WO1999043061A1 - Amortisseur de surtension - Google Patents

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WO1999043061A1
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terminal
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surge absorber
electrically connected
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Masahiko Nakamura
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Mitsubishi Materials Corporation
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00Overvoltage arresters using spark gaps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
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    • H01T4/10Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/12Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel hermetically sealed
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    • H01T4/00Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel

Definitions

  • the present invention relates to a surge absorber that absorbs surge noise applied to an electronic device.
  • Japanese Patent Publication No. 63-57971 / 18 a conductive ceramic thin film is formed on the surface of a cylindrical insulating member, and a micro gap is formed in the circumferential direction so as to divide the conductive ceramic thin film.
  • a surge absorber having a structure in which the entire structure is sealed in a cylindrical glass with a gas filled therein is disclosed.
  • Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 49-80351 proposes a surge absorber in which a spire-shaped electrode with a sharp point toward a microgap is formed on a flat insulating substrate.
  • FIG. 17 and FIG. 18 are cross-sectional views of a conventional surge absorber.
  • Fig. 17 shows a cylindrical surge absorber. Explaining the principle of operation of this surge absorber, when a surge is applied to the cylindrical surge absorber 40, an arc discharge occurs between the micro gaps 41, and then the enclosed gas is ionized by the discharge and corona discharge occurs. The resulting surge is absorbed.
  • Fig. 18 shows a flat plate type surge absorber 42, but the principle of operation is basically the same as that of a cylindrical surge absorber.
  • the cylindrical type has difficulty in surface mounting and automatic mounting because the lead wire extends from the center of both ends of the cylinder. There was a problem that. In addition, it was difficult to use an airtight covering material other than glass because of its cylindrical outer diameter.
  • an object of the present invention is to provide a surge absorber that can be easily mounted on a surface and has high reliability against repeated discharge.
  • a first aspect of the present invention for achieving this object is:
  • a second terminal disposed outside the hermetic crown material and electrically connected to the second electrode
  • the first electrode and the first electrode The terminal is formed on the portion of the insulating substrate on which the first electrode is disposed, penetrates between the front and back surfaces of the insulating substrate, and is internally electrically connected to the first electrode. Even when electrically connected to the through hole filled with the conductor and the conductor film formed on the back surface of the insulating substrate and electrically connecting the conductor in the through hole and the first terminal.
  • the first electrode and the first terminal are formed on a portion of the insulating substrate where the first electrode is arranged, and a conductor electrically connected to the first electrode is formed therein.
  • a surge absorber has an insulating film formed on an insulating substrate, and the conductive film, the first electrode, and the second electrode are formed or arranged on the insulating film.
  • the first electrode and the first terminal are formed in a portion of the insulating film where the first electrode is arranged.
  • the inside is filled with a conductor electrically connected to the first electrode.
  • the via hole may be formed between the insulating substrate and the insulating film, and may be electrically connected to a conductor film electrically connecting the conductor in the via hole and the first terminal.
  • the surge absorber of the present invention since the first electrode, the second electrode, the conductive film, and the microgap are all arranged on the same plane on the insulating substrate on a flat plate, the outer shape is reduced to the surface. It can be configured on a flat plate that is easy to mount.
  • the outer shape can be easily made flat, a ceramic material such as alumina can be used as the material of the hermetic capping material.
  • the first electrode, the second electrode, the conductive film, and the micro gap are all formed on the same plane and concentrically, so that the entire area of the micro gap is formed. With uniform discharge, even if a part of the conductive film is lost due to the discharge, the discharge starting voltage is hard to change, and the reliability against repeated discharge is high.
  • a through hole provided on an insulating substrate and a back surface of the substrate may be used as means for connecting the first electrode disposed at the center and the first terminal for connection to the outside.
  • the surge absorber disclosed therein has the excellent features. Surge absorption characteristics and high reliability are maintained as they are.
  • the second electrode is a surge absorber having a structure also serving as an airtight crown material.
  • the second electrode may be a part of the hermetic capping material or may be the whole.
  • the surge absorber By configuring the surge absorber in this way, it is possible to reduce the size and to reduce the area for mounting on an electric circuit or the like as compared with the first embodiment.
  • a third embodiment of the present invention provides
  • a first terminal is formed on each of the two separated sides of the insulating substrate, and a second terminal is formed on the other two sides of the insulating substrate.
  • This is a surge absorber having a structure formed.
  • the surge absorber is arranged so as to straddle the signal line or the ground line, or to be placed on the signal line or the ground line. And the density of wiring on the circuit board can be increased.
  • One of the first terminal and the second terminal via a film-shaped electrical connection path formed at least in part by a film-shaped fuse on the back surface of the insulating substrate; And a third terminal disposed outside the hermetic crowned material, the third terminal being connected to the airtight crowned member.
  • the surge absorber of this embodiment is easy to form and the product itself does not become large.
  • the fuse is not blown by mechanical vibration, and the reliability is high.
  • At least one of the first to fourth types of surge absorbers A capacitor formed between the first terminal and the second terminal, the capacitor comprising a plurality of conductor films extending inside the insulating substrate and extending in parallel with each other. .
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a surge absorber according to the present invention, in which a cap is partially cut away to show an internal structure.
  • FIG. 2 is a plan view showing a first embodiment of the surge absorber according to the present invention, and showing the cap transparently.
  • FIG. 3 shows one embodiment of the first embodiment of the surge absorber of the present invention, and is a sectional view taken along line AA of FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 shows another embodiment of the first embodiment of the surge absorber according to the present invention, and is a sectional view taken along line AA of FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 5 shows still another embodiment of the first embodiment of the surge absorber according to the present invention, and is a sectional view taken along line AA of FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a second embodiment of the surge absorber according to the present invention, in which a cap is broken to show an internal structure.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a third embodiment of the surge absorber according to the present invention, in which a cap is broken to show an internal structure.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line BB of FIG.
  • FIG. 10 shows a third embodiment of the surge absorber of the present invention and a wiring diagram of a circuit in which the surge absorber is mounted.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a fourth embodiment of the surge absorber of the present invention.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 13 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
  • FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of a fourth embodiment of the surge absorber of the present invention.
  • FIG. 15 is a sectional view showing a fifth embodiment of the surge absorber of the present invention.
  • FIG. 16 is a sectional view showing another embodiment of the fifth embodiment of the surge absorber of the present invention.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a conventional cylindrical surge absorber.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a conventional flat plate type surge absorber.
  • FIG. 1 to 5 show a first embodiment of a surge absorber according to the present invention.
  • Fig. 1 is a perspective view showing the internal structure of the cap with a part cut away
  • Fig. 2 is a plan view showing the cap as seen through
  • Figs. 3 to 5 are A-A cross sections of Figs. .
  • a through-hole 11 (see FIG. 3) is formed on a flat alumina substrate 1 as an insulating substrate by a conventionally known technique, and a through-hole 11 is filled with a conductor.
  • Conductor film 10 is formed on the surface of substrate 1
  • conductor film 12 is formed on the back surface
  • first terminal 8 and second terminal 9 are formed on the side surface of alumina substrate 1.
  • TiN is deposited as a film 5 by sputtering
  • a circular microgap 3 having a width of about 50 m is formed by photoetching, and the conductive film 5 is formed into a desired circular shape.
  • the second electrode 4 is attached concentrically with the micro gap 3 so as to be in contact with the conductive film 5.
  • FIG. 4 is a sectional view showing another mode of the surge absorber of the first embodiment of the present invention.
  • a fired multilayer substrate 15 having a conductor layer 14 and a via hole 16 filled with a conductor formed therein is used as an insulating substrate.
  • a conductor film 10 is formed on the surface of the board 15, terminals 8 and 9 are formed on the side of the substrate, and a TiN film is deposited as a conductive film 5 on the surface of the substrate 15 by sputtering, and then photo-etched. While forming a circular microgap 3 having a width of about 50 ⁇ m, the conductive film 5 is formed into a desired circular shape, and the first electrode 2 and the second electrode 4 are formed in a conductive film concentric with the microgap 3. Attach to 5.
  • the microgap is sealed in Ar gas by welding an alumina ceramic cap 6 to the frit glass 7.
  • a surge absorber with excellent surface mounting suitability and high reliability against repetitive discharge is realized even if the outer shape is flat.
  • FIG. 5 is a sectional view showing still another mode of the surge absorber according to the first embodiment of the present invention.
  • a multi-layer substrate having an insulating layer 23, via holes 24, and an inner conductor film 25 formed on a alumina substrate 1 as an insulating substrate by a thick film multi-layer method is used.
  • the conductor 10 is formed on the surface of the conductive substrate, the terminals 8 and 9 are formed on the side surface of the substrate 1, and the conductive film 5 is deposited on the surface of the substrate 1 by sputtering.
  • the conductive film 5 is formed into a desired circular shape, and the first electrode 2 and the second electrode 4 are attached to the conductive film 5 concentrically with the microgap 3. .
  • the microgap 3 is sealed in Ar gas by fusing the alumina ceramic cap 6 with the frit glass 7.
  • FIG. 6 shows a surge absorber according to a second embodiment of the present invention.
  • the figure is a perspective view showing the internal structure of the cap with a part of the cap broken away.
  • a through-hole 11 (see FIG. 3) is formed on a flat alumina substrate 1 as an insulating substrate by a conventionally known technique, and a conductor is filled in the through-hole 11 and the alumina substrate 1 is formed.
  • Conductor film 10 on the front surface, conductor film 12 on the back surface (similar to Fig.
  • first and second terminals 8 and 9 on the side of alumina substrate 1
  • a circular microgap 3 having a width of about 50 ⁇ m was formed by photoetching, and the conductive film 5 was formed into a desired circular shape.
  • the second electrode 2 and the second electrode 4 are attached concentrically with the micro gap 3 so as to be in contact with the conductive film 5.
  • the second electrode 4 is an annular member that is the same height as the first electrode 2 or taller than the first electrode 2.
  • a disc-shaped cap 6 made of alumina ceramic is welded to the upper surface of the second electrode with a frit glass 7 to cooperate with the alumina substrate 1 and the second electrode 4 to form the micro gap 3 and
  • the first electrode 2 is sealed in Ar gas.
  • the first electrode 2 and the first terminal 8 are connected to each other by a conductor filled in a through hole 11 provided in the alumina substrate 1 and a conductor film 12 on the back surface of the alumina substrate.
  • the second electrode 4 and the second terminal 8 are connected to each other by a conductor film 10 on the surface of the alumina substrate 1. This realizes a surge absorber that has a flat appearance, is suitable for surface mounting, and has high reliability against repeated discharges.
  • the second electrode 4 and the disc-shaped cap 6 form the hermetic crown material according to the present invention, and the outer diameter of the hermetic crown material is the second diameter.
  • the outer diameter is the same as the outer diameter of the electrode 4, and the second electrode 4 is sealed separately from the second electrode 4. I do.
  • the hermetic crown material is constituted only by the second electrode 4. be able to. That is, a metal cap is used as the second electrode and brazed to the insulating substrate.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the internal structure of the cap with a part cut away
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line AA of FIG. 7
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line BB of FIG.
  • An alumina substrate 1 as an insulating substrate having a through hole 11 formed by a conventionally known technique is prepared, a conductor is filled in the through hole 11 of the alumina substrate 1, and a conductor is formed on the surface of the alumina substrate 1.
  • a conductor film 12 is formed on the film 10 and the back surface, and a first terminal 8 is formed on each of two separated side surfaces of the alumina substrate 1 and a second terminal is formed on each of the other two side surfaces.
  • 9 is formed, TiN is deposited as a conductive film 5 on the surface of the alumina substrate 1 by sputtering, and then a circular microgap 3 having a width of about 50 ⁇ m is formed by photoetching, and the conductive film 5 is formed. Is formed in a desired circle, and the first electrode 2 and the second electrode 4 are attached concentrically with the microgap 3.
  • microgap 3, the first electrode 2, and the second electrode 4 are sealed in Ar gas by welding an alumina ceramic cap 6 to the frit glass 7.
  • the first terminal 8 and the second terminal 9 are arranged on each side surface of the alumina substrate 1 so that a straight line connecting the first terminals and a straight line connecting the second terminals 9 are orthogonal to each other. Have been.
  • the first electrode 2 and the two first terminals 8 are connected to each other by a through hole 11 provided in the substrate 1 and a conductor 12 on the back surface of the substrate 1.
  • the two terminals 9 are connected to each other by a conductor film formed on the surface of the substrate.
  • FIG. 10 is a diagram showing a wiring pattern on a circuit board on which a surge absorber according to the third embodiment is mounted.
  • the signal line 31 and the grounding line 32 on the circuit board are interrupted at the wiring position of the surge absorber 30, and the signal line 31 passes between the two terminals 8 of the surge absorber 30. It is connected by doing.
  • the ground wire 32 is connected so as to extend between the other two terminals 9 of the surge absorber 30.
  • the surge absorber of the present invention the density of wiring on the substrate can be increased, and the mounting density of the surge absorber can be increased. Therefore, the circuit can be downsized.
  • FIGS. 11 to 13 show a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view when the cap 6 is turned downward
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 11
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
  • a through hole 11 is formed on a flat alumina substrate 1 as an insulating substrate by a conventionally known technique, a conductor is filled in the through hole 11, and a conductive film is formed on the surface of the alumina substrate 1. 10.
  • Conductor film 12 and fuse 19 are formed on the back surface.
  • the fuse 19 is formed by depositing a Pb alloy film by a vapor deposition method. Further, after applying TiN as a conductive film 5 on the surface of the alumina substrate 1 by sputtering, a circular microgap 3 having a width of about 50 / m is formed by photoetching, and the conductive film 5 is formed into a desired circular shape.
  • the first electrode 2 and the second electrode 4 are attached concentrically with the microgap 3 so as to be in contact with the conductive film 5. Further, the microgap 3, the first electrode 2, and the second electrode 4 are sealed in Ar gas by welding an alumina ceramic cap 6 with frit glass 7, and furthermore, FIGS. Attach the leads 33, 34, and 20 of the shape shown in 12.
  • the lead 3 3 and 3 4 correspond to a first terminal and a second terminal, respectively.
  • a third terminal 20 connected to the first electrode 2 by a fuse 19 is provided. ing.
  • a highly reliable fuse is incorporated, the mounting area is small, and a low-cost surge absorber is realized.
  • FIG. 15 shows a fifth embodiment of the present invention.
  • Conductive films 10 and 12 are formed respectively, and first and second electrodes 8 and 9 are formed on the side surface of substrate 1, and TiN is sputtered as conductive film 5 on the surface of substrate 1.
  • a circular microgap having a width of about 50 ⁇ m is formed by photo-etching, the conductive film 5 is formed in a desired circular shape, and the first electrode 2 and the second electrode 4 are formed. Attach so as to be in contact with the conductive film 5 concentrically with the micro gap 3.
  • microgap 3 is sealed in the Ar gas by welding the cap 6 made of alumina ceramic on the frit glass 7.
  • the first electrode 2 and the conductive film 18 inside the substrate are connected by a first terminal 8 by a through hole 11 provided in the substrate 1.
  • the conductive film 17 formed inside the substrate 1 has a hole at a portion where the through hole 11 penetrates, and a part of the conductive film 17 is exposed at the substrate end face on the second terminal 9 side, thereby forming a second conductive film 17.
  • 2 terminal 9 and the second terminal 9 It is connected to the second electrode 4 via the conductor film 10.
  • the fifth embodiment of the present invention can be configured as shown in FIG.
  • the conductive film 27 inside the insulating substrate is electrically connected to the via hole 16, and another conductive film 28 is electrically connected to the second terminal electrode 9, and both conductive films 28 are electrically connected to the second terminal electrode 9.
  • a surge absorber with a capacitor formed of a film is realized.

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

明 細 サージアブソ一バ 技術分野
本発明は、 電子機器に印加されるサージノイズを吸収するサージアブ ソ一バに関する。 背景技術
特公昭 6 3 - 5 7 9 1 8号公報には、 円筒形の絶縁部材の表面に導電 性セラミック薄膜が形成され、 その導電性セラミック薄膜を分断するよ うに円周方向にマイクロギャップが形成され、 その全体を、 内部にガス が充填された状態に円筒ガラスに密封した構造のサージアブソ一バが開 示されている。 また、 実開昭 4 9— 8 0 3 5 1公報には、 平板の絶縁基 板上に、 マイクロギャップに向かって先が尖った尖塔形の電極が形成さ されたサージァブソーバが提案されている。
第 1 7図、 1 8図は、 従来のサージアブソ一バの断面図である。 第 1 7図は円筒形のサージアブソ一バである。 本サージアブソ一バの 動作原理を説明すると、 円筒形サージアブソ一バ 4 0にサージが印加さ れると、 マイクロギャップ 4 1間にアーク放電が起こり、 次いで封入ガ スが放電によってイオン化してコロナ放電が起こりサージが吸収される のである。
第 1 8図は、 平板形のサージアブソ一バ 4 2であるが、 この動作原理 も、 円筒形サージァブソ一バと基本的には同じである。
しかしながら、 従来のサージアブソ一バのうち円筒形のものは、 円筒 の両端中央からリード線が延びているので、 表面実装や自動実装が困難 であるとの問題点があった。 また、 外径が円筒であるためにガラス以外 の気密性被覆材を用いることが困難であった。
また、 平板形のものは、 マイクロギャップの先端が尖っているために サージが印加されたときの放電により先端が欠損しやすく寿命が短いと の問題点があった。 発明の開示 本発明は、 上記事情に鑑み、 表面実装が容易であって、 かつ繰り返し 放電に対する信頼性が高いサージァブソーバを提供することを目的とす る。
この目的を達成するための本発明の第 1の形態は、
( 1 ) 平板状の絶縁性基板
( 2 ) 絶縁性基板上に、 円環状のギャップを有し該ギャップと同心の 円板状に形成された導電膜
( 3 ) 導電膜の中心部に配置された第 1の電極
( 4 ) 導電膜の周縁部に配置された、 前記ギャップと同心円をなす円 環状の第 2の電極
( 5 ) 上記絶縁性基板と協同して、 導電膜、 第 1の電極及び第 2の電 極を、 内部に所定のガスが充填された状態に密封する気密性被冠材
( 6 ) 気密性被冠材の外部に配置された、 第 1の電極に電気的に接続 された第 1の端子
( 7 ) 気密性被冠材の外部に配置された、 第 2の電極に電気的に接続 されてなる第 2の端子
を備えたことを特徴とする。
ここで、 上記本発明のサージァブソーバにおいて、 第 1の電極と第 1 の端子は、 絶縁性基板の、 第 1の電極が配置された部分に形成された、 その絶縁性基板の表裏面間に貫通するとともに、 内部に、 第 1の電極に 電気的に接続された導体が充填されてなるスルーホールと、 その絶縁性 基板の裏面に形成された、 スルーホール内の導体と第 1の端子とを電気 的に接続する導体膜とにより電気的に接続されていてもよく、 あるいは 第 1の電極と第 1の端子は、 絶縁性基板の、 第 1の電極が配置された部 分に形成された、 内部に、 第 1の電極に電気的に接続された導体が充填 されてなるビアホールと、 その絶縁性基板の内部に形成され第 1の端子 に電気的に接続されるとともにビアホールの底部においてビアホール内 部の導体に電気的に接続された導体層とにより電気的に接続されていて もよく、 あるいは本発明のサージアブソ一バが、 絶縁性基板上に形成さ れた絶縁膜を有し、 上記導電膜、 第 1の電極及び第 2の電極がその絶縁 膜上に形成ないし配置されたものであって、 第 1の電極と第 1の端子が 、 その絶縁膜の第 1の電極が配置された部分に形成された、 内部に、 第 1の電極に電気的に接続された導体が充填されてなるビヤホールと、 絶 縁性基板と絶縁膜との間に形成され、 ビヤホール内の導体と第 1の端子 とを電気的に接続する導体膜とにより電気的に接続されていてもよい。 本発明のサージァブソーバは、 第 1の電極、 第 2の電極、 導電膜、 お よびマイクロギヤップの全てが、 平板上の絶縁性基板上の同一平面上に 配置されているため、 その外形を、 表面実装が容易な平板上に構成する ことができる。
また、 外形を容易に平板上にすることができるため、 気密性被冠材の 材料としてアルミナ等のセラミックス材料を使用することができる。 さらに、 本発明のサージァブソーバは、 第 1の電極、 第 2の電極、 導 電膜、 およびマイクロギャップの全てが、 同一平面上であって、 しかも 同心円状に形成されているため、 マイクロギヤップの全域で放電が均一 に起こり、 また放電によって導電膜の一部が欠損しても放電開始電圧が 変化しにく く、 繰り返し放電に対する信頼性が高い。
さらに、 本発明のサージァブソーバでは、 中心部に配置される第 1の 電極と、 外部との接続を担う第 1の端子を接続する手段として、 例えば 、 絶縁性基板に設けられたスルーホールと基板裏面の導体膜、 または 、 絶縁性基板に設けられたビアホールと基板内部に形成された導体層、 または、 絶縁層に設けられたビアホールと絶縁層下部の導体層を採用す ることができ、 部品点数が少なく、 しかも、 信頼性が高い構造のサージ ブソーバを実現することができる。
尚、 本発明のサージアブソ一バの基本原理は、 前掲の特公昭 6 3— 5 7 9 1 8号公報に開示されたものと同じであるため、 そこに開示された サージァブソーバが有している優れたサージ吸収特性と高い信頼性がそ のまま踏襲されている。
本発明の第 2の形態は、
上記第 1の形態において
第 2の電極が、 気密性被冠材を兼ねた構造を有するサージアブソ一バ である。
この場合、 第 2の電極が、 気密性被冠材の一部であることができるし 、 全部であることもできる。
このようにサージァブソーバを構成することによって第 1の形態の場 合より、 小型化することができ電気回路などへ実装するときの面積を小 さくすることができる。
さらに、 本発明の第 3の形態は、
上記第 1若しくは第 2の発明の形態において、
第 1の端子が、 絶縁性基板の互いに離れた 2つの側面にそれそれ形成 されるとともに、 第 2の端子が、 絶縁牲基板の、 他の 2つの側面にそれ それ形成されてなる構造を有するサージァブソーバである。
このように、 サージアブソ一バを構成することにより、 図面を参照し て後述するように、 信号線あるいは接地線を跨ぐように、 ないしは、 信 号線あるいは接地線の上にサージアブソ一バを配置することができ、 回 路基板上の配線の密度を上げることができる。
本発明の第 4の形態は
上記第 1ないし第 3の形態において、
絶縁牲基板の裏面に、 少なくとも一部が膜状のヒューズで形成されて なる膜状の電気的接続経路を経由して、 前記第 1の端子と前記第 2の端 子のうちの一方の端子に接続されてなる、 気密性被冠材の外部に配置さ れた第 3の端子とを備えたサージァブソーバである。
従来のサージアブソ一バには、 タイプの別を問わず、 過電圧過電流の 防止のためにヒューズを組み合わせて使用することがあった。 サージ電 流が長時間継続するときのサージァブソーバ自体の過熱による回路の焼 損を防止するためである。 この場合、 サ一ジァブソーバとは別にヒユー ズを取り付けなければならないので、 実装面積の増大、 実装コストの増 大などの問題が生じていた。 この問題を解決するための手段が従来より 開示されているが (例えば、 特閧昭 3— 2 3 0 4 8 5公報) 、 ヒューズ を別個に組み込む構造であるために、 製造工程が複雑となり、 結果とし てコストが高かった。
しかし、 本形態のサージァブソーバはヒューズが、 絶縁性基板の導電 膜が形成されている面の裏面に形成されるために、 形成が容易で、 かつ 製品自体が大型になることもない。 また、 機械的な振動によりヒューズ が切断されることもなく、 信頼性が高い。
本発明の第 5の形態は、
第 1から第 4の形態のサージァブソーバにおいて、 少なくとも 1枚が 前記絶縁性基板の内部に広がるとともに互いに平行に広がる複数枚の導 体膜からなる、 前記第 1の端子と前記第 2の端子との間に形成されたコ ンデンサを備えたことを特徴とする。
従来のサージァブソーバでは、 電圧が低く、 周波数の高い高周波ノィ ズの除去ができず、 高周波ノイズを除去する必要があるときはサージァ ブソーバにコンデンサを組み合わせて使用していた。 しかし、 複数の素 材を組み合わせると実装面積の増大、 実装コストの増大の問題は避けら れなかった。 また、 この問題を解決するために、 コンデンサを内蔵した サージァブソーバも提案されているが (特開平 8— 8 3 6 7 0、 特開平 8— 1 0 2 3 5 5 ) 、 これらのサージァブソーバは、 構造が複雑であり 、 コス 卜が高いものであった。
これに対して、 本形態のサージァブソーバは、 コンデンサが内蔵され ているため、 電圧が低く周波数が高い高周波のノィズも除去することが できる。 この高周波除去用のコンデンサを構成する導体膜は、 絶縁性基 板の内部若しくは裏面に形成されるため、 サージァプソ一バに高周波ノ ィズ除去用のコンデンサを取り付けることによる素子の大型化、 表面実 装面積の増大などの問題は生じない。 また、 この高周波ノイズ除去用の コンデンサは、 従来の多層基板の製造方法を用いて形成することができ 低コスト化が可能である。 図面の簡単な説明 第 1図は、 本発明のサージアブソ一バの第 1の形態を示し、 キヤヅプ を一部破断して内部構造を示す斜視図である。
第 2図は、 本発明のサージアブソ一バの第 1の形態を示し、 キャップ を透視して示す平面図である。 第 3図は、 本発明のサージァブソーバの第 1の形態の 1の実施の態様 を示し、 図 1、 図 2の A— A断面図である。
第 4図は、 本発明のサージアブソ一バの第 1の形態の別の 1の実施の 態様を示し、 図 1、 図 2の A— A断面図である。
第 5図は、 本発明のサージアブソ一バの第 1の形態のさらに別の 1の 実施の態様を示し、 図 1、 図 2の A— A断面図である。
第 6図は、 本発明のサージァブソーバの第 2の形態を示し、 キャップ を破断して内部構造を示す斜視図である。
第 7図は、 本発明のサージァブソーバの第 3の形態を示し、 キャップ を破断して内部構造を示す斜視図である。
第 8図は、 7図の A— A断面図である。
第 9図は、 7図の B— B断面図である。
第 1 0図は、 本発明のサージァブソーバの第 3の形態と、 そのサージ アブソ一バが実装された回路の配線図を示す。
第 1 1図は、 本発明のサージァブソーバの第 4の形態を示す斜視図で ある。
第 1 2図は、 1 1図の A— A断面図である。
第 1 3図は、 1 1図の A— A ' 断面図である。
第 1 4図は、 本発明のサージァブソーバの第 4の形態の等価回路図で ある。
第図 1 5は、 本発明のサージアブソ一バの第 5の形態を示す断面図で ある。
第 1 6図は、 本発明のサージァブソーバの、 第 5の形態の別の態様を を示す断面図である。
第 1 7図は、 従来の円筒型サージァブソーバを示す透視図である。 第 1 8図は、 従来の平板型サージアブソ一バを示す透視図である。 発明を実施するための最良の形態 以下に、 本発明の実施の形態について説明するが、 本発明は本実施の 形態に制限されるものではない。
図 1ないし図 5は、 本発明のサージアブソ一バの第 1の実施の形態を 示すものである。
図 1はキヤップを一部を破断して内部構造を示す斜視図、 図 2はキヤ ップを透視して示す平面図、 図 3ないし図 5は図 1、 図 2の A— A断面 である。
絶縁性基板としての平板状のアルミナ基板 1に、 従来公知の技術によ りスル一ホ一ル 1 1 (図 3参照) を形成し、 そのスルーホール 1 1内に 導体を充填するとともに、 アルミナ基板 1の表面に導体膜 1 0、 裏面に 導体膜 1 2を形成し、 さらにアルミナ基板 1の側面に第 1の端子 8およ び第 2の端子 9を形成し、 アルミナ基板の表面に導電膜 5として T i N をスパッタリングにより付着させた後、 フォトエッチングによって幅約 5 0 mの円形のマイクロギャップ 3を形成するとともに導電膜 5を所 望の円形に成形し、 第 1の電極 2と第 2の電極 4を、 マイクロギャップ 3と同心円状に導電膜 5と接するように取り付ける。 さらに、 アルミナ セラミヅク製のキヤップ 6をフリッ トガラス 7にて溶着することにより 、 マイクロギヤヅプ 3、 第 1の電極 2、 第 2の電極 4を、 A rガス中に 封じ込める。 これにより、 外形が平板状であって表面実装に適し、 かつ 繰り返し放電に対する信頼性の高いサージァブソーバが実現する。 図 4は、 本発明の第 1の実施の形態のサージァブソーバの別の 1の態 様を示す断面図である。
この態様では、 絶縁性基板として、 内部に導体層 1 4および導体が充 填されたビアホール 1 6が形成された焼成多層基板 1 5を用い、 この基 板 1 5の表面に導体膜 1 0を、 基板の側面に端子 8、 9を形成し、 基板 1 5の表面に導電膜 5として T i N膜をスパッタリングによって付着さ せた後、 フォトエッチングによって幅約 5 0〃mの円形マイクロギヤッ プ 3を形成するとともに、 導電膜 5を所望の円形状に成形し、 第 1の電 極 2および第 2の電極 4をマイクロギャップ 3と同心円状に導電膜 5に 取り付ける。 アルミナセラミック製のキャップ 6をフリツ トガラス 7に て溶着することによりマイクロギヤヅプを A rガス中に封じ込める。 この実施の形態によっても、 上述の第 1の実施の形態と同様、 外形が 平板状であっても表面実装適性に優れ、 かつ繰り返し放電に対する信頼 性の高いサージアブソ一バが実現する。
図 5は、 本発明の第 1の実施の形態のサージアブソ一バのさらに別の 1の態様を示す断面図である。
この態様では、 絶縁性基板としてのアルミナ基板 1上に厚膜多層法に よって形成された絶縁層 2 3、 ビアホール 2 4、 内層導体膜 2 5を有す る多層構造の基板を用い、 この絶縁性基板の表面に導体 1 0を、 基板 1 の側面に端子 8、 9を形成し、 基板 1の表面に導電膜 5として T i Nを スパッタリングによって付着させた後、 フォトエッチングによって幅約 5 0 mの円形マイクロギャップ 3を形成するとともに、 導電膜 5を所 望に円形状に成形し、 第 1の電極 2および第 2の電極 4をマイクロギヤ ップ 3と同心円状に導電膜 5に取り付ける。 アルミナセラミック製のキ ヤップ 6をフリッ トガラス 7にて溶着することによりマイクロギヤップ 3を A rガス中に封じ込める。
この態様によっても、 上述の実施の形態の 2態様と同様、 良好な表面 実装適性と高信頼性を有するサージアブソ一バが実現する。
図 6は、 本発明のサージアブソ一バの第 2の実施の形態を示すもので ある。 図はキヤップを一部を破断して内部構造を示す斜視図である。 絶縁性基板としての平板状のアルミナ基板 1に、 従来公知の技術によ りスルーホール 1 1 (図 3参照) を形成し、 そのスルーホール 1 1内に 導体を充填するとともに、 アルミナ基板 1の表面に導体膜 1 0、 裏面に 導体膜 1 2 (図 3同様) を形成し、 さらにアルミナ基板 1の側面に第 1 の端子 8および第 2の端子 9を形成し、 アルミナ基板の表面に導電膜 5 として T i Nをスパヅ夕リングにより付着させた後、 フォトエッチング によって幅約 5 0〃 mの円形のマイクロギャップ 3を形成するとともに 導電膜 5を所望の円形に成形し、 第 1の電極 2と第 2の電極 4を、 マイ クロギャップ 3と同心円状に導電膜 5と接するように取り付ける。 第 2 の電極 4は、 第 1の電極 2と同じ高さか、 あるいは第 1の電極 2よりも 背の高い円環状の部材である。 さらに、 アルミナセラミック製の円板状 のキャップ 6を、 第 2の電極の上面に、 フリッ トガラス 7にて溶着する ことにより、 アルミナ基板 1および第 2の電極 4と協同して、 マイクロ ギャップ 3および第 1の電極 2を、 A rガス中に封じ込める。 第 1の電 極 2と第 1の端子 8は、 アルミナ基板 1に設けられたスルーホール 1 1 内に充填された導体と、 アルミナ基板裏面の導体膜 1 2によって互いに 接続されている。 また、 第 2の電極 4と第 2の端子 8は、 アルミナ基板 1表面の導体膜 1 0によって互いに接続されている。 これにより、 外見 が平板状であって、 表面実装に適し、 かつ繰り返し放電に対する信頼性 の高いサージアブソ一バが実現する。
また、 この実施の形態では、 第 2の電極 4と円板状のキャップ 6とに より本発明にいう気密性被冠材が形成されており、 その気密性被冠材の 外径は第 2の電極 4の外径と同一であり、 第 2の電極 4とは別にその第 2の電極 4をも内部に密封するように気密性被冠材を構成した場合と比 ベ、 小型化が実現する。
また、 本実施の形態では、 第 2電極 4のみで気密性被冠材を構成する ことができる。 即ち、 第 2の電極として金属製のキャップを用い、 絶縁 性基板にロウ付けするのである。
図 7ないし図 9は本発明の第 3の実施の形態を示す。
図 7は、 キャップを一部破断して内部構造を示す斜視図、 図 8は図 7 の A— A断面図で、 図 9は同じく B— B断面図である。
従来公知の技術によりスルーホール 1 1が形成された、 絶縁基板とし てのアルミナ基板 1を用意し、 そのアルミナ基板 1のスルーホール 1 1 内に導体を充填するとともに、 アルミナ基板 1の表面に導体膜 1 0、 裏 面に導体膜 1 2を形成し、 さらにアルミナ基板 1の互いに離れた 2つの 側面にそれぞれ第 1の端子 8を形成するとともに他の 2つの側面それそ れに第 2の端子 9を形成し、 アルミナ基板 1の表面に導電膜 5として T i Nをスパッ夕リングにより付着させた後、 フォトエッチングにより幅 約 5 0〃mの円形のマイクロギヤップ 3を形成するとともに導電膜 5を 所望の円形に形成し、 第 1の電極 2と第 2の電極 4をマイクロギヤップ 3と同心円状に取り付ける。
さらに、 アルミナセラミックス製のキヤヅプ 6をフリツ トガラス 7に て溶着することにより、 マイクロギャップ 3と第 1の電極 2および第 2 の電極 4を、 A rガス中に封じ込める。
ここで、 第 1の端子 8、 第 2の端子 9は、 第 1の端子どうしを結ぶ直 線と、 第 2の端子 9どうしを結ぶ直線が直交するように、 アルミナ基板 1の各側面に配置されている。 第 1の電極 2と 2つの第 1の端子 8は、 基板 1に設けられたスルーホール 1 1及び基板 1の裏面の導体 1 2によ つて相互に接続されており、 第 2の電極 4と 2つの端子 9は、 基板の表 面に形成された導体膜によって相互に接続されている。
本実施の形態の場合も、 図 4と同様にビアホールを用いる形態とする ことができる。 図 1 0は、 第 3の実施の形態によるサージアブソ一バが実装された回 路基板上の配線パターンを示す図である。
回路基板上の信号線 3 1、 接地線 3 2は、 サージアブソ一バ 3 0の配 線位置で途切れており、 信号線 3 1は、 サージァブソーバ 3 0の、 2つ の端子 8どうしの間を経由することにより接続されている。 また、 接地 線 3 2は、 サージアブソ一バ 3 0の、 他の 2つの端子 9どうしの間を絰 由するように接続されている。
このように、 本発明のサージアブソ一バを用いることにより、 基板上 の配線の密度を上げることができ、 サージアブソ一バの実装密度を上げ ることができる。 したがって、 回路の小型化が可能である。
図 1 1ないし図 1 3は、 本発明の第 4の実施の形態である。
図 1 1はキャップ 6を下向きにした場合の斜視図、 図 1 2は図 1 1の A— A断面図であり、 図 1 3は図 1 1の A— A ' 断面図である。
絶縁性基板としての平板状のアルミナ基板 1に、 従来公知の技術によ りスルーホール 1 1を形成し、 そのスルーホール 1 1内に導体を充填す るとともに、 アルミナ基板 1の表面に導体膜 1 0、 裏面に導体膜 1 2と 、 ヒューズ 1 9を形成する。 このヒューズ 1 9は、 蒸着法によって P b 合金膜を付着させることによって形成する。 さらにアルミナ基板 1の表 面に導電膜 5として T i Nをスパッタリングにより付着さた後、 フォト エッチングによって幅約 5 0 / mの円形のマイクロギャップ 3を形成す るとともに導電膜 5を所望の円形に成形し、 第 1の電極 2と第 2の電極 4を、 マイクロギヤップ 3と同心円状に導電膜 5と接するように取り付 ける。 さらに、 アルミナセラミック製のキヤップ 6をフリツ トガラス 7 にて溶着することにより、 マイクロギャップ 3、 第 1の電極 2、 第 2の 電極 4を、 A rガス中に封じ込め、 さらに、 図 1 1および図 1 2に示す 形状のリード 3 3、 3 4、 2 0を取り付ける。 本実施形態では、 リード 3 3、 3 4がそれそれ第 1の端子、 第 2の端子に相当し、 本実施形態に は、 ヒューズ 1 9により第 1の電極 2に接続された第 3の端子 2 0が備 えられている。
これにより図 1 4に示されるように、 ヒューズ 1 9が配列された等価 回路を有するサージアブソ一バが実現する。
この実施形態によれば、 信頼性の高いヒューズが組み込まれ、 実装面 積が小さく、 低コス 卜のサージアブソ一バが実現される。
本実施の形態においても、 第 4図に示す第 1の実施の形態に相当する ビアホールを形成したサージァブソーバとすることができる。
図 1 5は、 本発明の第 5の実施の形態である。
ここでは、 絶縁性基板として、 内部に、 従来公知の技術により製造さ れた導体膜 1 7、 1 8とスルーホール 1 1が形成された多層基板 1を用 い、 基板 1の表面および裏面にそれそれ導体膜 1 0、 1 2を形成し、 基 板 1の側面に第 1の電極および第 2の電極 8、 9を形成し、 基板 1の表 面に導電膜 5として T i Nをスパッタリングによって付着させた後、 フ ォトエッチングによって幅約 5 0〃mの円形マイクロギヤップを形成す るとともに、 導電膜 5を所望の円形状に形成し、 第 1の電極 2および第 2の電極 4を、 マイクロギャップ 3と同心円状に導電膜 5と接するよう に取り付ける。
さらに、 アルミナセラミックス製のキャップ 6をフリッ トガラス 7に て溶着することによりマイクロギヤップ 3を A rガス中に封じ込める。 第 1の電極 2と基板内部の導電膜 1 8は、 基板 1に設けられたスルー ホール 1 1によって第 1の端子 8により接続されている。
また、 基板 1内部に形成された導電膜 1 7は、 スルーホール 1 1が貫 通する部分に穴が開いており、 また一部が第 2の端子 9側の基板端面に 露出することによって第 2の端子 9と接続されており、 第 2の端子 9と 導体膜 1 0を経由することによって第 2の電極 4と接続している。 これにより、 外形が平板状であって表面実装に適し、 かつ繰り返し放 電に対する信頼性が高く、 しかも高周波ノイズも吸収するコンデンサが 付加されたサージァブソーバが実現する。
また、 本発明の第 5の実施の形態は、 図 1 6に示すような態様とする ことができる。
本態様によると、 絶縁基板内部の導体膜 2 7がビアホール 1 6と電気 的に接続され、 また、 別の導電膜 2 8が第 2の端子電極 9と電気的に接 続され、 双方の導電膜でコンデンサが形成されたサージアブソ一バが実 現する。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 平板状の絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上に、 円環状のギャップを有し該ギャップと同心の円 板状に形成された導電膜と、
前記導電膜の中心部に配置された第 1の電極と、
前記導電膜の周縁部に配置された、 前記ギヤップと同心円をなす円環 状の第 2の電極と、
前記絶縁性基板と協同して、 前記導電膜、 前記第 1の電極および前記 第 2の電極を、 内部に所定のガスが充填された状態に密封する気密性被 環材と、
前記気密性被冠材の外部に配置された、 前記第 1の電極に電気的に接 続されてなる第 1の端子と、
前記気密性被環材の外部に配置された、 前記第 2の電極に電気的に接 続されてなる第 2の端子とを備えたことを特徴とするサージアブソ一バ
2 . 前記第 1の電極と前記第 1の端子が、
前記絶縁性基板の前記第 1の電極が配置された部分に形成された、 該 絶縁性基板の表裏面間に貫通するとともに、 内部に、 該第 1の電極に電 気的に接続された導体が充填されてなるスルーホールと、 前記絶縁性基 板の裏面に形成された、 前記スルーホール内の導体と前記第 1の端子と を電気的に接続する導体膜とにより電気的に接続されてなることを特徴 とする請求項 1記載のサージァブソーバ。
3 . 前記第 1の電極と前記第 1の端子が、
前記絶縁性基板の前記第 1の電極が配置された部分に形成された、 内 部に、 該第 1の電極に電気的に接続された導体が充填されてなるビアホ —ルと、 前記絶縁性基板の内部に形成され前記第 1の端子に電気的に接 続されるとともに前記ビアホールの底部において該ビアホールの内部の 導体に電気的に接続された導体層とにより電気的に接続されてなること を特徴とする請求項 1記載のサージブソ一バ。
4 . 前記絶縁性基板上に形成された絶縁膜を有し、 前記導電膜、 前記第 1の電極および前記第 2の電極が該絶縁膜上に形成ないし配置されたも のであって、
前記第 1の電極と前記第 1の端子が、
前記絶縁膜の前記第 1の電極が配置された部分に形成された、 内部に、 該第 1の電極に電気的に接続された導体が充填されてなるビアホールと
、 前記絶縁性基板と前記絶縁膜との間に形成され、 前記ビアホール内の 導体を前記第 1の端子とを電気的に接続する導体膜とにより電気的に接 続されてなることを特徴とする請求項 1記載のサージァブソーバ。
5 . 前記第 2の電極が気密性被冠材の一部であることを特徴とする請求 項 1ないし 4記載のサージアブソ一バ。
6 . 前記第 2の電極が、 前記気密性被冠材を兼ねるものであることを特 徴とする請求項 1ないし 4のサージァブソーバ。
7 . 前記第 1の端子が、 前記絶縁性基板の互いに離れた 2つの側面にそ れそれ形成されるとともに、 前記第 2の端子が、 前記絶縁牲基板の、 前 記第 1の端子が形成されていない 2つの側面にそれそれ形成されてなる ことを特徴とする請求項 1ないし 6記載のサージアブソ一バ。
8 . 前記絶縁性基板の裏面に形成された、 少なくとも一部が膜状のヒュ —ズで形成されてなる膜状の電気的接続経路を経由して、 前記第 1の端 子と前記第 2の端子とのうち一方の端子に接続されてなる、 前記気密性 被冠材の外部に配置された第 3の端子とを備えたことを特徴とする請求 項 1ないし 7記載のサージアブソ一バ。
9 . 前記第 1の電極と前記第 1の端子が、
前記絶縁性基板の前記第 1の電極が配置された部分に形成された、 該絶 縁性基板の表裏面間に貫通するとともに、 内部に、 該第 1の電極に電気 的に接続された導体が充填されてなるスルーホールと、 前記絶縁性基板 の裏面に形成された、 前記スルーホール内の導体と前記第 1の端子とを 電気的に接続する導体膜とにより電気的に接続され、
該導体膜と前記第 3の端子が、 前記絶縁性基板の裏面に膜状に形成さ れたヒューズにより電気的に接続されてなることを特徴とする請求項 8 記載のサージアブソ一バ。
1 0 . 前記第一の電極と前記第 1の端子が、
前記絶縁性基板の前記第 1の電極が配置された部分に形成された、 内 部に、 該第 1の電極に電極に電気的に接続された導体が充填されてなる ビアホールと、 前記絶縁性基板の内部に形成され前記第 1の端子に電気 的に接続されるとともに前記ビアホールの底部において該ビアホール内 部の導体に電気的に接続された導体層とにより電気的に接続され、 前記 第 1の端子と前記第 2の端子とのうちの一方の端子と前記第 3の端子が 、 前記絶縁性基板の裏面に膜状に形成されたヒューズにより電気的に接 続されてなることを特徴とする請求項 9記載のサージァブソーバ。
1 . 少なくとも 1枚が前記絶縁性基板の内部に広がるとともに互いに 平行に広がる複数枚の導体膜からなる、 前記第 1の端子と前記第 2の端 子との間に形成されたコンデンサとを備えたことを特徴とする請求項 1 ないし 1 0記載のサージアブソ一バ。
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