(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性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、
一方の放電電極は、前記絶縁性基板の上面に形成され、他方の放電電極は、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されており、
前記蓋体は金属製とされ、その周縁部の一部が前記溝部の上方に位置しており、前記一方の放電電極が前記蓋体の周縁部と電気的に接合されているとともに、前記他方の放電電極と前記蓋体の周縁部との間に間隙が設けられて、該間隙が絶縁材により閉塞されていることを特徴とするサージアブソーバ。
【請求項２】
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、一方の放電電極を前記絶縁性基板の上面に設けるとともに、他方の放電電極を、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設け、金属製の前記蓋体の周縁部を前記絶縁性基板の上面に接合する際に、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、他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とともに一方の放電電極と前記蓋体の周縁部とを電気的に接合し、
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３】
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、
前記蓋体接合工程は、前記蓋体の周縁部または前記絶縁性基板の上面のうちの少なくとも一方に接合材を塗布し、前記蓋体を前記絶縁性基板の上面に載置する工程と、前記蓋体の周縁部を局所的に加熱して前記接合材を溶融させる工程と、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４】
請求項３に記載のサージアブソーバの製造方法において、前記接合材を溶融させる工程は、真空中で電子ビームを前記蓋体の周縁部に照射することによって行う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及びその製造方法に関する。
【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３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３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及びその製造方法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、絶縁性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、一方の放電電極は、前記絶縁性基板の上面に形成され、他方の放電電極は、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されており、前記蓋体は金属製とされ、その周縁部の一部が前記溝部の上方に位置しており、前記一方の放電電極が前記蓋体の周縁部と電気的に接合されているとともに、前記他方の放電電極と前記蓋体の周縁部との間に間隙が設けられて、該間隙が絶縁材により閉塞されていることを特徴とする。このような構成とすると、一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、他方の放電電極と、この他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。
【０００７】
また、前記他方の放電電極は、前記絶縁性基板の上面に形成された溝部内に設けられ、前記蓋体は、その周縁部の一部が前記溝部の上方に位置し、前記間隙が前記溝部内に形成されていることを特徴とする。
このような構成とすると、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他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。
【０００８】
また、本発明によるサージアブソーバの製造方法は、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、一方の放電電極を前記絶縁性基板の上面に設けるとともに、他方の放電電極を、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設け、金属製の前記蓋体の周縁部を前記絶縁性基板の上面に接合する際に、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、他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とともに一方の放電電極と前記蓋体の周縁部とを電気的に接合し、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。
【００１０】
さらに、前記蓋体接合工程は、前記蓋体の周縁部または前記絶縁性基板の上面のうちの少なくとも一方に接合材を塗布し、前記蓋体を前記絶縁性基板の上面に載置する工程と、前記蓋体の周縁部を局所的に加熱して前記接合材を溶融させる工程とを有することを特徴とする。
このようなサージアブソーバの製造方法を用いると、サージアブソーバ全体を加熱するのではなく、接合材が存在している蓋体の周縁部付近を局所的に加熱して接合材を溶融させ、蓋体を絶縁性基板に接合することができるので、サージアブソーバ全体への熱影響を少なくすることができる。
【００１１】
また、前記接合材を溶融させる工程は、真空中で電子ビームを前記蓋体の周縁部に照射することによって行うことを特徴とする。
電子ビームを用いて蓋体を絶縁性基板に接合することで、高速加工が可能になって量産性に優れ、かつ高精度の加工を行うことができるとともに、局所的な加熱で済むので、サージアブソーバ全体への熱影響を少なくすることができる。
【００１２】
【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。
【００１３】
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、導電性金属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１２の先端と他方の放電電極１３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。
なお、この放電電極１２，１３は、Ａｇ／Ｐｄ，ＳｎＯ2，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｔａ，Ｗ，ＳｉＣ，ＢａＡｌ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｃ，Ａｇ，Ａｇ／Ｐｔ，ＩＴＯ等で、スパッタ法，蒸着法，イオンプレーティング法，印刷法，焼付法等により形成されたものである。
【００１４】
ここで、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、他方の放電電極１３が形成されている部分に溝部１１Ｃが設けられており、他方の放電電極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、他方の放電電極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】
また、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】
このとき、絶縁性基板１１の上面１１Ａに形成された一方の放電電極１２は、金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａと電気的に接合されるが、他方の放電電極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が形成されている。
【００１７】
この他方の放電電極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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、一方の放電電極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、他方の放電電極１３と、この他方の放電電極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。
【００２０】
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。
【００２１】
しかも、他方の放電電極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と他方の放電電極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。
【００２２】
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、絶縁性基板１１の上面１１Ａに、他方の放電電極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を形成した後に、その上面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。
【００２３】
これら放電電極１２，１３は、例えば、Ａｇ／Ｐｄ，ＳｎＯ2，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｔａ，Ｗ，ＳｉＣ，ＢａＡｌ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｃ，Ａｇ，Ａｇ／Ｐｔ，ＩＴＯ等の導電性金属を、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。
【００２４】
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、例えば、タングステンペーストを焼き付け、その後Ｎｉめっきを施しておき、一方、金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａに、例えば銀ロウ等の接合材を塗布して、蓋体１５を絶縁性基板１１の上面１１Ａの所定位置に載置する。このとき、他方の放電電極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、溝部１１Ｃの上方に位置する蓋体１５の周縁部１５Ａとは接触せずに間隙１６が形成される。
【００２５】
この状態を維持したまま、真空中において、電子ビームを蓋体１５の周縁部１５Ａ付近に照射することにより、接合材を加熱して溶融させ、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。ここで、絶縁性基板１１の上面１１Ａに形成された一方の放電電極１２は、金属製の蓋体１５の周縁部１５Ａと電気的に接合されることになる。
【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、この間隙１６に塗布されているガラスペーストを介し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。
【００２７】
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。
【００２８】
上記のような製造方法では、電子ビームを用いて蓋体１５を絶縁性基板１１に接合することから、高速加工ができて量産性に優れており、かつ高精度の加工を行うことができるとともに、局所的な加熱で済むので、サージアブソーバ１０全体への熱的影響を少なくして、優れた特性をもつサージアブソーバ１０を得ることができる。
【００２９】
なお、本実施形態においては、蓋体１５の周縁部１５Ａを絶縁性基板１１の上面１１Ａに接合するのに、電子ビームを用いたが、これに限定されることなく、接合材をレーザ光によって加熱するようにしてもよいし、さらには、蓋体１５の周縁部１５Ａの形状に対応した環状のヒータによって、接合材を局所的に加熱するようにしてもよい。
【００３０】
また、本実施形態においては、他方の放電電極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、他方の放電電極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、他方の放電電極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に他方の放電電極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、他方の放電電極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、一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、他方の放電電極と、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、他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他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】
また、蓋体の周縁部付近を局所的に加熱して接合材を溶融させることにより、蓋体の周縁部を絶縁性基板の上面に接合することから、サージアブソーバ全体への熱的影響を少なくすることができて、優れた特性をもつサージアブソーバを得ることができる。さらに、接合材を溶融させるのに、電子ビームを用いると、高速加工ができて量産性に優れ、かつ高精度の加工を行うことができる。
【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】  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
【図１】
0004239420.tif 000002
【図２】
0004239420.tif 000003
【図３】
0004239420.tif 000004