TWM377783U - Improved structure of overvoltage protection device - Google Patents

Description

M377783 I Λ 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係提供一種過電壓保護元件結構改良，尤於— 種可增加各放電電極結構間之相對接觸面積，以降低^電 容量值之過電壓保護元件結構改良。 【先前技術】 在電子通訊設備之線路中，為了避免因為電壓異常^ •是因為靜電放電（Electro-Static Discharge，ESD)對於電 子設備構成基板等元件的破壞而造成產品的損失，電子1 備中通常會裝設可防止因異常電壓而造成損壞之電子保護 元件，而且，通常是利用電容、電阻及電感等被動元件來 做為控制。 有關靜電放電保護元件’例如，暫態電壓抑制二極體 (Transient Voltage Suppress Diode, TVSD)元件、積層 式壓敏電阻（Multi-Layer Varistor，MLV)元件等，提供來 # 作為線路保護設計之用；而在線路設計上，業者也已應用 如屏蔽（Shielding)保護、間隙放電（Gap Discharge)、電 容（Capacitor)之充放電等各種不同方式，來解決靜電放電 保護的設計問題。 於諸多對靜電放電保護設計的解決對策之中，於印刷 電路基板佈局（PCB Layout)時’直接於靜電放電保護設置 點設計間隙放電電極結構’並於印刷電路基板製作之同時 包含靜電放電保護設計者，乃是成本較低的方式，也已被 廣泛的應用在許多設計之中。 3 M377783 而間隙放電（Gap Discharge)保護的設計方式主要是 利用尖端放電原理，其原理是讓過電壓能量在一端之金屬 電極表面產生尖端放電現象，把電荷由一端金屬電極，通 過兩電極間之微小間隙（間隙内可填充低介電（low k)物 質），跳躍到另一端接地之金屬電極，將電荷傳導進入地 線，達到保護的目的。 然而，在選擇靜電放電保護元件進行設計時，須考量 的重要參數包含元件尺寸、靜電容量值、保護效果【如峰 值電壓（Peak Voltage)、箝制電壓（Clamp Voltage)】、以 及可承受最大靜電壓值（通常8K伏特即相當不錯）等，其 中，靜電容量值為儲存在該保護元件兩端金屬電極間之電 容量，影響該靜電容量值的高低，主要與兩端電極之形狀， 相對電極間之面積，相對電極空隙間距以及填充於兩電極 空隙間之介質的介電常數（k)等因素有密不可分的關係存 在，但一般需求為元件之靜電容量值愈低愈好。 一般業界多藉由降低電極空隙間距，來降低其靜電容 量值，而習有該電極空隙之製作，係以機械切割方式為之， 而受限於靜電放電製程能力的限制，所以要將此一間隙的 寬度尺寸做得很小，會有無法達成的問題，故無法有效降 低靜電容量值。 【新型内容】 本創作之主要目的即係在提供一種過電壓保護元件結 構改良，尤指一種可增加各放電電極結構間之相對接觸面 積，以降低靜電容量值之過電壓保護元件結構改良。 為達上述目的，本創作之過電壓保護元件至少包含 4 M377783 ί面層以及絕緣層’該基板一表面係形成粗化 =面^金屬m㈣職序設置於餘化表面 ㈣屬層係以化學鍍覆於粗化表面上，且該金 曰亚形成有第一、第二電極圖形，而各第一、 圖形ΐ緣=成有凹凸形狀，且各電極㈣並設有複數第 兩』L 極結構’各第一、第二放電電極結構係兩 兩相對並相互隔離具有放電_，藉由各第— 圖形邊緣之凹凸形狀和電極層之厚度，可掸加

放電電極結構間之相對接觸面積，以降低其9靜電容量值第 【實施方式】 圖式及實施例之詳細說明 本創作之特點，可參閲本案 而獲得清楚地瞭解。 ’其中，該過電壓 本創作「過電壓保護元件結構改良」 保護元件，其至少包含有： 一基板11，該基板11 一表面係形成粗化表面111，該 以為環氧㈣含浸玻賴維、聚㈣胺樹脂及聚 亞1胺树脂含浸玻璃纖料及無機㈣如陶{，並可使用 機械刷磨、乾式或濕式切、㈣處理或化學微银處理等 工序，來形成粗化表面m，如第一圖所示； 金屬層12,該金屬層12係以一般印刷電路板之化 學鑛覆於粗化表面U1上，如第二圖所示，並藉由貼乾膜、 UV曝光、顯影、蝕刻及剝膜等黃光微影技術，使該金屬層 12並形成有第一、第二電極圖形12卜122，而各第一、第 一電極圖形121、122邊緣係形成有凹凸形狀123，請同時 參閱第三圖所示’且各電極圖形m、122並設有複數第 5 劁77783

I :、第二放電電極結構124、125，各第一、第二放電電極 '、、《構124、125係兩兩相對並相互隔離具有放電間隙126 ; 兩電極隔離之放電間隙126内可填充低介電常數（1〇w k)物質，該低介電常數物質可為空氣，或是進一步選擇惰 性氣體之填充，該填充惰性氣體可為氦氣或氮氣； 一絕緣層13，該絕緣層13係覆蓋於金屬層12上，而 該屺緣層13係設有第一保護層131及第二保護層丨32，可 利用印刷方式設置於金屬層12上。 其中，各第一、第二電極圖形121、122邊緣之凹凸形 狀123 ’可增加第一、第二放電電極結構124、125間之相 對接觸面積’以降低其靜電容量值，更可利用增加第一、 第二放電電極結構124、125之厚度，如第五圖所示，來辦 加第-、第二放電電極結構124、125間之相對接觸面積曰， 亦可降低其靜電容量值。 a再者，該基板11兩端可進一步設有侧邊導電層Μ， 如第六圖所示，該側邊導電層14係與金屬層之第一、第二

電極圖形12卜122形成接觸連接，該第―、第二電極圖= 12卜122表面形成線路層15，該線路層15係由第一、負 二電極圖形121、122表面朝側邊導電層14延伸至基板工 底面。

卜另外’該基板11另一表面亦形成有粗化表φ 1U，如 第七圖所示，該粗化表面111上依序形成有金屬層12 絕緣層13’而基板11上、下表面之第一、第二電極_ 12卜122則藉由側邊導電層14構成並聯連接。 J 值得一提的是，本創作之過電壓保護 較於習有係具有下列優點： 元件結構改良相 6 M377783 1、 本創作藉由粗化表面有利於基板與金屬層之結合， 而不需另外設置種子層或接著層。 2、 採用一般印刷電路板（PCB)成熟製程之化學鍍膜金 屬化之方式於基板上設置金屬層，而非使用習有之厚膜印 刷或真空鍍膜方式，故不會有印刷精度難控制、需高溫燒 結以及真空鍍膜設備投資成本高等缺點。 3、 藉由黃光微影技術形成電極圖形及放電電極結構， 可控制兩放電電極結構間之放電間隙，並可輕易形成不規 則形狀（例如邊緣之凹凸形狀），以增加兩放電電極結構間 之相對接觸面積，並降低其靜電容量值。- 4、 可再藉由一般印刷電路板（PCB)成熟製程之化學鍍 膜或電鍍鍍膜方式形成厚度較厚之金屬層，使得經由後續 黃光微影製程後所形成之放電電極結構厚度增厚，亦可增 加兩放電電極結構間之相對接觸面積，以降低其靜電容量 值。 本創作之技術内容及技術特點已揭示如上，然而熟悉 本項技術之人士仍可能基於本創作之揭示而作各種不背離 本案創作精神之替換及修飾。因此，本創作之保護範圍應 不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本創作之替 換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 第一圖係為本創作中基板之結構示意圖。 第二圖係為本創作中基板上設置金屬層之結構示意圖。 第三圖係為本創作中凹凸形狀之結構放大示意圖。 第四圖係為本創作中金屬層上設置絕緣層之結構示意圖。 7 M377783 第五圖係為本創作t第…第二電極圖形厚度加厚之結構 , 示意圖。 第圖係為本創作中過電壓保護元件之結構示意圖。 第七圖係為本創作中過電壓保護元件另—實施例之結構示 意圖。 【主要元件代表符號說明】 基板11 粗化表面111 金屬層12 第一電極圖形121 第二電極圖形122 凹凸形狀123 第一放電電極結構124 第二放電電極結構125 放電間隙126 絕緣層13 第一保護層131 第二保護層132 側邊導電層14 線路層15

Claims (1)

1. 剽77783 六、申請專利範圍： 二一種過保護元件結構改良，其至少包含有· 基板，该基板一表面係形成粗化表面； 屬層，該金屬層係以化學錢覆於粗化表面上，且 =金屬層並形成有第―、第二電_形， 成相凸形狀’且各電極 第; 係兩兩相對並相互隔離具㈣電間隙放電電極結構 一絕緣層，該絕緣層係覆蓋於金屬層上。 2、 如請求項！所述之過電㈣護元件結構改良，盆 中，该隔離之放電_内可填充低介電常數物質。'、 3、 如請求項！所述之過電壓保護元件結構改良，1 中〜低介電常數物f可為空氣或惰性氣體。 ’、 中所狀過電壓倾元件結構改良，其 :氣放電間隙内可填充惰性氣體，該惰性氣體可 中1所述之過電壓保護元件結構改良，其 中…邑，，象層係設有第一保護層及第二保護層。 6、如請求項丨所述之過電壓倾元件^構改良，其 係與進:步^有側邊導電層’該側邊導電層 a 、第一電極圖形形成接觸連接。 中二、C所述之過電壓保護元件結構改良，其 上弟一電極圖形表面形成有線路層。 中，:二’/二7第:述護元件結構改良，其 第 第電極圖形表面朝向側邊導電 9