微气隙纳米放电保护组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微气隙纳米放电保护组件，在一基板上被覆包含有两个分离的放电电极的多数层体，两放电电极之间的微间隙形成一中空气室，而构成一微气隙放电保护组件；其特征在于：所述的放电电极含有纳米材料层（ｎａｎｏ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ），而所述的微间隙系填充入惰性气体（ｎｏｂｌｅ　ｇａｓ），由纳米材料层在惰性气氛下的场发射（ｆｉｅｌｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ）、热稳定性（ｔｈｅｒｍａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）及热导性（ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）等特性，以大幅降低组件的触发电压（ｔｒｉｇｇｅｒ　ｖｏｌｔａｇｅ，Ｖｔ）及截止电压（ｃｌａｍｐｉｎｇ　ｖｏｌｔａｇｅ，Ｃｐ）。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种微气隙纳米放电保护组件，特别涉及一种着重于电极材料与气 体成份对于组件电性的改良，由在电极端面(或电极材料里)涂敷、含有或直接成长纳米 材料层，控制放电间隙内部的气体成份，以提升组件对电子产品的静电放电保护能力及 效果。
技术介绍
现有的芯片型过电压保护或放电保护组件，具备静电的防护功能，因此被广泛的应 用于各式各样的电子产品上，随着科技的日新月异，所有电子产品的体积都朝向小型化、 高频率及多功能等方向发展，尤其是电子通讯设备的电路，为了避免因电压异常或静电 放电(Electro-Static Discharge, ESD)造成电子设备等组件的破坏而造成损失，静电放 电的保护设计更成为电子设备共通的基本要求。为使电子产品符合对于静电放电的承受能力，目前产业界已经开发出各式各样的静 电放电保护组件，例如硅控整流器(Silicon Controlled Rectifier, SCR)、低电压触 发硅控整流器(Low Voltage Triggered SCR, LVTSCR)，闸极耦合晶体管(Gate-Couple 國0S, GC蘭0S)、间极接地晶体管(Ground-Gate腦S， GG蘭0S)、瞬时抑制抑制二极管 (Transient Voltage Suppress Diode， TVSD)…等组件，提供作为电路保护设计之用。现有的过电压保护组件，例如突波吸收器(Varistor)，其主要成份是氧化锌，主 要利用材料本身的电阻值与电压的非线性相关联系来保护工作线路，通常是在小电压时， 组件的电阻值很高，因此电流走工作线路；但是当电压超过某临界值时，组件的电阻值 大幅降低，当突然有大电压进入时，电流就会流过接地组件而流失。但此类型组件因具 有高电容值并不适合应用于高频电子产品，电容因等效电感(equivalent series induction, ESL)而产生一个组件自我共振频率(self resonant frequency, SRF)，当频 率接近SRF时，组件受ESL及ESR影响，造成插入损(Insertion Loss)特性的改变。而静电放电过程可以说是属于瞬间高电压高电流的一种电性表现行为，综观静电放 电造成的组件损害，大多是由于大电流行经组件本身所导致的烧毁或是金属连接因过热 而融毁，或者是非常薄的闸极氧化层被静电电压打穿的问题，如何避免该等问题的产生， 为业者努力研究改进的目标。
技术实现思路
本技术的的主要目的在于，通过提供一种微气隙纳米放电保护组件，针对上述 现有问题提出改善之道，使大电流行经组件本身导致的烧毁、金属连接因过热而融毁、 或门极氧化层被静电电压打穿等问题可以被改善。本技术是采用以下技术手段实现的一种微气隙纳米放电保护组件，设有一基板，基板的板面上设有电极连接用导体 及放电电极，在放电电极之间并形成有一微间隙，所述的电极设有纳米材料层。 前述的电极的纳米材料层为纳米线、纳米管或纳米粒子。 前述电极的微间隙间系填充有惰性气体。 前述的基板得为单基板或由两基板上下相对叠合而成。 前述的基板为两基板上下相对叠合而成，电极形成于两基板之间。 前述的基板为两基板上下相对叠合而成。本技术的微气隙纳米放电保护组件，进一步在电极上使用纳米材料层，达到大 幅降低组件电性表现(Vt、 Cp)，而由于组件的可靠度更佳，应用市场面可以更为广泛， 更能符合高频应用的条件。本技术的微气隙纳米放电保护组件，在组件的电极上涂敷(含有)或直接成长纳米线、纳米管、纳米粒子…等纳米材料层，由纳米材料层的场发射力(field emission force)原理达到降低组件的触发电压(Vt)、截止电压(Vc)，而提升组件静电防护能力及 可靠度。本技术的微气隙纳米放电保护组件，利用间隙(gap)二端的电极及凹槽部分所直 接成长的纳米管、纳米线…等纳米材料层作为尖端放电或是场发射。由于较一般组件的 电极面积大与使用纳米材料层的场发射力(field emission force)可以大幅降低组件的 触发电压(Vt)及截止电压(Vc)，能克服单纯使用切割方式縮短电极间距离或利用空气放 电方式来降低触发电压(Vt)及截止电压(Vc)的瓶颈与极限。本技术的微气隙纳米放电保护组件，利用纳米级金属粉末制备电极胶(例如纳 米级的金、银、铂、钯、铜、铁、钴、镍…等金属粉末，衍生金属合金粉末或是金属混 合物)作为电极材料，纳米级金属粉末的作用(一)此纳米级金属粉末可以作为直接成长 纳米线、纳米管催化剂，由此方式成长出来的纳米线或纳米管，与电极端的电阻值可以 大幅降低(此法是利用电极胶里的纳米级金属粒子作触媒直接长纳米管、纳米线…等)。( 二)此纳米级金属粉末电极胶可以使电极导电性提升，同时也可以利用电极表面上的纳米 金属粒子作为尖端放射源(此法是直接使用纳米金属粒子所制备的电极胶而不再成长纳 米线、纳米管…等)。本技术的微气隙纳米放电保护组件，由于组件电极间的间隙(gap)是以空气作为 介质，空气的介质系数最低，此一优点可以使组件的电容值降至最低，故本技术的 微气隙纳米放电保护组件在高频端的应用范围会更广。本技术的微气隙纳米放电保护组件，电极间的间隙(gap)可利用气体交换方式填 充惰性气体(noble gas，例如N2、 He、 Ne、 Ar…等)，使纳米材料层更容易在惰性气 体气氛下产生场发射，提升纳米材料层场发射力(field emission force)。本技术的微气隙纳米放电保护组件，在侧边的间隙所填入的材料为氧化铝胶， 由烧结后可以与本身氧化铝薄带产生更致密的结合，使组件在信赖性测试可靠度更佳。综上所述，本技术微气隙纳米放电保护组件，具有以下的优点1. 电极间的场效晶体管。2. 纳米导线其导电性也可由填充金属决定。3. 由改变直径制造各种不同的能隙。4. 可承受高的电流强度。5. 绝佳的导电性、导热性解决了组件的散热与热稳定性问题。附图说明图1为本技术的结构剖面图；图2为本技术的局部放大剖面图；图3A为本技术的另一实施例制造步骤的第一示图； 图3B为本技术的另一实施例制造步骤的第二示图；图3C为本技术的另一实施例制造步骤的第三示图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施例加以说明本技术的微气隙纳米放电保护组件，如图1所示，包括 一个陶瓷基板IO， 一个对位于基板一面两侧端部的第一端电极连接用导体ll、 12; —个对位于基板另一 面上两侧端部的第二端电极连接用导体13、 14; 一个设于基板表面上的所述第二端电 极连接用导体之间的第一缓冲层15; —个对以一个微间隙16的中空气室分离而两端部 分别与所述第二端电极相连接的主放电电极17、 18; —个被覆于主放电电极导体的上 的第二缓冲层19; 一个被覆于主放电电极部份第二端电极连接用导体的保护层20; — 个对设于基板两端面并连接第一、第二端电极的端电极21、 22;以及， 一个对设于端电极外部的焊锡接口层23、 24。上述的微气隙纳米放电保护组件，其中所述的主放电电极17、 18含有纳米材料层 (扁o materials) 171、 181，该纳米材料层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微气隙纳米放电保护组件，设有一基板，基板的板面上设有电极连接用导体及放电电极，在放电电极之间并形成有一微间隙，其特征在于：所述的电极设有纳米材料层。

【技术特征摘要】
1、一种微气隙纳米放电保护组件，设有一基板，基板的板面上设有电极连接用导体及放电电极，在放电电极之间并形成有一微间隙，其特征在于所述的电极设有纳米材料层。2、 根据权利要求l所述的微气隙纳米放电保护组件，其特征在于所述电极的纳 米材料层为纳米线、纳米管或纳米粒子。3、 根据权利要求l所述的微气隙纳米放电保护组件，其特征在于所述电极的微 间隙间...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫宜燐，苏圣富，
申请(专利权)人：佳邦科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]