[發明專利]瞬態過電壓保護元件結構

無效

• 申請號: 01118128.1
• 申請日: 2001-05-17
• 公開（公告）號: CN1387203A
• 公開（公告）日: 2002-12-25
• 發明（設計）人: 李俊遠;徐康能
• 申請（專利權）人: 佳邦科技股份有限公司
• 主分類號: H01C7/12
• 分類號: H01C7/12;H01L23/62
• 代理公司: 隆天國際專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳紅,潘培坤

本發明涉及一種瞬態過電壓保護元件結構，特別涉及一種利用絕緣層隔離信號電極邊緣的尖端與功能材料接觸的瞬態過電壓保護元件結構。

近來發展起來的瞬態過電壓保護元件，是將可變阻抗材料設置在元件結構中，借助于可變阻抗材料將信號電極與接地電極電連接起來。這些可變阻抗材料的特性為可在適當的電壓范圍內改變其阻抗值。其中，當信號電極處在正常的工作電壓范圍內時，可變阻抗材料是高阻抗態，使得在正常工作電壓范圍內信號電極上的電壓與電流可以正常工作而不會被導入接地電極。然而，當信號電極上出現異常的脈沖時，可變阻抗材料的特性會轉變成低阻抗態，這個時候，脈沖的能量將由信號電極經過瞬態過電壓保護元件導入接地電極而排出，因此，信號電極的電壓會被限制在允許的范圍內，借助于可變阻抗材料的特性實現保護電路的目的。

公知的用可變阻抗材料制作的瞬態過電壓保護元件已有多種形式，其中的一種為單層結構，且已經被廣泛地使用在市面上。單層結構的元件通常具有較大的體積，其優點在于能夠承受極大能量的脈沖如閃電等。另一種為多層結構，多層結構的優點是具有較小的元件體積，并且元件本身為表面粘著形態。

請參照圖1，公知的過電壓保護元件結構主要是以一基板100為主體，基板100上設置一信號電極102a、一可變阻抗材料層104、以及一接地電極102b。其中，可變阻抗材料層104一部分覆蓋于基板100上，另一部分則覆蓋于信號電極102a上，而接地電極102b一部分覆蓋于基板100上，另一部分則覆蓋于可變阻抗材料層104上，呈一疊層結構。

請參照圖2，美國專利第6,013,358號公開的過電壓保護元件結構主要是以一玻璃或是陶瓷基板為主體，玻璃或陶瓷基板200的密度大于3.5g/cm³，且玻璃或陶瓷基板200上設置一對電極202，包括一信號電極202a與一接地電極202b，信號電極202a與接地電極202b之間還設置一可變阻抗材料層204，可電阻抗材料204覆蓋在基板100和部分信號電極202a與接地電極202b上，用于將信號電極202a上的過電壓導入接地電極202b而排出。

請參照圖3，在信號電極102a形成時，無論以薄膜技術或厚膜技術制作，在信號電極102a的邊緣部分厚度都會逐漸變薄，在最邊緣處出現信號電極102a的切線與水平線的夾角為銳角的情況，這個銳角在瞬態過電壓出現時極易發生尖端放電，并且能量會集中在此處放電，故元件的可承受的瞬態過電壓將受到限制，進而影響元件整體的特性。

因此，本發明的目的在于提出一種瞬態過電壓保護元件結構，其中利用絕緣體將信號電極的邊緣與可變阻抗材料層隔離，以改善瞬態過電壓保護元件中信號電極尖端放電的現象，進而將元件可承受的瞬態過電壓提高。

本發明的目的在于提出一種瞬態過電壓保護元件結構，其中利用絕緣體將信號電極的邊緣與可變阻抗材料層隔離，以迫使脈沖能量分散在信號電極與可變阻抗材料層的接觸面上，而不會過度集中在電極邊緣的小區域造成材料的損壞。

為達本發明的上述目的，提出一種瞬態過電壓保護元件結構，其結構為使用一絕緣層，用于隔離信號電極邊緣與可變阻抗材料層之間的接觸，進而消除信號電極邊緣存在的尖端放電效應。如前所述，在信號電極形成時，無論用薄膜技術或厚膜技術制作，在信號電極的邊緣部分厚度都逐漸變薄，而在最邊緣處出現信號電極的切線與水平線的夾角呈現銳角，這個銳角在瞬態過電壓出現時極易發生尖端放電的情形且能量會集中在此處放電，故元件的可承受的瞬態過電壓將受到限制。本發明利用絕緣體將信號電極的邊緣與可變阻抗材料層隔離，可使得瞬態過電壓保護元件可承受的瞬態過電壓提高。

為讓本發明的上述目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉一優選實施例，并結合附圖作詳細說明如下：

圖1與圖2分別表示公知的瞬態過電壓保護元件的結構剖面示意圖；

圖3為圖1中信號電極邊緣與可變電阻材料接觸的局部放大圖；

圖4至圖7表示依照本發明的優選實施例的瞬態過電壓保護元件的制作流程示意圖；

圖8為圖7中信號電極邊緣與可變電阻材料接觸的局部放大圖；以及

圖9為依照本發明另一較佳實施例的瞬態過電壓保護元件的結構示意圖。

瞬態過電壓保護元件的主要目的是保護電子設備不受脈沖傷害。由于脈沖的瞬間能量很大，一般的電子設備無法承受如此大的能量沖擊，因此需要瞬態過電壓保護元件的保護。所以，瞬態過電壓保護元件的主要特性是必須能夠承受脈沖的沖擊，因此，必須針對這種特性設計瞬態過電壓保護元件。