JPH11329663A - サージ吸収素子 - Google Patents
サージ吸収素子Info
- Publication number
- JPH11329663A JPH11329663A JP15664098A JP15664098A JPH11329663A JP H11329663 A JPH11329663 A JP H11329663A JP 15664098 A JP15664098 A JP 15664098A JP 15664098 A JP15664098 A JP 15664098A JP H11329663 A JPH11329663 A JP H11329663A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- absorbing element
- surge
- surge absorbing
- conductive film
- microgap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サージの印加からアーク放電までの時間を短
くして応答性を向上させ、さらに放電開始電圧を低くす
ることで、導電性被膜およびマイクロギャップがアーク
放電時に劣化しにくい、信頼性および耐久性の高いサー
ジ吸収素子を提供すること。 【解決手段】 導電性被膜２が、サージ印加方向に垂直
にして、マイクロギャップ３を隔てた複数の平行な直線
上に、三角形状または鋸歯形状に連なって、絶縁体１の
表面に、互いに分離独立して形成されているサージ吸収
素子とする。
くして応答性を向上させ、さらに放電開始電圧を低くす
ることで、導電性被膜およびマイクロギャップがアーク
放電時に劣化しにくい、信頼性および耐久性の高いサー
ジ吸収素子を提供すること。 【解決手段】 導電性被膜２が、サージ印加方向に垂直
にして、マイクロギャップ３を隔てた複数の平行な直線
上に、三角形状または鋸歯形状に連なって、絶縁体１の
表面に、互いに分離独立して形成されているサージ吸収
素子とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子をはじ
めとする電子部品、あるいは電子回路等に印加される過
電圧を吸収するサージ吸収素子に関する。
めとする電子部品、あるいは電子回路等に印加される過
電圧を吸収するサージ吸収素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】サージ吸収素子は、電子機器の電子回路
を誘導雷等のサージから保護するために重要な素子であ
る。従来は、サージ吸収素子としては、電圧非直線特性
を有する高抵抗体素子からなるバリスタや、微小放電間
隙を気密容器内に収容したマイクロギャップ等が広く使
用されてきた。
を誘導雷等のサージから保護するために重要な素子であ
る。従来は、サージ吸収素子としては、電圧非直線特性
を有する高抵抗体素子からなるバリスタや、微小放電間
隙を気密容器内に収容したマイクロギャップ等が広く使
用されてきた。
【０００３】しかし、バリスタは、サージ吸収に優れた
応答性を有するが、単位面積当たりの電流耐量が比較的
小さいため、大きなサージ電流を効率良く吸収すること
が困難である。
応答性を有するが、単位面積当たりの電流耐量が比較的
小さいため、大きなサージ電流を効率良く吸収すること
が困難である。
【０００４】他方、気密容器内に収容したマイクロギャ
ップから構成されるサージ吸収素子は、希ガスまたは窒
素ガスなどの不活性雰囲気中で、その放電間隙にアーク
放電を生成することにより、電流耐量を大きくすること
ができる。しかし、マイクロギャップから構成されるサ
ージ吸収素子は、サージの印加からアーク放電までの時
間が長く、応答性が低く、また、アーク放電による導電
性被膜およびマイクロギヤップの劣化等の問題が生じて
いた。
ップから構成されるサージ吸収素子は、希ガスまたは窒
素ガスなどの不活性雰囲気中で、その放電間隙にアーク
放電を生成することにより、電流耐量を大きくすること
ができる。しかし、マイクロギャップから構成されるサ
ージ吸収素子は、サージの印加からアーク放電までの時
間が長く、応答性が低く、また、アーク放電による導電
性被膜およびマイクロギヤップの劣化等の問題が生じて
いた。
【０００５】気密容器内に収容したマイクロギャップか
ら構成されるサージ吸収素子は、絶縁体の表面を被覆し
た炭素被膜や金属酸化物被膜などの導電性被膜に、レー
ザーカッターやダイヤモンドカッターなどで線状にマイ
クロギャップを形成して、導電性被膜を分離独立させ、
その両端に外部接続のための端子を取り付けて構成され
ている。
ら構成されるサージ吸収素子は、絶縁体の表面を被覆し
た炭素被膜や金属酸化物被膜などの導電性被膜に、レー
ザーカッターやダイヤモンドカッターなどで線状にマイ
クロギャップを形成して、導電性被膜を分離独立させ、
その両端に外部接続のための端子を取り付けて構成され
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、サージの印
加からアーク放電までの時間を短くして応答性を向上さ
せ、さらに放電開始電圧を低くすることで、導電性被膜
およびマイクロギャップがアーク放電時に劣化しにく
い、信頼性および耐久性の高いサージ吸収素子を提供す
ることを目的とする。
加からアーク放電までの時間を短くして応答性を向上さ
せ、さらに放電開始電圧を低くすることで、導電性被膜
およびマイクロギャップがアーク放電時に劣化しにく
い、信頼性および耐久性の高いサージ吸収素子を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロギャ
ップによって分割され、マイクロギャップを隔てて対向
する導電性被膜に印加されるサージを吸収するサージ吸
収素子において、導電性被膜は、サージ印加方向に垂直
でマイクロギャップを隔てた複数の平行な直線上に、三
角形状または鋸歯形状をなして連なって、絶縁体の表面
に、互いに分離独立して形成されているサージ吸収素子
である。
ップによって分割され、マイクロギャップを隔てて対向
する導電性被膜に印加されるサージを吸収するサージ吸
収素子において、導電性被膜は、サージ印加方向に垂直
でマイクロギャップを隔てた複数の平行な直線上に、三
角形状または鋸歯形状をなして連なって、絶縁体の表面
に、互いに分離独立して形成されているサージ吸収素子
である。
【０００８】本発明のサージ吸収素子は、また、前記絶
縁体が、円柱形状または円筒形状をなし、このサージ吸
収素子を、希ガス及び不活性ガスのうち少なくとも１種
類とともに、密閉空間に封入されて形成されていること
を特徴とする。
縁体が、円柱形状または円筒形状をなし、このサージ吸
収素子を、希ガス及び不活性ガスのうち少なくとも１種
類とともに、密閉空間に封入されて形成されていること
を特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
いて、図面を参照して説明する。
【００１０】図１は、本発明の実施の形態によるサージ
吸収素子を示す図である。図２は、本発明によるサージ
吸収素子のマイクロギャップ幅と放電開始電圧の関係を
示す図である。図３は、本発明によるサージ吸収素子の
吸収波形を示す図である。
吸収素子を示す図である。図２は、本発明によるサージ
吸収素子のマイクロギャップ幅と放電開始電圧の関係を
示す図である。図３は、本発明によるサージ吸収素子の
吸収波形を示す図である。
【００１１】サージ吸収素子に定格電圧以上のサージが
印加された場合、まず、マイクロギャップを隔てた導電
性被膜の間に電位差が生じ、これによりマイクロギャッ
プに電子が放出されて、沿面放電が発生する。次いで、
この沿面放電に伴って生ずる電子のプライミング効果に
よって、グロー放電へと移行する。そして、このグロー
放電が、サージ電流の増加によって主放電間隙へと転移
し、主放電としてのアーク放電に移行してサージを吸収
する。サージ吸収素子は、マイクロギャップに生ずる、
元来、応答速度の速い沿面放電をトリガ放電として利用
している。
印加された場合、まず、マイクロギャップを隔てた導電
性被膜の間に電位差が生じ、これによりマイクロギャッ
プに電子が放出されて、沿面放電が発生する。次いで、
この沿面放電に伴って生ずる電子のプライミング効果に
よって、グロー放電へと移行する。そして、このグロー
放電が、サージ電流の増加によって主放電間隙へと転移
し、主放電としてのアーク放電に移行してサージを吸収
する。サージ吸収素子は、マイクロギャップに生ずる、
元来、応答速度の速い沿面放電をトリガ放電として利用
している。
【００１２】図１に示すように、サージ吸収素子は、円
柱形状の絶縁体１を被覆する導電性被膜２にマイクロギ
ャップ３が形成されたうえ、不活性な窒素ガスとともに
ガラス管６によって密閉空間に封入された状態で構成さ
れている。サージは、二つのリード線５を通じてキャッ
プ電極４に印加され、さらに導電性被膜２に印加され
る。
柱形状の絶縁体１を被覆する導電性被膜２にマイクロギ
ャップ３が形成されたうえ、不活性な窒素ガスとともに
ガラス管６によって密閉空間に封入された状態で構成さ
れている。サージは、二つのリード線５を通じてキャッ
プ電極４に印加され、さらに導電性被膜２に印加され
る。
【００１３】絶縁体１は、ムライト粉末を円柱形状に押
し出し成型し、焼成して得た。この絶縁体１の全表面に
一様に導電性被膜２を蒸着させ、長さ５.５ｍｍ、径１.
７ｍｍの円柱状絶縁体素子とした。この円柱状絶縁体素
子の導電性被膜２に、レーザー光によって、幅５０〜１
８０μｍのマイクロギャップ３を、１００μｍの間隔
で、円周方向に平行にトリミングして形成した。直線上
に連なった導電性被膜の形状は、三角形状のものとし
た。なお、導電性被膜の形状を鋸歯形状として形成する
こともできる。
し出し成型し、焼成して得た。この絶縁体１の全表面に
一様に導電性被膜２を蒸着させ、長さ５.５ｍｍ、径１.
７ｍｍの円柱状絶縁体素子とした。この円柱状絶縁体素
子の導電性被膜２に、レーザー光によって、幅５０〜１
８０μｍのマイクロギャップ３を、１００μｍの間隔
で、円周方向に平行にトリミングして形成した。直線上
に連なった導電性被膜の形状は、三角形状のものとし
た。なお、導電性被膜の形状を鋸歯形状として形成する
こともできる。
【００１４】次に、円柱形状絶縁体素子の両端を、キャ
ップ電極４にそれぞれ機械的に圧入し、各キャップ電極
４の端面には、ジュメット線よりなるリード線５を溶接
して接続した。さらに、円柱形状絶縁体素子を窒素ガス
と共にガラス管６内に封入し、リード線５の他端を外部
へ導出するようにして、サージ吸収素子を作製した。
ップ電極４にそれぞれ機械的に圧入し、各キャップ電極
４の端面には、ジュメット線よりなるリード線５を溶接
して接続した。さらに、円柱形状絶縁体素子を窒素ガス
と共にガラス管６内に封入し、リード線５の他端を外部
へ導出するようにして、サージ吸収素子を作製した。
【００１５】図２に、本発明による５０個のサージ吸収
素子の、マイクロギャップ幅と放電開始電圧の関係を示
す。比較例として、図２には、本実施の形態に示す絶縁
体素子と同一の形状で、円周方向に一様な幅５０〜１８
０μｍでマイクロギャップをトリミングして形成したサ
ージ吸収素子を作製し、評価した結果を併せて示した。
図２から、本発明によるサージ吸収素子は、放電開始電
圧が低く、さらに、ばらつきも小さくなっていることが
わかる。
素子の、マイクロギャップ幅と放電開始電圧の関係を示
す。比較例として、図２には、本実施の形態に示す絶縁
体素子と同一の形状で、円周方向に一様な幅５０〜１８
０μｍでマイクロギャップをトリミングして形成したサ
ージ吸収素子を作製し、評価した結果を併せて示した。
図２から、本発明によるサージ吸収素子は、放電開始電
圧が低く、さらに、ばらつきも小さくなっていることが
わかる。
【００１６】また、図３には、本発明におけるサージ吸
収素子と、前記比較例のサージ吸収素子の吸収波形をそ
れぞれ示す。図３から、これら二つのサージ吸収素子に
同一のサージの原波形を印加した場合、本発明によるサ
ージ吸収素子は、応答性は格段に向上していることがわ
かる。
収素子と、前記比較例のサージ吸収素子の吸収波形をそ
れぞれ示す。図３から、これら二つのサージ吸収素子に
同一のサージの原波形を印加した場合、本発明によるサ
ージ吸収素子は、応答性は格段に向上していることがわ
かる。
【００１７】本発明によるサージ吸収素子は、三角形状
または鋸歯形状をなす微細な導電性膜が、サージ印加方
向に垂直な直線上に連なって形成され、同じ形状の複数
の導電性被膜が、それぞれマイクロギッャプを隔てて形
成されており、これらの導電性被膜を、それぞれ放電電
極とするところに特徴がある。
または鋸歯形状をなす微細な導電性膜が、サージ印加方
向に垂直な直線上に連なって形成され、同じ形状の複数
の導電性被膜が、それぞれマイクロギッャプを隔てて形
成されており、これらの導電性被膜を、それぞれ放電電
極とするところに特徴がある。
【００１８】マイクロギャツプの数が多いほど、トリガ
放電となる沿面放電の発生部が実質的に増える。このた
め、サージの印加から主放電間隙に生ずる主放電たるア
ーク放電までの時間が短縮され、応答性が向上する。
放電となる沿面放電の発生部が実質的に増える。このた
め、サージの印加から主放電間隙に生ずる主放電たるア
ーク放電までの時間が短縮され、応答性が向上する。
【００１９】本発明では、導電性被膜を三角形状または
鋸歯形状に形成することによって、電荷が導電性被膜の
エッジ部分に集まり、トリガ放電となる沿面放電の発生
が容易になる。さらに、放電開始電圧が小さくなり、導
電性被膜およびマイクロギャップのアーク放電時の劣化
が低減される。
鋸歯形状に形成することによって、電荷が導電性被膜の
エッジ部分に集まり、トリガ放電となる沿面放電の発生
が容易になる。さらに、放電開始電圧が小さくなり、導
電性被膜およびマイクロギャップのアーク放電時の劣化
が低減される。
【００２０】トリミングによって形成されるマイクロギ
ャップと導電性被膜の形状の詳細、すなわち、連なった
三角形状または鋸歯形状の角度や周期、導電性被膜およ
びマイクロギャップの幅等は、サージ吸収素子の仕様に
もっとも適合するように選択することができる。
ャップと導電性被膜の形状の詳細、すなわち、連なった
三角形状または鋸歯形状の角度や周期、導電性被膜およ
びマイクロギャップの幅等は、サージ吸収素子の仕様に
もっとも適合するように選択することができる。
【００２１】絶縁体１は、ムライトのほかに、アルミ
ナ、ステアタイトなどがあげられるが、これらに限定さ
れるものではない。また絶縁体１の形状は、円柱形状、
あるいは円筒形状が、レーザー光によるトリミングにも
っとも好都合であるが、平板形状でもかまわない。
ナ、ステアタイトなどがあげられるが、これらに限定さ
れるものではない。また絶縁体１の形状は、円柱形状、
あるいは円筒形状が、レーザー光によるトリミングにも
っとも好都合であるが、平板形状でもかまわない。
【００２２】また、封入ガスにはＮｅ，Ａｒ，Ｈｅ等の
希ガスや窒素ガス、六フッ化硫黄等の不活性ガスであれ
ば、いずれを使用してもよい。あるいは、高真空に減圧
された空間に封じた構成としてもよい。
希ガスや窒素ガス、六フッ化硫黄等の不活性ガスであれ
ば、いずれを使用してもよい。あるいは、高真空に減圧
された空間に封じた構成としてもよい。
【００２３】このような構成とすることによって、応答
性が良く、かつ信頼性及び耐久性の高いサージ吸収素子
が得られる。
性が良く、かつ信頼性及び耐久性の高いサージ吸収素子
が得られる。
【００２４】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によるサ
ージ吸収素子を用いることにより、サージの印加からア
ーク放電までに要する時間が短縮化され、応答性が向上
し、さらに放電開始電圧が低くなって、導電性被膜およ
びマイクロギャップがアーク放電時に劣化しにくくな
り、信頼性及び耐久性が向上する。
ージ吸収素子を用いることにより、サージの印加からア
ーク放電までに要する時間が短縮化され、応答性が向上
し、さらに放電開始電圧が低くなって、導電性被膜およ
びマイクロギャップがアーク放電時に劣化しにくくな
り、信頼性及び耐久性が向上する。
【図１】本発明の実施の形態によるサージ吸収素子を示
す図。
す図。
【図２】本発明によるサージ吸収素子のマイクロギャッ
プ幅と放電開始電圧の関係を示す図。
プ幅と放電開始電圧の関係を示す図。
【図３】本発明によるサージ吸収素子の吸収波形を示す
図。
図。
１ 絶縁体 ２ 導電性被膜 ３ マイクロギャップ ４ ギャップ電極 ５ リード線 ６ ガラス管
Claims (3)
- 【請求項１】 マイクロギャップによって分割され、該
マイクロギャップを隔てて対向する導電性被膜に印加さ
れるサージを吸収するサージ吸収素子において、前記導
電性被膜は、サージ印加方向に垂直で前記マイクロギャ
ップを隔てた複数の平行な直線上に、三角形状または鋸
歯形状をなして連なって、絶縁体の表面に、互いに分離
独立して形成されていることを特徴とするサージ吸収素
子。 - 【請求項２】 前記絶縁体は、円柱形状、または円筒形
状であることを特徴とする請求項１記載のサージ吸収素
子。 - 【請求項３】 希ガスおよび不活性ガスのうち少なくと
も１種類とともに、密閉空間に封入して形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のサージ
吸収素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15664098A JPH11329663A (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | サージ吸収素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15664098A JPH11329663A (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | サージ吸収素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11329663A true JPH11329663A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=15632093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15664098A Pending JPH11329663A (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | サージ吸収素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11329663A (ja) |
-
1998
- 1998-05-20 JP JP15664098A patent/JPH11329663A/ja active Pending
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