TWI411087B - 抗靜電之電路結構及製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種抗靜電之電路結構。特定言之，本發明係關於一種使用抗靜電材料層取代齊納二極體之抗靜電電路結構，而具有生產、製造與電路結構上之優勢。
許多積體電路都會包含靜電放電(ESD)防護裝置，以防止靜電所造成的損壞。由於靜電放電防護裝置變得越來越重要，其重要性已經不亞於積體電路技術在積集度之密度與複雜度的進展。然而，傳統靜電放電防護裝置不能在具有多種型式之積體電路裝置的晶片中進行良好的運作。例如，當高電壓裝置與低電壓裝置整合在一相同的半導體晶片或晶圓中時，靜電放電防護電路就需要不同之設計，以保護這兩種不同型式之裝置。然而，使用額外之靜電放電植入裝置或不使用以矽化物為基礎結構所製造的靜電放電防護電路，其在操作時會有漏電的考量。
傳統的電路板設計，會在表面上設計齊納二極體，以作為抵抗靜電造成的電路板功能失效。目前已知有使用二極體為基礎之靜電放電防護電路，藉由形成在電晶體區中之雙載子電晶體，得以提供從輸入/輸出接墊經由摻雜井至接地電壓源的放電路徑，因此可以解決前述的問題。
例如，中華民國專利公開申請案200614487提供一種靜電放電防護裝置，藉由在齊納二極體區中形成齊納二極體，以提供從輸入/輸出接墊經過摻雜井至接地電壓源的放電路徑，使受靜電放電保護之裝置能受到保護以免除靜電放電的損壞。
應用此等靜電放電防護裝置，由於是藉由在電晶體區中形成雙載子電晶體以及在齊納二極體區中形成齊納二極體，來提供從輸入/輸出接墊經由摻雜井至接地電壓源的放電路徑，所以實質上可以解決習知裝置在操作時會有漏電的問題。但是，由於需要複雜的製程來製造此等雙載子電晶體，製造成本難以降低反而成為另一個棘手的問題。
因此，仍然需要一種新穎的靜電放電防護裝置，來解決習知裝置在製造時高成本的問題，以達到降低製造成本、簡化結構的目的。
本發明於是提出一種新穎的靜電放電防護裝置，其具有簡單的結構，所以容易生產製造，於是可以徹底解決習知電路製造成本難以降低的問題。
本發明提出之抗靜電電路結構，包含載板、位於載板上之第一線路、位於載板上並同時接地之第二線路、以及位於載板上之抗靜電材料層，其分別與第一線路與第二線路電連接。
本發明又提出一種抗靜電電路結構之製造方法。首先，提供一載板，載板上覆蓋有一層銅箔。其次，選擇性移除銅箔，以形成第一線路與第二線路，並使得第二線路接地。還有，選擇性移除銅箔，並使得一抗靜電材料層安置於暴露出之載板上，並分別與第一線路與第二線路電連接。
本發明一方面提供一種抗靜電電路結構之製造方法。第1-6圖例示本發明抗靜電電路結構製造方法之示意圖。首先，如第1圖所示，提供一載板101，載板101上覆蓋有一層銅箔110。載板101可以為一電路板。其次，如第2圖所示，選擇性移除載板101上的銅箔110，於是分別形成第一線路121與第二線路122。第二線路122與第一線路121不同之處在於，第二線路122接地。
可以使用習知的方法來選擇性移除載板101上的銅箔110。例如，使用傳統圖案化銅箔的製程，在蝕刻掉部分的銅箔110之後，即可以藉此界定出第一線路121與第二線路122的圖案，或是同時界定出抗靜電材料層130放置的位置。在選擇性移除載板101上部分的銅箔110之後，銅箔110下方的載板101就會暴露出來。
然後，如第3圖所示，當銅箔110下方的載板101暴露出來的時候，就可以將一抗靜電材料層130放在預先暴露出之載板101的位置上，並使得抗靜電材料層130分別與第一線路121以及第二線路122形成電連接，例如以開鋼板印刷的方式將抗靜電材料層130放在預先暴露出之載板101的位置上。於是當靜電電流(圖未示)進入載板101時，靜電電流就可以從第一線路121，通過抗靜電材料層130後，再經由已經接地之第二線路122離開載板101，使得載板101免除靜電放電的威脅與破壞。視情況需要，還可以圖案化抗靜電材料層130，以達成特定之功能或形狀。
抗靜電材料層130可以包含一種電壓切換材料(voltage switchable material,VSD)，例如由Shocking Technologies所提供之電壓切換材料(VSD)。電壓切換材料可以是一種奈米組成之高分子材料。在一般性的操作下，電壓切換材料的性質接近介電材料，也就是說，電壓切換材料近乎絕緣。然而，在達到某一個電壓閾值時，電壓切換材料則轉為導體，允許電流通過。抗靜電材料層130可以在0.5伏特至40伏特之電壓區間之間操作。電壓切換材料之相關資料，可以參見美國專利公開申請案2007/0114640，在此一併作為參考資料。
視情況需要，還可以在載板101上另外形成其他之電子元件140，如第4圖所示，例如主動元件及/或被動元件，然而，電子元件140並不包含齊納二極體(Zener Diode)。電子元件140可以與第一線路121電連接，而發揮載板101預定之功能。主動元件與被動元件之選擇與組合，視各種不同之需求而有不同，此為本技藝人士之通常知識，故不多加贅述。於是當靜電電流(圖未示)進入載板101時，靜電電流就可以從第一線路121，通過抗靜電材料層130後，再經由已經接地之第二線路122離開載板101，使得電子元件140免除靜電放電的威脅與破壞。
在本發明一實施例中，可以在載板101上另外形成通孔150，使得第二線路122通過通孔150，如第5圖所示。通孔150可以在圖案化銅箔的製程之前形成，或是在抗靜電材料層130之候形成。如此一來，可以減少第二線路122佔用載板101的面積，以增加載板101的元件積集度。
在經過前述之抗靜電電路結構之製造方法後，即可得到一種抗靜電之電路結構。第6圖例示本發明抗靜電電路結構之示意圖。本發明抗靜電之電路結構100包含載板101、第一線路121、第二線路122、以及抗靜電材料層130。第一線路121係位於載板101上，而第二線路122亦位於載板101上並同時接地。位於載板101上之抗靜電材料層130，則分別與第一線路121與第二線路122電連接。本發明抗靜電之電路結構100中之載板101、第一線路121、第二線路122、以及抗靜電材料層130可以參閱前述之說明，故在此不多加贅述。
載板101上之第一線路121與第二線路122可以經由載板101上之銅箔(圖未示)，經過傳統圖案化銅箔的製程，在蝕刻掉部分的銅箔之後，藉此界定出第一線路121與第二線路122的圖案。在圖案化銅箔的製程中，還可以同時在銅箔中形成一開口123，使得抗靜電材料層130設於開口123內。
或是，載板101可以是一種具有多層結構之電路板，例如是一種具有增層結構之電路板，例如包含第一層102、第二層103、第三層104...等等。多層結構之電路板可以具有增加載板101的元件積集度、減少載板101的體積與執行更多樣功能...等等多種優點。若載板101是一種具有多層結構之電路板，還可以額外包含電連接各層之導電通孔170。例如，導電盲孔170電連接第二層103與第三層104。
視情況需要，在載板101上還可以另外包含其他之電子元件140，如第6圖所示，例如各種主動元件及/或被動元件。然而，此等電子元件140並不會包含齊納二極體(Zener Diode)。電子元件140可以與第一線路121電連接，而發揮載板101預定之功能。電子元件140可以位於與抗靜電材料層130相同之層或不同之層。如果電子元件140位於與抗靜電材料層130不同之層，即可以使用導電盲孔170來進行電連接。
主動元件與被動元件之選擇與組合，視各種不同之需求而有不同，此為本技藝人士之通常知識，故不多加贅述。於是當靜電電流(圖未示)進入載板101時，靜電電流就可以從第一線路121/121a，通過抗靜電材料層130後，再經由已經接地之第二線路122離開載板101，使得電子元件140免除靜電放電的威脅與破壞。
在本發明一實施例中，載板101還可以包含有通孔150，使得第二線路122通過通孔150。如此一來，可以減少第二線路122佔用載板101的面積，以增加載板101的元件積集度。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧抗靜電之電路結構
101‧‧‧載板
102‧‧‧第一層
103‧‧‧第二層
110‧‧‧銅箔
121/121a‧‧‧第一線路
122‧‧‧第二線路
123‧‧‧開口
130‧‧‧抗靜電材料層
140‧‧‧電子元件
150‧‧‧通孔
170‧‧‧導電通孔/導電盲孔
第1-4圖例示本發明抗靜電電路結構製造方法之示意圖。
第5圖例示本發明一實施例抗靜電電路結構之示意圖。
第6圖例示本發明另一實施例抗靜電電路結構之示意圖。
100‧‧‧抗靜電之電路結構
101‧‧‧載板
102‧‧‧第一層
103‧‧‧第二層
104‧‧‧第三層
121/121a‧‧‧第一線路
122‧‧‧第二線路
123‧‧‧開口
130‧‧‧抗靜電材料層
140‧‧‧電子元件
150‧‧‧通孔
170‧‧‧導電通孔/導電盲孔
Claims (19)
- 一種抗靜電之電路結構，包含：一載板；一第一線路，位於該載板上；一第二線路，位於該載板上並接地；以及一抗靜電材料層，位於該載板上，並分別與該第一線路與第二線路電連接。
- 如請求項1所述之抗靜電之電路結構，其中該載板為一電路板。
- 如請求項1所述之抗靜電之電路結構，其中該載板覆蓋有一銅箔。
- 如請求項3所述之抗靜電之電路結構，其中該銅箔包含有一開口，且該抗靜電材料層設於該開口內。
- 如請求項1所述之抗靜電之電路結構，其中該抗靜電材料層係為一圖案化抗靜電材料層。
- 如請求項1所述之抗靜電之電路結構，其中該抗靜電材料層包含一電壓切換材料(voltage switchable material,VSD)。
- 如請求項1所述之抗靜電之電路結構，其中一靜電電流從該第一線路，通過該抗靜電材料層後，經由該第二線路離開該載板。
- 如請求項1所述之抗靜電之電路結構，其中該抗靜電之電路結構進一步包含：一電子元件，位於該載板上並與該第一線路電連接。
- 如請求項1所述之抗靜電之電路結構，其中該抗靜電之電路結構進一步包含：一通孔，使得該第二線路通過該通孔。
- 如請求項1所述之抗靜電之電路結構，其中在無齊納二極體(Zener Diode)下，該抗靜電材料層分別與該第一線路與第二線路電連接。
- 一種抗靜電電路結構之製造方法，包含：提供一載板，該載板上覆蓋有一銅箔；選擇性移除該銅箔，以形成一第一線路與一第二線路，並使得該第二線路接地；以及選擇性移除該銅箔，並使得一抗靜電材料層安置於暴露出之該載板上，而分別與該第一線路與第二線路電連接。
- 如請求項11所述之抗靜電電路結構之製造方法，其中該載板為一電路板。
- 如請求項11所述之抗靜電電路結構之製造方法，進一步包含：圖案化該抗靜電材料層。
- 如請求項11所述之抗靜電電路結構之製造方法，其中該抗靜電材料層包含一電壓切換材料(voltage switchable material,VSD)。
- 如請求項11所述之抗靜電電路結構之製造方法，其中一靜電電流從該第一線路，通過該抗靜電材料層後，經由該第二線路離開該載板。
- 如請求項11所述之抗靜電電路結構之製造方法，進一步包含：於該載板上形成一電子元件，並與該第一線路電連接。
- 如請求項11所述之抗靜電電路結構之製造方法，進一步包含：形成一通孔，使得該第二線路通過該通孔。
- 如請求項11所述之抗靜電電路結構之製造方法，其中在無齊納二極體(Zener Diode)下，該抗靜電材料層分別與該第一線路與第二線路電連接。
- 如請求項11所述之抗靜電電路結構之製造方法，其中該載板具有一多層結構。
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|---|---|---|---|
| TW98145947A TWI411087B (zh) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | 抗靜電之電路結構及製造方法 |
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| TW200703837A (en) * | 2005-03-28 | 2007-01-16 | Tyco Electronics Corp | Surface mount multi-layer electrical circuit protection device with active element between PPTC layers |
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-
2009
- 2009-12-30 TW TW98145947A patent/TWI411087B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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