TW200951999A - Substrate device or package using embedded layer of voltage switchable dielectric material in a vertical switching configuration - Google Patents

Description

200951999 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 -麵於朗電壓觀介賴f之基板裝置及職的系統及 其方法，特職指-種於垂直_組態使用賴調變介電材質嵌 附層之基板或構裝的系統及其方法。 、 【先前技術】 山電壓調變介電（VSD)材質以其於低電壓下為絕緣狀態，在 杈面之電Μ下則為導通狀態的材質特性聞名。此類材質典型由導 性顆粒、非導性顆粒’和絕緣顆粒於介電高分子基板複合而成。 該些材質用作電子裝置的瞬態保護，_是靜f放電（esd)防 護與電子式過壓（EQS)…般而言，彻材質被施予—特性電壓 或特性顧電壓的情況下表現如—導體，關其表現有如絕緣 體。現階段存在有多個種類的VSD材質；例如於美國專利號 4’977’357、美國專利號5,068,634、美國專利號5，_，獨、美國專 利號5，142,263、美國專利號5，189,387、美國專利號5,248，爪、 美國專利號5,807,509、世界專利號·而與世界專利號 97/26665中提供作為參考之電壓調變介電材質。 VSD材質可由不同的過程與材料複合材料形成。一種常見 的技術為將高含量之金屬齡填滿聚合物層，赌聚合物層逼近 渗導臨界（P_lation threshow)，添加的程度一般來說超過聚合 物層體積的25%，_職半導體和/或絕緣麟魏加至上述混 合物。 另-種常㈣技術域舰合_之金屬祕物粉體來形成 ⑽材質’接魏結·粉體使之為具有晶界（咖^麵㈣ 200951999 的顆=然後將該些顆粒添加至高分子基板以達到滲導臨界。 :、匕VSD材質之技術與構成如美國專利申請號n/829,946， 心題為料性或半導性有機顆粒之電屋調變介電材質」，以及美 =專利^號1〗/829,948,標題為「具高縱橫比顆粒之電虔調變 介電材質」所述。 【發明内容】 細介刪

所本貫把例敘述有VSD材質嵌附層之基板裝置，其中v奶 材質覆蓋導性元件或雜相提供接地躲。—電極，與欲保護 之電路7L件連結’該電極延伸人基板⑽與VSD層相接觸。合電 路元件於正t賴下運辦，彻層為縣狀態，且不與接:端 連結’當紐_狀況發生於電路元件時，VSD層立即切換為導 通狀態、’使料-電極與祕端祕。此種設置锻電路元 ，以及以帛電極連結之裝置，避免其受到來自雜瞬變狀況之

根據另-實施例，-基板於垂直方向分職置兩電極其中 之第個$極與欲保護之電路元件以及裝置連結，第二個電極則 n SD材質層5又於該第二電極之上，並被電性絕緣材質（即 tifprprcg)❹階細旨）所駐。雜絕緣材f其特徵為具 有“電健。以—實施例所述，該第—電極以垂直維度延伸穿 越絕緣層，以使與VSD材質接觸。 更者a&例提出②第—電極被建構為透過精密深度鑽孔， 延伸入絕緣相達舰翻彻㈣。—實補提峰用雷射在 200951999 該第一電極的形成處生成一孔洞。 這樣的β又置使VSD材質構成垂直開關組態，用以於電性瞬變 狀況發生期間使該第一電極及該第二電極電性（為接地電位）連 結。 另一實施例更提出包含第一電極與接地面（或其他電極）之 基板裝置。該第一電極與接地面由定義為垂直維度的層隔開。 VSD材質層為全體’或至少部份接觸第二電極，以使嵌附於層内。 VSD材f觀^之超$標定臨界的能量（電壓或錢）觸發，自 絕緣狀態切換為導通狀態，地路徑（g_dingpath)以垂直方 向至少自該第一電極延伸至該接地面。該接地面包含至少一 vsd 材貝層。该接地面為電導性，或僅作用於超出VSD材質之標定臨 界能量的電性瞬變狀況下。 此處實補更賊於基絲置之情況下，制雷射製作之孔 或孔洞，該孔自電極板穿越絕緣材質（如膠片）内層板進入vsd 材質嵌附板。特別的是，-或多個實施例揭露使用雷射（如YAG 雷射）進行鑽孔，於無損VSD材質或是無目賴雷射而發生其他 非理想作狀下使該孔觸及VSD材質嵌附層。此層被調整為可精 確檢測自絕緣材質至VSD材質之過渡，以使於不用明顯減少VSD 材吳之數量的情況下製作孔或孔洞。此實施例巾，位於由雷射形 成的孔洞下之VSD材質層具有一厚度，實質上與該孔洞未形成前 之厚度相同。 上述之「實質上」意即在指定數量的99〇/〇範圍内。 上述之「有计晝性的」意即於經由執行規範或指示，如依照 處理程序、賴或處理麟（例如處理程序或積體電路）執行。 200951999 【實施方式】 以下將配合㈣及實施例來詳域日林㈣之實施方式，藉 _ 朗技射縣解轉術摘鱗紐術功效的 贫現過备此充分理解並據以實施。 :\ +電壓調變介電（V。1吻獅触，VSD)材質，同 _«」或、材質」’為—種合成物或合成物 =，具有辭超出其雜賴程叙―電場或電壓下呈現導通 ❿齡雜或料_雛。故彻材_緣狀態， 洗、承X之輕（或電場）超出特性龍程度（例如發生脳 那樣的狀況），反之在該條件下，VSD材質將切換為導通狀態。 VSD材肢進-步具有雜性電阻之·。在許多朗中，vsd 材質的特性電麼多次在超出電路或裝置其操作電壓的數值上游 走’縱使實關敘述有聽之概狀況，但實際上此操作電麼其 電壓程度會受到如靜電放電所引發之電廢瞬變狀況的影響。此 外’-或更多的實施例亦提及於缺乏超出特性電壓程度的^的 _條件下，此類材質其特性便如同雜合劑（即料性或介電性）。 在-實關更提出娜材質之特色在於包含其混有導體 或半導體顆粒之黏合劑。在缺乏超出特性電壓程度的電壓條件 ，.下，此材質完全適絲合劑之絕緣特性，當施予超出特性電壓程 ^度之電壓時，則全然為導體特性。 王 依據實施例所述，VSD材質之組成要素被均勻混入黏合劑或 高分子基板。此實施例之混合物以奈米尺度進行分佈，此^即於 至少-向度（例如橫截面）之包括導性/半導性材質_粒為奈米 等級，且分佈於該體積之顆粒總量中’有相當數量之顆粒為 200951999 分隔的狀態（以使之不成塊或是緊密地聚集在一起）。 此處任一實施例更揭露設有VSD材質之一電子裝置；此述之 電子裝置包含基板裝置’如印刷電路板、封震半導體、分離式元 件、薄膜（thin-film)電子元件、發光二極體（LightEmittingDk)de， LED)、射頻（Radio Frequency, RF)組件與顯示農置。 一些VSD材質之組成於逼近滲導數量之導性和/或半導性材 質導入高分子黏合劑的情況下發揮作用；當施予一相對較低的電 壓時，VSD材質將產生連續性的傳導路徑，此時之渗導即相當於 經由統計後所定義的臨界閥值（threshold)。此外，亦可藉由加入 其他絕緣或半導性材質使滲導的臨界閥值獲得更好的控制。此 外’部分實施例更提出將變阻性顆粒（varistorparticle)分佈於高 分子樹脂以形成VSD材質。 「第1圖」繪示（非描刻）為VSD材質層或VSD材質厚度 之部分截面圖，並以多個實施例描述VSD材質的組成要素。請泉 照「第1圖」，VSD材質1〇〇包含以不同濃度分佈於黏合劑之基材 黏合劑105與各類顆粒。VSD材質之顆粒成分可能包含導性（金 屬）顆粒110、半導性（半導體）顆粒120與高縱橫比（HAR；)顆 粒130。需注意的是’包含於VSD材質之顆粒成分類型係依據理 想的VSD材質其電性特色與物理特色而有所不同。舉例來說，部 分vsd合成物包含導性（金屬）顆粒110，但不包含半導性顆粒 120和/或HAR顆粒130 ’甚至有其他實施例提出不使用導性顆粒 U0的方式。 舉例來說’基材黏合劑105包含聚乙稀（polyethylene)、石夕樹 脂（silicone)、丙烯酸酯（acrylate)、聚亞醯胺（polymide)、聚胺 200951999 曱酸酯（polyurethane )、環氧化物（epoxie )、聚醯胺樹脂 (polyamide )、聚碳酸g旨樹脂（polycarbonate )、聚績酸g旨 (polysulfone )、聚酮（polyketone )與異量分子聚合物 (copolymer)，和/或其混合物。 »1 導性材質 110 如銅（copper)、銘（aluminum)、鎳（njckei)、 銀（silver)、金（gold)、鈦（titanium)、不鑛鋼（stainless steel)、 鉻（chrome)’其他金屬合金等金屬，或二硼化鈦（titanium diboride) 等導性陶瓷。半導性材質120包含有機半導體與無機半導體。部 ® 份無機半導體包含碳化珍（silicon carbide )、氮化蝴（boron oxide )、 氮化鋁（aluminum oxide)、氧化鎳（nickel oxide)、氧化鋅（Zinc oxide)、硫化鋅（Zinc suiflde)、氧化鉍（bismmh 〇xide)、二氧化 鈦（titanium dioxide )、氧化鈽（cerium oxide )、氧化錫（如 oxide )、 摻錫氧化銦（indium tin oxide)、掺錫氧化銻（antimonytin〇xide) 與氧化鐵（iron oxide)。而具體的構想與組成是依據VSD材質之 特疋應用所適合的機械與電子特性來加以選擇。顆粒13〇可 ⑩為有機（例如碳奈米管、石墨薄片；）或無機（例如奈米線或奈米 柱）’且以不同濃度散佈於其他顆粒間。以下為HAR顆粒之 更多具體實例，HAR顆粒130相當於奈求線或某麵型奈米柱之 ，·‘性或半導性無機顆粒，這類顆粒之材質包含銅、錄、金、銀、 ，·，銘（⑺驗）、氧化鋅、氧化錫、碳化石夕、神化錄（gaiUum &職㈣、 氧化鋁（aluminum oxide)、氮化紹（aluminuninitride)、二氧化欽、 錄（anth職y)、氮化爛、娜氧化銦、摻鋅氧化銦（Mum zinc oxide) ^ ^ (antimony zinc oxide) 〇 k樣的VSD材質1()0於展現其電壓調變介電材質的電子特性 200951999 時’各族顆粒於基材黏合劑105之分佈為非層狀且絲均勻。雖 然可採用其他領域的電制量方式，但—般來說，彻材質之特 性電壓以伏特/長度（如每5密目）進行測量。於是，將電壓⑽ 施於VSD材質層邊界102的兩端，當電壓超出間隙距離l之特性 電壓時，可使VSD材質⑽切換至導通絲。在導通狀態下，基 質複合材料（由基材黏合劑105與半·顆粒1〇6組成）於· 顆粒no之間引發電荷傳導，如傳導路徑122所示之自vsd材質 -邊傳至另-邊。-或多個實施例提出卿材質具有超出操作電 路之特性電難度’如前述’亦可制其他魏場（eh_ter流 field measurements)量測方式。 將有機和/或HAR齡併人VSD㈣合成物的具體份成與技 術可見美國專利申請號1搬9,946，其專利名稱為「具導性或半導 性有機顆粒之電壓調變介電材質」，以及美國專利申請號 11/829,948 ’標題為「具高縱橫比顆粒之電壓調變介電材質」。上 述兩件申請專利其所列之内容皆為本發明所引用表考。 此實施例巾，VSD材質為變雜縣分佈於聚合物樹脂所構 成’金氧變阻器為使用m鐘（則與錄製成。該組成 使用燒結溫度為800°C到130CTC之摻雜氧化鋅粉末製作，然而其 他的/m度範圍亦有人使用。燒結的結果導致電性顆粒其具有之電 導性轉為違反施予電場的非線性函數。 一種VSD材質的使用方式為將其嵌附於基板裝置作為其中一 層。VSD材質被設置為於發生超出VSD材質特性臨界之電性瞬變 狀況時，使基板之電路元件與接地元件電性互連。基板裝置合併 VSD材質層用以使該層以垂直或水平結構切換（為導通狀態）。 200951999 「第2A圖」緣示為一具有VSD材質嵌附層之基板裝置，該 VSD材質嵌附層如實施例所述以垂直開關組態設於該基板。請參 照「第2A圖」，基板裝置200包含第一電極210、電性絕緣材質 、層220、VSD材質層230與第二電極240。舉例來說，電性絕緣材 質相當於膠片、B階樹脂，聚亞醯胺（或高介電係數材質）。更具 體來說，電性絕緣材質層相當於或包含環氧樹脂浸潰玻璃布 (epoxy impregnated glass d〇th)。該第一電極21〇延伸入電性絕緣 ❿材質層22〇，使部份電極212與VSD材質層230實質接觸。該第 二電極240嵌附於或提供至基板裝置底側與接地端連結。 使用如膠片之電性絕緣材質22〇，可增加更多基板與接地面連 結與延伸的部分。於其他優點之中’膠片與其他電性絕緣材質使 電路元件彳于以按照或沿著既定方式行進（r〇ute(j 打扣以）而不 X電性干擾。在此述實施例内容中，電性絕緣材質層220使表面 電極（如第-電極210所示）與接地面之間將以最小之漏電流、 耦合或其他電性阻礙的情況下形成路由。 © β _此實施例，第一電極210於基板裝置與欲保護來自電性 瞬變狀況傷害之電路、元件或區域電性連結。第一電極21〇與第 =電極240以間隔215分隔開來，其中該間隔215相當於ysD材 …質f 23\(延伸過第一電極加下方處）厚度之-大部份（例如 80/〇)。此實施例甲，第一電極2剛於彻材質層沉積之後形成， η)延伸至VSD材質層而且在任何量聰值或者意義上均不影響 材質厚度。舉例來說’分隔第一電極21〇與第二電極⑽之 門隔215，於第一電極210形成之前以超過99%VSD層230厚声。 然而，如「筮7®^也， 又 弟7圖」之實轭例所描述，間隔215形成時其尺寸小 200951999 於VSD材貝的厚度’以避免第一電極210之侵擾。舉例來說，間 隔215可能佔據VSD材質厚度之25%、50%或75%，而達到接近 第一電極210之侵擾的程度。 當電性瞬變狀況發生時，第一電極210將電流自其來源處以 垂直方向帶往VSD材質層230 ’使得VSD材質立即切換至導通狀 態。VSD材質橫跨間隔215垂直切換，與第一電極及第二電 極240 (接地）電性連結。如此一來，第一電極21〇與第二電極

240電性相通，而第二電極24〇又與接地面或接地元件連結，使得 電性瞬變狀況被引導至接地。 相較於「第2A圖」所示之實施例 ' - 一叫」ρ百小句丞；f

之一橫向開關對位。在典型的配置中，導性元件（包含第一電才 252與第二電極254)皆設置於VSD材質層260之上。橫向間R 255的形成’典型為透過侧或其他製程方式將導性元件自材質巧 上消除。在使用膠片或其他電性絕緣材質27〇的情況下，VSD木 貝260典型為覆蓋於該膠片之上。另一導性材質層則經由^ 孔256或其他電性互連元件提供第二電極254 一條接地路徑。^ 電性瞬變狀況發生時，於第—雜元件與第二雜元件之 的部分VSD材質細將切換至導通狀態，使得第-電極252與舞 一電極254所提供之接地路徑電性互連。 2A圖」所示實施例提出多種使用橫向_對位的優點< 透過製程（如侧）所產生的間隔255通常 特二广A的工差（dances)。因此，間隔255的製作困難， 為^ 細或啦值。實闕揭朗隔255 、鍵尺寸，間隔255的差異將影響VSD材質 12 200951999 層260切換所需之箝位/觸發賴。作為一橫向開關的間隔尺寸， 此尺寸在製造時不易控制，酬是則、關隔尺寸。 糾，如「第2B圖」職的平面幾何組態將引發一非均句電 暴刀佈4¾場又引起潛在的局部電位與高集中電場現象特別 是在電極邊緣。鱗均自電場使VSD㈣之紐/箝位電壓比相較 於垂直間隔/開關排列來的高。 「第2A圖」實施例說明一低工差間隔對於兩垂直分隔電極之 間的VSD通所造搞影.此實齡_順麟並不需要如 「第2A圖」所示般精確。舉例來說，「第7圖」實施例即描述第 一電極稍延伸入VSD材質層的配置。 第3A圖」至「第3C圖」緣示為如第2A圖實施例所示之 基板裝置其製作的程序或技術。 在「第3A圖」中，一多層基板裝置包含導性材質層3〇2 (例 如銅）、電性絕緣材質層·、VSD材質層32〇與提供接地電位的 導性層330。此階段形態之機板裝置稱為層疊（stake)或是堆疊構 造（stacked structure ) 〇 厂第3B圖」中，孔洞314延伸穿越該電性絕緣材質31〇抵達 VSD材質層320。孔洞314可稱為微米貫孔（响調ia)，其透過 -精雄衣作且至少具有些許深度，該孔洞314之成形過程將停止於 • VSD材質層320。實施例中以雷射334進行鑽孔；孔洞314之製 造為部分程序或是_程序，雜序包含劃線、侧（導性金屬） 與鑽孔（包含雷射鑽孔或精密鑽孔）。關於孔洞的製造，YAG雷射 可用以進行鑽孔’並於VSD材質層的表層或表面製作出精密的深 度。YAG雷射可包含機械結構330，該機械結構336可自動化執 13 200951999 仃孔洞314的精麵孔倾。此實 ， 精密鑽孔所仏雷树_度抽-料的mut ==透過一對照表格)特定類義(或其他二 材貝t之鐵孔深度所需要的雷射操作的強度與時間。藉此，可以 -持績時間與強度之雷射使孔洞314能精確的抵達VSD材質。部 分實施例提出於鑽孔停止時執行一程序以測量孔洞314的深度。

如此的^•止和執行，，程序的用意在於防止發生如鑽孔超出 膠片至VSD材質之過渡線（transiti〇n line)的狀況丨除了精密深 度錢孔外，使时射更可執行x與γ方向的精密橫向鑽孔。

於另-實施例中’雷射334可選擇性搭配—回饋機構说進 行操作’如用以感測孔、洞314下方之vro材質的感測器，—但 VSD材質被該感測器偵測到，即停止雷射鑽孔的動作。在此實施 例中，雷射334被設置為一附合或獨立的組件，以程式化執行偵 測VSD材質層320的程序，更特別的是，可以追縱電性絕緣材質 層310到VSD材質層320之轉換過程。回饋機構336可與程序其 他資源（如記憶體）合併，計算雷射輸出的相關特徵，和/或被鑽 孔材質之光學特徵，以此檢視於VSD材質320之轉換過程。又或 者’回饋機構336亦可結合程序貧源（如勤體邏輯或硬體邏輯， 包含其電路系統）加以實現。 根據一或多個實施例’使用雷射鑽孔可在不變動材質之任何 重要數值的情況下’使孔洞314到達VSD材質320。此實施例中， 雷射可移除小於1%之VSD材質層。實施例更提出可以小於1〇〇 埃，甚至是小於10埃的工差來控制雷射光照射該膠片（或其他電 性絕緣材質）的深度。 14 200951999 「第3C圖」提出基板袭置之電極34〇於孔洞314上形成。此 實施例中，孔洞314經由魏或以導性材f製成電極·。導性材 質沿壁或沿孔洞314之其他垂直方向排列。 ❹ 第2A圖」之實施例以及其他應用提及更多vsd材質垂直 開關之常見技術的好幾種益處。舉例來說，過去包含彻材質層 320的應用’並無利用鑽孔或類似之結構來製作所需要的導性孔 /同舉例來況’鑽孔（包含雷射鑽孔）&起敍刻可更精確與嚴謹 地做出間隔或厚度。如「第1圖」所示之構成的空間或工线度 與尺寸’比起那些常見應用所製作的更為嚴謹。 匕卜先⑴應用VSD材質於垂直開敝態的技術對使用額外 的層未做說明，如膠片或其他電性絕緣材質3Π)。此述之實施例提 出將彻材㈣人（或加至）基板裝置各層的應用。 起巾見的技術’使肋垂直開關_之絲vSD材質更可 降低「啟動」或箝位電壓，使盆#「 、 低。如上所述’其原因在於垂直厚度（即「第3C圖」所 :蝕二^」)更能被精確的控制為比印刷電路板與基板製程 I如蝕刻）更小的尺寸。 可夢Γί僅H例’「第3C圖」（或者「第2a圖」）所示之結構 的孔洞_貫孔 彻材質之網、針‘二 ==，平_定_保護通過 终多（例如齡）細蝴働護。見其 「第4圖」綠示為實施例之透過實際雷射鑽孔製造孔洞*⑷ 15 200951999 孔洞414以具有商業價值的雷射進行製做，如激元、祕或二氧 化碳雷射。實施例提出以VSD材質的特性來選擇雷射的類型；舉 例総，對於特定_的彻材f，二氧化碳雷射可能散射且無 法女全的進行鑽孔，然而對於同樣的彻材質，彻雷射則可以、 很决的鑽出孔洞4H’該孔洞似穿透外部電極仍與膠片或-其他電性絕緣材質）。孔洞延伸並抵達vsD材質層,其巾 該彻材質層418接觸或覆蓋於第二電極420之上。但是如前所 述，製造孔洞410❾雷射具有伯測膠片416轉制vsd材質仙 的月t·力牙見察過渡的能力將立即使孔洞41〇被製造並且抵達，1旦 ❹ 不伸入VSD材質層。選擇性透過魏侧或化學侧於不損失樹 脂的原則下清理孔洞410 (除膠淺）。 「第2A圖」所示之基板裝置組態可被疊堆或併入作為較大基 板的其中-層。「第5圖」如-或多個實施綱述’緣示為設有 VSD材質垂直關層之—多層（8層）印刷電路板（或其他的基 板裝置）。在一小型電子裝置（如手機）之典型電路板結構中，該 些層由層疊、鑽孔與電鑛程序循環製成。舉例來說，—高密度互 ❹ 連（High Density Interc_ect，HDI)之多層pCB結構典型使用 2+4+2或1+1+4+1+1層疊，其需要複數個層疊、鑽孔與電鑛循環。 請參考「第5圖」，核心層502於基板5〇〇之兩側覆蓋VSD 材質510。VSD材質510鄰近pcb兩側之接地面512。另外的核 心層504、506位於基板500之内。各核心層5〇2、5〇4、5〇6其一 或兩側包含有導性材質。電性絕緣材質層525分散於該些核心層 之間。 基板500具有不同類型的貫孔，包含①延伸並穿越整個基板 16 200951999 的貝孔509肖以電性連結基板之各外侧元件；⑼埋孔如與兩 過多個内侧核心層電性互連；（m)雷射鑽孔所製成的微米孔515， 自—或多個導性層延伸至接地電位之VSD材質層。舉例來說，電 極521覆於-貫孔上，該貫孔延伸sVSD材質51〇之上層將電極 與接地面512分隔’其中該接地面512位於VSD材質層下方。部 分導性元㈣透過鑽孔方式穿過VSD射而使外麵^元件與内 層核心層互連。多種之其他變化亦可行。 關於電極521，舉例來說，以YAG雷射（即Excellon Cobra) 鑽孔後電鍍、連結’製造出自外層到VSD材質層51〇之電極52卜 VSD材質之「啟動」電壓（或能量）與vsd材質結構及層 厚度有直接的關聯。VSD材質其組成係依據理想的特性（包含籍 位電壓）加以選擇。鮮電鍍、無電電鑛、「增層式加此叩）」 或圖樣複製（pattern replication)可用以電鍍已鑽好的孔洞，其他 層之製作方式亦然。 〃 對於「第5圖」或其他（例如「第2A圖」）所示實施例，vsD 鬱層可以連續或非連續（即）方式擴散於預定之基板裝置厚度。 「第6圖」繪示為於實施例使用VSD材質嵌附層之基板裝置 (如印刷電路板）其步驟流程圖，該VSD材質嵌附層以垂直開關 …組態保護元件免受電性瞬變狀況的傷害。「第6圖」所示之步驟流 、程可用以實現「第5圖」之實施例。因此，為闡述相關於所示步 驟或子步驟的合適組件或特色，「第5圖」之元件可作為參考。對 於製作不同的多層基板裝置，該些步驟流程是可變動的。該些流 私可被簡化以適用於單層或雙層之基板裝置，或是附加執行流程 以適用更多層的基板裝置。 17 200951999 步驟剔中，多層基板裳置的内層核心（u 包含建立圖樣與_的標準步驟。步驟62G提出:糾 層壓狀態軸-㈣軒核雜構。倾㈣奸= 埋孔犯，而鑽孔與電難序為製造埋孔犯戶斤必須。凡^ 步驟640巾，圖樣被_至子核心之外層。接著，步驟㈣ 提出該些外部子核心層之内側層已倾上圖樣。步驟_中 核心層被層壓為子核心。 步驟670中，執衫_孔步職作出貫孔與微米孔 515。如上所述，微米孔515為透過精密雷射鐵孔製造，如 a 圖」至「第3C圖」所述。 ，步驟680提出最終對雷射與鍵通孔進行電錢。如上所述，微 米孔515經電鍍後形成電極，該電極跨越VSD材質之垂直間隔厚 度，將其對應互連之元件與鄰近接地財斷接地（即發生電性瞬 變狀況）。 許夕變化或是其他做法可與前述的步驟流程結合，其中如：① - VSD材質嵌附層（連續的或被加上圖樣的）形成，以提供與接 地面之連結或接觸’以及與⑼—導性孔洞可被顧* 伸至VSD材質。 、 ，部t實施例提出，開孔或孔道（實質上經電鍵或提供電性物 質)生以雷射製造，一或多個實施例亦思忖使用常見的機械鑽孔來 ^造孔洞。舉例來說，「第7圖」之實施例闡述了與「第2A圖」 實施例不同的變化方式。在「第7圖」中，第—電極顶以一^ 又伸入VSD材質層230，隨著第一電極710伸入深度的不同， 不同的執行方式（如鑽孔技術） 以及實施例亦因應而生。在部分 200951999 實施例中，第一電極之延伸深度佔據vSD材質層23〇任一處 度的10-80%。機械鑽孔用以鑽製孔洞，該孔洞為製作第一電之厚 需，其流程與與「第3A圖」至「第3C圖」相似$除了以== 孔取代「第兕圖」所用的雷射之外）。 機械鑽 同時，一或多個實施例亦提出可以連續或是非連續方式 電極之多層結構以及VSD材質。 & 另一種使用VSD材質製作垂直開關組態之方式為「增層法 (build up process)，該方式用以形成深人層疊之一垂直“ 電性接觸-VSD材質嵌附層…實施例中，增層式製程用以製造 出這樣的結構；-可感光之絕緣層沉積於VSD材質，透過圖=轉 移，接著導體層將自經圖樣轉移之絕緣層中增層出來。此圖樣複 製技術亦可用於該絕緣層和/或VSD材質層。 雖然本發明所揭露之實施方式如上，惟所述之内容並非用以 直接=本發明之專娜護麵。任何本發_職術領域中具 有通常知識者，在不脫離本發明所揭露之精神和範圍的前提下， ❿:以在實關形式上及細紅作些許之更動。本發明之專利保護 範圍’仍触卿之申料概騎界定者為準。此外，無論是 以-f關侧提出或是作為實關之—部分賴有特徵，可與 其他個別提出或是作為其他實施例一部份的特徵相結*，縱然那 ‘些獨有特徵未被其他特徵或實施例所提及，因此，那些未描述到 的組合特徵不應被排除於本發明之權利保護範圍之外。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示（非描刻）為VSD材質層或VSD材質厚度之部 分截面圖’以多個實施例描述VSD材質的組成要素。 19 200951999 f 2A圖繪示為一具有VSD材質叙附層之基板裝置，該VSD 材質賴層如實麵所執敍翻組態設於該基板。 第2B圖綠示為基板之一橫向開關對位。 第3A圖至第3C圖繪示為如第2A圖實施例所示之基板裝置 其製作的程序或技術。 第4圖繪示為實施例之透過實際雷射鑽孔製造孔洞314。 第5圖如一或多個實施例所述，繪示為設有VSD材質垂直開 關層之一多層印刷電路板（或其他之基板裝置）。 第6圖繪示為於實施例使用ySD材質欲附層之基板裝置（如 © 印刷電路板）其步驟流程圖’該VSD材魏附層以垂直開關組態 保護元件免受電性瞬變狀況的傷害。 第7圖緣示為第2A圖所示實施例之另一型態。 【主要元件符號說明】 100 VSD材質 102 邊界 105 基材黏合劑 108 電壓 110 導性顆粒 120 半導性顆粒 122 傳導路徑 130 高縱橫比顆粒 200 基板裝置 210 第一電極 212 部份電極 20 200951999

215 間隔 220 電性絕緣材質層 230 VSD材質層 240 第二電極 252 第一電極 254 第二電極 255 間隔 256 貫孔 260 VSD材質層 270 電性絕緣材質 280 導性材質層 302 導性材質層 310 電性絕緣材質層 314 孔洞 320 VSD材質層 330 導性層 334 雷射 336 回饋機構 340 電極 410 孔洞 412 外部電極 416 膠片 418 VSD材質層 420 第二電極 21 200951999 500 基板 502 核心層 504 核心層 506 核心層 509 貫孔 510 VSD材質 511 埋孔 512 接地面 515 微米孔 521 電極 525 電性絕緣材質層 710 第一電極 步驟610僅於層内建立圖樣並蝕刻内層核心 步驟620將該些核心層層壓為4片子核心 步驟630鑽孔並電鍍子核心貫孔（埋孔） 步驟640於子核心之外層上進行圖樣蚀刻 步驟650僅於外層核心（VSD材質核心）之層内建立圖樣 與名虫刻 步驟660將該些外層核心層壓為子核心 步驟670以雷射進行鑽孔 步驟680最終以雷射與鍍通孔進行電鍍 22

Claims (1)

1. 200951999 七、申請專利範圍： 1. 一種裝置，其包含： 一第一電極；

   一第二電極，與該第一電極垂直相隔； -電壓調變介電（VSD)材質層，位於該第—電極 第二電極之間，與該第二電極接觸；及 Λ -電性絕緣材質層’位於該VSD材質層與該第—電極之 間； 其中該第一電極垂直延伸至該電性絕緣材質層與該 材質層接觸。 、” sr> 2·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該第— 與該VSD材質層接觸。 表面 3·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該第一電極 材質層間接接觸。 VSD 4.=請糊第1項所述之裝置，其中該第—電極 為與該電性絕緣材質層所形成之孔洞相符。 $ 5·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中 6為環氧細旨絲玻解。 其巾轉性絕緣材質層 .如申請專利範圍第1項所述之裝置， 階樹脂。 U亥電性絕緣材質為Β y •如申請專利範圍第1項所述之裝置，其 有高介電係數。 具中”亥電性絕緣材質具 •如申請專利細第！項所述之裝置 為聚亞醯胺。 t其中該電性絕緣材質層 23 8 200951999 9. -種形絲板裝置的方法，其包含下列步驟： 形成一基板積層，其包含電性絕緣材㈣、⑼位於 該電性絕緣材質層之下的調變介電（vsd)材質，師i) 被該VSD材質所覆蓋之一接地電極； 形成該電性絕騎質層内之—細，健孔洞不延伸穿 越該VSD材質層；及 材質部份形鱗性材質，成與該· 其中形 〇 1〇1申請專利範圍第9項所述之形成基板裝置的方法， ^電性絕緣材質層内之該孔洞的方式包含鑽孔。 成2專利範圍第9項所述之製作基板裝置的方法 12 :=絕緣賴内之該孔洞的方式包含雷射鑽孔。 成該;性項所述之製作基板裝置的方法，其中形 使讀孔、之該孔洞的方式包含精密深度鑽孔， 13 Q rr=:=:=: 孔酬嫩含使用叫酬 •如申請專利範圍第13項所述之狗 f密深麵孔包含使用回饋組件、，““電性=其中該 ，材質的鑽孔過程中_用過渡自_絕緣材質層 基板裝置，其包含： 〜接地電極； 電極，當 電_變介電（VSD)#_，覆蓋該接地 24 15. 200951999 標訂之臨界程度的能量時可自非導通狀態切換至 ^ 一電性絕緣材質層，形成於VSD材質層之上；及 … —第—電極，以垂直方向延伸穿越該電性絕緣材質層， . ""至少接觸但非穿越該VSD材質，用以於部分VSD材質層 承受超出標訂臨界能量之電性瞬變狀況時，提供一自該第一 電極至該第二電極之接地路徑。 Q 16.如申請專利範圍第15項所述之基板裝置，其中該第一電極 VSD材質於不影響該VSD材質層的厚度下，延伸並與該vsd 材質層接觸超過20%。 17.如申請專利範圍第15項所述之基板裝置，其中該第一電極於 不景>響該VSD材質層的厚度下，延伸並與該VSD材質層接 觸超過100奈米。 Ϊ8.如申請專利範圍第15項所述之基板裝置，其中該電性絕緣材 質層為預潰材質。 〇 I9.如申請專利範圍第15項所述之基板裝置，其中該VSD材質 層為可有機高縱橫比顆粒或是無機高縱橫比顆粒。 20·如申請專利範圍第15項所述之基板裝置，其中該VSD材質 、· 層包含碳奈米管。 v 21·—種多層基板裝置，其包含： 複數個核心層，包含一内核心層與一外核心層； —或多個接地面’嵌於具有一定厚度之基板裝置，位於 至少兩核心層間； —或多個VSD材質層，覆蓋並接觸該接地面；及 25 200951999 一核心性絕緣材質層，將各該VSD材質層與該至少 層；x外核心層包含—接地f極並覆蓋-電性絕緣材質 之一 外VSD材^夕，個材質層包含於電性絕緣材質層下名 其中該接曰地電^材質層位於該外核心層之下； 達VSD㈣ 極延伸亚穿越電性絕緣材質層之接地面抵 〇 質之接地層，用以於發生超出VSD材質芦特性電 壓之電性瞬轡壯.刊貝層衍r玍电 ㈣^時’使外核^料性元件之至少份接 地0 22·如申叫專利範圍第^項所述之多層基板裝置，其中該電性絕 緣材質為環氧樹脂浸潰玻璃布。

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