JPH11507766A

JPH11507766A - 電子部品を静電的損傷から保護するための表面実装型装置と方法

Info

Publication number: JPH11507766A
Application number: JP9502323A
Authority: JP
Inventors: ヌハレーン，アンドリュー，ジェイ．
Original assignee: リッテルフューズ，インコーポレイティド
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1999-07-06
Also published as: AU6597296A; ATE193149T1; EP0834180A2; DE69608440T2; CA2223746A1; DE69608440D1; WO1996041356A3; CN1191623A; WO1996041356A2; EP0834180B1; MX9709973A

Abstract

(57)【要約】プリント回路基板又は薄膜ハイブリッド回路技術において使用される表面実装型の小型の薄膜状過電圧保護装置。この表面実装型装置（ＳＭＤ）は、電子部品に対する静電気放電（ＥＳＤ）損傷を防ぐように構成されている。この回路保護装置は三つのサブアセンブリから構成されている。第１のサブアセンブリは、基体キャリア、電極、保護装置（６０）をＰＣ基板に接続するための端子パッドを具えている。第２のサブアセンブリは、非線型特性を有する電圧可変ポリマー材料を具えており、第３のサブアセンブリは回路保護装置の他のエレメントを保護するカバーコートを具えている。

Description

【発明の詳細な説明】電子部品を静電的損傷から保護するための表面実装型装置と方法技術分野本発明は、広義には電気回路を保護するための表面実装型装置（ＳＭＤ）に関する。詳しくは、本発明は、電気回路における静電気放電に対する保護のための表面実装型装置に関する。背景技術プリント配線（ＰＣ）基板はすべての種類の電気・電子装置に益々利用されつつある。これらのＰＣ基板に形成される電気回路は、従来の大型の電気回路等と同じく、電気的過電圧に対して保護される必要がある。この保護は、物理的にＰＣ基板に取付けられた周知の静電気放電装置によって行われることが多い。こうした装置の例としては、シリコンダイオードや金属酸化物バリスタ（ＭＯＶ）が挙げられる。しかし、これらの装置には幾つかの欠点がある。第一に、周知のようにこれらのタイプの装置には老化の問題が多く発生する。第二に、これも周知のように、これらのタイプの装置は破滅的な損傷を生じることがある。第三に、これらのタイプの装置は、ショートした場合に焼損したり故障することがある。ＰＣ基板の製造に際してこれらの装置を使用する場合には、他の多くの欠点が思い当たる。従来から、或る種の材料が、電子回路内の高速の過渡的過電圧パルスに対する保護を与えることが判っている。これらの材料には、少なくとも、米国特許４，０９７，８３４、４，７２６，９９１、４，９７７，３５７及び５，２６２，７５４に開示された材料が含まれている。しかし、これらの材料を微小電子回路に組み込んで効果的に使用するには、多くの時間とコストを要する。本発明は、これら及びその他の問題点を軽減し、解決することを目的とする。発明の概要本発明は、三つの材料のサブアセンブリを含む薄膜型静電気放電保護用表面実装型装置（ＥＳＤ／ＳＭＤ）である。第一のサブアセンブリは基体キャリアを具えている。この第一の基体キャリア・サブアセンブリは、その上面に制御された幅を有する間隙によって互いに分離された一対の電極を有するキャリアベースと、該キャリアベースの側面と底面を被覆する端子パッドとを具えている。第２のサブアセンブリ即ち電圧可変ポリマー材料は前記一対の電極の間に付与され、これらの間の間隙を架橋している。第３のサブアセンブリ即ちカバーコートは、第１の基体サブアセンブリの上面の前記ポリマー材料と電極の上に載せられている。この第３サブアセンブリは、第２サブアセンブリと電極及び該電極に接続された端子パッドの一部を覆う保護層を提供し、後述するように衝撃や酸化等の影響からこれらを守る。第３のサブアセンブリ即ち保護層は、ポリウレタンやポリカーボネート等のポリマー材料で作られている。更に、最も好ましい基体材料は、ＦＲ−４エポキシ又はポリイミドである。本発明のその他の態様によれば、薄膜状の表面実装型ＥＳＤ／ＳＭＤが提供される。詳しくは、この装置は、導電性金属で作られた電極を有する。第１の導電性金属は、銅、銀、ニッケル、チタン、アルミ、及びこれらの導電性金属の合金を含む群から選ばれることが望ましいが、これらに限定されるものではない。本発明のＥＳＤ／ＳＭＤの電極用の好ましい金属の一つは、銅である。第１の導電性金属即ち電極は、種々の形状で第１サブアセンブリ上に成層される。写真平版技術、機械的及びレーザー処理技術を利用して、非常に小さい複雑な形状の電極と適正な間隙幅を得ることができる。この技術が電気化学的及び物理的蒸着技術（ＰＶＤ）によって形成された超薄膜コーティングと組み合わせられると、この小型保護装置６０の電極間の間隙を制御して、過電圧から回路を保護することが可能になる。このＥＳＤ／ＳＭＤの基体の上面に電極を形成することによって、高精度の二次的作業としてレーザー処理法を使用して間隙幅を調整し、これによって装置を規格に合わせることが可能となる。本発明のその他の特長と利点は、図面を参照して以下の説明によって明らかになるであろう。図面の簡単な説明図１は、本発明の小型ＥＳＤ／ＳＭＤを製造するのに使用される銅めっきされたＦＲ−４エポキシシートの斜視図である。図２は、図１の線２−２線に沿う図１のシートの一部の断面図である。図３は、図１のＦＲエポキシシートの斜視図であり、その銅めっき層は剥がされ、それぞれが幅Ｗ₁と長さＬを有する複数のスロットが該シートの四分割領域において打ち抜かれている。図４は、図３の打ち抜かれたシートの一部の斜視図であるが、これには銅めっき層が再付与されている。図５は、各箇所が紫外線不透過物質のパターン付きパネルでマスクされた後の図４の再び銅めっきされたシートの平らな上向き面の斜視図である。図６は、図５の反対側の斜視図であり、図５の再びめっきされたシートからストリップ状に銅めっき層が除去された後の状態を示す。図７は、図６のストリップ２６の上面５７の斜視図であり、点線で直線状領域４０を示す。図８は、銅めっき浴に浸漬し、次いでニッケルめっき浴に浸漬して、付加的な銅層とニッケル層がベースの銅層の端子パッド部分の上に形成された、単一のストリップ２６の斜視図である。図９は、図８のストリップの斜視図であるが、錫−鉛浴に浸漬されて端子パッドの銅とニッケル層の上にもう一つの層が形成されている状態を示す。図１０は、電圧可変ポリマーのストリップが付与された領域が描かれている図９のストリップを示す。図１１は、図１０のストリップを示すが、該ストリップ２６の間隙２５にポリマー材料４３が付与されている。図１２は、図１１のストリップを示すが、電極２１とポリマー材料４３の上にはカバーコート５６が付与されている。図１３は、ダイヤモンドカッターを用いて平行面に沿ってストリップを切断し、個々の装置を形成する、いわゆるダイシング作業の後に、最終的に得られた本発明のＥＳＤ／ＳＭＤを示す。図１４は、このＥＳＤ／ＳＭＤの製造プロセスのスクリーン捺染ステップを実行するのに使用されるスクリーン捺染機の正面図である。発明の詳細な説明本発明は多くの異なった形態が可能であるが、図に示す好適実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。しかし、これは本発明の原理を説明するもので、本発明の広範な態様ははこれに限定されるものではないことを理解するべきである。本発明の好適実施例の一つを図１３に示す。この薄膜状回路装置は、プリント回路基板又は厚膜状ハイブリッド回路技術に使用される、表面実装型のサブミニチュア過電圧保護装置である。この装置に与えられた名前の一つは、静電気放電保護用表面実装型装置（ＥＳＤ／ＳＭＤ）である。この表面実装型装置（ＳＭＤ）は、電子部品に対する静電気放電（ＥＳＤ）損傷を防ぐように構成されている。このＥＳＤ／ＳＭＤ装置は、それが種々のサイズで製造可能なようにレイアウトされ、設計されている。表面実装型装置の標準の工業用サイズの一つは、一般的に１２５ミルの長さと６０ミルの幅とを有する。このサイズは本発明に適用可能であり、単に「１２０６」サイズの装置と呼称する。しかし、本発明は、他のすべての表面実装型装置の標準サイズ、例えば１２１０、０８０５、０６０３、０４０２等に対しても使用可能であり、更に非標準サイズのものに対しても使用可能であることを理解すべきである。本発明の保護装置は、低電力に対する保護用に一般に使用されているシリコンダイオードやＭＯＶ技術に代替するものとして設計されている。この保護装置は、広義には、三つの材料のサブアセンブリから構成されている。図から明らかなように、第１のサブアセンブリは、基体キャリア即ち基体１３と、電極２１と、保護装置６０をＰＣ基板に接続するための端子パッド３４、３６とを具えている。第２のサブアセンブリは電圧可変ポリマー材料４３を具え、第３サブアセンブリはカバーコート５６を具えている。前記第１サブアセンブリ即ち基体キャリアア・サブアセンブリは、制御された幅Ｗ₂の間隙によって分離された二つの電極２１を上面に有するキャリアベース１３と、上面５７の被覆端子３４、３６と、前記第１サブアセンブリ１３の底面５８と、側面５９を具えている。第２のサブアセンブリ即ち電圧可変ポリマー材料４３は、前記両電極２１の間に設置され前記間隙２５を効果的に架橋している。カバーコート５６は、基体サブアセンブリの上面５７上の前記ポリマー材料４３と電極との上に載置され、端子パッド３４、３６の上面５７を覆っている。第３のサブアセンブリは、自動組立の際に発生する衝撃に対する保護と、使用の際の酸化その他の影響からの保護のために設けられている。更に詳しくは、第１の基体サブアセンブリは、半硬質エポキシ材料製のキャリアベース１３を有する。この材料は、プリント回路基板産業で使用される標準的な基体材料とほぼ同じ物性を示し、したがって、この装置とプリント基板の熱的並びに機械的特性が非常に適合したものとなる。他のタイプの材料でも使用可能である。この第１サブアセンブリは、更に、一つの連続層即ちフィルムとして、前記パッド３４、３６の一部をなす二つの金属電極２１を有する。図から明らかなように、これらのパッド３４、３６は複数の層、即ち電極２１を形成するベースの銅層４４と、追加の銅層３６と、ニッケル層４８と、前記パッド３４、３６の残余を形成する錫−鉛層５０から構成されている。別の実施例においては、追加の銅層４６が電極２１（図示しない）の第２の銅層を形成し、該電極２１の厚さを増している。パッドのベースと電極の銅層は、（１）後述する好適実施例におけるめっき等の電気化学的プロセス、又は（２）物理的な蒸着（ＰＶＤ）によって、同時に形成される。過電圧状態が生じた場合に、こうした同時成層によって、パッド３４、３６、電極２１、第２サブアセンブリ４３の間に良好な導通が得られる。この種の成層によって製造も円滑に行われ、電極２１を含む各層の厚さを精密に制御することが可能になる。基体即ちコア１３上にベースの銅層４４を設けた後、前述のように導電性金属の付加層４６、４８、５０が端子パッド上に設けられる。これらの付加層は、それぞれ写真平版及び成層技術によって、これらのパッドの上の形成される。これら二つの金属電極は、それが一層の厚さであろうと二層（又はそれ以上）の厚さであろうと、制御された幅Ｗ₂の間隙２５によって分離されている。基体サブアセンブリは、保護装置の上面５７、底面５８、側面５９に前記二つの端子パッド３４、３６を具備することも可能である。端子パッド３４、３６の底面５８及び／又は側面５９は、この装置をプリント基板に取付け、該基板から電極２１へ至る電気経路を提供するのに使用される。前述のように、電極２１と端子パッドは基体材料１３に成層された銅シート４４によって構成されている。その他の層は、電気化学的又は物理的蒸着法（ＰＶＤ）のどちらかで形成されると共に、基体上面の電極と基体１３の底面の端子パッド３４、３６との間の良好な連続した経路を確保する。このやり方は、表面実装型組立技術による製造を容易にし、端子パッドを被覆することが可能になる。電極２１同士の間の間隙幅Ｗ₂は、写真平版技術とエッチングプロセスとによって形成される。写真平版プロセスの性質上、電極の金属層の分離幅Ｗ₂の非常に精密な制御が可能となる。電極２１を分離しているこの間隙２５は、基体１３の上面を横断する直線に沿って延在している。この間隙の適正なサイズと形状によって、過電圧の際の適正なトリガー電圧とクランプ電圧並びに高速の応答時間と確実な作用が得られる。電極の金属層は所望の物理的、電気的、金属学的特性が得られるように、種々の金属や合金、例えばＣｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ａｌ，ＮｉＣｒ，ＴｉＮから選択可能である。間隙２５と端子パッド３４、３６の物理的寸法と幅を規定するためには、写真平版技術、機械的技術又はレーザー処理技術が採用される。続いて、写真平版と蒸着によって、特定の厚さになるまで端子パッドにＣｕ，Ｎｉ，Ｓｎ／Ｐｂ等の追加の成層が行われる。電圧可変ポリマー材料４３は、高速の過渡的過電圧パルスに対する保護を与える。このポリマー材料４３は、過電圧状態に対して非線型電気応答を行う。このポリマー４３は、有機樹脂又は絶縁媒体中に分散された細かく粉砕された粒子である。このポリマー材料４３は、絶縁性結合剤中に均一に分散された導電性粒子からなる。このポリマー材料４３は、粒子同士の間隔と結合剤の電気的性質に基づく非線型抵抗特性を有する。このポリマー材料は多くのメーカーから入手可能であり、前述の特許にも開示されている。カバーコート５６のサブアセンブリは、金属成層、パターン形成、ポリマー４３の付与プロセスの後で、基体／ポリマーのサブアセンブリの上面に設けられ、ポリマー材料４３を保護する手段を提供するとともに、ピックアンドプレース（ pick-and-place）表面実装技術による自動化された組立装置のための平らな表面を提供する。このカバーコート５６は、保護装置６０の性能を劣化させる電極２１とポリマー４３の過剰な酸化を防ぐ。このカバーコート５６は、プラスチック、ポリマー、エポキシ類等の種々の材料で形成可能である。カバーコート５６は、この保護装置６０にマークを付けるための担持体としても役立つ。このマークはインキ移転プロセスやレーザーマーキング法によって、各層の間やカバーコート５６の表面に設けられる。この保護装置６０は、次のプロセスで製造される。図１と２には、銅めっき層１２を有するＦＲ−４エポキシの中実シート１０が示されている。この銅めっき層１２とＦＲ−４エポキシの基体１３は、図２に最も判りやすく示されている。この銅めっきされたＦＲ−４エポキシシート１０は、Allied Signal Laminate S ystems，Hoos ick Falls，New York から0200BED130C1/CIGFN0200C1/C1A2Cのパーツとして入手可能である。ＦＲ−４エポキシが好ましい材料であるが、前述のように化学的、物理的、構造的にＰＣ基板を形成している材料と同じものであれば、どんなものでもよい。この中実シート１０用の別の好適な材料としては、ポリイミドが挙げられる。ＦＲ−４エポキシとポリイミドは、ＰＣ基板産業で使用される標準的基体材料と殆ど同じ物性を有する材料の中に入っている。この結果、保護装置６０とこの保護装置６０が取付けられるＰＣ基板とは、熱的及び機械的に互いに非常に適合した特性を持つこととなる。本発明の保護装置６０の基体は、所望のアーク経路形成特性を有するとともに、過電圧に伴うエネルギーの急速な解放が生じた場合にも、充分な機械的可撓性がそのまま残っている。この保護装置６０を製造するプロセスの次の段階において、通常のエッチングプロセスによって中実シート１０から銅めっき層１２が除去される。この通常のエッチングプロセスでは、塩化第二鉄溶液によって基体から銅を除去する。この段階が終了した後、図２のすべての銅層１２は中実シート１０のＦＲ−エポキシ基体１３から除去されるが、この残存エポキシ基体１３は、初めから銅層を付与されなかった「清浄な」ＦＲ−４エポキシシートとは異なるものである。詳しくは、エッチングによって銅層１２が除去された後に、エポキシ基体１３の表面には化学的にエッチングされた表面が残る。エポキシ基体１３のこの処理表面は、本発明の表面実装型保護装置６０の製造に必要な次工程の処理に対する強い感受性を持っている。次にこの処理された、銅を除去された表面を有するＦＲ−４エポキシシート１０に、図３に示すように、該シート１０の四分割領域に沿ってスロット１４を打ち抜く。図３において、これら四つの領域は鎖線によって目で見えるように区分されている。スロット１４の幅Ｗ（図４）は約０．０６２５インチである。各スロット１４の長さＬ（図３）は約５．１２５インチである。打ち抜きが完了すると、図３に示すエッチングされ且つ打ち抜かれたシート１０に、再び銅めっきが施される。この二度目の銅めっきは、図３のエッチングされ且つ打ち抜かれたシートを無電解銅めっき浴中に浸漬することによって行われる。この銅めっき法は周知の技術である。この銅めっきの結果、シート１０の露出した両面に沿って均一な厚さの銅の層が設けられる。例えば、図４に示すように、このステップによって得られた銅めっき１８は、（１）シート１０の平らな上面２２と、（２）スロット１４の少なくとも一部を形成する垂直な割れ目領域１６とを覆っている。これらの割り目領域１６は最終的な保護装置６０の端子パッド３４、３６の一部を形成するので、銅でめっきされている必要がある。銅めっきの厚さの均一性は、ユーザーの最終的な必要性に応じて決められる。めっきが終わって図４の銅めっき構造を得られると、該構造の全露出表面をいわゆるフォトレジスト・ポリマーで被覆する。フォトレジストで被覆した後に、再めっきされた銅シート２０の上に別の透明マスクを載せる。これらのパターン付きパネルは紫外線不透過物質で作られ、図５に示すパターン３０にほぼ類似したサイズと形状のものである。これらのパネルを有するこのマスクを再銅めっきされた銅シート２０の上に載せることによって、再銅めっきされたシート２０の上方を向いた平らな表面２２は、紫外線の影響から効果的に遮断される。パターン３０は基本的に電極２１とポリマー・ストリップ４３の形状とサイズを決めることが、次の説明によって判るであろう。次のステップによって端子パッド３４、３６の残りの部分が形成される。電極２１とポリマー・ストリップ４３の幅、長さ、形状は、紫外線不透過性パネルのパターンのサイズと形状を変更することによって変えられることが判るであろう。例えば、本発明の一実施例によれば、図示のとがった隅部１９の代わりに、丸い隅部（図示しない）としている。事実、隅部１９を丸くするほうがよいことが判った。このようにして、このステップにおいて、電極２１同士の間のには間隙２５が形成され、電極２１には切り欠き２３が設けられる。上に述べたように、写真平版技術、機械的技術及びレーザー処理技術を利用して、非常に小さい、複雑な、そして込み入った電極２１と間隙２５を形成することができる。電極２１の形状を適宜に修正して、得られた保護装置６０に特殊な電気的特性を持たせることが可能である。間隙の幅Ｗ₂を変更して、過剰な負荷が加わった際のトリガー電圧とクランプ電圧を変更することができる。この装置構造によって、前述の構造の装置と同様なトリガー電圧並びにクランプ電圧の定格が得られる。ＥＳＤ波形として２ｋＶ，４ｋＶ，８ｋＶのピーク電圧を用いて、テストを行った。２ミルと４ミルの間隙幅を使用した場合には、１００〜１５０Ｖのトリガー電圧と３０〜５０Ｖのクランプ電圧とが得られた。このステップにおいて、補助的にシートの裏側をフォトレジスト材料で被覆し、フォトレジストで被覆された後に、別の透明マスクを再めっきされた銅シートの上に載せる。長方形のパネルはこの透明マスクの一部である。この長方形パネルは紫外線不透過物質で作られ、図６に示すパネル２８のサイズに対応するサイズを有する。基本的には、これらのパネルを有するこのマスクを再めっきされた銅シート２０上に載せることによって、再めっきされた銅シート２０の平らな下向き面２８の複数のストリップ２０を、紫外線の影響から有効に遮断することができる。長方形のパネルは、基本的には、幅広の端子パッド３４、３６及びストリップ２６の底面５８の下面の中央部２８の形状とサイズを規定するものである。このようにして、フォトレジストマスクによって、ストリップ２６の底面５８の中央部２８から、銅めっきが除去される。この再めっきされた銅シート２０の断面の斜視図が図６に示されている。次に、再めっきされ且つフォトレジストで被覆されたシート２０の全体、即ち該シート２０の上面５７、底面５８及び側面５９が紫外線に曝される。この再めっきシート２０は、マスクの正方形のパネルと長方形のストリップによって被覆されていないフォトレジスト全体が硬化するのに充分な時間をかけて紫外線の照射を受ける。その後、これらの正方形パネルと長方形ストリップを具えたマスクは、再めっきシート２０から除去される。これらの正方形パネルの下に前から存在しているフォトレジストは、硬化されないで残っている。この未硬化のフォトレジストは再めっきシート２０から溶剤を用いて洗浄される。再めっきシート２０の残りの部分の上にある硬化したフォトレジストは、プロセスの次のステップに対する保護層を提供する。詳しくは、この硬化フォトレジストは、その領域の下に存在している銅が除去されないように防いでいる。パターン付きパネルの下に存在しているフォトレジストは硬化されないので、こうした保護機能は持たない。したがって、エッチングによってこれらの領域から銅を除去することが可能となる。このエッチングは、塩化第二鉄溶液によって行われる。銅が除去された後、図５、６に示すように、マスクのパターン付きパネルと長方形ストリップの下の領域は全く被覆されていない。これらの領域は透明エポキシの領域２８と３０とを有している。次に、再めっきシート２０は薬品浴中に入れられ、残っていたすべての硬化フォトレジストがシート３０の以前に硬化した領域から除去される。本明細書においては、隣り合うスロット１４同士の間のシート２０の前記部分が、ストリップ２６を構成している。このストリップは図４に示すように寸法Ｄを有し、これが装置の長さを規定する。本明細書に記載された複数の操作が終了すると、このストリップ２６は最終的に多数の片に裁断され、各片が本発明のＥＳＤ／ＳＭＤ即ち保護装置６０となる。図６から判るように、ストリップ２６の底面５８は、その周縁に沿って銅めっきされた領域を有する。ストリップ２６の底面５８のこれらの領域３４と３６はパッド部分を形成している。これらのパッドは、最終的に、完成された保護装置５８全体をＰＣ基板に対して固定するための手段としての機能を有する。図７は、図６のストリップ２６の上面５７の斜視図である。これらのストリップ２６の下面の中央部分２８の反対側にほぼ対応して、上面３８の側に直線状領域４０が存在している。これらの直線状領域４０は、図７の点線によって規定されている。図７を、本発明の次の製造ステップに関連して説明する。このステップにおいて、フォトレジスト・ポリマーはストリップ２６の上面側の各直線状領域４０に沿って付与される。これらの直線状領域４０をフォトレジストで被覆することによって、フォトレジスト・ポリマーは間隙２５と電極２１にも付与される。これらの電極２１は導電性金属、例えば銅で作られている。次にフォトレジストは紫外線で処理され、直線状領域４０で硬化する。フォトレジストが硬化しているので、ストリップ２６がめっきのために金属を含む電解液の浴に浸漬された場合、金属はこの直線状領域４０に付着しない。更に、前述のように、ストリップ２６が電解めっき浴に浸漬された場合、ストリップ２６の底面５８の中央部分２８にはめっきが行われない。この金属部分を以前に被覆していた銅は除去され、シート２０のベースをなすエポキシが露出する。電解めっきプロセスを行っても、金属はこの露出したエポキシには付着せず、したがってめっきされない。ストリップ２６全体を銅電解めっき浴中に浸漬し、次にニッケル電解めっき浴中に浸漬する。その結果、図８に示すように、銅層４６とニッケル層４８がベースの銅層４４の上に形成される。これらの銅層４６とニッケル層５２とがそれぞれ形成された後、図９に示すように追加の錫−鉛電解浴を介して同じ領域に錫− 鉛層５２が形成される。次に、直線状領域４０で硬化したフォトレジスト・ポリマーが除去される。次に、図１０と１１に示すようにポリマー材料４３が付与される。このポリマー４３は種々のやり方で付与することが可能である。例えば、図１４に示すスクリーン捺染機を用いて、後述するスクリーン捺染機の使用法に準じてポリマー４３を付与してもよい。更に、ポリマー４３のチューブを用いて手によってポリマー４３を付与してもよい。他の自動化された手段によってポリマー４３を付与することも可能である。領域４２内と領域４１同士の間にポリマーが付与・成層されると、シート２０は加熱処理されて、ポリマー４３が固化し、図１１のストリップ２６に似たストリップ２６が得られる。保護装置６０の製造の次のステップは、ストリップ２６の上面５７の殆どの長さを横断して保護層５６（図１２）を設けることである。この保護層５６は、本発明の保護装置６０の第３のサブアセンブリであり、電極２１とポリマー・ストリップ４３の領域を覆う比較的密なシールを形成する。このように、保護層５６は、ＰＣ基板への取付けの際に酸化と衝撃に対する保護を与える。この保護層は、真空ピックアップ工具を使用するピックアンドプレース型作業を行うための表面を提供する手段としての機能も有する。この保護層５６は、過電流状態において可溶性リンク４２で生じる溶融、イオン化、アーク放電を制御するのに役立つ。この保護層５６即ちカバーコート材料は、特に可溶性リンク４２の断裂に重大な影響を有する所望のアーク放電鎮静特性を与える。カバーコート５６の付与は、装置本体の形状を規定する簡単な固定具を用いる一回の処理ステップで行うことが可能である。この製造方法は、物理的及び環境的な損傷からの電極２１、間隙２５及びポリマー４３の保護に関して、現在の方法より優れたものである。コーティング５６は、電極間隙２５を、クランピング法即ちダイモールド法ほど厳しく位置決めなくてもよいやり方で付与される。コーティングの付与に先立って、該コーティングには染料が混ぜられ、色でコード化された電圧規格の保護装置６０を提供する。スクリーン捺染によるカバーコート付与プロセスが使用される場合には、保護層５６は、ポリマー好ましくはポリウレタンのゲル又はペーストからなり、射出成形によるカバーコートの付与の場合には、ポリカーボネート接着剤が好ましい。好適なポリウレタンはダイマックス（Dymax）によって作られる。その他の類似のゲル、ペースト及び接着剤も、使用されるカバーコート付与プロセスに応じて、本発明に好適に使うことができる。ポリマーの他に、保護層５６はプラスチック、コーティング、エポキシ類であってもよい。この保護層５６は、図１４に示す普通のスクリーン捺染機を使用するスクリーン捺染プロセスによってストリップ２６に付与される。スクリーン捺染は、ダイモールドを使用する射出成形プロセス等の、カバーコート５６の付与のための他のプロセスよりも迅速に行えることが判明した。詳しくは、スクリーン捺染機を使用するスクリーン捺染プロセスによれば、射出成形の場合に比して、生産量を少なくとも２倍にできることが判明した。このスクリーン捺染機は、Affiliated Manufacturers，Inc．of Northbranch，New Jersey によって、モデルＣＰ−８８５として製造されている。スクリーン捺染プロセスにおいて、材料はシート２０の一つの四分割領域のすべてのストリップ２６に対して同時に付与される。スクリーン捺染プロセスを使用すれば、カバーコート材料は直接紫外線に曝されるが、射出成形プロセスの場合は、紫外線はフィルターを通じて照射される必要がある。したがってスクリーン捺染プロセスの場合には、材料は射出成形プロセスよりも迅速に硬化する。更に、スクリーン捺染プロセスの場合には、射出成形プロセスの場合よりも、高さと幅が均一なカバーコート５６が製造される。この均一性のために、このフューズのテストや包装を比較的迅速な自動化プロセスで行うことが可能になる。射出成形プロセスの場合には、カバーコート５６の高さと幅にある程度のバラツキがあるので、テスト装置や包装装置にこの保護装置６０を正確に整列させることが難しい。スクリーン捺染機は、スライド可能なプレート７０、ベース７２、スキージーアーム７４、スキージー７６、オーバーレイ７８を具えている。オーバーレイ７８はベース７２の上に取付けられ、スキージー７６はベース７２とオーバーレイ７８の上方にスキージーアーム７４に可動に取付けられている。プレート７０はベース７２とオーバーレイ７８の下方をスライド可能である。オーバーレイ７８は、カバーコート５６の幅に対応する平行な開口８０を有する。スクリーン捺染プロセスは、シート２０の下に接着テープを取付けることによって開始される。接着テープを取付けられたシート２０は、接着テープをプレート７０とフューズシート２０との間に挟んで、プレート７０上に載せられる。次に、カバーコート５６の材料がオーバーレイ７８の一方の端に注入器によって供給される。プレート７０はオーバーレイ７８の下方をスライドし、シート２０をオーバーレイ７８の下に平行開口８０と正確に一致するように位置決めする。次にスキージー７６は下降して、オーバーレイ７８の上面の材料を越えてオーバーレイ７８に接触する。次に、スキージー７６は開口８０が存在しているオーバーレイ７８を横断して移動し、カバーコート５６の材料を、開口８０を通じてシート２０の各ストリップ２６上に押し出す。こうして、カバーコートは、電極２１、間隙２５、ポリマー・ストリップ４３（図１２、１３）を被覆する。次にスキージー７６は上昇し、シート２０はオーバーレイ７８から解放される。オーバーレイ７８の開口８０は、図１２、１３に示すように、保護層がパッド３４、３６と部分的に重なるように、充分に広く設定されている。その上、カバーコートの材料として使用される材料の、ペースト又はゲル領域での粘度は、該材料５６がシート２０上に拡げられた後、流れ拡がってほぼ平らな上面４９を形成するが、スロット１４内には流れ込まないような粘度であることを要する。ストリップ２６のシート２０は、次に紫外線チャンバ内で硬化される。この硬化プロセスの終わりに、ポリウレタンのゲル又はペーストは固化し、保護層５６（図１２、１３）を形成する。無色の透明なカバーコートは美的観点から喜ばれるが、別のタイプのカバーコートも使用可能である。例えば、色付きの透明カバーコート材料も使用可能である。これらの色付き材料は、透明カバーコート材料に染料を添加することで簡単に製造できる。これらの色付き材料を使うことで、カラーコーディングを行うことが可能である。換言すれば、異なる色のカバーコートを異なる規格に対応させることにより、ユーザーが所与の保護装置６０の規格を知る簡単な手段が提供される。これら両コーティングは透明なので、ユーザーはこれを設置する前及び使用中に、ポリマー・ストリップを目で検査することができる。こうして、ストリップ２６はいわゆるダイシング、即ちストリップ２６を個々のフューズに分割する作業に臨む。このダイシング作業では、ダイヤモンドカッターその他が使用され、ストリップ２６を平行面６１（図１２）に沿って個々の薄膜状表面実装型フューズ６０（図１３）に切断する。切断は電極２１の切り欠き２３を二等分するように行われる。この点に関して、電極２１の金属層が切り欠き２３の領域から除去されていることが容易に判るであろう。即ち、電極の無い切り欠き領域２３を通じて切断を行えば、作業がより容易になる。更に、ダイシング作業の際に、切断部に沿って金属層の捲くれが発生し、これが電極の一部をなす金属層にまで及び、間隙領域に入って間隙の幅Ｗ₂を減少させることがある。切り欠き２３において切断を行うことにより、かかる問題やその他の問題を軽減させることができる。切り欠き２３を更にパッド３４、３６の方に延長したり、切り欠き２３の隅部１９を丸くしたりしてもよい。この切断作業はによって、本発明の薄膜型保護装置６０（図１３）の製造が完了する。前記特長を組み合わせることによって、ＥＳＤ／ＳＭＤ装置アセンブリが製造され、該アセンブリは、電極と間隙のサイズと形状並びにポリマー４３の組成を調整することによって、改善されたトリッガー電圧及びクランプ電圧の制御を行うことが可能となる。成層プロセスと写真平版プロセスでの寸法制御と電極並びにポリマー材料４３の適正な選択とによって、確実なトリッガー電圧並びにクランプ電圧を得ることができる。しかし、本発明は、その精神又は要旨から逸脱することなく、他の態様をとり得ることを理解すべきである。したがって、上述の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本発明はその細部に限定されるものではない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年１２月１６日【補正内容】【図１】【図２】【図３】【図４】【図５】【図６】【図７】【図８】【図９】【図１０】【図１１】【図１２】【図１３】【図１４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．基体キャリアと、第１の導電性金属の層で形成され、間隙によって分離されている、前記基体の表面に設けられた一対の電極と、前記電極の間の間隙に形成された電圧可変ポリマー材料、とを具えた薄膜状表面実装型回路保護装置。２．前記第１導電性金属は、銅、銀、ニッケル、チタン、アルミ、又はそれらの合金を含む群から選択される請求項１記載の表面実装型回路保護装置。３．更に、ＰＣ基板に接続されるように構成された一対の端子パッドを具え、前記第１導電性金属の層が該一対の端子パッドの一部を形成している請求項１記載の表面実装型回路保護装置。４．前記電極の前記第１導電性金属の層と前記パッドの一部とが、一つの連続層になっている請求項３記載の表面実装型回路保護装置。５．前記電極が、前記回路保護装置の実質的に幅方向に延在している請求項１記載の表面実装型回路保護装置。６．基体と、端子パッドと、間に間隙を形成して互いに分離されている電極とを具えた第１のサブアセンブリと、前記間隙に形成された電圧可変ポリマー材料を有する第２のサブアセンブリ、とを具えた薄膜状表面実装型回路保護装置。７．更に、第３のサブアセンブリを具え、該第３サブアセンブリは前記電圧可変ポリマー材料と電極の上に重なって、これを衝撃と酸化から保護している保護層を含む請求項６記載の表面実装型回路保護装置。８．前記保護層がポリマー材料で形成されている請求項７記載の表面実装型回路保護装置。９．前記基体がＦＲ−４エポキシ又はポリイミドで作られている請求項６記載の表面実装型回路保護装置。１０．前記保護層が透明で無色である請求項７記載の表面実装型回路保護装置。１１．前記保護層が透明で色付きである請求項７記載の表面実装型回路保護装置。１２．基体の上面に一対の電極と一対の端子パッドとを同時に形成することを含む薄膜状表面実装型回路保護装置の製造方法。１３．更に、基体の側面と底面の上に前記電極と電気的に導通する端子パッドを形成することを含み、前記パッドは前記表面実装型保護装置を接続するためのものである請求項１２記載の方法。１４．前記電極と前記端子パッドとが蒸着によって成層される請求項１２記載の方法。１５．前記電極が電気化学的に形成される請求項１２記載の方法。１６．基体の上面に間隙によって互いに分離された一対の電極を有し、該間隙内に電圧可変ポリマー材料の層が形成されている薄膜状表面実装型回路保護装置を保護する方法であって、前記電極、電圧可変ポリマー材料、間隙の上に保護層を設けることを含む方法。