(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対以上の放電電極が形成された絶縁基板と、前記放電電極と導通可能に前記絶縁基板上に被せられた蓋体と、前記放電電極と導通可能に接続された端子電極とを有し、前記絶縁基板と前記蓋体との間には、放電空間が形成されたチップ型サージアブソーバであって、
前記蓋体は、導電物と絶縁物の混合物から形成されていることを特徴とするチップ型サージアブソーバ。
【請求項２】
蓋体を形成している混合物中の導電物の割合が１〜９９体積％であることを特徴とする請求項１に記載のチップ型サージアブソーバ。
【請求項３】
導電物および絶縁物が、粒径１〜１０００μｍの粒子であることを特徴とする請求項１または２に記載のチップ型サージアブソーバ。
【請求項４】
絶縁基板上に１対以上の放電電極を形成し、ついで、導電物と絶縁物を混合して得られた混合物から蓋体を形成してこの蓋体を前記放電電極と導通可能に前記絶縁基板上に被せて放電空間を形成し、前記放電電極と導通可能に端子電極を設けることを特徴とするチップ型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、落雷等の異常電圧より電子回路や通信機器などを保護するチップ型サージアブソーバに関し、詳しくは、ギャップ幅の影響を受けずに放電開始電圧が安定し、また、寿命が長く劣化しにくいチップ型サージアブソーバおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
落雷等の異常電圧が印加されて電子機器等が破壊されることを防ぐためにサージアブソーバが使用されている。
サージアブソーバとしては、例えば、図３に示すようなチップ型サージアブソーバ３０がある。これは、サージアブソーバ素体に端子電極３１が設けられたものであり、サージアブソーバ素体は、アルミナ等からなる基板３２と、この基板３２上に設けられた導電性材料からなる１対の放電電極３３と、基板３２に被せられた絶縁性材料からなる蓋３４とから構成されていて、基板３２と蓋３４との間には放電空間３５が形成されている。また、放電電極３３の間にはマイクロギャップ３６が形成されていて、ここで放電が発生するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなチップ型サージアブソーバにあっては、放電はマイクロギャップで開始されるため、放電開始電圧を安定させるためにはマイクロギャップのギャップ幅のばらつきを抑え、数十μｍオーダーのギャップ幅を厳密に制御する必要があり、技術的に困難であった。
また、ギャップ幅が小さいため、マイクロギャップに微細な金属片などが接触することによって絶縁抵抗が劣化してしまう恐れがあった。
そして、このマイクロギャップにおいては、放電が開始されるとともに、その後の主放電も形成されるため、マイクロギャップの劣化が激しく寿命が短いという問題もあった。
【０００４】
本発明は上記事情を鑑みてなされたもので、ギャップ幅の影響を受けずに放電開始電圧が安定し、また、寿命が長く劣化しにくいチップ型サージアブソーバを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のチップ型サージアブソーバは、１対以上の放電電極が形成された絶縁基板と、前記放電電極と導通可能に前記絶縁基板上に被せられた蓋体と、前記放電電極と導通可能に接続された端子電極とを有し、前記絶縁基板と前記蓋体との間には、放電空間が形成されたチップ型サージアブソーバであって、前記蓋体は、導電物と絶縁物の混合物から形成されていることを特徴とする。
上記蓋体を形成している混合物中の導電物の割合は、１〜９９体積％であることが好ましい。
上記導電物および絶縁物は、粒径１〜１０００μｍの粒子であることが好ましい。
本発明のチップ型サージアブソーバの製造方法は、絶縁基板上に１対以上の放電電極を形成し、ついで、導電物と絶縁物を混合して得られた混合物から蓋体を形成してこの蓋体を前記放電電極と導通可能に前記絶縁基板上に被せて放電空間を形成し、前記放電電極と導通可能に端子電極を設けることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を用いて詳しく説明する。
図１は本発明のチップ型サージアブソーバ１０の斜視図である。
符号１１は絶縁基板であり、この基板１１上には導電性膜からなる１対の放電電極１２が、放電間隔、すなわちギャップ幅１３をあけて形成されている。また、この絶縁基板１１には導電性粒子と絶縁性粒子の混合粉体からなる蓋体１４が被せられている。そして、この蓋体１４と絶縁基板１１上に形成された放電電極１２とは導通が保てるように、蓋体１４と絶縁基板１１とが絶縁性を有する樹脂１７でコーティングされ一体化されている。そして、絶縁基板１１と蓋体１４との間には、封入ガスが密封された放電空間１５が形成されている。
また、絶縁基板１１の両端部には、導電性の材料からなる端子電極１６が形成されていて、放電電極１２と導通できるようになっている。
【０００７】
図１に示すチップ型サージアブソーバ１０においては、蓋体１４が、図２に示すような導電性粒子１４ａと絶縁性粒子１４ｂの混合粉体から形成されている。そのため、個々の導電性粒子１４ａの間に多数の放電間隔が形成された状態、すなわち、多数のギャップが形成された状態になっている。
したがって、このようなチップ型サージアブソーバ１０では、放電は放電電極１２間のギャップにおいて開始せずに、蓋体１４に形成されたこれらの多数のギャップにおいて開始する。
【０００８】
そして、この例のチップ型サージアブソーバ１０の放電開始電圧は、蓋体１４を形成している混合物中における導電性粒子１４ａの含有量や導電性粒子１４ａおよび絶縁性粒子１４ｂの粒子径によって決定され、放電電極１２間のギャップ幅１３の大きさの影響を受けない。具体的には、導電性粒子１４ａの含有量を大きくすると放電開始電圧を小さくでき、または、導電性粒子１４ａの粒子径を小さくすると放電開始電圧を小さくできる。
このように、蓋体１４が導電性粒子１４ａと絶縁性粒子１４ｂの混合粉体から形成されると、放電開始電圧はギャップ幅１３の大きさに依存しないため、ギャップ幅１３を厳密に制御する必要がなく、容易に、放電開始電圧が安定なチップ型サージアブソーバ１０とすることができる。
【０００９】
また、放電は、導電性粒子１４ａと絶縁性粒子１４ｂの混合粉体からなる蓋体１４に形成された多数のギャップにおいて開始するが、主放電は絶縁基板１１上に設けられた放電電極１２間に発生する。
したがって、サージを主に吸収する電極と、放電を開始する電極が異なるため、放電電極１２の寿命が長く、劣化しにくい。さらに、放電間隔がマイクロギャップである必要がないため、ギャップに微細な金属片などの汚染物質が接触しても、絶縁抵抗の劣化等の悪影響を受けにくい。
【００１０】
このようなチップ型サージアブソーバ１０を製造する場合には、まず、絶縁基板１１上に１対以上の放電電極１２を形成する。ここで使用する絶縁基板１１としては、アルミナ、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が挙げられ、通常、厚さが０．３〜１．０ｍｍのものである。放電電極１２は、チタン、窒化チタン、タンタル、タングステン、炭化ケイ素、二酸化スズ、バリウム化アルミニウム、アルミニウム、ニオブ、ケイ素、炭素、金、銀、白金、パラジウム、ランタン、ニッケル等の１種または２種以上を用いて、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーディング法、印刷法、焼き付け法等によって、厚さ０．１〜５０μｍ程度に形成する。また、形成される放電電極１２は１対に限らず、２対以上であってもよい。放電電極１２間のギャップ幅１３にも特に制限はなく、０．１〜３ｍｍ程度に設定される。
【００１１】
ついで、導電性粒子１４ａと絶縁性粒子１４ｂを混合して混合粉体を得て、この混合粉体にバインダーを加えてペースト化し、シート成形する。その後、型抜きし、焼成して蓋体１４を形成する。
蓋体１４に使用される導電性粒子１４ａとしては、ニッケル、タングステン、酸化スズ、金、銀、パラジウム、白金、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム等の粒子が挙げられ、通常、粒径が１〜１０００μｍ程度のものが使用される。また、絶縁性粒子１４ｂとしては、アルミナ、コランダムムライト、ジルコニア、誘電体、ガラス、磁性体等の粒子が挙げられ、通常、粒径が１〜１０００μｍ程度のものが使用される。蓋体１４を形成する混合物中の導電性粒子１４ａおよび絶縁性粒子１４ｂの割合は、所望の放電開始電圧に応じて適宜設定できるが、通常導電性粒子１４ａが１〜９９体積％で、絶縁性粒子１４ｂが９９〜１体積％である。例えば、絶縁性粒子１４ｂとして鉛ガラス等を使用する場合には、鉛ガラスを４０〜９９体積％とすることが好ましい。ただしこの場合、鉛ガラスを４０〜６０体積％とした場合と、６０〜９９体積％とした場合とでは、全体の抵抗値の挙動が異なる。すなわち、鉛ガラスを４０〜６０体積％とした場合には、鉛ガラスの量に対して全体の抵抗が急激に変動するが、６０〜９９体積％とした場合には、ほとんど絶縁状態となり抵抗があまり変動しない。よって、所望の放電開始電圧に応じて割合を適宜設定する。
【００１２】
ついで、この蓋体１４を前記放電電極１２と導通するように前記絶縁基板１１上に被せて放電空間１５を形成する。
蓋体１４と絶縁基板１１を接合する場合には、絶縁性を有する樹脂等で蓋体１４と絶縁基板１１とをコーティングする方法の他、蓋体１４と絶縁基板１１上の放電電極１２とを導電性のある接着剤で接着し、蓋体１４と絶縁基板１１とを絶縁性の接着剤で接着する方法でもよい。
また、蓋体１４と絶縁基板１１の接合は、放電空間１５に封入する封入ガスの雰囲気中で行う。封入ガスとしては空気でもよいが、好ましくは、Ｈｅ、Ｎ2、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ、ＳＦ6、ＣＯ2、Ｈ2等を使用する。これらの圧力は、通常、１００〜２０００Ｔｏｒｒ程度とする。
【００１３】
そして、蓋体１４を前記絶縁基板１１上に被せた後、前記放電電極１２と導通可能に端子電極１６を設ける。
端子電極１６には、銀、白金、金、パラジウム、スズ、ニッケル等の１種または２種以上の合金を好ましく使用できる。これらの金属ペースト等を絶縁基板１１の端面に放電電極１２と導通するように塗布した後、焼成して固着させ端子電極１６を形成して、チップ型サージアブソーバ１０を製造することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
［実施例１］
次のようにして、図１に示すチップ型サージアブソーバー１０を製造した。
▲１▼  アルミナ製の碍子（３．２L×１．６W×０．５Tｍｍ）を絶縁基板１１とし、この表面に導電性ペースト（Ａｇ）を用いて幅０．５ｍｍ、長さ０．７ｍｍの放電電極１２を２本形成し、放電用の基板とした。この時、中央にはギャップ１３を形成しておく。ギャップ１３の間隔は０．２ｍｍとした。
▲２▼  導電性粒子１４ａとして直径５μｍの球状のＳｎＯ2 粒を、絶縁性粒子１４ｂとして同じ直径の鉛ガラス粒を用い、これらをＳｎＯ2 粒が４０体積％、鉛ガラス粒が６０体積％となるように混合し、さらにバインダーを混合して外径１．６ｍｍ、内径１．２ｍｍの半球状に成形した。これを大気中、８００℃で焼成しての蓋体１４を作成した。
▲３▼  ▲１▼で得られた放電用の基板の放電電極形成面に▲２▼で作成した蓋体１４を被せ、不活性ガス（Ａｒ）を満たした状態で蓋体１４と基板を接着した。この際、接着方法は、蓋体１４内に含まれるガラスを溶かして、直接、蓋体１４と基板を接着した。
▲４▼  端子部分にＡｇペーストをディップして焼成し、端子電極１６を形成した。以上の▲１▼〜▲４▼のようにして、チップ型サージアブソーバー１０を製造した。そして、このチップ型サージアブソーバー１０の放電開始電圧、絶縁抵抗、静電容量を測定し、さらに寿命特性を測定した。結果を表１に示す。
【００１５】
［実施例２］
鉛ガラス粒の代わりにＢａＴｉＯ3 を主成分とする誘電体を使用した以外は実施例１と同様にしてチップ型サージアブソーバー１０を製造した。
このチップ型サージアブソーバー１０の特性を実施例１と同様に測定した結果を表１に示す。
【００１６】
［実施例３］
鉛ガラス粒の代わりにＦｅを主成分とする磁性体を使用した以外は実施例１と同様にしてチップ型サージアブソーバー１０を製造した。
このチップ型サージアブソーバー１０の特性を実施例１と同様に測定した結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
0004140173.tif 000002
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のチップ型サージアブソーバによれば、放電は放電電極間の放電間隔において開始されるのではなく、導電性粒子と絶縁性粒子の混合粉体からなる蓋体に形成された多数のギャップで開始されるため、放電開始電圧は放電電極間のギャップ幅の大きさに影響されない。
よって、ギャップ幅を厳密に制御する必要がなく、容易に放電開始電圧が安定なチップ型サージアブソーバを得ることができる。
また、主放電は、絶縁基板上に設けられた放電電極間に形成される。
よって、サージを主に吸収する電極と、放電を開始する電極が異なるため、放電電極の寿命が長く、劣化しにくい。さらに、放電間隔がマイクロギャップである必要がないため、ギャップに微細な金属片などの汚染物質が接触しても、その影響を受けにくい。
したがって、本発明によれば、ギャップ幅の影響を受けずに放電開始電圧が安定し、また、寿命が長く劣化しにくいチップ型サージアブソーバを容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチップ型サージアブソーバの一形態を示す斜視図である。
【図２】図１のチップ型サージアブソーバの蓋体を形成している混合粉体を示す模式図である。
【図３】従来のチップ型サージアブソーバの一形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…チップ型サージアブソーバ
１１…絶縁基板
１２…放電電極
１３…ギャップ幅
１４…蓋体
１４ａ…導電性粒子
１４ｂ…絶縁性粒子
１５…放電空間
１６…端子電極
【図１】
0004140173.tif 000003
【図２】
0004140173.tif 000004
【図３】
0004140173.tif 000005