[发明专利]芯片型空气放电保护组件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种放电保护组件及其制备方法，特别是涉及一种经由黄光微影制程和金属电极电铸制程制得金属电极偶，使两金属电极偶为弧形相对，两金属电极偶之间的间隙可被控制在0.5-10μm之间，并且经由一不需额外填充气体于间隙内的架桥制程，来完成整体制作的一种芯片型空气放电保护组件及其制备方法。

背景技术

过电压保护或放电保护组件被广泛应用于电话机、传真机、调制解调器等各种电子系统产品，尤其是电子通讯设备，对于如何避免因为电压异常或是因为静电放电(Electro-Static Discharge，ESD)而对电子设备造成伤害损失尤为重要。

目前而言，关于静电放电的设计保护有多种方式，例如：屏蔽(Shielding)保护、间隙放电(Gap Discharge)、电容(Capacitor)、积层型MLV、半导体组件等。

其中，以间隙放电做为过电压防护的原理较广泛应用，但攸关过电压保护的效能的，除了电极的形状之外，影响间隙放电运作最大的因子即为两电极间的介质材料，目前以气体做为介质为最理想材料之一。

以两铜电极中填充空气(即介质为空气下之间隙放电原理)为例，当组件受ESD冲击时电极间距与其组件的触发电压的关系如图4所示。

但是，以目前常被使用的空气放电组件而言，由于主要需透过钻石刀片切割或者是雷射切割方式切割等制程来形成间隙，使得放电电极之间的间距偏高(约10～30μm之间)，如此，组件触发的能量也相当高，仅能适合使用在雷击或高能量突波的保护，对于电子通讯设备的静电保护则仍有不足。

发明内容

本发明的目的在于，通过提供一种芯片型空气放电保护组件及其制备方法，以黄光微影制程和金属电极电铸制程，制造出相互之间间隙仅0.5-10μm的金属电极偶。

依本发明的芯片型空气放电保护组件及其制备方法，经由黄光微影制程和金属电极电铸制程所获得的金属电极偶，其相对端为弧形，可避免避免尖端放电导致放电尖端被破坏的缺失，为本发明的次一目的。

依本发明的芯片型空气放电保护组件及其制备方法，因为金属电极偶之间的放电间隙可被控制在10μm以下，使得崩溃电压得以降低，而得以更广泛地适用在多种电子电路，为本发明的另一目的。

本发明是采用以下技术手段实现的：

一种芯片型空气放电保护组件的制备方法，包括有铜电极偶制备步骤以及中空气室制备步骤；所述的铜电极偶制备步骤，为利用黄光微影制程制作出相对间距为数微米的铜电极偶。

前述的中空气室制备步骤，为使用高分子材料作为架桥层，贴覆于两铜电极偶的上方，且该架桥层位于两铜电极偶的间隙上开设有微孔，再以高分子干膜贴覆作保护层。

前述的铜电极偶制备步骤，包括以下步骤：

制备基板材料；在基板材料上被覆种子层；在种子层上被覆光阻；经曝光、显影后将部分光阻移除；将铜电极镀在未被光阻覆盖的种子层裸露处，以形成一相距几个微米且尖端相对的铜电极偶；将剩余的光阻层移除；将种子层移除。

前述的中空气室制备步骤，包括以下步骤：

在间距仅数微米的两铜电极偶上方，使用高分子材料作为架桥层，该架桥层于间隙的位置形成微孔；以高分子干膜贴覆于架桥层上方作保护；在高分子干膜上方进行第二次保护层被覆；实施背电极被覆；被覆锡焊界面层；端电极被覆。

前述的种子层为钨化钛/铜(TiW/Cu)薄膜。

本发明还可以采用以下技术手段实现：

一种芯片型空气放电保护组件，包括：一基板；一种子层，形成于基板上方；一对凸形电极偶，形成于种子层上方，两凸形电极偶的放电端相互隔离具有间隙；一架桥层，贴覆于两电极偶上方；一高分子干膜保护层，系形成于架桥层上方；一外保护层，系形成于高分子干膜保护层上方；一对背电极；一对端电极；以及一对锡焊界面层。

前述的电极材料与种子层材料可为铜、铜合金、银、银合金、钛、钛合金、镍、镍合金、金、金合金、铂、铂合金、铝或铝合金。

前述的高分子材料可为环氧树脂(Epoxy)、聚亚胺(Polyimide)、压克力(Acrylic)或硅胶(Silicon)。

本发明与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果：

依本发明的芯片型空气放电保护组件及其制备方法，当金属电极偶之间隙降至10μm以下时，若静电(ESD)通过组件，则在500mV以下便能被触发而驱动，达到真正的过电压保护功能。

附图说明

图1a至图1g为本发明于铜电极偶制备流程的上视图和剖面图；