專利名稱：過電壓保護(hù)元件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種被動(dòng)元件，特別是涉及一種過電壓保護(hù)元件及其制作方法。
背景技術(shù)：
過電壓保護(hù)元件(Over-Voltage Protecting Device)被廣泛應(yīng)用在各種電 子系統(tǒng)產(chǎn)品以及電子通訊設(shè)備，藉以避免因?yàn)殡妷寒惓；蚴庆o電放電(Electro-Static Discharge,ESD)而對(duì)電子設(shè)備造成傷害。 一般過電壓保護(hù)元件是并聯(lián)在電源上，當(dāng)過電壓 保護(hù)元件不發(fā)生作用時(shí)，過電壓保護(hù)元件具有相當(dāng)大的電阻，幾乎不會(huì)影響原電路；當(dāng)電壓 大于過電壓保護(hù)元件的臨界電壓時(shí)，過電壓保護(hù)元件的電阻會(huì)快速下降，將過大的電壓導(dǎo) 引至電源的接地端，藉以避免其他電子元件因過大的電壓而損壞。 過電壓保護(hù)元件具有多種類型，其中，用于靜電放電保護(hù)(ESDsu卯ressor)的過 電壓保護(hù)元件則以間隙放電(gap discharge)的過電壓保護(hù)元件應(yīng)用最為廣泛。采用間隙 放電的過電壓保護(hù)元件是將兩金屬電極之間的間隙控制在幾個(gè)微米(ym)之間，當(dāng)兩金屬 電極之間存在適當(dāng)?shù)碾娢徊顣r(shí)，存在于兩金屬電極之間氣體即可因而游離，藉以導(dǎo)通兩金 屬電極，使得過大的電壓可藉由過電壓保護(hù)元件導(dǎo)引至接地端，避免對(duì)其他電子元件造成 傷害。另外，兩金屬電極之間的間隙必須避免空氣以外的物質(zhì)殘留在間隙內(nèi)，否則同樣會(huì)造 成過電壓保護(hù)元件的耐壓穩(wěn)定性降低。 而現(xiàn)有習(xí)知間隙放電的過電壓保護(hù)元件的制作方法，如中國(guó)臺(tái)灣公開號(hào) 200807673專利所揭露，使用微影制程和電鑄制程形成弧形相對(duì)的兩金屬電極，兩金屬電極 之間的間隙可被控制在0.5至lOym之間。然而，現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)的微影制程是使用近接式 曝光機(jī)(proximity aligner)，而使用近接式曝光機(jī)進(jìn)行曝光時(shí)，光罩與基板之間必須保持 一適當(dāng)距離，藉以減少光罩接觸基板而產(chǎn)生污染，但光罩與基板的間距離越大，產(chǎn)生折射的 機(jī)率越大，造成金屬電極的端面與基板之間的垂直度不佳，通常采用正光阻時(shí)會(huì)形成靠近 基板的尺寸較窄，遠(yuǎn)離基板的尺寸較寬的輪廓(profile)，而采用負(fù)光阻時(shí)會(huì)形成靠近基板 的尺寸較寬，遠(yuǎn)離基板的尺寸較窄的輪廓；而藉由垂直度不佳的光阻電鑄形成的兩金屬電 極也會(huì)具有垂直度不佳的輪廓，進(jìn)而造成過電壓保護(hù)元件的耐壓特性不穩(wěn)定。另外，現(xiàn)有習(xí) 知采用的基板是使用較薄的氧化鋁基板，而且基板是以高溫?zé)Y(jié)進(jìn)行制作，因此基板的平 整度不易控制，容易有翹曲現(xiàn)象產(chǎn)生，這也會(huì)影響垂直度。 另外，如中國(guó)臺(tái)灣專利M336534號(hào)、1253881號(hào)所揭露，兩金屬電極之間的間隙可 以藉由鉆石刀片切割或雷射切割方式，將金屬電極之間的間隙尺寸控制在10至30ym。然 而，藉由鉆石刀片切割或雷射切割進(jìn)行間隙的制作方式，容易造成金屬電極的端面產(chǎn)生毛 邊或突出物，而影響金屬電極端面的粗糙度，造成過電壓保護(hù)元件的耐壓穩(wěn)定性降低。
由此可見，上述現(xiàn)有的過電壓保護(hù)元件在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造方法與使用上，顯然仍存 在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心 思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品及方法又沒 有適切的結(jié)構(gòu)及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能
4創(chuàng)設(shè)一種新的過電壓保護(hù)元件及其制作方法，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè) 界極需改進(jìn)的目標(biāo)。 有鑒于上述現(xiàn)有的過電壓保護(hù)元件存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì) 制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一 種新的過電壓保護(hù)元件及其制作方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的過電壓保護(hù)元件，使其更具有 實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值 的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的過電壓保護(hù)元件存在的缺陷，而提供一種新 的過電壓保護(hù)元件的制作方法，所要解決的技術(shù)問題是使其金屬電極具有垂直度較佳的端 面，藉以獲得較佳的產(chǎn)品特性，非常適于實(shí)用。 本發(fā)明的另一目的在于，克服現(xiàn)有的過電壓保護(hù)元件及其制作方法存在的缺陷， 而提供一種新的過電壓保護(hù)元件及其制作方法，所要解決的技術(shù)問題是使其有效避免空氣 以外的物質(zhì)殘留于兩金屬電極之間的間隙，藉以獲得較佳的產(chǎn)品特性，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種過電壓保護(hù)元件的制作方法，其包括以下步驟提供一基板；形成一第一光阻層于 該基板上；形成一圖案化金屬層于該第一光阻層上；以該圖案化金屬層為一曝光光罩，對(duì) 該第一光阻層進(jìn)行曝光及顯影，以暴露出部分的該基板；移除該圖案化金屬層；形成一對(duì) 電極層于該暴露出的該基板上，該對(duì)電極層間具有一間隙；以及形成一密封層覆蓋于該間 隙。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 前述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其中所述的形成該圖案化金屬層的步驟包
含形成一金屬層于該第一光阻層上；形成一第三光阻層于該金屬層上；曝光及顯影該第
三光阻層，以暴露出部分的該金屬層，該暴露出的金屬層具有兩分離且相互對(duì)稱的電極外
型，且該電極外型與該對(duì)電極層實(shí)質(zhì)上相同；以及移除該暴露出的該金屬層，以獲得該圖案
化金屬層。 前述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其中所述的形成該對(duì)電極層的步驟包含電 鍍一金屬層于該暴露出的該基板上；以及移除該第一光阻層，以形成該間隙于該對(duì)電極層 間，且該對(duì)電極層具有兩分離且相互對(duì)稱的電極外型。 前述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其中所述的形成該對(duì)電極層的步驟包含形成 具有與該基板實(shí)質(zhì)垂直的一端面的該電極層，且該端面鄰接該間隙。 前述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其中所述的該間隙的寬度約介于5ym至 200iim。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的 一種過電壓保護(hù)元件，其包括一基板；一對(duì)電極層，設(shè)置于該基板上，該對(duì)電極層間具有 一間隙；一遮罩層，設(shè)置于該間隙及部分的該對(duì)電極層上方，且該遮罩層與該對(duì)電極層之間 具有一空隙；以及一密封層，覆蓋于該遮罩層及該間隙。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的過電壓保護(hù)元件，其中所述的空隙的高度大于該間隙的寬度。 前述的過電壓保護(hù)元件，其中所述的遮罩層具有略呈L型的一剖面。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外再采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提
出的一種過電壓保護(hù)元件的制作方法，其特征在于其包括以下步驟提供一基板；形成一
對(duì)電極層于該基板上，其中該對(duì)電極層之間具有一間隙；形成一遮罩層，該遮罩層設(shè)置于該
間隙及部分的該對(duì)電極層的上方；以及形成一密封層，該密封層覆蓋于該遮罩層及該間隙。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 前述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其中所述的形成該遮罩層的步驟包含形成
一第三光阻層覆蓋該間隙；形成一第三種子層于該光阻層；形成一第四光阻層于該第三種
子層；微影該第四光阻層以形成一槽口 ；形成一電鍍層于該槽口中；以及移除該第四光阻
層、部份的該第三種子層以及該光阻層而形成該遮罩層。 前述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其中形成該遮罩層的步驟包含形成一第三 光阻層覆蓋該間隙；以印刷制程形成一印刷層于該光阻層上以及移除該光阻層。
前述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其中所述的遮罩層的材質(zhì)是低溫硬化材料。
前述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其中所述的形成該對(duì)電極層的步驟包含形 成一第一光阻層于該基板；圖案化該第一光阻層，而暴露出該基板；形成該對(duì)電極層于該 暴露出的該基板；以及移除該第一光阻層。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上可知，為達(dá)到上述目
的，本發(fā)明提供了一種過電壓保護(hù)元件及其制作方法，其制作方法包含提供基板；形成第
一光阻層于基板上；形成圖案化金屬層于第一光阻層上；以圖案化金屬層為曝光光罩，對(duì)
第一光阻層進(jìn)行曝光及顯影，以暴露出部分的基板；移除圖案化金屬層；形成一對(duì)電極層
于暴露出的基板上，該對(duì)電極層間具有間隙；以及形成密封層覆蓋于間隙。 如前所述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，密封層的材質(zhì)可為低流變性材料。在另
一實(shí)施例中，密封層的材質(zhì)可為具有導(dǎo)靜電功能的低流變性材料。 如前所述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其中形成圖案化金屬層的步驟包含形 成金屬層于第一光阻層上；形成第三光阻層于金屬層上；曝光及顯影第三光阻層，以暴露 出部分的金屬層，暴露出的金屬層具有兩分離且相互對(duì)稱的電極外型，且電極外型與對(duì)電 極層實(shí)質(zhì)上相同；以及移除暴露出的金屬層，以獲得圖案化金屬層。 根據(jù)上述的目的，本發(fā)明揭露另一種過電壓保護(hù)元件及其制作方法，該過電壓保 護(hù)元件包含基板；一對(duì)電極層，設(shè)置于基板上，該對(duì)電極層間具有間隙；遮罩層設(shè)置于間 隙及部分的該對(duì)電極層的上方，且遮罩層與該對(duì)電極層之間具有空隙；密封層覆蓋于遮罩 層及間隙。 前述的另一種過電壓保護(hù)元件的制作方法，包含提供基板；形成一對(duì)電極層于 基板上，其中該對(duì)電極層之間具有間隙；形成遮罩層，遮罩層設(shè)置于間隙及部分的對(duì)電極層 的上方；以及形成密封層，密封層覆蓋于遮罩層及間隙。 借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明過電壓保護(hù)元件及其制作方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有 益效果 1、本發(fā)明一種過電壓保護(hù)元件的制作方法，其金屬電極具有垂直度較佳的端面， 藉以獲得較佳的產(chǎn)品特性，非常適于實(shí)用。
2、本發(fā)明一種過電壓保護(hù)元件及其制作方法，其有效避免空氣以外的物質(zhì)殘留于 兩金屬電極之間的間隙，藉以獲得較佳的產(chǎn)品特性，從而更加適于實(shí)用。 綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種過電壓保護(hù)元件及其制作方法，該過電壓保護(hù)元 件包含基板、一對(duì)電極層，該對(duì)電極層之間具有間隙、遮罩層設(shè)置于間隙及部分的電極層的 上方、密封層覆蓋于遮罩層及間隙。本發(fā)明另提出一種過電壓保護(hù)元件的制作方法包含提 供基板；形成第一光阻層于基板上；形成圖案化金屬層于第一光阻層上；以圖案化金屬層 為曝光光罩，對(duì)第一光阻層進(jìn)行曝光及顯影，以暴露出部分的基板；移除圖案化金屬層；形 成一對(duì)電極層于暴露出的基板上，該對(duì)電極層間具有間隙；以及形成密封層覆蓋于間隙。
本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用 的新設(shè)計(jì)。 上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1A至圖1N是本發(fā)明第一實(shí)施例的過電壓保護(hù)元件的制作流程圖。 圖2A至圖2N是本發(fā)明第二實(shí)施例的過電壓保護(hù)元件的制作流程圖。 圖3A至圖3D是本發(fā)明第三實(shí)施例過電壓保護(hù)元件的部份制作流程圖。 100、200、300 :過電壓保護(hù)元件 11、21、31 :基板 110、210:基底 111 :第一面 112:第二面 121、221 :第一種子層 122、222 :第二種子層 131、231 :第一光阻層 132、232 :第二光阻層 133、233、333 :第三光阻層 141 :金屬層 141a:圖案化金屬層 151、251、351 :電極層 152、252、352 :底電極層 161:電極層的一端面 166、266、366 :間隙 167、267:開口 171、271、371 :密封層 172 、272 、372 :保護(hù)層 173、273、373 :第一端電極 174、274、374 :第二端電極
7
175、275、375 :第176、276、376 :第223 :第三種子層234:第四光阻層253 :電鍍層265、365 :遮罩層268 :空隙269 :槽口D :跨距H:空隙的高度W:間隙的寬度
具體實(shí)施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的過電壓保護(hù)元件及其制作方法其具體實(shí)施方式
、 結(jié)構(gòu)、制造方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。 本發(fā)明的一些實(shí)施例將詳細(xì)描述如下。然而，除了如下描述外，本發(fā)明還可以廣泛 地在其他的實(shí)施例施行，且本發(fā)明的范圍并不受實(shí)施例的限定，其以權(quán)利要求書范圍為準(zhǔn)。 再者，為提供更清楚的描述及更易理解本發(fā)明，圖式內(nèi)各部分并沒有依照其相對(duì)尺寸繪圖， 某些尺寸與其他相關(guān)尺度相比已經(jīng)被夸張；不相關(guān)的細(xì)節(jié)部分也未完全繪出，以求圖式的簡(jiǎn)潔。 請(qǐng)參閱圖1A至圖IN所示，是本發(fā)明第一實(shí)施例的過電壓保護(hù)元件的制作流程圖。 本發(fā)明第一實(shí)施例的過電壓保護(hù)元件100的制作方法包括(A)提供一基板、(B)形成一第 一光阻層于基板上、(C)形成一圖案化金屬層于第一光阻層上、(D)以圖案化金屬層為一曝 光光罩，對(duì)第一光阻層進(jìn)行曝光及顯影，以暴露出部分的基板、(E)移除圖案化金屬層、(F) 形成一對(duì)電極層于暴露出的基板上，該對(duì)電極層間具有一間隙、以及(G)形成一密封層覆 蓋于間隙。各步驟詳述如下 首先，(A)提供一基板ll，如圖1A及圖1B所示，基板ll具有一基底110、第一種 子層121及第二種子層122?；?10具有第一面111及第二面112，基底110可以是絕緣 基板，例如氧化鋁基板、氮化鋁基板等。第一種子層121與第二種子層122分別利用例如濺 鍍方式形成于基底110的第一面111及第二面112上。第一種子層121與第二種子層122 的材質(zhì)可采用鈦化鎢(TiW)、鎳鉻合金(Ni-Cr alloy)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎳銅合金 (Ni-Cu alloy)等，較佳地是采用與后續(xù)形成的電極層151及底電極層152(如圖II)有所 區(qū)隔的材質(zhì)，使得后續(xù)種子層進(jìn)行蝕刻步驟時(shí)不會(huì)蝕刻到電極層，在本實(shí)施例中是以銅為 電極層而鈦化鎢(TiW)為種子層為例進(jìn)行說(shuō)明。第一種子層121與第二種子層122的厚度 約介于0. 05 m至0. 4 m。第一種子層121與第二種子層122的設(shè)置可提升后續(xù)形成的電 極層151及底電極層152 (如圖II)和基底110間的附著性。 其次，(B)形成第一光阻層131于基板11上，如圖1C所示。在第一種子層121上 方形成第一光阻層131，此步驟中另可形成第二光阻層132于基板11上，即于第二種子層122下方形成第二光阻層132。第一光阻層131與第二光阻層132的厚度約介于10 y m至 30ym，然并不以此為限，第一光阻層131的厚度亦可依實(shí)際電極層151 (如圖II)厚度需求 而變，較佳地，第一光阻層131的厚度等于或大于電極層151(如圖II)的厚度，且第一光阻 層131采用正光阻。 然后，(C)形成一圖案化金屬層于第一光阻層121上。本實(shí)施例中，圖案化金屬層 的形成步驟可參考圖1D至圖1G。首先，在第一光阻層131上方形成金屬層141 (如圖1D 所示)。本實(shí)施例中，金屬層141可以蒸鍍(ev即oration)制程將厚度約介于0. 03 y m至 0. 1 ii m的銅(Cu)層形成于第一光阻層131上方，當(dāng)銅層的厚度過薄時(shí)，曝光制程采用的UV 光會(huì)穿透金屬層141，當(dāng)銅層的厚度過厚時(shí)，則浪費(fèi)金屬材料及容易過蝕刻或側(cè)蝕，故較佳 的銅層的厚度約介于0.03iim至0.05iim。金屬層141的材質(zhì)并不限定為銅，金屬層141 也可以采用其他制程及材質(zhì)，例如鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、金(Au)、鋁(Al)等材質(zhì)。本實(shí) 施例中，金屬層141的材質(zhì)為銅，與其他材質(zhì)相較，具有下述的優(yōu)點(diǎn)，首先，蒸鍍銅的制程溫 度較低，不易影響第一光阻層131及第二光阻層132的特性；其次，蒸鍍銅所使用的銅粒材 料成本低廉，另外，后續(xù)蝕刻銅的制程較簡(jiǎn)易，同時(shí)也比較安全。然后，如圖1E所示，在金屬 層141上方形成第三光阻層133，第三光阻層133的厚度小于第一光阻層131，第三光阻層 133的厚度約介于O. 5iim至3iim，采用厚度較薄的第三光阻層133其微影制程的解析度較 佳。然后，如圖1F所示，對(duì)第三光阻層133進(jìn)行曝光及顯影等微影制程，而暴露出部分的金 屬層141。本實(shí)施例中，所暴露出的金屬層141具有兩分離且相對(duì)稱的電極外型，電極外型 與電極層151實(shí)質(zhì)上相同，但并不以此為限。第三光阻層133可為正光阻或負(fù)光阻，本實(shí)施 例中第三光阻層133采用正光阻以具有較負(fù)光阻佳的解析度。然后，如圖1G所示，藉由第 三光阻層133為遮罩，對(duì)金屬層141進(jìn)行蝕刻，以將暴露出的金屬層141(即兩分離且相對(duì) 稱的電極外型的部分)蝕刻掉，以獲得一圖案化金屬層141a。蝕刻后所暴露出的第一光阻 層131具有兩分離且相對(duì)稱的電極外型，但并不以此為限。 然后，如圖1H所示，(D)以圖案化金屬層141a為一曝光光罩，對(duì)第一光阻層131進(jìn) 行曝光及顯影，以將暴露出的第一光阻層131(即具有兩分離且相對(duì)稱的電極外型的部分) 移除掉，而暴露出部分的基板11 ，所暴露出的基板具有兩分離且相對(duì)稱的電極外型，本實(shí)施 例中，暴露出設(shè)置于基板11的部份的第一種子層121。此外，可以另一微影制程對(duì)第二光阻 層132進(jìn)行曝光及顯影，以暴露出部分的第二種子層122。在本實(shí)施例中，第一光阻層131 及第二光阻層132分開進(jìn)行曝光及顯影等微影制程，但并不以此為限，熟此技藝者當(dāng)知，第 一光阻層131及第二光阻層132也可以分別進(jìn)行曝光制程再同時(shí)進(jìn)行顯影制程，本發(fā)明于 此不再贅述。 然后，(E)移除圖案化金屬層141a及(F)形成一對(duì)電極層在暴露出的基板上，該對(duì) 電極層間具有一間隙。本實(shí)施例中，如圖ll所示，先移除第三光阻層133及圖案化金屬層 141a，再藉由電鍍一金屬層在暴露出的第一種子層121上方形成一對(duì)電極層151，該對(duì)電極 層151具有兩分離且相對(duì)稱的電極外型；在第二種子層122下方形成一對(duì)底電極層152，其 中電極層151與底電極層152即分別作為過電壓保護(hù)元件100的上下電極層。較佳地，電 極層151的厚度應(yīng)小于第一光阻層131的厚度，底電極層152的厚度應(yīng)小于第二光阻層132 的厚度，以避免于電極層與光阻層接合處產(chǎn)生凸起等不平整缺陷影響放電效能。在本實(shí)施 例中，電極層151與底電極層152的厚度約介于3 ii m至30 ii m，電極層151與底電極層152的材質(zhì)包含銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鉬(Pt)、鎳(Ni)、鉻(Cr)等導(dǎo)電材質(zhì)。
本實(shí)施例中，電極層151與底電極層152同時(shí)藉由電鍍制程而形成，但并不以此為 限，電極層151與底電極層152也可以分別利用電鍍制程形成。分別進(jìn)行電鍍制程時(shí)，不進(jìn) 行電鍍的第一種子層121或第二種子層122需以干膜或光阻作為保護(hù)。而且，若分別進(jìn)行 電極層151和底電極層152的制作時(shí)，前述各光阻層的微影制程及后續(xù)各電極層的電鍍制 程的制造順序亦可依實(shí)際需求變化，例如先完成第一光阻層131的微影制程及電極層151 的電鍍制程后，再進(jìn)行第二光阻層132的微影制程及底電極層152的電鍍制程。另外，第三 光阻層133及圖案化金屬層141a亦可在電極層151電鍍完成后再移除。
然后，如圖1J所示，移除第一光阻層131與第二光阻層132以及其下的第一種子 層121和第二種子層122，以形成一間隙166在兩相對(duì)的電極層151之間及一開口 167在兩 相對(duì)的底電極層152之間。此外，形成于電極層151間的間隙166具有一寬度W，寬度W定 義為電極層151間的最短距離，寬度W是依據(jù)耐電壓的規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)。本實(shí)施例中，寬度W 約介于5 ii m至200 ii m，較佳地，約介于5 y m至30 y m，更佳地約介于5 y m至20 y m，舉例說(shuō) 明，以空氣放電20KV/cm進(jìn)行估算，當(dāng)寬度W約介于5 ii m至500 ii m時(shí)，對(duì)應(yīng)的電壓可約為 10-1000V。 然后，如圖1K所示，(G)在電極層151上方形成密封層171，密封層171用以封閉 電極層151之間的間隙166，避免濕氣或雜質(zhì)進(jìn)入該間隙166，影響尖端放電效能。本實(shí)施例 中，密封層171以印刷制程或涂布制程形成，密封層171的厚度約介于5 ii m至30 ii m，但并 不以此為限，密封層171的厚度只要能封閉該些電極層151之間的間隙166即可。密封層 171可采用干膜高分子材料或低流變性材料等，使其可達(dá)到封閉間隙166的目的，而不會(huì)填 滿間隙166。低流變性材料的黏度較高(例如40KCPs-150KCPs)，其溶劑為易揮發(fā)型溶劑，此 外亦可添加黏結(jié)劑(Crosslinking Agent)、增黏劑或流變控制劑等用以調(diào)整流變特性。低 流變性材料可包含環(huán)氧樹脂(印oxy)、聚酰亞胺(Polyimide;PI)、樹脂(Rosin)等。另外， 密封層171也可以采用具有導(dǎo)靜電功能的低流變性材料，例如具有金屬粒子的低流變性材 料，藉由金屬粒子的材料特性可調(diào)整過電壓保護(hù)元件的電容值，其中金屬粒子可為氧化鋅 (Zn0)、銅(Cu)、鎳(Ni)或鋁(Al)等。黏結(jié)劑則可以采用Cab-0-Sil⑧系列的發(fā)煙二氧化 硅(Fumed Silica) 、Varox Peroixde或2， 4-二氯苯甲?；?2， 4-dichlorbenzoyl)等長(zhǎng)鏈 的聚合物(Polymer)，此種黏結(jié)劑有兩種作用，一種作用是防止金屬顆粒與樹脂材料混合時(shí) 金屬顆粒混合不均而產(chǎn)生沉淀，另一種作用是可改善流體的流變性，另外如在金屬粉末覆 蓋一層氧化層也可有效改善元件在過電壓或受靜電充擊(Pulse)的穩(wěn)定性。
然后，如圖1L所示，在密封層171上方形成保護(hù)層172，保護(hù)層172可采用環(huán)氧樹 脂、聚酰亞胺或壓克力樹脂等材料涂布形成，本實(shí)施例中以環(huán)氧樹脂為例說(shuō)明。保護(hù)層172 覆蓋密封層171及部分的電極層151，藉以避免溫度、濕度等環(huán)境因素造成元件損壞。
接著，如圖1M所示，在基板11的端面形成第一端電極173與第二端電極174，使分 別電連接電極層151與底電極層152。本實(shí)施例中，第一端電極173與第二端電極174以濺 鍍制程形成，其材料可為鎳或鉻等，但并不以此為限，第一端電極173與第二端電極174也 可以采用其他制程及材質(zhì)，例如離子鍍膜(ion plating)或沾銀制程等。
最后，如圖1N所示，在第一端電極173與第二端電極174上形成第一焊錫層175 與第二焊錫層176，并包覆暴露出的電極層151和底電極層152，藉以作為過電壓保護(hù)元件100其與外部的電路板電性連接的一外部電極。本實(shí)施例中，第一焊錫層175與第二焊錫層 176以電鍍制程形成鎳錫層(Ni/Snlayer)，但并不以此為限，第一焊錫層175與第二焊錫層 176也可以采用其他制程及材質(zhì)。 藉由上述的制作流程，可制成過電壓保護(hù)元件IOO，如圖1N所示。過電壓保護(hù)元 件100包含基板11、一對(duì)電極層151、密封層171、以及外部電極(即第一端電極173及第 二端電極174)。該對(duì)電極層151設(shè)置于基板110，且該對(duì)電極層151之間具有一間隙166， 其中，電極層151鄰接間隙166的一端面161實(shí)質(zhì)垂直于基板110且為一平滑面。密封層 171覆蓋于部份的電極層151與間隙166，藉以密封間隙166。作為外部電極的第一端電極 173及第二端電極174分別電性連接電極層151與底電極層152。 在此需注意，本實(shí)施例的過電壓保護(hù)元件的制作方法，藉由圖案化金屬層141a取 代現(xiàn)有習(xí)知微影制程所用曝光機(jī)(例如近接式曝光機(jī))中的光罩，對(duì)第一光阻層131進(jìn)行 曝光，減少光罩與光阻層間的距離，使得第一光阻層131的端面與基板110之間具有較佳的 垂直度，不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)有習(xí)知正光阻或負(fù)光阻垂直度不佳的狀況。因此，藉由第一光阻層131 形成的該些電極層151也可具有垂直度較佳的端面，而且該些電極層151的端面均為平滑 面，不會(huì)產(chǎn)生如現(xiàn)有習(xí)知金屬電極端面的粗糙度過大，造成過電壓保護(hù)元件的耐壓穩(wěn)定性 降低的狀況，因此，可獲得較佳的產(chǎn)品特性。 再者，本實(shí)施例中采用厚度較薄的第三光阻層133來(lái)作微影制程，使得微影制程 的解析度較高而使第三光阻層133的端面與基板11之間具有較佳的垂直度，再以第三光阻 層133作為遮罩來(lái)蝕刻金屬層141以獲得圖案化金屬層141a，藉以圖案化金屬層141a與基 板110之間也可具有較佳的垂直度，最后，再以圖案化金屬層141a作為曝光光罩對(duì)第一光 阻層131進(jìn)行微影制程并以電鍍制程形成電極層151，藉以可使鄰接間隙166的電極層151 的一端面161與基板110具有較佳的垂直度，而獲得較佳的產(chǎn)品特性。
值得一提的是，在電極層151形成的步驟中，采用解析度較佳的正光阻及電鍍制 程，故可確保鄰接間隙166的電極層151的一端面161與基板110具有較佳的垂直度，尤其 是當(dāng)電極層151的厚度增加且間隙166的寬度W減小時(shí)，本發(fā)明的制作方法亦可提供良好 的垂直度。 請(qǐng)參閱圖2A至圖2N所示，是本發(fā)明第二實(shí)施例的過電壓保護(hù)元件的制作流程圖。 本發(fā)明第二實(shí)施例的過電壓保護(hù)元件200的制作方法詳述如下 首先，提供一基板21，如圖2A及圖2B所示，基板21具有一基底210、第一種子層 221與第二種子層222，相關(guān)的連接關(guān)系及材料與第一實(shí)施例相同，故在此不贅述。
其次，形成一對(duì)電極層251在基板210上，該對(duì)電極層251之間具有一間隙266，如 圖2C至圖2E所示。如圖2C所示，在第一種子層221上方形成第一光阻層231 ;在第二種子 層222下方形成第二光阻層232。然后，如圖2D所示，可利用微影制程對(duì)第一光阻層231及 第二光阻層232進(jìn)行曝光及顯影，而分別暴露出部分的第一種子層221和第二種子層222。 然后，如圖2E所示，藉由電鍍制程在暴露出的第一種子層221上方形成一對(duì)電極層251 ;在 暴露出的第二種子層222下方形成一對(duì)底電極層252。然后，移除第一光阻層231與第二 光阻層232以及其下的第一種子層221和第二種子層222，以形成一間隙266于兩相對(duì)電 極層251之間與一開口 267在兩相對(duì)底電極層252之間。詳細(xì)的制程步驟請(qǐng)參考第一實(shí)施 例，在此不贅述。
另外，電極層251也可以采用第一實(shí)施例中圖1C至圖1J所述的制作方法形成；而 藉由第一實(shí)施例的方法所形成的電極層251相較于圖2C至圖2E，電極層251的一端面與基 板21之間可具有較佳的垂直度及/或平滑度。 然后，參考圖2G至圖2J，形成遮罩層265于間隙266及部分的電極層251的上方， 且遮罩層265具有略呈L型的一剖面。舉例說(shuō)明，如圖2F至圖2J所示，先形成第三光阻層 233在部分的電極層251上方且覆蓋間隙266，如圖2F所示。再者，如圖2G所示，在電極層 251及第三光阻層233上方藉由濺鍍制程形成第三種子層223，第三種子層223的材料需與 電極層251不同，以防止后續(xù)蝕刻第三種子層223時(shí)將電極層251移除，本實(shí)施例中電極層 251的材質(zhì)為銅，第三種子層223的材料為鈦化鎢(TiW)，但不以此為限。然后，如圖2H所 示，在第三種子層223上方形成第四光阻層234。然后，如圖21所示，對(duì)第四光阻層234進(jìn) 行曝光及顯影等微影制程，以形成一側(cè)面略呈L型的槽口 269使暴露出部分的第三種子層 223，接著，藉由電鍍制程在第三種子層223上方的槽口 269中形成電鍍層253 。本實(shí)施例中 電鍍層253的材質(zhì)為銅，第三種子層253的材料為鈦化鎢(TiW)，但不以此為限。最后，如 圖2J所示，藉由顯影制程將第四光阻層234與第三光阻層233移除，以及藉由蝕刻制程將 部份的第三種子層223移除，以形成由部份的第三種子層223與電鍍層253所組成的遮罩 層265。值得一提的是，遮罩層265的剖面略呈L型，且遮罩層265與電極層251之間具有 一空隙268，遮罩層265覆蓋其中的一個(gè)電極層251，遮罩層265覆蓋電極層251的尺寸為 跨距D。本實(shí)施例中，空隙268的高度H大于間隙266的寬度W，較佳地，空隙268的高度H 約為間隙266的寬度W的2倍，藉以使尖端放電僅可能發(fā)生在該對(duì)電極層251之間的間隙 266。 另外，當(dāng)遮罩層265與電極層251的材料不同時(shí)，則可省去電鍍層253的設(shè)置，而 直接將第三種子層223作為遮罩層265。 接著，依序在遮罩層265上方形成密封層271 (如圖2K)及保護(hù)層272 (如圖2L)， 最后，如圖2M及圖2N所示，分別形成第一端電極273、第二端電極274、第一焊錫層275與 第二焊錫層276，而詳細(xì)的制程步驟請(qǐng)參考第一實(shí)施例，在此不贅述。 如圖2N所示，藉由上述的制作流程所制成的過電壓保護(hù)元件200包含基板21、一 對(duì)電極層251、遮罩層265以及密封層271。電極層251設(shè)置于基板21上，且電極層251之 間具有一間隙266。遮罩層265設(shè)置于間隙266與部份的該對(duì)電極層251上方，遮罩層265 具有略呈L型的剖面。密封層271覆蓋于遮罩層265及間隙266。 本實(shí)施例中，藉由遮罩層265的設(shè)置來(lái)阻擋低流變性材料(即密封層271)流入電 極層251之間的間隙266。此外，即使低流變性材料經(jīng)由空隙268流入遮罩層265與電極層 251之間，由于跨距D具有足夠的長(zhǎng)度，可確保低流變性材料不會(huì)流入間隙266。因此，可有 效避免空氣以外的物質(zhì)殘留在兩金屬電極之間的間隙而導(dǎo)致耐壓穩(wěn)定性降低的問題，使得 本發(fā)明可獲得較佳的產(chǎn)品特性。 請(qǐng)參閱圖3A至圖3D所示，是本發(fā)明第三實(shí)施例的過電壓保護(hù)元件的部份制作流 程圖。第三實(shí)施例與第二實(shí)施例的差異在在遮罩層365的形成方法。為求說(shuō)明書的簡(jiǎn)潔易 懂，第三實(shí)施例中與第二實(shí)施例中的相似或相同的元件(例如，基板31、電極層351、底電極 層352、密封層371、保護(hù)層372、第一端電極373、第二端電極374、第一焊錫層375與第二 焊錫層376等)及/或制造方法，在本實(shí)施例中以相類似元件符號(hào)顯示，其相關(guān)說(shuō)明在此不再贅述。而有關(guān)遮罩層365的形成方法，如圖3A至圖3C。先形成第三光阻層333覆蓋電極 層351間的間隙366，如圖3A。接著，如圖3B所示，可藉由印刷制程(例如厚膜印刷制程) 在第三光阻層333上形成遮罩層365。本實(shí)施例中，遮罩層365的材質(zhì)為低溫硬化材料，例 如室溫硬化型或UV硬化型壓克力樹脂及環(huán)氧樹脂等，藉以避免材料硬化所需的溫度影響 第三光阻層333的特性，造成第三光阻層333不易移除。然后，如圖3C所示，移除第三光阻 層333而形成遮罩層365于間隙366及部分電極層351上方。藉由上述方式可簡(jiǎn)化遮罩層 365形成的步驟。 然后，分別形成密封層371、保護(hù)層372、第一端電極373、第二端電極374、第一焊 錫層375與第二焊錫層376，以形成如圖3D所示的過電壓保護(hù)元件300，而詳細(xì)的制程步驟 請(qǐng)參考第一實(shí)施例及第二實(shí)施例，在此不贅述。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更 動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案 的范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種過電壓保護(hù)元件的制作方法，其特征在于其包括以下步驟提供一基板；形成一第一光阻層于該基板上；形成一圖案化金屬層于該第一光阻層上；以該圖案化金屬層為一曝光光罩，對(duì)該第一光阻層進(jìn)行曝光及顯影，以暴露出部分的該基板；移除該圖案化金屬層；形成一對(duì)電極層于該暴露出的該基板上，該對(duì)電極層間具有一間隙；以及形成一密封層覆蓋于該間隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其特征在于其中所述的形成該 圖案化金屬層的步驟包含形成一金屬層于該第一光阻層上； 形成一第三光阻層于該金屬層上；曝光及顯影該第三光阻層，以暴露出部分的該金屬層，該暴露出的金屬層具有兩分離 且相互對(duì)稱的電極外型，且該電極外型與該對(duì)電極層實(shí)質(zhì)上相同；以及 移除該暴露出的該金屬層，以獲得該圖案化金屬層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其特征在于其中所述的形成該 對(duì)電極層的步驟包含電鍍一金屬層于該暴露出的該基板上；以及移除該第一光阻層，以形成該間隙于該對(duì)電極層間，且該對(duì)電極層具有兩分離且相互 對(duì)稱的電極外型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其特征在于其中所述的形成該 對(duì)電極層的步驟包含形成具有與該基板實(shí)質(zhì)垂直的一端面的該電極層，且該端面鄰接該間 隙。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其特征在于其中所述的該間隙 的寬度約介于5 ii m至200 ii m。
6. —種過電壓保護(hù)元件，其特征在于其包括 一基板；一對(duì)電極層，設(shè)置于該基板上，該對(duì)電極層間具有一間隙；一遮罩層，設(shè)置于該間隙及部分的該對(duì)電極層上方，且該遮罩層與該對(duì)電極層之間具 有一空隙；以及一密封層，覆蓋于該遮罩層及該間隙。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的過電壓保護(hù)元件，其特征在于其中所述的空隙的高度大于該 間隙的寬度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的過電壓保護(hù)元件，其特征在于其中所述的遮罩層具有略呈L 型的一剖面。
9. 一種過電壓保護(hù)元件的制作方法，其特征在于其包括以下步驟 提供一基板；形成一對(duì)電極層于該基板上，其中該對(duì)電極層之間具有一間隙；形成一遮罩層，該遮罩層設(shè)置于該間隙及部分的該對(duì)電極層的上方；以及 形成一密封層，該密封層覆蓋于該遮罩層及該間隙。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其特征在于其中所述的形成 該遮罩層的步驟包含形成一第三光阻層覆蓋該間隙； 形成一第三種子層于該光阻層； 形成一第四光阻層于該第三種子層； 微影該第四光阻層以形成一槽口； 形成一電鍍層于該槽口中；以及移除該第四光阻層、部份的該第三種子層以及該光阻層而形成該遮罩層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其特征在于其中所述的形成 該遮罩層的步驟包含形成一第三光阻層覆蓋該間隙； 以印刷制程形成一印刷層于該光阻層上；以及 移除該光阻層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其特征在于其中所述的遮罩 層的材質(zhì)是低溫硬化材料。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電壓保護(hù)元件的制作方法，其特征在于其中所述的形成 該對(duì)電極層的步驟包含形成一第一光阻層于該基板； 圖案化該第一光阻層，而暴露出該基板； 形成該對(duì)電極層于該暴露出的該基板；以及 移除該第一光阻層。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種過電壓保護(hù)元件及其制作方法，該過電壓保護(hù)元件包含基板、一對(duì)電極層，該對(duì)電極層之間具有間隙、遮罩層設(shè)置于間隙及部分的電極層的上方、密封層覆蓋于遮罩層及間隙。本發(fā)明另提出一種過電壓保護(hù)元件的制作方法包含提供基板；形成第一光阻層于基板上；形成圖案化金屬層于第一光阻層上；以圖案化金屬層為曝光光罩，對(duì)第一光阻層進(jìn)行曝光及顯影，以暴露出部分的基板；移除圖案化金屬層；形成一對(duì)電極層于暴露出的基板上，該對(duì)電極層間具有間隙；以及形成密封層覆蓋于間隙。本發(fā)明的金屬電極具有垂直度較佳的端面，且能有效避免空氣以外的物質(zhì)殘留于兩金屬電極之間的間隙，藉以獲得較佳的產(chǎn)品特性，從而更加適于實(shí)用。
文檔編號(hào)H01T4/00GK101752790SQ20081018622
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者林鴻銘, 王鐘雄, 羅文翔, 陳國(guó)樞 申請(qǐng)人:乾坤科技股份有限公司