(57)【要約】【課題】容易に小型化が可能となり、しかも、大量のサージアブソーバを容易にかつ一度に得ることのできるサージアブソーバ及びその製造方法を得る。【解決手段】積層した複数の絶縁材２３によって積層体２５を形成する。この積層体２５を構成する絶縁材２３に穴２７又は凹部を設けることによって、積層体２５の内部に放電空間２９を形成する。穴２７又は凹部を設けた同一の絶縁材２３に一対の放電電極３１を形成し、この一対の放電電極３１を放電空間２９で対向させた。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の絶縁材から積層体が形成され、
前記絶縁材に設けられた穴又は凹部によって該積層体の内部に放電空間が形成され、
同一の前記絶縁材に形成された一対の放電電極が該放電空間で対向することを特徴とするサージアブソーバ。
【請求項２】
請求項１記載のサージアブソーバにおいて、
前記一対の放電電極の形成された複数の前記絶縁材が積層されることで、前記放電空間で対向する一対の放電電極が、複数対設けられたことを特徴とするサージアブソーバ。
【請求項３】
少なくとも一枚のセラミックグリーンシート上に、基端がシート一端面に至り先端がシート中央部に至る帯状の第一放電電極と、基端がシート他端面に至り先端がシート中央部に至る帯状の第二放電電極とを形成し、
前記セラミックグリーンシートの中央部に前記第一放電電極及び前記第二放電電極を切断する穴又は凹部を形成し、
該セラミックグリーンシートの上下に他のセラミックグリーンシートを積層して圧着し、
該圧着した複数のセラミックグリーンシートを一体焼成することを特徴とするサージアブソーバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サージ電圧を吸収するサージアブソーバ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、小型化を可能にする改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チップ型サージアブソーバは、電話機、モデムなどの電子機器が通信線と接続する部分、或いはＣＲＴ駆動回路など、雷サージや静電気等の異常電圧による電撃を受けやすい部分に接続され、異常電圧によって電子機器が破壊されるのを防ぐために使用されている。
【０００３】
従来のチップ型サージアブソーバ１は、図６に示すように、アルミナ等の絶縁材からなる絶縁基板３の板面に放電電極５、７を対向して形成し、その放電電極５と放電電極７との間に、マイクロギャップと称される放電間隙９を設けている（例えば後述する特許文献１参照）。放電電極５と放電電極７とは、電極材料をスクリーン印刷することによって放電間隙９を隔てて対向する一体の印刷パターンとして形成することができる。
【０００４】
これら放電電極５、７の上方には、内部空間１１を形成するよう、箱状をなすセラミックス製の蓋体１３が絶縁基板３上に被着され、その内部空間１１内は放電に好適な種類のガス雰囲気とされている。蓋体１３は、絶縁基板３の周囲に塗布された接着剤１５によって被着され、放電電極５、７の外端が外部にはみ出すようになっている。蓋体１３と絶縁基板３の両端部には端子電極１７、１９がメッキ等によって形成され、端子電極１７、１９は各放電電極５、７に接続される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１５８３２号公報（段落０００３、第３図）
【０００６】
このような構成となるサージアブソーバ１は、放電電極５、７に放電開始電圧を越える大きなサージ電圧が流れると、放電電極５、７の先端側間で放電間隙９を介してグロー放電ａがトリガされ、この放電が矢印ｂに示すように、内部空間１１内を沿面放電の形態で両放電電極５、７の外端側まで次第に伸展し、更にｃのように、両放電電極５、７の外端側の間でアーク放電し、これによって回路間に発生したサージ電圧を吸収できるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のサージアブソーバは、箱状の蓋体を被着して内部空間を形成するため、小型化が困難であった。また、放電電極を形成した絶縁基板に対し、不活性ガス中で、蓋体を一つずつ位置合わせしながら被着して組み立てるため、一度に大量の封止を行うことができなかった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、容易に小型化が可能となり、しかも、大量のサージアブソーバを容易にかつ一度に得ることのできるサージアブソーバ及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載のサージアブソーバは、積層された複数の絶縁材から積層体が形成され、前記絶縁材に設けられた穴又は凹部によって該積層体の内部に放電空間が形成され、同一の前記絶縁材に形成された一対の放電電極が該放電空間で対向することを特徴とする。
【０００９】
このサージアブソーバでは、絶縁材の積層体中に放電空間が形成され、従来構造のように、箱状の蓋体を被着して内部空間を形成する必要がなくなる。また、同一絶縁材に一対の放電電極が形成されるので、特に放電空間を凹部によって形成したものでは、最低２枚の絶縁材を積層することによって放電空間が密閉され、極めて薄厚のサージアブソーバが製作可能となる。更に、一対の放電電極が、穴によって形成された放電空間を介して対向するので、穴の形状・大きさを変えることによって、一定の積層厚（薄さ）を保持したまま放電電極間の対向距離が自在に設定可能となる。
【００１０】
請求項２記載のサージアブソーバは、請求項１記載のサージアブソーバにおいて、前記一対の放電電極の形成された複数の前記絶縁材が積層されることで、前記放電空間で対向する一対の放電電極が、複数対設けられたことを特徴とする。
【００１１】
このサージアブソーバでは、最初に放電していた放電電極が長期の使用によって放電不能となった場合、次に放電し易い放電電極へと放電が移行し、放電開始電圧が低いまま長期に渡って維持され続ける。
【００１２】
請求項３記載のサージアブソーバの製造方法は、少なくとも一枚のセラミックグリーンシート上に、基端がシート一端面に至り先端がシート中央部に至る帯状の第一放電電極と、基端がシート他端面に至り先端がシート中央部に至る帯状の第二放電電極とを形成し、前記セラミックグリーンシートの中央部に前記第一放電電極及び前記第二放電電極を切断する穴又は凹部を形成し、該セラミックグリーンシートの上下に他のセラミックグリーンシートを積層して圧着し、該圧着した複数のセラミックグリーンシートを一体焼成することを特徴とする。
【００１３】
このサージアブソーバの製造方法では、複数の穴及び放電電極を所定位置に配設したセラミックグリーンシートが積層されることで、各放電空間に一対の放電電極が同時に対向配置可能となり、大量のサージアブソーバが容易にかつ一度に製造可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサージアブソーバ及びその製造方法の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るサージアブソーバの縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図２のＢ−Ｂ矢視図、図４は図１に示したサージアブソーバの分解斜視図、図５は図１に示したサージアブソーバの変形例を表す要部拡大図である。
【００１５】
本実施の形態によるサージアブソーバ２１は、複数の絶縁材２３が積層されて、積層体２５を構成している。積層体２５には、絶縁材２３に形成された穴２７又は凹部によって、内部に密閉された放電空間２９が形成されている。この積層体２５を構成する複数の絶縁材２３のうちの任意の一つのものには、図２で示すように、一対の放電電極３１である第一放電電極３１ａと第二放電電極３１ｂとが形成されている。
【００１６】
第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂは、平行に配設される。そして、第一放電電極３１ａは、基端３３が絶縁材２３の一端面（図２の右端面）に至り先端３５が絶縁材２３の中央部に至る帯状に形成される。第二放電電極３１ｂは、基端３３が絶縁材２３の他端面（図２の左端面）に至り先端３５が絶縁材２３の中央部に至る帯状に形成される。
【００１７】
絶縁材２３の中央部には上記の穴２７が穿設され、穴２７は第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂを弧状に切断している。従って、図３に示すように、同一の絶縁材２３に形成された一対の第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂは、放電空間２９で対向している。この放電空間２９には、必要に応じて不活性ガスが封入される。
【００１８】
なお、図１中、３２ａ、３２ｂは、積層体２５の端面に表出する第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂに接続した端子電極を示す。
【００１９】
ここで、内部に放電空間２９を形成する積層体２５の積層構造について更に詳しく説明する。
密閉の放電空間２９を形成するには、例えば図４に示す積層構造とすることができる。即ち、絶縁材２３ａの上面に第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂを形成する。この絶縁材２３ａには穴２７を穿設する。この絶縁材２３ａを、穴２７を穿設した一対の絶縁材２３ｂ、２３ｃによって上下から挟んで積層する。更に、穴２７の穿設されていない絶縁材２３ｄ、２３ｅでこれを挟んで積層体２５を得る。この積層体２５によれば、絶縁材２３ｂ、２３ｃが介在することで、第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂを放電空間軸線方向の中央部に位置させることができる。
【００２０】
また、積層構造は、図４に示した絶縁材２３ｂと絶縁材２３ｃとを省略した構成としてもよい。この場合、上記構成より２枚少ない３枚の絶縁材２３ａ、絶縁材２３ｄ、絶縁材２３ｅによって積層体２５を製作することができる。
【００２１】
更に、積層構造は、図４に示した絶縁材２３ｂ、絶縁材２３ｃ、絶縁材２３ｅを省略し、かつ絶縁材２３ａに穿設した穴２７に代えて図示しない凹部を形成することによっても構成することができる。この場合、放電空間２９は、絶縁材２３ａに形成した凹部の底面と、絶縁材２３ｄの下面とによって密閉される。この積層構造によれば、２枚の絶縁材２３ａ、絶縁材２３ｄによって積層体２５を製作することができ、従来構造のサージアブソーバに比べ大幅な薄厚化が容易に可能となる。
【００２２】
なお、第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂは、穴２７又は凹部により切り欠かれることが望ましい。これにより、一対の第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂが、放電空間２９を介して対向することになり、穴２７又は凹部の形状・大きさを変えることによって、一定の積層厚を保持したまま第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂ間の対向距離が自在に設定可能となる。
【００２３】
また、一対の第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂの相対位置は、本実施の形態では同一平面上に平行に形成している場合を例に説明するが、第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂは同一平面上で直線上に配置され、穴２７又は凹部によって分断される位置関係であってもよい。
【００２４】
このサージアブソーバ２１によれば、絶縁材２３の積層体２５中に放電空間２９が形成され、従来構造のように、箱状の蓋体を被着して内部空間を形成する必要がなくなる。また、同一絶縁材２３に一対の放電電極３１が形成されるので、特に放電空間２９を凹部によって形成したものでは、最低２枚の絶縁材２３を積層することによって放電空間２９を密閉したサージアブソーバ２１が構成でき、極めて薄厚のサージアブソーバ２１が容易に製作可能となる。更に、一対の放電電極３１が、穴２７によって形成された放電空間２９を介して対向され、穴２７の形状・大きさを変えることによって、一定の積層厚（薄さ）を保持したまま放電電極間の対向距離が自在に設定可能となる。
【００２５】
なお、上記の実施の形態では、一つの絶縁材２３に第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂが形成される場合を例に説明したが、本発明に係るサージアブソーバは、図５に示すように、複数の絶縁材２３（図例では３枚）のそれぞれに第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂを形成し、放電空間２９で対向する一対の放電電極が、複数対（図例では３対）設けられるものであってもよい。このような構成とすることで、最初に放電していた第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂ（例えば中層のもの）が長期の使用によって放電不能となった場合、次に放電し易い第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂ（例えば上層のもの）へと放電を移行させることができ、放電開始電圧を低いまま維持することができる。
【００２６】
次に、上記のように構成されるサージアブソーバ２１の製造方法を説明する。まず、例えばコランダム等のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やムライト、コランダムムライト等からなる絶縁性材料の粉末に焼結助剤を添加したものを、厚み１μｍ〜２００μｍのシート状に加工して、セラミックグリーンシート（絶縁材２３の焼結前の材料）を作製する。ここで、焼結助剤としては、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）、Ｂ２Ｏ３（酸化ホウ素）、ＰｂＯ（酸化鉛）、Ｎａ２Ｏ（酸化二ナトリウム）、Ｌｉ２Ｏ（酸化リチウム）、ＢａＯ（酸化バリウム）、ＣａＯ（酸化カルシウム）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、ＴｉＯ２（酸化チタン）、Ａｌ２Ｏ３のうち、一種または二種以上を混合してなるガラスを用いることができる。
【００２７】
続いて、少なくとも一枚のセラミックグリーンシート上に一端（基端部３３）がシート端面に至り他端（先端部３５）がシート中央部に至る帯状の第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂを形成する。この放電電極３１ａ、３１ｂは、例えば幅０．０１ｍｍ〜０．３０ｍｍ、長さ０．６ｍｍ〜１．５ｍｍの帯状に形成されるものであって、放電電極３１ａ、３１ｂ間の間隔（幅方向の間隔）は、０．０１ｍｍ〜０．３０ｍｍ程度とされる。
この放電電極３１ａ、３１ｂは、例えばＲｕＯ２（酸化ルテニウム）−ガラス系の他に、Ａｇ／Ｐｄ（銀／パラジウム）、ＳｎＯ２（二酸化スズ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＢａＡｌ（バリウムアルミ）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｃ（炭素）、Ａｇ（銀）、Ａｇ／Ｐｔ（銀／プラチナ）、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）等によって構成されるものである。この放電電極３１ａ、３１ｂは、例えばスクリーン印刷により形成される他、スパッタ法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、焼付法、又は蒸着成膜法により形成されてもよい。
【００２８】
次いで、セラミックグリーンシート（図４中の絶縁材２３ａに相当するもの）の中央部に、穴２７を穿設して放電電極３１ａ、３１ｂを切断する。この穴２７は、例えば直径０．１ｍｍ〜０．７ｍｍとされ、その断面形状も、真円の他、楕円や三角形以上の多角形とすることができる。
次いで、セラミックグリーンシートの上下に他のセラミックグリーンシート（図４中の絶縁材２３ｄ、２３ｅに相当するもの）を積層して圧着する。この圧着工程では、これらセラミックグリーンシート２３ａ、２３ｄ、２３ｅの積層体を５０°Ｃ〜９０°Ｃに加熱した状態で、９８．１ＭＰａ〜４９０．３ＭＰａの圧力を加えて圧着する。
【００２９】
最後に、圧着した複数のセラミックグリーンシートを、トンネル炉、或いはバッチ炉等を用いて、不活性ガス中（雰囲気圧力は１３３３０Ｐａ〜１３３３００Ｐａ）で６００°Ｃ〜１１００°Ｃに加熱して１分〜３時間保持することによって一体焼成する。ここで、焼成時に用いる不活性ガスとしては、Ｈｅ（ヘリウム）、Ａｒ（アルゴン）、Ｎｅ（ネオン）、Ｘｅ（キセノン）、ＳＦ６（六ふっ化硫黄）、ＣＯ２（二酸化炭素）、Ｃ３Ｆ８（パーフルオロプロパン）、Ｃ２Ｆ６（パーフルオロエタン）、ＣＦ４（テトラフルオロメタン）、Ｈ２（水素分子ガス）、大気等及びこれらの混合ガスを使用できる。
その後、第一、第二放電電極３１ａ、３１ｂが表出した焼結体の両側面に、Ａｇ（銀）導電性ペースト等の導電性ペーストを塗布して例えば６００°Ｃで焼成し、端子電極３２ａ、３２ｂを形成する。
ここで、端子電極３２ａ、３２ｂは、導電性樹脂ペーストを用いて作製してもよい。この場合の焼成温度は、１２０°Ｃ〜２５０°Ｃとされる。
【００３０】
このサージアブソーバ２１の製造方法によれば、複数の穴２７及び放電電極３１を所定位置に配設したセラミックグリーンシートが積層されることで、各放電空間２９に一対の放電電極３１が同時に対向配置可能となり、大量のサージアブソーバ２１が容易にかつ一度に製造可能となる。
また、このサージアブソーバ２１の製造方法によれば、レーザ等によるマイクロギャップの形成が必要なくなるので、その分の工程も少なくして、製造コストを安価にすることができる。
【００３１】
【実施例】
工程１．
まず、Ａｌ２Ｏ３の粉末とＳｉＯ２の粉末とを、重量比で４：６となるように秤量し、これらに有機バインダ、溶剤、分散材、可塑剤を添加し、ボールミルで２４時間混合してスラリーを作製し、このスラリーをドクターブレード法によって厚み５０μｍの単層セラミックグリーンシートに加工した。
この単層セラミックグリーンシートを八枚積層し、温度７０°Ｃに加熱した状態で１９６ＭＰａの圧力を加えてこれらを圧着して一枚の積層シートとし、このような積層シートを計二枚作製した。これらの積層シートは、サージアブソーバの上下面をなす絶縁体層を構成するものである。
【００３２】
工程２．
次に、前記の５０μｍ厚のセラミックグリーンシートを三枚積層、圧着して一枚の積層シートを作製し、その一面において、各サージアブソーバをなす領域にＲｕＯ２−ガラス系ペーストを印刷、乾燥させ、各領域に、一端縁から領域中央までに亘る一方の放電電極と、この一方の放電電極と平行で一端縁に対向する端縁から領域中央までに亘る他方の放電電極を形成した。ここで、これら放電電極は、幅０．１５ｍｍ、長さ１．００ｍｍ、厚さ５μｍの帯状に形成し、これらの間隔（幅方向の間隔）は０．２０ｍｍとした。
そして、この積層シートにおいて放電電極が形成される面上にさらに前記５０μｍ厚のセラミックグリーンシートを三枚積層して、温度７０°Ｃに加熱した状態で１９６ＭＰａの圧力を加えてこれらを圧着して一枚の積層シートとした。
さらに、この積層シートにおいて各サージアブソーバをなす領域の中央部にパンチングで直径０．３ｍｍの穴（ビアホール部）を形成し、穴内にそれぞれの放電電極の端面を表出させた。
【００３３】
工程３．
工程２で形成した積層シートの一面上に、工程１で形成した積層シートのうちの一枚を積層して圧着し、さらに工程２で形成した積層シートのビアホール部を有機ビヒクル（有機バインダと溶剤との混合物）で埋めた後、工程１により形成したもう一枚の積層シートを、工程２により形成した積層シートの他面上に積層して圧着した。ここで、これら積層シートは、温度７０°Ｃに加熱した状態で１９６ＭＰａの圧力を加えることによって圧着した。
【００３４】
工程４．
その後、この積層シートの積層体を各サージアブソーバをなす領域に切り分けてチップ状の積層体とし、これらチップ状の積層体を大気中で加熱して脱脂を行った後、不活性ガス（Ａｒ、雰囲気圧１０６６５６Ｐａ）中で９００°Ｃに加熱して２時間保持して焼成した。
このようにして得たチップ状の焼結体にバレル研磨処理を施して角を取り除いた後、焼結体の電極が露出した面にＡｇ導電性ペーストを塗布して大気中で６００℃で焼成し、端子電極を形成した。
更に、端子電極にＮｉめっき、はんだめっきを施すことにより、１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．８ｍｍの小型のチップ型サージアブソーバを製造することができた。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る請求項１記載のサージアブソーバによれば、複数の絶縁材を積層して積層体を形成し、絶縁材に穴又は凹部を設けて積層体の内部に放電空間を形成し、同一の絶縁材に形成した一対の放電電極をこの放電空間で対向させたので、絶縁材の積層体中に放電空間を形成することができ、従来構造のように、箱状の蓋体を被着して内部空間を形成する必要がなく、容易に小型化することができる。また、同一絶縁材に一対の放電電極を形成したので、特に放電空間を凹部によって形成したものでは、最低２枚の絶縁材を積層してサージアブソーバを構成でき、従来構造のサージアブソーバに比べ大幅な薄厚化が可能となる。更に、一対の放電電極が穴又は凹部によって形成した放電空間を介して対向するので、穴等の形状・大きさを変えることによって、一定の積層厚を保持したまま放電電極間の対向距離を自在に設定することができる。
【００３６】
請求項２記載のサージアブソーバによれば、請求項１記載のサージアブソーバにおいて、放電空間で対向する一対の放電電極を複数対設けたので、最初に放電していた放電電極が長期の使用によって放電不能となった場合であっても、次に放電し易い放電電極が放電し、放電開始電圧を低いまま維持することができる。
【００３７】
請求項３記載のサージアブソーバの製造方法によれば、一枚のセラミックグリーンシート上に、第一放電電極と、第二放電電極とを形成し、セラミックグリーンシートに第一放電電極及び第二放電電極を切断する穴又は凹部を形成し、このセラミックグリーンシートの上下に他のセラミックグリーンシートを積層して圧着し、一体焼成するので、複数の穴及び放電電極を所定位置に配設したセラミックグリーンシートを積層することで、各放電空間に一対の放電電極を同時に対向させることができ、大量のサージアブソーバを容易にかつ一度に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサージアブソーバの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】図１に示したサージアブソーバの分解斜視図である。
【図５】図１に示したサージアブソーバの変形例を表す要部拡大図である。
【図６】従来のサージアブソーバの縦断面図である。
【符号の説明】
２１…サージアブソーバ
２３…絶縁材
２５…積層体
２７…穴
２９…放電空間
３１ａ、３１ｂ…一対の放電電極
３３…基端
３５…先端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004127615.tif 000006
【図５】
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【図６】
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