CN105190832B - 与扁平气体放电管相关的器件和方法 - Google Patents

Abstract

公开的是与扁平气体放电管(GDT)相关的器件和方法。在一些实施例中，可以从具有第一侧和第二侧的绝缘体板制造多个GDT，其中所述绝缘体板定义多个开口。每个开口可以被在所述绝缘体板的所述第一侧和所述第二侧上的第一电极和第二电极覆盖，以由此定义被配置用于GDT操作的封闭的气体体积。公开了与这种GDT相关的各种示例，包括电极配置、开口配置、预电离特征、GDT与另一GDT或器件的聚集、以及封装配置。

Description

与扁平气体放电管相关的器件和方法

相关申请的交叉引用

此申请要求于2013年2月22日提交的、发明名称为“DEVICES AND METHODSRELATED TO FLAT GAS DISCHARGE TUBES(与扁平气体放电管相关的器件和方法)”的美国临时申请第61/768,346号的优先权，特此通过引用而将其公开内容明确地全部合并于此。

技术领域

本申请一般地涉及气体放电管，且更具体地，涉及与扁平(flat)气体放电管相关的器件和方法。

背景技术

气体放电管(GDT)是具有在两个电极之间约束的一定体积的气体的器件。当在两个电极之间存在足够的电势差时，该气体可以电离，以提供导电媒质，从而产生电弧形式的电流。

基于这样的工作原理，可以将GDT配置为在电气干扰期间提供用于各种应用的可靠和有效的保护。在一些应用中，由于诸如低电容和低插入/回波损耗之类的属性，GDT可以比半导体放电器件更为优选。相应地，GDT频繁地使用在电信和其中期望相对于诸如过电压之类电气干扰的保护的其他应用中。

发明内容

在一些实施方式中，本申请涉及一种包括具有第一侧和第二侧的绝缘体板的器件。所述绝缘体板定义(define)多个开口，其中每一个开口被确定尺寸(dimension)以能够被所述绝缘体板的所述第一侧和所述第二侧上的第一电极和第二电极覆盖，以由此定义被配置用于气体放电管(GDT)操作的封闭的气体体积。

在一些实施例中，所述绝缘体板可以是陶瓷板。所述绝缘体板还可以在所述第一侧和所述第二侧中的任一个或两者上定义多个刻线，其中，所述刻线被确定尺寸以使得便于将所述绝缘体板分割为多个单个单元，每个单个单元具有一个或多个开口。

在一些实施例中，所述器件还可以包括：安装到所述第一侧的第一电极和安装到所述第二侧的第二电极，以用于形成所述封闭的气体体积。所述绝缘体板在所述第一侧和所述第二侧之间可以具有实质上均匀的厚度。所述第一电极和所述第二电极中的每一个可以包括内中心表面，使得所述封闭的气体体积包括通过所述开口以及所述第一电极和所述第二电极的内中心表面所定义的圆柱形体积。所述第一电极和所述第二电极中的每一个还可以包括内凹陷部分，被配置为允许所述开口周围的对应表面的一部分暴露到所述圆柱形体积。所述器件还可以包括：一个或多个预电离线，实现在通过所述电极的内凹陷部分暴露的所述开口周围的表面上。所述一个或多个预电离线可以被配置为减少所述GDT操作期间的响应时间。

在一些实施方式中，本申请涉及一种用于制造用于多个气体放电管(GDT)的绝缘体的方法。所述方法包括：提供或形成绝缘体板，所述绝缘体板具有第一侧和第二侧。所述方法还包括：在所述绝缘体板上形成多个开口，其中每一个开口被确定尺寸以能够被所述绝缘体板的所述第一侧和所述第二侧上的第一电极和第二电极覆盖，以由此定义被配置用于气体放电管(GDT)操作的封闭的气体体积。

在一些实施例中，所述方法还可以包括：在所述第一侧和所述第二侧中的任一个或两者上形成多个刻线。所述刻线可以被确定尺寸以使得便于将所述绝缘体板分割为多个单个单元，每个单个单元具有一个或多个开口。

在一些实施方式中，本申请涉及一种用于制造气体放电管(GDT)器件的方法。所述方法包括：提供或形成绝缘体板，所述绝缘体板具有第一侧和第二侧。所述方法还包括：在所述绝缘体板上形成多个开口。所述方法还包括：在所述绝缘体板的所述第一侧和所述第二侧上利用第一电极和第二电极来覆盖每一个开口，以由此定义封闭的气体体积。

在一些实施例中，所述方法还可以包括：在所述第一侧和所述第二侧中的任一个或两者上形成多个刻线。所述刻线可以被确定尺寸以使得便于将所述绝缘体板分割为多个单个单元，每个单个单元具有一个或多个开口。所述方法还可以包括：将所述绝缘体板分割为所述多个单个单元。所述方法还可以包括：将所分割的单个单元封装成期望的形式。所述期望的形式可以包括表面安装形式。

在一些实施例中，所述形成多个开口的步骤可以包括：形成内部绝缘体环，所述内部绝缘体环具有外边界和通过所述开口定义的内边界。所述内部绝缘体在所述内边界和所述外边界之间可以具有减小的厚度。所述减小的厚度可以具有比所述第一侧和所述第二侧之间的厚度更小的值。所述内部绝缘体环可以被确定尺寸以提供用于蠕变电流的延伸路径长度。

在一些实施例中，所述方法还可以包括：形成或提供接合部层，所述接合部层使得便于利用所述开口相应的电极来覆盖所述开口。所述接合部层可以包括金属化层，所述金属化层在所述绝缘体板的第一侧和第二侧上形成在所述开口中的每一个开口周围。所述接合部层还可以包括：钎焊层，用于将所述电极接合到所述金属化层。例如，所述钎焊层可以是钎焊垫圈，并且这种钎焊垫圈可以是接合在一起的钎焊垫圈的阵列的一部分。在另一示例中，可以通过印刷钎焊膏来形成所述钎焊层。

在一些实施方式中，本申请涉及一种气体放电管(GDT)器件，包括：绝缘体层，具有第一侧和第二侧以及包含多个边缘的多边形形状。所述绝缘体层包括沿着所述边缘中的至少一个的刻痕(score)特征。所述绝缘体层定义一个或多个开口。所述GDT器件还包括：第一电极和第二电极，分别布置在所述绝缘体层的第一侧和第二侧上，从而覆盖所述一个或多个开口中的每一个，以由此定义封闭的气体体积。

在一些实施例中，所述绝缘体层可以包括陶瓷层。在一些实施例中，所述多边形可以是矩形。所述绝缘体层可以定义内部绝缘体环，所述内部绝缘体环具有外边界和通过所述开口定义的内边界。所述内部绝缘体在所述内边界和所述外边界之间可以具有减小的厚度。所述减小的厚度可以具有比所述第一侧和所述第二侧之间的厚度更小的值。所述内部绝缘体环可以被确定尺寸以提供用于蠕变电流的延伸路径长度。

在一些实施例中，所述GDT器件还可以包括：接合部层，布置在所述第一电极和所述第二电极中的每一个与它们相应的在所述第一侧和所述第二侧的表面之间。所述接合部层可以包括金属化层，所述金属化层在所述陶瓷层的第一侧和第二侧上形成在所述开口中的每一个开口周围。所述接合部层还可以包括：钎焊层，被配置为使得便于将所述电极接合到所述金属化层。例如，所述钎焊层可以包括钎焊垫圈。所述钎焊垫圈可以包括接合接头的至少一个切断部分，所述接合接头曾将所述钎焊垫圈与一个或多个其它钎焊垫圈保持在一起。在另一示例中，所述钎焊层可以包括印刷的钎焊膏。

在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个可以具有包含内侧和外侧的圆形外形，其中所述内侧定义一形状，所述形状被确定尺寸以使得便于实现与所述开口周围的陶瓷层相关联的形状和/或功能。所述开口周围的陶瓷层可以包括多个预电离线。所述电极的内表面可以凹陷，以提供所述预电离线周围的空间。

在一些实施例中，所述绝缘体层在所述第一侧和所述第二侧之间可以具有实质上均匀的厚度。所述GDT器件还可以包括：接合部层，布置在所述第一电极和所述第二电极中的每一个与它们相应的在所述第一侧和所述第二侧的表面之间。所述接合部层可以包括金属化层，所述金属化层在所述陶瓷层的第一侧和第二侧上形成在所述开口中的每一个开口周围。所述接合部层还可以包括：钎焊层，被配置为使得便于将所述电极接合到所述金属化层。例如，所述钎焊层可以包括钎焊垫圈。所述钎焊垫圈可以包括接合接头的至少一个切断部分，所述接合接头曾将所述钎焊垫圈与一个或多个其它钎焊垫圈保持在一起。在另一示例中，所述钎焊层可以包括印刷的钎焊膏。

在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个可以包括内中心表面，使得所述封闭的气体体积包括通过所述开口以及所述第一电极和所述第二电极的内中心表面所定义的圆柱形体积。所述内表面可以包括多个同心特征，被配置为辅助将涂覆层粘附在所述电极上。所述第一电极和所述第二电极中的每一个还可以包括内凹陷部分，被配置为允许所述开口周围的对应表面的一部分暴露到所述圆柱形体积。所述GDT器件还可以包括：一个或多个预电离线，实现在通过所述电极的内凹陷部分暴露的所述开口周围的表面上。所述一个或多个预电离线中的每一个可以被配置为减少所述GDT器件的响应时间，并因此降低对应的冲击击穿放电电压(impulse-spark-over voltage)。所述预电离线可以包括：石墨、石墨烯、水性形式的碳、和/或碳纳米管。

在一些实施例中，所述陶瓷层可以定义一个开口，以由此产生单一气体放电体积。在一些实施例中，所述陶瓷层可以定义多个开口，以由此产生多个气体放电体积。所述多个开口可以排列成单行。与所述多个开口相关联的第一电极可以被电连接，并且与所述多个开口相关联的第二电极可以被电连接。

在一些实施例中，所述GDT器件还可以包括：一个或多个封装特征，被配置为按照表面安装形式来对所述电极和陶瓷层的组件(assembly)进行封装。所述表面安装形式可以包括DO-214AA格式、SMD 2920格式、或凹区(pocket)封装格式。

在一些实施例中，所述GDT器件还可以包括：定义了第一凹部(recess)(诸如，凹区)的封装衬底，所述第一凹部被确定尺寸以接纳所述电极和陶瓷层的组件。所述封装衬底还可以定义附加凹部，所述附加凹部被确定尺寸以接纳电部件(component)。所述电部件可以包括：气体放电管、自恢复保险丝聚合物或陶瓷PTC器件、电子电流限制器件、二极管、二极管电桥或阵列、电感器、变压器、或电阻器。

在一些实施方式中，本申请涉及一种封装的电器件，包括：封装衬底，其定义诸如凹区之类的凹部。所述封装的电器件还包括：气体放电管(GDT)，至少部分地定位在所述凹部内。所述GDT包括绝缘体层，所述绝缘体层具有第一侧和第二侧，并且定义一开口。所述GDT还包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别布置在所述绝缘体层的第一侧和第二侧上，从而覆盖所述开口，以由此定义封闭的气体体积。所述封装的电器件还包括：第一绝缘体层和第二绝缘体层，分别定位在所述GDT的第一侧和第二侧上，从而至少部分地覆盖所述第一电极和所述第二电极。所述封装的电器件还包括：第一端子和第二端子，其中所述第一端子和所述第二端子中的每一个布置在所述第一绝缘体层和所述第二绝缘体层中的任一个或两者上。所述第一端子和所述第二端子分别电连接到所述第一电极和所述第二电极。

在一些实施例中，所述第一端子和所述第二端子中的每一个可以布置在所述第一绝缘体层和所述第二绝缘体层的两者上。所述第一端子和所述第二端子中的每一个可以包括金属层，所述金属层形成在所述第一绝缘体层和所述第二绝缘体层中的每一个上并且彼此电连接。所述第一绝缘体层和所述第二绝缘体层上的金属层可以通过导电通孔(via)来电连接。所述第一绝缘体层上的金属层可以通过穿过所述第一绝缘体层形成的微通孔(micro-via)而电连接到所述第一电极，并且所述第二绝缘体层上的金属层可以通过穿过所述第二绝缘体层形成的微通孔而电连接到所述第二电极。所述第一电极可以通过从所述第一电极横向延伸到所述第一导电通孔的第一导电特征而电连接到所述第一端子，并且所述第二电极可以通过从所述第二电极横向延伸到所述第二导电通孔的第二导电特征而电连接到所述第二端子。当正以阵列制造多个封装的电器件时，所述第一导电特征和所述第二导电特征中的每一个可以贴附(attach)到相应的电极，或者是相应的电极的延伸。

出于概述本申请的目的，已经在这里描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。应当理解，根据本发明的任何具体实施例，不一定要实现所有这些优点。因而，可以按照实现或优化如在这里教导的优点中的一个或一组的方式来实施或实现本发明，而不一定要实现如在这里可能教导或建议的其它优点。

附图说明

图1A和1B示出了在不同的制造(fabrication)阶段中扁平气体放电管(GDT)的示例阵列。

图2A-2D'示出了在不同的制造阶段中示例扁平GDT的侧截面图。

图3A-3D'示出了图2A-2D'的示例扁平GDT的平面图。

图4A示出了可以用于使得便于(facilitate)将电极安装到绝缘体结构阵列上的示例钎焊环(brazing ring)阵列。

图4B示出了可以被安装到绝缘体结构阵列上的示例电极阵列。

图4C示出了其中已经将图4B的电极阵列安装到绝缘体结构阵列从而形成GDT阵列的示例配置。

图5示出了具有大体上扁平结构的示例绝缘体结构。

图6A示出了具有图5的示例扁平绝缘体和相对简单的电极的示例GDT配置。

图6B示出了其中GDT包括组合有成形电极的扁平绝缘体结构的示例。

图6C示出了在一些实施例中，一条或多条预电离线可以位于多个绝缘体结构中的每一个上。

图6D示出了具有多条预电离线的绝缘体结构的放大图。

图7A-7C示出了其中在制造期间GDT阵列保持接合(joined)、并且具有使得便于分割(singulation)为具有一个或多个GDT的相应单一单元的刻线(score line)的示例。

图8A-8C示出了可以从图7A-7C的示例阵列中获得的(多个)GDT的各个单元的示例。

图9A和9B示出了具有多个基于GDT的器件的阵列的示例，所述多个基于GDT的器件中的每一个具有多组电极。

图10A和10B示出了可以从图9A和9B的示例阵列中获得的各个基于GDT的器件的示例。

图11A示出了可以如何在封装配置中实现具有如在这里描述的一个或多个特征的GDT的示例。

图11B示出了在一些实施例中，可以将图11A的示例中的端子配置为允许封装器件在电路板上的表面安装。

图11C示出了可以在电路板上实现以接纳图11B的封装GDT器件的示例焊盘布局(layout)。

图12A示出了可以如何在封装配置中实现具有如在这里描述的一个或多个特征的GDT的另一示例。

图12B示出了可以在电路板上实现以接纳图12A的封装GDT器件的示例焊盘布局。

图13A示出了在一些实施例中，可以在通常用于正温度系数(PTC)器件的封装配置中实现具有如在这里描述的一个或多个特征的GDT器件。

图13B示出了可以在电路板上实现以接纳图13A的封装GDT器件的示例焊盘布局。

图14A示出了其中可以在封装衬底上定义凹区(pocket)阵列的示例配置，每个凹区被配置为接纳具有如在这里描述的一个或多个特征的GDT器件。

图14B示出了未装配形式的单个封装器件的放大视图。

图14C示出了其中具有基于GDT的器件和/或这里描述的任何其他部件或组合的封装衬底可以包括互连通孔(via)的平面图。

图14D示出了沿着图14B的线XX的已装配形式的该器件的侧截面图。

图14E示出了使用可以在顶侧和底侧两者处都是开放端(open ended)的封装衬底的图14D中的组件的另一示例配置。

图14F示出了包括器件的串联堆叠(series stack)的示例配置，其中该堆叠包括GDT和另一GDT、器件或器件的组合。

图14G示出了包括第三公共连接的示例配置，该第三公共连接可以利用两个通孔连接到公共中心电极接头(tab)，以提供一个或多个期望功能。

图14H示出了图14E中的组件的示例配置，该组件没有连接通孔，但是具有以包裹在将顶部和底部焊盘连接在一起的主体的侧部周围的方式实现的端子。

图15A-15H示出了可以产生多个封装GDT器件的示例制造工艺的各个阶段，所述封装GDT器件具有不依赖于导电通孔的到电极的电连接。

图15I和15J示出了可以从图15A-15H的制造工艺得到的单个封装GDT器件的侧视图和平面图。

具体实施方式

如果有的话，在这里提供的标题仅仅为了方便起见，而不必影响要求保护的发明的范围或含义。

典型地，使用诸如陶瓷之类的电绝缘材料的圆柱管来制造传统的气体放电管(GDT)。这种管填充有气体，并且在每端使用圆形金属电极帽进行密封。最近，已经开发了扁平GDT。在美国专利第7,932,673号中更加详细地描述了这种GDT的示例，通过引用而将其明确地全部合并。

在这里描述的是与扁平GDT相关的器件和方法，所述扁平GDT可以被制造为分立器件，制造为多个器件的阵列，在单一封装、阵列或模块中与有源器件、无源器件或器件的组合相组合地制造，或者上述的任意组合。如在这里描述的，可以利用诸如沉积和制备工艺之类的各种工艺来补充这种制造技术，以产生诸如高产出量、低单位成本、自动化、改善的质量、缩减的尺寸、期望的形状因子、用于与其他部件集成的能力、和改善的长期可靠性之类的有利特征。

图1A和1B示出了在一些实施方式中，GDT的阵列可以一起制造并且可以分离为各个单元。通过一起经历各种制造步骤，所得到的器件以及制备工艺可以受益于一个或多个前述的有利优点。在图1A中，将诸如陶瓷板100之类的示例绝缘体板示出为包括多个单独的绝缘体结构102。尽管在陶瓷材料的上下文中进行描述，但是将理解，也可以以适合在GDT中使用的其他类型的绝缘材料来实现本申请的一个或多个特征。

将示例陶瓷板100示出为包括在陶瓷板100上形成的多个刻线104，以使得便于基于绝缘体结构102来对各个器件进行分离(在这里还称为分割)。可以在完成各个GDT(包括装配、覆镀(plating)、调节、标记(marking)和测试)之后，在各个GDT的部分装配之后，在制备GDT的任何阶段中，或在各个GDT的装配之前，执行这种分割。在所示出的示例中，将板100边缘处的绝缘体结构102示出为具有刻线104a-104c，其定义了示例的正方形状的结构102。

在图1A中，将每个绝缘体结构102示出为包括定义了开口的圆形结构。在这里，更加详细地描述这种圆形结构的各种非限制性示例。

在一些实施方式中，可以在进行烧制(firing)之前(例如，在生坯态中)例如通过机械或激光钻削(drilling)、或者使用诸如饼干切模(cookie-cutter)、凸模(punch)或级进模(progressive punch)之类的器件来形成刻线104和圆形结构。也可以在进行烧制之后例如使用孔的机械或激光钻削(drilling)和刻线形成工艺来形成刻线104和圆形结构。

图1B示出了在图1A的陶瓷板100上形成的大体上完成的GDT 112的阵列110。在所示出的示例中，尚未分割GDT；并且可以通过刻线104来使得便于进行这种分割。将每个GDT112示出为包括电极116(示出了上面的一个，下面的一个被遮挡)。在这里，更加详细地描述这种电极以及可以如何将它们安装到陶瓷板的示例。

图2和3示出了正在制造的示例单个GDT的侧截面图和平面图。图2A和3A分别示出了在陶瓷板100中仍然接合到一个或多个相邻结构的单个绝缘体结构102的侧截面图和平面图。如在这里所描述的，刻线104可以被配置为使得便于进行与绝缘体结构102对应的单个GDT的分割。

绝缘体结构102可以定义第一表面120a(例如，上表面)和与该第一表面120a相反的第二表面120b(例如，下表面)。在一些实施例中，当将(在图2A和3A中未示出的)电极安装到绝缘体结构102时，定义了上和下表面120a、120b的绝缘体结构102的至少一部分可以充当用于GDT的外部绝缘环。

图2A和3A示出了在一些实施例中，绝缘体结构102可以包括内部绝缘环124，其从外部绝缘环径向向内延伸。如所示出的，内部绝缘环124可以具有比(例如，上和下表面120a、120b之间的)外部绝缘环的厚度更小的厚度。上和下成角表面120a、120b可以使得便于进行外部和内部绝缘环的不同厚度的过渡，由此定义了上空腔(cavity)126a和下空腔126b。

图2A和3A进一步示出了内部绝缘环124的内边界定义并提供了上和下空腔126a、126b之间的开口128。如一般理解的，内部绝缘环124的存在可以提供用于蠕变电流(creeping current)的延伸长度，以由此允许对其的改善管理。在一些实施例中，可以通过成形电极造型(profile)(例如，图6B中的成形电极和扁平绝缘体结构)来实现相似的功能。在一些实施例中，电极和绝缘体结构两者可以被恰当地确定尺寸，以实现前述功能。

尽管图2A和3A所示的示例蠕变电流管理(例如，减小)功能处于具有期望形状的内部绝缘体环124的上下文中，但是将理解，也可以对绝缘体结构102的外部部分进行成形，以提供这种功能。在图2A和3A的示例绝缘体结构102的示例正方形边界的上下文中，与电极终止处的径向位置间隔开的边界边缘可以提供至少一些这种蠕变电流减小功能。在一些实施例中，可以对绝缘体结构102的边界部分进行成形(例如，小厚度减小的边界)，以进一步提供附加的蠕变电流控制功能。

图2B-2D和3B-3D示出了可以如何将电极安装到绝缘体结构102的上和下表面120a、120b的示例。在图2B和3B的配置130中，将金属化层132示出为被形成在上和下表面120a、120b的每个上。这种金属化层可以使得便于将电极安装到绝缘体结构102上。

如图3B所示的，在平面图中，每个金属化层132a、132b可以具有环状形状。例如，可以通过转移印刷、丝网印刷或需要或无需模版的喷涂来形成金属化层132a、132b。这种金属层可以包括诸如钨、钨锰、钼锰、或其它合适材料之类的材料。这种金属层可以具有例如范围为大约0.4-1.4密耳(mil)(大约10-35微米(μm))的厚度。也可以实现其它厚度范围或值。

在一些实施方式中，可以利用活性钎焊(active brazing)。在这种配置中，可以不需要金属化，而是可以将电极直接结合到陶瓷绝缘体结构102，以形成气体密封。

在图2C和3C的配置140中，将接合层142示出为被形成在上和下表面120a、120b上的每一个金属化环132a、132b上。在一些实施例中，接合层142例如可以包括钎焊材料。在这里，更加详细地描述可以如何实现这种钎焊材料的示例。这种钎焊层可以使得便于将电极固定到金属化环132a、132b上。

如图3C所示的，在平面图中，每个钎焊层142a、142b可以具有环状形状。在一些实施方式中，可以利用诸如印刷之类的施加技术通过例如钎焊膏来形成钎焊层142a、142b。当按照这种方式来施加时，钎焊层142可以具有例如范围为大约2-10mil(大约50.8-254μm)的厚度。也可以实现其它厚度范围或值。

在一些实施方式中，钎焊层142a、142b可以采取钎焊垫圈(brazing washer)的形式。这种垫圈可以处于各个单元中，或者可以接合在被配置为实质上匹配绝缘体结构102的阵列的尺寸的阵列中。在这里，更加详细地描述这种钎焊垫圈的阵列的示例。

在图2D和3D的示例配置150中，将电极152示出为利用钎焊层142a、142b和金属化环132a、132b固定到绝缘体结构102的每一侧。例如，可以通过相对于钎焊层142a、142b对电极152a、152b进行定位并且(在大约为1292–1652°F(700-900℃)的范围内)对组件进行加热来实现这种钎焊。

如图2D和3D所示的，示例电极152a、152b中的每一个电极可以具有圆盘形状。该盘可以包括周边部分154，其被确定尺寸以大体上与相应钎焊层142配合。

在一些实施例中，盘形电极152还可以定义用于提供一个或多个功能的一个或多个特征。例如，该盘内侧可以被确定尺寸，以大体上与空腔126的斜壁(图2A中的122)匹配。径向向内地，该盘的内侧可以定义多个同心圆特征或空腔158，其例如被配置为辅助粘附用于保护电极的电极涂层，并因而增加GDT的预期寿命。

盘形电极152的外侧可以被确定尺寸，以例如定义中心接触焊盘。在所示出的示例中，将环形凹部(recess)156示出为形成其中可以产生电接触的岛特征。可以将环形凹部156配置为向陶瓷以及密封接合部(seal joint)提供应变消除，以更好地承受由电极152a、152b以及陶瓷绝缘体结构的膨胀系数上的差异所导致的机械应变。

如图2D所示的，将上和下电极152a、152b固定到绝缘体结构102的上和下侧产生可以被填充有期望气体的封闭体积(enclosed volume)160。当与电极配置和内部绝缘环(图2A中的124)组合时，气体体积160可以提供期望的放电属性。

图2D'和3D'示出了示例配置150'，其中每个电极152a'、152b'可以是当固定到绝缘体结构102时仍然接合在一起的这种电极的阵列的一部分。在图4B中将这种电极阵列的示例示出为具有通过接头162'经由电极152'的周边部分154'接合的多个单独电极152'的阵列180。在图2D'和3D'中，分别将用于电极152a'和152b'的接合接头表示为162a'和162b'。

在一些实施方式中，每个钎焊层142可以是预成型的环，其被确定尺寸，以使得便于将电极152和/或152'钎焊到绝缘体结构102。这种钎焊环可以处于单件中，或者可以在与图4B的示例电极阵列相似的阵列中接合在一起。图4A示出了当在绝缘体结构上施加到它们相应的金属化层时仍然接合在一起的钎焊环142'的示例阵列170。在图4A中，将接合钎焊环的接头表示为172。在这种接合的钎焊环的上下文中，图2D'和3D'中的示例配置可以包括与用于电极152'的那些接合接头相似的、用于钎焊环的接合接头。

图4C示出了其中已经将图4B的电极阵列180安装到绝缘体结构阵列从而形成GDT112'的阵列的示例配置190。如在这里描述的，诸如印刷的钎焊膏或钎焊环阵列(图4A中的170)之类的钎焊层可以用于使得便于进行电极的这种安装。

可以按照多种方式来将GDT 112'的装配阵列分割为单件。例如，可以锯掉电极阵列180的接合接头(图4B中的162')，并且可以将绝缘体结构锯开或折断，这通过刻线来使得便于进行。

图5和6示出了可以实现以用于绝缘体结构和/或电极的其它配置的各种非限制性示例。图5示出了具有大体上扁平结构的示例绝缘体结构202。单个绝缘体结构202可以是具有这种绝缘体结构的阵列的板200(例如，陶瓷板)的一部分。将每个绝缘体结构202示出为定义第一表面206a(例如，上表面)和第二表面206b(例如，下表面)。可以按照与参考图1、2和3所描述的示例相似的方式来形成刻线204，以使得便于分割单个绝缘体结构202。

将示例扁平陶瓷绝缘体结构202示出为大体上没有成形或模制特征，仅定义上和下表面206a、206b之间的孔隙208。这种结构可以便于或提供多个期望的特征。例如，与示例绝缘体结构202相关联的平坦表面可以允许更容易地形成(例如，印刷)预电离线。在这里，更加详细地描述这种预电离线的示例。在其它示例中，绝缘体结构202的相对更加简单的结构可以提供期望的特征，诸如用于更大多层板(multi-up plate)的能力、更好的平坦度控制、使用更加简单的工具来形成孔隙208、和总的来说更加简单的制造工艺。

图6A示出了具有图5的扁平陶瓷绝缘体结构202和相对简单的电极212a、212b的示例GDT配置210。与GDT 210对应的单个绝缘体结构可以是稍后要分割的板200(例如，陶瓷板)的一部分。将电极212a、212b示出为利用接合部214a、214b安装到扁平陶瓷绝缘体202的上和下表面。每个接合部214a、214b可以包括如在这里描述的金属化层和钎焊层。

图6A还示出了当将电极212a、212b固定到扁平陶瓷绝缘体202时，扁平陶瓷绝缘体的上和下表面之间的开口208现在变得由电极实质上封闭，以由此定义封闭体积216。可以利用气体来填充这种封闭体积，以提供期望的放电属性。

图6A的示例GDT 210的相对更加简单的配置可以受益于多个期望的特征。例如，得到的GDT可以相对较小，并且可以利用更低的成本来制备。

如图6A所描绘的示例GDT 210不具有预电离线。然而，对于其中需要或期望更佳冲击性能的施加，例如可以将电离线施加到陶瓷结构202的开口(图5中的208)的内部(例如，在垂直表面上)。

图6B的示例GDT 220示出了还可以将诸如图5的示例之类的扁平绝缘体结构与成形电极组合。在所示出的示例中，与GDT 220对应的单个绝缘体结构可以是稍后要分割的板200(例如，陶瓷板)的一部分。该示例进一步示出了利用接合部224a、224b安装到扁平陶瓷绝缘体结构的上和下表面的成形电极222a、222b。

将每个电极222a、222b示出为包括凹陷部分(用于电极222a的228a、用于电极222b的228b)，其允许扁平陶瓷绝缘体结构的上和下表面的部分暴露到封闭体积226。一个或多个预电离线可以实现(例如，通过印刷而形成)在(扁平陶瓷绝缘体结构上的)表面上，并且由于电极222a、222b的凹陷部分228a、228b而暴露到封闭体积226。

在一些实施方式中，可以将预电离线配置为减小GDT的响应时间，并因此，降低冲击击穿放电电压(impulse-spark-over voltage)。在一些实施方式中，可以利用石墨铅笔(graphite pencil)来形成这些线。还可以利用其它技术。

在一些实施方式中，可以利用不同类型的高电阻墨来形成预电离线，该高电阻墨可以进一步增强GDT的冲击性能。如在图6C和6D的示例中示出的，可以根据需要或期望，以不同的形状和长度将预电离线施加到陶瓷绝缘体的内壁，以满足期望的冲击性能和关态电压(standoff-voltage)。例如，所述线的形状可以包括圆形、L形、T形或I形，并且这些线可以连接到金属化层(例如，图2D中的132)，可以是浮置线、或者其一些组合。在一些实施例中，预电离线可以包括但不限于：石墨、石墨烯、水性形式的碳、和/或碳纳米管。可以利用诸如印刷、喷涂、或使用石墨铅笔或棒进行标记之类的技术来施加这种预电离线。

在图6C所示的示例中，将预电离线242示出为被施加到仍然彼此附着的多个绝缘体结构240中的每一个。然而，将理解，如在这里描述的，可以在GDT制造的不同阶段处施加这种预电离线。

图6D是具有多条(例如，四条)预电离线242的绝缘体结构240的放大图。示例绝缘体结构240可以是阵列(诸如，图6C的示例阵列)的一部分，或者是单个单元。示例绝缘体结构240可以与参考图1-3所描述的示例102是相似的。相应地，绝缘体结构240可以包括上表面243和由内侧壁244和内下表面245定义的凹部246。

在所示出的示例中，预电离线242在它们相应的方位位置上沿着内侧壁244和内下表面245的一部分形成。在一些实施例中，可以按照在方位上大致对称的方式来排列预电离线242。尽管在四条线的上下文中进行描述，但是将理解，也可以实现其它数目的(多条)预电离线和配置。在一些实施例中，也可以在绝缘体结构240的下侧(未示出)提供相似的预电离线。

图7-10示出了可以如何将如在这里描述所制造的GDT聚集在一起的非限制性示例。对于参考图1-6所描述的示例，假设了将所形成的GDT的阵列分割为各个单元。图7A是其中在制造期间GDT 252的阵列保持接合的示例配置250，其中通过刻线来使得便于进行分割。图8A示出了具有安装到绝缘体结构254的一组电极256的分割后的GDT单元252。

在一些实施方式中，分割后的GDT单元可以具有多于一组电极和它们相应的气体体积。例如，图7B示出了具有多个GDT单元262的阵列260，每个GDT单元262具有两组电极。图8B示出了具有安装到绝缘体结构264的第一组和第二组电极266a、266b的单个分割后的GDT单元262。第一组电极266a(示出了上面的一个，下面的一个被遮挡)和绝缘体结构264可以定义第一封闭气体体积(被遮挡)。相似地，第二组电极266b和绝缘体264结构可以定义第二封闭气体体积。

在一些实施例中，具有绝缘体结构264阵列的陶瓷板可以包括定义了示例的双单元组的刻线(例如，如图7B所示)。在一些实施例中，可以通过选择性地分割为双单元器件，从具有单一单元组(例如，图7A)的陶瓷板形成这种双GDT器件。在一些实施例中，可以连接双单元器件的金属化层。

图7C示出了具有多个GDT单元272的阵列270的另一示例，每个GDT单元272具有四组电极。图8C示出了具有安装到绝缘体结构274的四组电极276a-276d的单个分割后的GDT单元272。每组电极276和绝缘体274结构可以定义相应的封闭气体体积。

在一些实施例中，具有绝缘体结构274阵列的陶瓷板可以包括定义了示例的四单元组的刻线(例如，如图7C所示)。在一些实施例中，可以通过选择性地分割为四单元器件，从具有诸如单一单元组(例如，图7A)之类的较少数目单元组的陶瓷板形成这种四GDT器件。

将理解，也可以实现包含具有串联和/或并联GDT连接的其它数目的电极组的GDT单元。在图7C的多GDT示例中，这些GDT排列成单行。将理解，其它的排列也是可能的。例如，多个GDT单元可以排列成多于一行(例如，对于四GDT配置，2x2排列)。对于奇数数目的配置，更加优选的，可以维持单行排列，这是由于GDT不能聚集到整体矩形的形状中，以用于更容易地分割。在一些实施例中，可以将多于一个陶瓷板组件放置在彼此之上，以形成一个或多个堆叠。例如，可以在其钎焊或锡焊(soldering)之后的任何点上分离这些堆叠。

如参考图7B和7C的示例所描述的公共绝缘体结构上的多于一个GDT可以提供多个期望的特征。例如，可以实现单位面积中GDT的更高密度。注意到，典型地需要将用于钎焊密封的金属化定位得与刻线分离开一些距离，以消除或减小源自于刻线并影响钎焊密封的细微裂缝的可能性。在公共绝缘体结构上的多于一个GDT的情况下，不需要在一对GDT之间形成刻线。相应地，在公共绝缘体结构内，可以将GDT定位得彼此更靠近。

在图7B和7C的示例配置中，可以按照不同的方式来连接电极和/或金属化层，以产生串联、并联或以其一些组合方式连接的GDT。在一些实施方式中，可能期望提供具有连接到公共地的多条并联线的放电保护。对于这种配置，可以通过将第一侧上的GDT的第一电极连接到一起、并且将第二侧上的GDT的第二电极连接到一起来实现减少的和简化的连接。在一些实施例中，可以利用较大的地和公共连接接头来实现这种配置，以使得便于例如将热去除到GDT封装外。例如，这种特征可以改善交流(AC)浪涌处置能力和长持续时间浪涌。

图9A示出了具有多个基于GDT的器件282的示例阵列280，每个基于GDT的器件282具有两组电极。图10A示出了已经被分割并且具有两个GDT单元的单个基于GDT的器件282。将基于GDT的器件282的公共绝缘体结构284的第一侧上的第一电极286a、286b示出为通过导体288而彼此连接。相似地，基于GDT的器件282的第二侧上的第二电极(被遮挡)通过导体而彼此连接。

图9B示出了具有多个基于GDT的器件292的示例阵列290，每个基于GDT的器件292具有四组电极。图10B示出了已经被分割并且具有四个GDT单元的单个基于GDT的器件292。将基于GDT的器件292的公共绝缘体结构294的第一侧上的第一电极296a-296d示出为通过导体298而彼此连接。相似地，基于GDT的器件292的第二侧上的第二电极(被遮挡)通过导体而彼此连接。

在一些实施例中，示例导体(例如，图10A中的288、图10B中的298)可以是在这里参考图2D'、3D'和4B所描述的电极阵列的未分离的接合接头162'。在一些实施例中，可以单独地形成示例导体(例如，图10A中的288、图10B中的298)。在一些实施例中，可以连接两个或多个器件的金属化层。

在一些实施方式中，可以直接在电路中连接上述的GDT单元的各个示例。在一些实施方式中，可以在封装器件中包括GDT。参考图11-14来描述这种封装器件的非限制性示例。

图11A-11C示出了可以如何使用引线框架(lead frame)配置321来封装具有如在这里描述的一个或多个特征的GDT器件的示例。图11A示出了在一些实施例中，可以在例如SMB(DO-214AA)、SMC(DO-214AB)或任何适于使用引线框架组件进行封装的任何形式中实现封装配置321。GDT器件322可以容纳在壳体324中。可以利用引线框架321在GDT器件322的电极与端子326之间做出电连接。图11B示出了在一些实施例中，可以对端子326进行配置(例如，在与引线框架组件分离之后进行折叠)，以允许将封装器件320表面安装在电路板上。

图11C示出了例如可以在电路板上实现以接纳图11B的封装GDT器件320的示例焊盘布局330。将布局330示出为包括被确定尺寸并且间隔开以接纳封装GDT器件320的第一和第二端子326的第一和第二接触焊盘332a、332b。可以恰当地选择各种尺寸和间隔(例如，d1-d4)，以使得便于进行封装GDT器件320的表面安装。

图12A示出了可以实现的封装配置340的另一示例。在一些实施例中，可以在SMD2920格式或相似格式中实现封装配置340。可以在连接到第一和第二端子346的两个导体结构344之间实现GDT器件342。端子346可以被确定尺寸(例如，d1-d5)，以允许将封装器件340表面安装到电路板上。

图12B示出了例如可以在电路板上实现以接纳图12A的封装GDT器件340的示例焊盘布局350。将布局350示出为包括被确定尺寸并且间隔开以接纳封装GDT器件340的第一和第二端子346的第一和第二接触焊盘352a、352b。可以恰当地选择各种尺寸和间隔(例如，d6-d9)，以使得便于进行封装GDT器件340的表面安装。

图13A示出了在一些实施例中，可以在通常用于正温度系数(PTC)器件的封装配置300中实现具有如在这里描述的一个或多个特征的GDT器件302。在一些实施例中，一个或多个基于GDT的器件可以与诸如自恢复保险丝(multifuse)聚合物或陶瓷PTC器件、电子电流限制器件、二极管、二极管电桥或阵列、电感器、变压器、电阻器、或可以从例如Bourns,Inc.(伯恩斯公司)获得的其它商业上可得的有源或无源器件之类的一个或多个非GDT器件一起封装。

示例的封装GDT器件300可以包括用于包封GDT 302的封装衬底304以及GDT电极与端子306a、306b之间的电连接。可以按照多种方式来实现这种电连接。此外，可以选择横向尺寸A、B和厚度尺寸C，以提供具有期望功能的期望尺寸的器件。

图13B示出了例如可以在电路板上实现以接纳图13A的封装GDT器件300的示例焊盘布局310。将布局310示出为包括被确定尺寸并且间隔开以接纳封装GDT器件300的第一和第二端子306a、306b的第一和第二接触焊盘312a、312b。可以恰当地选择各种尺寸和间隔(例如，d1-d5)，以使得便于进行封装GDT器件300的表面安装。

图14A-14H和15A-15J示出了可以实现的封装配置的其它示例。图14A示出了其中在封装衬底402上定义凹区406的阵列的配置400。例如，可以在美国专利申请公布第2006/0055500号中找到与这种凹区阵列有关的附加细节，通过引用而将其明确地全部合并。出于描述图14A-14H和15A-15J中的示例的目的，将理解，可以互换地、作为替换形式地，和/或如本领域普通技术人员恰当修改地使用各种术语，作为如在美国专利申请公布第2006/0055500号中的前述公开内容中使用的一般对应的术语。

在一些实施例中，可以利用具有如在这里描述的一个或多个特征(例如，安装到陶瓷绝缘体结构414的电极412)的GDT器件410来填充每个凹区406。然后，可以对这些被填充的凹区406进行分割，以产生各个封装器件。在一些实施例中，可以提供刻线404，以使得便于进行这种分割工艺。

在一些实施例中，可以利用至少一个GDT器件410以及一个或多个其它器件来填充一组凹区406。这些其它器件例如可以包括自恢复保险丝聚合物或陶瓷PTC器件、电子电流限制器件、二极管、二极管电桥或阵列、电感器、变压器、电阻器、或可以从例如Bourns,Inc.获得的其它商业上可得的有源或无源器件。在一些实施例中，可以按照模块化的形式来将这样的一组凹区和它们相应的器件保持在一起。

图14B示出了未装配形式的单个封装器件420的放大视图，并且图14D示出了沿着图14B的线XX的已装配形式的该器件的侧截面图。在一些实施例中，可以选择GDT器件410的总体尺寸和凹区406的尺寸，以使得便于将GDT器件410插入和保持在凹区406中。可以通过摩擦配合和/或诸如粘合剂之类的其它方法来保持GDT器件410。

图14C和14D示出了其中具有基于GDT的器件410和/或如在这里描述的任何其他部件或组合(例如，其和绝缘层422层叠，之后激光或机械地钻削用于互连通孔424、425、429、432的孔)的封装衬底402的示例配置。可以将互连通孔配置为完成或使得便于进行电极412a、412b分别与端子426、430和427、434之间的电连接(例如，参见图14D-14H)。

在一些实施例中，可以通过注射成型来形成如在图14A-14C中看到的一组凹区406，因而代替图14D所示出的封装衬底402和绝缘层422两者，在一个工艺中包封一些或全部基于GDT的器件410和/或其它部件。如图14D所示，将示例的GDT器件410示出为包括安装到陶瓷绝缘体结构414的上和下电极412a、412b。当在凹区406内安装时，可以抵靠凹区406的底面来定位下电极412b。可以在凹区406上方形成或层压绝缘层422，以由此大体上覆盖上电极412a。

图14D还示出了可以如何将电极412a、412b连接到它们相应的端子426、430以及427、434的示例。将导电通孔424示出为穿过绝缘层422形成，从而提供上电极412a与上端子426之间的电连接。将上端子426示出为提供导电通孔424与延伸穿过上绝缘层422和封装衬底402的另一导电通孔428之间的电连接。将通孔428的下部示出为连接到下端子430。相似地，将导电通孔432示出为穿过封装衬底402的底板形成，从而提供下电极412b、下端子434、导电通孔429、以及上端子427之间的电连接。在一些实施例中，可以将按照前述方式形成的封装GDT器件作为表面安装器件安装到电路板。

图14E示出了使用可以在顶侧和底侧两者处都是开放端的更加简单的封装衬底403的图14D中的组件的另一示例配置。在此示例中，可以在凹区406上面和下面形成或层压绝缘层422、423，以分别覆盖上和下电极412a、412b。导电通孔424、428和429、432可以分别穿过顶部和底部绝缘层422、423以及封装衬底403来分别将GDT电极412a和412b与端子426、430和427、434连接。

图14F示出了可以包括器件堆叠(例如，串联堆叠)的示例实施例，器件堆叠可以包括GDT 410和另一GDT、器件或器件组合415。将理解，这个示例配置不限于两个器件，而是可以在该堆叠中包括多于两个器件。利用不同连接通孔和绝缘层排列，在电学上串联、并联、或串并联的组合都是可行的。

图14G示出了可包括第三公共连接435、436的示例实施例，当需要或期望时，第三公共连接435、436可以利用两个通孔439、440连接到公共中心电极(417)的接头438，以用于电流处置能力，或以便减小电感和/或其它寄生效应。

图14G所示的示例示出了两层GDT 416，其包括陶瓷414a、414b以及电极412a、417和412b。公共中心电极417可以定义(例如，电极中心处的)孔437，以便提供顶部和底部气室之间的连接。连接两个气室可以在示例两层(3端子)GDT 416的顶部和底部两个半部分之间改善冲击击穿放电平衡(impulse spark over balance)，并因而减小共模浪涌期间的横向电压。将理解，与此示例实施方式相关联的一个或多个特征不限于仅仅GDT的组合，而是可以使用在与不同技术的器件的任何组合中。

图14H示出了图14E中的组件的另一示例配置，该配置没有连接通孔428、429。替代地，可以以包裹在将顶部和底部焊盘连接在一起的主体的侧部431周围的方式来实现所述端子。

在参考图14C-14H所描述的各种示例中，将导电通孔424、432示出为穿过它们相应的绝缘层422来形成，从而形成与它们相应的上和下电极412a、412b的电连接。在一些实施方式中，可以期望具有用于电极412a、412b的不同连接配置，以例如提供更强的功率处置能力。

图15A-15J示出了封装GDT器件500的示例(图15I和15J)，封装GDT器件500具有不依赖于诸如前述通孔424、432之类的导电通孔的到电极412a、412b的电连接。如在这里描述的，没有导电通孔424、432的到电极412a、412b的这种连接可以去除对于执行盲钻(blind-drill)操作的需求，并且改善了功率处置能力。

图15A-15H示出了产生图15I和15J的示例封装GDT器件500的示例制造工艺的各个阶段。在图15A的示例阶段510中，可以将具有本申请的一个或多个特征的GDT器件410定位在由封装衬底403定义的凹区406中。出于描述图15A-15H的目的，将理解，由封装衬底403定义的凹区406在上和下侧两者是开放的(例如，与图14E的示例相似)。然而，将理解，也可以利用其它的凹区配置。还将理解，尽管在对GDT器件进行封装的上下文中进行描述，但是，还可以实现与图15A-15J相关联的一个或多个特征，以对在这里描述的其它类型的器件进行封装和电连接。

在图15A中，将GDT器件410示出为包括上和下电极412a、412b，其定位在具有如在这里描述的一个或或多个特征的陶瓷绝缘体结构414的上面或下面。

图15B示出了其中可以在上电极412a上面形成或定位导电特征522a、从而在横向上延伸离开上电极412a的中心的示例配置520。相似地，可以在下电极412b下面形成或定位导电特征522b，从而在横向上延伸离开下电极412b的中心。在所示出的示例中，将上导电特征522a示出为向右侧延伸离开中心，而将下导电特征522b示出为向左侧延伸离开中心。尽管在导电特征522a、522b处于它们相应电极上面和下面的上下文中进行描述，但是将理解，导电特征(522a、522b)的至少一些部分可以沿着(图15B中的)垂直方向与它们相应的电极重叠。

例如，图15B'示出了其中将上导电特征522a'表示为上电极412a'的横向延伸的示例配置520'。例如，这种横向延伸可以是导电接头，其从上电极412a'的右边缘横向向外延伸。相似地，将下导电特征522b'表示为下电极412b'的横向延伸。例如，这种横向延伸可以是导电接头，其从下电极412b'的左边缘横向向外延伸。在一些实施例中，可以将每个导电接头522a'、522b'贴附到它相应的电极412a'、412b'。在一些实施例中，每个导电接头522a'、522b'可以是相应电极412a'、412b'的组成部分。在图15B'的示例中，封装衬底403'可以被确定尺寸，从而适应横向延伸的导电接头522a'、522b'。

在图15B的示例的上下文中，每个导电特征522a、522b例如可以包括覆镀的或钎焊的金属层、从电极的侧面突出的接头、或焊接、钎焊或覆镀到它相应电极(412a或412b)的条带(strip)。连接到电极的其它金属结构以及方法也是可行的。

图15C示出了其中可以将图15B的导电特征522a、522b施加到定位在封装衬底403中的GDT器件阵列的上和下侧的示例配置530的平面图。在一些实施例中，可以如所示出地实现上导电特征522a和下导电特征522b的交替模式。

图15D示出了其中可以在相应电极/导电特征组件的上面和下面将上和下绝缘层422a、422b与金属箔层542a、542b形成或层压在一起的示例阶段540。在一些实施例中，每个金属箔层可以包括铜。还可以利用其它金属。

图15E示出了其中可以在嵌入的GDT器件的两侧形成穿过器件的通孔552的示例阶段550。将左侧的通孔552示出为延伸通过上金属箔层542a、上绝缘层422a、封装衬底403、下导电特征522b、下绝缘层422b、和下金属箔层542b。相似地，将右侧的通孔552示出为延伸通过上金属箔层542a、上绝缘层422a、上导电特征522a、封装衬底403、下绝缘层422b、和下金属箔层542b。在一些实施方式中，可以通过在这里公开的示例方法来形成这种穿过器件的通孔。

在一些情形中，前述的穿过器件的通孔可以比图14E的部分深度的通孔424、432更容易形成和覆镀。相应地，可以在封装工艺中去除(例如，通过盲钻操作的)这种部分深度通孔的形成，由此节省了时间和成本。

在一些实施例中，可以在其中将做出切割以分割该封装器件的位置处或附近形成前述的穿过器件的通孔522。例如，将(图15E中的)左侧和右侧的通孔522示出为被形成在由线554所指示的相应横向位置处。

图15F示出了其中可以沿着器件边界线554形成穿过器件的通孔552的示例配置560的平面图。如所示出的，当沿着边界线554切割所述器件时，每个穿过器件的通孔552可以产生半圆的凹部。可以通过在这里描述的方法来实现这种分割。

图15G示出了其中可以对图15E的组件550的上和下表面、以及所形成的通孔552进行金属化(例如，覆镀)、从而产生上覆镀层574a、下覆镀层574b、和覆镀的通孔572的示例配置570。借助于示例，这种覆镀可以包括形成铜层、其后的镍层、其后的金层。因而，在图15D和15E的示例铜箔层542a、542b的上下文中，每个上和下覆镀层574a、574b可以包括在铜箔层上形成的覆镀铜层、在覆镀铜层上形成的覆镀镍层、和在覆镀镍层上形成的覆镀金层。将理解，也可以利用其它的金属化技术。

图15H示出了其中可以(例如，通过蚀刻)去除覆镀层574a、574b的部分、从而电气分离左和右导电通孔572的阶段580。对于上覆镀层574a，可以将两个导电通孔572之间的区域584a蚀刻掉(包括上金属箔层)，从而产生将在分割时变为端子的(从通孔572向内延伸的)导电部分。对于下覆镀层574b，可以将两个导电通孔572之间的区域584b蚀刻掉(包括下金属箔层)，从而产生将在分割时变为端子的(从通孔572向内延伸的)导电部分。

在一些实施方式中，图15H的组件580可以经历分割工艺，以产生多个单个单元。每个单个单元(例如，图15I和15J中的500)可以包括(当在诸如图15J之类的平面图中观察时)在左侧和右侧每侧的被覆镀了的大体上为半圆的凹部。

图15I示出了封装GDT器件500的侧截面图，图15J示出了它的平面图。在一些实施方式中，左侧的端子592a、592b和右侧的端子594a、594b可以源自于参考图15H所描述的蚀刻工艺。端子592a和592b通过导电半圆凹部582进行电连接。相似地，端子594a和594b通过导电半圆凹部584进行电连接。相应地，通过上导电特征522a和导电半圆凹部584来将上电极412a电连接到右侧的端子594a、594b。相似地，通过下导电特征522b和导电半圆凹部582来将下电极412b电连接到左侧的端子592a、592b。

还可以利用在本领域中理解的其它技术来形成端子592a、592b和594a、594b以及到它们相应导电特征的它们的电连接。

如在图15I和15J中看到的，端子592a、592b和594a、594b以及它们到相应电极412b、412a的电连接的示例配置产生可能对于安装方向不敏感的封装器件。例如，示例器件可以起到实质上相同的功能，而与左右取向和/或上下取向的改变无关。

除非上下文清楚地另有要求，否则贯穿说明书和权利要求书，要按照与排他性或穷尽性的意义相反的包括性的意义，也就是说，按照“包括但不限于”的意义来阐释术语“包括(comprise)”、“包含(comprising)”等。如在这里一般使用的术语“耦接”是指两个或更多元件可以直接连接、或者借助于一个或多个中间元件来连接。另外，当在本申请中使用时，术语“在这里”、“上面”、“下面”和相似含义的术语应该是指作为整体的本申请，而不是本申请的任何具体部分。在上下文允许时，使用单数或复数的以上详细描述中的术语也可以分别包括复数或单数。提及两个或更多项目的列表时的术语“或”，这个术语涵盖该术语的以下解释中的全部：列表中的任何项目、列表中的所有项目、和列表中项目的任何组合。

本发明实施例的以上详细描述不意欲是穷尽性的，或是将本发明限于上面所公开的精确形式。尽管上面出于说明的目的描述了本发明的具体实施例和用于本发明的示例，但是如本领域技术人员将认识到的，在本发明范围内的各种等效修改是可能的。例如，尽管按照给定顺序呈现了处理或块，但是替换的实施例可以执行具有不同顺序的步骤的处理，或采用具有不同顺序的块的系统，并且一些处理或块可以被删除、移动、添加、减去、组合和/或修改。可以按照各种不同的方式来实现这些处理或块中的每一个。同样地，尽管有时将处理或块示出为串行地执行，但是相反地，这些处理或块也可以并行地执行，或者可以在不同时间进行执行。

可以将在这里提供的本发明的教导应用于其他系统，而不必是上述的系统。可以对上述的各个实施例的元素和动作进行组合，以提供进一步的实施例。

尽管已经描述了本发明的一些实施例，但是已经仅仅借助于示例呈现了这些实施例，并且所述实施例不意欲限制本申请的范围。其实，可以按照多种其他形式来实施在这里描述的新颖方法和系统；此外，可以做出在这里描述的方法和系统的形式上的各种省略、替换和改变，而没有脱离本申请的精神。附图和它们的等效物意欲涵盖如将落入本申请的范围和精神内的这种形式或修改。

Claims (61)

1.一种气体放电管GDT器件，包括：

绝缘体板，具有第一侧和第二侧，并且包括所述第一侧和所述第二侧中的任一个或两者上的多个刻线，所述绝缘体板定义多个开口，所述刻线被确定尺寸以使得便于将所述绝缘体板分割为多个单个单元，每个单个单元具有一个或多个开口；以及

电极，实现在所述绝缘体板的第一侧和第二侧中的每一侧上以用于所述多个开口中的每个开口，从而定义与所述多个开口中的每个开口相关联的封闭的气体体积。

2.根据权利要求1的器件，其中，所述绝缘体板包括陶瓷板。

3.根据权利要求2的器件，其中，每个单个单元具有矩形形状。

4.根据权利要求3的器件，其中，所述绝缘体板定义内部绝缘体环，所述内部绝缘体环具有外边界和通过对应开口定义的内边界，所述内部绝缘体环在所述内边界和所述外边界之间具有减小的厚度，并且所述减小的厚度具有比所述第一侧和所述第二侧之间的厚度更小的值。

5.根据权利要求4的器件，其中，所述内部绝缘体环被确定尺寸，以提供用于蠕变电流的延伸路径长度。

6.根据权利要求3的器件，还包括：接合部层，布置在每个电极与所述第一侧和所述第二侧中的相应一侧之间。

7.根据权利要求6的器件，其中，所述接合部层包括金属化层，所述金属化层在所述陶瓷板的第一侧和第二侧中的相应一侧上形成在每一个开口周围。

8.根据权利要求7的器件，其中，所述接合部层还包括：钎焊层，被配置为使得便于将每个电极接合到所述金属化层。

9.根据权利要求8的器件，其中，所述钎焊层包括用于每个电极的钎焊垫圈。

10.根据权利要求9的器件，其中，所述钎焊垫圈和另一钎焊垫圈被接合接头保持在一起。

11.根据权利要求8的器件，其中，所述钎焊层包括印刷的钎焊膏。

12.根据权利要求3的器件，其中，每个电极具有包含内侧和外侧的圆形外形，所述内侧定义一形状，所述形状被确定尺寸以使得便于实现与所述开口周围的陶瓷板相关联的形状和/或功能。

13.根据权利要求12的器件，其中，所述开口周围的陶瓷板包括多个预电离线。

14.根据权利要求13的器件，其中，每个电极的内表面凹陷，以提供所述预电离线周围的空间。

15.根据权利要求3的器件，其中，所述绝缘体板在所述第一侧和所述第二侧之间具有实质上均匀的厚度。

16.根据权利要求15的器件，还包括：接合部层，布置在每个电极与所述第一侧和所述第二侧中的相应一侧之间。

17.根据权利要求16的器件，其中，所述接合部层包括金属化层，所述金属化层在所述陶瓷板的第一侧和第二侧中的相应一侧上形成在每一个开口周围。

18.根据权利要求17的器件，其中，所述接合部层还包括：钎焊层，被配置为使得便于将每个电极接合到所述金属化层。

19.根据权利要求18的器件，其中，所述钎焊层包括用于每个电极的钎焊垫圈。

20.根据权利要求19的器件，其中，所述钎焊垫圈和另一钎焊垫圈被接合接头保持在一起。

21.根据权利要求18的器件，其中，所述钎焊层包括印刷的钎焊膏。

22.根据权利要求16的器件，其中，每个电极包括内中心表面，使得所述封闭的气体体积包括通过所述开口以及对应电极的内中心表面所定义的圆柱形体积。

23.根据权利要求22的器件，其中，所述内中心表面包括多个同心特征，被配置为辅助将涂覆层粘附在每个电极上。

24.根据权利要求22的器件，其中，每个电极还包括内凹陷部分，被配置为允许所述开口周围的对应表面的一部分暴露到所述圆柱形体积。

25.根据权利要求24的器件，还包括：一个或多个预电离线，实现在通过每个电极的内凹陷部分暴露的所述开口周围的表面上。

26.根据权利要求25的器件，其中，所述一个或多个预电离线中的每一个被配置为减少所述GDT器件的响应时间，并因此降低对应的冲击击穿放电电压。

27.根据权利要求26的器件，其中，所述预电离线包括：石墨、石墨烯、水性形式的碳、和/或碳纳米管。

28.根据权利要求3的器件，其中，所述陶瓷板定义用于每个单个单元的一个开口，以由此产生单一气体放电体积。

29.根据权利要求3的器件，其中，所述陶瓷板定义用于每个单个单元的多个开口，以由此产生多个气体放电体积。

30.根据权利要求29的器件，其中，所述多个开口排列成单行。

31.根据权利要求29的器件，其中，与所述多个开口相关联的所述第一侧上的电极被电连接，并且与所述多个开口相关联的所述第二侧上的电极被电连接。

32.根据权利要求3的器件，还包括：用于每个单个单元的一个或多个封装特征，被配置为按照表面安装形式来对所述单个单元进行封装。

33.根据权利要求32的器件，其中，所述表面安装形式包括DO-214AA格式、SMD 2920格式、或凹区封装格式。

34.一种用于制造气体放电管GDT器件的方法，所述方法包括：

提供或形成绝缘体板，所述绝缘体板具有第一侧和第二侧；

在所述绝缘体板上形成多个开口；

在所述第一侧和所述第二侧中的任一个或两者上形成多个刻线，所述刻线被确定尺寸以使得便于将所述绝缘体板分割为多个单个单元，每个单个单元具有一个或多个开口；以及

在所述绝缘体板的所述第一侧和所述第二侧上利用第一电极和第二电极来覆盖每一个开口，以由此定义封闭的气体体积。

35.根据权利要求34的方法，还包括：将所述绝缘体板分割为所述多个单个单元。

36.根据权利要求35的方法，还包括：将所分割的单个单元封装成期望的形式。

37.根据权利要求36的方法，其中，所述期望的形式包括表面安装形式。

38.根据权利要求34的方法，其中，所述形成多个开口的步骤包括：形成内部绝缘体环，所述内部绝缘体环具有外边界和通过所述开口定义的内边界，所述内部绝缘体环在所述内边界和所述外边界之间具有减小的厚度，并且所述减小的厚度具有比所述第一侧和所述第二侧之间的厚度更小的值。

39.根据权利要求38的方法，其中，所述内部绝缘体环被确定尺寸以提供用于蠕变电流的延伸路径长度。

40.根据权利要求34的方法，还包括：形成或提供接合部层，所述接合部层使得便于利用所述开口相应的电极来覆盖所述开口。

41.根据权利要求40的方法，其中，所述接合部层包括金属化层，所述金属化层在所述绝缘体板的第一侧和第二侧上形成在所述开口中的每一个开口周围。

42.根据权利要求41的方法，其中，所述接合部层还包括：钎焊层，用于将所述第一电极和所述第二电极中的每个电极接合到所述金属化层。

43.根据权利要求42的方法，其中，所述钎焊层是钎焊垫圈。

44.根据权利要求43的方法，其中，所述钎焊垫圈是接合在一起的钎焊垫圈的阵列的一部分。

45.根据权利要求42的方法，其中，通过印刷钎焊膏来形成所述钎焊层。

46.一种封装的电器件，包括：

封装衬底，其定义一凹部；

气体放电管GDT，至少部分地定位在所述凹部内，所述GDT包括绝缘体层，所述绝缘体层具有第一侧和第二侧，并且定义多个开口，所述绝缘体层包括所述第一侧和所述第二侧中的任一个或两者上的多个刻线，所述刻线被确定尺寸以使得便于将所述绝缘体层分割为多个单个单元，每个单个单元具有一个或多个开口，所述GDT还包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别布置在所述绝缘体层的第一侧和第二侧上，从而覆盖所述多个开口中的每个开口，以由此定义与所述多个开口中的每个开口相关联的封闭的气体体积；

第一绝缘体层和第二绝缘体层，分别定位在所述GDT的第一侧和第二侧上，从而至少部分地覆盖所述第一电极和所述第二电极；以及

第一端子和第二端子，所述第一端子和所述第二端子中的每一个布置在所述第一绝缘体层和所述第二绝缘体层中的任一个或两者上，所述第一端子和所述第二端子分别电连接到所述第一电极和所述第二电极。

47.根据权利要求46的器件，其中，所述第一端子和所述第二端子中的每一个布置在所述第一绝缘体层和所述第二绝缘体层的两者上。

48.根据权利要求47的器件，其中，所述第一端子和所述第二端子中的每一个包括金属层，所述金属层形成在所述第一绝缘体层和所述第二绝缘体层中的每一个上并且彼此电连接。

49.根据权利要求48的器件，其中，所述第一绝缘体层和所述第二绝缘体层上的金属层通过导电通孔来电连接。

50.根据权利要求49的器件，其中，所述第一绝缘体层上的金属层通过穿过所述第一绝缘体层形成的微通孔而电连接到所述第一电极，并且所述第二绝缘体层上的金属层通过穿过所述第二绝缘体层形成的微通孔而电连接到所述第二电极。

51.根据权利要求49的器件，其中，所述导电通孔包括第一导电通孔和第二导电通孔，所述第一电极通过从所述第一电极横向延伸到所述第一导电通孔的第一导电特征而电连接到所述第一端子，并且所述第二电极通过从所述第二电极横向延伸到所述第二导电通孔的第二导电特征而电连接到所述第二端子。

52.根据权利要求51的器件，其中，当正以阵列制造多个封装的电器件时，所述第一导电特征和所述第二导电特征中的每一个贴附到相应的电极，或者是相应的电极的延伸。

53.根据权利要求46的器件，其中，所述凹部被确定尺寸以作为凹区。

54.一种气体放电管GDT器件，包括具有第一侧和第二侧的绝缘体板，所述绝缘体板定义多个开口，每一个开口被确定尺寸以能够被所述绝缘体板的所述第一侧和所述第二侧上的第一电极和第二电极覆盖，以由此定义被配置用于气体放电管操作的封闭的气体体积，所述绝缘体板还在所述第一侧和所述第二侧中的任一个或两者上定义多个刻线，所述刻线被确定尺寸以使得便于将所述绝缘体板分割为多个单个单元，每个单个单元具有一个或多个开口。

55.根据权利要求54的器件，其中，所述绝缘体板包括陶瓷板。

56.根据权利要求54的器件，还包括：安装到所述第一侧的第一电极和安装到所述第二侧的第二电极，以用于形成所述封闭的气体体积。

57.根据权利要求56的器件，其中，所述绝缘体板在所述第一侧和所述第二侧之间具有实质上均匀的厚度。

58.根据权利要求57的器件，其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个包括内中心表面，使得所述封闭的气体体积包括通过所述开口以及所述第一电极和所述第二电极的内中心表面所定义的圆柱形体积。

59.根据权利要求58的器件，其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个还包括内凹陷部分，被配置为允许所述开口周围的对应表面的一部分暴露到所述圆柱形体积。

60.根据权利要求59的器件，还包括：一个或多个预电离线，实现在通过所述第一电极和所述第二电极中的每个电极的内凹陷部分暴露的所述开口周围的表面上，所述一个或多个预电离线被配置为减少所述GDT操作期间的响应时间。

61.一种用于制造用于多个气体放电管GDT的绝缘体的方法，所述方法包括：

提供或形成绝缘体板，所述绝缘体板具有第一侧和第二侧；

在所述绝缘体板上形成多个开口，每一个开口被确定尺寸以能够被所述绝缘体板的所述第一侧和所述第二侧上的第一电极和第二电极覆盖，以由此定义被配置用于气体放电管GDT操作的封闭的气体体积；以及

在所述第一侧和所述第二侧中的任一个或两者上形成多个刻线，所述刻线被确定尺寸以使得便于将所述绝缘体板分割为多个单个单元，每个单个单元具有一个或多个开口。