[发明专利]积层式静电及突波保护元件

说明书

技术领域

本发明关于一种电子保护元件，尤指一种运用电晕放电(Corona discharge)与火花放电(Spark discharge)原理所制成的积层式静电及突波保护元件。

背景技术

目前在解决静电(electrostatic discharge；简称ESD)问题所使用的电子元件有采用变阻器(varistor)及瞬间电压抑制器(transient voltage suppresser，TVS)。变阻器是一种回复型过电压保护元件，利用材料本身的电阻值与电压的非线性关保护工作线路，通常在正常电压(工作电压)时，该元件的电阻值很高，电流通过工作线路；但是当工作电压超过一临界值时，该变阻器的电阻值会大幅下降，电流转而流过该变阻器而到接地，将此高电压能量排掉。

而瞬间电压抑制器又比变阻器的实施电压小，并会做成二极体(diode)方式，工作原理同变阻器，仅使用不同材料系统。也可以使用齐纳二极体(Zener diode)解决ESD静电问题。

另有积层式结构的保护元件为迭层式的压敏电阻(Multi-layer Varistor，MLV)，其优点是比瞬间电压抑制器反应速度快、电流流动速度优于瞬间电压抑制器，但缺点是经过多次大电流冲击后，电性特性会逐渐劣化，产生漏电流(IR值降低)、工作电压、元件寿命等方面的问题。例如当元件劣化后，其起始工作电压可能从原来的500V逐渐提高，相对来讲，元件的反应灵敏度即逐渐下降，当起始工作电压提升至极高后，保护元件最后便完全无法工作，丧失保护作用。

因此，就上述所提及的静电保护元件产品，所采用的保护机制，皆为使用特定金属氧化物材质，例如氧化锌基材陶瓷材料，在瞬间高电压或瞬间高电流发生时，材料本身的电阻值快速下降，形成电桥导通、短路，将突然产生的能量导掉。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种积层式静电及突波保护元件，在积层堆迭的绝缘基材内设有具尖端部的反应电极，利用尖端放电或火花放电原理，将高能量的电荷经由尖端部传递至接地，防止静电、突波破坏其它电子元件，达到保护目的。

为达成前述目的，本发明包含有：

复层绝缘基材，相互堆迭而形成一复层式本体，在该复层式本体内部设有至少一第一反应电极及一第二反应电极，其中该第一反应电极及第二反应电极对向设置且维持一间距，该第一反应电极及第二反应电极至少一者形成一尖端电极部，该尖端电极部的夹角角度θ小于180度；

两外电极，设于该复层式本体的两相对侧面而分别与该第一反应电极及第二反应电极电性连接。

其中，该复层式本体内部可设有复数个第一反应电极及复数个第二反应电极，各第一反应电极及各第二反应电极形成一尖端电极部，该些第一反应电极及第二反应电极的尖端电极部对向设置。

藉由前述结构，当本发明在实际应用时面临高电压、高电流的状况，在第一反应电极或第二反应电极的其中一尖端电极部将聚集高密度的电子，产生电晕放电或火花放电的现象而将电荷从其中的一反应电极传递至另一反应电极，再经外电极传递至接地，从而将大量的电荷排除掉，发挥静电、突波保护作用。

当增加第一反应电极和第二反应电极的迭层数时，将可增加元件的电荷传导特性及元件耐用度，延长保护元件的使用寿命。

经由调整第一、第二反应电极其尖端电极部的形状、间距，可调整工作起始工作电压，获得所需的元件灵敏度；当改变绝缘基材的材料、反应电极材质，可提高耐电压程度及耐受次数。

附图说明

图1A为本发明第一实施例的立体分解示意图。

图1B为本发明第一实施例其中一基材的平面示意图。

图1C为本发明第一实施例的堆迭侧视示意图。

图1D为本发明第二实施例的堆迭侧视示意图。

图2A～2D为本发明尖端电极部的不同实施例示意图。

图3为本发明第三实施例其中一基材的平面示意图。

图4为本发明第四实施例的立体分解示意图。

图5为本发明第五实施例的立体透视示意图。

图6为本发明第六实施例的立体示意图。

图7A为本发明第七实施例的分解示意图。

图7B为本发明第七实施例的堆迭侧视示意图。

图8为本发明第八实施例的堆迭侧视示意图。

图9为本发明第九实施例的堆迭侧视示意图。

图10为本发明第十实施例的立体透视示意图。

主要元件符号说明

10绝缘基材

11开孔

20第一反应电极