专利名称：一种过电压保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电路保护装置，特别涉及一种利用电极放电方式对电路过电压进
行保护的过电压保护装置。
背景技术：
在电子通讯设备的线路中，为了避免因为电压异常或是因为静电放电 (Electro-Static Discharge, ESD)对于电子设备构成基板等组件的破坏而造成产品的损 失，电子设备中通常会装设可防止因异常电压而造成损坏的电子保护装置，而且，通常是利 用电容、电阻及电感等被动组件来做为控制。 有关静电放电保护装置，例如，瞬时电压抑制二极管(Transient VoltageSuppress Diode，TVSD)、积层式压敏电阻(Multi-Layer Varistor，MLV)等，提供来 作为线路保护设计用；而在线路设计上，业者也已应用如屏蔽(Shielding)保护、间隙放电 (Gap Discharge)、电容(C即acitor)充放电等各种不同方式，来解决静电放电保护的设计 问题。 对于各种各样的对静电放电保护设计的解决方案中，在印刷电路基板布局(PCB Layout)时，直接在静电放电保护装置设置点设计间隙放电电极的一种结构，并在印刷电路 基板制作的同时包含静电放电保护设计，这是成本较低的一种方式，也已被广泛的应用在 许多设计之中。 但是，间隙放电(Gap Discharge)保护的设计方式主要是利用尖端放电原理，其原 理是让过电压能量在一端的金属电极表面产生尖端放电现象，把电荷由一端金属电极，通 过两电极间之微小间隙(间隙内可填充低介电(lowk)物质)，跳跃到另一端接地的金属电 极，将电荷传导进入地线，达到保护的目的。 然而，在选择静电放电保护组件进行设计时，须考虑的重要参数包含组件尺寸、静 电容量值、保护效果如峰值电压(Peak Voltage)、箝制电压(Clamp Voltage)、以及可承 受最大静电压值(通常8K伏特即相当不错)等，其中，静电容量值为储存在该保护组件两 端金属电极间之电容量，影响该静电容量值的高低，主要与两端电极的形状，相对电极间之 面积，相对电极空隙间距以及填充于两电极空隙间之介质的介电常数(k)等因素有密不可 分的关系存在，但一般需求为组件之静电容量值愈低愈好。 当前，市场上的过电压保护装置一般都是通过减小电极空隙间距，并配合降低静 电容量值，以达到静电放电反应时间短的功效。而现在制作电极空隙，是以机械切割方式， 这种方式受限于静电放电能力的限制，所以要将此间隙的宽度尺寸做得很小，将会有无法 达成的问题，故无法有效配合降低静电容量值，来縮短静电放电反应时间。
发明内容为克服现有技术中过电压保护装置通过减小电极空隙间距並配合降低静电容量 值的做法常常无法有效来縮短静电放电反应时间，本实用新型提出一种过电压保护装置。
3[0009] 本实用新型为了实现其技术目的所采用的技术方案是一种过电压保护装置，包 括基板、金属层和绝缘层； 所述的基板至少有一个表面形成粗化表面； 所述的金属层为以化学镀覆于所述的粗化表面上，在金属层上形成第一电极图形 和第二电极图形，第一电极图形接地，第一电极图形上设置有超过一个第一放电电极结构， 第二电极图形上设置有相应的第二放电电极结构，第一放电电极结构和第二放电电极结构 边缘设置成有凹凸形状，第一放电电极结构和第二放电电极结构两两相对并相互利用放电 间隙隔离。 所述的绝缘层覆盖于金属层上。 为达到上述目的，本实用新型的过电压保护组件中金属层系以化学镀覆于粗化表 面上，且在该金属层上形成有第一、第二电极图形，且各电极图形并设有多个第一、第二放 电电极结构，而各第一、第二放电电极结构边缘系形成有凹凸形状，各第一、第二放电电极 结构系两两相对并相互隔离具有放电间隙，通过各第一、第二放电电极结构边缘之凹凸形 状和增加电极层厚度，可增加第一、第二放电电极结构间之相对接触面积，并配合降低其静 电容量值，以达到静电放电反应时间短的功效。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作较为详细的描述。
附图1为本实用新型实施例1基板示意图。 附图2为图1A-A截面图。 附图3为本实用新型实施例1基板和金属层结合示意图。 附图4为图3B-B截面图。 附图5为图3C放大图。 附图6为本实用新型实施例1基板、金属层和绝缘层结合截面图。 附图7为本实用新型实施例1加厚金属层示意图。 附图8为本实用新型实施例1封装截面图。 附图9为本实用新型实施例2封装截面图。
具体实施方式
实施例l，一种过电压保护装置，包括基板11、金属层12和绝缘层13。
本实施例中，基板11如附图1、附图2所示具有一个表面形成粗化表面111。本
实施例中基板11可以为环氧树脂含浸玻璃纤维、聚亚酰胺树脂及聚亚酰胺树脂含浸玻璃
纤维等及无机材料如陶瓷，并可使用机械刷磨、干式或湿式喷砂、电浆处理或化学微蚀处理
等工序，来形成粗化表面lll。 如附图3、附图4和附图5所示，金属层12为以化学镀覆于所述的粗化表面111 上，本处金属层12系以一般印刷电路板(PCB)成熟制程的化学镀覆于粗化表面上，并由贴 干膜、UV曝光、显影、蚀刻及剥膜等黄光微影技术，使该金属层12形成具有电极形状的图 形，该图形在本文件中称为电极图形，本实施例中，在金属层12上形成了两个隔离的电极 图形分别是第一电极图形121和第二电极图形122，第一电极图形121接地，且第一电极图形121上设置有三个第一放电电极结构124，第二电极图形122上设置有三个第二放电电极 结构125，各第一放电电极结构124、第二放电电极结构125边缘系形成有凹凸形状123，且 每两个两两相对并相互隔离具有放电间隙126。本实施例中在放电间隙126内填充有低介 电常数的物质。如空气、氮气或惰性气体。所述的惰性气体一般使用氦气或氩气。 本实施例中，第一放电电极结构124和第二放电电极结构125边缘之凹凸形状 123，可增加第一放电电极结构124和第二放电电极结构125间之相对接触面积，并配合降 低其静电容量值，以达到静电放电反应时间短之功效，本实施例利用增加第一放电电极结 构124和第二放电电极结构125之厚度，如图7所示，来增加第一放电电极结构124和第二 放电电极结构125间之相对接触面积，并配合降低其静电容量值，亦可达到静电放电反应 时间短之功效。 本实施例的绝缘层13如附图6所示，该绝缘层13覆盖于金属层12上，而该绝缘 层13设有第一保护层131及第二保护层132，可利用印刷方式设置于金属层12上。 另外，本实施例中基板11两端可进一步设有侧边导电层14进行封装，如附图8所 示，该侧边导电层14与金属层的第一电极图形121和第二电极图形122形成接触连接，在 该第一电极图形121和第二电极图形122表面形成线路层15，该线路层15系由第一电极图 形121和第二电极图形122表面朝侧边导电层14延伸至基板11底面。 实施例2、如图9所示本实施例与实施例1基本相似，只是本实施例中该基板11 另一表面亦形成有粗化表面lll，该粗化表面111上依序形成有金属层12以及绝缘层13， 而基板11上、下表面之第一电极图形121和第二电极图形122则由侧边导电层14构成并 联连接。 值得一提的是，本实用新型所呈现的过电压保护装置较现有技术中的其它过电保 护装置具有下列优点 1、本实用新型实施例中将基板上设置粗化表面有利于基板与金属层之结合，而不 需另外设置种子层或接着层。 2、采用一般印刷电路板(PCB)成熟生产工艺，化学镀膜金属化的方式于基板上设 置金属层，而不使用现有的厚膜印刷或真空镀膜方式，故不会有印刷精度难控制、需高温烧 结以及真空镀膜设备投资成本高等缺点。 3、采用黄光微影技术形成电极图形及放电电极结构，可控制两放电电极结构间之
放电间隙，并可轻易形成不规则形状(例如边缘之凹凸形状)，以增加两放电电极结构间之
相对接触面积，并配合降低其静电容量值，以达到静电放电反应时间短的功效。 4、可再采用一般印刷电路板(PCB)成熟工艺的化学镀膜或电镀镀膜方式形成厚
度较厚的金属层，使得经由后续黄光微影工艺后所形成的放电电极结构厚度增厚，亦可增
加两放电电极结构间之相对接触面积，并配合降低其静电容量值，以达到静电放电反应时
间短之功效。
权利要求一种过电压保护装置，包括基板、金属层和绝缘层；其特征在于所述的基板(11)至少有一个表面形成粗化表面(111)；所述的金属层(12)为以化学镀覆于所述的粗化表面(111)上，在所述的金属层(12)上形成第一电极图形(121)和第二电极图形(122)，第一电极图形(121)接地，第一电极图形(121)上设置有超过一个第一放电电极结构(124)，第二电极图形(122)上设置有相应的第二放电电极结构(125)，第一放电电极结构(124)和第二放电电极结构(125)边缘设置成有凹凸形状(123)，第一放电电极结构(124)和第二放电电极结构(125)两两相对并相互利用放电间隙(126)隔离；所述的绝缘层(13)覆盖于金属层上。
2. 根据权利要求l所述的过电压保护装置，其特征在于所述的放电间隙(126)内填 充有低介电常数的物质。
3. 根据权利要求2所述的过电压保护装置，其特征在于所述的低介电常数物质可为 空气、氮气或惰性气体。
4. 根据权利要求3所述的过电压保护装置，其特征在于所述的惰性气体为氦气或氩 >气。
5. 根据权利要求l所述的过电压保护装置，其特征在于所述的绝缘层(13)设有第一保护层(131)和第二保护层(132)。
6. 根据权利要求1所述的过电压保护装置，其特征在于所述的基板两端进一步设有侧边导电层(14)，所述的侧边导电层(14)与所述的金属层的第一电极图形(121)和第二电 极图形(122)形成接触连接。
7. 根据权利要求6所述的过电压保护装置，其特征在于在所述的第一极图形(121) 和第二电极图形(122)表面形成有线路层(15)。
8. 根据权利要求7所述的过电压保护装置，其特征在于所述的线路层(15)由第一电 极图形(121)和第二电极图形(122)表面朝向侧边导电层延伸至基板底面。
9. 根据权利要求1至9中任一权利要求所述的过电压保护装置，其特征在于所述的 基板(11)两个表面均形成粗化表面(lll)，所述的粗化表面(111)均依序形成金属层(12) 和绝缘层(13)。
专利摘要本实用新型提供了一种过电压保护装置，包括至少有一个表面形成粗化表面的基板、金属层和覆盖于金属层上的绝缘层。金属层形成两个电极图形，每个电极图形上设置有多个放电电极结构，各放电电极结构边缘系形成有凹凸形状。本实用新型通过增加各放电电极结构边缘的凹凸形状和电极层之厚度，可增加两放电电极结构间之相对接触面积，并配合降低其静电容量值，以达到静电放电反应时间短的功效。
文档编号H02H9/04GK201549884SQ200920205620
公开日2010年8月11日 申请日期2009年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者颜琼章, 颜睿志 申请人:颜琼章;颜睿志