TWI386827B - 設計或模擬具電壓調變介電材質保護之基板設備的系統及方法 - Google Patents

設計或模擬具電壓調變介電材質保護之基板設備的系統及方法 Download PDF

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Description

設計或模擬具電壓調變介電材質保護之基板設備的系統及方法
一種有關於電子設備的設計或模擬之系統及其方法，尤其特別係指一種於基板設備之設計或模擬中應用電壓調變介電材質以達到保護電路之功效的系統及其方法。
電子設計自動化軟體(Electronic Design Automation software, EDA software)與其他具有類似功能的設計工具用以輔助電子設備元件的設計和/或模擬。舉例來說，EDA軟體可使用於印刷電路板(PCB板)、積體電路設備或是半導體封裝等電子設備的電路輸入，行為模型，電路模擬，客製化佈局設計、實體驗證，提取與背面註解，但其最主要還是用於類比式、混合信號、射頻(RF)通訊元件，與準則元件或記憶體設計。EDA軟體之功能包含(i)對積體電路設備進行測試、設計與佈線；(ii)模擬功能驗證。
實施例中提供載有電子組件的基板一個可程式化的設計或模擬，用以整合電壓調變介電材質(VSDM)作為其保護電路的機制。特別的是，VSDM可與基板設備的設計結合，目的為保護電路避免其受到像靜電放電這類的瞬變電流/電壓事件傷害。對此，此實施例所提的實施方式可被用於參與並成為設計或模擬基板設備之電腦系統或設計流程的一部分。舉例來說，在某些實施例中可被實行成為電子設計自動程式(EDA program)的一部分的這類電子設 計自動程式通常被用來設計和製作電子設備和系統，包括印刷電路板(PCB)打版、呈現設備及背板、積體電路設備，和半導體組件和設備等。
一般來說，VSDM展現了下列特徵：(i)在不超過臨界電壓或臨界能量的運作下，VSDM所展現的特性就如同絕緣體；此特性於包含有VSDM運作的環境或情況下是不容忽略的，(ii)當施予VSDM一超過臨界程度的電壓時，其具有電導通性。其中施予其超過臨界電壓的程度會隨著VSDM的類型而有所不同，但大體上皆會超出VSDM在環境中的操作電壓。正因為這種切換於絕緣體與導體間的特質，VSDM被用於建立短暫電性連結以保護電路避免其受到瞬變電流/電壓事件的傷害，其中瞬變電流/電壓事件特別是指靜電放電(ESD)。
於此實施例可知，一個ESD事件的電壓範圍通常是從數百伏特到數萬伏特，電流峰值則從數安培到數十安培不等。ESD為同時具有高瓦特(電壓與電流相乘)及低能量(電壓電流，與作用時間之乘積)的狀況；其中低能量是因為ESD作用的時間只從兆分之一秒至數個十億分之一秒。當VSDM因高壓突波而被觸發為導通狀態時，電流便從該VSDM層流過。
常見的作法是將沉積的VSDM覆蓋於印刷電路板的內層或表面，一些設備或機構都是透過這樣的方式來達到抗ESD的目的。通常此內層可能經由貫孔與一些導線和電流載體元件連接，因此當VSDM被觸發而呈現導通狀 態時，電流可流經VSDM至與VSDM連結的其他部分。美國專利號6,797,145(所列的專利參考文獻全體皆引用作為本說明書的揭示內容)中提到將VSDM嵌入載電流機構的技術，其用以將VSDM嵌於這些導體元件，使設備增加抗ESD的能力。
在此列出許多應用VSDM的例子，包含美國專利公申請案No.11/881,896與No. 11/829,951，上述所列兩者的專利參考文獻皆引用作為本文的一部分。VSDM還包含已經商品化且名為SURGX之產品，由SURGX CORPORATION(LITTLEFUSE INC.所擁有)大量製造並出售。此外，VSDM可更近一步當作是一種具有非線性電阻性的材質。
此外，自一或更多的實施例得知，VSDM於展現我們所預想的電性特色時，還具有其組成均勻一致的特性。在一實施例中，VSDM被組於基板或黏結劑，其中該基板或粘結劑有導體和/或半導體均勻分佈於其上。此所述之基板或設備的「設計階段」或「模擬階段」，係與該基板或設備的資料呈現結果有關。
文中的敘述與例子所用的特性電壓和臨界電壓皆為預設值，這些數值實際上於實驗時可能會受到多個變數的影響。因此，在這些應用中所提到的數據並非實質上確定的數值，而僅是比較適當的近似值。
此實施例中提供了一個設計與模擬基板設備的系統與方法。其實更具體的來說，此實施例在基板設備的設計 階段或模擬階段可存在多個實施方式或以別的方式來實施。在設計階段或模擬階段中，並不需要用到實際的基板來實行一或多個該實施例，更者，該實施例可利用基板設備的資料呈現、VSDM，組成與元件，以及在各種條件下組成/元件/VSDM所展現的行為來展現。
在一實施例中，基板設備依據設計者訂定之一或多個準則來設計，該些準則係針對基板設備對於瞬變電流/電壓事件之處理能力而訂定，且這些個準則至少部分係基於設計者所提供的輸入。自這些個準則，可決定一或多個整合VSDM至基板設備部分內層或表面之特性，整合而成的VSDM層用於保護基板中一或多個的電子組件，以避免其受到瞬變電流/電壓事件之影響。
於另一實施例中的系統用以製造一基板設備(而非獨立於製造過程之外的設計或模擬)，此系統包含介面、記憶資源以及處理資源；其中，設計者可自介面輸入一或多個準則，記憶資源則用以儲存基板相關資料和/或各類型VSDM之資訊，最後，處理資源使用設計者之輸入及記憶資源所儲存的資料來(i)針對基板設備對於瞬變電流/電壓事件之處理能力，訂定一或多個準則；及(ii)自該些準則，決定一或多個整合VSDM至基板設備部分內層或表面之特性，其中整合而成的VSDM層用於保護基板中一或多個的電子組件，以避免其受到瞬變電流/電壓事件之影響。
另外此實施例更進一步顯示了包含設計或模擬階段的基板設備設計。在系統與設計者的互動下，於基板設備 選擇數個用來組態VSDM的位置，用以提供電性保護路徑以避免設備受到瞬變電流/電壓事件之影響。其中，在每一裝設位置上VSDM層的維度都會被決定；該VSDM層之維度係至少部份係基於使VSDM層從絕緣狀態切換至導通狀態的臨界能量值來選擇。處於導通狀態之VSDM等效於接連一或多個組件與電性保護路徑。
另一實施例則說明如何於基板設備之一或多個互相連結的電子組件上決定其所佔空間的方式。在這個實施例中，訂出了一或多個電子組件的電性容忍值，其中該電子組件為電性保護路徑所保護以避免其受到瞬變電流/電壓事件的影響，且VSDM層被設計為於電子組件與電性保護路徑之間提供一分隔間距。當於VSDM層施以一超過其臨界程度之能量時，其可由絕緣狀態切換至導通狀態，其中VSDM層臨界電壓的程度至少部份係受VSDM層的維度所影響。在這實施例中，分隔間距其大小或維度的決定，必須使VSDM層切換之臨界電壓程度小於VSDM層之電子組件其一或多個容忍值。
另一實施例中的系統用以設計或模擬至少部分的基板設備，此系統包含資料庫及配置模組。該資料庫用以保存多項資料，每一項資料記錄了一類型的VSDM其一或多個特性，其中該些特性可包含一特定單位長度之特性電壓值；其為一已知或命名的電壓值，於VSDM之一特定長度施以該數值的跨壓時，可使該VSDM從絕緣狀態切換至導通狀態。配置模組由一或多個與系統設計者之互動 決定下列：(i)一或多個維度參數，該些維度參數係基於部份或全部基板的空間約束，以及(ii)一或多個電子組件可容忍之電壓程度，其中該些位於部分的基板設備之電子組件係受到保護。該配置模組被設計為用以決定一分隔間距，該分隔間距(i)為位於至少部份基板上之該種VSDM所提供，以及(ii)用以分隔基板之電性保護路徑與至少一電子組件，以避免該電子組件受到瞬變電流/電壓事件之影響。此外，該配置模組至少係基於以下的決定以取決該分格間距：(i)一可能使該VSDM切換至導通狀態之臨界電壓程度，(ii)該特定單位長度之特徵電壓以及該分隔間距之尺吋。該配置模組更用以確使該臨界電壓程度小於該些電子組件的容限電壓。
此實施例中更提出一最佳化系統，用以設計或模擬至少部份的基板設備，該最佳化系統包含資料庫、配置模組與最佳化組件。其中，資料庫用以保存一或多個類型的VSDM其資訊，包含每一類型之VSDM其特定單位長度之特徵電壓值；於該類型的VSDM之一特定長度施以該數值的跨壓時，可觸發該VSDM從絕緣狀態切換至導通狀態。配置模組被設計為依據一或多個與系統設計者之互動以決定下列：(i)一或多個維度參數，該些維度參數取決於部份或全部基板的空間限制，以及(ii)一或多個電子組件可容忍之電壓程度，其中該些位於部分的基板設備之電子組件係受到保護。對於各種類型的VSDM，配置模組決定其中任一類型的VSDM其分隔間距，該分隔間距(i)為位 於至少部份基板上之該種VSDM所覆蓋，及(ii)用以分隔基板之電性保護路徑與至少一電子組件，以避免其受到瞬變電流/電壓事件之影響。該分格間距為使用VSDM層分隔電子組件與電性保護路徑所必要，該配置模組即用以決定其中每一類型的VSDM其分隔間距。最佳化組件用以選擇下列兩項之至少一項：(i)於多種類型之VSDM的其中一類型，或(ii)該類型之VSDM其分隔間距之尺吋。該最佳化組件可被設計為依據一或多個最佳化準則來做上述的選擇。
一或多個實施例中更進一步提出一系統，該系統用以將VSDM於基板設備上的應用最佳化；其包含介面、記憶資源與處理資源。其中，介面用以接收基板設備設計者輸入之一或多個準則；記憶資源用以儲存與至少一基板或一類型VSDM相關之資訊；處理資源用於與介面和記憶資源相接連，並利用自介面之輸入與記憶資源儲存的資訊進行(i)一或多個準則之訂定，該些準則係針對基板設備對於瞬變電流/電壓事件之處理能力而訂，以及(ii)自該些準則，決定一或多個整合VSDM至基板設備部分內層或表面之特性，其中整合而成的VSDM層用於保護基板中一或多個的電子組件，以避免其受到瞬變電流/電壓事件之影響。此系統對於整合VSDM至部份或全部的基板訂定一或多個最佳化準則。
此實施例更敘述了一資料系統，其包含一資料庫，用於參與基板設備的設計或模擬。配置模組使用該資料系統 於基板設備進行VSDM之整合。其中該資料庫儲存多項資料，其中每一項資料(i)係對應一種VSDM，以及(ii)包含與整合該類型VSDM相關之一或多個該類型VSDM電性特性。其中該類型VSDM之該些電性特性包括下列一或多個：(i)特徵能量值，於該類型VSDM施以該數值之跨壓時，可使其自絕緣狀態切換至導通狀態；(ii)該類型VSDM之漏電流；或(iii)該類型VSDM之斷態電阻。
下面將敘述多個實施例，其中一些實施例結合了多個其他實施例的特點，即使那些特點的結合在上述應用中並沒有被明確的述說。
此實施例描述了關於一程式化計算設備的執行、方法與技術，亦可說是由電腦執行之一方法；在這裡特別強調程式化是由於其使用編碼，或電腦執行的指令，其中該程式化的步驟可能為自動化或非自動化。此系統係經由模組或組件來實現。
這裡所說的模組或組件可以是一個程式、子程式、部分的程式，或一個軟體元件，亦或是用以執行一或多個命名的工作或功能的硬體組件。其中，該模組或組件可獨立於其他模組/組件而存在硬體上，或與其他模組、程式或機械共用的零件或程序。
此所述之實施例係經由以一或多個處理程序執行的指令來實現，這些指令可載於電腦可讀媒體。圖中所示的機械提供了這類資源和電腦可讀媒體的例子，特別一提的是，於此發明之實施例展現的這些機械包含了處理程序和 不同類型的記憶體，其中記憶體用以保存資料和該些指令。電腦可讀媒體包括固定的記憶儲存設備，如個人電腦或伺服器的硬碟，其他可能還包含了可攜帶的儲存設備，如CD或DVD設備，亦可是快閃記憶體(應用於手機PDA)和磁性記憶體。如電腦、終端機及網路驅動設備(如手機之類的行動可攜電子設備)都可以作為該機械和設備的例子，它們使用儲存於電腦可讀媒體的處理程序、記憶體和指令。
以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。
「第1圖」繪示為本發明中使用VSDM設計積體電路設備的方塊示意圖，其中之電子設備設計系統100用以結合製造或生產程序來建立一個新的電子設備(如積體電路設備或是印刷電路板)，和/或於該電子設備佈線(layout)或建構時執行模擬或測試操作；該電子設備可以是印刷電路板、晶片及晶粒、半導體封裝基板、顯示設備及背板，與其他電路設備或硬體(通稱「主機」)。除基體之外，該實施例也可應用於設計如掌上型電子設備(手機或電子紙)之多種電子特性或保護特性，例如，載有走線元素和/或積體邏輯的手機或設備其覆蓋物設計。因此，「設備」一詞係指基體設備、載有硬體或邏輯的內部組件，包含於功能性階段之已預先設計電子組件的完全或部份組成的 設備亦同。舉例來說，此詞包括於結構或覆蓋物整合電子組件和/或邏輯的產物。
請參照「第1圖」，電子設備設計系統100包含一設計模組110，用以設計主機122的佈線。一設計者102透過介面(圖中未示)操作該設計模組110，以命名或配置該主機122之佈線和/或設計資訊。在此實施例中，設計模組110與設計者102自電腦終端機(圖中未示)所操作之設計應用軟體相配合；設計應用軟體如益華科技(Cadence System designs, Inc.)或明導科技(Mentor Graphics)所製作的電子設計自動化(EDA)軟體。
該設計者102可利用該設計模組110實行好幾種不同的功能，包括電路佈線、組件、參數設計和/或執行準則，這些功能係用來設計、模擬主機122，以及於該設計媒體120任意的產生。其中，該設計媒體120可為虛擬/模擬的，或是真實/實體的。虛擬/模擬的設計媒體120係指用以模擬或測試主機122的電腦實施環境。在有關設計或模擬的實施例中，主機122包含實體設備的數據表現。一個實體的設計媒體可包含製程、生產，和/或其他自設計模組110產生之執行配備和程序，上述皆用以作用於主機122。
此實施例中的設計模組110包含邏輯114，其用以決定與自動執行電壓調變介電材質(VSD material)整合至主機122之方式。邏輯114受設計或執行參數104的影響，該參數104得自設計者102輸入和/或其他來源給予。在此實施例中，VSDM的應用包括決定一開始使用的 VSDM種類，其中還包括決定係由主機122的板子還是其載有的組件作為VSDM嵌入的對象。舉例來說，設計者可選擇一已嵌入VSDM之基板做為設計的對象，若VSDM已被包含，則邏輯114可使用多種的提示和/或設計項目(VSDM結構配置116)以決定VSDM如何嵌入主機122。
在此實施例中，該設計模組110提供設計者102一初始的提示111或介面，用以選擇(明著或暗示)VSDM鑲嵌於主機122之設定。之後該設計模組110發出一或多個後續的提示111或介面以決定關於設備設計的細節，包括基板上每一組件的容忍程度、空間限制與設備的類型。在此實施例中，所有用以決定VSDM配置的資訊都是推論出來的。舉例來說，於設備設計的過程中，相關於組件個別容忍電壓的設計者輸入被用以程式化的決定至少一些VSDM的配置資訊，如VSDM的類型與一或多空間特性(下面將提到的分隔間距或外形)。在另一實施例中，將與VSDM直接相關的設計者102輸入113作為一些VSDM的配置資訊。設計者102的輸入113係對提示111做出回應。此處增加的VSDM配置116用以指出VSDM嵌入的位置，以及VSDM的材料成分或其他於ESD事件發生時可能影響VSDM性能的因素。此實施例顯示，VSDM的存在及其規格與於主機122所想要的抗ESD特性緊緊相連。
「第2A圖」與「第2B圖」繪示為本發明之設計或 模擬具VSDM保護之基板設備的步驟流程圖，請參考「第1圖」中適合用來演示步驟或子步驟的元件。在這裡所描述的方法可以經由運作於終端機的EDA軟體以程式化的方式實現。
請參照「第2A圖」，設計模組110提示設計者102VSDM應用於主機122的直接或間接相關之資訊(步驟210)。在這實施例中，提示111包含一初始提示，提供設計者102輸入其所想要的VSDM與VSDM於基板之保護功能。其中，設計者102可能被提示下列一或多項以做出選擇：(i)設計者102所想要的抗ESD特性，或是想要的瞬變電流/電壓事件類型，(ii)最佳化參數，如最佳成本參數與最佳空間限制參數，(iii)影響VSDM嵌入位置的局部輸入。雖然這裡不打算詳盡的列出，但許多其他的提示111仍可被包含於其中。此外在執行的過程中，提示111可能會以問題的形式引導設計者102輸入他們所希望的特性。在另一方式中的提示111則以圖形選單或其他圖形特色，亦或選單的方式呈現，以引導設計者102輸入明確的設計選擇(如抗ESU能力之相關選擇)。
根據設計者102所輸入的資訊，決定一應用於主機122之VSDM類型(步驟215)。在此實施例中，此步驟之決定可簡化如設計者102選擇輸入的VSDM和/或其保護ESD和/或其他瞬變電流/電壓事件。於另一實施例之該步驟中，則是根據如設計者102輸入應用於主機122之VSDM希望特性，和主機122如何應對ESD(如電壓容忍 值)做程式化推論而得。
如果該VSDM並非必要，主機122就會朝著不使用VSDM的方向被設計(步驟220)；若該VSDM確實是需要的，主機122就會朝著使用VSDM的方向去設計(步驟230)，以將VSDM整合至設備的構造或內層中。舉例來說，實行該方法的應用或程式設計選擇一具VSDM整合於內部或表面之基板。
請參照「第2B圖」，其描述了步驟230之中或之後的細節步驟，必須要提的是在這些步驟執行之前已決定了設計或模擬基板所使用的VSDM。決定電流載體或設備其部分或全部的佈線或路線並自動執行(步驟235)。依據使用於主機122的VSDM，步驟235還包含自動執行一或多個下列項目：(i)將具電流載體之走線、組件或設備之基板進行自動佈線，(ii)於進行佈線時，自動決定主機122之所選的元件其想要的阻抗和/或電容值，(iii)在執行佈線中自動維護信號的完整性與特性。
於基板佈線時，此主機122組件可選擇性或附加性的被選擇。在此實施例中，對於原先就含有VSDM的設備，步驟235依據其所包含之VSDM層形式，於規畫主機112線路或其他設計實施時提供全自動或輔助性質的規劃流程。
更者，對於步驟235，可選擇或附加步驟240，用以引導設計者102輸入其想要的效能參數、材料強度和/或使用於基板設備的元件(步驟240)。根據這些輸入資訊，配 置或構思於主機122嵌入之VSDM組件(步驟250)。在此實施例中，VSDM的構成材料依據主機122的材料特性來設定。舉例來說，基板的軟硬度或組成會決定VSDM其組成、厚度和嵌入的位置。同樣地，如切換電壓(得自單位長度特性電壓)之類的效能參數亦會影響所使用之VSDM其類型和/或厚度，或是VSDM嵌於主機122之貫孔或其他導體區域時所使用的方法(步驟260)。如此所述，VSDM的使用係根據設計者102所給予下列相關之特性：(i)主機122和/或(ii)基板設備抗ESD的方式。下面將敘述經設計階段配置VSDM的實施方式。
如上所述之可供抉擇或附加的步驟，此所述之實施例提供基體的設計或模擬，結合了具體VSDM特徵的程式化選擇或設計，其中該些特徵包含局部特徵與基體層級的特徵。「第3A圖」繪示為VSDM併入或整合至基板設備的方塊示意圖。請參照「第3A圖」，VSD配置模組310為經設計或模擬以實施VSDM之一配置組件，其展現如一或部份程式，另一方式為該VSD配置模組310由多個程式，或是獨立的或是整合於另一個程式的步驟程式所提供。更具體的來說，VSD配置模組310對應或包括設計模組110之邏輯114，其中該設計模組100與邏輯114曾於「第1圖」提及。下面將敘述該VSD配置模組310與設計庫350和/或VSDM庫360之連結。在此實施例中，設計庫350和VSDM庫360係以資料庫的型態呈現，用以存放與系列資料或指令，其擺放方式係分散於多個資源或 是存放在一個位置(如一資料夾)。
一般而言，實施例所揭露的VSDM可能有好幾種類型，其中又有多種組成的可能性。VSDM的組成會影響其電性與物理特性，包括使特定類型或組成的VSDM切換至導通狀態的特性電壓或能量程度。
該特徵能量程度係指足以使一給定量之特定VSDM切換至導通狀態的必要能量值。詳細的來說，使VSDM切換為導通狀態並維持一小段時間所需的能量值，可以特徵能量程度表示。一給定類型VSDM之特徵能量程度通常為一能量形式展現(如電壓)，於VSDM之一設定長度施予該能量能使VSDM切換至導通狀態。其中該VSDM之設定長度可以是VSD的線性維度、間距或兩導體之間的分隔距離，其中該兩導體於VSDM導通狀態時為電性相通。儘管能量的形式可以是電流、功率或電場，但在這裡的實施例中特徵能量程度的形式主要還是以施予的電壓來呈現。然而很顯然的，施予的電壓很容易由其他的能量形式替換，如電流或功率。施予的電壓將決定特性電壓程度與VSDM的特性表現，但選用電壓作為能量形式僅是一種選擇，其經由簡單的轉換關係可被替換為其他的能量形式。舉例來說，應用歐姆定律(特別是當應用於給予一有限範圍的電壓值，並且給定VSDM之非線性自然阻抗時)可自特徵電壓得知特徵電流。
在此敘述中，特徵能量程度的形式為電壓(即特徵電壓程度)。此特性電壓程度(i)為特定類型的VSDM所有， 及(ii)施於該特定類型之VSDM時，我們確信其會以一設定的電壓值使該VSDM切換為導通狀態。除了這裡敘述的之外，所謂的特性電壓程度即為一電壓，其施於VSDM之固定長度並且以一設定的電壓值使該段VSDM切換為導通狀態。如前面所述，此以電壓呈現的能量可以被其他形式的能量替換，如電流、功率或電場。
臨界能量程度係指VSDM切換至導通狀態之施與的能量值。當此施予的能量以電壓呈現時，「臨界電壓程度」或「導通電壓」為使特定量VSDM切換成導通狀態之一必要程度的電壓。在許多例子中，臨界電壓程度設定為特定的單位長度特性電壓程度與VSDM所顯現長度之乘積。
更具體的來說，特徵能量程度包含了觸發能量與穩定能量；其中觸發能量程度為一使VSDM開始自絕緣狀態切換成導通狀態之初始能量程度，穩定能量程度為一使VSDM保持在導通狀態所需的能量程度。當這些能量以電壓的形式呈現時，觸發電壓與穩定電壓於一給定時間內皆提供一能量值，使VSDM之切換狀況均能保持在其電性特性下。在一些例子中，即使VSDM保持在導通狀態的時間很短，還是可藉由量測自觸發電壓之能量補償時間上的缺失。在最後幾個例子中，降低觸發電壓但使其高於穩定電壓，並維持一足夠的施予時間以降低或補償該缺失。在多數例子中，觸發電壓超過穩定電壓是使VSDM切換至導通狀態的必要條件。然而，觸發電壓不總是需要超過穩定電壓以使VSDM切換至導通狀態。除了此之外，這 裡所提及(VSDM特定單位長度)的特性電壓程度應該被假設為穩定電壓。
VSDM另一個受考量的電性特性為漏電流值，或是斷態電阻率。一般來說，漏電流的存在是不受歡迎的，但是零件對漏電流有一定的忍受能力；不同類型的VSDM有其漏電流變動率。此外，VSDM的漏電流(或者是斷態電阻)特性會隨著操作電壓等其他因素而波動。所以，VSDM的操作環境，更具體的說是操作電壓，於分析VSDM或做其他方面的設計時會是一個考量。
對於任一給定類型的VSDM，臨界電壓(用以使VSDM切換至導通狀態)與漏電流皆受VSDM相關位置(於兩個電性導通路徑之間)之有效數值的影響。VSDM之該有效數值係以直線測量而得，其可為面積或體積。一般來說，所使用的VSDM其直線長度(稱為分隔間距或者間隙數值)越長，(i)則VSDM切換至導通狀態所需的臨界電壓程度越高，以及(ii)漏電流量越小(或反過來說，斷態電阻值越高)。由前述所提，VSDM的特性電壓程度以及漏電流值可由一設定的直線長度來確定。
VSDM於兩導通點之相關位置的面積或體積，與該兩個導通點之間所展現的電性特性有關。在下文中將會敘述用以提供短暫電性接觸的VSDM，其涵蓋的體積會增加漏電流。
此些實施例敘述說明，於基板設備或其他電性組件的設計或模擬中選擇VSDM於適當的位置，以建立導通路 徑與電性保護路徑(如接地)之間的短暫電性連結區域。基板或電性設備的設計者可針對該短暫電性連結區域的特性制定設計準則，那些準則直接或間接基於下列的一或多個決定：(i)可使該短暫電性連結區域導通的電壓程度(即臨界電壓程度)；(ii)在考慮週遭元件的容忍程度之下，該短暫電性連結區域可接受漏電流的多寡；(iii)該短暫電性連結區域的有效空間。
為於VSDM的應用中提供已給定的設計準則，將決定下列兩項：(i)使用VSMD的類型，由於VSDM的類型會影響我們所想要的各種電性特性，所以使用的VSDM的類型是決定的項目之一；和/或(ii)分隔間距的長度，VSDM涵蓋該分隔間距以建立短暫電性連結區域。一或更多的實施例中考慮VSDM涵蓋的區塊或體積(即厚度與面積之乘積)，其用以於兩導通元件之間提供間距與短暫電性連結區域。
於此實施例中，VSD配置模組310用以執行許多考量與法則，那些考量與法則係針對整合至基板作為短暫電性連結區域之VSDM。如前之應用VSDM，該些考量與法則需要決定與區塊空間限制相關的參數、VSDM週遭或使用VSDM的組件其容忍程度，以及於被保護的設備或組件之短暫電性連結區域其短暫程度的需求(抗ESD的程度)。請參照「第3A圖」，該些參數可視為設計參數312。VSD配置模組310使用設計參數312於設計中具體設定VSDM如何整合或包含至設備。舉例來說，這些決定相符於 (i)VSDM於被保護的組件與電性保護路徑之間所形成的間隔或距離；以及(ii)使用的VSDM其類型。此實施例中附加的決定包括有(iii)VSDM所涵蓋之一區塊，該區塊用以分隔被保護的組件與電性保護路徑，以及(iv)該區塊的外形，其將對該區塊造成影響。更者，其他可能的決定包括那些被VSDM所涵蓋的體積，其係用以提供間隔。請參照「第3A圖」，該些參數可視為VSDM實施參數332。如上所述，VSD實施參數332係基於設計者輸入或特定基板設備應用的設計法則。
於「第3A圖」所示實施例中，VSD配置模組310透過使用一或多個零件庫來合併資訊、資料或/和法則或是與VSDM整合相關的條件。於「第3A圖」之實施例中，該VSD配置模組310可存取包含於設計庫350之設計法則或或資訊，其中該設計法則或資訊可與VSDM於該設備之應用方式相關或無關。該法則或資訊包含自使用者輸入的限制決定各種設計參數312的資訊。舉例來說，設計庫350可包含於特定設備所選擇之不同組件其漏電流和崩潰電壓資訊。在另一例中，設計庫350包含了空間限制資訊；對於一設備之VSDM之特定嵌入，該空間限制資訊決定了該設備VSDM有效空間。於此實施例中，一些基板可被嵌入已預先製有特殊配置的VSDM層。除了上述，該設計庫350還可包含如VSDM之類型、嵌入位置及電性特性等資訊。
除了設計庫350之外，該VSD配置模組310亦可存 取VSDM庫360。該VSDM庫360可與其他如設計庫350結合或整合。該VSDM庫360用以存放不同類型VSDM其相關特性的資料，包含電性特性。舉例來說，該VSDM庫360存放了與某類型VSDM相關的特性電壓程度資訊、漏電流值(或斷態電組值)，以及於給定的VSDM切換之臨界電壓下所需之間隔距離值。對於一特定種類的VSDM，該臨界電壓可確定其提供的ESD保護程度，其中該臨界電壓係施於VSDM之指定的間隔距離。
於使用設計庫350或VSDM庫360時，設計參數312可由設計者的輸入來確認，或自其他輸入做程式化推論而得。根據此實施例，該設計參數312包含空間限制參數322，該空間限制參數322所包含的資料係用以推論或確定較佳的維度，其中維度係指組件的連結空間。空間限制參數322可選擇或附加為VSDM所佔的空間的訂定和/或接地路徑組件和/或其他項目。如之前所提，該空間限制參數322可由設計者輸入，或是由包括設計庫350等其他資訊推論而得。舉例來說，設計者指定一類型的電路板，該空間限制參數可間接參考設計庫350之相關資料得知。所以，一特殊應用之電路板可使用預設的範圍尺寸，其顯示值如「小」。
設計參數312的另外一項是容忍參數324。該容忍參數324包含於其他限制下決定的電壓值和/或電流值，該些限制為下列一或多個：(i)於一些或全部設備的操作電壓範圍，(ii)那些設備的崩潰電壓，和/或(iii)可忍受的漏電流。 在此實施例中，該VSD配置模組310自設計庫350間接接收板上或設備上的組件資訊其個別的容忍參數324。如此，用於設計或模擬設備的容忍參數324可得自設計者輸入，其中包含組件選擇的輸入。使用於設備的組件也可能係由系統預設，或為結合其他組件而決定，或是由設計者輸入決定。舉例來說，於設計者(或設計庫350)之資料形式符合於管理規則或業界準則，其所要求的容忍值往往超出具體設備的容忍值。同樣的，設計者(或設計庫350)合併與安全因素相關的資訊，或是包含作為一或多個容忍程度推斷依據之其他條件。該容忍參數324可自多種決定分析或提供而得。舉例來說，容忍參數324可地區化於基板設備(如一部分基板之容忍電壓並不同於其他部分)，或被處理以得到最低的或最嚴謹的數值(如將擊穿一組件的電壓值)。
許多的其他設計法則或實施特徵，可以用來說明VSDM配置模組310決定VSDM實施細節的過程。舉例來說，設計法則、規則或其他可能影響ESD的因素，其可能限定容忍值至電壓，或者一設備之特定組件或範圍。
該VSD配置模組310使用與VSDM庫360(以及設計庫350)相關的多種設計參數312，來決定包含下列一或多個實施細節332:(i)間距值342，(ii)區域344，(iii)外形346，和/或(iv)類型348。其他可能決定的實施細節為體積、位置或成本限制。根據一或多個實施例，每一實施細節可基於一或多個設計參數312來決定；舉例來說，空間 參數312之約束可能決定自間距值342。
然而，為確保所決定的間距值342不會使切換VSDM至導通狀態的臨界電壓過高，需要對此做計算。此計算由類型348所決定之特種VSDM其特性電壓程度所決定；計算該特性電壓程度(特定單位長度)與間距值(換算成特定單位長)之乘積。由類型348所決定的VSDM所形成的VSDM層，其決定之臨界電壓跨越該間距(決定於使臨界電壓程度小於被保護組件其崩潰電壓之間距值)。一崩潰電壓之安全因素用於確保於傷害事件發生之前，被施以該臨界電壓程度的VSDM會切換至導通狀態。
同樣地，該類型348可用以確定選擇的VSDM其漏電流值或斷態電阻值，間距值342可用以計算使用VSDM所產生的漏電流(隨著漏電流減少或斷態電阻增加，則間距值342越大)。所產生的漏電流可以用來與可容忍的漏電流程度做比較，以確保漏電流會在許可容忍程度之內。在一些例子中(例如執行最佳化的情況下)，一些實施細節332係依賴於其他實施細節的決定。
該間距值342係指一VSDM於被保護的導性組件與電性保護路徑之間所形成的分隔其距離。「第5A圖」所示之實施例闡明了該間距值342之作用。如下所述，該間距值342確定了使一給定類型之VSDM切換至導通狀態之觸發臨界電壓程度。於此方面，該間距值342與VSD種類348提供主要的實施決定332，用以確定於兩導性元件間之VSDM其臨界電壓(即使切換至導通狀態之電壓程 度)。
該區域344係指一個提供間距值342之VSDM其平面量測。當該間距值342為決定一給定類型之VSDM其全體的電壓之主要因素時，VSDM所涵蓋的全體面積可能增加漏電流以及可能對臨界電壓程度產生影響。「第6A圖」與「第6B圖」所示之實施例闡明了區域344被應用的過程，其中VSDM於電性保護路徑(或被保護的組件)處呈現為一個同心圓的普遍外形。由所述得知，對於一給定種類的VSDM，其具體間距值之區域越大，則產生的漏電流越多。在不受間距值342的影響下，明顯地產生出不同區域是有可能的。然而同時，區域344的值越大，使電子組件與電性保護路徑結合所需之基板容忍值亦越大。所以，當確實執行製造時，產生區域344所需的考量之一為許可結合基板組件(或者說電性保護路徑)之容忍範圍。那些考量可由設計庫350或設計者輸入量化，或由其他條件假定。更者，該區域344易受全體大小約束的影響，如空間312。
該外形346指明提供區域344的預設外形(如同心環)，或者執行修改該預設的外形。舉例來說，此實施例中之VSDM於電性保護路徑呈現為一同心圓或橢圓。該外形346可於更改預定的外形輪廓以減少整體的面積的同時，保持該間距值342和週遭導性組件其普遍的直徑或尺寸(如接地貫孔)。隨著區域的減小，該外形346可提供如減少VSDM漏電流這樣的優點。該外形346可由如空 間限制參數322來決定，以及可能由一或多個容忍參數所引發，其中該容忍參數324指出希望或想要減少漏電流。
該類型348具體指明了使用的VSDM其組成成分。於VSDM之許多不同的組成成分，其伴隨著多樣的電性特性與機械特性。特別的是，對於不同類型的VSDM，其特性電壓程度與漏電流的差異也相當大。自設計參數312所決定之想要的電性特性，可參照VSDM庫360以確定一或多類型的組成。其它輸入或考量，如所希望的機械性能(如銅的高度附著力)，亦會影響選擇。
「第3B圖」繪示為本發明之VSDM庫360的資料結構示意圖。請參照「第3B圖」，表格372或其他資料結構包含了多個項目382，每一項目382記錄一VSDM其獨特的組成；其中VSDM的每一組成代表一已知(估計或量測)的特性，包括特性電壓程度值384及漏電流值386，其餘的電性特性亦可能包含於其內。項目382或其他亦包括成本值388。VSD配置模組310利用VSDM庫360以確定例如於考量下之多種類型的VSDM其必要的間距值。基於多個準則，該選擇包含自VSDM庫360使用資料。
「第4圖」繪示為本發明之經設計階段實施基板VSDM佈線的步驟流程圖，此所述之方法可與一或多個實施例結合。舉例來說，請參照「第2A圖」、「第2B圖」與「第4圖」，「第4圖」所示之實施例可與「第2B圖」步驟210及步驟230整合，以執行基板的設計/模擬。為配 合圖式說明，請更進一步參照「第3A圖」所示實施例之組件。
接收一或多個設計者輸入參數(步驟410)，該設計者輸入參數依據實施細節從簡單到複雜做排列。根據一或多個實施例，該設計者輸入參數符合下列一或多個：(i)設計者選擇一用以發揮電性保護功效之VSDM，該VSDM整合於基板以防護瞬變電流/電壓事件，如靜電放電對基板產生傷害，和/或(ii)選擇一明確類型的基板，該基板包含如預先嵌入之VSDM。該設計者輸入可選擇或附加為如「第3A圖」所示實施例之設計參數312般詳細的輸入。
確認一特定的模擬或設計之設計法則(步驟420)，其係根據如特殊應用、基板或其他參數所選擇。該設計法則具體指定多種條件與準則，包含獨立組件或整體設備的電性保護要求，和/或基板之特定組件其詳細規格或類型。如此例，對於一特殊應用(如無線設備)中所使用的電路板，設計法則將明確指出(i)電路上所使用的組件，(ii)於電路板部分或全體之獨立組件其電性保護要求；(iii)電路板的空間限制或空間參數，(iv)電路板之或其他維度。此實施例中，針對不同的應用，設計庫350存有多套設計法則，該些設計法則依照「第4圖」所示之方法步驟以程式來實現其設計或模擬。
將設計者輸入與步驟410或步驟420(或經兩者)所得的桔果經程式化的決定，得到一或多個設計參數(步驟430)。該些設計參數可自設計者輸入，和連結設計庫350 和/或VSDM庫360之其他邏輯決定任一或多個設計參數312。由此舉例來說，該設計庫350可依據業界或法定準則來制定崩潰電壓要求，對於一或多個設計者選擇使用之敏感組件亦可做同樣的制定。同樣地，可依據設計者要製作的設備類型來推得空間參數322。
決定該VSDM之實施細節(步驟440)，包含「第3A圖」所示實施例之實施細節332：(i)間距值342，(ii)區域344，(iii)外形346，和/或(iv)類型348。此實施例提供實施細節332的決定，計算間距值342與特性電壓之乘積得到特定VSDM的導通電壓。可選擇或附加的計算包括VSDM之漏電流量，區域344(可以被參照到空間限制322)亦同。為完成VSDM之實施，需要處理及分析不同類型與不同配置的VSDM。一選定之VSDM須滿足由設計參數312及設計法則所具體指明的多個條件。另外基於成本和/或最佳程序來選擇VSDM，例如嘗試給定明確實施細節332(如最小化VSDM所涵蓋之總體面積)的優先權。
根據此實施例，一但決定了實施細節，其餘的設計或模擬便可進行程式化的實行已展現VSDM的預想行為與特性。由此舉例，設計者可建立一剩餘的電路板。其中模擬工具，會預先考慮ESD狀況，並設想於操作設備時發生此類無法預期狀況的後果。下面將說明VSDM於一保護路徑的實施方式。
「第5A圖」繪示為於設備嵌入VSDM的斷面側觀圖，此圖說明了經設計或模擬階段，於基板500之一給定 位置嵌入VSDM。請參照「第5A圖」，間距值515決定於兩導體組件中間之一間隔525，用以防護瞬變電流/電壓事件並建立一電性保護路徑520。舉例來說，導性組件510係指一走線或一電性組件。電性保護路徑520可能為一接地或是封閉電性路徑，用以將瞬變電流/電壓自工作環境中宣洩出去。嵌入的VSDM 540可覆蓋或填入間隔525。如其他實施例所示，嵌入的VSDM 540(可自類型348決定)於正常的基板操作電壓下為絕緣狀態。所以，於導性組件510所施予的正常操作電壓並不會改變於間隔525所嵌入之VSDM540其絕緣狀態。此設計中導性組件510被視為保護的對象，在正常的情況下導性組件510與電性保護路徑520分離。
然而，於突波或其他高電壓的情況下，嵌入的VSDM540將切換至導通的狀態，此突發電性狀況所引發的電荷會流至可能為接地之電性保護路徑520。舉例來說，此實施例所示之電性保護路徑520為一延伸至接地面之貫孔，其中該接地面於基板設備整合為層。如VSDM原有的特性，VSDM幾乎是在一瞬間從絕緣狀態轉換成導通狀態，所以即使在ESD事件發生的那一霎那，VSDM 540依然能在其對與導性組件510連結之電子組件造成傷害前就切換至導通狀態。所以，藉由嵌入VSDM 540連結導性組件510與電性保護路徑520，可以保護基板以防止其受到ESD狀況的影響。但是此電性連結只會在具有足夠能量的瞬變電流/電壓事件發生時形成導通。因此，這樣跨越間隔的電 性連結路徑稱為瞬變電流/電壓宣洩路徑508。
特別一提的是，瞬變電流/電壓事件的能量必須大到超過VSDM 540的臨界電壓(或切換電壓)。該臨界電壓係指可使一特定嵌入VSDM自絕緣狀態切換至導通狀態之最低電壓。依據瞬變電流/電壓事件的組成與其作用的時間(即功率)，若該電壓處於可能引發VSDM切換之臨界電壓最低底限，以及其他潛在因素，那麼VSDM切換的發生率就會低於某種程度。所以，此實施例包含了一安全要素，該安全要素用以確保VSDM的臨界電壓低於被保護元件的崩潰或容忍電壓。
臨界電壓的決定或判斷對於給定之嵌入VSDM而言是必要的，其在某種程度上係取決於單位特定長度特性電壓與給定材料的量。為求間距值515，臨界電壓為使用的VSDM間距值515與一已知或估測特性電壓之乘積。特別一提的是，該特性電壓係使用於一給定的特定長度，所以間距值515要換算為有同樣命名單位長度(如密爾，及千分之一英吋)的量。當考慮或包含電壓容忍值為間距值515之一設計參數312(「第3A圖」)時，間距值515與特性電壓之乘積應小於設計參數312中之電壓容忍(不考慮安全要素)。為展現其中之關聯，下面為一簡要的方程式：
間距值=(電壓容忍值*安全係數)/(特性電壓)(1)其中該安全係數預設為一小於1.0的值。
運用該方程式可確保於發生可能造成危害的瞬變電 流/電壓事件時，瞬變電流/電壓宣洩路徑508是可發揮功用的。舉例來說，該導性組件510有可能為接地，但只限於存在於一其他有害的電壓程度的情況下。
各種類型的VSDM以它們的組成而著名，連其電性和/或機械特性亦同。如前所述，VSDM的電性特性包含使其導通的觸發電壓與穩定電壓。VSDM之機械特性包含依據其組成的材料原有物理特性。一或多個實施例闡述了自一選定或預定之VSDM類型518，其程式化決定間距值515的過程。舉例來說，於其中一實施例，設計者可能因為VSDM之材料特性(如良好的銅附著力、非易碎性等)，或其美觀程度而有所偏好。間距值515的計算需考量選定之VSDM其特性電壓程度，以及保護必要的設備組件所需之臨界或「切換電壓」。
於另一實施例中，一程式被設計用以選擇可提供想要的電性特性之一最小成本的VSDM。想要的電性特性可決定自如設計者的輸入和/或設計庫350(「第3A圖」)。舉例來說，想要的電性特性可包含臨界電壓或“切換電壓”，其可確定ESD的保護程度，其他的因素如漏電流亦同。空間限制也可考慮；舉例來說，空間要求相對的指出一個較擁擠的環境要求，以便作為VSDM實施的參考或必要資訊，如此一來使VSDM於一小的間距值能照樣提供想要的特性。對於想要的電性特性，可由類型348(「第3A圖」)選擇和確定一想要類型之VSDM。一或多個實施例闡述了，當有多個類型的VSDM符合這些要求時，可藉其他 準則如成本做進一步的篩選。
其他各種的參數或輸入可用以確認特定類型的VSDM 518，其中每一類型的VSDM都有其不同的已知或估測的單位特定長度特性電壓。所以，一些類型的VSDM可能需要較小或較大的間距值515來提供想要的乘積或臨界電壓用以防護瞬變電流/電壓事件。
如上所述之實施例闡述了可自VSDM 540之電性特色決定間距值515，其他的實施例則闡述間距值515係選擇VSDM的準則。舉例來說，設計參數312(「第3A圖」)之其中一參數提供了一命名範圍之間距值515作為一操作要求。本發明之實施例中所配置的一程式或模組指明VSDM 540的類型518係部份基於依據哪一類型的VSDM的單位特定長度特性電壓可使間距值515落在設定的範圍內。所以，間距值515或類型值518被視為準則，或是排列在前的其他參數，不論哪一個都是條件或參數所通用稱號或條件。
「第5B圖」繪示為本發明之包含隔離環的電性保護路徑其變動程度之斷面側觀圖。根據該實施例所示，該隔離環582係結合於基板550作為電性保護路徑的一部分。如實施例所示，該電性保護路徑更包含一延伸至基板550內部的貫孔580，而非由VSDM 590與貫孔580直接接觸來建立暫態電性連結區域。在一或多個實施例中，隔離環582形成一延伸層或延伸組件以覆蓋貫孔580。當使用的隔離環582其尺寸比貫孔580大時，會減輕這造分隔的容 忍度，其中該分隔被VSDM590覆蓋。
於被保護導性組件570之間的分隔585與隔離環582可由間距值575來決定，其中間距值575係由「第5A圖」所示實施例之方式而得。如下所述，使用隔離環582有助於塑造VSDM，和/或於維持一特定的間距值之下決定其整體的區域。
「第6A圖」與「第6B圖」繪示為本發明之考量VSDM區塊來實施基板的基板俯視圖。在此實施例中，隔離環622提供了一瞬變電流/電壓宣洩路徑，該隔離環622為護墊或其他覆蓋貫孔624的導體層，其中貫孔624係往Z軸的方向(往基板內部)延伸。該隔離環622以圓形呈現一外缘區環繞於貫孔624。使用隔離環622的一個目的是增加製造或塑造容忍度。在有隔離環622的情況下，擴大導性或走線組件至貫孔620需要精確的製造技術。然而，這樣的精確性不總是可能達成，或者甚至是不令人想要的(例如在成本不吸引人的情況下)。
如其他實施例，受保護的導性路徑610與貫孔622被間隔625所形成的區域隔離開。間距值(於「第5A圖」所示實施例定義過)表示了間隔625，且其可由其他實施例所展現之方法而得。除了間距值615此參數，實施細節之空間特性為一VSDM涵蓋之區塊。特別一提的是，一或多個實施例中決定了VSDM 640所涵蓋的整體區域615，該區域615用以分隔貫孔622與導性墊610。該VSDM640涵蓋之整體區域615係取決於如貫孔622的尺 寸，亦或間隔625的間距值。
特別一提，實施例揭露了貫孔622其尺寸的增加或減少並不影響間隔625的間距值。「第6B圖」闡述了與「第6A圖」所示實施例的差異，也就是VSDM 640其形態維度的增加。請參照「第6A圖」與「第6B圖」，其中「第6B圖」之VSDM形態比起「第6A圖」要大，以圖中之H1與H2來表示此增加變動。即使VSDM形態的維度增加，間隔625所表現之間距值並未改變。
所以，如「第6A圖」與「第6B圖」之實施例所述，可考慮將VSDM之區域列為實施細節332(見「第3A圖」)之一。特別的是，該區域(得自區域344)選擇的重要性包含：(i)漏電流的成長潛力，以及(ii)於排列和連結組件時，VSDM和/或貫孔622(或其他保護路徑的元件)其容忍的降低。其餘有可能包含的考量如增加VSDM所需之成本、VSDM所涵蓋的空間，以及如電場等可能造成二級影響的原因。
「第7圖」繪示為本發明之以VSDM外形為另一空間實施細則之基板俯視圖，其經由設計或模擬階段整合VSDM於基板或其他設備之實施。一或多個實施例中，於基板700之外形735用以定義一VSDM 740之普遍的外形，其特別係指其於貫孔722與導性組件710之間的同心圓狀間隔。該VSDM最後的外形係依據貫孔與VSDM 740之一或兩者的塑造而建立，其中該VSDM提供於導性組件710與貫孔722(或其他護路徑的元件)之間。
如「第6A圖」與「第6B圖」所示之實施例，預設的VSDM外形可能為輪幅狀或橢圓形。該外形參數735決定或指明VSDM所呈現的外形，或部分外形，修改VSDM整體的外形以改變該區域的尺寸。於其他的優勢中，一有效的區域738取於間隔725之一點，其中該區域378可由間距值命名。該有效區域378係指環繞貫孔722之一區塊，其中該貫孔722非常靠近導性組件710(即已提供間隔或間距值)。然而，整體的區域可能會縮小以便於潛在地縮減漏電流。此外，VSD組成740精準的落於斑點，而不是位於全部的周邊。如此一來，外形735用以指明接觸的點或部分，其中考量有效區域且間隔725決定於間距值。對於那些具體指明的點或部分，一或多個實施例揭露了其考量方式，其包含保留全部導性元件710形狀的曲率半徑以符合VSDM 740的邊緣。
「第8圖」繪示為本發明中包含部份或全部VSDM位置之實施細節示意圖，其中VSDM用以提供瞬變電流/電壓宣洩路徑短暫的電性接觸。一實施例揭露一程式化的決定，用以於基板800決定位置812(位置決定812)，其中該位置812係為VSDM組成所將使用到的位置。於此實施例中，該基板包含一VSDM內層，該VSDM內層涵蓋整個或其電子組件需要保護ESD的部分基板。VSDM形成的位置可於選定位置的之強調曝露的VSDM而知，或是由延伸的隔離環、貫孔或其他可與VSDM接觸的元件得知。
對於每一位置決定812，可決定如「第5圖」至「第7圖」所示實施例之考量。舉例來說，可決定間距值形式的實施細節，其用以決定於電性順電狀況發時與VSDM電性連結之兩組件之間之間隔。此外，全部基板可使用統一的VSDM類型，另一種方式是於基板不同位置採用不同類型的VSDM。VSDM的區域或外形可依據局部或是整片基板為基礎來決定。下面將說明整合VSDM至多層設備的實施方式。
「第9圖」繪示為本發明之經設計或模擬階段整合VSDM至一多層設備的剖面側觀圖。於此實施例，基板設備900包含數個層-902、904與906，其中每一層皆載有各式的電子組件與組件，由一或多個貫孔電性連結層與層之間。
「第5A圖」至「第8圖」所示實施例之實施方式，可應用於此實施例之多層設備中的單獨一層。於一或多個實施例中，基板900可選擇或附加包含複數個VSDM層-920與922。在此實施例中，VSDM層920與922分隔了載有導性元件之一或多個層。如「第5A圖」實施例所述，為保護基板而整合或結合VSDM之其中一個考量為設備上個別點其決定的間距值，該些點用以提供瞬變電流/電壓宣洩路徑短暫的電性連結區域。於所述之多層設備，間距值可得自於瞬變電流/電壓事件發生時之瞬變電流/電壓宣洩路徑的最短距離。
獨立層902、904與906載有於瞬變電流/電壓事件發 生時受保護之組件(以走線或者元件的形式)。貫孔930貫穿這些層並提供接地或其他的電性保護路徑。於此實施例所決定的多個間距值，用以決定於不同的導性元件與電性保護電路之間隔。首先提到的是第一間距值915，該第一間距值915決定了第一導性元件910(位於層902)與貫孔930之間的分隔。如「第5A圖」與「第5B圖」所示實施例，該間隔925為VSDM之線性維度，其中該VSDM分隔第一導性元件910與貫孔930。
第二間距值917於第二導性元件912(位於層904)與電性保護路徑之間決定一間隔，其中該電性保護路徑包含第一導性組件910。第一與第二間隔其實際的量測值可能不同，且其值係反應第一間距值915與第二間距值917。請參照「第9圖」，根據貫孔930，第一VSDM層涵蓋自電性保護路徑912之第一位置至第二導性元件之間之間隔。依據第一導性元件，第二VSDM層涵蓋自電性保護路徑912之第二位置至第二導性元件之間的間隔。對於第二導性元件而言，用以連結電性保護電路的VSDM其相關型態即為提供最短的間隔的型態。在提供的例子中，決定第二間距值917用以提供第一與第二導性組件之間距。其它的VSDM短暫電性連結區域其間距值的計算也很類似。下面將說明被版與設備的顯示方式。
這裡闡述了如實施於印刷電路板等不同的應用。此外，「第10圖」所示實施例揭露了於1000其應用。一般來說，顯示設備1000包含一透明導電層1010用以作為該 設備的外顯層。VSDM形態的1022、1024分隔該透明導電層1010與接地墊1012、1014(或其他電性保護路徑上的點)。如其他實施例所述，VSD形態1022、1024之線性維度可決定臨界或切換電壓，其中施予該臨界或切換電壓於VSD形態之1022、1024會使其成為導通狀態。當VSDM形態的1022與1024切換為導通狀態時，透明導電層1010將被導通為接地。為了不阻礙透明導電層1010，該VSDM形態的1022、1024被設置於設備的邊緣。VSDM的線性維度，與其他如VSDM的類型，其決定會符合前述其他實施例。下面將說明此系統及其實施方式的最佳化實施過程。
一般來說，選擇VSDM與設計其整合於設備的過程是一個具多變數的考量，往往一個有所想要結果的抉擇會對另一個抉擇造成負面的影響。因此，於實施例提出最佳或選擇方案供設計者設定想要的特性、變數或功效。更具體來說，決定實施細節332(見「第3A圖」)的過程係經由一或多個最佳化程序來選擇參數。根據另一實施例所述，最佳化程序會影響所選擇的VSDM，連同其空間特性亦受到影響。
「第11圖」繪示為本發明之最佳化模組的方塊示意圖，其中該最佳化模組連結於「第3A圖」所示的系統。該最佳化模組1100用以執行一或多個程序來選擇、或影響一或多個實施細節332(見「第3A圖」)的選擇。在此實施例中，該最佳化模組1100經由設計或模擬的方式來 選擇基板使用的VSDM。該選擇係基於一或多個最佳化準則。舉例來說，該些最佳化準則可能包含有(i)成本參數1112，(ii)數量參數1114，和/或(iii)實行參數1116。該最佳化模組1100連結於VSDM配置模組310以影響一實施細節的選擇或使用。
成本參數1112反應了設備整合VSDM成本最小化的程序。影響整體成本的因素不但包含特殊VSD組成成本，還有所需之VSDM組成的數量。舉例來說，一些VSDM其組成所需的材料較少，可以透過例如是小的間隔距離和區域來達到想要的特性功效。此外，一些類型VSDM比其他類型更容易整合於設備。舉例來說，一些基板於表面或靠近表面處包含預先配置好的VSDM整合層，相較之下使用後來再附加的VSDM層所花費的成本會比使用已預先配置的VSDM來的高。所以，影響成本參數1112的不只一個因素。該成本參數1112不僅代表VSDM組成成本，更是一個多重維度參數，其包含影響使用特殊類型VSDM成本的變數。
此實施例中，成本參數1112用以選擇VSDM(也因此影響到VSDM類型348)。可作為決擇或附加之成本參數1112會影響到位置選擇348(見「第8圖」)、區域344，和/或外形346。舉例來說，區域和外形的選擇可以降低成本，甚至是執行時的消耗。該成本參數1112被視為一複合的數值，或是一結合獨立變數的參數，用以決定或估測整合一特定VSDM至特定基板所需之整體成本。
數量參數1114為減少基板之VSDM使用量所要優先考量的一個重點。例如，於VSDM覆蓋得很擁擠的環境下，減少VSDM的使用量就是我們所希望能達成的。在一個擁擠的環境中，即使VSDM的分隔距離很小，對整個環境而言還是一個很大的負擔。舉例來說，為了依數量參數1114做出最佳的執行效能，最佳化模組1100依據VSD配置模組310(見「第3A圖」)的輸出，以決定哪類型的VSDM其滿足各種準則及設計參數312所需的區域最小；所需區域最小相當於VSDM之特性電壓最小，如同VSDM所須間距值及區域為最小。
但是如「第13圖」至「第15圖」所提供的例子，VSDM如漏電流等其他特性亦可能成為選擇VSDM時的參考之一。特別一提的是，對於一給定類型的VSDM，其漏電流會隨著間距值的大小(與間距尺寸成反比)變化，和/或基板設備操作電壓的存在及其電壓量而變動。如此，使用所需間隔距離為最小值之VSDM，並不會產生最佳化成效甚至根本不會運作。所以，最佳化模組1100對容忍程度與必要的分隔間距尺寸進行逐一比較以執行最佳化程序。最佳化模組1100於特別的狀況下會優先執行一些程序。舉例來說，最佳化模組1100可能會追求間隔距離的最小化，而不關心任何組件遭受到超越其容任範圍的漏電流。
最佳化模組1100更用以有效的提高一特定的實行特性參數1116。舉例來說，對於敏感的設備，我們可能就會選擇一其配置為提供最小臨界電壓的VSDM。於設備容忍 範圍內的漏電流下，該VSDM可能於一小數值間隔距離的情形下提供我們所想要的特性。所以，即使實行參數已被考慮，最佳化模組1100還是會要求實施各種的VSD的輸出已選擇或影響特定類型VSDM的選擇。實行特性包括有：(i)負態電容，(ii)阻抗，和(iii)熱損失。任何最佳化程序可最佳化這些特性中的一個。下面將對系統做一個整體的描述。
「第12圖」繪示為本發明於一或多個實施例之系統的方塊示意圖。一系統1200包含處理資源1210、記憶資源1220、設計者介面1230與顯示1240。其中該處理資源1200用以執行於「第1圖」或「第3A圖」所示之模組與功能，包括如邏輯114(「第1圖」)。該記憶資源1220用以儲存執行模組與功能的指令，以及設計庫350(「第3A圖」)與VSDM庫360(「第3A圖」)提供的資訊和資料。設計者介面係指如鍵盤或滑鼠或指標機構，其他各式可提供設計者輸入以及接收輸出的工具都應被考慮在內。顯示1240為介面1230的一部分，用以顯示如提示設計者所回應的內容。
系統1200可選擇性的與一製造介面1250連結。處理資源1210將用於特定設計之實施參數332(「第3A圖」)發送至製造介面1250，再由該製造介面1250傳送指令至製造端(他處)或工具端(此處)。該製造介面1250亦產生用以傳送至製造端之基板設計資料1252。該製造介面1250被配置為編排基板設計資料1252和/或直接連結該資 料用於製造工作流程。下面將敘述一最佳化實例與合併實施例之執行實例。
例：以配置為符合所述實施例的軟體(如EDA應用)來設計一印刷電路板(PCB)。為保護印刷電路板因ESD之類的瞬變電流/電壓事件而受到傷害，於印刷電路板設計時需要整合VSDM以提供保護功能。PCB設計需要使用三個晶片，每一晶片有不同的ESD容忍組成，如漏電流或其他電性特徵。於表格1的例子中顯示單一晶片所推薦或製造特定的容忍項目，其中有ESD與斷態電阻容忍項目。如其他地方所述，斷態電阻容限亦可視為為漏電流容限。於此實施例中，表格1的資訊也可能會被列在設計庫350內(見「第3A圖」)。一用以配置包含VSDM之PCB設計的模組，以存取表格1的資料作為一初始的步驟。
此實例中提出備用VSDM類型的程式化辨識方式。因為VSDM為備用性質，並不需要完全的程序便可以確定是否滿足所有整合VSDM的容忍與準則。於分析備用 VSDM時，係參考命名的線性維度以確認其電性特性，命名的線性維度如例子所述為1密爾的間距。為分析使VSDM切換至導通的電壓程度，將特徵電壓程度準則化；施於一密爾間距並使VSDM切換至導通所必須的電壓。該臨界電壓程度(使一定量之VSDM導通所需的總量電壓)的計算量為特徵電壓程度(每密爾)，與間距尺寸(亦以密爾為單位)之乘積。
「第13圖」繪示為一以臨界電壓為x軸並以間距值為y軸的座標圖。於一給定的VSDM類型而言，分隔間距的尺寸越大，臨界電壓的程度就越高。縱然有其他符合實驗結果的曲線(即拋物線)相稱技術，但於此例，臨界電壓與間距值的關聯可表示為一線性方程式。該資訊和/或資料係保存於，如VSDM庫360(見「第3A圖」)之資料庫。VSDM庫360儲存數值，或者於一給定的分隔間距下，使用預先決定的方程式(即線性關係)使配置模組310給予臨界電壓程度數值。
於分析漏電流/斷態電阻上，下列各關係合用於VSDM:(i)間距尺寸越大，則斷態電阻越大以及漏電流越小，以及(ii)操作電壓越高，則斷態電阻越小及漏電流越大。「第14圖」繪示為一增加的分隔間距與第一類型VSDM斷態電阻的實驗關係圖。請參照「第14圖」，此圖比對斷態電阻值(y軸)與分隔間距值(x軸)的變化，其中斷態電阻值的增加亦伴隨著間距值的增大。
「第15圖」繪示為不同間距尺寸下操作電壓與第一 類型VSDM的斷態電阻之實驗關係圖。更具體的來說，此關係圖顯示斷態電阻(y軸)的減少伴隨著施予電壓的增加。
「第14圖」與「第15圖」皆為顯示實驗結果的線性關係圖。這些關係圖中的資訊保存於如VSDM庫360(「第3A圖」)的資料庫。該VSDM庫360用以保存數據，或是於一給定VSDM的分隔間距值和/或操作電壓下，使用預先決定的方程式(如線性關係)使配置模組310假設漏電流值與斷態電阻值。
此實例闡述，根據第一次決定的每一晶片間所需的分隔間距尺寸，與用以提供必要的電壓保護以對抗ESD之接地，VSDM將被分析為一可用以整合於基板設備之備用VSDM。必要的電壓保護需為VSDM之臨界電壓程度，使施予VSDM一小於崩潰電壓的臨界電壓時其將切換至導通狀態，基於安全要素的考量。於此實施例中，一旦決定了分隔間距的尺寸，該分隔間距的數值往往被用以決定斷態電阻和/或漏電流。
如下列的例子所示，類型I的VSDM其特徵電壓程度為113伏特/密爾。斷態電阻可表示為此方程式：(斷態)電阻(G歐姆)=490.91(間距/密爾)-1132.3 (2)
舉例來說，將方程式(2)應用於操作電壓介於12V範圍內的不同元件時，如「第15圖」所示，可以發現當操作電壓隨著不同特定元件改變時，方程式的結果也將隨之 改變。
表格2繪示為使用已知或給予穩定電壓之電性特徵與其斷態電阻以整合VSDM於PCB的一結果表格。如所述，決定分隔間距的尺寸以滿足保護ESD的要求，然後跨越參考分隔間距的尺寸以決定斷態電阻和/或漏電流。表格2總結這些結果：
表格2顯示，為了於PCB之晶片1達到想要的ESD保護程度PCB，由包含VSDM的下列形成分隔間距：(i)於晶片1與接地或其他保護組件之間，其間距值應有1.42密爾，(ii)晶片2與接地之間，其間距值應有3.54密爾左右，以及(iii)晶片3與接地之間，應達到7.09密爾。然而於方程式(2)，類型I VSDM之晶片1斷態電阻要求不符合。
於此實例，當一個組件不合格時，配置模組310(見「第3A圖」)或其他程式化的組件將選擇另一備用的VSDM(或是一些其他的設計參數)。該備用VSDM的選 擇可以是特定的晶片或組件，或是整體的基板設備。舉例來說，一實施例顯示，配置模組310傾向於整個基板使用同一類型的VSDM。然而，例子顯示將載入類型II的VSDM來替換掉不合格的晶片。類型Ⅱ的VSDM其特徵電壓程度為50伏特/密爾，為了簡化的緣故，斷態電阻係預設以方程式(2)來表示。
表格3為將類型II VSDM之短暫電性連結區域接地的結果。
以下將敘述另一種方式。此述實例中於VSDM設計或模擬階段提及的決擇，或為處理ESD或過電壓特徵之其特徵，其他實施例所提之邏輯或軟體決定使用的VSDM。舉例來說，設計者可能會指名一些會導致出現不想要的ESD保護使用之條件或參數，此時邏輯可決定於 設計或模擬不包含VSDM。下面將作為本發明之結論。
雖然本發明所揭露之實施方式如上述伴隨圖式說明之細節，惟所述之內容並非用以直接限定本發明之專利保護範圍。任何本發明所屬技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，可以在實施的形式上及細節上作些許之更動。更者，一些實施例之特點可結合並入其他實施例中，即使那些特點並未在其他實施例中被提及。但那些特點不應排除於本發明之權利保護之外，惟本發明之專利保護範圍，仍須以所附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧電子設備設計系統
102‧‧‧設計者
104‧‧‧設計參數
110‧‧‧設計模組
111‧‧‧ESD/VSDM提示
113‧‧‧輸入
114‧‧‧邏輯
116‧‧‧VSDM配置
120‧‧‧設計媒體
122‧‧‧主機
310‧‧‧配置模組
312‧‧‧設計參數
322‧‧‧空間限制
324‧‧‧容忍值
332‧‧‧實施細節
342‧‧‧間距
344‧‧‧區域
346‧‧‧外形
348‧‧‧類型
350‧‧‧設計庫
360‧‧‧VSDM設計庫
372‧‧‧表格
382‧‧‧項目
384‧‧‧特性電壓程度值
386‧‧‧漏電流值
388‧‧‧成本值
500‧‧‧基體
508‧‧‧瞬變電流/電壓宣洩路徑
510‧‧‧導性組件
515‧‧‧間距值
518‧‧‧特定類型VSDM
520‧‧‧電路保護路徑
525‧‧‧間隔
540‧‧‧嵌入的VSDM
550‧‧‧基體
570‧‧‧導性組件
575‧‧‧間距值
580‧‧‧貫孔
582‧‧‧隔離環
585‧‧‧分隔
590‧‧‧VSDM
600‧‧‧基體
610‧‧‧導性路徑
615‧‧‧區域
620‧‧‧貫孔
622‧‧‧貫孔
625‧‧‧間隔
640‧‧‧VSDM
700‧‧‧基體
710‧‧‧導性組件
722‧‧‧貫孔
725‧‧‧間隔
735‧‧‧外形
738‧‧‧區域
740‧‧‧VSDM組成
800‧‧‧基體
812‧‧‧決定位置
900‧‧‧基板設備
902‧‧‧獨立層
904‧‧‧獨立層
906‧‧‧獨立層
910‧‧‧第一導性元件
912‧‧‧第二導性元件
915‧‧‧第一間距值
917‧‧‧第二間距值
920‧‧‧VSDM層
922‧‧‧VSDM層
925‧‧‧間隔
930‧‧‧貫孔
1000‧‧‧背板之顯示設備
1010‧‧‧透明導電層
1012‧‧‧接地墊
1014‧‧‧接地墊
1022‧‧‧VSD型態
1024‧‧‧VSD型態
1100‧‧‧最佳化模組
1110‧‧‧準則
1112‧‧‧成本參數
1114‧‧‧數量參數
1116‧‧‧實行參數
1200‧‧‧系統
1210‧‧‧處理資源
1220‧‧‧記憶資源
1230‧‧‧設計者介面
1240‧‧‧顯示
1250‧‧‧製造介面
步驟210‧‧‧提示設計者輸入其想要之於目標設備的
ESD或VSDM特徵
步驟215‧‧‧決定應用於主機之VSDM類型
步驟220‧‧‧不使用VSDM參與設計
步驟230‧‧‧使用VSDM參與設計
步驟235‧‧‧自動執行電流載體其部分或全部的佈線
或路線
步驟240‧‧‧依據使用者想要的特徵，建構機體裝置
之VSDM組件
步驟250‧‧‧於主機之設計與操作配置VSDM
步驟260‧‧‧依據主機組件配置VSDM
步驟410‧‧‧接收設計者輸入參數
步驟420‧‧‧確認目標設備其設計法則
步驟430‧‧‧自設計者輸入和/或設計法則決定設計
參數
步驟440‧‧‧決定該VSDM之佈線
第1圖為本發明中使用VSDM設計積體電路設備的方塊示意圖。
第2A圖與第2B圖為本發明之設計或模擬具VSDM保護之基板設備的步驟流程圖。
第3A圖為VSDM併入或整合至基板設備的方塊示意圖。
第3B圖為本發明之VSDM庫360的資料結構示意圖。
第4圖為本發明之經設計階段實施基板VSDM佈線的步驟流程圖。
第5A圖為於設備嵌入VSDM的斷面側觀圖。
第5B圖為本發明之包含隔離環的電性保護路徑其變動程度之斷面側觀圖。
第6A圖與第6B圖為本發明之考量VSDM區塊來實施基板的基板俯視圖。
第7圖為本發明之以VSDM外形為另一空間實施細則之基板俯視圖。
第8圖為本發明中包含部份或全部VSDM位置之實施細節示意圖。
第9圖為本發明之經設計或模擬階段整合VSDM至一多層設備的剖面側觀圖。
第10圖為背板之顯示設備的應用示意圖。
第11圖為本發明之最佳化模組的方塊示意圖。
第12圖為本發明於一或多個實施例之系統的方塊示意圖。
第13圖為一以臨界電壓為x軸並以間距值為y軸的座標圖。
第14圖為一增加的分隔間距與第一類型VSDM斷態電阻的實驗關係圖。
第15圖為不同間距尺寸下操作電壓與第一類型VSDM的斷態電阻之實驗關係圖。
100‧‧‧電子設備設計系統
102‧‧‧設計者
104‧‧‧設計參數
110‧‧‧設計模組
111‧‧‧ESD/VSDM提示
113‧‧‧輸入
114‧‧‧邏輯
116‧‧‧VSDM配置
120‧‧‧設計媒體
122‧‧‧主機

Claims (46)

  1. 一種設計設備的方法，該方法係於設計或模擬階段由電腦來實現，其包含下列步驟：訂定一或多項用以處理設備之瞬變電流/電壓事件的準則，其中該些個準則的訂定至少有部分係基於設計者的輸入；以及對照該些個準則，決定整合一或多個電壓調變介電材質(VSDM)層至部分設備的內層或表面之特性，整合而成的VSDM層在於保護設備中一或多個的電子組件，以避免其受到瞬變電流/電壓事件之影響。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之設計設備的方法，其中決定該些個整合VSDM之特性的步驟包括選擇一或多種VSDM種類，該些個種類選擇係依據至少一項準則所而定。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之設計設備的方法，其中訂定該些準則的步驟包含為了保護一或多個設備組件避免其受瞬變電流/電壓事件影響，訂定一能量臨界值，該能量臨界值用以作為VSDM從絕緣狀態切換至導通狀態之界線，以及其中選擇一或多種VSDM種類的步驟包含訂定一有已知的能量特徵值之VSDM種類，用以使此VSDM種類達到一命名值時可從絕緣狀態切換至導通狀態。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之設計設備的方法，其中決定該些個特性的步驟包含決定該層的線性維度，用 以將一或多個組件設備與電性保護路徑做區隔，其中決定該些個特性的步驟係應用已知的能量特徵值至線性維度以決定VSDM切換至導通狀態之能量臨界值，能量臨界值會小於一或多個組件設備的一容忍程度。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之設計設備的方法，其中決定該些個整合VSDM之特性的步驟包含在用以保護一或多個電子組件以避免其受到瞬變電流/電壓事件的VSDM層中，決定複數個位置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之設計設備的方法，其中訂定該些個準則的步驟，其中準則之一更包含訂定一能量臨界值，當電壓超過該能量臨界值其結果就如同發生瞬變電流/電壓事件，該準則將使VSDM自絕緣狀態切換至導通狀態以保護一或多個設備組件避免其受到瞬變電流/電壓事件的影響；其中，訂定該些個特性的步驟更包括VSDM線性維度的選擇，用以決定一個介於受保護組件與設備電性保護路徑之間的分隔間距；其中，使VSDM從絕緣狀態切換至導通狀態之該能量臨界值取決於VSDM的線性維度；以及其中，該線性維度的選擇至少部分係基於提供該能量臨界值，該能量臨界值小於一或多個組件所能掌控的可容忍能量值範圍。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之設計設備的方法，其中 該線性維度的選擇更包括訂定一特性電壓程度，用以明確測量VSDM，亦可藉該特性電壓程度來決定線性維度，以提供一個小於設備組件之容忍電壓程度的臨界電壓程度使VSDM切換至導通狀態。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之設計設備的方法，其中訂定該些個準則更包括一或多個被保護的設備元件之電壓/電流容忍值。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之設計設備的方法，其中該些個容忍值包括一崩潰電壓，該崩潰電壓相當於可使一或多個組件或其他設備元件發生故障的電壓程度。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之設計設備的方法，其中訂定該些個準則更包括訂定一或多個設備組件所能容忍之漏電流值。
  11. 如申請專利範圍第5項所述之設計設備的方法，其中訂定該些個準則更包括訂定一或多個設備組件所能容忍的漏電流值，其中該漏電流取決於該線性維度，且該線性維度的選擇至少部份係基於VSDM之該線性維度的該漏電流值。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之設計設備的方法，其中決定該些個特性的步驟更包括訂定VSDM的種類，該VSDM種類的訂定至少部分係基於VSDM所產生的漏電流，用以提供可跨越該分隔間距之線性維度的能量臨界值。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之設計設備的方法，其中該些個特色至少包含訂定下列之一：(i)基於分隔間距的線性維度的VSDM能量臨界值；(ii)提供臨界能量程度時所需的分隔間距的線性維度。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之設計設備的方法，其中訂定該些個特性更包括訂定至少位於設備一部分之空間約束，其中VSDM層將被提供於該部分。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之設計設備的方法，其中該些個特性包括VSDM的種類選擇，該VSDM種類的選擇部分係基於已確認之空間約束。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之設計設備的方法，其中該VSDM種類之選擇至少部分係基於：訂定使被選定種類之VSDM自絕緣狀態切換至導通狀態之能量臨界值，用以保護一或多個設備組件避免其受到瞬變電流/電壓事件的影響，其中該種被選定種類的VSDM有已知的能量特徵值，此已知的能量特徵值有助於得到使該種VSDM切換於絕緣體與導體之間之命名值；以及決定將一或多個組件與電性保護路徑分隔的VSDM層之線行維度，應用已知的能量特徵值至線性維度以決定VSDM切換至導通狀態之能量臨界值，此能量臨界值小於一或多個組件的容忍程度；其中，該線性維度滿足空間約束。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之設計設備的方法，其中 該些個特色包括一滿足空間約束之VSDM區塊，該區塊包含了一或多個被分隔出以避免受到瞬變電流/電壓事件影響的組件。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之設計設備的方法，其中該些個特性包括一VSDM之線性維度，以分隔一或多個組件避免其受到瞬變電流/電壓事件的影響。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之設計設備的方法，參照一或多個準則，決定該些個整合VSDM特性的步驟包括決定一位於積體電路設備中一或多個位置的VSDM層之厚度。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之設計設備的方法，其中該區塊特色包含決定該區塊的外形。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之設計設備的方法，其中決定該外形的步驟包含決定一有多個曲率半徑範圍的VSDM之外形。
  22. 一種製造基板設備之系統，其包含：一接口設備，該接口設備用以接收一或多個來自該基板設備設計者所訂定之準則；一記憶單元，該記憶單元用以儲存至少一有關基板或各類電壓調變介電材質(VSDM)之資訊；以及一處理單元，與接口設備和記憶單元相連結，該處理單元被設置為將輸入和儲存在記憶單元裡的資訊做下列處理：訂定一或多項準則，用以應對基板設備的瞬 變電流/電壓事件；以及對應該些準則，決定一或多個整合VSDM至設備部分內層或表面之特性，整合而成的VSDM層在於保護設備中一或多個的電子組件，以避免其受到瞬變電流/電壓事件之影響。
  23. 如申請專利範圍第22項所述製造基板設備之系統，其中更包含一與生產工作流程連結之製造接口設備，該處理單元用以產生基板設計數據，該基板設計數據至少部份係基於一或多個已決定之整合VSDM準則，用以決定該基板的設計，該處理單元用以連結基板設計數據至製造工作流程。
  24. 如申請專利範圍第22項所述製造基板設備之系統，其中該記憶單元儲存多個項目，每個項目分別參照具有一種有一或多個已知特性的VSDM，且至少包含下列之一：(i)由該種VSDM之一命名數值使VSDM切換至導通狀態之特性電壓程度；(ii)由該種VSDM所給定的數值所產生之漏電流。
  25. 一種基板設備的設計方法，於設計或模擬階段並由電腦來實現，該方法包含下列步驟：對與設計者之互動做出反應，於一基板設備選擇數個VSDM之組態位置，用以提供電性保護路徑以避免設備受到瞬變電流/電壓事件之影響；以及決定每個所選擇位置之電壓調變介電材質(VSDM)層的維度，該VSDM層維度的選擇至少部分 係基於可使VSDM層從絕緣狀態切換至導通狀態的能量臨界值，其中處於導通狀態的VSDM等效使一或多個組件與電性保護路徑相連接。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之基板設備的設計方法，於一或多個該些個位置，VSDM層的維度與分隔了一或多個組件與電性保護路徑之分隔間距相符，且能量臨界值至少部份視該分隔間距而定。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之基板設備的設計方法，其中該些個位置之能量值與臨界電壓相符，該臨界電壓被設計為在一或多個組件的容忍範圍內。
  28. 一種決定設備電子組件分隔間距之方法，該方法使電子組件間在基板設備上可相連結並由電腦實施之，其包含下列步驟：訂定電子組件之一或多個容忍，以被電性保護路徑所保護避免其受到瞬變電流/電壓事件之影響；訂定一電壓調變介電材質(VSDM)層，用以分隔電子組件與電性保護路徑；藉著一超越臨界程度的能量使該VSDM可自絕緣狀態切換成導通狀態，該臨界電壓至少部分係取決於VSDM之維度；以及取分隔間距之維度以使切換VSDM的能量值之臨界程度小於電子組件之一或多個容忍值。
  29. 如申請專利範圍第28項所述決定設備電子組件分隔間距之方法，其中訂定該些個容忍值包括訂定電子組件 之崩潰電壓，藉著一超越臨界程度的電壓使該VSDM可自絕緣狀態切換成導通狀態，該臨界電壓程度係取決於間繫之維度。
  30. 如申請專利範圍第28項所述決定設備電子組件分隔間距之方法，其中訂定該些個容忍值包括訂定一電子組件漏電流之容忍值，VSDM用以產生一相當的漏電流，該VSDM層之訂定包含設置一VSDM層以產生一小於電子組件容忍值之漏電流。
  31. 如申請專利範圍第30項所述決定設備電子組件分隔間距之方法，其中該VSDM的漏電流至少部份係取決於分隔間距的維度；其中VSDM層的組態包括指明分隔間距的維度，以便使VSDM產生的漏電流小於電子組件對漏電流的容忍。
  32. 如申請專利範圍第30項所述決定設備電子組件分隔間距之方法，其中該VSDM層的組態包括選擇VSDM的構成成分，該VSDM的構成用以產生相當程度的漏電流跨越分隔間距，此漏電流小於電子組件對漏電流的容忍。
  33. 如申請專利範圍第28項所述決定設備電子組件分隔間距之方法，其中更包含取一佈滿VSDM的分隔間距區塊之維度，此區塊維度係基於或易受一或多個容忍值所影響。
  34. 如申請專利範圍第33項所述決定設備電子組件分隔間距之方法，其中該區塊維度係受到下列一或多個因素 的支配：(i)基板之空間約束，(ii)一或多個電子組件之漏電流容忍。
  35. 一種提供至少一部分基板設備設計或模擬之系統，其包含：一資料儲存設備，用以保存一或多種電壓調變介電材質(VSDM)之相關資料，該資料儲存設備內的一項資料即對應一種VSDM，該VSDM具有一或多個特性包括：一特定單位長度之特性電壓值，該特定單位長度之特性電壓值與一已知或命名的特性電壓程度範圍相符，當使用命名長度之該VSDM時，該已知或命名電壓程度範圍內的特性電壓將使該VSDM從絕緣狀態切換至導通狀態；一配置模組，由一或多個與系統設計者之互動中決定下列：(i)一或多個維度參數，係基於一或多個屬於部份或全部基板的空間約束，及(ii)-電子組件可容忍之電壓程度，用以保護部份基板設備；以及該配置模組決定一分隔間距，該分隔間距(i)由至少一部分基板之VSDM層提供，及(ii)用以自基板之電性保護路徑分隔出至少一電子組件避免瞬變電流/電壓事件之影響，且該配置模組決定之分隔間距至少部分係基於(i)一可能使VSDM切換至導通狀態之臨界電壓程度，(ii)特定單位長度之特性電壓值和分隔間距的大小，其中臨界電壓程度小於一或多個電子組件所能忍受電壓之程度。
  36. 如申請專利範圍第35項所述提供至少一部分基板設備設計或模擬之系統，其中可程式組件係參照多個項目，每一個項目都有其對應的VSDM種類，該多個項目中每一項目所對應的VSDM都有不同的組成。
  37. 一種最佳化系統，用以實施至少一部分基板設備之設計或模擬，其包含：一資料儲存設備，用以保存有關多種電壓調變介電材質(VSDM)之資訊，這些資訊包括該些個VSDM之特定單位長度之特性電壓，以及與一電壓程度符合之特定單位長度之特性電壓，當使用命名長度之該VSDM時，將觸發該VSDM使其從絕緣狀態切換至導通狀態；一配置模組，由一或多個與系統設計者之互動決定下列：(i)一或多個維度參數，係基於一或多個屬於部份或全部基板的空間約束，及(ii)一電子組件可容忍之電壓程度，用以保護部份基板設備；其中，對任一種VSDM，該配置模組被設置以決定一分隔間距，該分隔間距(i)佈滿該種VSDM，且該種VSDM位於至少部份之基板上，及(ii)用以自基板之電性保護路徑分隔出至少一電子組件避免瞬變電流/電壓事件之影響，另外該配置模組更被設計以決定多種VSDM之任一個所需要的分隔間距，此分隔間隔用於使VSDM層自電性保護路徑分隔出至少一電子組件；以及 一最佳化組成，用以選擇至少下列之一：(i)自多種類的VSDM選定其中之一種類，或(ii)選定VSDM之分隔間距大小，該最佳化組成係依據一或多個最佳化準則做出選擇。
  38. 如申請專利範圍第37項所述之最佳化系統，其中該最佳化組成被配置用以做出選擇，該選擇至少部份係基於使用一確定可切換任一種類的VSDM至導通狀態之臨界電壓程度，該臨界電壓的程度由下列來決定：(i)該種VSDM之特定單位長度特性電壓，以及(ii)分隔間距的大小；該最佳化組成做出的決定使得臨界電壓程度小於一或多個電子組件所能容忍的電壓程度。
  39. 如申請專利範圍第37項所述之最佳化系統，其中該些個最佳化準則相當於至少下列之一：(i)使用每一種VSDM的成本，(ii)使用每一種VSDM之成效，以及(iii)每一種VSDM所需之最小化分隔間距。
  40. 一種基板設備的電壓調變介電材質(VSDM)最佳應用之系統，其包含：一接口設備，該接口設備用以接收一或多個來自該基板設備設計者所訂定之準則；一記憶單元，該記憶單元用以儲存至少一有關基板或各類VSDM之資訊；以及一處理單元，與接口設備和記憶單元相連結，該處理單元用以將輸入和儲存在記憶單元裡的資訊做下列處理： 訂定一或多項準則，用以應對基板設備的瞬變電流/電壓事件；自該些準則，決定一或多個整合VSDM至設備部分內層或表面之特性，整合而成的VSDM層在於保護設備中一或多個的電子組件，以避免其受到瞬變電流/電壓事件之影響；訂定一或多個整合VSDM至至少基板一部份之最佳化準則；以及基於該些個最佳化準則，使VSDM層最佳化。
  41. 如申請專利範圍第40項所述基板設備的電壓調變介電材質(VSDM)最佳應用之系統，其中該些個最佳化準則包括下列一或多個：(i)VSDM層之成本，(ii)VSDM層之一或多個維度，(iii)VSDM層的成效特性。
  42. 一種資料系統，用以處理基板設備之設計或模擬，其包含：一資料儲存設備，該資料儲存設備受配置模組的影響以整合電壓調變介電材質(VSDM)至基板設備，該資料儲存設備保存多項資料，其中每項資料(i)定義一種類的VSDM，及(ii)包含一或多個VSDM之電子特性，該特性與VSDM整合至基板設備有關；以及該一或多個VSDM之電子特性包括任一或多個：(i)特徵能量值，當施以該能量值至一特定數據之VSDM時，可使VSDM自絕緣狀態切換至導通狀 態，(ii)該重VSDM之漏電流；或(iii)對應該VSDM之斷態電組。
  43. 如申請專利範圍第42項所述資料系統，其中該些個資料中的每一個包含一特定數據VSDM之漏電流值。
  44. 如申請專利範圍第42項所述資料系統，其中該些個資料中的每一個包含等同特性電壓程度之能量特徵值，當施以一跨越一VSDM之命名線性維度，將使VSDM切換至導通狀態。
  45. 如申請專利範圍第42項所述資料系統，其中更包含一接口設備，該接口設備在設計或模擬階段，可將資料儲存設備與用以配置VSDM於基板設備上的一或多個模組連結在一起。
  46. 一種以電腦實施之方法，用以在設計或模擬階段設計一顯示設備，其包含下列步驟：訂定一或多個處理該顯示設備的瞬變電流/電壓事件之準則，該些個準則至少部分係基於設計者所提供之輸入；以及自該些個準則決定一或多個整合電壓調變介電材質(VSDM)之特性，VSDM於選定的位置整合為VSDM層，該選定的位置係介於顯示設備的透明導體與電性保護路徑上的一或多個位置中間，此位於特定位置上之VSDM層用以保護一或多個顯示設備組件，以避免其受到瞬變電流/電壓事件之影響。
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