CN110050317A - 复合式保护元件及包含其的电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明呈现一种复合式保护元件及包含复合式保护元件的电子装置，复合式保护元件包括：层压体，具有层压于其中的多个薄片；多个内部电极，形成于层压体内部；过电压保护部件，形成于薄片中的至少一些上；以及外部电极，布置在层压体外部并连接到内部电极及过电压保护部件，其中多个薄片中的至少一些的介电常数不同于其它薄片。
Description
技术领域
本公开在本文中涉及一种复合式保护装置，且更具体地说，涉及一种提供给各种类型的电子设备并能够保护电子设备或用户免受电压或电流伤害的复合式保护装置。
背景技术
根据功能，各种组件整合在电子设备中，例如具有多种功能的智能电话。另外，电子设备提供有能够针对每种功能接收不同频带的天线，例如具有各种频带的无线局域网(wireless LAN)、蓝牙(bluetooth)、全球定位系统(Global Positioning System；GPS)等，且这些天线中的一些可作为内嵌天线安装在构成电子设备的外壳中。因此，针对安装在外壳上的天线与电子设备的内部电路之间的电气连接安装接触器。
同时，由于近年来强调智能电话的高质图像和耐久性，因此使用金属材料的终端被广泛传播。即，由金属制成的外围或由金属制成的其它部分(除了正面屏幕显示部分)的智能电话的传播已逐渐增加。
然而，当使用智能电话同时用非原装充电器对具有金属外壳的所述智能电话充电时，可导致电击事故。即，通过对其中不包含过电流保护电路或使用低品质元件的非原装充电器或有缺陷的充电器充电引起冲击电流(Shock Current)，且此冲击电流经传导至智能电话的接地端子且进一步传导至金属外壳，且因此，接触金属外壳的用户可能被电击。
因此，需要一种能够防止由于静电引起的内部电路的破损及用户的电击事故的组件。
(相关技术文献)
韩国专利第10-0876206号
发明内容
技术问题
本公开在本文中提供一种提供给例如智能电话的电子设备并能够保护电子设备或用户的复合式保护装置及具有复合式保护装置的电子设备。
本公开在本文中还提供一种不被例如静电放电(ElectroStatic Discharge；ESD)的过电压损坏的复合式保护装置及电子设备。
本公开在本文中还提供一种能够调节寄生电容并阻止由于寄生电容引起的电子设备的性能下降的复合式保护装置及电子设备。
技术解决方案
根据示例性实施例，一种复合式保护装置(complex protection device)包含：层压体，其中层压多个薄片(sheet)；多个内部电极，形成于层压体内部；过电压保护部件(overvoltage protection part)，形成于薄片的至少一部分上；以及外部电极，提供在层压体外部并连接到内部电极及过电压保护部件，其中所述多个薄片的至少一部分具有不同于其它薄片的介电常数。
所述过电压保护部件可包含：至少两个放电电极；以及提供在两个放电电极之间的至少一个过电压保护层。
所述过电压保护层可包含多孔绝缘材料、导电材料以及空隙当中的至少一个。
放电电极及与其相邻的内部电极可连接到同一外部电极。
放电电极及与其相邻的内部电极可连接到不同外部电极。
多个内部电极中的至少一个可形成为具有与其它内部电极不同的长度。
所述外部电极可延伸到层压体的最下层及最上层中的至少任一个，且部分地与最外内部电极交叠。
最外内部电极可各自形成，以使得与外部电极交叠的区域形成为具有大于其余区域的宽度。
提供在外部电极与最外内部电极之间的薄片的介电常数低于其它薄片的介电常数。
提供在外部电极与最外内部电极之间的薄片的介电常数可至多大约为100，且其它薄片的介电常数至少大约为500。
提供在外部电极与最外内部电极之间的薄片可具有比其余薄片更低的钡(Ba)含量或钛(Ti)含量。
提供在外部电极与最外内部电极之间的薄片可具有比其余薄片更低的钕(Nd)含量或铋(Bi)含量。
根据另一示例性实施例，一种电子设备包含复合式保护装置，所述保护装置提供在可与用户接触的导体与内部电路之间且被配置成阻断冲击电压(shock voltage)并绕过(bypass)过电压。
有利效果
根据示例性实施例的复合式保护装置提供在电子设备的金属外壳与内部电路之间，阻断冲击电压，并绕过例如ESD的过电压至接地端子。即，复合式保护装置提供有用于通过阻止冲击电压从内部电路泄漏来保护内部电路并保护内部过电压的保护部件，且防止过电压被引入到电子设备。因此，可保护电子设备和用户免受电压和电流。
另外，外部电极被形成为与内部电极的至少一部分交叠且交叠面积经调节，以使得可调节复合式保护装置的电容。另外，外部电极与内部电极之间的薄片的介电常数降低至小于其它薄片的介电常数，以使得可减少寄生电容的分布，且因此，可防止由于寄生电容引起的例如天线的性能下降的电子设备的性能下降。
同时，与保护部件的放电电极相邻的内部电极可连接到同一外部电极，且因此，即使在薄片经电性损坏时也可防止过电压被引入到内部电路中。
附图说明
图1及图2为根据示例性实施例的复合式保护装置的透视图及平面视图。
图3至图5为根据示例性实施例的复合式保护装置的截面照片及部分放大照片。
图6至图8为构成根据示例性实施例的复合式保护装置的保护层的截面视图。
图9为根据示例性实施例的复合式保护装置的截面视图。
图10至图11为根据示例性实施例的复合式保护装置的等效电路图。
图12至图13为根据示例性实施例的修改实例的复合式保护装置的截面视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述示例性实施例。然而，本公开可以用不同形式实施，并且不应被解释为限于本文中所阐述的实施例。确切地说，提供这些实施例是为了使得此公开内容将是透彻并且完整的，并且这些实施例将把本公开的范围完整地传达给所属领域的技术人员。
图1为根据示例性实施例的复合式保护装置的透视图且图2为平面视图。
看图1及图2，根据示例性实施例的复合式保护装置可包含：层压体(1000)，其中层压多个薄片(100；101至111)；一或多个电容器部件(2000a、2000b；2000)，提供在层压体(1000)内部并提供有多个内部电极(200；201至208)；以及保护部件(3000)，提供有至少一个放电电极(310；311、312)及保护层(320)，并被配置成保护例如ESD的过电压。举例来说，第一电容器部件(2000a)及第二电容器部件(2000b)可提供在层压体(1000)内部，且保护部件(3000)可提供在第一电容器部件与第二电容器部件之间。即，第一电容器部件(2000a)、保护部件(3000)以及第二电容器部件(2000b)堆叠在层压体(1000)内部，以使得可实施复合式保护装置。另外，可进一步包含外部电极(4100、4200；4000)，所述外部电极形成于在层压体(1000)中面向彼此的两个表面上且连接到电容器部件(2000)及保护部件(3000)。当然，复合式保护装置可包含至少一个电容器部件(2000)及至少一个保护部件(3000)。即，电容器部件(2000)可被提供至保护部件(3000)的下侧或上侧中的至少一个，且至少一个电容器部件(2000)还可被提供至彼此分隔开的两个或大于两个保护部件(3000)的上侧及下侧。此复合式保护装置被提供至可与电子设备的用户相接触的导体及内部电路，例如提供在金属外壳与印制电路板(PCB)之间，阻断冲击电压，绕过ESD电压，且由此连续地阻断由于绝缘未被ESD损坏的冲击电压。
1.层压体
层压体(1000)可以大致六面体形状(hexahedron shape)提供。即，层压体(1000)可以在水平地彼此垂直的一个方向(例如X方向)及另一方向(例如Y方向)上分别具有预定长度及宽度且在垂直方向(例如Z方向)上具有预定高度的大致六面体形状提供。即，当X方向为形成外部电极(4000)的方向时，水平地垂直于X方向的方向可设定为Y方向，且垂直方向可设定为Z方向。此处，X方向上的长度可大于Y方向上的宽度及Z方向上的高度，且Y方向上的宽度可与Z方向上的高度相同或不同。当宽度(Y方向)及高度(Z方向)不同时，宽度可小于或大于高度。举例来说，长度、宽度以及高度的比率可大约为2～5:1:0.3～1。即，相对于宽度，长度可大约为宽度的2倍至5倍，且高度可大约为宽度的0.3至1倍。然而，例如根据与复合式保护装置连接的电子设备的内部结构及复合式保护装置的形状，X方向、Y方向以及Z方向上的此类尺寸(size)以各种方式变化。
层压体(1000)可通过层压多个薄片(101到111；100)来形成。即，层压体(1000)可通过层压具有X方向上的预定长度、Y方向上的预定宽度以及Z方向上的预定厚度的多个薄片(100)来形成。因此，可通过薄片(100)的长度和宽度来确定层压体(1000)的长度和宽度，且可通过薄片(100)的层压数目来确定层压体(1000)的高度。同时，可通过使用例如MLCC、LTCC以及HTCC等介电材料来形成构成层压体(1000)的多个薄片(100)。此处，在MLCC介电材料中，可关于为BaTiO3或NdTiO3中的至少任一种的主要组份添加Bi2O3、SiO2、CuO、MgO或ZnO中的至少一种，且LTCC介电材料可包含Al2O3、SiO2或玻璃材料。另外，除MLCC、LTCC以及HTCC以外，薄片(100)可由包含BaTiO3、NdTiO3、Bi2O3、BaCO3、TiO2、Nd2O3、SiO2、CuO、MgO、ZnO或Al2O3中的一或多种的材料形成。另外，除上述材料以外，薄片(100)还可由例如具有压敏电阻器特征的Pr基(Pr-based)、Bi基(Bi-based)或ST基(ST-based)的陶瓷材料等材料形成。当然，薄片(100)还可通过混合MLCC、LTCC以及HTCC及具有压敏电阻器特征的材料来形成。举例来说，薄片(100)可包含BaTiO3、NdTiO3、Bi2O3、ZnO、TiO2、SiO2、Al2O3或B2O3，且介电常数可通过调节这些材料的含量来调节。因此，薄片(100)可具有根据一材料例如大约为5～20000且有利地大约为7～4000且更有利地大约为100～3000的预定介电常数。举例来说，薄片(100)可包含BaTiO3、NdTiO3、Bi2O3、ZnO、TiO2、SiO2、Al2O3或B2O3，且介电常数可通过增加BaTiO3的含量来提高，且可通过增加NdTiO3及SiO2的含量来降低。同时，薄片(110)中的至少一个可具有与其它薄片不同的介电常数。举例来说，最外薄片(即分别位于垂直方向上的最下层及最上层处的第一及第十一薄片(101、111))可具有与提供在其间的其它薄片(即第二至第十薄片(102至110))的介电常数不同的介电常数。即，第一及第十一薄片(101、111)的介电常数可低于第二至第十薄片(102至110)的介电常数。举例来说，第一及第十一薄片(101、111)的介电常数可至多为100，且第二至第十薄片(102至110)的介电常数可至少为500。举例来说，第一及第十一薄片(101、111)的介电常数可至多大约为5～100，且第二至第十薄片(102至111)的介电常数可至少大约为500～3000。因此，为了区分薄片(100)的介电常数，可调节用于形成薄片的成分的含量。举例来说，在可包含BaTiO3、NdTiO3、Bi2O3、ZnO、TiO2、SiO2、Al2O3或B2O3的第一至第十一薄片(101至111)中，第一及第十一薄片(101、111)可通过增加NdTiO3或SiO2的含量及减少BaTiO的含量而经形成为具有至多大约为100的介电常数，且第二至第十薄片(102至110)可通过增加BaTiO3的含量及减少NdTiO3或SiO2的含量而经形成为具有至少大约为500的介电常数。即，与第二至第十薄片(102至110)相比，可通过增加NdTiO3或SiO2的含量及减少BaTiO3的含量允许第一及第十一薄片(101、111)具有至多大约为100的介电常数。相比而言，与第一及第十一薄片(101、111)相比，可通过增加BaTiO3的含量及减少NdTiO3或SiO2的含量允许第二至第十薄片(102至110)具有至少大约为500的介电常数。因此，可通过降低最外薄片的介电常数来减小寄生电容。同时，在第二至第十薄片(102至110)当中，与第一及第十一薄片(101、111)相邻的薄片(例如第二及第十薄片(102、110))可具有比其间的其它薄片至薄片(103至109)的介电常数更低的介电常数。另外，从第一及第十一薄片(101、111)越靠近中心部分，则薄片的介电常数可越高。这是因为第一及第十一薄片(101、111)的成分被扩散到层压体(1000)的中心部分。
另外，多个薄片(100)可全部形成为具有相同厚度，且至少任一个薄片可形成为比其它薄片更厚或更薄。举例来说，保护部件(3000)的薄片可形成为与电容器部件(2000)的厚度不同的厚度，且保护部件(3000)与电容器部件(2000)之间形成的薄片可形成为与其它薄片的厚度不同的厚度。举例来说，保护部件(3000)与电容器部件(2000)之间的薄片(即第五及第七薄片(105、107)可形成为具有小于或等于保护部件(3000)的薄片(即第六薄片(106))的厚度的厚度，或可形成为具有小于或等于电容器部件(2000)的内部电极之间的薄片(102至104)以及薄片(108至110)的厚度的厚度。即，保护部件(3000)与电容器部件(2000)之间的距离可形成为小于或等于电容器部件(2000)的内部电极之间的距离，或小于或等于保护部件(3000)的厚度。当然，电容器部件(2000)的薄片(102至104)以及薄片(108至110)可形成为具有相同厚度，或其中任一个可比另一个更薄或更厚。同时，多个薄片(100)可被形成为具有例如大约为1微米(μm)至4000微米(μm)的厚度，或具有至多大约为3000微米的厚度。即，根据层压体(1000)的厚度，薄片(100)中的任一个的厚度可大约为1微米至4000微米且有利地大约为5微米至300微米。另外，根据复合式保护装置的尺寸，可调节薄片(100)的厚度、层压数目等。即，当应用于具有较小尺寸的复合式保护装置时，薄片(100)可被形成为具有较小厚度，且当应用于具有较大尺寸的复合式保护装置时，薄片可被形成为具有较大厚度。另外，当层压相同数目的薄片(100)时，具有较小尺寸的复合式保护装置的高度越小，则薄片的厚度可越小，且复合式保护装置的尺寸越大，则薄片的厚度可越大。当然，可将较薄薄片应用于具有较大尺寸的复合式保护装置，且在此情况下，薄片的层压数目增加。在此情况下，薄片(100)可被形成为具有在向其施加ESD时未损坏的厚度。即，即使在薄片(100)由不同层压数目或不同厚度形成时，至少一个薄片也可形成为具有经重复应用ESD而未损坏的厚度。
另外，层压体(1000)可进一步包含分别提供在电容器部件(2000)上及所述电容器部件下方的下部覆盖层(未示出)及上部覆盖层(未示出)。即，层压体(1000)可包含分别提供至最下层及最上层的下部覆盖层及上部覆盖层。当然，最下层的薄片(即第一薄片(101))还可充当下部覆盖层，且最上层的薄片(即第十一薄片(111))还可充当上部覆盖层。分别从薄片(100)提供的下部覆盖层及上部覆盖层可形成为具有相同厚度。然而，上部覆盖层及下部覆盖层还可形成为具有不同厚度，例如，上部覆盖层可形成为比下部覆盖层更厚。此处，可通过层压多个磁性薄片来提供下部覆盖层及上部覆盖层。另外，非磁性薄片(例如玻璃薄片)可进一步提供在下部覆盖层及上部覆盖层的外表面上，即层压体(1000)的下表面及上表面。然而，下部覆盖层及上部覆盖层还可形成于玻璃薄片中，且层压体(1000)的表面可包覆有聚合物玻璃材料。同时，下部覆盖层及上部覆盖层可具有比薄片(100)中的每一个更大的厚度。即，覆盖层的厚度可大于单个薄片的厚度。因此，当最下层及最上层的薄片(即第一及第十一薄片(101、111))充当下部覆盖层及上部覆盖层时，第一及第十一薄片(101、111)可形成为比其间的薄片(102至110)中的每一个更厚。
2.电容器部件
至少一个电容器部件(2000a、2000b；2000)形成于层压体(1000)内部。举例来说，可在保护部件(3000)上及下方提供第一及第二电容器部件(2000a、2000b)，其中保护部件提供在其间。然而，第一及第二电容器部件(2000a、2000b)被称为这样是因为多个内部电极(200)被形成为在其间用保护部件(3000)分开，且充当电容器的多个内部电极(200)可形成于层压体(1000)内部。
容器部件(2000)分别提供在保护部件上及保护部件下方，且可包含至少两个或大于两个内部电极及提供在其间的至少两个或大于两个薄片。举例来说，第一电容器部件(2000a)可包含第一至第四薄片(101至104)，以及分别形成于第一至第四薄片(101至104)上的第一至第四内部电极(201至204)。另外，第二电容器部件(2000b)可包含第七至第十薄片(107至110)，以及分别形成于第七至第十薄片(107至110)上的第五至第八内部电极(205至208)。此处，内部电极(201至208；200)可形成为具有例如大约为1微米至10微米的对应厚度。另外，多个内部电极(200)可形成为具有连接到形成为在X方向上面向彼此的外部电极(4100、4200；4000)的一侧，以及与外部电极分隔开的另一侧。举例来说，第一、第三、第五以及第七内部电极(201、203、205、207)形成为在第一、第三、第七以及第九薄片(101、103、107、109)上具有对应预定面积，且形成为具有连接到第二外部电极(4200)的一侧及与第一外部电极(4100)间隔开的另一侧。另外，第二、第四、第六以及第八内部电极(202、204、206、208)形成为在第二、第四、第八以及第十薄片(102、104、108、110)上具有对应预定面积，且形成为具有连接到第一外部电极(4100)的一侧及与第二外部电极(4200)分隔开的另一侧。即，多个内部电极(200)形成为替代地连接到外部电极(4000)中的任一个，且使预定区域与其间的薄片(102至104)以及薄片(108至110)交叠。另外，内部电极(200)可形成为具有X方向上的长度及Y方向上的宽度，所述长度及宽度小于层压体(1000)的长度及宽度。即，内部电极(200)可形成为具有比薄片(100)的长度及宽度更小的长度及宽度。举例来说，内部电极(200)可形成为长度为层压体(1000)或薄片(100)的长度的大约10％至90％且宽度为层压体或薄片的宽度的大约10％至90％。另外，内部电极(200)可形成为具有薄片(100)中的每一个的大约10％至90％的区域。同时，多个内部电极(200)可各自形成为具有各种形状，例如方形、矩形以及具有预定形状、预定宽度以及预定间隔的螺旋形状。电容器部件(2000)具有形成于内部电极(200)之间的电容，且可根据内部电极(200)的交叠面积及薄片(100)的厚度来调节电容。同时，除第一至第八内部电极(201至208)以外，电容器部件(2000)可进一步提供形成于其中的一或多个内部电极，且至少一个薄片可进一步形成，其中形成至少一个内部电极。另外，第一及第二电容器部件(2000a、2000b)中的每一个还可具有形成于其中的两个内部电极。即，在本发明的示例性实施例中，示例性地描述第一及第二电容器(2000a、2000b)中的每一个具有形成于其中的四个内部电极，但内部电极可形成为多个至两个或大于两个。
内部电极(200)可由导电材料形成，例如，可由包含Al、Ag、Au、Pt、Pd、Ni以及Cu当中的任何一种或多种的金属或金属合金形成。就合金而言，例如可使用Ag及Pd的合金。同时，在烧制Al时，氧化铝(Al2O3)可形成于表面上，且内部部分可维持Al。即，当在薄片上形成Al时，Al与空气接触，且Al的表面在烧制工艺中氧化，以使得形成Al2O3且内部部分维持Al为原样。因此，内部电极(200)可由Al形成，使表面包覆有Al2O3，其为较薄多孔绝缘层。当然，除Al以外，可使用各种金属，其中绝缘层(有利地多孔绝缘层)形成于表面上。同时，至少一个区域的厚度较小或去除至少一个区域，以使得内部电极(200)可形成为暴露薄片。然而，即使内部电极(200)的至少一个区域较小或去除至少一个区域，仍将维持整体连接状态。因此，导电性未出现问题。
同时，第一电容器部件(2000a)的内部电极(201至204)及第二电容器部件(2000b)的内部电极(205至208)可形成为具有相同形状及相同面积，且交叠面积也可相同。然而，第一及第八内部电极(201、208)可与外部电极(4000)交叠，且第一及第八电极(201、208)可形成为比其它电极(202至207)更长。即，第一及第八电极(201、208)形成为使得其端部部分地与对应第一及第二外部电极(4100、4200)交叠，且在其间形成寄生电容。因此，第一及第八电极(201、208)可形成为比其它内部电极(201至207)长大约10％。另外，第一及第八电极(201、208)可各自形成为使得与外部电极(400)交叠的区域形成为比其它区域更大。举例来说，第一及第八电极(201、208)可各自形成为使得与外部电极(4000)交叠的区域或与其相邻的区域可比非交叠面积宽大约10％。此时，第一及第八电极(201、208)中未与外部电极(4000)交叠的区域可具有与其它内部电极(202至209)相同的宽度。同时，第一电容器部件(2000a)的薄片(101至104)及第二电容器部件(2000b)的薄片(107至110)可具有相同厚度。此时，当第一薄片(101)充当下部覆盖层时，第一薄片(101)可形成为比其它薄片更厚。因此，第一及第二电容器部件(2000a、2000b)可具有相同电容。然而，第一及第二电容器部件(2000a、2000b)的电容可不同，且在此情况下，内部电极的面积、内部电极的交叠面积以及薄片的厚度当中的至少任一个可彼此不同。另外，电容器部件(2000)的内部电极(201至208)可形成为比保护部件(3000)的放电电极(310)更长，且其面积也可形成为更大。
3.保护部件
护部件(3000)可包含形成为垂直分隔开的至少两个放电电极(311、312；310)以及提供在放电电极(310)之间的至少一个保护层(320)。举例来说，保护部件(3000)可包含：第五及第六薄片(105、106)；第一及第二放电电极(311、312)，分别形成于第五及第六薄片(105、106)上；以及保护层(320)，形成为通过第六薄片(106)。此外，保护层(320)可形成为至少部分地连接到第一及第二放电电极(311、312)。第一及第二放电电极(311、312)可形成为具有与电容器部件(2000)的内部电极(200)相同的厚度。举例来说，第一及第二放电电极(311、312)可形成为具有大约为1微米至10微米的厚度。然而，第一及第二放电电极(311、312)可形成为比电容器部件(2000)的内部电极(200)更薄或更厚。第一放电电极(311)形成于第五薄片(105)上以连接到第一外部电极(4100)，且连接成使得其端部连接到保护层(320)。第二放电电极(312)形成于第六薄片(106)上以连接到第二外部电极(4200)，且连接成使得其端部连接到保护层(320)。
此处，放电电极(311、312)形成为连接到对应相邻的内部电极(200)及相同对应的外部电极(4000)。即，第一放电电极(311)连接到相邻的第四内部电极(204)及第一外部电极(4100)，且第二放电电极(312)连接到相邻的第五电极(205)及第二外部电极(4200)。因此，放电电极(310)及与其相邻的内部电极(200)连接到同一外部电极(4000)，以使得即使在绝缘薄片(100)退化(即损坏)时，也不会将ESD电压施加到电子设备内部。即，当放电电极(310)及与其相邻的内部电极(200)连接到不同外部电极(4000)时，通过一个外部电极(4000)施加的ESD电压可在绝缘薄片(100)损坏(broken down)时通过放电电极(310)及相邻的内部电极(200)流动至其它外部电极(4000)。举例来说，当第一放电电极(311)连接到第一外部电极(4100)，且与其相邻的第四电极(204)连接到第二外部电极(4200)，且当绝缘薄片(100)损坏时，导电路径也形成于第一放电电极(311)与第四电极(204)之间，且通过第一外部电极(4100)施加的ESD电压经由第一外部电极(4100)流动至第一放电电极(311)、损坏的第五绝缘薄片(105)以及第二内部电极(202)，且可因此经由第二外部电极(4200)施加到内部电路。为了解决此问题，绝缘薄片(100)的厚度可形成为较大，但在此情况下，存在电击防止装置的尺寸增加的问题。然而，放电电极(310)及与其相邻的内部电极(200)连接到同一外部电极(4000)，以使得即使在绝缘薄片(100)损坏时，也不会将ESD电压施加到电子设备内部。另外，即使在绝缘薄片(100)未形成为具有较大厚度的情况下，也可防止ESD电压的施加。
同时，待与第一及第二放电电极(311、312)的保护层(320)接触的区域可形成为其尺寸等于或小于保护层(320)的尺寸。另外，第一及第二放电电极(311、312)还可形成为彼此完全交叠而不脱离保护层(320)。即，第一及第二放电电极(311、312)的边缘可连同保护层(320)的边缘形成垂直组件。当然，第一及第二放电电极(311、312)可形成为与保护层(320)的部分交叠而不脱离保护层(320)。举例来说，第一及第二放电电极(311、312)可形成为交叠保护层(320)的水平面积的大约10％至100％。即，第一及第二放电电极(311、312)未形成为脱离保护层(320)。同时，第一及第二放电电极(311、312)中待与保护层(320)接触的一个区域可形成为大于未与保护层(320)接触的区域。
保护层(320)可连接到第六薄片(106)的预定区域，例如可形成于中心部分上且连接到第一及第二放电电极(311、312)。此时，保护层(320)可形成为至少部分地与第一及第二放电电极(311、312)交叠。此时，保护层(320)可形成为使得其水平面积的大约10％至100％与第一及第二放电电极(311、312)交叠。保护层(320)可形成为使得具有预定尺寸的通孔形成于第六薄片(106)的预定区域上，例如中心区域处，且通过使用厚膜印刷工艺来填充通孔。保护层(330)可形成为例如具有大约为100微米至500微米的直径及大约为10微米至50微米的厚度。此处，保护层(320)的厚度越小，则放电开始电压越低。可通过使用导电材料及绝缘材料来形成保护层(320)。举例来说，可通过印刷第六薄片(106)上的导电陶瓷及绝缘陶瓷的混合材料来形成保护层(320)。同时，保护层(320)还可形成于至少一个薄片(100)上。即，保护层(320)可形成于至少一个薄片(例如两个对应层压薄片(100))上，且放电电极可形成为在薄片上彼此间隔开并连接到保护层(320)。稍后将提供保护层(320)的结构、材料等的详细描述。
4.外部电极
外部电极(4100、4200；4000)可提供在层压体(1000)外部面向彼此的两个表面上。举例来说，外部电极(4000)可形成于在X方向(即长度方向)上面向彼此的层压体(1000)的两个表面上。另外，外部电极(4000)可连接到层压体(1000)内部的内部电极(200)及放电电极(310)。此时，外部电极(4000)中的任一个可连接到电子设备内部的内部电路(例如印刷电路板)，且另一个外部电极可连接到电子设备的外部，例如连接到金属外壳。举例来说，第一外部电极(4100)可连接到内部电路，且第二外部电极(4200)可连接到金属外壳。另外，第二外部电极(4200)可例如经由接触器或导电衬垫连接到金属外壳。
外部电极(4000)可通过各种方法形成。即，外部电极(4000)可通过浸入或印刷方法使用导电膏形成，或还可通过例如沉积、溅镀、电镀等各种方法形成。同时，外部电极(4000)可形成为延伸到Y方向及Z方向上的表面。即，外部电极(4000)可形成为从在X方向上面向彼此的两个表面延伸到与两个表面相邻的四个表面。举例来说，当浸入于导电膏中时，外部电极(4000)可形成于不仅在X方向上面向彼此的两个表面上，而且在前表面、Y方向上的后表面以及Z方向上的上表面及下表面上。相比而言，当通过例如印刷、沉积、溅镀、电镀等方法形成时，外部电极(4000)可形成于X方向上的两个表面上。即，根据形成方法或工艺条件，外部电极(4000)可形成于不仅在安装于印刷电路板上的一个侧表面及连接到金属外壳的另一侧表面上，而且形成于其它区域上。外部电极(4000)可由具有导电性的金属形成，例如可由从由金、银、铂、铜、镍、钯或其合金组成的群组中选出的一种或多种金属形成。此时，连接到内部电极(200)及放电电极(310)的外部电极(4000)的至少一部分(即，形成于层压体(1000)的至少一个表面上且连接到内部电极(200)及放电电极(310)的外部电极(4000)的一部分)可由与内部电极(200)及放电电极(310)相同的材料形成。举例来说，当通过使用铜来形成内部电极(200)及放电电极(310)时，来自待与内部电极(200)及放电电极(310)接触的区域的至少一部分可通过使用铜来形成。此时，铜可通过浸入或印刷方法使用如上所述的导电膏来形成，或通过沉积、溅镀、电镀等方法来形成。有利地，外部电极(4000)可通过电镀形成。为了通过电镀工艺形成外部电极(4000)，将晶种层形成于层压体(1000)的上表面及下表面上，随后由晶种层形成镀层，且因此可形成外部电极。此处，连接到内部电极(200)及放电电极(310)的外部电极(4000)的至少一部分可为其上形成有外部电极(4000)的层压体(1000)的全部侧表面，或还可为部分区域。
另外，外部电极(4000)还可包含至少一个镀层。外部电极(4000)可形成于Cu、Ag等的金属层中，且至少一个镀层也可形成于金属层上。举例来说，外部电极(4000)还可形成为使得铜层、Ni镀层以及Sn镀层或Sn/Ag镀层经层压。当然，在镀层中，还可层压Cu镀层及Sn镀层的层压体，且还可层压Cu镀层、Ni镀层或Sn镀层。另外，外部电极(4000)可通过将金属粉末与具有例如大约为0.5％～20％的Bi2O3或SiO2的主要组份的基于多组份玻璃料(Glassfrit)混合来形成。此时，玻璃料与金属粉末的混合物以膏状制备，且可应用于层压体(1000)的两个表面。因此，通过在外部电极(4000)中包含玻璃料，可改进外部电极(4000)及层压体(1000)的紧密附着力，且可改进层压体(1000)内部的电极的接触反应。另外，在应用包含玻璃的导电膏之后，至少一个镀层形成于其上，且可因此形成外部电极(4000)。即，形成包含玻璃的金属层，且至少一个镀层形成于其上，以使得可形成外部电极(4000)。举例来说，外部电极(4000)可形成为使得包含Ag或Cu中的至少一种及玻璃料的层被形成，且Ni镀层及Sn镀层可通过电解或无电式镀覆连续形成。此时，Sn镀层可形成为具有与Ni镀层相同或比Ni镀层更大的厚度。当然，外部电极(4000)还可由仅一个镀层形成。即，外部电极(4000)还可通过至少一次使用电镀工艺形成镀层的至少一个层而不应用膏状物来形成。同时，外部电极(4000)可形成为具有大约为2微米至10微米的厚度，Ni镀层可形成为具有大约为1微米至10微米的厚度，且Sn镀层或Sn/Ag镀层可形成为具有大约为2微米至10微米的厚度。
时，外部电极(4000)可形成为使得其部分与连接到彼此不同的外部电极(4000)的内部电极(200)交叠。举例来说，延伸到层压体(1000)的下部部分及上部部分的第一外部电极(4100)的部分可形成为与内部电极(200)的预定区域交叠。另外，延伸到层压体(1000)的下部部分及上部部分的第二外部电极(4200)的部分也可形成为与内部电极(200)的预定区域交叠。举例来说，延伸到层压体(1000)的下部部分及上部部分的外部电极(4000)的部分可形成为与第一及第八内部电极(201、208)交叠。即，外部电极(4000)中的至少一个可延伸到层压体(1000)的上部表面及下部表面，且所延伸部分中的至少一个可形成为部分地与内部电极(200)交叠。此时，与外部电极(4000)交叠的内部电极(200)的面积可在内部电极(200)的总面积的大约1％到10％内。另外，在外部电极(4000)中，可增大通过多次处理形成于层压体(1000)的上表面及下表面中的至少一个上的面积。
因此，可通过使外部电极(4000)及内部电极(200)交叠在外部电极(4000)与内部电极(200)之间产生预定寄生电容。举例来说，电容可形成于第一及第八内部电极(201、208)与第一与第二外部电极(4100、4200)的延伸部分之间。因此，可通过调节外部电极(4000)及内部电极(200)的交叠面积来调节复合式保护装置的电容。然而，由于复合式保护装置的电容影响电子设备内部的天线性能，因此复合式保护装置的电容的分布维持在大约20％以内，有利地在大约5％以内。为此目的，使用通过使用具有高介电常数的材料制造的薄片(100)。然而，薄片(100)的介电常数越高，则内部电极(200)与外部电极(4000)之间的寄生电容的影响越大。即，当提供在内部电极(200)与外部电极(4000)之间的第一及第十一薄片(101及111)的介电常数较高时，寄生电容增大。然而，由于位于最外部分处的第一及第十一薄片(101及111)的介电常数低于其它薄片(102至110)的介电常数，因此可减小内部电极(200)与外部电极(4000)之间的寄生电容的影响。即，由于第一及第十一薄片(101及111)的介电常数低，因此可减小内部电极(200)与外部电极(4000)之间的寄生电容。
5.表面改性构件
同时，表面改性构件(未示出)可形成于层压体(1000)的至少一个表面上。此表面改性构件可通过在形成外部电极(4000)之前将例如氧化物分布在层压体(1000)的表面上来形成。此处，氧化物可以结晶状态或非结晶状态散布及分布在层压体(1000)的表面上。当通过电镀工艺形成外部电极(4000)时，表面改性构件可在电镀工艺之前分布在层压体(1000)的表面上。即，表面改性构件可在通过印刷工艺形成外部电极(4000)的部分之前经分布，或还可在执行印刷工艺之后的电镀工艺之前经分布。当然，当未执行印刷工艺时，可在分布表面改性构件之后执行电镀工艺。在此情况下，可至少部分地熔化分布在表面上的表面改性构件。
同时，表面改性构件的至少一部分可以相同尺寸均匀地分布在层压体(1000)的表面上，或其至少一部分还可以不同尺寸不规则地分布。另外，凹进部分可形成于层压体(1000)的表面的至少一部分上。即，通过形成表面改性构件来形成突出部分，且未形成表面改性构件的区域的至少一部分被挖掘，且从而形成凹进部分。在此情况下，表面改性构件的至少一部分可形成为比层压体(1000)的表面更深。即，表面改性构件的预定厚度以一预定深度嵌入层压体(1000)中，且其余厚度可形成为高于层压体(1000)的表面。在此情况下，嵌入层压体(1000)中的厚度可大约为氧化物颗粒的平均直径的1/20至1。即，所有氧化物颗粒可嵌入层压体(1000)中，或其至少一部分可嵌入。当然，氧化物颗粒可仅形成于层压体(1000)的表面上。因此，氧化物颗粒可以半球形形成于层压体(1000)的表面上，且还可形成为球形。另外，如上文所描述的表面改性构件可部分地分布在层压体(1000)的表面上，且还可以薄膜形状分布在至少一个区域上。即，氧化物颗粒以岛状(island)分布在层压体的表面上，以使得可形成表面改性构件。即，处于结晶状态或非结晶状态的氧化物可经分布成在层压体(1000)的表面上彼此间隔开，且因此，可暴露层压体(1000)的表面的至少一部分。另外，表面改性构件的氧化物可形成于至少一个区域中的薄膜中，以使得至少两个或大于两个被连接，且可以岛状形成于至少一部分中。即，至少两个或大于两个氧化物颗粒可凝固，或相邻氧化物颗粒可经连接以形成薄膜形状。然而，即使氧化物以颗粒状态存在或两个或大于两个颗粒被凝固或连接，层压体(1000)的表面的至少一部分仍可通过表面改性构件暴露于外部。
此时，表面改性构件的总面积可为例如层压体(1000)的全部表面积的大约5％至90％。根据表面改性构件的面积，可控制层压体(1000)的表面上的镀覆散布现象，但当形成太多表面改性构件时，层压体(1000)内部的导电图案与外部电极(4000)之间的接触可变得困难。即，当以层压体(1000)的表面积的大约5％的量形成表面改性构件时，控制镀覆散布现象并不容易，且当形成为超过大约90％时，层压体(1000)内部的导电图案及外部电极(4000)可能不会彼此接触。因此，需要以其中可控制镀覆散布现象且层压体(1000)内部的导电及外部电极(4000)可彼此接触的面积来形成表面改性构件。为此目的，表面改性构件可以层压体(1000)的表面积的大约10％至90％的面积来形成(且有利地以大约30％至70％的面积来形成且更有利地以大约40％至50％的面积来形成)表面改性构件。在此情况下，层压体(1000)的外部表面积可为一个表面的外表面，或可为形成六面体的层压体的六个表面的外部表面积。同时，表面改性构件可形成为具有层压体(1000)的厚度的至多大约10％的厚度。即，表面改性构件可形成为具有层压体(1000)的厚度的大约0.01％至10％的厚度。举例来说，表面改性构件可以大约0.1微米至50微米的尺寸存在，且因此，表面改性构件可形成为具有从层压体(1000)的表面大约0.1微米至50微米的厚度。即，表面改性构件可形成为具有从层压体(1000)的表面不包含嵌入层压体(1000)的表面的区域大约0.1微米至50微米的厚度。因此，当包含嵌入层压体(1000)的厚度时，表面改性构件可具有大于大约0.1微米至50微米的厚度。当表面改性构件形成为具有小于层压体(1000)的厚度的大约0.01％的厚度时，控制镀覆散布现象并不容易，且当形成为超过层压体(1000)的厚度的大约10％时，层压体(1000)内部的导电图案及外部电极可能不彼此接触。即，表面改性构件可具有根据层压体(1000)的材料特征(导电性、半导电性、绝缘性质、磁性等)的各种厚度，且可具有根据氧化物颗粒的尺寸和分布量以及是否凝固氧化物颗粒的各种厚度。
因此，表面改性构件形成于层压体(1000)的表面上，以使得具有不同组件的至少两个区域可存在于层压体(1000)的表面上。即，可在其中已形成表面改性构件的区域中以及在尚未形成表面改性构件的区域中检测互不相同的组件。举例来说，在已形成表面改性构件的区域中，可存在由表面改性构件引起的组件，即氧化物，且在尚未形成表面改性构件的区域中，可存在由层压体(1000)引起的组件，即薄片的组件。因此，在电镀工艺之前，表面改性构件分布在层压体(1000)的表面上，以使得可将粗糙度应用于层压体(1000)的表面，从而改造表面。因此，可均匀地执行电镀工艺，且因此，可控制外部电极(4000)的形状。即，在层压体(1000)的表面上，至少一个区域的电阻可不同于其它区域的电阻，且当在电阻不均匀的状态下执行电镀工艺时，可导致镀层的不均匀生长。为了解决此类问题，通过在层压体(1000)的表面上分布处于颗粒状态或熔化状态的氧化物来形成表面改性构件，以使得可改造层压体(1000)的表面，且还可控制镀层的生长。
此处，Bi2O3、BO2、B2O3、ZnO、Co3O4、SiO2、Al2O3、MnO、H2BO3、Ca(CO3)2、Ca(NO3)2或CaCO3中的至少一种可用于颗粒状态或熔化状态氧化物，以用于使层压体(1000)的表面上的层压体(1000)的表面电阻均一化。同时，表面改性构件还可形成于层压体(1000)中的至少一个薄片上。即，具有各种形状的导电图案还可通过电镀工艺形成于薄片上，且可通过形成表面改性构件来控制导电图案的形状。
图3为根据示例性实施例的复合式保护装置的截面照片，且图4及图5为图3中的区域A及区域B的表面照片。即，图4为垂直方向上的外部外围部件的表面照片，且图5为中心部件的表面照片。此复合式保护装置形成为使得最外薄片比垂直方向上的其它薄片具有更低介电常数。为此目的，多个薄片通过利用预定构成比使包含BaTiO3、NdTiO3、Bi2O3、ZnO以及TiO2的材料混合来形成，且最外薄片形成为具有更多含量的BaTiO3及更少含量的NdTiO3及Bi2O3。另外，最外薄片之间的薄片形成为具有更多含量的BaTiO3及更少含量的NdTiO3及Bi2O3。其余组份通过小幅含量调节来形成。如此制造的复合式保护装置的区域A及区域B的组份分析表分别显示于[表1]及[表2]中。
[表1]
| 组份 | wt％ | at％ |
| O | 6.65 | 31.40 |
| Zn | 4.57 | 5.28 |
| Mg | 0.68 | 2.11 |
| Pt | 9.47 | 3.66 |
| Tc | 6.51 | 5.01 |
| Ba | 24.21 | 13.31 |
| Ti | 15.39 | 24.25 |
| Ce | 0.00 | 0.00 |
| Nd | 19.95 | 10.44 |
| Bi | 12.56 | 4.54 |
[表2]
| 组份 | wt％ | at％ |
| O | 8.84 | 36.90 |
| Zn | 5.41 | 5.53 |
| Mg | 0.88 | 2.41 |
| Pt | 7/96 | 2.73 |
| Tc | 5.17 | 3.52 |
| Ba | 39.69 | 19.31 |
| Ti | 16.87 | 23.53 |
| Ce | 0.00 | 0.00 |
| Nd | 8.50 | 3.94 |
| Bi | 6.68 | 2.14 |
如[表1]及[表2]中所示，可理解，垂直方向上的复合式保护装置的外部外围区域比中心区域具有更少的Ba或Ti含量，以及更多的Nd或Bi含量。因此，可通过调节Ba、Ti、Nd以及Bi的含量来调节薄片的介电常数，且因此，可实施其中最外薄片的介电常数较低的根据示例性实施例的复合式保护装置，且其间的其余薄片的介电常数较高。
同时，在根据示例性实施例的复合式保护装置中，保护层(320)可以各种形式形成，且保护层(320)的此类各种实施例示出于图6至图8中。
图6为根据第一示例性实施例的复合式保护装置的保护层(320)的截面示意图。即，保护层(320)可形成为使得至少一个区域的厚度小于或大于其它区域，且图6为保护层(320)的一些区域的保护层(320)的放大截面示意图。
如图6的(a)中所示，保护层(320)可由绝缘材料形成。在此情况下，包含多个孔隙(未示出)的多孔绝缘材料可用于绝缘材料。即，多个孔隙(未示出)可形成于保护层(320)中。通过形成孔隙，可更容易地绕过例如ESD的过电压。另外，可通过混合导电材料及绝缘材料来形成保护层(320)。举例来说，可通过混合导电陶瓷及绝缘陶瓷来形成保护层(320)。在此情况下，可通过使用例如大约10:90至大约90:10的混合比混合导电陶瓷及绝缘陶瓷来形成保护层(320)。绝缘陶瓷的混合比越大，则放电起始电压越高，且导电陶瓷的混合比越大，则放电起始电压越低。因此，导电陶瓷及绝缘陶瓷的混合比可经调节为使得可获得预定放电起始电压。
外，通过层压导电层及绝缘层，保护层(320)可形成于预定层压结构中。即，保护层(320)可通过层压导电层及绝缘层至少一次来形成，以使得分隔导电层及绝缘层。举例来说，保护层(320)可通过层压导电层及绝缘层而形成于双层结构中，且通过层压导电层、绝缘层以及导电层而形成于三层结构中。另外，导电层(321a、321b；321)以及绝缘层(322)经多次层压，以形成于三层或更多层的层压结构中。举例来说，如图6的(b)中所示，可形成保护层(320)，其中第一导电层(321a)、绝缘层(322)以及第二导电层(321b)经层压。同时，当导电层及绝缘层经多次层压时，导电层可定位于最上层及最下层上。在此情况下，多个孔隙(未示出)可形成于导电层(321)及绝缘层(322)的至少一部分中。举例来说，由于形成于导电层(321)之间的绝缘层(322)形成于多孔结构中，因此多个孔隙可形成于绝缘层(322)内部。
外，保护层(320)可进一步在预定区域中提供孔隙。举例来说，空隙(void)可形成于其中混合导电材料及绝缘材料的层之间，且空隙还可形成于导电层与绝缘层之间。即，导电材料及绝缘材料的第一混合层、空隙以及第二混合层可经层压及形成，或导电层、空隙以及绝缘层也可经层压及形成。举例来说，如图6的(c)中所示，保护层(320)可通过层压第一导电层(321a)、第一绝缘层(322a)、空隙(323)、第二绝缘层(322b)以及第二导电层(321b)来形成。即，绝缘层(322a、322b；322)形成于导电层(321a、321b；321)之间，且空隙(323)可形成于绝缘层(322)之间。当然，保护层(320)还可通过重复地层压导电层、绝缘层以及空隙来形成。同时，当层压导电层(321)、绝缘层(322)以及空隙(323)时，所有这些层的厚度可相同，或至少任一层的厚度可小于其它层的厚度。举例来说，空隙(323)可比导电层(321)及绝缘层(322)更薄。另外，导电层(321)可形成为与绝缘层(322)具有相同厚度，或形成为比绝缘层(322)更厚或更薄。同时，空隙(323)可通过在填充聚合材料及去除聚合材料之后执行烧制工艺来形成。举例来说，导电层、绝缘层以及空隙可通过在填充包含导电陶瓷的第一聚合材料、包含绝缘陶瓷的第二聚合材料以及不包含导电陶瓷、绝缘陶瓷等的第三聚合材料及去除聚合材料之后执行烧制工艺来形成。同时，空隙(323)还可形成为使得层不分隔。举例来说，绝缘层(322)形成于导电层(321a、321b)之间，且空隙(323)可通过连接在垂直方向上或在水平方向上连接的多个孔隙来形成。即，空隙(323)可形成为绝缘层(322)内部的多个孔隙。当然，空隙(323)还可通过多个孔隙形成于导电层(321)中。
同时，用于保护层(320)的导电层(321)可具有预定电阻，且允许电流从中穿过。举例来说，导电层(321)可为具有几欧姆(Ω；321)至数百百万欧姆(MΩ；321)的电阻体。当引入例如ESD等过电压时，导电层(321)降低能级并防止出现由过电压引起的复合式保护装置的结构损坏。即，导电层(321)充当将电能转化为热能的散热片。此导电层(321)可通过使用导电陶瓷形成，且包含La、Ni、Co、Cu、Zn、Ru、Ag、Pd、Pt、W、Fe或Bi中的一种或多种的混合物可用于导电陶瓷。另外，导电层(321)可形成为具有大约为1微米至50微米的厚度。即，当导电层(321)形成为多个层时，所有厚度的总和可形成为大约1微米至50微米。
另外，用于保护层(320)的绝缘层(322)可由放电感应材料形成，且可充当具有多孔结构的电势垒。此绝缘层(322)可由绝缘陶瓷形成，且具有大约为50至50000的介电常数的铁电材料可用于绝缘陶瓷。举例来说，绝缘陶瓷可通过使用包含例如MLCC的介电材料粉末及ZrO、ZnO、BaTiO3、Nd2O5、BaCO3、TiO2、Nd、Bi、Zn或Al2O3当中的一种或多种的混合物来形成。此绝缘层(322)可形成于多孔结构中，其中尺寸为大约1微米至5微米的尺寸的孔隙形成为多个且形成为具有大约为30％至80％的孔隙度。在此情况下，孔隙之间的最短距离可大约为1微米至5微米。即，绝缘层(322)由电流不会流过的电绝缘材料形成，但由于形成孔隙因此电流可流过孔隙。此时，孔隙的尺寸或孔隙度越大，则放电起始电压可越低，且相反，孔隙的尺寸或孔隙度越小，则放电起始电压越高。然而，当孔隙的尺寸超过大约5微米或孔隙度超过大约80％时，可能难以保持保护层(320)的形状。因此，在维持保护层(320)的形状时，可调节绝缘层(322)的孔隙尺寸及孔隙度，从而调节放电起始电压。同时，当保护层(320)由绝缘材料及导电材料的材料混合物形成时，具有小孔隙的绝缘陶瓷可用于绝缘材料。另外，借助于小孔隙，绝缘层(322)可形成为具有比薄片的电阻更低的电阻，且可通过小孔隙执行局部放电。即，小孔隙形成于绝缘层(322)中，且通过小孔隙来执行局部放电。此绝缘层(322)可形成为具有大约为1微米至50微米的厚度。即，当绝缘层(322)形成为多个层时，所有厚度的总和可形成为大约1微米至50微米。
图7为根据第二示例性实施例的复合式保护装置的保护层(320)的截面示意图。即，保护层(320)可包含如图7的(a)中所示的空隙(323)。即，在保护层(320)中，可在不将过电压保护材料填充到通过穿过薄片形成的开口中的情况下形成空隙(323)。另外，在保护层(320)中，多孔绝缘材料可形成于通孔的至少一区域中。即，如图7的(b)中所示，绝缘层(322)可通过将多孔绝缘材料应用于通孔的侧壁上来形成，且如图7的(c)中所示，绝缘层(322a、322b；322)可形成于通孔的上侧及下侧中的至少一个中。
图8为根据复合式装置的第三示例性实施例的保护层(320)的截面示意图，且如图8中所示，保护层(320)可进一步包含形成于放电电极(311、312；310)与保护层(320)之间的放电感应层(330)。即，放电感应层(330)可进一步形成于放电电极(310)与保护层(320)之间。此时，放电电极(310)可包含导电层(311a、312a)，以及形成于导电层(311a、312a)的至少一个表面上的多孔绝缘层(311b、312b)。当然，放电电极(310)还可为其上未形成多孔绝缘层的表面的导电层。
当使用多孔绝缘材料形成保护层(320)时，可形成此放电感应层(330)。在此情况下，放电感应层(330)可形成为密度比保护层(320)更高的介电层。即，放电感应层(330)可由导电材料形成，且还可由绝缘材料形成。举例来说，当保护层(320)通过使用多孔ZrO形成且内部电极(200)通过使用Al形成时，AlZrO放电感应层(330)可形成于保护层(320)与放电电极(310)之间。同时，TiO可代替ZrO用于保护层(320)，且在此情况下，放电感应层(330)可由TiAlO形成。即，放电感应层(330)可通过放电电极(310)与保护层(320)的反应来形成。当然，放电感应层(330)可通过薄片材料的进一步反应来形成。在此情况下，放电感应层(330)可通过内部电极材料(例如Al)、保护部件材料(例如ZrO)以及薄片材料(例如BaTiO3)的反应来形成。另外，放电感应层(330)可通过与薄片材料的反应来形成。即，放电感应层(330)可通过在保护层(320)与薄片接触的区域中保护层(320)及薄片的反应来形成。因此，放电感应层(330)可形成为包围保护层(320)。此时，保护层(320)与放电电极(310)之间的放电感应层(330)以及保护层(320)与薄片之间的放电感应层(330)可具有互不相同的成分。同时，放电感应层(330)可通过去除其至少一个区域来形成，且还可形成为使得至少一个区域的厚度可不同于其它区域的厚度。即，放电感应层(330)可不连续地通过去除其至少一个区域来形成，且还可不规则地形成为使得至少一个区域的厚度可不同于其它区域的厚度。此放电感应层(330)可在烧制工艺期间形成。即，放电感应层(330)可形成于放电电极(310)与保护层(320)之间，以使得放电电极材料、ESD保护材料等在预定温度下的烧制工艺期间彼此扩散。同时，放电感应层(330)可形成为其厚度为保护层(320)的厚度的大约10％至70％。即，保护层(320)的部分的厚度可变为放电感应层(330)。因此，放电感应层(330)可形成为比保护层(320)更薄，且可形成为其厚度大于、等于或小于放电电极(310)的厚度。引入至保护层(320)的ESD电压的放电能级可通过放电感应层(330)降低。因此，可更容易地对ESD电压进行放电，且因此，可提高放电效率。另外，可通过形成放电感应层(330)来防止异物扩散到保护层(320)。即，可防止薄片材料及内部电极材料扩散到保护层(320)，且可防止过电压保护材料的外部扩散。因此，放电感应层(330)可被用作扩散势垒(diffusion barrier)，且因此，可防止保护层(320)的损坏。同时，导电材料可进一步包含于保护层(320)中，且在此情况下，导电材料可包覆有绝缘陶瓷。举例来说，如通过使用图6的(a)所描述，当通过混合多孔绝缘材料及导电材料形成保护层(320)时，可通过使用NiO、CuO、WO等来涂覆导电材料。因此，导电材料可被用作用于保护层(320)的材料以及多孔绝缘材料。另外，当除多孔绝缘材料以外，导电材料进一步用作保护层(320)时，如例如图6的(b)及图6的(c)中所示，当绝缘层(322)形成于两个导电层(321a、321b)之间时，放电感应层(330)可形成于导电层(321)与绝缘层(322)之间。同时，放电电极(310)可形成为具有从其去除区域的一部分的形状。即，放电电极(310)经部分去除，且放电感应层(330)可形成于去除区域中。然而，即使经部分去除，放电电极(310)仍维持平面上的全部连接形状，且因此，电特性退化。
放电电极(310)可由具有其上形成绝缘层的表面的金属或金属合金形成。即，放电电极(310)可包含导电层(311a、312a)，以及形成于导电层(311a、312a)的至少一个表面上的多孔绝缘层(311b、312b)。此时，多孔绝缘层(311b、312b)可形成于放电电极(310)的至少一个表面上。即，放电电极可仅形成于未与保护层(320)接触的一个表面及与保护层(320)接触的另一表面上，且还可形成于未与保护层(320)接触的一个表面及与保护层(320)接触的另一表面上。另外，多孔绝缘层(311b、312b)可全部形成于导电层(311a、312a)的至少一个表面上，或还可仅形成于其至少一部分上。另外，多孔绝缘层(311b、312b)可形成为使得其至少一部分经去除或形成为具有较小厚度。即，多孔绝缘层(311b、312b)可不形成于导电层(311a、312a)的至少一个区域上，且还可形成为使得至少一个区域的厚度小于或大于另一区域的厚度。在此放电电极(310)中，氧化物膜可在烧制期间形成于其表面上，且其内部可由保持导电性的Al形成。也就是说，当在薄片上形成Al时，Al与空气接触，且Al的表面在烧制工艺中氧化，以使得形成Al2O3且内部部分维持Al为原样。因此，内部电极(200)可由Al形成，以使表面包覆有Al2O3，其为较薄多孔绝缘层。当然，除Al以外，可使用各种金属，其中绝缘层(有利地多孔绝缘层)形成于表面上。
同时，在示例性实施例中，通过将过电压保护材料嵌入或施加到薄片(106)中形成的通孔中来形成保护层(320)。然而，保护层(320)可形成于薄片的预定区域上，且放电电极(310)可形成为使得各自与对应保护层(320)接触。即，如图9的另一示例性实施例的截面视图中所示，两个放电电极(311、312)形成为彼此水平地间隔预定距离，且保护层(320)可形成于两个放电电极(311、312)之间。
保护部件(3000)可包含在同一平面上形成为彼此间隔开的至少两个放电电极(311、312)，以及提供在两个放电电极(311、312)之间的至少一个ESD保护层(320)。即，两个放电电极(311、312)可提供成在形成外部电极(4000)的方向上(即X方向上)彼此间隔开，且两个或大于两个放电电极(未示出)可进一步提供在与其垂直的方向上。因此，至少一个放电电极可在与形成外部电极(4000)的方向垂直的方向上形成，且至少一个放电电极可形成为以预定距离彼此间隔开。举例来说，如图9中所示，保护部件(3000)可包含：第五薄片(105)；第一及第二放电电极(311、312)，形成于第五薄片(105)上；以及保护层(320)，形成于第五薄片(105)上。此处，保护层(320)可形成为至少部分地连接到第一及第二放电电极(311、312)。第一放电电极(311)形成于第五薄片(105)上以连接到外部电极(4100)，且连接成使得其端部连接到保护层(320)。第二放电电极(312)形成于第五薄片(105)上以连接到外部电极(4200)，且与第一放电电极(311)间隔开，且形成为使得其端部连接到保护层(320)。保护层(320)可形成于第五薄片(105)的预定区域上，例如可形成于中心部分上，以连接到第一及第二放电电极(311、312)。此时，保护层(320)可形成为至少部分地与第一及第二放电电极(311、312)交叠。保护层(320)可形成于暴露于第一与第二放电电极(311、312)之间的第五薄片(105)上，且还可连接到第一及第二放电电极(311、312)的侧表面。然而，在此情况下，由于保护层(320)可不与第一及第二放电电极(311、312)接触且与其间隔开，因此ESD保护层(320)可有利地形成为与第一及第二放电电极(311、312)交叠。即使当放电电极(310)及保护层(320)因此形成于同一平面中，外部电极(4000)仍可形成为至少部分地与内部电极(200)交叠，且最外薄片(即第一及第十薄片(101、110))可形成于其间，以使介电常数低于其余薄片(即第二至第九薄片(102至109))的介电常数。
根据示例性实施例的上述复合式保护装置可提供在如图10中所示的电子设备的金属外壳(10)与内部电路(20)之间。即，外部电极(4000)中的任一个可连接到接地端子，且另一个可连接到电子设备的金属外壳(10)。在此情况下，接地端子可提供在内部电路(20)内部。举例来说，第一外部电极(4100)可连接到接地端子，且第二外部电极(4200)可连接到金属外壳(10)。另外，如图11中所示，使用导电构件的接触部件(30)(例如接触器)、导电衬垫(conductive gasket)等可进一步提供在第二外部电极(4200)与金属外壳(10)之间。因此，可阻断从内部电路(20)的接地端子发射的冲击电压，且从外部施加到内部电路的例如ESD的过电压可绕至接地端子。即，在示例性实施例的复合式保护装置中，电路可不在额定电压及冲击电压处在外部电极(4000)之间流动，且电流经由保护层(320)在ESD电压处流动，且过电压绕至接地端子。同时，复合式保护装置可具有高于额定电压及低于ESD电压的放电起始电压。举例来说，复合式保护电压可具有大约为100V至240V的额定电压，冲击电压可等于或高于电路的操作电压，且由外部静电等产生的ESD电压可高于冲击电压。另外，来自外部的通信信号(即交流频率)可通过形成于内部电极(200)之间的电容器发射到内部电路(20)。因此，即使在金属外壳(10)被用作天线而不提供单独天线的情况下也可施加来自外部的通信信号。因此，根据示例性实施例的复合式保护可阻断冲击电压，绕过ESD电压至接地端子，且将通信信号施加至内部电路。
另外，在根据示例性实施例的复合式保护装置中，具有高耐电压特征的多个薄片经层压以形成主体(100)，且因此，可维持绝缘电阻状态，以使得当朝向内部电路(20)中的金属外壳(10)引入例如大约为310V的冲击电压时，由于充电器有缺陷，因此泄漏电流可能不流动。另外，保护层(320)还可在将过电压从金属外壳(10)引入到内部电路(20)时绕过过电压，且维持高绝缘电阻状态而不损坏装置。即，保护层形成于多孔结构中，且包含使得电流流经小孔隙的多孔绝缘材料，且进一步包含降低能级的导电材料并将电能转化为热能，且可因此通过绕过从外部引入的过电压来保护电路。因此，复合式保护装置甚至不会被过电压电性损坏，可由此提供在提供有金属外壳(10)的电子设备中，且可连续地防止有缺陷的充电器中产生的冲击电压通过电子设备的金属外壳(10)发射到用户。同时，通用多层电容电路(multilayer capacitance circuit；MLCC)为保护冲击电压但对于ESD为较弱的元件，且因此，当施加重复ESD时，由于充电(Charging)在泄漏点(Leak point)处产生火花(Spark)，且可能发生元件损坏现象。然而，在示例性实施例中，形成保护层(320)，其包含内部电极(200)之间的多孔绝缘材料，且过电压绕经保护层(320)，且因此，主体(100)的至少一部分被损坏。
另外，外部电极(4000)及内部电极(200)使得彼此交叠，以使得可在外部电极(4000)与内部电极(200)之间产生预定寄生电容，且调节外部电极(4000)与内部电极(200)之间的交叠面积，以使得可调节复合式保护装置的电容。然而，由于复合式保护装置的电容影响电子设备内部的天线的性能，因此具有高介电常数的薄片(100)用于将复合式保护装置的电容的分布维持在大约5％以内。因此，薄片(100)的介电常数越高，则内部电极(200)与外部电极(4000)之间的寄生电容的影响可能越大。然而，由于位于最外部的薄片的介电常数低于其间的其余薄片的介电常数，因此可减小内部电极(200)与外部电极(4000)之间的寄生电容的影响。
在示例性实施例中，提供在智能电话的电子设备中的复合式保护装置已经示例性地描述，保护电子设备免受例如从外部施加的ESD的过电压，且通过阻断来自电子设备内部的泄漏电流来保护用户，从而保护用户。然而，示例性实施例的复合式保护装置可提供在除智能电话外的各种电子设备中，且执行至少两种保护功能。
同时，如图11中所示，与金属外壳(10)电性接触且具有弹性的接触部件(30)可提供在金属外壳(10)与复合式保护装置之间。即，根据示例性实施例的接触部件(30)与复合式保护装置可提供在电子设备的金属外壳(10)与内部电路(20)之间。接触部件(30)可由一材料形成，所述材料具有弹性以使得当从电子设备的外部施加外力时可缓解其冲击，且包含导电材料。此接触部件(30)可具有如图12中所示的夹片(clip)形状，或还可为如图13中所示的导电衬垫。另外，接触部件(30)的至少一部分可安装在内部电路(20)上，例如安装在PCB上。将如下文使用图12及图13描述包含接触部件(30)的复合式保护装置。
图12及图13为根据一个示例性实施例及修改实例的复合式保护装置的截面视图，且复合式保护装置分别提供在金属外壳(10)与内部电路(20)之间，且夹片形接触部件(5100)或使用导电材料层的接触部件(5200)可提供在复合式保护装置的第二外部电极(4200)上，如分别在图12及图13中所示。接触部件(5100、5200)可由一材料形成，所述材料具有弹性以使得当从电子设备的外部施加外力时可缓解其冲击，且包含导电材料。同时，复合式保护装置的第一外部电极(4100)可提供成与内部电路(20)接触，且由不锈钢等制成的金属层可进一步提供在内部电路(20)与第一外部电极(4100)之间。
如图12中所示，接触部件(5100)可具有夹片(clip)形状。夹片形接触部件(5100)可包含：支撑部件(5110)，提供在复合式保护装置上；接触部件(5120)，提供在支撑部件(5110)上方，定位成面向例如金属外壳的导电体，且具有可与接触体接触的至少一部分；以及连接部件(5130)，提供在支撑部件(5110)与接触部件(5120)的一侧之间，配置成连接所述部件，且具有弹性。此处，连接部件(5130)形成为连接支撑部件(5110)的一端及接触部件(5120)的一端，且可形成为具有曲率。即，连接部件(5130)具有弹性，以在通过外力按压时在定位电路板(20)的方向上按压，且在释放外力时复原。因此，在接触部件(5100)中，至少连接部件(5130)可由具有弹性的金属材料形成。
另外，除具有导电性及弹性的夹片形状以外，示例性实施例的接触部件可包含导电橡胶、导电硅酮、插入导电线的弹性体，以及具有通过导体包覆或接合的表面的衬垫。即，如图13中所示，接触部件(5200)可包含导电材料层。举例来说，就导电衬垫而言，其内部可由非导电弹性体形成，且其外部可包覆有导电材料。尽管未示出，但导电衬垫可包含：绝缘弹性芯，其中形成有通孔；以及导电层，形成为包围绝缘弹性芯。绝缘弹性芯具有其中形成通孔的管形状，且因此可形成为具有合适矩形或圆形形状的横截面，但示例性实施例不限于此，且可形成为具有各种形状。举例来说，绝缘弹性芯中可不形成通孔。此绝缘弹性芯可由硅酮、弹性橡胶等形成。导电层可形成为包围绝缘弹性芯。此导电层可由至少一个金属层形成，且例如可由金、银、铜等形成。同时，在不形成导电层的情况下，导电粉末也可混合成弹性芯。
然而，本发明可以不同形式实施，且不应被理解为限于本文中所阐述的实施例。即，提供上述实施例以使得本公开将是透彻及完整的，且将完全地将本公开的范围传达给所属领域的技术人员，且应通过本申请的权利要求的范围来理解本公开的范围。
Claims (13)
1.一种复合式保护装置，包括：
层压体，其中层压多个薄片；
多个内部电极，形成于所述层压体内部；
过电压保护部件，形成于所述薄片的至少一部分上；以及
外部电极，提供在所述层压体外部并连接到所述内部电极及所述过电压保护部件，
其中所述多个薄片的至少一部分具有不同于其它薄片的介电常数。
2.根据权利要求1所述的复合式保护装置，其中所述过电压保护部件包括：
至少两个放电电极；以及
至少一个过电压保护层，提供在所述放电电极之间。
3.根据权利要求2所述的复合式保护装置，其中所述过电压保护层包括多孔绝缘材料、导电材料以及空隙中的至少一个。
4.根据权利要求2所述的复合式保护装置，其中所述放电电极及与其相邻的所述内部电极连接到同一外部电极。
5.根据权利要求2所述的复合式保护装置，其中所述放电电极及与其相邻的所述内部电极连接到另一外部电极。
6.根据权利要求1所述的复合式保护装置，其中所述多个内部电极中的至少一个形成为具有与其它内部电极不同的长度。
7.根据权利要求1所述的复合式保护装置，其中所述外部电极延伸到所述层压体的最下层及最上层中的至少任一个，且部分地与最外内部电极交叠。
8.根据权利要求7所述的复合式保护装置，其中所述最外内部电极各自形成，以使得与所述外部电极交叠的区域形成为具有大于其余区域的宽度。
9.根据权利要求6所述的复合式保护装置，其中提供在所述外部电极与最外内部电极之间的薄片的介电常数低于其它薄片的介电常数。
10.根据权利要求9所述的复合式保护装置，其中提供在所述外部电极与最外内部电极之间的所述薄片的所述介电常数至多大约为100，且其它薄片的所述介电常数至少大约为500。
11.根据权利要求9所述的复合式保护装置，其中提供在所述外部电极与最外内部电极之间的所述薄片各自具有比其余薄片更低的钡含量或钛含量。
12.根据权利要求9所述的复合式保护装置，其中提供在所述外部电极与最外内部电极之间的所述薄片各自具有比所述其余薄片更高的钕含量或铋含量。
13.一种包括复合式保护装置的电子设备，所述保护装置提供在能够与用户接触的导体与内部电路之间且被配置成阻断冲击电压并绕过过电压，
其中所述复合式保护装置包括如权利要求1至12中任一项所述的复合式保护装置。
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