。
は、絶縁基板４２がガラス管２０内に一対の封止電極５
２，５４によって封止されて構成される。
【００１９】絶縁基板４２はセラミック材などの絶縁体
が使用される。この例では１ｍｍ角で長さが２ｍｍの角
柱体が使用される。絶縁基板４２の上下両面には電界放
出層４４，４６が形成される。これはサージ電圧の印加
時、絶縁基板４２表面上に電界を放出することによって
絶縁基板４２表面上における沿面放電をし易くして、安
定した放電を実現できるようにするためである。
が使用される。この例では１ｍｍ角で長さが２ｍｍの角
柱体が使用される。絶縁基板４２の上下両面には電界放
出層４４，４６が形成される。これはサージ電圧の印加
時、絶縁基板４２表面上に電界を放出することによって
絶縁基板４２表面上における沿面放電をし易くして、安
定した放電を実現できるようにするためである。
【００２０】電界放出層４４，４６の構成物質として
は、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＣａＯ，Ｓｃ2Ｏ3，Ｓｒ2Ｏ3，Ｌ
ａＢ6，ＢａＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3，ＢａＳｒＴｉＯ3の
何れかを使用することができる。
は、ＭｇＯ，ＢａＯ，ＣａＯ，Ｓｃ2Ｏ3，Ｓｒ2Ｏ3，Ｌ
ａＢ6，ＢａＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3，ＢａＳｒＴｉＯ3の
何れかを使用することができる。
【００２１】絶縁基板４２の左右端面には電極層４８，
４９が形成される。これら電極層４８，４９はＴｉＮ層
などが使用される。電極層４８，４９は後述する封止電
極５２，５４との接触状態を安定化して接触容量を小さ
くするために使用される。
４９が形成される。これら電極層４８，４９はＴｉＮ層
などが使用される。電極層４８，４９は後述する封止電
極５２，５４との接触状態を安定化して接触容量を小さ
くするために使用される。
【００２２】このように構成された絶縁セル４０が一対
の封止電極５２，５４を使用してガラス管２０内に封着
される。封着は熱封着であって、その温度は５００〜７
００℃の範囲である。ガラス管２０内には放電ガスとし
ての不活性ガス（Ｎ2ガスなど）が所要ガス圧となるよ
うに充填される。
の封止電極５２，５４を使用してガラス管２０内に封着
される。封着は熱封着であって、その温度は５００〜７
００℃の範囲である。ガラス管２０内には放電ガスとし
ての不活性ガス（Ｎ2ガスなど）が所要ガス圧となるよ
うに充填される。
【００２３】図２は封止電極５２，５４の具体例であっ
て、電極本体６２はガラス管２０の内径と外径の差にほ
ぼ合致した段部を有する。電極本体６２はニッケルＮｉ
と鉄Ｆｅの合金材で構成されたジュメット電極が使用さ
れる。電極本体６２の外表面には銅Ｃｕの金属薄膜層６
４が被着形成され、さらにその表面が酸化処理されてＣ
ｕＯの酸化処理層６６が形成される。
て、電極本体６２はガラス管２０の内径と外径の差にほ
ぼ合致した段部を有する。電極本体６２はニッケルＮｉ
と鉄Ｆｅの合金材で構成されたジュメット電極が使用さ
れる。電極本体６２の外表面には銅Ｃｕの金属薄膜層６
４が被着形成され、さらにその表面が酸化処理されてＣ
ｕＯの酸化処理層６６が形成される。
【００２４】このように電極本体６２としてジュメット
電極を使用すると共に、その表面を酸化処理層６６で被
覆したのは、使用するガラス管２０との封着を密にし
て、不活性ガスのガス漏れがないようにするためであ
る。
電極を使用すると共に、その表面を酸化処理層６６で被
覆したのは、使用するガラス管２０との封着を密にし
て、不活性ガスのガス漏れがないようにするためであ
る。
【００２５】酸化処理層６６の表面のうち、ガラス管２
０を封着したときガラス管２０内に露出する部分、した
がって、絶縁セル４０と対向する面側にはさらに保護膜
５８がコーティングされる。この保護膜５８とは、高圧
放電によるスパッタによってガラス管２０内に飛散・浮
遊した金属薄膜層６４の構成金属（Ｃｕ）で、放電開始
電圧の安定性に影響を及ぼさないようにするためにであ
る。
０を封着したときガラス管２０内に露出する部分、した
がって、絶縁セル４０と対向する面側にはさらに保護膜
５８がコーティングされる。この保護膜５８とは、高圧
放電によるスパッタによってガラス管２０内に飛散・浮
遊した金属薄膜層６４の構成金属（Ｃｕ）で、放電開始
電圧の安定性に影響を及ぼさないようにするためにであ
る。
【００２６】これはこのような金属が高圧放電のたびに
ガラス管２０内に飛散すると、その一部が絶縁基板４２
の面上に付着することによって絶縁性が劣化し、それに
よって放電開始電圧が低くなるなどの変動を起こす。放
電開始電圧の変動はまた素子自体の劣化につながり、最
終的には素子の寿命を短くしてしまうことになる。
ガラス管２０内に飛散すると、その一部が絶縁基板４２
の面上に付着することによって絶縁性が劣化し、それに
よって放電開始電圧が低くなるなどの変動を起こす。放
電開始電圧の変動はまた素子自体の劣化につながり、最
終的には素子の寿命を短くしてしまうことになる。
【００２７】ここで、上述した保護膜５８，６０につい
て説明する。サージ電圧印加時の放電によって発生する
イオンによって抑制膜５８，６０がスパッタされる。こ
のスパッタによって保護膜５８，６０から飛散する金属
物質（スパッタされた物質）は絶縁基板４２の表面に付
着する。管内に封止された放電ガスとして窒素ガスが含
まれているときはスパッタされた物質は窒素ガスと反応
して窒化物が生成される。この窒化物は周知のように再
スパッタされにくい物質である。したがって、大きな放
電の都度スパッタ物質が管内に多少飛散するが、この飛
散したスパッタ物質はすぐに窒化物となるために、この
スパッタ物質によって次なる放電が影響を受けるおそれ
は僅少である。
て説明する。サージ電圧印加時の放電によって発生する
イオンによって抑制膜５８，６０がスパッタされる。こ
のスパッタによって保護膜５８，６０から飛散する金属
物質（スパッタされた物質）は絶縁基板４２の表面に付
着する。管内に封止された放電ガスとして窒素ガスが含
まれているときはスパッタされた物質は窒素ガスと反応
して窒化物が生成される。この窒化物は周知のように再
スパッタされにくい物質である。したがって、大きな放
電の都度スパッタ物質が管内に多少飛散するが、この飛
散したスパッタ物質はすぐに窒化物となるために、この
スパッタ物質によって次なる放電が影響を受けるおそれ
は僅少である。
【００２８】したがって、この発明では封止電極５２，
５４の管内端面にはそのようなスパッタ物質を含む保護
膜５８，６０が被着形成される。
５４の管内端面にはそのようなスパッタ物質を含む保護
膜５８，６０が被着形成される。
【００２９】保護膜５８，６０としてはＳｉ（半導体材
料）やＳｉＯ2を使用できる。Ｓｉは窒素ガスでスパッ
タされることによってセラミック基板（Ａｌ2Ｏ3）に付
着し、これが窒素ガスと反応して窒化されて再スパッタ
されにくく絶縁性の高い窒化物（Ｓｉ3Ｎ4）に変わる。
窒化物の生成によって絶縁基板４２の絶縁性が確保され
る。窒化物の生成確率は高い。
料）やＳｉＯ2を使用できる。Ｓｉは窒素ガスでスパッ
タされることによってセラミック基板（Ａｌ2Ｏ3）に付
着し、これが窒素ガスと反応して窒化されて再スパッタ
されにくく絶縁性の高い窒化物（Ｓｉ3Ｎ4）に変わる。
窒化物の生成によって絶縁基板４２の絶縁性が確保され
る。窒化物の生成確率は高い。
【００３０】保護材料としては、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｚ
ｒやＡｌＮなどの金属も使用することができる。例えば
Ａｌは窒素ガスでスパッタされて絶縁基板４２の表面に
付着して窒化されるから、これによって窒化物（Ａｌ
Ｎ）が生成される。この場合も生成確率は高い。
ｒやＡｌＮなどの金属も使用することができる。例えば
Ａｌは窒素ガスでスパッタされて絶縁基板４２の表面に
付着して窒化されるから、これによって窒化物（Ａｌ
Ｎ）が生成される。この場合も生成確率は高い。
【００３１】また、保護膜５８，６０はスパッタされ難
い材料を用いてもよい。これらの材料は、Ｃ，Ｎｉ，
Ｗ，Ｃｒ，ＳｎＯ2及び窒化物（Ｃを除く）や上記金属
の炭化物（Ｃ，Ｎｉ，ＳｎＯ2を除く）を用いても効果
を有する。
い材料を用いてもよい。これらの材料は、Ｃ，Ｎｉ，
Ｗ，Ｃｒ，ＳｎＯ2及び窒化物（Ｃを除く）や上記金属
の炭化物（Ｃ，Ｎｉ，ＳｎＯ2を除く）を用いても効果
を有する。
【００３２】以上のように形成されたサージ吸収素子１
０に対する放電回数と放電開始電圧との関係を調べると
図３のような関係となった。曲線Ｌａがこの発明の特性
であり、曲線Ｌｂが従来例の特性である。同図から明ら
かなように従来例の場合には放電開始電圧が安定しな
い。
０に対する放電回数と放電開始電圧との関係を調べると
図３のような関係となった。曲線Ｌａがこの発明の特性
であり、曲線Ｌｂが従来例の特性である。同図から明ら
かなように従来例の場合には放電開始電圧が安定しな
い。
【００３３】これは放電の都度、管内に飛散した電極物
質が放電開始電圧に悪影響を与え使用不能になる。この
発明のように保護膜５８，６０を封止電極５２，５４に
成膜し、しかも最終的には窒化物となるような物質を使
用すれば絶縁基板４２の絶縁性を劣化させる原因とはな
らないから、常に安定した放電開始電圧が得られる。絶
縁性が高ければそれだけ素子の寿命も伸びることにな
る。これに加えて電界放出層４４，４６があるため放電
開始がスムーズとなり、より一層放電の安定性を確保で
きることになる。
質が放電開始電圧に悪影響を与え使用不能になる。この
発明のように保護膜５８，６０を封止電極５２，５４に
成膜し、しかも最終的には窒化物となるような物質を使
用すれば絶縁基板４２の絶縁性を劣化させる原因とはな
らないから、常に安定した放電開始電圧が得られる。絶
縁性が高ければそれだけ素子の寿命も伸びることにな
る。これに加えて電界放出層４４，４６があるため放電
開始がスムーズとなり、より一層放電の安定性を確保で
きることになる。
【００３４】続いて、この発明の製法の一例を以下に説
明する。 （実施例１）封止電極５２，５４から説明すると、封止
電極５２，５４の管内端面側に露出している電極の材質
は、図２で説明したようにＣｕＯからなる酸化処理層６
６である。
明する。 （実施例１）封止電極５２，５４から説明すると、封止
電極５２，５４の管内端面側に露出している電極の材質
は、図２で説明したようにＣｕＯからなる酸化処理層６
６である。
【００３５】そこで、封止電極５２，５４を洗浄した
後、管内端面（表面）だけが露出するようにスパッタ装
置内に封止電極５２，５４を挿入し、管内端面表面だけ
に高周波マグネトロンスパッタで成膜してＡｌよりなる
保護膜５８，６０が形成される。このとき使用したスパ
ッタガスは、Ａｒガスが使用される。成膜する厚みは、
約２０００オングストロームである。
後、管内端面（表面）だけが露出するようにスパッタ装
置内に封止電極５２，５４を挿入し、管内端面表面だけ
に高周波マグネトロンスパッタで成膜してＡｌよりなる
保護膜５８，６０が形成される。このとき使用したスパ
ッタガスは、Ａｒガスが使用される。成膜する厚みは、
約２０００オングストロームである。
【００３６】絶縁基板４２の上下両面に対してもスパッ
タ装置を使用して上述したと同様な条件でＢａＯが成膜
されて電界放出層４４，４６が形成される。成膜後この
例では、１ｍｍ角で長さが２ｍｍの角柱体となるように
絶縁基板４２を切断した。その後、この絶縁基板４２を
洗浄したのち、それぞれの左右両端面を覆うように、Ｔ
ｉＮの電極層４８，４９をスパッタで成膜した。このと
きの基板温度は１００℃であり、Ａｒガス（窒素ガスを
（７０：３０）の割合で混合した混合ガス）を使用して
４ｍＴｏｒｒのガス圧の下で行なった。
タ装置を使用して上述したと同様な条件でＢａＯが成膜
されて電界放出層４４，４６が形成される。成膜後この
例では、１ｍｍ角で長さが２ｍｍの角柱体となるように
絶縁基板４２を切断した。その後、この絶縁基板４２を
洗浄したのち、それぞれの左右両端面を覆うように、Ｔ
ｉＮの電極層４８，４９をスパッタで成膜した。このと
きの基板温度は１００℃であり、Ａｒガス（窒素ガスを
（７０：３０）の割合で混合した混合ガス）を使用して
４ｍＴｏｒｒのガス圧の下で行なった。
【００３７】次に、真空封止装置の中に各部品を入れ、
一対の封止電極５２，５４で絶縁基板４２の両端面を挟
持・圧着した状態で封着した。ここで、Ａｌの場合はそ
の融点が６６０℃なので、ガラス管２０として低融点の
ガラス管が使用されると共に約６００℃の温度下で封着
処理が行われることになる。封入ガスはＮ2ガスであ
り、そのときのガス圧は約５００Ｔｏｒｒである。この
封着作業によって図１に示すような最終的なサージ吸収
素子１０を形成できる。
一対の封止電極５２，５４で絶縁基板４２の両端面を挟
持・圧着した状態で封着した。ここで、Ａｌの場合はそ
の融点が６６０℃なので、ガラス管２０として低融点の
ガラス管が使用されると共に約６００℃の温度下で封着
処理が行われることになる。封入ガスはＮ2ガスであ
り、そのときのガス圧は約５００Ｔｏｒｒである。この
封着作業によって図１に示すような最終的なサージ吸収
素子１０を形成できる。
【００３８】このようにして得られたサージ吸収素子１
０における放電開始電圧について調べた。放電開始電圧
の最大値をＶｓmax、最小値をＶｓminとしたとき、（Ｖ
ｓmax−Ｖｓmin）と（Ｖｓmax＋Ｖｓmin）の比、つまり
放電開始電圧のばらつきは、 Ｖｓ＝（Ｖｓmax−Ｖｓmin）／（Ｖｓmax＋Ｖｓmin） で表すことができる。図１に示すこの発明に係るサージ
吸収素子１０では１５００Ｖ±３％となった。これに対
して従来素子では１５００Ｖ±７％になることが判っ
た。放電開始電圧も図３のように安定していることが判
った。 （実施例２）封止電極５２，５４の管内端面表面にＳｉ
をスパッタにより成膜して保護膜５８，６０を形成し
た。このときＳｉのターゲットが使用され、Ａｒガス雰
囲気中で、３ｍＴｏｒｒの圧力下で成膜した。Ｓｉの他
にＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4などを使用することもできる。
０における放電開始電圧について調べた。放電開始電圧
の最大値をＶｓmax、最小値をＶｓminとしたとき、（Ｖ
ｓmax−Ｖｓmin）と（Ｖｓmax＋Ｖｓmin）の比、つまり
放電開始電圧のばらつきは、 Ｖｓ＝（Ｖｓmax−Ｖｓmin）／（Ｖｓmax＋Ｖｓmin） で表すことができる。図１に示すこの発明に係るサージ
吸収素子１０では１５００Ｖ±３％となった。これに対
して従来素子では１５００Ｖ±７％になることが判っ
た。放電開始電圧も図３のように安定していることが判
った。 （実施例２）封止電極５２，５４の管内端面表面にＳｉ
をスパッタにより成膜して保護膜５８，６０を形成し
た。このときＳｉのターゲットが使用され、Ａｒガス雰
囲気中で、３ｍＴｏｒｒの圧力下で成膜した。Ｓｉの他
にＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4などを使用することもできる。
【００３９】同様な手法で絶縁基板４２の上下両面に電
界放出層４４，４６が成膜される。電極層４８，４９も
実施例１と同様にして形成され、その後実施例１と同じ
条件で真空封止装置を用いて封着処理を行うことによ
り、サージ吸収素子１０が形成される。
界放出層４４，４６が成膜される。電極層４８，４９も
実施例１と同様にして形成され、その後実施例１と同じ
条件で真空封止装置を用いて封着処理を行うことによ
り、サージ吸収素子１０が形成される。
【００４０】実施例２によって生成されたサージ吸収素
子１０にあっても実施例１で述べたような特性が得られ
た。 （実施例３）図４はこの発明の別の実施形態を示す。上
述した実施例１および実施例２では絶縁基板４２の上下
両面に直接電界放出層４４，４６を形成している。
子１０にあっても実施例１で述べたような特性が得られ
た。 （実施例３）図４はこの発明の別の実施形態を示す。上
述した実施例１および実施例２では絶縁基板４２の上下
両面に直接電界放出層４４，４６を形成している。
【００４１】図４の例は絶縁基板４３として、それ自体
電界放出物質を含んだものを使用している。特には、Ａ
ｌ2Ｏ3にＢａＯ，ＭｇＯ，Ｓｃ2Ｏ3，Ｓｒ2Ｏ3，ＢａＳ
ｒＴｉＯ3，ＣａＯ，ＢａＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3等を混
合して、空気中にて１４００℃で焼成させたものを用い
た。
電界放出物質を含んだものを使用している。特には、Ａ
ｌ2Ｏ3にＢａＯ，ＭｇＯ，Ｓｃ2Ｏ3，Ｓｒ2Ｏ3，ＢａＳ
ｒＴｉＯ3，ＣａＯ，ＢａＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3等を混
合して、空気中にて１４００℃で焼成させたものを用い
た。
【００４２】絶縁基板４３は、長さ２ｍｍ、幅１ｍｍ、
厚さ１ｍｍに加工され、その両端に導電体の電極層４
８，４９をスパッタで被着形成させている。電界放出物
質は、絶縁基板４３の静電容量値が１〜２ｐＦになるよ
うに配合されている。その時の誘電率は２００程度であ
った。このように封止電極５２，５４間に安定な静電容
量を挿入することにより、さらに、放電が確実に起こ
り、バラツキが少なくできる。
厚さ１ｍｍに加工され、その両端に導電体の電極層４
８，４９をスパッタで被着形成させている。電界放出物
質は、絶縁基板４３の静電容量値が１〜２ｐＦになるよ
うに配合されている。その時の誘電率は２００程度であ
った。このように封止電極５２，５４間に安定な静電容
量を挿入することにより、さらに、放電が確実に起こ
り、バラツキが少なくできる。
【００４３】このように構成した場合でも、上述した実
施例１，２と同じバラツキの範囲であることが判った。
施例１，２と同じバラツキの範囲であることが判った。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明では封止電
極の管内端面側に保護膜を形成したものである。
極の管内端面側に保護膜を形成したものである。
【００４５】この保護膜を形成することによって、サー
ジ電圧印加時の放電によって管内に飛散するスパッタさ
れた物質によって、次なる放電に悪影響を及ぼすような
ことがなくなる。したがって、安定した放電開始電圧を
得ることができると共に、絶縁基板上に電界放出層を形
成することによってさらに安定した放電を実現できる。
したがって、この発明では放電開始電圧の安定化さらに
は素子の長寿命化を図ることができる特徴を有する。
ジ電圧印加時の放電によって管内に飛散するスパッタさ
れた物質によって、次なる放電に悪影響を及ぼすような
ことがなくなる。したがって、安定した放電開始電圧を
得ることができると共に、絶縁基板上に電界放出層を形
成することによってさらに安定した放電を実現できる。
したがって、この発明では放電開始電圧の安定化さらに
は素子の長寿命化を図ることができる特徴を有する。
【図１】この発明に係るサージ吸収素子の実施の一形態
を示す要部断面図である。
を示す要部断面図である。
【図２】サージ吸収素子に使用される封止電極の一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】放電回数と絶縁抵抗との関係を示す曲線図であ
る。
る。
【図４】この発明に係るサージ吸収素子の他の実施態様
を示す要部断面図である。
を示す要部断面図である。
【図５】サージ吸収素子の従来例を示す要部断面図であ
る。
る。
【図６】封止電極の構成例を示す要部断面図である。
１０ サージ吸収素子 ２０ ガラス管 ４０ 絶縁セル ４２，４３ 絶縁基板 ４４，４６ 電界放出層 ５２，５４ 封止電極 ５８，６０ 保護膜
Claims (3)
- 【請求項１】絶縁体をギャップ長とした絶縁セルを有
し、上記絶縁体が電界放出物質を含んだもの若しくは、
絶縁体の一の面あるいは両面に電界放出物質を被着させ
たものが使用されると共に、上記絶縁セルの両端部に形
成された導電体層が一対の保護膜を有する封止電極によ
って圧着された状態でガラス管に封着されたことを特徴
とするサージ吸収素子。 - 【請求項２】 上記電界放出物質は、ＭｇＯ，ＢａＯ，
ＣａＯ，Ｓｃ2Ｏ3，Ｓｒ2Ｏ3，ＬａＢ6，ＢａＴｉＯ3，
ＳｒＴｉＯ3，ＢａＳｒＴｉＯ3の何れかであることを特
徴とする請求項１記載のサージ吸収素子。 - 【請求項３】 上記保護膜として、Ａｌ，Ｔａ，Ｔｉ，
Ｓｉ，Ｃ，Ｚｒ，Ｃｒ，Ｗ，Ｎｉ，ＳｎＯ2及びこれら
の窒化物や炭化物（ＳｎＯ2，Ｎｉ，Ｃを除く）並びに
酸化物（Ｃを除く）を用いたことを特徴とする請求項１
記載のサージ吸収素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24483895A JPH0992429A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | サージ吸収素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24483895A JPH0992429A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | サージ吸収素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0992429A true JPH0992429A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17124726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24483895A Pending JPH0992429A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | サージ吸収素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0992429A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7660095B2 (en) | 2003-07-17 | 2010-02-09 | Mitsubishi Materials Corporation | Surge protector |
| US7733622B2 (en) | 2003-02-28 | 2010-06-08 | Mitsubishi Materials Corporation | Surge absorber and production method therefor |
| US9077158B2 (en) | 2012-09-28 | 2015-07-07 | Denso Corporation | Spark plug for internal combustion engine |
| JP2020004580A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 三菱マテリアル株式会社 | サージ防護素子及びその製造方法 |
| JP2020004581A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 三菱マテリアル株式会社 | サージ防護素子及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-09-22 JP JP24483895A patent/JPH0992429A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7733622B2 (en) | 2003-02-28 | 2010-06-08 | Mitsubishi Materials Corporation | Surge absorber and production method therefor |
| US7660095B2 (en) | 2003-07-17 | 2010-02-09 | Mitsubishi Materials Corporation | Surge protector |
| US7937825B2 (en) | 2003-07-17 | 2011-05-10 | Mitsubishi Materials Corporation | Method of forming a surge protector |
| US9077158B2 (en) | 2012-09-28 | 2015-07-07 | Denso Corporation | Spark plug for internal combustion engine |
| JP2020004580A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 三菱マテリアル株式会社 | サージ防護素子及びその製造方法 |
| JP2020004581A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 三菱マテリアル株式会社 | サージ防護素子及びその製造方法 |
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