(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の上面において放電間隙が画成されるように、互いに相対向する一対の放電電極を形成するとともに、前記放電間隙の上方空間を囲うように蓋体の周縁部を前記絶縁性基板の上面に接合材により接合する蓋体接合工程と、該蓋体によって形成される内部空間に不活性ガスを封入するガス封入工程とを有するサージアブソーバの製造方法であって、
前記蓋体接合工程は、金属粉末と無機結合材とを含む導電性材料により、一方の放電電極を、先端部が前記絶縁性基板の上面に位置するとともに基端部が前記絶縁性基板の上面に設けられた溝部内に位置するように形成する工程と、他方の放電電極を前記絶縁性基板の上面に形成する工程と、絶縁性無機物からなる前記接合材を、金属製の前記蓋体の周縁部または前記他方の放電電極のうちの少なくとも一方に塗布して、前記蓋体を前記絶縁性基板の上面に載置し、前記蓋体を、その周縁部の一部が前記溝部の上方に位置するように接合して、前記一方の放電電極と前記蓋体の周縁部との間に間隙を設ける工程と、前記蓋体の周縁部を加熱して前記接合材を前記無機結合材に反応溶融させて前記他方の放電電極に吸収させ消滅させることにより、前記他方の放電電極と前記蓋体の周縁部とを電気的に接合する工程とを有し、
前記ガス封入工程は、前記間隙に内外の通気が可能な絶縁材ペーストを塗布する工程と、  不活性ガス雰囲気中で前記間隙の絶縁材ペーストを加熱して溶融させることにより該間隙を気密状態に閉塞する工程とを有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２】
請求項１に記載のサージアブソーバの製造方法において、前記接合材を、前記ガス封入工程における前記間隙を閉塞する工程の加熱時に同時に溶融させ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１または請求項２に記載のサージアブソーバの製造方法において、前記無機結合材を、ＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ｎａ２Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯまたはＢａＯのうちの１種または２種以上の酸化物を主成分とするガラス微粒子により構成し、前記接合材を、ＳｉＯ２または５０重量％以上のＳｉＯ２と残部がＡｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＺｒＯ２またはＴｉＯ２のうちの１種または２種以上の酸化物により構成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４】
請求項１または請求項２に記載のサージアブソーバの製造方法において、前記無機結合材を、ＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ｎａ２Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯまたはＢａＯのうちの１種または２種以上の酸化物を主成分とするガラス微粒子により構成し、前記接合材を、ＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ３，Ｎａ２Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯまたはＢａＯのうちの１種または２種以上の酸化物を主成分とするガラスにより構成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５】
絶縁性基板の上面に画成される放電間隙を介し、互いに相対向して一対の放電電極が形成されるとともに、前記放電間隙の上方空間を囲うように蓋体の周縁部が前記絶縁性基板の上面に接合され、該蓋体によって形成される内部空間に不活性ガスが封入されたサージアブソーバであって、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のサージアブソーバの製造方法によって製造されるサージアブソーバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サージから様々な機器を保護し、事故を未然に防ぐのに使用するサージアブソーバの製造方法及びサージアブソーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器用の電子機器が通信線と接続する部分、あるいはＣＲＴ駆動回路等、雷サージや静電気等の異常電圧（サージ電圧）による電撃を受けやすい部分には、異常電圧によって電子機器やこの機器を搭載するプリント基板の熱的損傷または発火等による破壊を防止するために、サージアブソーバが接続されている。
【０００３】
このようなサージアブソーバの一例として、図４に示すようなものが知られている。このサージアブソーバ１は、図４に示すように、円柱状のセラミックス部材２の周面に放電間隙４（マイクロギャップ）を有する導電性被膜３を形成したアブソーバ素子の両端にキャップ電極５，５をかぶせたものを円筒状のガラス管７内に不活性ガスとともに収容し、円筒状のガラス管７の両端に一対の封止電極６，６が相対向して高温加熱で封着されたガラス管封止型とされたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のサージアブソーバ１は、それぞれ封止電極６，６に接続された２本のリード線６Ａ，６Ａによって電気的に接続された回路のサージのみを吸収するものであり、空間から侵入する静電気等のサージには対処することができなかった。
しかも、このようなガラス管封止型のサージアブソーバ１では、ガラス管７内にアブソーバ素子と不活性ガスを封入して製造するため、製品形状は円筒状で、表面実装には不向きとなる。また、このようにガラス管７内にアブソーバ素子を封入するものでは、比較的サイズが大きくなってしまい、近年高まってきている小型化の要求に応えることが難しかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、空間から侵入する静電気等のサージを吸収でき、かつ表面実装可能で小型化を実現できるサージアブソーバの製造方法及びサージアブソーバを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、絶縁基板の上面において放電間隙が画成されるように、互いに相対向する一対の放電電極を形成するとともに、前記放電間隙の上方空間を囲うように蓋体の周縁部を前記絶縁性基板の上面に接合材により接合する蓋体接合工程と、該蓋体によって形成される内部空間に不活性ガスを封入するガス封入工程とを有するサージアブソーバの製造方法であって、前記蓋体接合工程は、金属粉末と無機結合材とを含む導電性材料により、一方の放電電極を、先端部が前記絶縁性基板の上面に位置するとともに基端部が前記絶縁性基板の上面に設けられた溝部内に位置するように形成する工程と、他方の放電電極を前記絶縁性基板の上面に形成する工程と、絶縁性無機物からなる前記接合材を、金属製の前記蓋体の周縁部または前記他方の放電電極のうちの少なくとも一方に塗布して、前記蓋体を前記絶縁性基板の上面に載置し、前記蓋体を、その周縁部の一部が前記溝部の上方に位置するように接合して、前記一方の放電電極と前記蓋体の周縁部との間に間隙を設ける工程と、前記蓋体の周縁部を加熱して前記接合材を前記無機結合材に反応溶融させて前記他方の放電電極に吸収させ消滅させることにより、前記他方の放電電極と前記蓋体の周縁部とを電気的に接合する工程とを有し、  前記ガス封入工程は、前記間隙に内外の通気が可能な絶縁材ペーストを塗布する工程と、  不活性ガス雰囲気中で前記間隙の絶縁材ペーストを加熱して溶融させることにより該間隙を気密状態に閉塞する工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
このような製造方法によって製造されたサージアブソーバは、他方の放電電極に金属製の蓋体が電気的に接合されているから、この金属製の蓋体を空間から侵入する静電気等のサージを集電する電極とすることができ、これにより、機器ケース、ＳＷパッド等の隙間から侵入する静電気を吸収またはグラウンドへ逃がすことが可能となる。さらに、一方の放電電極と、この一方の放電電極と電気的に接合されていない金属製の蓋体との間でも放電を行うことができ、放電電極に与える熱影響を少なくすることができる。
また、放電空間（蓋体によって形成される内部空間）を形成する蓋体が金属製であることにより、蓋体を安価に製造することができる。しかも、絶縁性基板を用いることで全体がチップ形状となり、小型化及び表面実装を図ることができる。
【０００８】
また、絶縁性基板の上面に溝部を形成するだけで、容易に蓋体の周縁部と一方の放電電極との間に間隙を形成できるとともに、間隙の閉塞作業を、溝部内に絶縁材ペーストを埋め込むことで容易に行うことができる。
【０００９】
また、本発明によるサージアブソーバの製造方法は、前記接合材を、前記ガス封入工程における前記間隙を閉塞する工程の加熱時に同時に溶融させることを特徴とする。
このような製造方法を用いると、蓋体の周縁部を絶縁性基板の上面へ接合するのと、蓋体の周縁部と一方の放電電極とによって形成される間隙の閉塞及び不活性ガスの封入とを同時に行うことができ、サージアブソーバの製造工程を減少させて製造効率を向上させることができる。
【００１０】
また、前記無機結合材を、ＳｉＯ2，Ｂ2Ｏ3，Ｎａ2Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯまたはＢａＯのうちの１種または２種以上の酸化物を主成分とするガラス微粒子により構成し、前記接合材を、ＳｉＯ2または５０重量％以上のＳｉＯ2と残部がＡｌ2Ｏ3，ＭｇＯ，ＺｒＯ2またはＴｉＯ2のうちの１種または２種以上の酸化物、あるいはＳｉＯ2，Ｂ2Ｏ3，Ｎａ2Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯまたはＢａＯのうちの１種または２種以上の酸化物を主成分とするガラスにより構成することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態によるサージアブソーバの斜視図、図２は図１におけるサージアブソーバの断面図である。
【００１２】
本実施形態によるサージアブソーバ１０は、図１及び図２に示すように、略長方形のチップ形状をなし、例えばアルミナ等の絶縁性材料から構成される絶縁性基板１１の上面１１Ａに、金属粉末と無機結合材とを含む導電性材料から構成される一対の放電電極１２，１３が互いに相対向する配置で形成されており、一方の放電電極１３の先端と他方の放電電極１２の先端との間に所定の寸法をもって放電間隙１４（マイクロギャップ）が形成されている。
【００１３】
ここで、放電電極１２，１３は、金属粉末と無機結合材とを含む導電性材料から構成されているものであるが、この金属粉末は、例えばＡｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ等の貴金属、またはこれらを混合した粉末が挙げられ（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ等の高融点金属、またはこれらの化合物でもよい。）、また、無機結合材は、例えばＳｉＯ2，Ｂ2Ｏ3，Ｎａ2Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯまたはＢａＯのうちの１種または２種以上の酸化物を主成分とする、ほうけい酸系ガラス，ほう酸亜鉛系ガラス，ほう酸カドミウム系ガラス，けい酸鉛亜鉛系ガラス等のガラス微粒子が挙げられる。
【００１４】
また、絶縁性基板１１の上面１１Ａにおいて、放電電極１２，１３は、それぞれの基端部１２Ａ，１３Ａが絶縁性基板１１の対向する端面１１Ｂ，１１Ｂのそれぞれまで達するように形成されている。また、この絶縁性基板１１の上面１１Ａには、一方の放電電極１３が形成されている部分に溝部１１Ｃが設けられており、一方の放電電極１３において、その途中部分から基端部１３Ａまでが溝部１１Ｃに沿って基端部１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づく傾斜がつけられている。すなわち、一方の放電電極１３は、その途中部分から基端部１３Ａまでが溝部１１Ｃ内に設けられ、その先端部のみが、絶縁性基板１１の上面１１Ａ上に位置することになる。
【００１５】
そして、放電電極１２，１３が形成された絶縁性基板１１の上面１１Ａには、図１及び図２に示すように、それら放電電極１２，１３及び放電間隙１４の上方空間を囲うようにして蓋体１５の周縁部１５Ａが接合材によって接合されている。この蓋体１５は、径方向に一段拡径したフランジ状の周縁部１５Ａを有する有底円環状の例えばコバール等の金属からなるものである。
【００１６】
ここで、蓋体１５と絶縁性基板１１とを接合するのに用いられた接合材は、例えばＳｉＯ2または５０重量％以上のＳｉＯ2と残部がＡｌ2Ｏ3，ＭｇＯ，ＺｒＯ2またはＴｉＯ2のうちの１種または２種以上の酸化物からなるペーストからなる絶縁性無機物、あるいはＳｉＯ2，Ｂ2Ｏ3，Ｎａ2Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯまたはＢａＯのうちの１種または２種以上の酸化物を主成分とするガラスペーストからなる絶縁性無機物を、その厚さが０．１〜１０μｍ程度の薄膜状に塗布したものである。
【００１７】
また、このような接合材は、加熱されて溶融する時に、蓋体１５の周縁部１５Ａと絶縁性基板１１の上面１１Ａとを接合するが、他方の放電電極１２の上面に塗布されている接合材が、放電電極１２中に含まれる成分である無機結合材に反応溶融することで、他方の放電電極１２に吸収されて消滅し、他方の放電電極１２と蓋体１５の周縁部１５Ａとが電気的に接合されて導通する。
このとき、一方の放電電極１３は、その途中部分から基端部１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づくような傾斜がつけられているために、溝部１１Ｃの上方に位置する蓋体１５の周縁部１５Ａとは接触せずに、所定の間隙１６が形成されていいる。
【００１８】
この一方の放電電極１３と金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に形成された間隙１６は、例えばガラス等の絶縁材１７によって封止される。さらに、蓋体１５により形成された内部空間には、例えば、Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，ＳＦ6，ＣＯ2，Ｃ3Ｆ8，Ｃ2Ｆ6，ＣＦ4，Ｈ2及びこれらの混合ガス等の放電に好適な不活性ガスが封入されて、この内部空間が放電空間とされる。
【００１９】
そして、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂまで達するように形成された放電電極１２，１３の基端部１２Ａ、１３Ａが、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂに接合された端子電極１８，１８に接続されてチップ形状をなすサージアブソーバ１０が構成される。
【００２０】
以上のような構成とされたサージアブソーバ１０にあっては、互いに相対向する一対の放電電極１２，１３により形成される放電間隙１４により、端子電極１８，１８に接続された回路等からのサージを吸収できるのに加え、他方の放電電極１２と電気的に接合された金属製の蓋体１５を、空間中から侵入する静電気等のサージを吸収するための電極とすることができるので、機器ケース、ＳＷパッド等の隙間から侵入する静電気等のサージを吸収またはグラウンドに逃がすことができる。しかも、一方の放電電極１３と、この一方の放電電極１３と電気的に接合されていない金属製の蓋体１５との間で放電を行うこともでき、放電電極１２，１３に与える熱影響が少なくなって、サージアブソーバの寿命を延ばすことができる。
【００２１】
また、放電空間を形成する蓋体１５が金属製であることにより、蓋体１５を安価に製造することができ、サージアブソーバ１０の製造コストを下げることができる。さらに、絶縁性基板１１を用いてサージアブソーバ１０を構成することにより、チップ形状のサージアブソーバ１０を得ることができて、その小型化及び表面実装が可能となる。
また、放電空間の寸法を変更する場合には、蓋体１５のみの大きさを変更するだけでよく、容易に放電空間の寸法を変更することが可能となる。
【００２２】
しかも、一方の放電電極１３が、その途中部分から基端部１３Ａまでを絶縁性基板１１の上面１１Ａに形成された溝部１１Ｃ内に設けられるとともに、蓋体１５の周縁部１５Ａの一部が溝部１１Ｃの上方に位置するよう接合されて間隙１６が形成されていることから、絶縁性基板１１の上面１１Ａに溝部１１Ｃを形成するだけで、容易に蓋体１５の周縁部１５Ａと一方の放電電極１３との間に間隙１６を形成でき、さらに、間隙１６の閉塞作業を、溝部１１Ｃ内に絶縁材１７を埋め込むことで容易に行うことができる。
【００２３】
以下、上記のような構成のサージアブソーバ１０を製造する方法を説明する。まず、図１に示されるように、一方の放電電極１３をその途中部分から基端部１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づくように傾斜させるための溝部１１Ｃが形成された絶縁性基板１１の上面１１Ａに、互いに相対向する放電電極１２，１３を形成することになる。
【００２４】
これら放電電極１２，１３は、上述したような金属粉末と無機結合材とを含む導電性材料をスパッタ法，蒸着法，イオンプレーティング法，印刷法，焼付法等によって、溝部１１Ｃに沿う方向で一本の帯状薄膜に形成した後、その帯状薄膜の途中位置、すなわち放電間隙１４を形成したい位置にレーザ光を照射して切断することにより、この切断部が放電間隙１４となって、互いに相対向する放電電極１２，１３が形成される。
【００２５】
次に、絶縁性基板１１の上面１１Ａにおいて、蓋体１５の周縁部１５Ａが接合されるべき位置に、上述したような絶縁性無機物からなる接合材をその厚さが０．１〜１０μｍ程度の薄膜状に塗布して、この接合材Ａが塗布された位置に蓋体１５の周縁部１５Ａを接触させるように載置する。
このとき、絶縁性基板１１の上面１１Ａに形成された他方の放電電極１２は、図３（ａ）に示すように、その上に絶縁性無機物からなる接合材Ａを介して金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａが位置しているような状態となっており（この状態では、絶縁性無機物からなる接合材Ａを介しているために、他方の放電電極１２と蓋体１５の周縁部１５Ａとは導通していない）、一方の放電電極１３は、その途中部分から基端部１３Ａ側に向けて絶縁性基板１１の下面に近づくように傾斜していることで、蓋体１５の周縁部１５Ａとは接触せずに、それらの間に間隙１６が形成されている。
【００２６】
次いで、この間隙１６に、例えばガラスペースト等の絶縁材ペーストを塗布するが、間隙１６に塗布されているガラスペーストは、加熱されて溶融する前には、多くの隙間や孔が存在しており、蓋体１５の内部と外部との通気性を有するものである。
そして、例えば、Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，ＳＦ6，ＣＯ2，Ｃ3Ｆ8，Ｃ2Ｆ6，ＣＦ4，Ｈ2及びこれらの混合ガス等の放電に適した不活性ガス中で加熱することにより、上記の接合材Ａを溶融させて、蓋体１５の周縁部１５Ａと絶縁性基板１１の上面１１Ａとを接合するのと同時に、間隙１６に塗布されているガラスペーストを介してさせて不活性ガスを蓋体１５の内部空間に封入して放電空間を形成するとともに、ガラスペーストが溶融して通気性を失い、間隙１６が絶縁材１７に閉塞された状態となって封止される。
すなわち、本実施形態によるサージアブソーバの製造方法は、蓋体１５を絶縁性基板１１に接合する工程と、間隙１６を閉塞する工程を同時に行うものである。
【００２７】
また、上記接合材Ａの加熱時には、図３（ｂ）に示すように、絶縁性無機物からなる接合材Ａが、他方の放電電極１２の成分である無機結合材と反応溶融して、他方の放電電極１２に吸収され消滅することにより、蓋体１５の周縁部１５Ａと他方の放電電極１２とが電気的に接合されて導通することになる。
このとき、接合材Ａが塗布されている厚さが０．１μｍより小さいと、蓋体１５の周縁部１５Ａと絶縁性基板１１の上面１１Ａとを隙間なく接合できずに、不活性ガスを封入できないおそれがあり、一方、厚さが１０μｍより大きいと、接合材Ａが無機結合材と反応溶融しきれずに、蓋体１５の周縁部１５Ａと他方の放電電極１２とを電気的に接合することができなくなってしまうおそれが生じる。
【００２８】
最後に、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂに、例えばディッピング法により、端子電極１８，１８を絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ、１１Ｂに形成するとともに、絶縁性基板１１の両端面１１Ｂ，１１Ｂまで延びる放電電極１２，１３の基端部１２Ａ，１３Ａを端子電極１８，１８に接合して、上記のような構成のサージアブソーバ１０が製造される。
【００２９】
上記のような製造方法では、蓋体１５を絶縁性基板１１に接合する工程と、一方の放電電極１３と蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に存在する間隙１６をふさぐ工程とを同時に行うことができるので、製造工程の減少につながり、効率的な製品の製造を行うことができる。
【００３０】
なお、本実施形態においては、一方の放電電極１３がその途中部分から基端部１３Ａ側に向かうにしたがい絶縁性基板１１の下面に近づくように傾斜して、一方の放電電極１３と蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に間隙１６が形成されているが、一方の放電電極１３と蓋体１５の周縁部１５Ａとの間に間隙が形成されれば他の構成でもよく、例えば、絶縁性基板１１に一方の放電電極１３の途中部分から基端部１３Ａに至るまで上面１１Ａより一段低くなるように段差を形成するようにして間隙１６を形成してもよいし、さらには、蓋体１５の周縁部１５Ａに、切り欠きを設けて、一方の放電電極１３との間に間隙１６が形成されるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、放電間隙によってサージを吸収できることに加え、他方の放電電極と電気的に接合された金属製の蓋体が空間から侵入する静電気等のサージを集電する電極となるために、機器ケース、ＳＷパッド等の隙間から侵入する静電気を吸収またはグラウンドへ逃がすことができる。しかも、一方の放電電極と、金属製の蓋体との間で放電を行うこともができて、放電電極に与える熱影響が少なくなり、サージアブソーバの寿命の延長を図ることができる。
また、放電空間を形成する蓋体が金属製であることから、蓋体を安価に製造することができ、サージアブソーバの製造コストを下げることができる。さらに、絶縁性基板を用いることでチップ形状のサージアブソーバを得ることができて、サージアブソーバの小型化及び表面実装が可能になる。
【００３２】
しかも、一方の放電電極が絶縁性基板の上面に形成された溝部内に設けられるとともに、蓋体の周縁部の一部が溝部の上方に位置して間隙が形成されていることから、絶縁性基板の上面に溝部を形成するだけで、容易に蓋体の周縁部と一方の放電電極との間に間隙を形成でき、さらに、間隙の閉塞作業を、溝部内に絶縁材を埋め込むことで容易に行うことができる。
【００３３】
さらには、蓋体の周縁部を絶縁性基板の上面に接合する工程と、一方の放電電極と蓋体の周縁部との間に形成された間隙をふさぐ工程とを不活性ガス中で同時に加熱して行うことから、サージアブソーバの製造工程を減らすことができて、能率的な製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の実施形態によるサージアブソーバの斜視図である。
【図２】   本発明の実施形態によるサージアブソーバの断面図である。
【図３】   （ａ）は接合材を加熱して溶融させる前の状態を示す説明図、（ｂ）は接合材を加熱して溶融させた後の状態を示す説明図である。
【図４】   従来のサージアブソーバを示す断面図である。
【符号の説明】
１０  サージアブソーバ
１１  絶縁性基板
１１Ａ  上面
１２，１３  放電電極
１２Ａ，１３Ａ  基端部
１４  放電間隙
１５  蓋体
１５Ａ  周縁部
１６  間隙
１７  絶縁材
１８  端子電極
Ａ  接合材
【図１】
0004239421.tif 000002
【図２】
0004239421.tif 000003
【図３】
0004239421.tif 000004
【図４】
0004239421.tif 000005