(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に形成された一対の主電極と、該一対の主電極のそれぞれに接続されて放電間隙を隔てて対向する一対のトリガー電極とを有し、
前記一対のトリガー電極が、前記一対の主電極の形成面より高い位置に配設されているサージアブソーバにおいて、
前記絶縁基板と別体の副絶縁基板の上面に前記放電間隙を隔てて対向する一対のトリガー電極が形成され、該一対のトリガー電極を上面に配設した前記副絶縁基板が前記一対の主電極に亘って前記絶縁基板上に載置固定され且つ前記一対のトリガー電極が前記一対の主電極のそれぞれに電気的に接続されたことを特徴とするサージアブソーバ。
【請求項２】
絶縁基板上に一対の主電極を離間させて形成し、
放電間隙を隔てて対向する一対のトリガー電極を副絶縁基板の上面に形成して得たトリガー電極基板を、該一対の主電極に亘って前記絶縁基板上に載置し、
一対のトリガー電極に接触させて前記トリガー電極基板の両端面に付着させた導電性ペーストを加熱によって溶融させることで該トリガー電極と前記主電極とを固定且つ電気的に接続することを特徴とするサージアブソーバの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のサージアブソーバの製造方法において、
四角形状の絶縁素板上に金属薄膜を形成し、
該金属薄膜を除去した微小直線溝を該絶縁素板の一辺と平行に複数本形成し、
前記絶縁素板を隣接する該微小直線溝同士の間の略中間位置にて該微小直線溝と平行な切断線で複数列に分割して単列分割基板を得、
該単列分割基板の前記微小直線溝と平行な両端縁に導電性ペーストを塗布し、
該単列分割基板を前記微小直線溝と直交する平行な複数の切断線で分割して複数の分割素体とし、該分割素体を前記トリガー電極基板として得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、放電間隙を隔てて対向する一対のトリガー電極の改良技術に関する。
【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５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。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、箱状をなすガラス製の蓋体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】
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。
【０００６】
【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、放電電極をスクリーン印刷によって形成していることから、放電電極にガラス成分が含有され、アーク放電時に放電電極から導電性物質等のちりが飛散し易く、飛散したちりが放電間隙に入り込み、放電電極同士を導通し易くし、強いサージに対しての耐久性が低くなることから、素子の寿命特性を劣化させる要因となっていた。
また、上記のサージアブソーバは、グロー放電がトリガされる放電電極の先端側部位（以下、「トリガー電極」と言う）と、アーク放電する両放電電極の外端側部位（以下、「主電極」と言う）とが同一平面上にあるため、主電極間のアーク放電によって飛散した導電性物質等のちりが放電間隙内へ侵入し易く、これによっても素子の寿命特性を劣化させていた。
一方、放電電極及び放電間隙を、マスクを用いたスパッタ法等で薄膜にて形成した場合には、高精度な放電間隙が形成し難く、これに対し、パターン形成精度を高めれば、生産性が低下し、製造コストが高くなる問題があった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その第一の目的は、サージアブソーバの寿命特性の向上を図ることにある。また、その第二の目的は、サージアブソーバのトリガー電極を薄膜で形成した場合の製造コストの低減を図ることにある。
【０００７】
【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サージアブソーバは、絶縁基板上に形成された一対の主電極と、該一対の主電極のそれぞれに接続されて放電間隙を隔てて対向する一対のトリガー電極とを有し、前記一対のトリガー電極が、前記一対の主電極の形成面より高い位置に配設されているサージアブソーバにおいて、前記絶縁基板と別体の副絶縁基板の上面に前記放電間隙を隔てて対向する一対のトリガー電極が形成され、該一対のトリガー電極を上面に配設した前記副絶縁基板が前記一対の主電極に亘って前記絶縁基板上に載置固定され且つ前記一対のトリガー電極が前記一対の主電極のそれぞれに電気的に接続されたことを特徴とする。
【０００８】
このサージアブソーバでは、一対のトリガー電極が一対の主電極の形成面より高い位置に配設され、放電間隙でグロー放電がトリガーされた後、最終的に一対の主電極の間でアーク放電したとき、アーク放電によって飛散した導電性物質等のちりが、主電極の同一平面より高く位置したトリガー電極上には堆積或いは付着しなくなる。即ち、主電極とトリガー電極との間に介在する段差によって、低く飛翔するちり、或いは主電極面に沿って移動するちりは、この段差が障害となってトリガー電極上に堆積或いは付着し難くなる。これにより、放電間隙内へのちりの侵入量が減って、素子の寿命特性が向上する。
【００１０】
このサージアブソーバでは、副絶縁基板を主電極の形成面に載置した分、トリガー電極が主電極の形成面より高く位置することになる。従って、主電極の形成面より高い位置にトリガー電極を配設する構造が、容易且つ確実に実現可能となる。
【００１２】
このサージアブソーバにおいて、前記一対のトリガー電極をスパッタ法、ＣＶＤ法、又は蒸着法のいずれか一つの成膜法により形成された薄膜とすることにより、スクリーン印刷法により形成したトリガー電極の場合に含有されるガラス成分が含有されなくなる。従って、高電圧の印加によってもトリガー電極が飛散し難くなって、強いサージにも耐えるようになり、素子の寿命特性が向上する。
【００１３】
本発明のサージアブソーバの製造方法は、絶縁基板上に一対の主電極を離間させて形成し、放電間隙を隔てて対向する一対のトリガー電極を副絶縁基板の上面に形成して得たトリガー電極基板を、該一対の主電極に亘って前記絶縁基板上に載置し、一対のトリガー電極に接触させて前記トリガー電極基板の両端面に付着させた導電性ペーストを加熱によって溶融させることで該トリガー電極と前記主電極とを固定且つ電気的に接続することを特徴とする。
【００１４】
このサージアブソーバの製造方法では、トリガー電極基板が一対の主電極に亘って絶縁基板上に載置され、トリガー電極基板の両端面に付着させた導電性ペーストが加熱によって溶融されることで、別体の副絶縁基板が絶縁基板に固定されると同時に、副絶縁基板に形成されたトリガー電極が絶縁基板上の主電極に接続される。これにより、主電極の形成面より高い位置に導通状態のトリガー電極を配設する段差構造が、容易に、しかも、確実に実現可能となる。
【００１５】
また、このサージアブソーバの製造方法において、四角形状の絶縁素板上に金属薄膜を形成し、該金属薄膜を除去した微小直線溝を該絶縁素板の一辺と平行に複数本形成し、前記絶縁素板を隣接する該微小直線溝同士の間の略中間位置にて該微小直線溝と平行な切断線で複数列に分割して単列分割基板を得、該単列分割基板の前記微小直線溝と平行な両端縁に導電性ペーストを塗布し、該単列分割基板を前記微小直線溝と直交する平行な複数の切断線で分割して複数の分割素体とし、該分割素体を前記トリガー電極基板として得ることを特徴とする。
【００１６】
このサージアブソーバの製造方法では、絶縁素板上に金属薄膜が形成され、この金属薄膜を除去した微小直線溝が絶縁素板上に複数本形成され、この絶縁素板を分割した単列分割基板が微小直線溝と直交する切断線で更に分割されてトリガー電極基板となるので、薄膜からなる寿命特性の良好なトリガー電極が、主電極を形成する絶縁基板とは別体の絶縁素板上に量産可能となる。これにより、主電極と同一平面上にマスクを用いてスパッタ法でトリガー電極及び放電間隙を薄膜にて形成する場合に比べ、薄膜によるトリガー電極が容易且つ高精度に量産可能となる。
【００１７】
【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は図に示したサージアブソーバの分解斜視図である。
【００１８】
本実施の形態によるサージアブソーバ２１は、アルミナ等からなる絶縁基板２３の上面中央部に、所定の間隔Ｗを有して一対の主電極２５、２７を形成している。主電極２５、２７の外端は、絶縁基板２３の左右端面に表出している。主電極２５、２７は、絶縁基板２３の幅（図２の上下方向の距離）より小さい幅で形成されている。この主電極２５、２７は、例えばスクリーン印刷により形成される。
【００１９】
絶縁基板２３の上面周縁には、後述の蓋体を絶縁基板２３に接着するための接着剤２９を四角枠形状に塗布している。絶縁基板２３上の中央部には、一対の主電極２５、２７に亘ってトリガー電極基板３１を載置固定している。トリガー電極基板３１は、絶縁基板２３とは別体の副絶縁基板３３の上面に、放電間隙３５を隔てて対向する一対のトリガー電極３７、３９を形成している。本実施の形態では、トリガー電極基板３１は、主電極２５、２７の幅（図２の上下方向の距離）より小さい幅で形成されている。
【００２０】
トリガー電極基板３１の左右端にはそれぞれのトリガー電極３７、３９の外端に導通した導電性接合部４１を固着してあり、左右それぞれの導電性接合部４１は下方に位置する主電極２５、２７に固着している。つまり、トリガー電極基板３１は、この導電性接合部４１によって、それぞれのトリガー電極３７、３９を主電極２５、２７に接続すると同時に、絶縁基板２３側に固定される。なお、トリガー電極基板３１が固定される副絶縁基板３３は、加熱によって溶融した主電極２５、２７中のガラス成分によっても、主電極２５、２７に固着して固定される。
【００２１】
トリガー電極３７、３９は、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法、又は蒸着法の成膜法により形成した薄膜からなる。上記の構成において、トリガー電極基板３１の下方には、副絶縁基板３３と絶縁基板２３との間に、主電極２５、２７の厚み分の空隙を有することとなる。そして、トリガー電極３７、３９は、主電極２５、２７の形成面である絶縁基板２３上から、主電極２５、２７及び副絶縁基板３３の厚み分だけ高い位置に配設されている。
【００２２】
絶縁基板２３の上面には、箱状となったガラス製の蓋体４３を、上記の接着剤２９によって被着している。蓋体４３によって密閉した内部空間４５には、放電に好適な雰囲気を形成する不活性ガス（例えばＡｒガス）を封入している。蓋体４３と絶縁基板２３の左右端面には端子電極４７、４９をメッキ等によって形成してあり、端子電極４７、４９は左右端面に表出した主電極２５、２７の外端に電気的に接続している。
【００２３】
このような構成となるサージアブソーバ２１は、主電極２５、２７に放電開始電圧を越える大きなサージ電圧が流れると、トリガー電極３７、３９の放電間隙３５でグロー放電がトリガされ、この放電が内部空間４５内を沿面放電の形態で両主電極２５、２７まで次第に伸展し、更に両主電極２５、２７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なっている。
【００２４】
このサージアブソーバ２１によれば、一対のトリガー電極３７、３９が一対の主電極２５、２７の形成面より高い位置に配設されているので、放電間隙３５でグロー放電がトリガーされた後、最終的に一対の主電極２５、２７の間でアーク放電したとき、アーク放電によって飛散した導電性物質等のちりが、主電極２５、２７の同一平面より高く位置したトリガー電極３７、３９上には堆積、或いは付着しなくなる。即ち、主電極２５、２７とトリガー電極３７、３９との段差より低く飛翔するちり、或いは主電極２５、２７面に沿って移動するちりは、この段差が障害となって、トリガー電極３７、３９上には堆積、或いは付着し難くなる。これにより、放電間隙３５内へのちりの侵入量が減って、サージアブソーバ２１の寿命特性が向上する。
【００２５】
また、副絶縁基板３３を主電極２５、２７の形成面に載置した分、トリガー電極３７、３９が主電極２５、２７の形成面より高く位置することになるので、主電極２５、２７の形成面より高い位置にトリガー電極３７、３９を配設する構造が、容易且つ確実に実現可能となる。
【００２６】
更に、トリガー電極３７、３９が金属薄膜となることで、スクリーン印刷法により形成したトリガー電極の場合に含有されるガラス成分が含有されなくなるので、高電圧の印加によってもトリガー電極３７、３９が飛散し難くなって、強いサージにも耐えるようになり、サージアブソーバ２１の寿命特性が向上することになる。
【００２７】
次に、上記の構成を有するサージアブソーバ２１の製造方法を説明する。
図４は図１に示したトリガー電極基板の製造手順を（ａ）〜（ｆ）で表した工程説明図である。
図１において、サージアブソーバ２１は、アルミナ基板からなる絶縁基板２３上に、一対の主電極２５、２７を離間させて形成する。絶縁性基板２３としては、絶縁性で気密性の高いものであれば良く、アルミナ基板の他、コランダム、ムライト、コランダムムライト、アクリル、ベークライト等の基板を用いてもよい。主電極２５、２７は、スクリーン印刷法により形成することが好ましいが、スパッタ法、ＣＶＤ法、又は蒸着法による薄膜として形成してもよい。
【００２８】
次いで、放電間隙３５を隔てて対向する一対のトリガー電極３７、３９を副絶縁基板３３の上面に形成して得たトリガー電極基板３１を、一対の主電極２５、２７に亘って絶縁基板２３上に載置する。このトリガー電極基板３１は、絶縁基板２３とは別工程により予め製作しておく。
【００２９】
ここで、トリガー電極基板３１の製造方法を図４を参照して説明する。
図４（ａ）に示した四角形状のアルミナ基板からなる絶縁素板５１上に、図４（ｂ）に示す金属薄膜５３をスパッタ法、ＣＶＤ法、又は蒸着法の成膜法により形成する。薄膜５３は、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｔａ、Ｗ、ＳｉＣ、ＳｎＯ2、ＢａＡｌ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ或いはこれらの２種以上の混合物等とし、膜厚０．１〜２０μｍ程度に形成することが好ましい。
【００３０】
次いで、図４（ｃ）に示すように、金属薄膜５３を除去した微小直線溝５５を絶縁素板５１の一辺と平行に複数本（図示の例では３本）形成する。微小直線溝５５は、レーザーカット等で形成することができ、通常、０．１μｍ〜２．８ｍｍの幅に形成する。
次いで、絶縁素板５１を隣接する微小直線溝５５同士の間の略中間位置にて、微小直線溝５５と平行な切断線５７で複数列に分割して、図４（ｄ）に示す単列分割基板５９を得る。
【００３１】
次いで、図４（ｅ）に示すように、単列分割基板５９の微小直線溝５５と平行な両端縁に導電性ペースト６１をディピング等により塗布する。導電性ペースト６１は、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃ、Ｒｕ、Ｒｈ或いはこれらの２種以上の混合物とすることができる。
次いで、両端に導電性ペースト６１を塗布した単列分割基板５９を、微小直線溝５５と直交する平行な複数の切断線６３で分割して、図４（ｆ）に示した分割素体を上記のトリガー電極基板３１として得る。
【００３２】
このようにして得たトリガー電極基板３１を、一対の主電極２５、２７に亘って絶縁基板２３上に載置する。
次いで、絶縁基板２３の上面周縁に接着剤２９を塗布し、Ａｒ等の不活性ガス中において蓋体４３を被せた後、トンネル炉、或いはバッチ炉等によって８００〜１１００℃で０．５〜３時間焼成して焼結させる。これにより、一対のトリガー電極３７、３９に接触させてトリガー電極基板３１の両端面に付着させた導電性ペースト６１を加熱によって溶融させることで、トリガー電極３７、３９と主電極２５、２７とが固定且つ電気的に接続される。また、接着剤２９が溶融して蓋体４３が絶縁基板２３に被着する。
次いで、主電極２５、２７の外端が表出した両側面に、端子電極４７、４９をメッキ、或いは導電性ペーストの焼成によって形成し、サージアブソーバ２１を得る。
【００３３】
このサージアブソーバ２１の製造方法によれば、トリガー電極基板３１が一対の主電極２５、２７に亘って載置され、トリガー電極基板３１の両端面に付着した導電性ペースト６１が加熱によって溶融されることで、別体の副絶縁基板３３が絶縁基板２３に固定されると同時に、副絶縁基板３３に形成されたトリガー電極３７、３９が絶縁基板２３上の主電極２５、２７に接続される。これにより、主電極２５、２７の形成面より高い位置に導通状態のトリガー電極３７、３９を配設する段差構造が、容易に、しかも、確実に製作できる。
【００３４】
また、絶縁素板５１上に金属薄膜５３が形成され、この金属薄膜５３を除去した微小直線溝５５が絶縁素板５１上に複数本形成され、この絶縁素板５１を分割した単列分割基板５９が微小直線溝５５と直交する切断線５７で更に分割されてトリガー電極基板３１となるので、薄膜５３からなる寿命特性の良好なトリガー電極３７、３９が、主電極２５、２７を形成する絶縁基板２３とは別体の絶縁素板５１上に量産可能となる。これにより、主電極２５、２７と同一平面上にマスクを用いてスパッタ法でトリガー電極及び放電間隙を薄膜にて形成する場合に比べ、薄膜５３によるトリガー電極３７、３９が容易且つ高精度に量産可能となる。この結果、サージアブソーバ２１の製造コストを安価にすることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るサージアブソーバによれば、一対のトリガー電極を一対の主電極の形成面より高い位置に配設しているので、放電間隙でグロー放電がトリガーされた後、最終的に一対の主電極の間でアーク放電したとき、アーク放電によって飛散した導電性物質等のちりが、主電極の同一平面より高く位置したトリガー電極上には堆積或いは付着し難くなり、この結果、放電間隙内へのちりの侵入量が減って、素子の寿命特性を向上させることができる。
【００３６】
また、トリガー電極が上面に配設された副絶縁基板を、一対の主電極に亘って絶縁基板上に載置固定し且つトリガー電極を主電極に電気的に接続したので、副絶縁基板を主電極の形成面に載置した分、トリガー電極が主電極の形成面より高くなり、主電極の形成面より高い位置にトリガー電極を配設する構造を、容易且つ確実に実現することができる。
【００３８】
本発明のサージアブソーバの製造方法によれば、トリガー電極を副絶縁基板の上面に形成して得たトリガー電極基板を、一対の主電極に亘って絶縁基板上に載置し、トリガー電極基板の両端面に付着させた導電性ペーストを加熱によって溶融させることで、トリガー電極と主電極とを固定且つ電気的に接続するので、別体の副絶縁基板を絶縁基板に固定すると同時に、副絶縁基板に形成したトリガー電極を、絶縁基板上の主電極に接続でき、主電極の形成面より高い位置に導通状態のトリガー電極を配設する段差構造を容易に、しかも、確実に実現することができる。
【００３９】
また、絶縁素板上に金属薄膜を形成し、金属薄膜を除去した微小直線溝をこの絶縁素板に複数本形成し、絶縁素板を分割した単列分割基板の両端縁に導電性ペーストを塗布し、この単列分割基板を微小直線溝と直交する切断線で更に分割してトリガー電極基板を得る方法によれば、薄膜からなる寿命特性の良好なトリガー電極を、主電極を形成する絶縁基板とは別体の絶縁素板上に量産でき、主電極と同一平面上にマスクを用いてスパッタ法でトリガー電極及び放電間隙を薄膜にて形成する場合に比べ、薄膜によるトリガー電極を容易且つ高精度に量産することができる。この結果、薄膜よりなるトリガー電極を有したサージアブソーバの製造コストを安価にすることができる。
【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】  図に示したサージアブソーバの分解斜視図である。
【図４】  図１に示したトリガー電極基板の製造手順を（ａ）〜（ｆ）で表した工程説明図である。
【図５】  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…絶縁基板
２５、２７…主電極
３１…トリガー電極基板
３３…副絶縁基板
３５…放電間隙
３７、３９…トリガー電極
５１…絶縁素板
５３…金属薄膜
５５…微小直線溝
５７、６３…切断線
５９…単列分割基板
６１…導電性ペースト
【図１】
0003899979.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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