TWI582798B - 過電壓保護封裝結構及其製作方法 - Google Patents

Description

過電壓保護封裝結構及其製作方法

本發明係有關於一種過電壓保護封裝結構及其製作方法，尤指一種先設置一磷酸鹽系保護層於過電壓保護單元表面再形成一端電極單元於過電壓保護單元上之過電壓保護封裝結構及其製作方法。

首先，請參閱圖1至圖4所示，習知的過電壓保護封裝結構Q之製作方法大部分會先在變組器本體V的兩端分別設置第一電極層C1(如圖2所示)，接著，再於兩端的第一電極層C1之間設置一保護層P(如圖3所示)，以避免變組器本體V於之後的電鍍製程中受到電鍍液的腐蝕。最後，再形成一包覆的一第一電極層C1的第二電極層C2(如圖4所示)。

然而，習知的過電壓保護封裝結構Q之第一電極層C1之形成方式則必須通過印刷、沾塗、滾塗、噴塗的方式成型或燒結成型。隨後，再藉由形成一保護層P以保護變組器本體V在後續電鍍一第二電極層C2的步驟中，避免電鍍液腐蝕變組器本體V。藉此，習知所提供的過電壓保護封裝結構Q的整體製作過程較為繁複，使得製程效率不彰。

因此，如何提供一種過電壓保護封裝結構及過電壓保護封裝結構的製作方法，以克服上述的缺失，已然成為該項事業所欲解決的重要課題之一。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種過電壓保護封裝結構及過電壓保護封裝結構的製作方法，以提升過電壓保護封裝結構的製程效率。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一實施例係提供一種過電壓保護封裝結構，其包括一過電壓保護單元、一磷酸鹽系保護層以及一端電極單元。所述過電壓保護單元具有一絕緣封裝體、多個第一聯外導電層以及多個第二聯外導電層，其中每一個所述第一聯外導電層具有一從所述絕緣封裝體的一第一側端裸露而出的第一外露側端，每一個所述第二聯外導電層具有一從所述絕緣封裝體的一第二側端裸露而出的第二外露側端。所述磷酸鹽系保護層包覆整個所述過電壓保護單元，而只裸露出每一個所述第一聯外導電層的所述第一外露側端及每一個所述第二聯外導電層的所述第二外露側端。所述端電極單元包括一包覆所述過電壓保護單元的一第一側端部的第一電極單元及一包覆所述過電壓保護單元的一第二側端部的第二電極單元，其中所述第一電極單元及所述第二電極單元分別電性接觸所述第一聯外導電層的所述第一外露側端及所述第二聯外導電層的所述第二外露側端。

本發明另外一實施例所提供的一種過電壓保護封裝結構的製作方法，其包括提供一過電壓保護單元，其中所述過電壓保護單元具有一絕緣封裝體、多個第一聯外導電層以及多個第二聯外導電層，每一個所述第一聯外導電層具有一從所述絕緣封裝體的一第一側端裸露而出的第一外露側端，每一個所述第二聯外導電層具有一從所述絕緣封裝體的一第二側端裸露而出的第二外露側端；形成一磷酸鹽系保護層，以包覆整個所述過電壓保護單元，而只裸露出每一個所述第一聯外導電層的所述第一外露側端及每一個所述第二聯外導電層的所述第二外露側端；以及形成一端電極單元，其中所述端電極單元包括一包覆所述過電壓保護單元的 一第一側端部的第一電極單元及一包覆所述過電壓保護單元的一第二側端部的第二電極單元，所述第一電極單元及所述第二電極單元分別電性接觸所述第一聯外導電層的所述第一外露側端及所述第二聯外導電層的所述第二外露側端。

本發明的有益效果可以在於，本發明實施例所提供的過電壓保護封裝結構及過電壓保護封裝結構的製作方法，其可通過「磷酸鹽系保護層包覆整個所述過電壓保護單元，而只裸露出每一個所述第一聯外導電層的所述第一外露側端及每一個所述第二聯外導電層的所述第二外露側端」的設計，以避免在電鍍端電極單元於過電壓保護單元的步驟中受到電鍍液之腐蝕，同時可提升過電壓保護封裝結構的整體製程效率。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

Z,Z’,Q‧‧‧過電壓保護封裝結構

1‧‧‧過電壓保護單元

11‧‧‧絕緣封裝體

111‧‧‧第一側端

112‧‧‧第二側端

113‧‧‧頂端表面

114‧‧‧底端表面

12‧‧‧第一聯外導電層

121‧‧‧第一外露側端

122‧‧‧第一內埋側端

13‧‧‧第二聯外導電層

131‧‧‧第二外露側端

132‧‧‧第二內埋側端

14‧‧‧第一側端部

15‧‧‧第二側端部

2‧‧‧磷酸鹽系保護層

3,3’‧‧‧端電極單元

31,31’‧‧‧第一電極單元

311,311’‧‧‧第一導電層

312,312’‧‧‧第二導電層

313‧‧‧第三導電層

32,32’‧‧‧第二電極單元

321,321’‧‧‧第一導電層

322,322’‧‧‧第二導電層

323‧‧‧第三導電層

S1,S2‧‧‧粗化表面

V‧‧‧變組器本體

P‧‧‧保護層

C1‧‧‧第一電極層

C2‧‧‧第二電極層

圖1為習知技術第一步驟的示意圖。

圖2為習知技術第二步驟的示意圖。

圖3為習知技術第三步驟的示意圖。

圖4為習知技術第四步驟的示意圖。

圖5為本發明第一實施例及第二實施例的過電壓保護封裝結構的製作方法的流程示意圖。

圖6為本發明第一實施例的步驟S102的剖面示意圖。

圖7為本發明第一實施例的步驟S104的剖面示意圖。

圖8為本發明第一實施例的步驟S106的其中一剖面示意圖。

圖9為本發明第一實施例的步驟S106的另外一剖面示意圖。

圖10為本發明第一實施例的步驟S106的再一剖面示意圖。

圖11為本發明第一實施例過電壓保護封裝結構的剖面示意圖。

圖12為本發明第二實施例的步驟S106的剖面示意圖。

以下是通過特定的具體實例來說明本發明所揭露有關「過電壓保護封裝結構及其製作方法」的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容瞭解本發明的優點與功效。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。另外，本發明的圖式僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，先予敘明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所揭示的內容並非用以限制本發明的技術範疇。

〔第一實施例〕

請參閱圖5至圖9所示，圖5為本發明實施例的過電壓保護封裝結構Z的製作方法的流程示意圖。本發明第一實施例所提供的一種過電壓保護封裝結構Z的製作方法，其至少包括下列幾個步驟： 首先，配合圖5及圖6所示，並參照步驟S102所述：提供一過電壓保護單元1，其中過電壓保護單元1具有一絕緣封裝體11、多個第一聯外導電層12以及多個第二聯外導電層13，每一個第一聯外導電層12具有一從絕緣封裝體11的一第一側端111裸露而出的第一外露側端121。每一個第二聯外導電層13具有-一從絕緣封裝體11的一第二側端112裸露而出的第二外露側端131。

舉例來說，如圖6所示，絕緣封裝體11可具有一第一側端111、一相對於第一側端111的第二側端112、一頂端表面113、及一相對於頂端表面113的底端表面114。絕緣封裝體11可以為一由氧化鋅為主的金屬氧化物或是氧化鋁所組成，其中該絕緣封裝體11可以由習知陶瓷燒結成型技術等製程再加入其他金屬氧化物為添加物，並經過習知之陶瓷材料高溫燒結成型技術成型。

接著，多個第一聯外導電層12及多個第二聯外導電層13可 以設置於絕緣封裝體11中，第一聯外導電層12具有一從絕緣封裝體11的第一側端111裸露而出的第一外露側端121及一內埋於絕緣封裝體11的第一內埋側端122。第二聯外導電層13則具有一從絕緣封裝體11的第二側端112裸露而出的第二外露側端131及一內埋於絕緣封裝體11的第二內埋側端132。另外，舉例來說，第一聯外導電層12及第二聯外導電層13可都為銀層(Ag)或可都為包含銀(Ag)及鈀(Pd)的合金層，然本發明不以此為限。亦即，在其他實施態樣中，第一聯外導電層12及第二聯外導電層13也可為銅(Cu)、金(Au)、或鉑(Pt)...等，亦可含適量的玻璃質。

承上述，請同時參閱圖5及圖7所示，並參照步驟S104所述：形成一磷酸鹽系保護層2，以包覆整個過電壓保護單元1，由於磷酸鐵與磷酸鋅並不會與銀或鈀金屬產生反應，因此自然僅裸露出每一個第一聯外導電層12的第一外露側端121及每一個第二聯外導電層13的第二外露側端131。換言之，磷酸鹽系保護層2可覆蓋過電壓保護單元1的頂端表面113、底端表面114、第一側端111、及第二側端112，而只有露出第一聯外導電層12的第一外露側端121及第二聯外導電層13的第二外露側端131，以使得第一外露側端121及第二外露側端131可以分別與後續步驟中所形成的第一電極單元31及第二電極單元32電性連接。另外，舉例來說，磷酸鹽系保護層2可為一磷酸鹽鋅保護層或一磷酸鹽鐵保護層，然本發明不以此為限。值得說明的是，磷酸鹽系保護層2可通過浸漬(dipping)之方式形成於過電壓保護單元1上，以包覆過電壓保護單元1。

進一步而言，以磷酸鹽鋅保護層為例，可先藉由過渡元素離子之添加(例如鐵離子)，以取代部分磷酸鋅中的鋅離子而形成保護層之後，再藉由約600至900℃之熱處理以強化結晶性，使得在後續形成端電極單元3於過電壓保護單元1上的步驟中，保護絕緣封裝體11不受到電鍍溶液所腐蝕。

值得說明的是，以本發明實施例而言，磷酸鹽系保護層2形成於過電壓保護單元1上之方式，可先將磷酸鹽系溶液保持於高溫度下以形成一過飽和溶液，使得磷酸鹽系沈澱物可以被析出，之後再將磷酸鹽系沈澱物沈積於過電壓保護單元1上。接著再藉由熱處理之步驟以強化磷酸鹽系保護層2的結晶性。

承上述，請同時參閱圖5及圖8至圖10所示，並參照步驟S106所述：形成一端電極單元3，其中端電極單元3可包括一用於包覆過電壓保護單元1的一第一側端部14的第一電極單元31及一用於包覆過電壓保護單元1的一第二側端部15的第二電極單元32。值得說明的是，由於在前述步驟S104中磷酸鹽系保護層2沒有覆蓋在第一聯外導電層12的第一外露側端121及第二聯外導電層13的第二外露側端131，因此，當第一電極單元31及第二電極單元32分別包覆且設置於過電壓保護單元1的第一側端部14及第二側端部15上時，第一電極單元31及第二電極單元32可分別電性接觸第一聯外導電層12的第一外露側端121及第二聯外導電層13的第二外露側端131。

進一步來說，以本發明實施例而言，在形成端電極單元3的步驟中，可通過電鍍之方式將第一電極單元31及第二電極單元32分別設置於過電壓保護單元1的第一側端部14及第二側端部15上。舉例來說，第一電極單元31可包括一包覆過電壓保護單元1的第一側端部14的第一導電層311、一完全包覆第一導電層311的第二導電層312、以及一完全包覆第二導電層312的第三導電層313。另外，第二電極單元32也可包括一包覆過電壓保護單元1的第二側端部15的第一導電層321、一完全包覆第一導電層321的第二導電層322、以及一完全包覆第二導電層322的第三導電層323。

較佳地，以本發明第一實施例而言，第一導電層(311,321)可為銀層(Ag)，第二導電層(312,322)可為鎳層(Ni)，第三導電層(313, 323)可為錫層(Sn)，然本發明不以此為限。具體而言，如圖8所示，可先在過電壓保護單元1的第一側端部14及第二側端部15上藉由電鍍方式形成一銀層，而為了增加銀層及錫層之間的結合力，可如圖9所示，形成一包覆銀層的鎳層之後，在如圖10所示，形成一包覆鎳層的錫層。

接著，當端電極單元3成形於過電壓保護單元1的第一側端部14及第二側端部15之後，可施行一除去設置於過電壓保護單元1頂端表面113及底端表面114且裸露於第一電極單元31及第二電極單元32外的磷酸鹽系保護層2的步驟。使得過電壓保護單元1的頂端表面113表面及底端表面114表面重現。舉例來說，可藉由有機酸或無機酸將設置於前述位置的磷酸鹽系保護層2去除。藉此，經由上述步驟所完成的過電壓保護封裝結構Z，其過電壓保護單元1的部分頂端表面113、部分底端表面114、第一側端111、及第二側端112上都還具有磷酸鹽系保護層2覆蓋。換言之，經過除去部分的磷酸鹽系保護層2的步驟後所形成的過電壓保護封裝結構Z，磷酸鹽系保護層2將包覆整個過電壓保護單元1，而只裸露出每一個第一聯外導電層12的第一外露側端121、每一個第二聯外導電層13的第二外露側端131、位於第一電極單元31及第二電極單元32之間的一頂端表面113及第一電極單元31及第二電極單元32之間的一底端表面114。值得說明的是，在除去部分的磷酸鹽系保護層2的步驟後，可再形成一有機塗膜(圖未繪示)以保護過電壓保護單元1。另外，舉例來說，有機塗膜可為亞克利酸聚合物、聚酯聚合物，環氧樹酯聚合物或其它可作為保護層之有機聚合物，以及含有其它不溶性粉體及適量添加物之組成。

另外，值得一提的是，在其他實施態樣中，當端電極單元3成形於過電壓保護單元1的第一側端部14及第二側端部15之後，也可不除去部分的磷酸鹽系保護層2，而是直接在裸露於第一電極 單元31及第二電極單元32外的磷酸鹽系保護層2上形成一有機塗膜，以保護過電壓保護單元1。

須注意的是，以本發明第一實施例而言，可以在施行完步驟S106後即停止，也可以在除去部分的磷酸鹽系保護層2的步驟後停止，或是在形成一有機塗膜的步驟後停止，本發明不以此為限。

〔第二實施例〕

首先，請參閱圖10及圖12，由圖10與圖12的比較可之，第二實施例與第一實施例最大的差別在於，第二實施例所提供的過電壓保護封裝結構Z’在進行步驟S106：形成一端電極單元3’，其中端電極單元3’可包括一用於包覆過電壓保護單元1的一第一側端部14的第一電極單元31’及一用於包覆過電壓保護單元1的一第二側端部15的第二電極單元32’的步驟中，可通過電鍍之方式將第一電極單元31’及第二電極單元32’分別設置於過電壓保護單元1的第一側端部14及第二側端部15上。

具體而言，以本發明第二實施例來說，第一電極單元31’可包括一包覆過電壓保護單元1的第一側端部14的第一導電層311’及一完全包覆第一導電層311’的第二導電層312’。另外，第二電極單元32’也可包括一包覆過電壓保護單元1的第一側端部14的第一導電層321’及一完全包覆第一導電層321’的第二導電層322’。換言之，可先藉由電鍍方式將一第一導電層(311’,321’)分別設置於過電壓保護單元1的第一側端部14及第二側端部15上，之後再形成一第二導電層(312’,322’)。值得說明的是，以第二實施例而言，為增加第一導電層(311’,321’)及第二導電層(312’,322’)之間的結合力，第一導電層(311’,321’)為經過酸洗處理之表面粗化之銀層，第二導電層(312’,322’)為錫層。藉此，設置於第一側端部14及第二側端部15上的第一導電層(311,321)，可分別具有一粗化表面(S1,S2)。

須說明的是，第二實施例所提供的過電壓保護封裝結構Z’的 其他結構與前述第一實施例所提供的過電壓保護封裝結構Z相仿，在此容不再贅述。

〔實施例的可行功效〕

綜上所述，本發明的有益效果可以在於，本發明實施例所提供的過電壓保護封裝結構(Z,Z’)及過電壓保護封裝結構(Z,Z’)的製作方法，其可通過「磷酸鹽系保護層2包覆整個過電壓保護單元1，而只裸露出每一個第一聯外導電層12的第一外露側端121及每一個第二聯外導電層13的第二外露側端131」的設計，以避免在電鍍端電極單元3於過電壓保護單元1的步驟中受到電鍍液之腐蝕，同時可提升過電壓保護封裝結構Z的整體製程效率。

以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。

Z‧‧‧過電壓保護封裝結構

1‧‧‧過電壓保護單元

11‧‧‧絕緣封裝體

111‧‧‧第一側端

112‧‧‧第二側端

113‧‧‧頂端表面

114‧‧‧底端表面

12‧‧‧第一聯外導電層

121‧‧‧第一外露側端

122‧‧‧第一內埋側端

13‧‧‧第二聯外導電層

131‧‧‧第二外露側端

132‧‧‧第二內埋側端

14‧‧‧第一側端部

15‧‧‧第二側端部

2‧‧‧磷酸鹽系保護層

3‧‧‧端電極單元

31‧‧‧第一電極單元

311‧‧‧第一導電層

312‧‧‧第二導電層

313‧‧‧第三導電層

32‧‧‧第二電極單元

321‧‧‧第一導電層

322‧‧‧第二導電層

323‧‧‧第三導電層

Claims (10)

1. 一種過電壓保護封裝結構，其包括：一過電壓保護單元，所述過電壓保護單元具有一絕緣封裝體、多個第一聯外導電層以及多個第二聯外導電層，其中每一個所述第一聯外導電層具有一從所述絕緣封裝體的一第一側端裸露而出的第一外露側端，每一個所述第二聯外導電層具有一從所述絕緣封裝體的一第二側端裸露而出的第二外露側端；一磷酸鹽系保護層，所述磷酸鹽系保護層包覆整個所述過電壓保護單元，而只裸露出每一個所述第一聯外導電層的所述第一外露側端及每一個所述第二聯外導電層的所述第二外露側端；以及一端電極單元，所述端電極單元包括一包覆所述過電壓保護單元的一第一側端部的第一電極單元及一包覆所述過電壓保護單元的一第二側端部的第二電極單元，其中所述第一電極單元及所述第二電極單元分別電性接觸所述第一聯外導電層的所述第一外露側端及所述第二聯外導電層的所述第二外露側端。
2. 如請求項1所述的過電壓保護封裝結構，其中所述磷酸鹽系保護層也裸露出位於所述第一電極單元及所述第二電極單元之間的一頂端表面及所述第一電極單元及所述第二電極單元之間的一底端表面。
3. 如請求項1所述的過電壓保護封裝結構，其中所述第一聯外導電層及所述第二聯外導電層都為銀層或包含銀及鈀的合金層。
4. 如請求項1所述的過電壓保護封裝結構，其中所述磷酸鹽系保護層為一磷酸鹽鋅保護層或一磷酸鹽鐵保護層。
5. 如請求項1所述的過電壓保護封裝結構，其中所述第一電極單 元包括一包覆所述過電壓保護單元的所述第一側端部的第一導電層及一完全包覆所述第一導電層的第二導電層。
6. 如請求項5所述的過電壓保護封裝結構，其中所述第一導電層為表面粗化過的銀層，所述第二導電層為錫層。
7. 如請求項1所述的過電壓保護封裝結構，其中所述第一電極單元包括一包覆所述過電壓保護單元的所述第一側端部的第一導電層、一完全包覆所述第一導電層的第二導電層、以及一完全包覆所述第二導電層的第三導電層。
8. 如請求項7所述的過電壓保護封裝結構，其中所述第一導電層為銀層，所述第二導電層為鎳層，所述第三導電層為錫層。
9. 一種過電壓保護封裝結構的製作方法，其包括：提供一過電壓保護單元，其中所述過電壓保護單元具有一絕緣封裝體、多個第一聯外導電層以及多個第二聯外導電層，每一個所述第一聯外導電層具有一從所述絕緣封裝體的一第一側端裸露而出的第一外露側端，每一個所述第二聯外導電層具有一從所述絕緣封裝體的一第二側端裸露而出的第二外露側端；形成一磷酸鹽系保護層，以包覆整個所述過電壓保護單元，而只裸露出每一個所述第一聯外導電層的所述第一外露側端及每一個所述第二聯外導電層的所述第二外露側端；以及形成一端電極單元，其中所述端電極單元包括一包覆所述過電壓保護單元的一第一側端部的第一電極單元及一包覆所述過電壓保護單元的一第二側端部的第二電極單元，所述第一電極單元及所述第二電極單元分別電性接觸所述第一聯外導電層的所述第一外露側端及所述第二聯外導電層的所述第二外露側端。
10. 如請求項9所述的過電壓保護封裝結構的製作方法，其中所述磷酸鹽系保護層是通過浸漬(dipping)的方式包覆所述過電壓保 護單元，所述第一電極單元是通過電鍍的方式包覆所述過電壓保護單元的該第一側端部，所述第二電極單元是通過電鍍的方式包覆所述過電壓保護單元的所述第二側端部。