TWI483499B - 過電壓保護組件及其電子裝置 - Google Patents
過電壓保護組件及其電子裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI483499B TWI483499B TW101124329A TW101124329A TWI483499B TW I483499 B TWI483499 B TW I483499B TW 101124329 A TW101124329 A TW 101124329A TW 101124329 A TW101124329 A TW 101124329A TW I483499 B TWI483499 B TW I483499B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- internal electrode
- internal
- gap
- overvoltage protection
- external terminal
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 claims 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 4
- DJOYTAUERRJRAT-UHFFFAOYSA-N 2-(n-methyl-4-nitroanilino)acetonitrile Chemical compound N#CCN(C)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 DJOYTAUERRJRAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000003570 air Substances 0.000 claims 2
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 110
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 70
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 48
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 12
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000013101 initial test Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
- H01G2/14—Protection against electric or thermal overload
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C1/00—Details
- H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
- H01C7/12—Overvoltage protection resistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T2/00—Spark gaps comprising auxiliary triggering means
- H01T2/02—Spark gaps comprising auxiliary triggering means comprising a trigger electrode or an auxiliary spark gap
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
- H01T4/08—Overvoltage arresters using spark gaps structurally associated with protected apparatus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
- H01T4/16—Overvoltage arresters using spark gaps having a plurality of gaps arranged in series
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
過電壓保護典型上是由壓敏電阻器所提供，諸如基於SiC之肖特基(Schottky)二極體，或基於ZnO之變阻器，其作用在於晶粒界面導電相關之固態原理。
最通行的壓敏電阻器，或變阻器，係基於摻其他元素之氧化鋅，以控制晶粒界面。此等機件視其非線性I-V行為暫時電壓波而定。然而，在其使用上可得若干重大的妥協。永久施加於變阻器之電壓，必須慎加限制，以免過份耗電。由於其電阻係數常有負溫度係數，容易促進逸散情況。令變阻器經電場，可改變特性，以致增加電流和耗電，因熱而降低效能。
亟需有過電壓保護裝置，而無先前技術之缺陷。
本發明之目的，在於提供一種組件，亦有過電壓保護裝置之功能。
本發明又一目的，在於提供一種過電壓保護組件，以目前用於多層陶瓷電容器(MLCC)之類似方法，即可輕易製造。
本發明之特別特點是，以表面安裝實現的過電壓保護，可製成迷你型，適合大規模量產。
可知上述和其他優點，係由過電壓保護組件所提供。此過電壓保護組件有第一內部電極，含有陶瓷介質材料內。第一內部電極電氣連接至第一外部終端，而含於陶瓷介質材料內之第二內部電極，則電氣連接至第二外部終端。
第一內部電極和第二內部電極之間有間隙。又另一具體例提供改進電子裝置。此電子裝置之電路有至少二形跡。過電壓保護之設置，具有第一內部電極，含在陶瓷介質材料內，並電氣連接至第一外部終端。第二內部電極含在陶瓷介
質材料內，並電氣連接至第二外部終端。在第一內部電極和第二內部電極之間有間隙，其中第一外部終端與第一形跡呈電氣接觸。第二外部終端則與第二形跡呈電氣接觸。
本發明係關於過電壓保護裝置。更具體而言，本發明係關於可表面安裝之過電壓保護裝置，使用製造多層陶瓷電容器類似之習知製法可生產，且具有較先前技術裝置優異之效能。
茲參照附圖說明本發明。附圖為本說明書內容整體非限制性組成份。說明書內類似元件同樣編號。
本發明過電壓保護裝置使用內部發弧，把多餘的過電壓引導接地，於過電壓狀況後，再把過電壓保護裝置恢復到絕緣狀態。過電壓保護組件藉助與先前技術不同集合之原理，達成過電壓保護，容許增進功能性效益和能力。尤其是可利用過電壓保護，又能消弭習用裝置在永久偏壓下操作典型上會發生的電源損失。此外，可達成過剩能量之快速消耗。
本發明特別優點是，有能力提供多層陶瓷電容器(MLCC)，可耐很高的靜電放電(ESD)，遠超過先前技術之限度。此等益處由下述可知。
本發明又一優點是，亦可用來提供電花隙裝置，容許電能在某一電壓傳輸，諸如雷管電路，亦稱熔絲。在此等情況下，過電壓保護組件提供比典型上用於此目的之氣體放電管等其他解決方案，更小型而方便表面安裝之解決方案。本發明所述技術亦容許電花隙與目前用於雷管電路的充電電容器組合。此等益處由下述可知。
保護電路免於過電壓之問題，是由過電壓保護裝置解決，設計成內部電弧，貫穿裝置內相反極性的電極間之控制下間隙。在對立電極間配置一個或以上間隙，可以安排電極金屬、電弧形狀、間隙形狀、陶瓷介質類型，和間隙內存在之氛圍，使在預定電壓發生發弧接地。此外，藉調節此等參
數，可以調節發弧的時間常數，與電路內預期的電壓暫態之斜坡率相配。
電容可以調節，若在指定電壓所儲存能量已超出，過剩能量即透過內部發弧消耗。由於內部發弧發生在預定臨限電壓，電路可藉永久外施電壓作用，不會消耗電源。超額電壓傳導至地，做為電能。雖然在內部發弧過程當中，裝置內會發生重大局部加熱，此係電能消耗至地的副作用，不像變阻器主要是透過熱消耗能量。所以，以耐溫陶瓷構造為佳。
在過電壓保護組件內，電弧是於預定電壓形成。電弧可在空氣中或其他氛圍。過電壓保護電容器內之間隙，最好是在密封環境內，所得超額能量透過熱或對立電極，傳導至地。過電壓保護組件把電花隙原理與MLCC生產中所用材料和製法組合，以提高此等裝置之範圍和應用電壓。間隙形成於電極之間，在相反極性的電極間同一平面上。本發明過電壓保護組件，容許在相反極性的電極間形成複數電花隙，因而提高應用電壓。在間隙內摻入犧牲性材料，可用來控制間隙內形成之表面。製程方法可用控制和引進空氣以外之氛圍。電容層可視需要與間隙組合，提供双重功能。
本發明具體例如第1圖斷面圖所示。在第1圖中，過電壓保護組件10包括內部間隙12，介於相反極性的電極16之間。電極與相反極性的第一外部終端14呈電氣接觸。內部間隙有電弧距離D1，在介質表面和存在氛圍相同情況下，必須比相反極性的第一外部終端14間之外部距離D2小。內部間隙可在裝置生產之際，使用多層電容器(MLCC)生產中熟悉的技術形成。特別有用的技術包含在電極間印刷犧牲性材料，諸如碳或有機充填印墨，在諸層共同燒結之際除去。另一技術包含在電極層間的帶內鑽洞孔。
內部間隙內的表面狀況之重要性，在於決定蠕變，相當於在臨限電壓跨越電弧距離之發弧。不同的陶瓷介質材料顯示不同的蠕變潛勢，所以在指定電弧距離之臨限電壓可以控
制。順電介質(諸如C0G類材料)遠比鐵電陶瓷(諸如X7R或X5R類材料)更少傾向於發弧。以印刷犧牲性材料情況而言，摻無機材料可用來控制內部間隙之表面狀況。犧牲性材料可添加陶瓷粒，在處理中保持間隙。另外，犧牲性印刷內可留下間隙，容許陶瓷流入間隙，在間隙內形成陶瓷柱，於隨後處理中保持間隙大小和形狀，其中柱可做為間隙上下方的陶瓷間之支體支座。
關於控制臨限電壓之另一重要因數是電極材料。有不同作業功能的金屬，會就發弧顯示不同的臨限電壓，跨越同樣距離。內部間隙存在氣體和離子化所需能量，也會影響臨限電壓。
本發明一優點如第2圖所示，以曲線圖表示過電壓保護組件之功能。第2圖表示以時間(T)為函數之電壓(V)。超越過電壓條件(OV)，內部發弧會把超額電壓消耗至地，因而恢復到臨限電壓(TV)。
第3圖為示意電路圖，表示本發明具有之優點。若把過電壓保護電容器插入於輸入電壓和地面之間，一旦超出臨限電壓，內部發弧即發生把超額能量消耗至地。
第4圖為本發明一具體例之斷面示意圖。在第4圖中，多層電極16各設有內部間隙12。電極係在第一外部終端14之間。此項配置提供過電壓保護組件，能夠處置比單層過電壓保護組件更高之電流和更多能量。
第5圖為本發明一具體例之斷面示意圖。在第5圖中設有電極18，在各電極內有複數內部間隙20。電極係在第一外部終端14之間。以電極內之複數間隙，可提升達成內部發弧所需電位，因而提高臨限電壓。
第6圖為本發明一具體例之斷面示意圖，具有双重功能性。在第6圖內，相反極性之交替電容器電極22(至少在電容器電極間帶有活性介質24)，在第一外部終端14間提供電容偶。利用內有一間隙12之至少一電極16，或內有複數間
隙20之至少一電極18，提供過電壓保護。此具體例以活性電容器層內儲存之能量，達成更多電容。
第7圖為電子裝置100之電路圖，其中裝置包括電路101，具有第6圖所示裝置。第7圖內之標準MLCC電容器C1，與過電壓保護組件(OVP)並聯。用來保護傳輸電路集時，不需高電容之電容器，因會造成訊號失真。
內部間隙可用氣體來控制臨限電壓，其中氣體離子化電位愈低，臨限電壓愈低。故在若干具體例中，需以內部間隙內控制下之氣體氛圍，處理過電壓保護電容器。利用在裝置共燒結之際控制製程氛圍，或在最後裝置外側形成內部間隙，即可達成此事。特佳之氣體包含大氣中空氣，或選自He,Ne,Ar,Kr或Xe之惰性氣體。亦可用氮和氫，以及此等氣體之混合物，以改變裝置之崩潰和復原。Paschen定律云：間隙(V)的崩潰特性，是氣體壓力(p)和間隙長度(d)的函數；V=f(pd)。對空氣氛圍和1mm程度之間隙而言：V=30pd+1.35kV，其中d為間隙長度，以公分計，p為空氣壓力，以大氣壓計。大部份氣體係非線性回應壓力變化，故對指定用途，採用混合物加以補救。純惰性氣體只對高電壓較佳。其他因數，諸如溫度、濕度，和次要離子化電位，也會影響崩潰電壓。蒸氣也會引進入間隙，做為補充劑，其中最著名者為螢光燈管內廣用的水銀蒸氣，惟對氣體放電功能而言，引進醇或鹵素蒸氣有益，因其高度陰電性和紫外光吸收能力，有助於阻尼放電。
第8A圖為本發明一具體例之斷面示意圖，第8B圖為斷面俯視示意圖。在第8A和8B圖內，電極16在第一外部終端14和第二外部終端14’間有間隙12，在槽溝124內，槽溝流動相通超越電容器本體。氣體進入槽溝內，在槽溝開口上置有氣密密封122，以保全氣體於氣室內。
第8C圖為本發明一具體例之俯視示意圖。在第8C圖內，間隙在第一外部終端14和內部電極之間。此具體例可免
必須增加氣密密封之額外製程。外部終端本身即有把氣體密封於間隙內之功能。適當終端材料不會流入間隙內，因為必須控制距離，以確保在界定臨限電壓發弧，而在所需氣體氛圍必須施加外部終端。適當終端材料包含導電粘著劑、TLPS導電粘著劑和厚膜，使用脈衝thermode或高功率、高頻光處理，把級端燒結。
以鎳或銅等卑金屬電極而言，在多層共燒結之際，使用還原氛圍，而氧氣退火階段典型上用來再氧化陶瓷氧化物，以此在燒結製程中取代形成之任何氧氣空缺。謹慎選擇介質材料和退火氛圍，即可控制間隙內之氣體組成份。
第9圖為本發明一具體例之斷面俯視示意圖。在第9圖內，第一內部電極26和第二內部電極26’至少一部份會集，因此在間隙最窄部位28，對立電極最靠近的窄部集中電荷。集中電荷在電極最窄部，即可降低臨限電壓。
第10圖為本發明一具體例之俯視示意圖。第10圖表示三終端過電壓保護組件，其中地電極29及關聯地終端30，設在間隙。間隙可為充填氣體之間隙。以會集為佳之電極32和第二電極32’，電氣連接至第三外部終端34和第四外部終端34’。三終端裝置特別適用於二輸電線之間，其中過電壓可經任一輸電線或二輸電線，在第三形跡205或第四形跡206，導至地面。
過電壓保護裝置消耗過電壓至地，因而使電容器達成更高之靜電放電能力。在標準MLCC內，靜電放電(ESD)事件之際施於電容器之電壓，遇超過崩潰電壓時，組件即故障。然而，加設過電壓保護裝置，在ESD事件之際所施電壓，在發生任何損壞之前，即被內部發弧消耗至電容偶。在先前技術中已使用外部發弧，試圖保護易受ESD之MLCC，成功程度不一，因為部份表面會暴露於各種環境條件、污染物和/或塗料，影響外部電弧，妨礙電弧電壓之控制能力。內部發弧提供一持續途徑以實現高靜電放電(ESD)能力的電容器。尤有進者，過電壓保護組件提供在最容易因ESD造
成故障的電容器類，即小型低電容MLCC，保護敏感性電容器免於過電壓之途徑。
此外，本發明所述過電壓保護組件(OVP)，亦為雷管電路提供電花隙，亦稱為熔絲。在此等情況下，過電壓保護裝置會設在電源和信管(EFI)之間，如第10A圖所示，利用含有第一形跡200和第二形跡201之諸形跡連接。過電壓保護裝置(OVP)取代其他電花隙裝置，諸如氣體放電管，典型上佔有更多容量，使電路迷你化。又如本發明所教示，把三個或以上外部終端與適當電容組合，可設計出過電壓保護裝置，兼具充電電容器和電花隙之功能，則得以更加迷你化。
電極在此無特別限制，適合證明教示之任何導體均可。以適用於電容器之電極特別適宜，因為到處易得，且以為生產電容器，尤其是多層陶瓷電容器，而設計之生產設備，即有能力生產過電壓保護組件。卑金屬電極特別適於證明本發明，可媲美貴金屬電極。
用做介質或間隙內材料之陶瓷材料，無特別限制。適用於C0G和X7R電容器之材料，特別適用於證明本發明，因其廣用於生產MLCC，並有能力以為生產MLCC而設計的設備生產過電壓保護組件。
熟悉MLCC生產的技術專家均知，上述材料和製程之組合，得以實施廣範圍之不同過電壓保護組件。此技術之應用載於下述非限制性實施例，說明如何使用MLCC類似製程，可形成過電壓保護組件。
實施例1和1A
構造卑金屬電極(BME)多層陶瓷電容器(MLCC)，有1812案程度的X7R溫度係數，使相反極性的二內部電極間存在空氣間隙，以便在MLCC內加設過電壓保護組件。陶瓷介質材料是與Ni內部電極相容之BaTiO3為基礎之配方。未燒製之生電容器長度大約5.33mm(0.21吋)，寬大約3.81mm
(0.15吋)。
使用MLCC工業內典型的加設絹印內部電極之乾層建造製程，組裝未燒製之生電容器。電極絹印之圖型含有1200個電容器之陣列，於建造製程後，單一化成個別生電容器。利用氣動注射器把一小滴樹脂分佈在若干生陶瓷帶層，於對立電極間之面積，使其跨越間隙，接觸各電極。此等過電壓保護組件之實施例，標以實施例1A，與此時製成的其他MLCC比較，即對照組實施例1。對立電極間之間隙為0.03mm(0.012吋)，樹脂滴之直徑典型上為0.38mm(0.015吋)。製成內部電極，寬度大約3.20mm(0.126吋)，長度5.03mm(0.198吋)。電極末端斜縮，從離電極末端大約8.13mm(0.032吋)開始斜縮，向下斜縮至寬度大約2.44mm(0.096吋)。第11圖包含電極和樹脂滴。所施樹脂大約印刷電極陣列之30%。有樹脂滴的面積周圍之生電容器，做為對照組。於後述粘合劑燒卻處理當中，除去犧牲性樹脂，留下空氣間隙。樹脂主要是乙基纖維素和塑化劑溶入二氫-1,8-萜二醇內配成之溶液，固體含量約5%。各活性層之總生帶厚度為40微米，各空白陶瓷層為25微米。電容器含總共28個內部電極層。堆疊9個空白陶瓷層和14個電極層後，暫停堆疊過程，把二個空白陶瓷層插入成堆內，接著是含有樹脂滴之一個印刷層，其位置使電極間之間隙，在電容器之大約中心。其次，把三個空白陶瓷層插入電容器堆，接著是其餘13個電極層和9個空白陶瓷層。整堆經積層加壓循環，足以把全部各層粘合在一起。
在控制氛圍內，於230-280℃加熱歷40-96小時，即可從生電容器除去有機粘合劑。氛圍係由氮、氧和水蒸氣組成，O2濃度5-21%，露點30-60℃。粘合劑燒卻後，把電容器於氮、氫和水蒸氣之還原氛圍內，氧的pO2為10-8至10-10大氣壓，露點25-40℃，在1280-1320℃燒製2小時，上升到高峰溫度之斜坡率為每分鐘1-5℃。從高峰溫度冷卻之際，電容器
在750-1050℃經再氧化製程2至8小時。再氧化時之氛圍，由氮、氧和水蒸氣組成，pO2為5-100PPM O2，露點30-40℃。再氧化製程把氧復原到介質晶體結構，以消弭在燒製當中可能會有的氧空缺。
俟熱處理後，燒結之電容器經磨料打磨，使任何銳利邊緣和角隅光滑，並且完全露出內部電極。在磨料打磨之後，於電容器末端施加碎銅終端糊劑，確立電連接露出之內部電極。銅糊乾後，令電容器通過終端燒結爐，利用低氧氣分壓和控制溫度形態之氮氛圍，把粘合劑氧化，並把終端燒結。爐內溫度從室溫提高到870℃，坡度率大約20℃/分鐘，接著逐漸冷卻到室溫。
結束後，在銅終端施加電鍍Ni障蔽層，厚度在1.27μm(50μ in)至3.81μm(150μ in)範圍，接著施以電鍍Sn層，厚度在2.54μm(100μ in)至7.52μm(300μ in)範圍。
熱處理後，使用非破壞性C模態掃描音波顯微鏡(CSAM)檢查電容器，指示內部空氣間隙之尺寸和位置。檢查確認樹脂在熱處理中除掉，內部空氣間隙存在於過電壓保護組件樣本(實施例1A)。此外，進行破壞性物理分析(DPA)，檢定內部間隙。具有間隙400的MLCC之CSAM影像，及對照組401，分別如第12A和12B圖所示。於DPA之際發現的空氣間隙照片，如第13圖所示。CSAM用來揀選具有空氣間隙之MLCC，以便選擇具有一致尺寸空氣間隙之零件。
選出具有內部空氣間隙之電容器(實施例1A)，代表過電壓保護組件，以及對照之電容器零件(實施例1)，經電壓坡度300伏特/秒，直至終極電壓崩潰(UVBD)，接著是第二電壓坡度，以同樣電壓坡度率，到崩潰為止。電壓崩潰之特徵是，測得之電流突然上升，通常是介質層崩潰之故，但亦可能由於發弧跨越終端間之電容器表面所致。進行第二次
UVBD測試，以確認在第一次UVBD測試中測量到的高電流，究是由於介質崩潰或由於表面發弧之故。
為此項電容器設計和材料集合之預計平均UVBD為45至55伏特/微米。由表1可見，對照組之平均UVBD為1897伏特，在預計範圍內。然而，測試組有遠低之初期UVBD，為526伏特。初期UVBD分佈如第14圖所示。
對照組(實施例1)之平均第二UVBD為22伏特，表示對照組經歷到災難性介質崩潰，為UVBD電壓之結果。測試組(實施例1A)之平均第二UVBD為58伏特。測試組之第二UVBD顯示在透過內部間隙消耗電荷之前，保持取得若干電荷之能力。第二UVBD分佈如第15圖所示。應用UVBD電壓後，測試組內部構造之DPA檢查，顯示在空氣間隙區內無介質崩潰跡象。
電氣和物理檢查顯示，含有內部間隙的MLCC，在UVBD測試當中，利用內部發弧，消耗所施加電壓。然而，測試組(實施例1A)在第一次和第二次UVBD測試之間，從520伏特移到≦100伏特，表示MLCC以此內部間隙設計消耗電壓能力之永久性變化。此項變化之指示，是第二次UVBD測試後，絕緣電阻(IR)之變化，如表1所示。第16圖所示對照組(實施例1)在UVBD測試後，IR降到≦10仟歐姆，與介質崩潰後觀察到的IR降低一致。測試組(實施例1A)之UVBD後IR，平均比對照組高。
實施例2和2B
在實施例2和2B中，按實施例1和1A所述同樣方式，構造卑金屬電極(BME)多層陶瓷電容器(MLCC)，有1812案程度的X7R級材料，以實施例2B情況，在相反極性的二內部電極間存在空氣間隙，惟電容器包含三層，有樹脂滴。於堆疊9個空白陶瓷層和14層電極層後，堆疊過程暫停，把二空白陶瓷層插入堆疊內，接著是三個印刷層，含有樹脂滴，其位置使各層電極間之間隙在電容器大約中心。其次，把三個空白陶瓷層插入電容器堆內，接著是其餘13個電極層和9個空白陶瓷層。全堆經積層加壓循環，足以把諸層全部粘合在一起。
選用具有內部空氣間隙的電容器，和對照零件，經電壓坡度300伏特/秒，直到電壓崩潰，接著是第二次電壓坡度，以同樣電壓坡度率，到崩潰為止。對照組之初期UVBD又是在1832伏特之預期範圍內(表1)。對照組第二次UVBD呈現類似實施例1之第二次UVBD，但測試組顯示平均第二次UVBD，從實施例1A的58伏特稍微增加到實施例2B之97伏特。實施例2B亦見到第二次UVBD後之絕緣電阻，較實施例1A稍微增加。應用UVBD電壓後，測試組內部構造之DPA檢查，顯示在空氣間隙區300內無介質崩潰跡象，其斷面如第17圖所示。實施例2和2B對初期UVBD、第二次UVBD，以及第二次UVBD後IR之分佈，分別如第18、19、20圖所示。
實施例3和3C
在實施例3和3C中，按實施例2和2B同樣方式，構造卑金屬電極(BME)多層陶瓷電容器(MLCC)，有1812案程度之C0G級材料，故以實施例3C情況言，相反極性之二內部電極間存在空氣間隙，惟電容器係使用可與Ni內部電極相容的CaZrO3為基本之介質材料構成。各活性層之總生帶厚度為17微米，而各空白陶瓷層為5.8微米。電容器總共含61個內部電極層。堆疊40個空白陶瓷層和29個電極層後，堆疊製程暫停，把3個空白陶瓷層插入堆內，接著是三個印刷層，含樹脂滴，其位置使各層電極間之間隙，在電容器大約中心。再將三個空白陶瓷層插入電容器堆內，接著其餘29個電極層和40個空白陶瓷層。全堆經積層加壓，足以把全部各層粘合在一起。
選用具有內部空氣間隙的電容器，和對照零件，經電壓坡度300伏特/秒，直到電壓崩潰，接著是第二次電壓坡度，以同樣電壓坡度率，到崩潰為止。此項電容器設計和材料集之預期平均UVBD為95至105伏特/微米。由表1可見，對照組之平均UVBD為1678伏特，在預期範圍。測試
組實施例3C之初期平均UVBD稍低，在1457伏特，此等分佈如第21圖所示。
第二次UVBD分佈如第22圖所示。對照組之平均第二次UVBD為271伏特，高於實施例2中類似電極設計的X7R電容器之第二次UVBD所觀察者，如表1所示。然而，表1和第23圖所示對照組之測試後低絕緣電阻，表示電容器經歷到內部介質崩潰。測試組之平均第二次UVBD為986伏特，遠高於對照組。第23圖之描圖顯示測試之10個電容器中，有6個保持優良之絕緣電阻>1G歐姆，而不會遭到內部介質崩潰。應用UVBD電壓後，測試組內部構造的DPA檢查，顯示在空氣間隙區內無介質崩潰跡象。
實施例3C的10個電容器以電壓坡度率300伏特/秒，經UVBD電壓重複循環。有3個電容器通過10次UVBD循環。第24圖之描圖顯示經UVBD電壓三、四次循環後，固定在300-700伏特範圍，維持可接受的電氣特性，如表2所示。
實施例4和4D
在實施例4和4D中，按實施例3和3C同樣方式，構造卑金屬電極(BME)多層陶瓷電容器(MLCC)，有0805案程度之C0G級材料，故以實施例4D情況言，相反極性之二內部電極間存在空氣間隙，惟生電容器之長度大約2.36mm
(0.093吋)，寬度大約1.45mm(0.057吋)。
使用工業上典型的乾層建造製程，組裝生電容器，加設絹印內部電極。電極絹印之圖型含7000個電容器之陣列，於建造製程後，單一化成個別生電容器。製成內部電極，使電極寬度大約1.04mm(0.041吋)，長度2.06mm(0.081吋)。電極末端斜縮，從離電極末端大約0.41mm(0.016吋)開始斜縮，向下斜縮至寬度大約0.53mm(0.021吋)。各活性層的總生帶厚度為29微米，而各空白陶瓷層為4.3微米。電容器總共含30個內部電極層。俟堆疊38個空白陶瓷層和14個電極層後，堆疊製程暫停，把10個空白陶瓷層插入堆內，接著是三個印刷層，含樹脂滴，其位置使各層電極間之間隙，在電容器大約中心。把10個空白陶瓷層插入電容器堆內，接著是其餘13個電極層和38個空白陶瓷層。全堆經積層加壓循環，足以把全部各層粘合在一起。
選用具有內部空氣間隙之電容器，和對照零件，經電壓坡度300伏特/秒，到電壓崩潰，接著第二次電壓坡度，以同樣電壓坡度率，到崩潰為止。此電容器設計和材料集之預期平均UVBD為72至80伏特/微米。由表1可見，對照組之平均UVBD為2240伏特，在預期範圍。測試組之初期平均UVBD較低，在1626伏特。初期UVBD分佈如第25圖所示，第二次UVBD分佈見第26圖，與此關聯之IR見第27圖。
對照組之平均第二次UVBD為793伏特，為初期UVBD的<40%。對照組測試後絕緣電阻明顯較高，平均4600G歐姆。對照組的內部DPA檢查顯示在UVBD之際已發生內部介質崩潰，如第28圖所示，但故障並非災難性，似乎容許電容器在發弧跨越對立電極層間的間隙之前，接受若干電荷。
測試組之平均第二次UVBD為1507伏特，與初期UVBD的1626伏特近似。第27圖之描圖表示測試之全部10個電容器，均保持絕緣電阻>1G歐姆。應用UVBD電壓
後，測試組內部構造之DPA檢查，顯示在空氣間隙區並無介質崩潰跡象。
實施例4D之5個電容器，以電壓坡度率300伏特/秒，經UVBD電壓之重複循環。UVBD十次循環後，存4個電容器。第28圖之描圖顯示在5-7次循環後，UVBD電壓固定在140至500伏特範圍。
實極例5和5E
在實施例5和5E中，按實施例4和4D同樣方式，構造卑金屬電極(BME)多層陶瓷電容器(MLCC)，有1206案程度之C0G級材料，故以實施例5E情況言，相反極性之二內部電極間存在空氣間隙，惟生電容器之長度大約3.53mm(0.151吋)，寬度大約2.05mm(0.081吋)。
使用工業上典型的乾層建造製程，組裝生電容器，加設絹印內部電極。電極絹印之圖型含3000個電容器之陣列，於建造製程後，單一化成個別生電容器。製成內部電極，使電極寬度大約1.55mm(0.061吋)，長度3.53mm(0.139吋)。電極末端斜縮，從離電極末端大約0.81mm(0.032吋)開始斜縮，向下斜縮至寬度大約0.79mm(0.031吋)。各活性層的總生帶厚度為30微米，而各空白陶瓷層為4.3微米。電容器總共含39個內部電極層。俟堆疊45個空白陶瓷層和18個電極層後，堆疊製程暫停，把12個空白陶瓷層插入堆內，接著是三個印刷層，含樹脂滴，其位置使各層電極間之間隙，在電容器大約中心。把12個空白陶瓷層插入電容器堆內，接著是其餘18個電極層和45個空白陶瓷層。全堆經積層加壓循環，足以把全部各層粘合在一起。
選用具有內部空氣間隙之電容器，和對照零件，經電壓坡度300伏特/秒，到電壓崩潰，接著第二次電壓坡度，以同樣電壓坡度率，到崩潰為止。此電容器設計和材料集之預期平均UVBD為72至80伏特/微米。由表1可見，對照組之平均UVBD為2259伏特，在預期範圍。測試組之初期平
均UVBD較低，在1427伏特。此項分佈如第29圖所示。
對照組之平均第二次UVBD為1086伏特，為初期UVBD的<50%，見表1和第30圖。對照組10個電容器中有8個測試後絕緣電阻顯示較高，平均2034G歐姆。但檢查透示有介質崩潰跡象，如第31圖所示，有2個電容器顯示低IR，如第32圖所示。
測試組之平均第二次UVBD為1520伏特，近似初期UVBD的1427伏特，以及實施例4D的初期和第二次UVBD。第33圖之描圖表示測試之全部10個電容器，均保持良好之測試後絕緣電阻，與測試前的絕緣電阻很少變化。應用UVBD電壓後，測試組內部構造之DPA檢查，顯示在空氣間隙區或電容器之活性區域內，並無介質崩潰跡象。
靜電放電ESD
陶瓷電容器一般很堅固，可耐靜電放電電壓，典型上用來遮蔽敏感性組件，以防線路電壓之暫態尖光。在此項應用上以低電容值為佳，把電容器對電路之效應減到最小。然而，低電容值典型上不顯示最高之ESD堅固性。可說明如下。第34圖簡略表示ESD測試電路，其中源電容器為50。從源電容器充電於ESD測試電壓之電荷存量，在開關54閉路時，放電至測試電容器52。電壓放電後，測量電容，消耗因數和絕緣電阻，與初期測量比較，表示在測試電容器內之任何降解。
以理想的EST測試情況而言，當電荷從源電極流至測試電容器時，保存總電荷，結果電壓下降量與總電容呈比例，如以下方程式A,B,C所示，並參見具有150pF電容器和2kΩ電阻器的源RC網路所示測試例。此與AEC Q200測試(參照ISO 10605：2008和IEC61000-4-2)所需「人體模型」測試一致。
方程式A：Qinitial=Capsource x Voltageinitial
Q=150pF x 8kV=1.2 x 10-6庫侖
方程式B：Qfinal=Qinigial 1.2 x 10-6庫侖=1.2 x 10-6庫侖
方程式C：Vottagefinal=Q/(Capsource+Capcut)V=1.2 x 10-6/(150pF+1000pF)*10-6=1043V
若最後電壓超出電容器之終極電壓崩潰(UVBD)，電容器會遭遇災難性介質崩潰和電氣短路。正如此等方程式所示，較低電容值必須耐受較高電壓，以便從源電容器消耗指定量電荷。此項關係限制電路設計師為此項應用縮小成較小電容器之能力，因為在指定電壓額度時，較小電容器的電容值較低。
若電容器之UVBD充分高，且電容器終端至終端之間隔夠小，電壓可跨越電容器外部表面放電，而非通過電容器，成為介質崩潰。此二途徑如第35圖所示，其中56表示跨越內部介質放電，具破壞性，而58表示跨越外部空氣間隙放電，不會造成破壞。電容器成為跨越終端的電弧之趨勢，視若干因數而定，包含內部電極之形狀和位置、介質類型和環境條件。此外，若含電容器之電路在組裝後，經塗佈即可禁止表面發弧。
實施例4和4D以及實施例5和5E製成之電容器，經ESD測試，結果如表3所示。初期測試電壓為16仟伏特。在暴露於測試電壓後，若檢測到電氣故障，測試電壓極降到12仟伏特，並在較低電壓測試新樣本。若位檢測到電氣故障，測試電壓增加到25仟伏特，繼續測試。從表3可見，含有內部空氣間之電容器測試設計(實施例4D和實施例5E)比標準電容器設計(實施例4和實施例5)更能挺過較高ESD電
壓，因為內部空氣或電花隙容許超額電壓通過電容器放電，而非在外表面或利用內部介質崩潰機制。
實施例4D和5E之樣本顯示在25kV之ESD測試後，電容消耗因數或絕緣電阻，無重大差異。在IEEE Transactions 2009〈多層陶瓷電容器之靜電放電分析〉(C.Rostamzadeh,H.Dadgostar和F.Canavero)文獻第35-40中，於ESD脈波±15kV後，顯示某些MLCC在測試後與測試前相較，在低頻較低阻抗會發生永久性降解。因此，在25kV的ESD測試前後，測量實施例5E樣本之一些MLCC阻抗，及其平均阻抗，分別如第35A和35B圖所示。實施例5E內在25kV的ESD測試後，阻抗無差異，故可獲結論，即電容器未降解。
本發明已參照較佳具體例加以說明，但不限於此。凡技術專家均知其他改進和具體例，雖然未特別載明，但仍屬本發明在所附申請專利範圍內。
10‧‧‧過電壓保護組件
12‧‧‧內部間隙
14‧‧‧第一外部終端
14’‧‧‧第二外部終端
16‧‧‧電極
D1‧‧‧內部間隙電弧距離
D2‧‧‧外部距離
T‧‧‧時間
V‧‧‧電壓
OV‧‧‧過電壓條件
TV‧‧‧臨限電壓
18‧‧‧電極
20‧‧‧複數內部間隙
22‧‧‧氣密密封
24‧‧‧溝槽
100‧‧‧電子裝置
101‧‧‧電路
C1‧‧‧標準MLCC電容器
OVP‧‧‧過電壓保護組件
26‧‧‧第一內部電極
26’‧‧‧第二內部電極
28‧‧‧第四內部電極
29‧‧‧第三內部電極
30‧‧‧地終端
32‧‧‧電極
32’‧‧‧第二電極
34‧‧‧第三外部終端
34’‧‧‧第四外部終端
EFI‧‧‧電源和信管
50‧‧‧源電容器
52‧‧‧測試電容器
54‧‧‧開關
56‧‧‧跨越內部介質放電
58‧‧‧跨越外部空氣間隙放電
第1圖為本發明具體例之示意斷面圖；第2圖為本發明具體例之曲線圖；第3圖為本發明具體例之示意電路圖；第4圖為本發明具體例之示意斷面圖；
第5圖為本發明具體例之示意斷面圖；第6圖為本發明具體例之示意斷面圖；第7圖為本發明具體例之示意圖；第8A圖為本發明具體例之示意斷面圖；第8B圖為本發明具體例之示意斷面圖；第8C圖為本發明具體例之示意斷面圖；第9圖為本發明具體例之示意斷面圖；第10圖為本發明具體例之示意斷面圖；第10A圖為本發明具體例之電氣示意圖；第11圖為本發明具體例之示意部份斷面圖；第12A圖為本發明具體例之示意部份斷面圖；第12B圖為標準多層電容器用做對照之示意部份斷面圖；第13圖為本發明具體例之斷面圖；第14圖為說明本發明優點之描圖；第15圖為說明本發明優點之描圖；第16圖為說明本發明優點之描圖；第17圖為本發明具體例之斷面圖；第18圖為說明本發明優點之描圖；第19圖為說明本發明優點之描圖；第20圖為說明本發明優點之描圖；第21圖為說明本發明優點之描圖；第22圖為說明本發明優點之描圖；第23圖為說明本發明優點之描圖；第24圖為說明本發明優點之描圖；第25圖為說明本發明優點之描圖；第26圖為說明本發明優點之描圖；第27圖為說明本發明優點之描圖；第28圖為說明本發明優點之描圖；第29圖為說明本發明優點之描圖；
第30圖為說明本發明優點之描圖；第31圖為說明本發明具體例之斷面圖；第32圖為說明本發明優點之描圖；第33圖為說明本發明優點之描圖；第34圖為說明電容器ESD測試之示意圖；第35圖為說明電容器崩潰機制之示意圖；第35A圖為說明本發明優點之描圖；第35B圖為說明本發明優點之描圖。
10‧‧‧過電壓保護組件
12‧‧‧內部間隙
14‧‧‧第一外部終端
16‧‧‧電極
D1‧‧‧內部間隙電弧距離
D2‧‧‧外部距離
Claims (34)
- 一種過電壓保護組件，包括：第一內部電極26，包含在介質材料內，其中該第一內部電極電氣連接至第一外部終端14；第二內部電極26’，包含在陶瓷介質材料內，與該第一內部電極共平面，並電氣連接至第二外部終端14’；以及一間隙，介於該第一內部電極和該第二內部電極之間者。
- 如申請專利範圍第1項之過電壓保護組件，其中該間隙之最近分開距離，小於該第一外部終端和該第二外部終端間之最近分開距離者。
- 如申請專利範圍第1項之過電壓保護組件，又包括第三內部電極29，連接至第三外部終端34，其中該第三內部電極接觸該第一內部電極和該第二內部電極間之間隙，而與該第一內部電極或該第二內部電極之一不電氣連接者。
- 如申請專利範圍第3項之過電壓保護組件，又包括第四內部電極28，連接至第四外部終端34’，其中該第四內部電極接觸該第一內部電極和該第二內部電極間之該間隙，而與該第一內部電極、該第二內部電極或該第三內部電極之任一不電氣連接者。
- 如申請專利範圍第1項之過電壓保護組件，又包括複數第三內部電極29和複數第四內部電極28，其中該複數第三內部電極的各第三內部電極和該複數第四內部電極的一第四內部電極以第二間隙分開者。
- 如申請專利範圍第5項之過電壓保護組件，其中該諸第三內部電極係與該第一外部終端電氣接觸，而該第四內部電極係與該第二外部終端電氣接觸者。
- 如申請專利範圍第5項之過電壓保護組件，其中該諸第三內部電極係與該第三外部終端34電氣接觸，而該第四內部電極係與該第四外部終端34’電氣接觸者。
- 如申請專利範圍第1項之過電壓保護組件，又包括複數間隙，介於該第一內部電極和該第二內部電極之間者。
- 如申請專利範圍第1項之過電壓保護組件，其中該第一內部電極或該第二內部電極至少其一，包括選自卑金屬和貴金屬之材料者。
- 如申請專利範圍第1項之過電壓保護組件，其中該第一外部終端和該第二外部終端至少其一，包括選自卑金屬和貴金屬之材料者。
- 如申請專利範圍第10項之過電壓保護組件，其中該第一外部終端和該第二外部終端至少其一經鍍著者。
- 如申請專利範圍第1項之過電壓保護組件，其中該介質包括鈦酸鋇或鋯酸鈣至少其一，而該第一內部電極和該第二內部電極至少其一包括卑金屬者。
- 如申請專利範圍第1項之過電壓保護組件，其中該間隙包括選自空氣、氮、氫和惰性氣體之物料者。
- 如申請專利範圍第1項之過電壓保護組件，其中該間隙延伸至該過電壓保護組件之側面者。
- 如申請專利範圍第14項之過電壓保護組件，又包括氣密密封，覆於該間隙之上者。
- 一種電子裝置，包括：電路，包括至少二形跡200；過電壓保護組件，包括：第一內部電極26，包含在介質材料內，其中該第一內部電極電氣連接至第一外部終端14；第二內部電極26’，包含在陶瓷介質材料內，與該第一內部電極共平面，並電氣連接至第二外部終端14’；和一間隙，介於該第一內部電極和該第二內部電極之間；其中該第一外部終端與該形跡之第一形跡200電氣連接；又 該第二外部終端與該形跡之第二形跡201電氣連接者。
- 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該第一形跡係與地電氣接觸者。
- 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該間隙之最近分開距離，小於該第一終端和該第二終端間之最近分開距離者。
- 如申請專利範圍第16項之電子裝置，又包括複數第三內部電極29和複數第四內部電極28，其中該複數第三內部電極的各第三內部電極和該複數第四內部電極的一第四內部電極以第二間隙分開者。
- 如申請專利範圍第19項之電子裝置，其中該諸第三內部電極係與該第一外部終端電氣接觸，而該第四內部電極係與該第二外部終端電氣接觸者。
- 如申請專利範圍第19項之電子裝置，其中該諸第三內部電極係與該第三外部終端電氣接觸，而該第四內部電極係與該第四外部終端34’電氣接觸者。
- 如申請專利範圍第16項之電子裝置，又包括複數間隙，介於該第一內部電極和該第二內部電極之間者。
- 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該第一內部電極和該第二內部電極至少其一，包括選自卑金屬和貴金屬之材料者。
- 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該第一外部終端和該第二外部終端至少其一，包括選自卑金屬和貴金屬之材料者。
- 如申請專利範圍第24項之電子裝置，其中該第一外部終端和該第二外部終端至少其一經鍍著者。
- 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該介質包括鈦酸鋇或鋯酸鈣至少其一，而該第一內部電極和該第二內部電極至少其一包括卑金屬者。
- 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該間隙包括選自空氣、氮、氫和惰性氣體之物料者。
- 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該間隙延伸至該過電壓保護組件之側面者。
- 如申請專利範圍第28項之電子裝置，又包括氣密密封，覆於該間隙之上者。
- 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該第一內部電極和該第二內部電極係共平面者。
- 如申請專利範圍第16項之電子裝置，又包括第三內部電極29，連接至第三外部終端34，其中該第三內部電極接觸該第一內部電極和該第二內部電極間之間隙，而與該第一內部電極或該第二內部電極之一不電氣連接；其中第三外部終端連接至電路內之第三形跡205者。
- 如申請專利範圍第31項之電子裝置，其中該第三形跡係與地電氣接觸者。
- 如申請專利範圍第31項之電子裝置，又包括第四內部電極28，連接至第四外部終端34，其中該第四內部電極接觸該第一內部電極和該第二內部電極間之該間隙，而與該第一內部電極、該第二內部電極或該第三內部電極之任一不電氣連接；其中第四外部終端連接至電路內之第四形跡206者。
- 如申請專利範圍第33項之電子裝置，其中該第四形跡係與地電氣接觸者。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201161505791P | 2011-07-08 | 2011-07-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201310828A TW201310828A (zh) | 2013-03-01 |
| TWI483499B true TWI483499B (zh) | 2015-05-01 |
Family
ID=47506831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW101124329A TWI483499B (zh) | 2011-07-08 | 2012-07-06 | 過電壓保護組件及其電子裝置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8885324B2 (zh) |
| EP (1) | EP2729942B1 (zh) |
| JP (5) | JP2014523648A (zh) |
| CN (1) | CN103650071B (zh) |
| TW (1) | TWI483499B (zh) |
| WO (1) | WO2013009661A2 (zh) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9629294B2 (en) * | 2012-12-28 | 2017-04-18 | Texas Instruments Incorporated | Packaged device for detecting factory ESD events |
| WO2014188792A1 (ja) * | 2013-05-23 | 2014-11-27 | 株式会社村田製作所 | Ｅｓｄ保護装置 |
| KR20150121567A (ko) * | 2014-04-21 | 2015-10-29 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 커패시터 및 그의 제조 방법 |
| WO2016039021A1 (ja) * | 2014-09-10 | 2016-03-17 | 株式会社村田製作所 | Ｅｓｄ保護装置およびその製造方法 |
| KR101808794B1 (ko) * | 2015-05-07 | 2018-01-18 | 주식회사 모다이노칩 | 적층체 소자 |
| EP3142470A1 (en) * | 2015-09-10 | 2017-03-15 | Joinset Co., Ltd | Elastic composite filter |
| DE102015116278A1 (de) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Epcos Ag | Überspannungsschutzbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzbauelements |
| KR20170135146A (ko) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 주식회사 모다이노칩 | 감전 방지 컨택터 |
| US10677822B2 (en) | 2016-09-27 | 2020-06-09 | Analog Devices Global Unlimited Company | Electrical overstress detection device |
| DK3336197T3 (da) | 2016-12-16 | 2022-07-11 | Eurofins Genomics Europe Sequencing GmbH | Epigenetiske markører og relaterede fremgangsmåder og midler til detektion og behandling af ovariekræft |
| US10530150B2 (en) | 2017-01-24 | 2020-01-07 | International Business Machines Corporation | Air gap metal tip electrostatic discharge protection |
| US11443898B2 (en) * | 2017-04-10 | 2022-09-13 | Presidio Components. Inc. | Multilayer broadband ceramic capacitor with internal air gap capacitance |
| US11112436B2 (en) * | 2018-03-26 | 2021-09-07 | Analog Devices International Unlimited Company | Spark gap structures for detection and protection against electrical overstress events |
| KR102163418B1 (ko) * | 2018-11-02 | 2020-10-08 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 커패시터 |
| US11178800B2 (en) * | 2018-11-19 | 2021-11-16 | Kemet Electronics Corporation | Ceramic overvoltage protection device having low capacitance and improved durability |
| US10950688B2 (en) | 2019-02-21 | 2021-03-16 | Kemet Electronics Corporation | Packages for power modules with integrated passives |
| US11037871B2 (en) * | 2019-02-21 | 2021-06-15 | Kemet Electronics Corporation | Gate drive interposer with integrated passives for wide band gap semiconductor devices |
| KR102335084B1 (ko) * | 2019-04-05 | 2021-12-06 | 주식회사 모다이노칩 | 복합 소자 및 이를 구비하는 전자기기 |
| US20200343051A1 (en) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | Avx Corporation | Integrated Component Including a Capacitor and Discrete Varistor |
| TWI750699B (zh) * | 2019-08-05 | 2021-12-21 | 美商凱門特電子股份有限公司 | 用於寬帶隙半導體裝置的具有積體被動組件的柵極驅動中介器 |
| EP4139945A1 (en) * | 2020-04-20 | 2023-03-01 | Kemet Electronics Corporation | Multi-terminal mlcc for improved heat dissipation |
| JP7453888B2 (ja) | 2020-09-16 | 2024-03-21 | 太陽誘電株式会社 | セラミック電子部品およびその製造方法 |
| US11848553B2 (en) * | 2020-11-17 | 2023-12-19 | Nxp Usa, Inc. | Electro-static discharge device with integrated capacitance |
| JP7322925B2 (ja) * | 2021-06-23 | 2023-08-08 | Tdk株式会社 | 過渡電圧保護デバイス |
| WO2023287993A1 (en) * | 2021-07-15 | 2023-01-19 | Lisi Global, Inc. | Treatment systems and associated methods |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010146779A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Panasonic Corp | 過電圧保護部品 |
Family Cites Families (49)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5293946A (en) * | 1976-02-04 | 1977-08-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Arrestor tube |
| JPS5931201U (ja) * | 1982-08-19 | 1984-02-27 | 日本電信電話株式会社 | 電圧非直線抵抗器 |
| GB2179214B (en) | 1985-08-05 | 1989-08-16 | Dubilier Plc | Surge voltage protection arrangements |
| JPH01175190A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-11 | Murata Mfg Co Ltd | チップ型アレスタ |
| TW211079B (en) * | 1992-06-30 | 1993-08-11 | Raychem Corp | Gas tube vent-safe device |
| JPH0992430A (ja) * | 1995-09-22 | 1997-04-04 | Yoshinobu Kakihara | サージ吸収素子 |
| US6172590B1 (en) | 1996-01-22 | 2001-01-09 | Surgx Corporation | Over-voltage protection device and method for making same |
| JP4298791B2 (ja) | 1996-01-22 | 2009-07-22 | サージックス コーポレイション | 過電圧保護装置及び過電圧保護方法 |
| JPH10106713A (ja) * | 1996-09-26 | 1998-04-24 | Mitsubishi Materials Corp | 多端子型放電管 |
| JPH11204231A (ja) | 1997-11-12 | 1999-07-30 | Funai Electric Co Ltd | 放電ギャップ装置及びその取付け構造 |
| JPH11204309A (ja) * | 1998-01-09 | 1999-07-30 | Tdk Corp | 積層型バリスタ |
| JP3463161B2 (ja) * | 1998-10-26 | 2003-11-05 | Ｔｄｋ株式会社 | 積層セラミックチップコンデンサ |
| JP2000277229A (ja) * | 1999-03-23 | 2000-10-06 | Tokin Corp | 表面実装型サージ吸収素子の製造方法 |
| JP2001043954A (ja) | 1999-07-30 | 2001-02-16 | Tokin Corp | サージ吸収素子及びその製造方法 |
| US6452250B1 (en) * | 2000-01-20 | 2002-09-17 | Advanced Micro Devices, Inc. | Stacked integrated circuit and capacitor structure containing via structures |
| JP2002110405A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-12 | Kaho Kagi Kofun Yugenkoshi | 過電圧保護素子の材料及び製造方法 |
| JP3439746B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2003-08-25 | 株式会社コンド電機 | 面実装型サージ吸収素子、及びその製造方法 |
| JP2005505916A (ja) | 2001-09-28 | 2005-02-24 | クーパー・テクノロジーズ・カンパニー | コイル終端を伴う部品コア |
| KR20050014884A (ko) | 2002-06-25 | 2005-02-07 | 타이코 일렉트로닉스 코포레이션 | 데이터 버스 인터페이스에 과전류와 과전압 보호 및 공통모드 필터링을 제공하는 집적 장치 |
| TWI231637B (en) * | 2003-05-30 | 2005-04-21 | Besdon Technology Corp | Overvoltage protection device |
| US6885539B1 (en) * | 2003-12-02 | 2005-04-26 | Presidio Components, Inc. | Single layer capacitor |
| WO2005093923A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Otowa Electric Co. Ltd. | サージ吸収装置およびサージ吸収回路 |
| US7161784B2 (en) | 2004-06-30 | 2007-01-09 | Research In Motion Limited | Spark gap apparatus and method for electrostatic discharge protection |
| US7218492B2 (en) | 2004-09-17 | 2007-05-15 | Electronic Polymers, Inc. | Devices and systems for electrostatic discharge suppression |
| US20060250744A1 (en) | 2005-05-05 | 2006-11-09 | Mctigue Michael T | Micro gap method and ESD protection device |
| EP1911047B1 (en) | 2005-07-29 | 2009-04-01 | Tyco Electronics Corporation | Circuit protection device having thermally coupled mov overvoltage element and pptc overcurrent element |
| JP2007266479A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Tateyama Kagaku Kogyo Kk | 保護素子とその製造方法 |
| US7733620B2 (en) | 2006-07-19 | 2010-06-08 | Ta-I Technology Co., Ltd | Chip scale gas discharge protective device and fabrication method of the same |
| JP4247581B2 (ja) * | 2007-05-28 | 2009-04-02 | 株式会社村田製作所 | Ｅｓｄ保護デバイス |
| CN101933204B (zh) | 2008-02-05 | 2015-06-03 | 株式会社村田制作所 | Esd保护器件 |
| US20090236692A1 (en) | 2008-03-24 | 2009-09-24 | Sheng-Fu Su | Rc filtering device having air gap construction for over voltage protection |
| CN102017339B (zh) | 2008-05-08 | 2013-12-04 | 株式会社村田制作所 | 内置esd保护功能的基片 |
| TW200952301A (en) | 2008-06-02 | 2009-12-16 | Inpaq Technology Co Ltd | Electro-static discharge protection device with low temperature co-fire ceramic and manufacturing method thereof |
| JP2010015773A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Murata Mfg Co Ltd | サージアブソーバ及びその製造方法 |
| JP5217692B2 (ja) * | 2008-07-02 | 2013-06-19 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミック電子部品 |
| JP5304997B2 (ja) * | 2008-10-09 | 2013-10-02 | 三菱マテリアル株式会社 | サージアブソーバ |
| US8625248B2 (en) * | 2008-10-10 | 2014-01-07 | Showa Denko K.K. | Electrostatic discharge protector |
| JP2010108746A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Panasonic Corp | 静電気対策部品およびその製造方法 |
| WO2010061550A1 (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-03 | 株式会社 村田製作所 | Ｅｓｄ保護デバイス及びその製造方法 |
| WO2010061519A1 (ja) | 2008-11-26 | 2010-06-03 | 株式会社 村田製作所 | Ｅｓｄ保護デバイス及びその製造方法 |
| CN102246371B (zh) | 2008-12-10 | 2013-11-13 | 株式会社村田制作所 | Esd保护器件 |
| DE102009010212B4 (de) * | 2009-02-23 | 2017-12-07 | Epcos Ag | Elektrisches Vielschichtbauelement |
| EP2449569B1 (en) * | 2009-07-01 | 2015-08-26 | Kemet Electronics Corporation | Multilayer capacitor with high capacitance and high voltage capability |
| JP2011028968A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Panasonic Corp | 過電圧保護部品 |
| JP5246338B2 (ja) | 2009-08-27 | 2013-07-24 | 株式会社村田製作所 | Ｅｓｄ保護デバイスおよびその製造方法 |
| KR101392455B1 (ko) | 2009-09-30 | 2014-05-07 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Ｅｓｄ 보호 디바이스 및 그 제조 방법 |
| JP4984011B2 (ja) | 2009-09-30 | 2012-07-25 | 株式会社村田製作所 | Ｅｓｄ保護デバイスおよびその製造方法 |
| JP5403370B2 (ja) | 2010-05-17 | 2014-01-29 | 株式会社村田製作所 | Ｅｓｄ保護装置 |
| JP5088396B2 (ja) | 2010-05-20 | 2012-12-05 | 株式会社村田製作所 | Ｅｓｄ保護デバイス及びその製造方法 |
-
2012
- 2012-07-05 US US13/541,853 patent/US8885324B2/en active Active
- 2012-07-06 TW TW101124329A patent/TWI483499B/zh active
- 2012-07-07 JP JP2014519094A patent/JP2014523648A/ja active Pending
- 2012-07-07 EP EP12810578.0A patent/EP2729942B1/en active Active
- 2012-07-07 CN CN201280034040.7A patent/CN103650071B/zh active Active
- 2012-07-07 WO PCT/US2012/045876 patent/WO2013009661A2/en active Application Filing
-
2015
- 2015-03-06 JP JP2015044362A patent/JP2015135981A/ja active Pending
-
2016
- 2016-11-07 JP JP2016217235A patent/JP2017050557A/ja active Pending
-
2018
- 2018-07-23 JP JP2018137718A patent/JP6928587B2/ja active Active
- 2018-07-23 JP JP2018137720A patent/JP2018191002A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010146779A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Panasonic Corp | 過電圧保護部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6928587B2 (ja) | 2021-09-01 |
| JP2017050557A (ja) | 2017-03-09 |
| JP2018191002A (ja) | 2018-11-29 |
| CN103650071A (zh) | 2014-03-19 |
| TW201310828A (zh) | 2013-03-01 |
| US20130208395A1 (en) | 2013-08-15 |
| WO2013009661A2 (en) | 2013-01-17 |
| EP2729942A4 (en) | 2015-05-20 |
| WO2013009661A3 (en) | 2013-04-25 |
| JP2014523648A (ja) | 2014-09-11 |
| CN103650071B (zh) | 2019-07-16 |
| EP2729942B1 (en) | 2021-11-03 |
| US8885324B2 (en) | 2014-11-11 |
| JP2015135981A (ja) | 2015-07-27 |
| EP2729942A2 (en) | 2014-05-14 |
| JP2018191001A (ja) | 2018-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI483499B (zh) | 過電壓保護組件及其電子裝置 | |
| US9142353B2 (en) | Discharge capacitor | |
| US8947852B2 (en) | Integrated EMI filter and surge protection component | |
| KR101808798B1 (ko) | 적층형 소자 및 이를 구비하는 전자기기 | |
| WO2010122732A1 (ja) | サージ吸収素子 | |
| US20100020454A1 (en) | ESD protection device | |
| TW201314860A (zh) | 靜電保護元件及其製造方法 | |
| US20160105948A1 (en) | Surge protection device, method for manufacturing the same, and electronic component including the same | |
| CN113169523B (zh) | 具有低电容和改善的耐久性的陶瓷过压保护装置 | |
| KR20180110661A (ko) | 칩형 써지 어레스터 | |
| KR102594641B1 (ko) | Eos 강화형 적층 세라믹 콘덴서 | |
| TWI781418B (zh) | 具有低電容及改良耐用性的陶瓷過電壓保護裝置及其製造方法 | |
| JP2006313877A (ja) | 静電気対策部品 | |
| WO2012050073A1 (ja) | Ｅｓｄ保護デバイス | |
| KR20170126840A (ko) | 적층형 소자 및 이를 구비하는 전자기기 | |
| KR20130008724A (ko) | 적층형 복합 칩 소자 | |
| JP2010231909A (ja) | 過電圧保護部品およびその製造方法 | |
| WO2000065701A1 (en) | Voltage spike protection device | |
| JPH0760763B2 (ja) | 三段型サージ吸収素子 | |
| JP2011114187A (ja) | 過電圧保護部品 | |
| JPH05251216A (ja) | 電圧依存性非直線抵抗体磁器素子 |