专利名称：低温共烧陶瓷的静电放电保护装置及其制造方法
技术领域：
本发明系关于静电放电保护装置及其制造方法，特别是关于一种低温共烧陶瓷的静电放电保护装置及其制造方法。
背景技术：
过电压保护或放电保护组件已被广泛应用于各种电子产品的电路中，用以保护或避免由于电压异常或是静电放电(Electro-Static Discharge ESD)而造成对于电子产品内组件的破坏，使得电子产品故障或寿命縮短。尤其是关于ESD的保护设计，已经成为电子产品的基本共通要求。
为了使得电子产品符合对于ESD的承受能力，业界已开发出各种ESD保护组件，例如，瞬时电压抑制二极管(Transient Voltage Suppress Diode, TVSD)组件、积层式压敏电阻(Multi-Layer Varistor， MLV)组件等，作为保护电路的设计。此外，在电路设计上，业界也开发出应用，例如，屏蔽(Shielding)保护、间隙放电(Gap Discharge)、电容(Capacitor)充放电等，各种不同的方式，以解决ESD的保护设计问题。日本专利公开号第JP1995-245878号专利案，亦揭示一种过电压保护装置，其具有一微间隙，利用所述微间隙放电来保护电子产品。
发明内容
本发明的目的之一即在于提供一种静电放电保护装置，所述静电放电保护装置包含一低温共烧陶瓷薄带，所述低温共烧陶瓷薄带中具有一第一图案化的导体电极材料层及一第二图案化的导体电极材料层，且所述低温共烧陶瓷薄带具有至少一导通孔，所述至少一导通孔同时裸露部分所述第一图案化的导体电极材料层及部分所述第二图案化的导体电极材料层。
本发明同时提供一种制造静电放电保护装置的方法，所述方法包含以下的步骤提供一第一低温共烧陶瓷薄带，所述第一低温共烧陶瓷薄带上具有一第一图案化的导体电
极材料层；提供一具有至少一导通孔的第二低温共烧陶瓷薄带；覆盖所述第二低温共烧陶瓷薄带于所述第一低温共烧陶瓷薄带上；将一挥发性材料填入所述至少一导通孔中；提供一第三低温共烧陶瓷薄带，所述第三低温共烧陶瓷薄带上具有一第二图案化的导体电极材料层；覆盖所述第三低温共烧陶瓷薄带于所述第二低温共烧陶瓷薄带上；共烧所述第一低温共烧陶瓷薄带、所述第二低温共烧陶瓷薄带及所述第三低温共烧陶瓷薄带，以使所述挥发性材料挥发，形成至少一气隙，所述至少一气隙裸露部分所述第一图案化导体电极材料层与部分所述第二图案化导体电极材料层。
根据本发明的一特征，本发明的静电放电保护装置可轻易的控制电极间距，其中电极间距的尺寸范围可控制在5~30 pm。
根据本发明的另一特征，本发明的静电放电保护装置的气隙暴露第一图案化的导体电极的一端及第二图案化的导体电极的一端，其中所述气隙的长度(Ll)大于所述第一图案化的导体电极的一端的长度(L2)，且大于所述第二图案化的导体电极的一端的长度(未示出)；同时，所述气隙的宽度(Wl)大于所述第一图案化的导体电极的一端的宽度(W2)，且大于所述第二图案化的导体电极的一端的宽度(未示出)。如此，所述等电极可于所述气隙中放电，以保护电子产品。
根据本发明的另一特征，本发明的静电放电保护装置可以将所述第一图案化的导体电极材料层的图案以及所述第二图案化的导体电极材料层的图案加以改变，以符合各种不同尺寸的需求。
根据本发明的另一特征，本发明的静电放电保护装置的气隙的尺寸非常微小，因此可有效地降低崩溃电压，藉由此一简单结构提供符合ESD低压保护设计需求的目的。本发明的进一步特征及功能可藉由以下的实施例及图式说明而有更详尽的了解。通过以下实施例和图式说明，可更详尽地了解本发明的进一步特征和功能。
图1A及1B分别为根据本发明的一第一实施例形成一第一低温陶瓷共烧薄带的俯视图及剖面图。
图2A及2B分别为根据本发明的所述第一实施例形成一第二低温陶瓷共烧薄带的俯视图及侧面剖视图。
图3A及3B分别为根据本发明的所述第一实施例，显示填入一挥发性材料后，所述第二低温陶瓷共烧薄带覆盖于所述第一低温陶瓷共烧薄带上的俯视图及侧面剖视图。
图4A及4B分别为根据本发明的所述第一实施例，显示一第三低温陶瓷共烧薄带覆盖于所述第二低温陶瓷共烧薄带上的俯视图及侧面剖视图。
图5A及5B分别为根据本发明的所述第一实施例形成一静电放电保护装置的一芯片
的俯视图及侧面剖视图。
图6A及6B分别为根据本发明的所述第一实施例形成至少一第一端电极及至少一第二端电极的俯视图及前视图。
图7A及7B分别为根据本发明的一第二实施例形成一第一低温陶瓷共烧薄带的俯视图及侧面剖视图。
图8A及8B分别为根据本发明的所述第二实施例形成一第二低温陶瓷共烧薄带的俯视图及侧面剖视图。
图9A及9B分别为根据本发明的所述第二实施例，显示填入一挥发材料后，所述第二低温陶瓷共烧薄带覆盖于所述第一低温陶瓷共烧薄带上的俯视图及侧面剖视图。
图IOA及IOB分别为根据本发明的所述第二实施例，显示一第三低温陶瓷共烧薄带覆盖于所述第二低温陶瓷共烧薄带上的俯视图及侧面剖视图。
图11A及11B分别为根据本发明的所述第二实施例形成一静电放电保护装置的一芯片的俯视图及侧面剖视图。
图12A及12B分别为根据本发明的所述第二实施例形成至少一第一端电极及至少一第二端电极的俯视图及前视图。
图13A及13B分别系根据本发明所形成一静电放电保护装置的气隙的放大图。
具体实施例方式
图1A至6B系根据本发明的一第一实施例形成一静电放电保护装置结构的示意图。参考图1A及1B,所述静电放电保护装置包含一第一低温陶瓷共烧薄带100。所述第一低温共烧陶瓷薄带100上具有一第一图案化的导体电极材料层101。所述第一图案化的导体电极材料层101可藉由在所述第一低温陶瓷共烧薄带100上印刷而形成，且所述第一图案化的导体电极材料层101以一第一方向配置。参考图2A及2B，进一步提供一第二低温共烧陶瓷薄带102。所述第二低温共烧陶瓷薄带102具有至少一导通孔103。所述至少一导通孔103可预先利用打孔机贯穿薄带而形成，同时将所述第二低温共烧陶瓷薄带102覆盖于所述第一低温共烧陶瓷薄带100上。所述第一低温共烧陶瓷薄带100与所述第二低温共烧陶瓷薄带102可藉由对位迭合而形成。参考图3A及3B，将一挥发性材料104填入所述至少一导通孔103中。参考图4A及4B，提供一第三低温共烧陶瓷薄带105，所述第三低温共烧陶瓷薄带105上具有一第二图案化的导体电极材料层106，所述第二图案化的导体电极材料层106可藉由在所述第三低温陶瓷共烧薄带105上印刷而形成。所述第二图案化的导体电极材料层106以一第二方向配置，其中所述第二方向与所述第一方向相同。同时将所述第三低温共烧陶瓷薄带105覆盖于所述第二低温共烧陶瓷薄带102上，所述第二低温共烧陶瓷薄带102与所述第三低温共烧陶瓷薄带105可藉由对位迭合而形成。可利用水压使所述第一低温共烧陶瓷薄带100、所述第二低温共烧陶瓷薄带102及所述第三低温共烧陶瓷薄带105紧密接合。参考图5A及5B，将所形成的一薄带结构切割成复数个芯片型态，待成型后共烧所述芯片，于烧结过程中，所述挥发性材料104则被烧出，形成一气隙108。所述气隙108被所述薄带结构完整包覆，且裸露部分所述第一图案化的导体电极材料层101与部分所述第二图案化的导体电极材料层106。参考图6A及6B，可于所述芯片的二侧，利用电镀方式形成连接所述第一图案化的导体电极材料层101的至少一第一端电极107a,及形成连接所述第二图案化的导体电极材料层的至少一第二端电极107b。可藉由分别形成至少一焊锡接口层(未显示)于所述至少一第一端电极107a与所述至少一第二端电极107b上，以完成所述静电放电保护装置。
图7A至12B系根据本发明的一第二实施例形成一静电放电保护装置结构的示意图。参考图7A及7B，所述静电放电保护装置包含一第一低温陶瓷共烧薄带200。所述第一低温共烧陶瓷薄带200上具有一第一图案化的导体电极材料层201。所述第一图案化的导体电极材料层201可藉由在所述第一低温陶瓷共烧薄带200上印刷而形成，且所述第一图案化的导体电极材料层201以一第一方向配置。参考图8A及8B，进一步提供一第二低温共烧陶瓷薄带202，所述第二低温共烧陶瓷薄带202具有至少一导通孔203。所述至少一导通孔203可预先利用打孔机贯穿薄带而形成。同时将所述第二低温共烧陶瓷薄带202覆盖于所述第一低温共烧陶瓷薄带200上。所述第一低温共烧陶瓷薄带200与所述第二低温共烧陶瓷薄带202可藉由对位迭合而形成。参考图9A及9B，将一挥发性材料204填入所述至少一导通孔203中。参考图IOA及IOB，提供一第三低温共烧陶瓷薄带205，所述第三低温共烧陶瓷薄带205上具有一第二图案化的导体电极材料层206。所述第二图案化的导体电极材料层206可藉由在所述第三低温陶瓷共烧薄带205上印刷而形成。所述第二图案化的导体电极材料层206以一第二方向配置，其中所述第二方向与所述第一方向不同。同时将所述第三低温共烧陶瓷薄带205覆盖于所述第二低温共烧陶瓷薄带202上。所述第二低温共烧陶瓷薄带202与所述第三低温共烧陶瓷薄带205可藉由对位迭合而形成。可利用水压使所述第一低温共烧陶瓷薄带200、所述第二低温共烧陶瓷薄带202及所述第三低温共烧陶瓷薄带205紧密接合。参考图11A及11B，将所形成的一薄带结构切割成复数个芯片型态，待成型后共烧所述芯片，于烧结过程中，所述挥发性材料204则被烧出，形成一气隙208。所述气隙208被所述薄带结构完整包覆，且裸露部分所述第一图案化的导体电极材料层201与部分所述第二图案化的导体电极材料层206。参考图12A及12B，可于所述芯片的二端，利用电镀方式形成连接所述第一图案化的导体电极材料层201的至少一第一端电极207a，及形成连接所述第二图案化的 导体电极材料层206的至少一第二端电极207b，可藉由分别形成至少一焊锡接口层(未 显示)于所述至少一第一端电极207a与所述至少一第二端电极207b上，以完成所述静 电放电保护装置。
本发明所形成的静电放电保护装置可轻易地控制电极间距，其中电极间距的尺寸范 围可控制在5-30 pm。
图13A及13B系根据本发明所形成一静电放电保护装置的气隙的放大图。参见图 13A，所述气隙(308)用以暴露第一图案化的导体电极的一端及第二图案化的导体电极 的一端，其中所述气隙308的长度(LI)大于所述第一图案化的导体电极的一端的长度 (L2)，且大于所述第二图案化的导体电极的一端的长度(未示出)；同时，参见图13B， 其中所述气隙308的宽度(Wl)大于所述第一图案化的导体电极的一端的宽度(W2)， 且大于所述第二图案化的导体电极的一端的宽度(未示出)。
本发明所形成的静电放电保护装置可以根据需求，将所述第一图案化的导体电极材 料层的图案以及所述第二图案化的导体电极材料层的图案加以改变，以符合各种不同尺 寸的需求。
同时，本发明所形成的静电放电保护装置的气隙的尺寸非常微小，因此可有效地降 低崩溃电压，藉由此一简单结构提供符合ESD低压保护设计需求的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并非用以限定本发明的权利要求；凡其它 未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的权利要求 内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用以限定本发明的权利要求；所有其它未 脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效变化或修改均应包含在所附权利要求书内。
权利要求
1.一种静电放电保护装置，包含一低温共烧陶瓷薄带，其具有一第一图案化的导体电极材料层；及一第二图案化的导体电极材料层；以及，至少一导通孔，所述至少一导通孔连通所述第一图案化的导体电极材料层及所述第二图案化的导体电极材料层，并且裸露部分所述第一图案化的导体电极材料层及部分所述第二图案化的导体电极材料层。
2. 如权利要求1的装置，进一步包含至少一第一端电极，用以连接所述第一图案化的 导体电极材料层。
3. 如权利要求1的装置，进一步包含至少一第二端电极，用以连接所述第二图案化的 导体电极材料层。
4. 如权利要求l的装置，其中所述第一图案化的导体电极材料层以一第一方向配置， 所述第二图案化的导体电极材料层以一第二方向配置。
5. 如权利要求4的装置，其中所述第一方向与所述第二方向相同。
6. 如权利要求4的装置，其中所述第一方向与所述第二方向不同。
7. 如权利要求1的装置，其中所述至少一导通孔用以裸露所述第一图案化的导体电极 材料层的一电极的一部分及所述第二图案化的导体电极材料层的一电极的一部分。
8. 如权利要求7的装置，其中所述至少一导通孔具有一长度，所述长度大于所述第一 图案化的导体电极材料层的一电极的一部分的一长度，且大于所述第二图案化的导 体电极材料层的一电极的一部分的一长度；以及一宽度，所述宽度大于所述第一图 案化的导体电极材料层的一电极的一部分的一宽度，且大于所述第二图案化的导体 电极材料层的一电极的一部分的一宽度。
9. 一种制造静电放电保护装置的方法，包含提供一第一低温共烧陶瓷薄带，所述第一低温共烧陶瓷薄带上具有一第一图案化 的导体电极材料层；提供一具有至少一导通孔的第二低温共烧陶瓷薄带；将所述第二低温共烧陶瓷薄带覆盖于所述第一低温共烧陶瓷薄带上；将一挥发性材料填入所述至少一导通孔中；提供一第三低温共烧陶瓷薄带，所述第三低温共烧陶瓷薄带上具有一第二图案化 的导体电极材料层；将所述第三低温共烧陶瓷薄带覆盖于所述第二低温共烧陶瓷薄带上；以及共烧所述第一低温共烧陶瓷薄带、所述第二低温共烧陶瓷薄带及所述第三低温共 烧陶瓷薄带，以使所述挥发性材料挥发，形成至少一气隙，其中所述至少一气隙裸 露部分所述第一图案化导体电极材料层与部分所述第二图案化导体电极材料层。
10. 如权利要求9的方法，进一步包含形成至少一第一端电极，用以连接所述第一图案 化导体电极材料层。
11. 如权利要求9的方法，进一步包含形成至少一第二端电极，用以连接所述第二图案 化导体电极材料层。
12. 如权利要求9的方法，其中所述第一图案化导体电极材料层系以一第一方向配置， 所述第二图案化导体电极材料层系以一第二方向配置。
13. 如权利要求12的方法，其中所述第一方向与所述第二方向相同。
14. 如权利要求12的方法，其中所述第一方向与所述第二方向不同。
15. 如权利要求9的方法，其中所述部分所述第一图案化导体电极材料层包含一电极的 一部分，及部分所述第二图案化导体电极材料层包含一电极的一部分。
16. 如权利要求15的方法，其中所述至少一气隙具有一长度，所述长度大于所述第一 图案化的导体电极材料层的所述电极的一部分的一长度，且大于所述第二图案化的 导体电极材料层的所述电极的一部分的一长度；以及一宽度，所述宽度大于所述第 一图案化的导体电极材料层的所述电极的一部分的一宽度，且大于所述第二图案化 的导体电极材料层的所述电极的一部分的一宽度。
全文摘要
本发明涉及低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fire Ceramic LTCC)的静电放电保护装置及其制造方法。所述静电放电保护装置包含一低温共烧陶瓷薄带。所述低温共烧陶瓷薄带具有一第一图案化的导体电极材料层及一第二图案化的导体电极材料层，且所述低温共烧陶瓷薄带具有至少一导通孔。所述至少一导通孔同时裸露部分所述第一图案化的导体电极材料层及部分所述第二图案化的导体电极材料层。
文档编号H05F3/00GK101646298SQ20081013495
公开日2010年2月10日 申请日期2008年8月7日 优先权日2008年8月7日
发明者刘德邦 申请人:佳邦科技股份有限公司