[發明專利]使用具有垂直切換構造的電壓可切換電介質材料嵌入層的襯底器件或封裝

無效

• 申請號: 200980108307.0
• 申請日: 2009-04-13
• 公開（公告）號: CN101965758A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: L·科索斯基;R·弗萊明;B·格雷頓
• 申請（專利權）人: 肖克科技有限公司
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 楊勇;鄭建暉

相關申請

本申請要求于2008年4月14日遞交的第61/044,883號美國臨時專利申請的優先權；前述優先權申請以引用方式整體納入本說明書。

技術領域

本說明書中描述的實施方案涉及利用了電壓可切換電介質材料(voltage?switchable?dielectric?material)的襯底器件和封裝。具體而言，本說明書中描述的實施方案涉及嵌入了具有垂直切換構造的電壓可切換電介質材料層的襯底器件和封裝。

背景技術

電壓可切換電介質(VSD)材料已知是在低電壓下絕緣而在較高電壓下導電的材料。這些材料一般是由絕緣聚合物基質(matrix)中的導體、半導體和絕緣體顆粒(particle)組成的復合物(composites)。這些材料用于電子設備的瞬態保護，最顯著的是用于靜電放電保護(ESD)和電過載(EOS)。通常，VSD材料表現為電介質，除非被施加特征電壓(characteristic?voltage)或電壓范圍才表現為導體。存在各種類型的VSD材料。電壓可切換電介質材料的實例被提供在諸如以下的參考文獻中：第4,977,357號美國專利、第5,068,634號美國專利、第5,099,380號美國專利、第5,142,263號美國專利、第5,189,387號美國專利、第5,248,517號美國專利、第5,807,509號美國專利、WO96/02924以及WO?97/26665，它們都以引用方式納入本說明書。

可以使用各種方法和材料或組分(compositions)來形成VSD材料。一種常規技術是，向聚合物層中填充高水平的金屬顆粒直到十分接近滲透閾(percolation?threshold)(一般就體積而言大于25％)。然后將半導體和/或絕緣體材料添加至該混合物。

另一種用于形成VSD材料的常規技術是：將摻雜的金屬氧化物粉末混合，然后燒結(sinter)該粉末以制造帶有晶界(grain?boundaries)的顆粒，然后將該顆粒添加至聚合物基質直到超過該滲透閾。

其他的用于形成VSD材料的技術和組分被描述在以下文獻中：題為“VOLTAGE?SWITCHABLE?DIELECTRIC?MATERIAL?HAVING?CONDUCTIVE?ORSEMI-CONDUCTIVE?ORGANIC?MATERIAL”的第11/829,946號美國專利申請；以及題為“VOLTAGE?SWITCHABLE?DIELECTRIC?MATERIAL?HAVING?HIGHASPECT?RATIO?PARTICLES”的第11/829,948號美國專利申請。

附圖說明

圖1是一層或一厚度的VSD材料的說明性(未按比例繪制)截面圖，其描繪了根據各種實施方案的VSD材料的成分(constituents)。

圖2A圖示了根據一個實施方案的具有VSD材料嵌入層的襯底器件，該VSD材料嵌入層被置于該襯底上以垂直地切換。

圖2B圖示了用于襯底器件的橫向切換排布。

圖3A至圖3C描繪了用于制造諸如圖2A的實施方案所示出和描繪的襯底器件的方法或技術。

圖4圖示了根據一個實施方案的用于開口314的實際上用激光鉆出的孔(hole)。

圖5示出了根據一個或更多個實施方案的包含了VSD材料垂直切換層的多層印刷電路板(或其他襯底器件)。

圖6圖示了根據本發明的一個實施方案的制造多層印刷電路板的流程，該電路板使用VSD材料嵌入層來提供針對瞬態電學事件(transient?electrical?event)的垂直切換的保護元件。

圖7圖示了圖2A所示實施方案的變體。

具體實施方式

本說明書中描述的實施方案涉及嵌入了具有垂直切換構造的電壓可切換電介質(VSD)材料層的襯底器件和封裝。

根據一個實施方案，襯底器件包括覆蓋在提供地(ground)的導電元件或層之上的VSD材料嵌入層。電極——其連接到待被保護的電路元件——延伸到該襯底的厚度中以與該VSD層接觸。當該電路元件在正常電壓下運行時，該VSD層是不導電的，從而該第一電極不連接到地。當該電路元件上發生瞬態電學事件時，該VSD層立即切換至導電狀態，以使該第一電極連接到地。該構造保護連接到該第一電極的電路元件和連接器件免受該瞬態電學事件之害。