近年の電子機器は、ますます小型化、高性能化が進み、そこに使用される部品も小型で高性能になってきている。その結果、絶縁距離などの問題から個々の部品のサージ（異常電圧）に対する耐力は低下しており、サージアブソーバーによる保護がより重要な課題となってきている。このサージ対策部品においても、より小型で高性能なものが要求されるようになっており、今回はこのサージアブソーバーの技術とその応用動向について紹介する。

　サージアブソーバーとはサージを吸収（バイパス）させるものであり、通常、被保護機器に対して並列に接続して使用される。このサージアブソーバーの種類は大きく放電管型と半導体型に分けられる（図１）。三菱マテリアルで製品化しているアブソーバーは放電管型であり、マイクロギャップ式サージアブソーバーと呼ばれる。
このマイクロギャップ式サージアブソーバーは、図２に示すように導電性皮膜の中央にマイクロギャップを有し、導電性皮膜の両端にアーク放電を形成する電極を配置している。
その構造により、サージが印加されるとマイクロギャップで放電をトリガし、アーク放電でサージを吸収する。その結果、低静電容量であり、通常の状態では絶縁性に優れ回路の機能に影響をほとんど与えないという特徴を有する。その一方で、いったんサージが侵入した場合には、サージに対して瞬時に応答し、バイパスすることにより、電子機器を保護する。

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	サージアブソーバーの種類			マイクロギャップ式サージアブソーバーの構造

　これまでのサージアブソーバーは円筒形状のガラス管あるいはセラミックス管を用いてガス封止を行いリード線を付けたものであった。しかし、近年の電子機器は小型化が進んでおり、電子機器に搭載される電子部品においても省スペース、表面実装対応の要求が強まっている。これに応えるため、三菱マテリアルでは小型で面実装可能なサージアブソーバーＣＳＡ３０シリーズおよびＣＳＡ７０シリーズを開発した（写真）。
ＣＳＡ３０シリーズは静電気対策用であり、ＣＳＡ７０は通信回線保護用となっている。両者とも小型であるが、マイクロギャップを応用した放電管型のサージアブソーバーであり、絶縁性、低静電容量、サージに対する応答性はこれまでのリード線タイプのマイクロギャップ式サージアブソーバーと同等以上となっている。とくにＣＳＡ７０に関しては、使用する材料の洗い直しを行い、サージに対する応答性は格段に改善された。従来、放電管型では難しいと考えられていた半導体サージアブソーバーと同等の応答性を達成している。

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	小型サージアブソーバーCSA30シリーズとCSA70シリーズ

　サージアブソーバーの用途としてはアンテナ線、電源線、接地、通信線から侵入してくる誘導雷対策、静電気対策などがあるが、本稿ではサージアブソーバーの静電容量が特に影響する通信線・インターフェイスへの応用について一例を紹介する。

　近年の通信回線はパソコンの通信手段を見ても分かるように、ダイヤルアップ（５６ｋｂｐｓ）からＡＤＳＬ（１．５Ｍｂｐｓ）、ＡＤＳＬの高速化（２５Ｍｂｐｓ、４０Ｍｂｐｓ）、ＶＤＳＬ（１００Ｍｂｐｓ）のように高速化が目覚ましく、これに対応するために通信周波数も高周波化、広帯域化が進んでいる。
通信線の高速化が進むに従って、対応するＬＡＮの通信手段であるイーサネットおよび周辺機器とのインターフェイスであるＵＳＢなども高速化が進んでいる。イーサネットは１０ＢＡＳＥ―Ｔ（１０Ｍｂｐｓ）から１００ＢＡＳＥ―Ｔ（１００Ｍｂｐｓ）へ、そして１０００ＢＡＳＥ−Ｔ（１Ｇｂｐｓ）へと進化し、ＵＳＢはハイスピード対応化している。

　イーサネットでは通信速度が速くなるに従って、通信線の長さおよび通信線に接続されるするアブソーバーの静電容量が問題になってきている。
これには、アブソーバーの付加により通信線の静電容量が増す結果、パルス波形の歪みが増加して矩形波の立ち上がりおよび、立ち下がりがなまってしまうという問題が含まれる。
とくに高速通信においては、アブソーバーの静電容量の影響が大きく、最悪な場合、通信が成立しなくなる。
　図４は１００ＢＡＳＥ―Ｔを介してパソコン同士が通信するとき（図３）に観測されるパルスの波形である。（ａ）はサージ対策なしの場合であり、（ｂ）はサイリスター型のアブソーバーを接続した状態での波形、（ｃ）はＣＳＡ７０を接続した状態での波形である。
先ほど述べたように、静電容量の比較的大きなサイリスター型のアブソーバーを接続した場合、波形がなまってしまっているのが分かる。一方、ＣＳＡ７０を接続した場合は、ほとんど波形が変化していない。
現在のところ、１０ＢＡＳＥ―Ｔのサージ対策として半導体スイッチング素子型のサージアブソーバーが使用されているが、この半導体スイッチング素子型のサージアブソーバーは静電容量が比較的大きく、通常のケーブルの静電容量以上に信号波形を歪ませる（図４参照）ので、１００ＢＡＳＥ―Ｔ以上の高速通信においては信号を正確に伝えられないケースも出てくる。また、図５はＵＳＢのハイスピードＳｉｇｎａｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　ｔｅｓｔ（波形の立ち上がりおよび立ち下がり部分での波形形状を評価するテスト）を行った結果である。（ａ）はサージ対策なしの場合であり、（ｂ）　は２０ｐＦの静電容量を持つバリスターを接続した場合はＣＳＡ３０を接続した場合、（ｃ）は２０ｐＦの静電容量を持つバリスターを接続した場合はＣＳＡ３０を接続した場合である。
静電容量１ｐＦ以下のＣＳＡ３０を接続した場合のアイパターンは、対策なしの場合とほとんど差が見られない。
　一方、静電容量の大きなバリスターを接続した場合、波形がなまってしまい、Ｏｖｅｒａｌｌ　ｒｅｓｕｌｔとＳｉｇｎａｌ　ｅｙｅの項目で不合格となった。
今後の応用動向としては、通信の高速化は必須であり、すでに実用化されているＩＥＥＥ１３９４、ＤＶＩや、今後普及すると見られるＨＤＭＩなどの高速通信においては、サージ対策は重要なポイントとなるものと思われる。このような高速通信にも使用できるサージアブソーバーへの要求事項としては、（１）静電容量が非常に小さいこと（２）絶縁抵抗が大きいこと（３）サージに対して応答性の良いこと、があげられる。
先ほど述べた放電管型で面実装可能なサージアブソーバーであるＣＳＡ３０およびＣＳＡ７０シリーズは、低静電容量と高い絶縁抵抗およびサージに対する優れた応答性から、従来用いられていた静電容量の大きな半導体型サージアブソーバーに代わるものとして期待される。
これからの通信線保護用、静電気対策用サージアブソーバーの傾向としては、小型かつ面実装可能でしかも低静電容量・高絶縁であり、より高速にサージに応答するものが必要となる。
三菱マテリアルは、このような要求に応えるべく製品を開発していく予定である。

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		１００ＢＡＳＥ―Ｔを介したパソコン同士の通信			１００ＢＡＳＥ―Ｔを介してパソコン同士が通信するときのパルス波形			ＵＳＢのハイスピード・シグナル・クォリティ・テスト