(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的回路保護デバイスであって、
第１の支持基板と、
第１の支持基板に形成された第１の電極及び第２の電極であり、これら二つの電極は同一平面上にあり、互いに離間して端と端とが対向するようにして前記二つの電極の間に電極間隙を形成し、導電性材料から形成された第１の電極及び第２の電極と、
第１及び第２の電極に配置され、内部に形成された第１のキャビティを有する第１のボンディング・パッドと、
第１のボンディング・パッドに配置された第２の支持基板であり、第１と第２の電極を第１のボンディング・パッドを介して第２の支持基板に接着させると共に、内部に形成された第２のキャビティを有する第２の支持基板と、
前記電極間隙と、第１のキャビティと、第２のキャビティとに充填された電圧可変材料であり、この充填された電圧可変材料は第１の電極及び第２の電極に電気的に接続されて、第１のキャビティと第２のキャビティが前記充填された電圧可変材料の形状に一致するようにされている充填電圧可変材料と、
第２の支持基板に配置されて接着された第２のボンディング・パッドと、
第２のボンディング・パッドに配置されて接着された第３の支持基板とを備え、この第３の支持基板と第２のボンディング・パッドとは第１と第２のキャビティを覆う電気的回路保護デバイス。
【請求項２】
請求項１の電気的回路保護デバイスにおいて、前記電圧可変材料の少なくとも一部が、第１の電極と第２の電極との間を隔てる前記間隙に及ぶ電気的回路保護デバイス。
【請求項３】
請求項１の電気的回路保護デバイスにおいて、第１の電極及び第２の電極は、銅、銀、ニッケル、アルミニウム、プラチナ、金、及び亜鉛を含むグループから選択された金属から形成されている電気的回路保護デバイス。
【請求項４】
請求項１の電気的回路保護デバイスにおいて、第１の支持基板、第２の支持基板、及び第３の支持基板は、第１の支持基板、第２の支持基板、及び第３の基板の各々の対向縁におけるキャスタレーションを含む電気的回路保護デバイス。
【請求項５】
請求項１の電気的回路保護デバイスにおいて、第１のボンディング・パッドと第２のボンディング・パッドとは、第１のボンディング・パッドと第２のボンディング・パッドとの対向縁におけるキャスタレーションを含む電気的回路保護デバイス。
【請求項６】
請求項１の電気的回路保護デバイスにおいて、第１の支持基板、第２の支持基板、及び第３の基板は、ＦＲ−４エポキシ、ポリイミド、及びセラミックを含むグループから選択された電気的絶縁材料から形成されている電気的回路保護デバイス。
【請求項７】
請求項１の電気的回路保護デバイスにおいて、第１の電極及び第２の電極は電気的回路への接続のために適合された一対の外部端子を含み、この一対の外部端子は、第１の電極及び第２の電極へ電気的に接続されている電気的回路保護デバイス。
【請求項８】
電気的回路保護デバイスを形成する方法であって、
第１の支持基板を設け、
この第１の支持基板に第１の電極及び第２の電極を形成し、これら二つの電極は同一平面上にあり、互いに離間して端と端とが対向するようにして前記二つの電極の間に電極間隙を形成するように設け、これら第１の電極及び第２の電極は導電性材料から形成され、
これら第１及び第２の電極に配置された第１のボンディング・パッドを設け、この第１のボンディング・パッドはその内部に形成された第１のキャビティを有し、
第１のボンディング・パッドに配置された第２の支持基板を設け、第１と第２の電極を第１のボンディング・パッドを介して第２の支持基板に接着させ、この第２の支持基板はその内部に形成された第２のキャビティを有し、
前記電極間隙と、第１のキャビティと、第２のキャビティとに充填された電圧可変材料であり、この充填された電圧可変材料は第１の電極及び第２の電極に電気的に接続されて、第１のキャビティと第２のキャビティが前記充填された電圧可変材料の形状に一致するようにされている充填電圧可変材料を設け、
第２の支持基板に配置されて接着された第２のボンディング・パッドを設け、
第２のボンディング・パッドに配置されて接着された第３の支持基板を設け、この第３の支持基板と第２のボンディング・パッドとは第１と第２のキャビティを覆うことを含む方法。
【請求項９】
請求項８の方法において、前記充填電圧可変材料の少なくとも一部は前記電極間隙に及ぶ方法。
【請求項１０】
請求項８の方法において、第１の電極及び第２の電極は、銅、銀、ニッケル、アルミニウム、プラチナ、金、亜鉛、及びそれらの合金を含むグループから選択された金属から形成されており、第１の支持基板、第２の支持基板、及び第３の支持基板は、ＦＲ−４エポキシ、ポリイミド、及びセラミックを含むグループから選択された電気絶縁材料から形成されている方法。
【請求項１１】
請求項８の方法において、
第１の支持基板、第２の支持基板、及び第３の支持基板の各々の対向縁におけるキャスタレーションを設け、及び、
第１のボンディング・パッドと第２のボンディング・パッドとの対向縁におけるキャスタレーションを設けることを更に含む方法。
【請求項１２】
請求項８の方法において、電気的回路への接続のために適合された一対の外部端子を設け、その一対の外部端子は第１及び第２の電極にそれぞれ電気的に接続されていることを更に含む方法。
【請求項１３】
電気的回路保護のためのデバイスであって、
第１の支持基板と、
第１の支持基板に形成された第１の電極及び第２の電極であり、これら二つの電極は同一平面上にあり、互いに離間して端と端とが対向するようにして前記二つの電極の間に電極間隙を形成し、導電性材料から形成された第１の電極及び第２の電極と、
第１及び第２の電極に配置されて接着され、内部に形成された第１のキャビティを有するボンディング・パッドと、
内部に規定された第２のキャビティを有すると共に前記ボンディング・パッドに配置された第２の支持基板であり、前記ボンディング・パッドを第１の支持基板と第２の支持基板との間に介在させる第２の支持基板と、及び、
前記電極間隙と、第１のキャビティと、第２のキャビティとに充填された電圧可変材料であり、この充填された電圧可変材料は第１の電極及び第２の電極に電気的に接続されて、第１のキャビティと第２のキャビティが前記充填された電圧可変材料の形状に一致するようにされている充填電圧可変材料とを備えるデバイス。
【請求項１４】
請求項１３のデバイスにおいて、前記電極間隙は、前記充填された電圧可変材料の少なくとも一部を収容するように構成され、
第１及び第２のキャビティは、第２の支持基板が第１の基板に配置されているときに、前記充填された電圧可変材料と第２の支持基板との間に規定された空きスペースを有するアーチ状キャビティを形成するデバイス。
【請求項１５】
請求項１４のデバイスにおいて、前記充填された電圧可変材料の少なくとも一部は第２の支持基板の前記キャビティへ及び、このキャビティは、前記充填された電圧可変材料の前記少なくとも一部を包囲するエア・ギャップを有するデバイス。
【請求項１６】
請求項１３のデバイスにおいて、第２の支持基板の前記キャビティは、第２の支持基板による接触及び圧縮から前記充填された電圧可変材料を保護するように構成されているデバイス。
【請求項１７】
請求項１３のデバイスにおいて、第１の支持基板及び第２の支持基板は、ＦＲ−４エポキシ、ポリイミド、及びセラミックを含むグループから選択された電気的絶縁材料から形成されているデバイス。
【請求項１８】
請求項１３のデバイスにおいて、第１の支持基板は、電気的回路への接続のために適合された一対の外部端子を含み、この一対の外部端子は前記電極に電気的に接続されているデバイス。
【請求項１９】
請求項１３のデバイスにおいて、第１の支持基板及び第２の支持基板の各々の対向縁における一つ以上のキャスタレーションを更に含むデバイス。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願への相互参照
【０００２】
この出願は、米国仮特許出願第６２１０６３８４号、出願日２０１５年１月２２日、発明の名称“SURFACE-MOUNTABLE ELECTRICAL CIRCUIT PROTECTION DEVICE”の優先権を主張し、これはその全体が参照により本明細書に組み込まれている。
本開示の分野
【０００３】
本開示は、一般に、静電放電（ＥＳＤ）に対する保護のための回路保護デバイスの分野に関し、より詳しくは、表面装着可能な電気的回路デバイスに関する。
本開示の背景
【０００４】
電気的回路及び構成要素は電気的過負荷（ＥＯＳ）を受け、これは回路又はデバイスへ加えられた電気信号が通常の操作パラメータを上回る現象である。これらの過剰電気信号は本質的に異常であり、デバイスの通常の操作（例えば、過剰電気信号がない）の一環ではない。ＥＯＳ過渡信号は、回路又はこの回路内の非常に高感度の電気的構成要素を破壊することができる高い電場と大抵は高いピーク力とを発生し、一時的に又は恒久的に回路及び構成要素を機能させなくする。このＥＯＳ過渡信号は、回路動作を中断するか、回路を完全に破壊することができる過渡電圧又は電流条件を含むことが可能である。特に、ＥＯＳ過渡信号は、例えば、電磁パルス、静電放電、電光から生じるか、他の電子的又は電気的部品の操作により誘導される。そのような過渡信号はマイクロ秒からサブナノ秒の期間でそれらの最大振幅まで上がることがあり、事実上反復的であることがある。
【０００５】
一般にＥＳＤとして知られている静電放電を受けているとき、電子回路及び構成要素は特に損傷する傾向がある。静電荷の電圧は、数百ボルトから数千ボルトに亘ることが可能である。集積回路が静電放電を受けるとき、電圧及び遅延は半導体接合点に損傷を与えるのにしばしば充分であるので、それによって回路を機能することができなくする。キャパシタと他の構成要素は、静電放電の電圧によって損傷を受けてしまうことがある。静電放電の流れは、損傷した構成要素を通じて回路接地又は他の参照電圧又はラインへの経路へ一般にたどりつく。
【０００６】
そのように、ＥＳＤから電子回路を保護することができる材料及び電気的構成要素についての高い需要がある。
概要
【０００７】
このように、静電放電（ＥＳＤ）に対する保護のための表面装着可能な電気的回路デバイスのための必要性が存在する。本改良が必要とされたのは、これらと他の検討事項に関する。
【０００８】
様々な実施形態は、一般に電気的回路保護デバイスを指向し、これは第１の支持基板と、この第１の支持基板に形成された第１の電極及び第２の電極であり、導電性材料から形成された第１の電極及び第２の電極と、第１及び第２の電極に配置された第１のボンディング・パッドであり、この第１のボンディング・パッドの内部に形成された第１のキャビティを有する第１のボンディング・パッドと、第１のボンディング・パッドに配置された第２の支持基板であり、この第２の支持基板はその内部に形成された第２のキャビティを有する第２の支持基板と、第１のキャビティ及び第２のキャビティ内に配置された電圧可変材料であり、第１の電極及び第２の電極へ電気的に接続された電圧可変材料と、第２の支持電極に配置された第２のボンディング・パッドと、この第２のボンディング・パッドに配置された第３の支持基板とを有する。電気的路保護デバイスの他の実施形態は、ここに説明されて主張される。
【０００９】
様々な実施形態は一般に電気的回路保護デバイスを指向し、これは、第１の支持基板と、第１の支持基板に形成された第１の電極及び第２の電極であり、導電性材料から形成された第１の電極及び第２の電極と、内部に規定されたキャビティを有し、第１の基板に配置された第２の支持基板と、及び第１の基板に且つ第２の支持基板のキャビティ内に配置されて、第１の電極及び第２の電極へ電気的に接続された電圧可変材料とを含む。
【００１０】
本開示による電気的回路保護デバイスを作成する方法は、第１の支持基板を設け、第１の支持基板に形成された第１の電極と第２の電極を設け、これら第１の電極と第２の電極とは導電性材料から形成されており、第１及び第２の電極に配置された第１のボンディング・パッドを設け、この第１のボンディング・パッドはその内部に形成された第１のキャビティを有し、第１のボンディング・パッドに配置された第２の支持基板を設け、この支持基板はその内部に形成された第２のキャビティを有し、第１のキャビティ及び第２のキャビティ内に配置されて、第１の電極及び第２の電極に接続された電圧可変材料を設け、第２の支持基板に配置された第２のボンディング・パッドを設け、及び、この第２のボンディング・パッドに配置された第３の支持基板を設けることがある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
ここで、例証として、開示されたデバイスの特定の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは本開示により電気的回路保護デバイスの分解側面図を図解する。
【００１３】
【図１Ｂ】図１Ｂは図１Ａに描かれた電気的回路保護デバイスの構成要素の対応する上面図を図解する。
【００１４】
【図２Ａ】図２Ａは図１Ａ−図１Ｂの電気的回路保護デバイスの組立ての様々な段階を描く断面側面図を図解する。
【００１５】
【図２Ｂ】図２Ｂは図２Ａに描かれた電気的保護デバイスの上下図を図解する。
【００１６】
【図３Ａ】図３Ａは図２Ａ−図２Ｂに描かれた電気的回路保護デバイスの最終的な組立てを描く断面側面図を図解する。
【００１７】
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａに描かれた電気的回路保護デバイスの上面図及び底面図を図解する。
【００１８】
【図４】図４は本開示による代替的な電気的回路保護デバイスを図解する。
【００１９】
【図５Ａ】図５Ａは本開示による電気的回路保護デバイスの分解断面図を図解する。
【００２０】
【図５Ｂ】図５Ｂは図５Ａに描かれた電気的デバイスの組立ての様々な段階を描く断面図を図解する。
【００２１】
【図５Ｃ】図５Ｃは図５Ａ−図５Ｂに描かれた電気的デバイスの最終的な組立ての断面図を図解する。
【００２２】
【図６】図６は本開示による図１における代替的な電気的デバイスの断面図を図解する。
【００２３】
【図７】図７は本開示による電気的回路保護デバイスを製造する方法のための第１のフロー図を図解する。
【００２４】
【図８】図８は本開示による電気的回路保護デバイスを製造する方法のための第２のフロー図を図解する。
【００２５】
詳細な説明
ここで本開示について、好ましい実施形態が示された添付図面を参照して以下により完全に説明する。しかしながら、本開示は多くの異なる形態に実施し得るので、ここに述べられた実施形態に限定されるものとして解釈されてはならない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が完全に完結して、当業者に本開示の範囲を詳細に伝えるように提供される。図において、同様な番号は図面を通じて同様な要素を示す。
【００２６】
ここに説明されるように、電気的回路保護デバイスはＥＯＳ過渡信号に対する保護のために設けられており、ＥＯＳ過渡信号の期間の間に高感度回路からＥＯＳ過渡信号を分路するように実質的に即座に（即ち、理想的には過渡信号波がそのピークに到達する前に）応答するように設計されている。電気的回路保護デバイスは、低いか通常の作動電圧及び電流における高い電気抵抗値によって特徴付けられている。ＥＯＳ過渡信号に応じて、電気的回路保護デバイスは、低い電気抵抗値を与えるように実質的に即座に切り換える。電気的回路保護デバイスのＥＯＳ材料には、電圧の関数として、非線形抵抗を有することができる。ＥＯＳの脅威が緩和されたとき、電気的回路保護デバイスのＥＯＳ材料はそれらの高い抵抗値へ復帰することができる。電気的回路保護デバイスのＥＯＳ材料は上下の抵抗状態の間で度重なる切り換えができ、複数のＥＯＳ事象に対する回路保護を可能とする。電気的回路保護デバイスのＥＯＳ材料は、ＥＯＳ過渡信号の終了に際して、それらの初期の高抵抗値に実質的に即座に回復することもできる。本開示の目的のために、電圧の関数として非線形抵抗又は可変抵抗を示すことができるＥＯＳ材料を「電圧可変」材料と称する。電圧可変材料は、伝導性、半伝導性、及び絶縁性粒子をその中に分散させた高分子バインダーから成ることがある。
【００２７】
図１Ａは、本開示による電気的回路保護デバイス１００の分解側面図を図解する。図１Ｂは図１Ａに描かれた電気的回路保護デバイス１００の構成要素の対応する上面図を図解する。一つの実施形態において、電気的回路保護デバイス１００は、第１の支持基板１３０を有する表面装着可能な電気的回路保護デバイスであることがある。第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂは、第１の支持基板１３０に形成及び／又は配置されていることがある。第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂとは、電極間隙１０８によって分離することができる。第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂは、導電性材料（例えば、銀、ニッケル、アルミニウム、プラチナ、金、亜鉛及びそれらの合金）から形成されている。第１のボンディング・パッド１２２は、第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂに配置されていることがある。第１のボンディング・パッド１２２は、その内部に形成された第１のキャビティ１５０Ｂ（例えば、キャビティ穴又は孔）を含むことがある。第２の支持基板１２０は、第１のボンディング・パッド１２２に配置されていることがある。第２の支持基板１２０は、その内部に形成された第２のキャビティ１５０Ａ（例えば、キャビティ穴又は孔）を含むことがある。第１のキャビティ１５０Ｂ及び第２のキャビティ１５０Ａは、ウェル又はキャビティ及び／又は孔を形成するために除去される材料を有することができる。第１のキャビティ１５０Ｂ及び第２のキャビティ１５０Ａの組み合わせは電圧可変材料保護キャビティ１５０を形成することがあり（図２Ａ−図２Ｂ参照）、これは第１のキャビティ１５０Ｂ及び第２のキャビティ１５０Ａを含むことがある。第１のキャビティ１５０Ｂと第２のキャビティ１５０Ａとの直径は、実質的に同じ寸法とすることができる。
【００２８】
第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂが形成されて及び／又は第１の支持基板１３０に配置されると、第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂとは「エッジ間（ｅｄｇｅ−ｔｏ−ｅｄｇｅ）」方式で互いから隔てられて、電極間隙１０８を形成する（図２Ｂも参照）。換言すれば、第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂは、二つのエッジ間突き合わせ電極になる。一つの実施形態において、第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂとは、同一平面上になることがある。
【００２９】
電圧可変材料１０６は、第１のキャビティ１５０Ｂ及び第２のキャビティ１５０Ａ内に配置されて、第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂへ電気的に接続されることがある。第２のボンディング・パッド１１２は、第２の支持基板１２０へ配置されることがある。一つの実施形態において、第１のボンディング・パッド１２２及び第２のボンディング・パッド１１２は、電気絶縁基板及び／又はエポキシ層であることがある。第３の支持基板１１０は、第２のボンディング・パッド１１２に配置されていることがある。一つの実施形態において、第１の支持基板１３０、第２の支持基板１２０、及び第３の支持基板１１０は、第１の支持基板１３０、第２の支持基板１２０、及び第３の支持基板１１０の各々の反対縁１４０Ａ、１４０Ｂ（即ち、電圧可変材料１０６を収納する内部領域に比べて最も外側の縁）にキャスタレーション１３８を含む。
【００３０】
電圧可変材料保護キャビティ１５０の大きさは様々な予め定められた寸法（例えば、深さ及び／又は直径）とし得ることに留意されたい。例えば、一つの実施形態においては、電圧可変材料保護キャビティ１５０は、直径約０.０２０インチ（０．５０８  ｍｍ）とされることがある。一つの実施形態において、電圧可変材料保護キャビティ１５０は、直径約０.０２５インチ（０．６３５  ｍｍ）であるか、より大きいことがある。電圧可変材料保護キャビティ１５０の寸法が増大するにつれて、電圧可変材料１０６を包囲して形成されたエア・ギャップ（又は、図４における電圧可変材料保護キャビティ穴４５０により明らかに示されたように、エア・ギャップは電圧可変材料１０６を完全に囲むことがある）はより大きくなる。そのように、電圧可変材料保護キャビティ１５０の直径が増大すると、絶縁抵抗（ＩＲ）不具合の虞を増大させるより小さな直径の電圧可変材料保護キャビティ１５０と比べて、ＩＲ不具合についての虞が低減される。また、電圧可変材料保護キャビティ１５０の大きな直径は、ステンシル開口寸法を通じて被覆させる電圧可変材料を依然として調整しながら、電圧可変材料１０６の配列のためにより多くの余地を可能とする。
【００３１】
幾つかの実施形態において、電圧可変材料（ｖｏｌｔａｇｅ  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ：ＶＶＭ）１０６は、第１と第２の電極１０２Ａ−Ｂ間の間隙を実質的に充填することができる。キャビティの一部は、ＶＶＭ １０６で充填することができる。これに代えて、可変材料保護キャビティ１５０の一部はＶＶＭ  １０６を充填せずに残して、ＶＶＭ １０６が電極間隙１０８並びに第１及び第２の電極１０２Ａ-Ｂ上に形成された可変材料保護キャビティ１５０を完全に充填しない若しくは覆わないようにすることができる。可変材料保護キャビティ１５０を形成する第１及び第２の電極１０２Ａ−Ｂ上に位置した一つ以上の層の上に、一つ以上の更なる層又は基板を配置することができる。一つ以上の更なる層又は基板は、結合剤若しくはボンディング剤層を含むことができる。
一つ以上の更なる層又は基板は、電気的回路保護デバイス１００のカバーを形成することができる。即ち、一つ以上の更なる層又は基板は、ＶＶＭ １０６を包含する可変的材料保護キャビティ１５０を封止することができる。一つ以上の更なる層又は基板がキャビティを封止して、ＶＶＭ １０６を配置してこれが可変材料保護キャビティ１５０を充填しないようにしてから、一つ以上の更なる層と可変材料保護キャビティ１５０に配置されたＶＶＭ  １０６との間に間隙若しくは空隙を設けることができる。
【００３２】
一つ以上の更なる層又は基板は、電気的回路保護デバイス１００のための堅固なカバーを形成することができる。回路保護デバイスの堅固なカバーは、ＶＶＭ １０６を包含して、且つこのＶＶＭ １０６を一つ以上の更なる層から分離している間隙を含んでいる可変材料保護キャビティ１５０の完全な状態を保護することができる。可変材料保護キャビティ１５０内の間隙を維持して、ＶＶＭ １０６が可変材料保護キャビティ１５０の全体を充填しないようにすることによって、電気的回路保護デバイス１００の性能を向上させることができる。具体的には、回路保護デバイスの絶縁抵抗は、複数の電圧パルスに亘って改善することができる。
【００３３】
特定の実施形態に、可変材料保護キャビティ１５０は、０.０２０インチ（０．５０８  ｍｍ）又はそれより大きい（例えば、０.０２５インチ［０．６３５  ｍｍ］）の直径を有することができる。特定の実施形態においては、ＶＶＭ １０６は電極１０２Ａ-Ｂの間隙上で、薄い層として（例えば、０.００６インチ［０．１５２４  ｍｍ］の厚さ又はそれより小さい、例えば０.００２インチ［０．５０８  ｍｍ］の厚さを有する薄いステンシル層として）の可変材料保護キャビティ１５０内に配置することができる。特定の実施形態において、ＶＶＭ  １０６は、電極１０２Ａ-Ｂ間の電極間隙１０８内及び可変材料保護キャビティ１５０内に配置されており、電極１０２Ａ−Ｂの下側には配置されていない。特定の実施形態において、ＶＶＭ  １０６は可変材料保護キャビティ１５０を充填せず、その代わりに、ＶＶＭ  １０６と可変材料保護キャビティ１５０の壁（第１及び第２の電極１０２Ａ−Ｂ上に配置された一つ以上の層により形成されている）と可変材料保護キャビティ１５０の堅固なカバー（キャビティ上に配置された一つ以上の層又は基板により形成されている）との間に間隙若しくは空隙を設ける。
【００３４】
更に、幾つかの実施形態においては、第１のボンディング・パッド１２２と第２のボンディング・パッド１１２は、第１のボンディング・パッド１２２及び第２のボンディング・パッド１１２の対向縁１４０Ａ、１４０Ｂにおけるキャスタレーション１３８を含み得る。一つの実施形態において、第１の支持基板１３０、第２の支持基板１２０、第３の支持基板１１０、第１のボンディング・パッド１２２、及び第２のボンディング・パッド１１２の対向縁１４０Ａ、１４０Ｂにおけるキャスタレーション１３８は、穿孔処理を介して形成されることがある。キャスタレーション１３８は、電気的回路保護デバイス１００の各々の層について実質的に同様であり、その切り欠きは、各々の層が互いに他の層に積み重ねられるにつれて、各々の層に亘って整合されることがある。
【００３５】
対向縁１４０Ａ、１４０Ｂは、第１の支持基板１３０、第２の支持基板１２０、第３の支持基板１１０、第１のボンディング・パッド１２２及び第２のボンディング・パッド１１２の縦方向端部になることがある。対向縁１４０Ａ、１４０Ｂにおけるキャスタレーション１３８は、穿孔によって形成し得る。第１の支持基板１３０、第２の支持基板１２０、第３の支持基板１１０、第１のボンディング・パッド１２２及び第２のボンディング・パッド１１２の対向縁１４０Ａ、１４０Ｂのような縦方向端部は、銅又は他の導電性材料（又は金属）で、例えば、組み立てられた電気的回路保護デバイス１００の第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂの電気的接続を促進するフォトリソグラフィ処理又は他の被覆手段により、めっきされることがある。組み立てられた電気的回路保護デバイス１００の第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂは、外部端子（図１に１０４Ａ及び１０４Ｂとして個々に示されている）へ接続されることがあり、この外部端子は電気的回路保護デバイス１００の対向端部の周りに部分的に巻き付くことができる。
【００３６】
外部端子１０Ａ及び１０４Ｂは、第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂに物理的且つ電気的に接触することができる。一つの実施形態においては、外部端子１０４Ａは第１の電極１０２Ａと物理的且つ電気的に接触することがあると共に、他方の外部端子１０４Ｂは第２の電極１０２Ｂとは物理的に隔絶されて且つ電気的に接触することがある。代替的実施形態においては、外部端子１０４Ａ及び１０４Ｂは、第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂとの両方へ結合された一つの特異な端子であることがある。
【００３７】
幾つかの実施形態において、電気的回路保護デバイス１００は印刷回路（ＰＣ）基板に何れの側にも装着されることがある。というのは外部端子１０４Ａ及び１０４Ｂは、電気的回路保護デバイス１００の一部の周りに巻き付くことができ、電気的回路保護デバイス１００を対称形にするためである。これは、ＰＣ基板における方位付けがしばしば困難であるより小型なデバイスについて有益である。
【００３８】
更に、図１Ａ−図１Ｂに描かれた電気的回路保護デバイス１００は、第３の支持基板１１０（例えば堅固なカバー）を持たせることにより、より頑強な設計の利益を与える。第３の支持基板１１０は、電気的回路保護デバイス１００の組み立て及び／又は操作の間に生じるボンディング及び／又は押圧操作の間に電圧可変材料１０６の上及び／又は上方に配置若しくは位置されるときに、電圧可変材料１０６の接触又は圧縮を防止し得る。第３の支持基板１１０が電圧可変材料１０６に接触及び／又は圧縮するのを防止することによって、電気的回路保護デバイス１００により示されているＩＲ不具合又はＩＲシフトを低減することができる。更なる利点は、例えば、電磁パルス、静電放電、他の電子機器機又は電子部品により誘導されたものからのパルスに繰り返し晒されるＩＲの改善である。
【００３９】
図２Ａは、電気的回路保護デバイス１００の組立ての段階を示す側面断面図を図解する。図２Ｂは、図２Ａに描かれた電気的回路保護デバイス１００の対応する斜視上下図を図解する。更に具体的には、図２Ａ-２Ｂは、電気的回路保護デバイス１００の様々な視点２００、２０２、２０４、２０６、及び２０８を図解する。ここに例示されるように、図２Ａ-２Ｂは、電気的回路保護デバイス１００の組立ての様々な段階を描く。視点２００は、可変材料保護キャビティ１５０を伴わずに部分的に組み立てられた電気的回路保護デバイス１００である。視点２０６は、側面図２００の上面図に対応することができる。視点２０２は、電圧可変材料保護キャビティ１５０の形成を示すことができる。視点２０４は、電圧可変材料保護キャビティ１５０の範囲内の電圧可変材料１０６の位置を示すことができる。視点２０８は、側面図２０４の上面図に対応することができる。
【００４０】
視点２００は、第１の支持基板１３０に形成及び／又は配置された第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂの上に層状にされた第２の支持基板１２０及び第１のボンディング・パッド１２２を描くアセンブリの段階を図解する。一つの実施形態においては、第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂが第１の支持基板１３０にボンディング及び／又は形成される後に、ボンディング又は押圧操作を実行して第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂを、第１のボンディング・パッド１２２を有する第２の支持基板１２０へボンディングさせ得る。第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂが第１の支持基板１３０に形成及び／又は配置されたとき、第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂは互いから分離されて、「エッジ間（ｅｄｇｅ−ｔｏ−ｅｄｇｅ）」方式で互いに突き合わされて、電極間隙１０８を形成するようにし得る。換言すれば、第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂは、二つのエッジ間突き合わせ電極になることができる。
【００４１】
図１Ａ−図１Ｂ及び図２Ａ−図２Ｂに示されたような電極間隙１０８は、可変材料保護キャビティ１５０の底部部分を形成することがある。電極間隙１０８は第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂとの間に形成し得る。一つの実施形態においては、電極間隙１０８は、フォト・リソグラフィック／電解析出処理を介して形成される。第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂは同一平面上にされることがあり、電極間隙１０８がウェル又はキャビティを形成する。幾つかの実施形態においては、電極間隙１０８は幾何学的形態及び寸法を有して、電圧可変材料１０６の少なくとも一部を電極間隙１０８内に配置させるようにすることがある。
【００４２】
電極間隙１０８は、二つのエッジ間突き合わせ電極、例えば第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂとの間に形成されることがあり、これらの電極は、支持基板、例えば第１の支持基板１３０に個別に配置されている。第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂの内端縁１４１Ａ、１４１Ｂは活性電極領域を形成する。第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂは、電圧可変材料１０６と接触する電極の部分として、第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂの活性領域を有する比較的に大きな領域を占めることがある。更に、特定のアプリケーションのための電圧の適切な分流を得るために、第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂの内端縁１４１Ａ、１４１Ｂの間の電極間隙１０８は、製造仕様に従って予め定められて規定され、及び／又は実質的に二（２）ミル（０．０５０８  ミリメートル）又は三（３）ミル（０．０７６２  ミリメートル）（ミルはインチの１０００分の１である）にされることがある。第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂは、従来のフォト・リソグラフィック／電解堆積処理を用いて、第１の支持基板１３０の表面の一方へ適用される。第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂと第１の支持基板１３０との間の良好な接続を確実にするために、第１の支持基板１３０は、最初に洗浄される。更に、電気的回路保護デバイス１００のための組み立ての操作の前に、第１の支持基板１３０、第２の支持基板１２０、及び第３の支持基板１１０は、最初に洗浄されることがある。
【００４３】
第１の支持基板１３０として用いるのに好ましい材料は、ＦＲ-４エポキシ、ポリイミド、及びセラミックを含む。Ｃ-段階に硬化するＦＲ-４エポキシは特に好まれる。また、第１の支持基板１３０、第２の支持基板１２０、及び第３の支持基板１１０は、両側に銅（Ｃｕ）被覆を伴わないＦＲ−４とされることがある。フォト・レジスト材料が第１の支持基板１３０の表面に施されることがある。ステンシル又はマスクはフォト・レジスト材料に施されて、マスクされていない材料は硬化又は現像される。第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂを収容するように表面の部分を覆うフォト・レジスト材料（即ち、未硬化材料）は、はぎ取られるか、すすぎ落とされることがある。次いで、第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂは、第１の支持基板１３０の内部の露呈した表面へ適用される。望ましくは、銅（Ｃｕ）は電解沈殿を介して第１の支持基板１３０の表面に適用されることがある。しかしながら、幾つかの導電性材料（例えば、金属）を第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂを形成するのに用いることができ、これは例えば、銀、ニッケル、アルミニウム、プラチナ、金、亜鉛及びそれらの合金である。第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂが第１の支持基板１３０へ適用された後、残留する硬化されたフォト・レジスト材料は材料を化学槽へ露呈することにより除去し得る。
【００４４】
視点２０２及び２０６は、可変材料保護キャビティ１５０の形成を描く組み立ての次の段階を図解する。視点２０２及び２０６で描かれる組み立ての段階は、視点２００で描かれる組み立ての段階に続く段階となることができる。可変材料保護キャビティ１５０は、第１のボンディング・パッド１２２と第２の支持基板１２０の部分を除去することによって形成することができる。例えば、可変材料保護キャビティ１５０は、第１の電極１０２Ａ及び第２の電極１０２Ｂの上に層をなす第２の支持基板１２０及び第１のボンディング・パッド１２２の外側部分を穿孔することにより形成することができる。第１のボンディング・パッド１２２及び第２の支持基板１２０から材料を除去することにより、キャビティ又は穴（即ち、可変材料保護キャビティ１５０）が形成される。
【００４５】
視点２０４及び対応する視点２０６８は、視点２０２及び対応する視点２０６に示される組み立ての段階に続く組み立ての更なる段階を示す。視点２０４及び２０８に示されるように、少なくとも一部の電圧可変材料１０６は、可変材料保護キャビティ１５０へ及び電極間隙１０８に被覆されることがある。可変材料保護キャビティ１５０は、電圧可変材料１０６を、可変材料保護キャビティ１５０及び電極間隙１０８に被覆された後に、電気的回路保護デバイス１００のボンディング、押圧、及び／又は組立ての間に圧迫されるのを防ぐ。電圧可変材料１０６は、第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂとの上に配置することができる。
【００４６】
各々が第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂの上で層状にされた後、ボンディング・パッド１２２と第２の支持基板１２０の部分を除去することにより可変材料保護キャビティ１５０を形成することに代わるものとして、第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂの上へ階層化されるのに先立って、第２の支持基板１２０と第１のボンディング・パッド１２２の外側部分を穿孔することによって電圧材料保護キャビティを形成することができる。従って、電圧可変材料１０６を被覆させることは、ステンシル印刷を介して生じることがあるか、及び／又は、第２の支持基板１２０と第１のボンディング・パッド１２２とが第１の電極１０２Ａと第２の電極１０２Ｂの上に組み立てられるのに先立って及び／又はそれと同時にステンシル印刷を介して被覆されることがある。
【００４７】
ここに説明されるように、視点２００、２０２、２０４、２０６、及び２０８は電気的回路保護デバイス１００の組立ての異なる段階の特定の詳細を強調することを意図している。例えば、電極間隙１０８を予め定められた寸法の絶縁、導電性、又は半導電性粒子を有する電圧可変材料１０６で充填することにより、電圧可変材料１０６の特性は、電極間隙１０８の間隔と併用されて、抵抗の変化を通じてＥＯＳ保護を提供する。例えば、電圧可変材料１０６の抵抗は変化する電圧レベルの関数であることがあり、例えば、電圧が増大するにつれて低い抵抗を持ちながら、低電圧のために高い抵抗を持つ。このように、電圧可変材料１０６は過剰電圧又は電流の一部を分路し得るので、それにより電気的回路とその構成要素を保護する。危険な過渡電流の大部分は、危険の源へ向かって反射して戻すことができる。反射された過度電流波は、源によって減衰されるか、放射されるか、サージ保護デバイスへ再指向されて戻され、これは危険なエネルギが安全レベルへ低減されるまで、各々の復帰パルスにより応答する。
【００４８】
電極間隙１０８と可変材料保護キャビティ１５０は、電圧可変材料１０６が、ボンディングされた第２のボンディング・パッド１１２を有する第３の支持基板１１０をボンディング及び／又は押圧すると、如何なる接触、圧力、又は圧縮が除去又は低減される方式で配置されることを可能にする。換言すれば、保護キャビティ、例えば第１のキャビティ１５０Ｂは、如何なるボンディング又は押圧組み立て作業、及び／又は如何なる後続の処理の間にも電圧可変材料１０６を押圧から防ぐ。
【００４９】
図３Ａは、本開示による電気的回路保護デバイス１００の最終的な組立てを描く断面側面図を図解する。図３Ｂは、完全に組み立てられた電気的回路保護デバイス１００の上面及び底面図を図解する。とりわけ、図３Ａ−３Ｂは、電気的回路保護デバイス１００の様々な視点３０２、３０４、３０６、及び３０８を図解する。視点３０２は、第３の支持基板１１０、例えば電気的回路保護デバイス１００の堅固なカバー（第２のボンディング・パッド１１２を含む）の断面側面図を描く。視点３０４は、第３の支持基板１１０、例えば可変材料保護キャビティ１５０の上に置かれて、第２の支持基板１２０へボンディングされた堅固なカバー（第２のボンディング・パッド１１２を含む）を有する組み立てられた電気的回路保護デバイス１００の断面側面図を描く。視点３０６は組み立てられた電気的回路保護デバイス１００の上面図を描くと共に、第３の支持基板１１０と反対縁におけるキャスタレーションとを示す。視点３０８は組み立てられた電気的回路保護デバイス１００の底面図を描くと共に、底部基板、例えば第１の支持基板１３０と、反対縁１４０Ａ、１４０Ｂにおけるキャスタレーション１３８とを示す。ここに説明されるように、視点３０２、３０４、３０６、及び３０８は最終的な組み立てられた電気的回路保護デバイス１００の特定の詳細を強調することを意図している。
【００５０】
ボンディング及び／又は押圧操作は第３の支持基板１１０を第２のボンディング・パッド１１２へボンディングするために実行し得る。ボンディング剤が用いられることがあり、第３の支持基板１１０へ事前硬化させることがある。第３の支持基板１１０は、「堅固なカバー」を形成し、第１のボンディング・パッド１２２を有する第２の支持基板１２０へボンディングされる。基板１１０により形成された第３の支持基板１１０、例えば堅固なカバーと第２のボンディング・パッド１１２とは、電圧可変材料保護キャビティ１５０を覆い、電圧可変材料１０６を如何なるボンディング又は押圧組み立て作業、及び／又は何らかの以降の処理、例えば電気的回路保護デバイス１００の使用又は作動の間の押圧から更に防止する。一つの実施形態において、第１のキャビティ１５０Ｂ及び第２のキャビティ１５０Ａは（図１Ａ−図１Ｂに示すように）一緒に電圧可変材料保護キャビティ１５０を形成し、電圧可変材料１０６を如何なるボンディング又は押圧組み立て作業、及び／又は何らかの以降の処理又は作業の間の押圧から保護する。
【００５１】
図４は、本開示による代替的な電気的回路保護デバイス４００を図解する。
図４は、電気的回路保護デバイス４００の様々な部分の様々な視点を示す。例えば、視点４５２は電気的回路保護デバイス４００の最下層を示す。視点４５８は、組み立てられた電気的回路保護デバイス４００の側面図を示す。視点４５４は、視点４５８に描かれた最終的に組み立てられた電気的回路保護デバイス４００を形成するように電気的回路保護デバイス４００の最下層上に配置された様々な材料、層又は構成要素を示す。
【００５２】
図４で示すように、視点４５２は、支持基板４３０、第１及び第２の電極４０２Ａ、４０２Ｂ、及び電極間隙４０８がある電気的回路保護デバイス４００の組み立てられた底部部分を示す。
【００５３】
視点４５４は、堅固なカバーとして機能している支持基板４１０、ボンディング・パッド４１２、電圧可変材料４０６を示す。電圧可変材料４０６は、第１及び第２の電極４０２Ａ、４０２Ｂの上に被覆することができる。次いで支持基板４１０及びボンディング・パッド４１２は、視点４５８で示すように電圧可変材料４０６と第１及び第２の電極４０２Ａ、４０２Ｂの上に配置することができる。
【００５４】
ボンディング・パッド４１２及び支持基板４１０は、支持基板４３０の上へボンディング及び／又は押圧することができる。
【００５５】
第１の電極４０２Ａと第２の電極４０２Ｂとは、導電性材料から形成される。電極間隙１０８は、第２の電極４０２Ｂとの「エッジ間」に置かれる第１の電極４０２Ａにより形成される。電極間隙４０８は、フォト・リソグラフィック／電解堆積処理によって形成されることがある。
【００５６】
ボンディング・パッド４１２は、第１の電極４０２Ａ及び第２の電極４０２Ｂに配置されていることがある。電気的回路保護デバイス４００は、一つのボンディング・パッドを有することがある。ボンディング・パッド４１２はその内部に規定された第１のキャビティ４５０Ｂを有することがあり、ボンディング・パッド４１２は支持基板４３０に配置及び接触及び／又は押圧されることがある。一つの実施形態において、第１のキャビティ４５０Ｂは、キャビティ孔若しくは開口アパーチュアを形成するために除去された材料を有することがある。
【００５７】
支持基板４１０は、その内部に規定された第２のキャビティ４５０Ａを有することがある。視点４５８で示すように、支持基板４１０は、実質的に平坦な上部部分と底面とを有することがあり、その底面は屈曲若しくは弧状区画を有し、その下には電圧可変材料４０６が配置される。支持基板４１０は、「堅固なカバー」を形成し、ボンディング・パッド４１２へボンディングされる。第２のキャビティ４５０Ｂは、視点４５８に示すようにウェル又はキャビティ及び／又は開口アパーチュアを形成するように除去された材料を有することがある。
【００５８】
電圧可変材料４０６は、ボンディング・パッド４１２のキャビティ４５０Ｂ内で支持基板４３０に配置されることがあり、第１の電極４０２Ａ及び第２の電極４０２Ｂへ電気的に接続される。支持基板４１０の底面の成形は、何らかのボンディング又は押圧組み立て作業、及び／又は何らかの以降の処理の間に電圧可変材料４０６が押圧されることを低減若しくは防止することができる。
【００５９】
図４に示すように、電圧可変材料４０６を覆う支持基板４１０の底面の成形は、電圧可変材料４０６と実質的に共形である一方、電圧可変材料４０６と支持基板４１０との間の間隙を依然として与える。第１のキャビティ４５０Ｂ及び第２のキャビティ４５０Ａは電圧可変材料保護キャビティ穴４５０を全体的に形成し、これは、電圧可変材料保護キャビティ穴４５０がアーチ若しくはドーム形状を形成し、支持基板４１０がアーチ若しくはドーム形状を有する電圧可変材料４０６の形状に一致するので、「アーチ状キャビティ」と称されることがある。
【００６０】
電圧可変材料保護キャビティ４５０は、支持基板４１０が第１の基板に配置されているとき、電圧可変材料４０６と支持基板４１０との間に規定された空所を含む。支持基板４１０は、被覆された電圧可変材料４０６の形状に実質的に適合することができ、実質的にアーチ若しくはドーム形状を有する電圧可変材料保護キャビティ４５０のアーチ状キャビティ形成をもたらす。
【００６１】
電気的回路保護デバイス４００は外部端子４０４Ａ及び４０４Ｂを含むことがあり、これは電気的回路保護デバイス４００の反対側の周りに巻き付く。外部端子４０４Ａと４０４Ｂとは、それぞれ第１の電極４０２Ａと第２の電極４０２Ｂとに物理的且つ電気的に接触することができる。電気的回路保護デバイス４００は、周囲に巻き付く外部端子４０４がデバイスを対称にするので、何れの側でもＰＣボードへ装着し得る。これはＰＣボードの方向付けがしばしば困難であるより小型なデバイスにとって有利である。
【００６２】
図５Ａは本開示による電気的回路保護デバイス５００の層状構成要素を描いている分解断面側面図を図解する。図５Ｂは電気的回路保護デバイス５００の組立てを図解する。図５Ｃは完全に組み立てられた電気的回路保護デバイス５００の側面図を図解する。
【００６３】
視点５６０は電圧可変材料５０６の被覆を示し、視点５５５は電気的回路保護デバイス５００の他の構成要素に関して被覆された電圧可変材料５０６を示す。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、堅固なカバー５１０とボンディング・パッド５１２とは一緒にボンディング及び／又は押圧される。更に、中間層５２０Ａ−Ｂ及び５２２Ａ−Ｂは、第１の支持基板５３０に配置された第１の電極５０２Ａ及び第２の電極５０２Ｂの上へボンディングされる。中間層５２０Ａ−Ｂ及び５２２Ａ−Ｂの位置決めはキャビティ５５０（例えば、電圧材料保護キャビティ５５０）を形成することができる。中間層５２０Ａ−Ｂは基板とすることができる。中間層５２２Ａ−Ｂはボンディング層とすることができる。図５Ａ及び図５Ｂに更に示されるように、堅固な第３の基板／カバー５１０とボンディング・パッド５１２は、中間層５２０Ａ−Ｂの上部に設置及び／又は配置することができる。電圧可変材料５０６は、キャビティ５５０内で被覆することができる。電気的回路保護デバイス１００とは対照的に、中間層５２０Ａ−Ｂ及び５２２Ａ−Ｂは二つの非接続区画から形成されている。換言すれば、中間層５２２は二つの個別の部分５２０Ａ及び５２０Ｂから形成されており、一方、他方の中間層５２２は二つの個別のボンディング・パッド５２２Ａ及び５２２Ｂから形成されている。
【００６４】
第１の電極５０２Ａ及び第２の電極５０２Ｂは、フォト・リソグラフィック又は電解被覆処理を用いて第１の支持基板５３０に塗布し得る。第１及び第２の電極５０２Ａ及び５０２Ｂと第１の支持基板５３０との間の良好な接続を確実にするために、第１の支持基板５３０が先ず洗浄される。更に、電気的回路保護デバイス５００の組み立ての作業に先立って、第１の支持基板５３０、第２の支持基板５２０、及び第３の基板５１０を先ず洗浄し得る。
【００６５】
第１の支持基板５３０として好ましい材料は、ＦＲ−４エポキシ、ポリイミド、及びセラミックを含む。Ｃ−段階へ硬化されたＦＲ−４エポキシは、特に好ましい。また、第１の支持基板５３０、第２の支持基板５２０、及び第３の基板５１０は、両側における銅（Ｃｕ）被覆を伴わないＦＲ−４とされることがある。フォト・レジスト材料は第１の支持基板５３０の表面へ施し得る。ステンシル又はマスクは、フォト・レジスト材料及び非マスク材料へ塗布されて、硬化又は成長し得る。第１の電極５０２Ａと第２の電極５０２Ｂ（即ち、未硬化材料）を収容するために表面の部分を覆うフォト・レジスト材料は、剥がされて、すすぎ落とされる。
【００６６】
次いで、第１の電極５０２Ａ及び第２の電極５０２Ｂが第１の支持基板５３０の内部の露呈された表面へ塗布される。好ましくは、銅（Ｃｕ）が電解被覆を介して第１の支持基板５３０の表面へ塗布される。しかしながら、幾つかの導電性材料、例えば、銀、ニッケル、アルミニウム、プラチナ、金、亜鉛及びそれらの合金を第１の電極５０２Ａ及び第２の電極５０２Ｂを形成するために用いることができることに留意されたい。第１の電極５０２Ａと第２の電極５０２Ｂとが第１の支持基板５３０へ塗布された後、残留する硬化したフォト・レジスト材料は、材料を化学槽へ晒すことにより除去される。第１の電極５０２Ａと第２の電極５０２Ｂとは、第１の支持基板５３０にボンディング及び／又は形成される。
【００６７】
電極間隙５０８は、第１の電極５０２Ａと第２の電極５０２Ｂの間に形成し得る。一つの実施形態において、電極間隙５０８は、フォト・リソグラフィック／電解被覆処理を介して形成される。第１の電極５０２Ａと第２の電極５０２Ｂとは同一平面上にあることがあり、電極間隙５０８はウェル又はキャビティを形成する。電極間隙５０８（例えば、第１の電極５０２Ａと第２の電極５０２Ｂとの間のウェル又はキャビティ）は幾何学的な構成及び寸法を持つようにして、電圧可変材料５０６の少なくとも一部を間隙５０８に配置し得るようにせねばならない。一つの実施形態においては、第１の電極５０２Ａと第２の電極５０２Ｂとが第１の支持基板５３０に塗布されるにつれて、電極間隙５０８が形成される。
【００６８】
電圧可変材料５０６は、中間層５２０Ａ-Ｂと５２２Ａ−Ｂとの間で、且つ上部基板／層５１０及び５１２の下に形成された電圧材料保護キャビティ５５０に被覆し得る。電圧可変材料５０６の一部は、電極間隙５０８に収容されて配置し得る。電圧可変材料５０６は、電極間隙５０８内に配置されたとき、第１の電極５０２Ａと第２の電極５０２Ｂとを電気的に接続する。被覆は、ステンシル印刷を介して生じることがある。二つの個別の部分５２０Ａと５２０Ｂとは対称的に整合されて、二つの第２のボンディング・パッド５２２Ａ及び５２２Ｂの上へボンディングされることがある。
【００６９】
電圧可変材料５０６は、二つの個別の部分５２０Ａ及び５２０Ｂが対称的に整合されて二つのボンディング・パッド５２２Ａ及び５２２Ｂへボンディングされる前、間及び／又は後に、及び／又は、二つの個別の部分５２０Ａ及び５２０Ｂと二つの第２のボンディング・パッド５２２Ａ及び５２２Ｂとが第１の電極５０２Ａ及び第２の電極５０２Ｂと第１の支持基板５３０の最も外側区画へボンディング及び／又は押圧される前、間、及び／又は後に、電極間隙５０８及び電圧材料保護キャビティ５５０へ被覆されることがある。
【００７０】
電圧材料保護キャビティ５５０は、電圧可変材料５０６を、第３の支持基板５１０（それに結合された第２のボンディング５１２を有する）をボンディング及び／又は押圧する際に、如何なる接触、圧力又は圧縮を除外するか若しくは低減させる方式で配置させることを可能にする。換言すれば、電圧材料保護キャビティ５５０は電圧可変材料５０６を如何なるボンディング及び／又は押圧組み立て作業、及び／又は何らかの後続処理の間に、押圧又は圧縮されることを防止する。
【００７１】
電気的回路保護デバイス５００は外部端子５０４Ａ及び５０４Ｂを含むことがあり、これは電気的回路保護デバイス５００の対向端の周りに巻き付く。外側終了端５０４Ａ及び５０４Ｂは第１の電極５０２Ａと第２の電極５０２Ｂとにそれぞれ物理的に電気的接触する。電気的回路保護デバイス５００は、周囲に巻き付いた外部端子５０４Ａ及び５０４Ｂがデバイスを対称形にするので、何れの側からもＰＣボードに装着し得る。これはＰＣボードの方位付けがしばしば困難であるより小型なデバイスにとって有利である。
【００７２】
図６は本開示による更なる代替的電気的回路保護デバイス６００の組立ての断面図を図解する。処理６６２Ａ−Ｂ、６６４Ａ−Ｂ、及び６６６Ａ−Ｂは、電気的回路保護デバイス６００の様々な構成要素の組立てを図解する。ここに与えられた処理の各々は、望ましい選択及び／又は製造者選択に従って実行し得る。
【００７３】
処理６６２Ａ−Ｂにおいて、第３の支持基板６１０は第２のボンディング・パッド６１２に配置されることがある。第３の支持基板６１０と第２のボンディング・パッド６１２とは、堅固なカバーを形成し得る。
【００７４】
処理６６４Ａ−Ｂにおいて、第１の電極６０２Ａと第２の電極６０２Ｂは、二つの第１の基板６３０Ａの表面の一方へ従来のフォト・リソグラフィック／電解被覆処理を用いて適用される。第１の電極６０２Ａと第２の電極６０２Ｂとは、対称に整合して、二つの第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂに配置される。この順序は、第１の電極６０２Ａ及び第２の電極６０２Ｂと二つの第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂとの間の良好な接続を確実にし、二つの第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂは先ず洗浄される。更に、電気的デバイス６００のための組み立て作業に先立って、二つの第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂ、第２の支持基板６２０、及び第３の支持基板６１０が先ず洗浄されることがある。
【００７５】
二つの第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂは、二つの第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂの第３の支持基板６１０のような底部部分の上に固定、ボンディング、及び／又は押圧された外部端子６０４を含む。外部端子６０４は、二つの第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂの幅、深さ、寸法、及び幾何学的形態と等しくされることがあり、及び／又は二つの第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂと異なる幅、深さ、寸法、及び幾何学的形態を有する。例えば、外部端子６０４は、平坦で平面的な矩形の幾何学的形状を有する。一つの実施形態においては、二つの第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂが外部端子６０４の外側縁に位置して、二つの第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂの各々の一部が外部端子６０４の外側縁又は区画を越えて延出するようにされている。この二つの第１の基板６３０Ａと６３０Ｂとが互いに同一平面上にあり、一方、外部端子６０４は二つの第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂに対して非同一平面上にある。そのように、電圧材料保護キャビティ６５０は、外部端子６０４の上へボンディングされた後に、二つの第２の支持基板６２０Ａと６２０Ｂとの間に形成される。次に、電圧可変材料６０６の少なくとも一部は、電圧材料保護キャビティ６５０に被覆し得る。この被覆はステンシル印刷により生じることがある。電圧可変材料６０６は、第１の電極６０２Ａと第２の電極６０２Ｂとを電気的に接続する。電圧材料保護キャビティ６５０は、第１の電極６０２Ａ及び第２の電極６０２Ｂと外部端子と物理的且つ電気的に接触している。
【００７６】
第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂとして用いる好ましい材料は、ＦＲ-４エポキシ、ポリイミド及びセラミックを含む。Ｃ−段階へ硬化するＦＲ-４エポキシは、特に好ましい。また、第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂ、第２の支持基板６２０、並びに第３の基板６１０は、両側に被覆された銅（Ｃｕ）を伴わないＦＲ-４とされることがある。フォト・レジスト材料は、第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂの表面に塗布されることがある。ステンシル又はマスクはフォト・レジスト材料に塗布されて、露呈された材料は硬化又は成長する。第１の電極６０２Ａ及び第２の電極６０２Ｂを収容するように表面の部分を覆うフォト・レジスト材料（即ち、未硬化材料）は削ぎ落とされて、すすぎ落とされる。次いで第１の電極６０２Ａ及び第２の電極６０２Ｂは、第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂの内部の露呈された表面６３０Ｃに施される。好ましくは、銅（Ｃｕ）は電解被覆を介して第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂの表面へ塗布される。しかしながら、幾つかの導電性材料、例えば、銀、ニッケル、アルミニウム、プラチナ、金、亜鉛及びそれらの合金は、第１の電極６０２Ａ及び第２の電極６０２Ｂを形成するのに用いることができることに留意されたい。第１の電極６０２Ａ及び第２の電極６０２Ｂが第１の支持基板６３０に施された後、残留する硬化したフォト・レジスト材料は、この材料を化学槽に晒すことにより除去される。第１の電極６０２Ａ及び第２の電極６０２Ｂは、第１の基板６３０Ａ及び６３０Ｂにボンディング及び／又は形成される。
【００７７】
処理６６６Ａ−Ｂにおいて、第３の支持基板６１０及び第２のボンディング・パッド６１２は、第１の電極６０２Ａ及び第２の電極６０２Ｂの上へボンディング及び／又は押圧される。処理６０６−Ｂにおいて、電圧可変材料は第３の支持基板６１０のボンディング及び／又は押圧の際に電圧材料保護キャビティ６５０内に配置され、第１の電極６０２Ａ及び第２の電極６０２Ｂの上にボンディングされた第２のボンディング・パッド６１２を有し、如何なる接触、押圧、又は圧縮が排除される。換言すれば、電圧材料保護キャビティ６５０は、電圧可変材料６０６を如何なるボンディング又は押圧組み立て作業、及び／又は何らからの後続の処理の間に押圧されることを防ぐ。
【００７８】
電気的回路保護デバイス６００は、周辺巻き付き外部端子６０４がデバイスを対称形にするので、何れの側からもＰＣボードに装着し得る。これは、ＰＣボードの方位付けがしばしば困難なより小型のデバイスにとって有益である。
【００７９】
図７は本開示に従って電気的回路保護デバイスの製造方法７００の実施形態のフロー図を図解する。この製造方法７００は、ブロック７０２において開始される。例えば、実例として、図７の製造方法は、電気的回路保護デバイス１００、電気的デバイス５００、及び／又は電気的回路保護デバイス６００を製造するために使用し得る。この製造方法７００は、ブロック７０４へ移る。ブロック７０４において、第１の支持基板が設けられる。次に、製造方法７００は、ブロック７０６において、第１の支持基板に形成された第１の電極及び第２の電極を設け、これら第１の電極及び第２の電極は導電性材料から形成されている。この製造方法７００は、ブロック７０８において、第１及び第２の電極に配置された第１のボンディング・パッドを設け、この第１のボンディング・パッドは、その内部に形成された第１のキャビティを有する。この製造方法７００は、ブロック７１０において、第１のボンディング・パッドに配置された第２の支持基板を設け、この第２の支持基板は、その内部に形成された第２のキャビティを有する。第１と第２のキャビティは整列することができ、一つのより大きなキャビティを形成することができる。この製造方法７００は、ブロック７１２において、第１のキャビティ及び第２のキャビティ内に配置されて、第１の電極及び第２の電極に電気的に接続された電圧可変材料を設ける。
【００８０】
製造方法７００は、ブロック７１４において第２の支持基板に配置された第２のボンディング・パッドを設ける。この製造方法７００は、ブロック７１６において第２のボンディング・パッドに配置された第３の支持基板を設ける。この製造方法７００は、ブロック７１８において終了し得る。
【００８１】
図８は本開示に従って電気的回路保護デバイスを製造する方法８００の実施形態を図解する。例えば、実例として、図８の製造方法は、電気的回路保護デバイス４００及び／又は電気的回路保護デバイス５００を製造するのに用いられることがある。この製造方法８００は、ブロック８０２において開始される。この製造方法８００は、ブロック８０４へ移る。この製造方法８００は、ブロック８０４において第１の支持基板を設ける。この製造方法８００は、ブロック８０６において、第１の支持基板に形成された第１の電極と第２の電極とを設け、これら第１の電極と第２の電極とは導電性材料から形成されている。この製造方法８００は、ブロック８０８において、内部に規定されたキャビティを有して第１の支持基板に配置された第２の支持基板を設ける。この製造方法８００は、ブロック８１０において、第１の基板に且つ第２の支持基板のキャビティ内に配置されて、第１の電極及び第２の電極に電気的に接続された電圧可変材料を設ける。この製造方法８００は、ブロック８１２において終了し得る。
【００８２】
本開示は特定の実施形態に言及したが、説明された実施形態への幾多の修正、変更及び変化が、添付の特許請求の範囲に規定されたような本開示の分野及び範囲から逸脱することなく可能である。従って本開示は、説明された実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲の文言及びその均等物により規定された完全な範囲を有することが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ−５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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