TWI521659B - 電流導通元件 - Google Patents

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Description

電流導通元件
本發明是有關於一種電流導通元件，且特別是有關於一種用於電路的電流傳導的電流導通元件。
現今社會對於電子產品之依賴性日益提高，人們身邊總是存在有電子產品，而電子產品內部更是具有電路。並且不論是簡單的電路，亦或是複雜的電路，總是會包括基本的被動元件，例如電阻元件、電容元件、電感元件或是用於保護電路的過電流保護元件等。
以過電流保護元件為例，請參照圖1，其為習知過電流保護元件1的剖面結構示意圖。如圖1所示，過電流保護元件1包括基板10、導通孔11、第一電極層12、第二電極層13、導電結構15以及過電流保護結構16。基板10具有相對的第一表面101與第二表面102。導通孔11貫穿於基板10並具有開口111、112。開口111、112分別位於基板10的 第一表面101與第二表面102。第一電極層12與第二電極層13分別配置於基板10的第一表面101與第二表面102。導電結構15配置於導通孔11內並接觸於第一電極層12與第二電極層13，導電結構15用以與第一電極層12與第二電極層13形成電流傳導路徑。過電流保護結構16配置於第二電極層13上並位於電流傳導路徑上。此外，可依需要進一步配置保護層17於基板10的第一表面101且位於第一電極層12具有的第一電極部121與第二電極部122之間。
從圖1可以清楚看出，習知過電流保護元件1的第一電極層12、第二電極層13以及保護層17分別覆蓋於導通孔11的開口111、112。又由於導電結構15填充於導通孔11內時會有氣體的產生而使得導通孔11內形成多個隙縫，因此，在後續的高溫製程或是熱脹冷縮測試中，常會因為溫度劇烈變化造成壓力增加的情況下，而使得導通孔11內這些孔隙內的氣體無法順利排出，進而造成導電結構15自導通孔11衝出導致第一電極層12、第二電極層13以及保護層17剝落的情況。
上述僅以過電流保護元件為例進行說明，而具有與上述結構類似的各種被動元件，在製作的過程中則普遍存在著與上述相同的問題，因此，如何針對上述問題進行改善，實為值得關注的重點之一。
本發明的目的之一就是在提供一種電流導通元件，以解決習用結構因溫度劇烈變化造成壓力增加的情況下，而使得導通的氣體無法順利排出，進而造成導電結構自導通孔衝出，導致電極層或保護層剝落的問題。
為達上述優點，本發明提出一種電流導通元件，包括基板、導通孔、電極層以及導電結構。導通孔貫穿於基板並具有開口。電極層配置於基板，導通孔的部分開口露出於電極層。導電結構配置於導通孔內並接觸於電極層，導電結構與電極層形成電流傳導路徑。
在本發明的一實施例中，上述之基板具有相對之第一表面與第二表面，導通孔包括第一開口與第二開口，電極層包括第一電極層與第二電極層，第一開口位於第一表面，第二開口位於第二表面，第一電極層配置於第一表面，第二電極層配置於第二表面。
在本發明的一實施例中，上述之第一電極層包括第一電極部與第二電極部，第一電極部與第二電極部之間具有第一間隙，導通孔的部分第一開口露出於第一電極部與第二電極部，且露出的部分第一開口位於第一間隙內。
在本發明的一實施例中，上述之電流導通元件，更包括電阻層以及保護層。電阻層配置於基板的第一表面並位於第一間隙內。保護層覆蓋於電阻層並位於第一間隙內， 且第一電極部與保護層之間具有第二間隙，露出於第一電極部的部分第一開口分別位於第二間隙內，第一間隙包含第二間隙。
在本發明的一實施例中，上述之第二電極部與保護層之間具有第三間隙，露出於第二電極部的部分第一開口位於第三間隙內，第一間隙包含第三間隙。
在本發明的一實施例中，上述之第二電極層包括第三電極部與第四電極部，第三電極部與第四電極部之間具有第四間隙，導通孔的部分第二開口露出於第三電極部與第四電極部，且露出的部分第二開口位於第四間隙內。
在本發明的一實施例中，上述之電流導通元件，更包括電阻層與保護層。電阻層配置於基板的第二表面並位於第四間隙內。保護層覆蓋於電阻層並位於第四間隙內，且第三電極部與保護層之間具有第五間隙，露出於第三電極部的部分第二開口位於第五間隙內，第四間隙包含第五間隙。
在本發明的一實施例中，上述之第四電極部與保護層之間具有第六間隙，露出於第四電極部的部分第二開口位於第六間隙內，第四間隙包含第六間隙。
在本發明的一實施例中，上述之電流導通元件，更包括過電流保護結構，配置於第一電極層並位於電流傳導路徑上。
在本發明的一實施例中，上述之電流導通元件， 更包括過電流保護結構，配置於第二電極層並位於電流傳導路徑上。
在本發明的一實施例中，上述之基板具有垂直通過第一表面與第二表面的中央基準線，導通孔具有靠近中央基準線的側壁，第一電極層具有一靠近中央基準線的側邊，側壁較側邊靠近中央基準線，且側邊與側壁之間具有間距，間距的範圍介於30微米與50微米之間。
在本發明的一實施例中，上述之導通孔的開口的面積為A1，而露出於電極層的部分開口的面積為A2，且A2<1/2A1。
在本發明的一實施例中，上述之導通孔的開口的面積為A1，而露出於電極層的部分開口的面積為A2，且0.05≦A2/A1<0.5。
在本發明的一實施例中，上述之導電結構係以印刷填滿導通孔，且導電結構的材質包括銀膠、銅膠、金膠、鎢膠、或碳墨。
在本發明的一實施例中，上述之電流導通元件，更包括發光元件，配置於電極層。
在本發明的一實施例中，上述之發光元件包括發光二極體。
本發明所述之電流導通元件因採用導通孔的部分開口露出於電極層的結構，使得導通孔內這些隙縫內的氣 體在溫度瞬間增加的情況下能夠順利排出，以避免導電結構自導通孔衝出，導致電極層或保護層剝落的情況發生。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
1‧‧‧過電流保護元件
2、2a、2b‧‧‧電流導通元件
10、20‧‧‧基板
11、21、22、21a、22a‧‧‧導通孔
12、23、23a‧‧‧第一電極層
13、24、24a‧‧‧第二電極層
15、25‧‧‧導電結構
26‧‧‧電阻層
17、27‧‧‧保護層
16、28‧‧‧過電流保護結構
29‧‧‧發光元件
101、201‧‧‧第一表面
102、202‧‧‧第二表面
231、231a‧‧‧第一電極部
232、232a‧‧‧第二電極部
241a‧‧‧第三電極部
242a‧‧‧第四電極部
290‧‧‧電導線
111、112、2001、2002、2001a、2002a‧‧‧開口
2003‧‧‧側壁
2310‧‧‧側邊
D1、D2、D3、D5、D6‧‧‧間隙
D4‧‧‧間距
A1、A2‧‧‧面積
L‧‧‧中央基準線
Z‧‧‧區域
圖1繪示為習知過電流保護元件1的剖面結構示意圖。
圖2繪示為本發明之一實施例所述之電流導通元件的剖面示意圖。
圖3繪示為圖2所示之區域Z的俯視示意圖。
圖4繪示為圖2所示之區域Z的放大示意圖。
圖5繪示為本發明之另一實施例所述之電流導通元件的剖面示意圖。
圖6繪示為本發明之另一實施例所述之電流導通元件的剖面示意圖。
請參照圖2，其為本發明之一實施例所述之電流導通元件的剖面示意圖。如圖2所示，本實施例所述之電流導通元件2例如是過電流過電壓保護元件，包括基板20、至少一導通孔(在本實施例中，導通孔的數量以二個導通孔21、22為例進行說明)、第一電極層23、第二電極層24以及導電 結構25。基板20具有相對的第一表面201與第二表面202。導通孔21、22貫穿於基板20並分別具有開口2001與開口2002，這些開口2001位於基板20的第一表面201，這些開口2002位於基板20的第二表面202。第一電極層23配置於基板20的第一表面201，導通孔21、22的部分開口2001露出於第一電極層23。第二電極層24配置於基板20的第二表面202。導電結構25配置於導通孔21、22內並接觸於第一電極層23與第二電極層24。第一電極層23、導電結構25以及第二電極層24形成電流傳導路徑(如圖2中所示之箭頭標示的方向)。
承上述，本實施例所述之基板20例如是選用自氧化鋁基板、氮化鋁基板、氧化鈹基板、氮化硼基板或玻璃基板的其中之一，但本發明並不以此為限。本實施例所述之第一電極層23與第二電極層24的材質例如是選用自銀、銅、金、鎳、銀鉑合金與鎳合金等導電性質良好的材料。本實施例所述之導電結構25例如是以印刷填孔製程將銀膠、銅膠、金膠、鎢膠或碳墨等導電膠印刷填滿於導通孔21、22內。
請再繼續參照圖2，本實施例所述之第一電極層23包括第一電極部231與第二電極部232。如圖2所示，第一電極部231與第二電極部232之間具有間隙D1。導通孔21、22的部分開口2001分別露出於第一電極部231與第二電極部232，且露出的部分的開口2001例如是位於間隙D1內。 需特別說明的是，在本實施例中，露出於第一電極部231與第二電極部232的部分開口2001位於間隙D1內僅為本發明的其中之一實施例，本發明並不以此為限。在其它的實施例中，導通孔21、22的部分開口2001可於第一電極部231與第二電極部232上的任意位置露出。
請再繼續參照圖2，本實施例所述之電流導通元件2更包括電阻層26、保護層27以及過電流保護結構28。電阻層26配置於基板20的第一表面201並位於間隙D1內。保護層27覆蓋於電阻層26並位於間隙D1內，且第一電極部231與第二電極部232分別與保護層27之間具有間隙D2與間隙D3，而間隙D1包含間隙D2與間隙D3。露出於第一電極部231與第二電極部232的部分開口2001分別位於間隙D2與間隙D3內。也就是說，本實施例所述之電流導通元件2的第一電極層23與用來保護電阻層26的保護層27皆不會將導通孔21、22的開口2001完全覆蓋。過電流保護結構28配置於第二電極層24並位於電流傳導路徑上(如圖中所示之箭頭標示的方向)。
承上述，本實施例所述之保護層27的材質例如是玻璃膠或環氧樹脂(epoxy resin)，但本發明並不以此為限。本實施例所述之電阻層26的材質例如是二氧化釕(RuO2)、碳黑等。本實施例所述之過電流保護結構的材質例如是錫鉛合金、錫銀鉛合金、錫銦鉍鉛合金、錫銻合金、錫銀銅合金 等低熔點可熔合金，但本發明並不以此為限。
請參照圖2與圖3，圖3為圖2所示之區域Z的俯視示意圖。如圖3所示，本實施例所述之導通孔21之第一開口2001的面積例如是A1，而露出於第一電極層23的部分第一開口2001的面積例如是A2。本實施例所述之露出於第一電極層23的部分第一開口2001的面積A2例如是小於1/2的第一開口2001的面積A1，換言之，第一電極層23覆蓋導通孔21的第一開口2001的面積A1大於50%。較佳地，露出於第一電極層23的部分第一開口2001的面積A2和第一開口2001的面積A1的比值大於等於0.05且小於0.5。藉以確保電流導通元件的耐電流特性。
請參照圖2與圖4，圖4為圖2所示之區域Z的放大示意圖。如圖2所示，本實施例所述之基板20具有垂直通過第一表面201與第二表面202的中央基準線L。導通孔21具有靠近中央基準線L的側壁2003。第一電極層23的第一電極部231具有靠近中央基準線L的側邊2310。導通孔21的側壁2003較第一電極部231的側邊2310靠近中央基準線L，且第一電極部231的側邊2310與導通孔21的側壁2003之間具有間距D4，具體而言，間距D4的範圍例如是介於30微米與50微米之間。由於透過印刷填孔製程將導電結構25(如銀膠、銅膠、金膠等)填滿於導通孔21、22內後，導電結構25會有對位與擴散等問題，倘若此間距D4小於30微米，可 能致使導通孔21、22內的氣體不易導出。倘若此間距D4大於50微米，則會因第一電極層23與導通孔21、22接觸面積較小，因而造成阻值偏高。
需特別說明的是，上述在圖3與圖4中均以導通孔21的開口2001為例進行說明，而導通孔22的開口2002與第一電極層23的第二電極部232之間的細部結構特徵與上述在圖3與圖4的描述相同，在此不贅述之。值得一提的是，露出於第一電極部231的部分開口2001的面積與露出於第二電極部232的部分開口的面積例如是相等或不相等，本發明不以此為限。
請參照圖5，其為本發明之另一實施例所述之電流導通元件的剖面示意圖。如圖5所示，本實施例所述之電流導通元件2a(例如過電流保護元件)與圖2所示之電流導通元件2類似，不同點在於，本實施例所述之導通孔21a、22a的部分開口2001a、2002a分別露出於第一電極層23a與第二電極層24a。具體來說，本實施例所述之第一電極層23a包括第一電極部231a與第二電極部232a。第二電極層24a包括第三電極部241a與第四電極部242a。導通孔21a的部分開口2001a、2002a分別露出於第一電極部231a與第三電極部241a，導通孔22a的部分開口2001a、2002a分別露出於第二電極部232a與第四電極部242a。第一電極層23a的第一電極部231a與第二電極部232a之間具有間隙D5。第二電極層24a 的第三電極部241a與第四電極部242a之間具有間隙D6。露出於第一電極層23a的部分開口2001a位於間隙D5中，而露出於第二電極層24a的部分開口2002a位於間隙D6中。本實施例所述之電流導通元件2a例如是過電流保護元件，因此，本實施例所述之電流導通元件2a無需配置如圖2所示之電阻層26以及保護層27，而其餘結構大致與圖2所示之電流導通元件2相同，在此不贅述之。
請參照圖6，其為本發明之另一實施例所述之電流導通元件的剖面示意圖。本實施例所述之電流導通元件2b(例如發光模組)與圖2所示之電流導通元件2類似，不同點在於，本實施例所述之電流導通元件2b包括發光元件29。在本實施例中，發光元件29設置於第二電極層24上，並藉由電導線290與第二電極層24電性連接，此發光元件29例如發光二極體，但本發明不以此為限。與圖2所示之電流導通元件2類似，本實施例所述之導通孔21、22的部分開口2001、2002露出於第一電極層23。本實施例所述之電流導通元件2b例如是發光模組，因此，本實施例所述之電流導通元件2b無需配置如圖2所示之電阻層26以及保護層27，其餘結構大致與圖2所示之電流導通元件2相同，在此不贅述之。
綜上所陳，本發明所述之電流導通元件因採用導通孔的部分第一開口露出於第一電極層的結構，使得導通孔內這些隙縫內的氣體在溫度瞬間增加的情況下能夠順利排 出，以避免導電結構自導通孔衝出，導致電極層或保護層剝落的情況發生。而本發明的技術手段除了應用於上述的過電流保護元件以及發光二極體封裝結構外，還可以廣泛的應用在具有與上述結構類似的各種被動元件上。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
2‧‧‧電流導通元件
20‧‧‧基板
21、22‧‧‧導通孔
23‧‧‧第一電極層
24‧‧‧第二電極層
25‧‧‧導電結構
26‧‧‧電阻層
27‧‧‧保護層
28‧‧‧過電流保護結構
201‧‧‧第一表面
202‧‧‧第二表面
231‧‧‧第一電極部
232‧‧‧第二電極部
2001、2002‧‧‧開口
D1、D2、D3‧‧‧間隙
L‧‧‧中央基準線
Z‧‧‧區域

Claims (15)

  1. 一種電流導通元件，包括：一基板，具有相對之一第一表面與一第二表面；一導通孔，貫穿於該基板，包括一第一開口與一第二開口，該第一開口位於該第一表面，該第二開口位於該第二表面；一電極層，包括一第一電極層與一第二電極層，該第一電極層配置於該基板之該第一表面，該第二電極層配置於該基板之該第二表面，該導通孔的部分該第一開口露出於該第一電極層；以及一導電結構，配置於該導通孔內並接觸於該電極層，該導電結構與該電極層形成一電流傳導路徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電流導通元件，其中該第一電極層包括一第一電極部與一第二電極部，該第一電極部與該第二電極部之間具有一第一間隙，該導通孔的部分該第一開口露出於該第一電極部，且露出的部分該第一開口位於該第一間隙內。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電流導通元件，更包括：一電阻層，配置於該基板的該第一表面並位於該第一間隙內；以及一保護層，覆蓋於該電阻層並位於該第一間隙內，且該第一電極部與該保護層之間具有一第二間隙，露出於該第一電極部的部分該第一開口分別位於該第二間隙內，該第一間隙包含該第二間隙。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電流導通元件，其中該第二電極層包括一第三電極部與一第四電極部，該第三電極部與該第四電極部之間具有一第四間隙，該導通孔的部分該第二開口露出於該第三電極部，且露出的部分該第二開口位於 該第四間隙內。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電流導通元件，更包括：一電阻層，配置於該基板的該第二表面並位於該第四間隙內；以及一保護層，覆蓋於該電阻層並位於該第四間隙內，且該第三電極部與該保護層之間具有一第五間隙，露出於該第三電極部的部分該第二開口位於該第五間隙內，該第四間隙包含該第五間隙。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電流導通元件，更包括：一過電流保護結構，配置於該第一電極層並位於該電流傳導路徑上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電流導通元件，更包括：一過電流保護結構，配置於該第二電極層並位於該電流傳導路徑上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電流導通元件，其中該基板具有一垂直通過該第一表面與該第二表面的中央基準線，該導通孔具有一靠近該中央基準線的側壁，該第一電極層具有一靠近該中央基準線的側邊，該側壁較該側邊靠近該中央基準線，且該側邊與該側壁之間具有一間距，該間距的範圍介於30微米與50微米之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電流導通元件，其中該導通孔的該第一開口的面積為A1，而露出於該第一電極層的部分該開口的面積為A2，且A2<1/2A1。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電流導通元件，其中該導通孔的該第一開口的面積為A1，而露出於該第一電極層的部分該開口的面積為A2，且0.05≦A2/A1<0.5。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之電流導通元件，其中該導電結構係以印刷填滿該導通孔，且該導電結構的材質包括 一銀膠、一銅膠、一金膠、一鎢膠、或一碳墨。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之電流導通元件，更包括一發光元件，配置於該電極層。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之電流導通元件，其中該發光元件包括一發光二極體。
  14. 一種電流導通元件，包括：一基板；一導通孔，貫穿於該基板並具有一開口，該開口的面積為A1；一電極層，配置於該基板，該導通孔的部分該開口露出於該電極層，露出於該電極層的部分該開口的面積為A2，且A2<1/2A1；以及一導電結構，配置於該導通孔內並接觸於該電極層，該導電結構與該電極層形成一電流傳導路徑。
  15. 一種電流導通元件，包括：一基板；一導通孔，貫穿於該基板並具有一開口，該開口的面積為A1；一電極層，配置於該基板，該導通孔的部分該開口露出於該電極層，露出於該電極層的部分該開口的面積為A2，且0.05≦A2/A1<0.5；以及一導電結構，配置於該導通孔內並接觸於該電極層，該導電結構與該電極層形成一電流傳導路徑。
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