DE102016200598A1

DE102016200598A1 - Oberflächenmontierbare Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung

Info

Publication number: DE102016200598A1
Application number: DE102016200598.7A
Authority: DE
Inventors: Conrado de Leon; Albert Enriquez; Editha Liquido; Crispin Zulueta
Original assignee: Littelfuse Inc
Current assignee: Littelfuse Inc
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2016-07-28
Also published as: JP2016154136A; JP6438418B2; US10181718B2; CN105870107A; TW201644034A; US20160218502A1; TWI630696B

Abstract

Hier bereitgestellt sind verbesserte Vorrichtungen zum Schutz elektrischer Schaltungen zum Schützen vor elektrostatischer Entladung (ESD), wobei die Vorrichtungen ein erstes Trägersubstrat, eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf dem ersten Trägersubstrat gebildet sind, umfasst, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode aus einem leitenden Material gebildet sind. Die Vorrichtungen umfassen ferner ein erstes Bondpad, das auf der ersten und zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei das erste Bondpad eine darin gebildete erste Aussparung aufweist; ein zweites Trägersubstrat, das auf dem ersten Bondpad angeordnet ist, wobei das zweite Trägersubstrat eine darin gebildete zweite Aussparung aufweist, und ein spannungsvariables Material, das in der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung angeordnet ist und mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist. Die Vorrichtungen umfassen ferner ein zweites Bondpad, das auf dem zweiten Trägersubstrat angeordnet ist, und ein drittes Trägersubstrat, das auf dem zweiten Bondpad angeordnet ist.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62106384 , eingereicht am 22. Januar 2015, mit dem Titel „SURFACE-MOUNTABLE ELECTRICAL CIRCUIT PROTECTION DEVICE“, die hier durch Verweis zur Gänze eingeschlossen ist.
Gebiet der Offenbarung
Die Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet von Schaltungsschutzvorrichtungen zum Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) und insbesondere auf eine oberflächenmontierbare elektrische Schaltungsvorrichtung.
Hintergrund der Offenbarung
Elektrische Schaltungen und Komponenten sind elektrischer Überlastung (EOS) ausgesetzt, die ein Phänomen ist, bei dem auf eine Schaltung oder eine Vorrichtung angelegte elektrische Signale normale Betriebsparameter übersteigen. Diese übermäßigen elektrischen Signale sind definitionsgemäß nicht normal und sind nicht Teil des normalen Betriebs (z. B. keine übermäßigen elektrischen Signale) der Vorrichtungen. EOS-Transienten produzieren starke elektrische Felder und gewöhnlich hohe Spitzenenergien, die Schaltungen oder die hoch empfindlichen elektrischen Komponenten in den Schaltungen zerstören können, was die Schaltungen und die Komponenten entweder temporär oder dauerhaft funktionsunfähig macht. Die EOS-Transienten können transiente Spannungs- oder Strombedingungen umfassen, die den Schaltungsbetrieb unterbrechen oder die Schaltung gänzlich zerstören können. Insbesondere können EOS-Transienten zum Beispiel aus einem elektromagnetischen Impuls, einer elektrostatischen Entladung, Blitzschlag hervorgehen oder können durch den Betrieb anderer elektronischer oder elektrischer Komponenten induziert werden. Solche Transienten können in Zeitrahmen von Mikrosekunden- bis Sub-Nanosekunden ihre maximalen Amplituden erreichen und können naturgemäß repetitiv sein.
Elektronische Schaltungen und Komponenten sind insbesondere dann Beschädigungen gegenüber anfällig, wenn sie elektrostatischen Entladungen, die gemeinhin als ESD bekannt sind, ausgesetzt werden. Die Spannung einer elektrostatischen Ladung kann von mehreren hundert Volt bis mehrere tausend Volt reichen. Wenn eine integrierte Schaltung einer elektrostatischen Entladung ausgesetzt wird, reichen die Spannung und Dauer oft aus, um Halbleiterübergänge zu beschädigen, wodurch die Schaltungen funktionsunfähig werden. Kondensatoren und andere Komponenten können ebenfalls durch die Spannung einer elektrostatischen Entladung beschädigt werden. Der Strom einer elektrostatischen Entladung findet im Allgemeinen einen Weg durch die beschädigte Komponente zu einer Schaltungsmasse oder einer anderen Referenzspannung oder -leitung.
Somit besteht eine erhöhte Nachfrage nach Materialien und elektrischen Komponenten, die elektronische Schaltungen vor ESD schützen können.
Übersicht
Folglich besteht ein Bedarf an einer oberflächenmontierbaren elektrischen Schaltungsvorrichtung zum Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD). Aufgrund dieser und anderer Erwägungen sind die vorliegenden Verbesserungen nötig.
Verschiedene Ausführungsformen richten sich im Allgemeinen auf eine oberflächenmontierbare Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung, die Folgendes aufweist: ein erstes Trägersubstrat; eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf dem ersten Trägersubstrat gebildet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode aus einem leitenden Material gebildet sind; ein erstes Bondpad, das auf der ersten und zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei das erste Bondpad eine darin gebildete erste Aussparung aufweist; ein zweites Trägersubstrat, das auf dem ersten Bondpad angeordnet ist, wobei das zweite Trägersubstrat eine darin gebildete zweite Aussparung aufweist; ein spannungsvariables Material, das in der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung angeordnet ist und mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist; ein zweites Bondpad, das auf dem zweiten Trägersubstrat angeordnet ist; und ein drittes Trägersubstrat, das auf dem zweiten Bondpad angeordnet ist. Andere Ausführungsformen der Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung werden hier beschrieben und beansprucht.
Verschiedene Ausführungsformen richten sich im Allgemeinen auf eine Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung, die Folgendes umfasst: ein erstes Trägersubstrat; eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf dem ersten Trägersubstrat gebildet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode aus einem leitenden Material gebildet sind; ein zweites Trägersubstrat, das eine darin definierte Aussparung aufweist und auf dem ersten Substrat angeordnet ist, und ein spannungsvariables Material, das auf dem ersten Substrat und in der Aussparung des zweiten Trägersubstrats angeordnet ist und mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist.
Ein Verfahren zum Bilden einer Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann Folgendes Bereitstellen: ein erstes Trägersubstrat; eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf dem ersten Trägersubstrat gebildet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode aus einem leitenden Material gebildet sind; ein erstes Bondpad, das auf der ersten und zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei das erste Bondpad eine darin gebildete erste Aussparung aufweist; ein zweites Trägersubstrat, das auf dem ersten Bondpad angeordnet ist, wobei das zweite Trägersubstrat eine darin gebildete zweite Aussparung aufweist; ein spannungsvariables Material, das in der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung angeordnet ist und mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist; ein zweites Bondpad, das auf dem zweiten Trägersubstrat angeordnet ist; und ein drittes Trägersubstrat, das auf dem zweiten Bondpad angeordnet ist.
Kurzbeschreibung der Figuren
Spezifische Ausführungsformen der offenbarten Vorrichtung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei Folgendes gilt:
1A veranschaulicht eine Explosionsseitenansicht einer Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
1B veranschaulicht entsprechende Ansichten von Komponenten der in 1A gezeigten Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung von oben;
2A veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht, die verschiedene Stufen des Zusammenbaus der Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung aus 1A–1B zeigt;
2B veranschaulicht Ansichten von oben nach unten der in 2A gezeigten Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung;
3A veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht, die den Endzusammenbau der in 2A–2B gezeigten Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung zeigt;
3B veranschaulicht Ansichten der in 3A gezeigten Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung von oben und unten;
4 veranschaulicht eine alternative Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
5A veranschaulicht eine Explosionsquerschnittsansicht einer Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
5B veranschaulicht eine Querschnittsansicht, die verschiedene Stufen des Zusammenbaus der in 5A gezeigten elektrischen Vorrichtung zeigt;
5C veranschaulicht eine Querschnittsansicht des Endzusammenbaus der in 5A–5B gezeigten elektrischen Vorrichtung;
6 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer alternativen elektrischen Vorrichtung aus 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
7 veranschaulicht ein erstes Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen von Vorrichtungen zum Schutz von elektrischen Schaltungen gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
8 veranschaulicht ein zweites Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen von Vorrichtungen zum Schutz von elektrischen Schaltungen gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Offenbarung wird nun hiernach ausführlicher mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen bevorzugten Ausführungsformen gezeigt sind, beschrieben. Diese Offenbarung kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Diese Ausführungsformen sind vielmehr bereitgestellt, um eine detaillierte und vollständige Offenbarung zu bieten, die dem Fachmann den Bereich der Offenbarung umfassend vermittelt. In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen durchgehend auf gleiche Bestandteile.
Wie hier beschrieben, ist eine Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung zum Schutz vor EOS-Transienten bereitgestellt und ist entworfen, um im Wesentlichen sofort (d. h. idealerweise bevor eine transiente Welle ihren Höchstwert erreicht) zu reagieren, um während des Auftretens der EOS-Transienten diese von dem empfindlichen Schaltkreis nebenzuschließen. Die Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung ist durch hohe elektrische Widerstandswerte bei geringen oder normalen Betriebsspannungen und -strömen gekennzeichnet. Als Reaktion auf einen EOS-Transienten schaltet die Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung im Wesentlichen sofort um, um einen niedrigen elektrischen Widerstandswert bereitzustellen. EOS-Materialien der Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung können einen nicht linearen Widerstand als Funktion der Spannung aufweisen. Wenn sich die EOS-Gefahr abgeschwächt hat, können die EOS-Materialien der Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung auf ihren hohen Widerstandswert zurückkehren. Die EOS-Materialien der Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung sind zum wiederholten Schalten zwischen den hohen und niedrigen Widerstandszuständen fähig, was den Schaltungsschutz vor mehreren EOS-Ereignissen ermöglicht. Die EOS-Materialien der Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung können nach dem Ende des EOS-Transienten auch im Wesentlichen sofort auf ihren ursprünglichen hohen Widerstandswert zurückkehren. Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung werden EOS-Materialien, die einen nicht linearen Widerstand oder einen variablen Widerstand als Funktion der Spannung aufzeigen können, als „spannungsvariable“ Materialien bezeichnet. Das spannungsvariable Material kann ein polymeres Bindemittel mit darin dispergierten leitenden, halbleitenden und isolierenden Partikeln beinhalten.
1A veranschaulicht eine Explosionsseitenansicht einer Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung. 1B veranschaulicht entsprechende Ansichten der Komponenten der in 1A gezeigten Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung von oben. Bei einer Ausführungsform kann die Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung eine oberflächenmontierbare Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung mit einem ersten Trägersubstrat 130 sein. Eine erste Elektrode 102A und eine zweite Elektrode 102B können auf dem ersten Trägersubstrat 130 gebildet und/oder angeordnet sein. Die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B können durch einen Elektrodenabstand 108 getrennt sein. Die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B sind aus einem leitenden Material gebildet, wie etwa zum Beispiel Silber, Nickel, Aluminium, Platin, Gold, Zink und Legierungen davon. Ein erstes Bondpad 122 kann auf der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B angeordnet sein. Das erste Bondpad 122 kann eine darin gebildete erste Aussparung 150B (z. B. ein Aussparungsloch oder eine Öffnung) umfassen. Ein zweites Trägersubstrat 120 kann auf dem ersten Bondpad 122 angeordnet sein. Das zweite Trägersubstrat 120 kann eine darin gebildete zweite Aussparung 150A (z. B. ein Aussparungsloch oder eine Öffnung) umfassen. Von der ersten Aussparung 150B und der zweiten Aussparung 150A kann Material entfernt werden, um eine Vertiefung oder Aussparung und/oder eine offene Öffnung zu bilden. Die erste Aussparung 150B und die zweite Aussparung 150A können zusammen eine Aussparung 150 zum Schutz mit spannungsvariablem Material bilden (siehe 2A–2B), die die erste Aussparung 150B und die zweite Aussparung 150A umfassen kann. Der Durchmesser der ersten Aussparung 150B und der zweiten Aussparung 150A kann im Wesentlichen gleich groß sein.
Da die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B auf dem ersten Trägersubstrat 130 gebildet und/oder angeordnet sind, sind die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B voneinander getrennt und liegen sich auf eine „Kante-zu-Kante“-Weise gegenüber, um den Elektrodenabstand 108 zu bilden (siehe auch 2B). Mit anderen Worten werden die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B zu zwei sich gegenüberliegenden Kante-zu-Kante-Elektroden. Bei einer Ausführungsform können die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B koplanar sein.
Ein spannungsvariables Material 106 kann in der ersten Aussparung 150B und der zweiten Aussparung 150A angeordnet sein und mit der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B elektrisch verbunden sein. Ein zweites Bondpad 112 kann auf dem zweiten Trägersubstrat 120 angeordnet sein. Bei einer Ausführungsform können das erste Bondpad 122 und das zweite Bondpad 112 elektrisch isolierende Substrate und/oder eine Epoxidschicht sein. Ein drittes Trägersubstrat 110 kann auf dem zweiten Bondpad 112 angeordnet sein. Bei einer Ausführungsform umfassen das erste Trägersubstrat 130, das zweite Trägersubstrat 120 und das dritte Trägersubstrat 110 an den gegenüberliegenden Kanten 140A, 140B (d. h. den äußersten Kanten im Vergleich zu der Innenfläche, welche das spannungsvariable Material 106 unterbringt) von jedem von dem ersten Trägersubstrat 130, dem zweiten Trägersubstrat 120 und dem dritten Trägersubstrat 110 Zinnen 138.
Es sei angemerkt, dass die Größe der Aussparung 150 zum Schutz mit spannungsvariablem Material eine Vielzahl von vorbestimmten Größen (z. B. Tiefe und/oder Durchmesser) aufweisen kann. Zum Beispiel kann bei einer Ausführungsform die Aussparung 150 zum Schutz mit spannungsvariablem Material einen Durchmesser von ungefähr 0,020 Zoll aufweisen. Bei einer Ausführungsform kann die Aussparung 150 zum Schutz mit spannungsvariablem Material einen Durchmesser von ungefähr 0,025 Zoll oder mehr aufweisen. Mit zunehmender Größe der Aussparung 150 zum Schutz mit spannungsvariablem Material nimmt auch die Größe eines Luftabstands zu, der um das spannungsvariable Material 106 gebildet ist (oder ein Luftabstand kann das spannungsvariable Material 106 vollständig umgeben, wie deutlicher bei dem Aussparungsloch 450 zum Schutz mit spannungsvariablem Material in 4 veranschaulicht ist). Somit wird im Vergleich zu einem kleineren Durchmesser der Schutzaussparung 150 mit spannungsvariablem Material, der die Gefahr eines IR-Versagens erhöht, mit zunehmender Größe des Durchmessers der Schutzaussparung 150 mit spannungsvariablem Material die Gefahr eines Versagens des Isolationswiderstands (IR) verringert. Ebenso ermöglicht ein größerer Durchmesser der Schutzaussparung 150 mit spannungsvariablem Material mehr Platz für die Ausrichtung des spannungsvariablen Materials 106, während weiterhin die Ablagerung des spannungsvariablen Materials 106 durch eine Schablonenöffnungsgröße gesteuert wird.
Bei manchen Ausführungsformen kann das spannungsvariable Material (VVM) 106 im Wesentlichen den Abstand zwischen der ersten und zweiten Elektrode 102A–B füllen. Ein Teil der Aussparung kann mit dem VVM 106 gefüllt sein. Alternativ dazu kann ein Teil der Schutzaussparung 150 mit variablem Material mit VVM 106 ungefüllt bleiben, so dass das VVM 106 die Schutzaussparung 150 mit variablem Material, gebildet über dem Elektrodenabstand 108 und der ersten und zweiten Elektrode 102A–B, nicht vollständig füllt oder bedeckt. Eine oder mehrere zusätzliche Schichten oder Substrate können über der einen oder den mehreren Schichten, welche über der ersten und zweiten Elektrode 102A–B positioniert sind, die die Schutzaussparung 150 mit variablem Material bilden, positioniert sein. Die eine oder mehreren zusätzlichen Schichten oder Substrate können Bond- oder Klebeschichten beinhalten. Die eine oder mehreren zusätzlichen Schichten oder Substrate können eine Abdeckung der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung bilden. Das heißt, die eine oder mehreren zusätzlichen Schichten oder Substrate können die das VVM 106 enthaltende Schutzaussparung 150 mit variablem Material abdichten. Die eine oder mehreren zusätzlichen Schichten oder Substrate können die Aussparung so abdichten, dass zwischen der einen oder den mehreren zusätzlichen Schichten und dem in der Schutzaussparung 150 mit variablem Material abgelagertem VVM 106 ein Abstand oder ein Zwischenraum bereitgestellt ist, da das VVM 106 so abgelagert werden kann, dass es die Schutzaussparung 150 mit variablem Material nicht füllt.
Die eine oder mehreren zusätzlichen Schichten oder Substrate können für die Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung eine steife Abdeckung bilden. Die steife Abdeckung der Schaltungsschutzvorrichtung kann die Intaktheit der Schutzaussparung 150 mit variablem Material, die das VVM 106 enthält und einen Abstand umfasst, welcher das VVM 106 von der einen oder den mehreren zusätzlichen Schichten trennt, schützen. Durch das Beibehalten eines Abstands in der Schutzaussparung 150 mit variablem Material, so dass das VVM 106 nicht die gesamte Schutzaussparung 150 mit variablem Material füllt, kann die Leistung der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung verbessert werden. Insbesondere kann der Isolationswiderstand der Schaltungsschutzvorrichtung über mehrere Spannungsimpulse hinweg verbessert werden.
Bei gewissen Ausführungsformen kann die Schutzaussparung 150 mit variablem Material einen Durchmesser von 0,020 Zoll oder mehr (z. B. 0,025 Zoll) aufweisen. Bei gewissen Ausführungsformen kann das VVM 106 über dem Abstand der Elektroden 102A–B und in der Schutzaussparung 150 mit variablem Material als eine dünne Schicht (z. B. als eine dünne Schablonenschicht mit einer Dicke von 0,006 Zoll oder weniger, wie etwa einer Dicke von 0,002 Zoll) abgelagert sein. Bei gewissen Ausführungsformen ist das VVM 106 in dem Elektrodenabstand 108 zwischen den Elektroden 102A–B und in der Schutzaussparung 150 mit variablem Material positioniert und ist nicht unterhalb den Elektroden 102A–B positioniert. Bei gewissen Ausführungsformen füllt das VVM 106 die Schutzaussparung 150 mit variablem Material nicht und stattdessen ist zwischen dem VVM 106 und den Wänden der Schutzaussparung 150 mit variablem Material (gebildet durch die eine oder mehreren Schichten, die über der ersten und zweiten Elektrode 102A–B angeordnet sind) und der steifen Abdeckung der Schutzaussparung 150 mit variablem Material (gebildet durch die über der Aussparung positionierte(n) eine oder mehreren zusätzlichen Schichten oder Substrate) ein Abstand oder Zwischenraum bereitgestellt.
Des Weiteren können bei manchen Ausführungsformen das erste Bondpad 122 und das zweite Bondpad 112 die Zinnen 138 an den gegenüberliegenden Kanten 140A, 140B des ersten Bondpads 122 und des zweiten Bondpads 112 umfassen. Bei einer Ausführungsform können die Zinnen 138 an den gegenüberliegenden Kanten 140A, 140B des ersten Trägersubstrats 130, des zweiten Trägersubstrats 120, des dritten Trägersubstrats 110, des ersten Bondpads 122 und des zweiten Bondpads 112 mittels eines Bohrvorgangs geschaffen werden. Die Zinnen 138 können für jede Schicht der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung im Wesentlichen gleich sein, so dass die Ausschnitte beim Stapeln der Schichten übereinander über jede der Schichten hinweg nacheinander ausgerichtet sind.
Die gegenüberliegenden Kanten 140A, 140B können sich an den Längsenden des ersten Trägersubstrats 130, des zweiten Trägersubstrats 120, des dritten Trägersubstrats 110, des ersten Bondpads 122 und des zweiten Bondpads 112 befinden. Die Zinnen 138 an den gegenüberliegenden Kanten 140A, 140B können durch Bohren gebildet sein. Die Längsenden, wie etwa die gegenüberliegenden Kanten 140A, 140B des ersten Trägersubstrats 130, des zweiten Trägersubstrats 120, des dritten Trägersubstrats 110, des ersten Bondpads 122 und des zweiten Bondpads 112, können mit Kupfer oder anderen elektrisch leitenden Materialien (oder Metallen) plattiert sein, wie etwa durch einen Fotolithografievorgang oder andere Plattierungsmittel, um die elektrische Verbindung der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B der zusammengebauten Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung zu vereinfachen. Die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B der zusammengebauten Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung können mit Außenanschlüssen 104 (einzeln gezeigt in 1A als 104A und 104B) verbunden sein, die teilweise um die gegenüberliegenden Enden der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung gewickelt sein können.
Die Außenanschlüsse 104A und 104B können mit der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B in physikalischem und elektrischem Kontakt stehen. Bei einer Ausführungsform können die Außenanschlüsse 104A mit der ersten Elektrode 102A in physikalischem und elektrischem Kontakt stehen, und ein anderer der Außenanschlüsse 104B kann mit der zweiten Elektrode 102B in separatem physikalischem und elektrischem Kontakt stehen. Bei einer alternativen Ausführungsform können die Außenanschlüsse 104A und 104B ein einzelner Anschluss sein, der sowohl mit der ersten Elektrode 102A als auch der zweiten Elektrode 102B verkoppelt ist.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung von beiden Seiten an einer Leiterplatte (PCB) montiert werden, da die Außenanschlüsse 104A und 104B um einen Abschnitt der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung gewickelt werden können, was die Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung symmetrisch macht. Dies ist für kleinere Vorrichtungen von Vorteil, bei denen die Ausrichtung auf einer Leiterplatte oftmals schwierig ist.
Zudem stellt die in 1A–1B gezeigte Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung den Vorteil eines robusteren Entwurfs bereit, da sie ein drittes Trägersubstrat 110 aufweist, wie etwa eine steife Abdeckung. Das dritte Trägersubstrat 110 kann daran gehindert werden, das spannungsvariable Material 106 zu berühren oder zu komprimieren, wenn es während eines Bond- und/oder Pressvorgangs, der während des Zusammenbaus und/oder des Betriebs der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung auftreten kann, über dem/oberhalb des spannungsvariablen Materials 106 angeordnet oder positioniert wird. Indem verhindert wird, dass das dritte Trägersubstrat 110 das spannungsvariable Material 106 berührt und/oder komprimiert, kann es weniger IR-Versagen oder IR-Veränderung, gezeigt durch die Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung, geben. Ein zusätzlicher Vorteil ist die Verbesserung von IR gegenüber wiederholter Impulsaussetzung, wie etwa zum Beispiel von einem elektromagnetischen Impuls, einer elektrostatischen Entladung, induziert durch den Betrieb anderer elektronischer oder elektrischer Komponenten.
2A veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht, die Stufen des Zusammenbaus der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung zeigt. 2B veranschaulicht entsprechende perspektivische Ansichten der in 2A gezeigten Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung von oben nach unten. Genauer gesagt veranschaulichen 2A–2B verschiedene Ansichten 200, 202, 204, 206 und 208 der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung. Wie hier veranschaulicht, zeigen 2A–2B verschiedene Stufen des Zusammenbaus der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung. Die Ansicht 200 zeigt eine teilweise zusammengebaute Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung ohne die Schutzaussparung 150 mit variablem Material. Die Ansicht 206 kann einer Ansicht der Seitenansicht 200 von oben entsprechen. Die Ansicht 202 kann die Bildung der Schutzaussparung 150 mit spannungsvariablem Material zeigen. Die Ansicht 204 kann die Position des spannungsvariablen Materials 106 innerhalb der Schutzaussparung 150 mit spannungsvariablem Material zeigen. Die Ansicht 208 kann einer Ansicht der Seitenansicht 204 von oben entsprechen.
Die Ansicht 200 veranschaulicht eine Zusammenbaustufe, die das zweite Trägersubstrat 120 und das erste Bondpad 122, welche auf die auf dem ersten Trägersubstrat 130 gebildete und/oder angeordnete erste Elektrode 102A und zweite Elektrode 102B geschichtet sind, zeigt. Bei einer Ausführungsform kann, nachdem die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B auf das erste Trägersubstrat 130 gebondet und/oder darauf gebildet wurden, ein Bond- oder Pressvorgang durchgeführt werden, um die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B an das zweite Trägersubstrat 120 mit dem ersten Bondpad 122 zu bonden. Wenn die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B auf dem ersten Trägersubstrat 130 gebildet und/oder angeordnet sind, können die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B voneinander getrennt sein und sich auf eine „Kante-zu-Kante“-Weise gegenüberliegen, um den Elektrodenabstand 108 zu bilden. Mit anderen Worten können die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B zu zwei sich gegenüberliegenden Kante-zu-Kante-Elektroden werden.
Der Elektrodenabstand 108, wie in 1A–1B und 2A–2B veranschaulicht, kann auch einen unteren Abschnitt der Schutzaussparung 150 mit variablem Material bilden. Der Elektrodenabstand 108 kann zwischen der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B geschaffen werden. Bei einer Ausführungsform wird der Elektrodenabstand 108 durch einen fotolithografischen/elektrolytischen Ablagerungsvorgang gebildet. Die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B können koplanar sein, wobei der Elektrodenabstand 108 eine Vertiefung oder eine Aussparung schafft. Bei manchen Ausführungsformen kann der Elektrodenabstand 108 eine geometrische Konfiguration und Abmessung aufweisen, so dass mindestens ein Teil des spannungsvariablen Materials 106 in den Elektrodenabstand 108 platziert werden kann.
Der Elektrodenabstand 108 kann zwischen den zwei sich gegenüberliegenden Kante-zu-Kante-Elektroden gebildet sein, wie etwa der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B, die auf einem Trägersubstrat, wie etwa dem ersten Trägersubstrat 130, separat angeordnet sind. Die inneren Endkanten 141A, 141B der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B bilden den aktiven Elektrodenbereich. Die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B können einen relativ großen planaren Bereich einnehmen, wobei die aktiven Bereiche der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B der Abschnitt der Elektrode sind, welcher das spannungsvariable Material 106 berührt. Zudem kann, um für gewisse Anwendungen ein richtiges Nebenschließen von Spannungen zu erzielen, der Elektrodenabstand 108 zwischen den inneren Endkanten 141A, 141B der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B vorbestimmt sein, definiert gemäß Herstellerspezifikationen und/oder im Wesentlichen zwei (2) mil oder drei (3) mil betragen (wobei ein mil ein tausendstel eines Zolls ist). Die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B werden unter Verwendung eines herkömmlichen fotolithografischen/elektrolytischen Ablagerungsvorgangs auf eine der Oberflächen des ersten Trägersubstrats 130 aufgebracht. Um eine gute Verbindung zwischen der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B und dem ersten Trägersubstrat 130 sicherzustellen, wird das erste Trägersubstrat 130 zuerst gesäubert. Zudem können vor dem Vorgang des Zusammenbaus der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung das erste Trägersubstrat 130, das zweite Trägersubstrat 120 und das dritte Trägersubstrat 110 zuerst gesäubert werden.
Bevorzugte Materialien zur Verwendung als das erste Trägersubstrat 130 umfassen FR-4-Epoxid, Polyimid und Keramik. Auf die C-Stufe ausgehärtetes FR-4-Epoxid ist besonders bevorzugt. Ebenso können das erste Trägersubstrat 130, das zweite Trägersubstrat 120 und das dritte Trägersubstrat 110 FR-4 ohne eine Kupferplattierung (Cu-Plattierung) auf beiden Seiten sein. Auf die Oberflächen des ersten Trägersubstrats 130 kann ein Fotolackmaterial aufgebracht werden. Auf das Fotolackmaterial wird eine Schablone oder eine Maske aufgebracht, und das nichtmaskierte Material wird ausgehärtet oder entwickelt. Das Fotolackmaterial, welches den Abschnitt der Oberfläche abdeckt, welcher die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B empfängt (d. h. das nichtgehärtete Material), kann abgezogen und abgewaschen werden. Die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B werden dann auf einer inneren freigelegten Oberfläche des ersten Trägersubstrats 130 aufgebracht. Vorzugsweise wird auf die Oberflächen des ersten Trägersubstrats 130 mittels elektrolytischer Ablagerung Kupfer (Cu) aufgebracht. Es versteht sich jedoch, dass zum Bilden der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B eine Anzahl von leitenden Materialien (z. B. Metalle) verwendet werden kann, z. B. Silber, Nickel, Aluminium, Platin, Gold, Zink und Legierungen davon. Nachdem die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B auf dem ersten Trägersubstrat 130 aufgebracht wurden, kann das verbleibende ausgehärtete Fotolackmaterial entfernt werden, indem das Material einem chemischen Bad ausgesetzt wird.
Die Ansichten 202 und 206 veranschaulichen eine nächste Stufe des Zusammenbaus, wobei die Bildung der Schutzaussparung 150 mit variablem Material gezeigt ist. Die in den Ansichten 202 und 206 gezeigte Stufe des Zusammenbaus kann eine Stufe sein, die auf eine in Ansicht 200 gezeigte Stufe des Zusammenbaus folgt. Die Schutzaussparung 150 mit variablem Material kann erzeugt werden, indem Abschnitte des ersten Bondpads 122 und des zweiten Trägersubstrats 120 entfernt werden. Zum Beispiel kann die Schutzaussparung 150 mit variablem Material durch Ausbohren von Abschnitten des zweiten Trägersubstrats 120 und des ersten Bondpads 122, die auf die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B geschichtet sind, gebildet werden. Durch das Entfernen von Material von dem ersten Bondpad 122 und dem zweiten Trägersubstrat 120 wird eine Aussparung oder ein Loch (d. h. die Schutzaussparung 150 mit variablem Material) gebildet.
Die Ansicht 204 und die entsprechende Ansicht 208 zeigen eine weitere Stufe des Zusammenbaus im Anschluss an die in Ansicht 202 und der entsprechenden Ansicht 206 gezeigten Stufe des Zusammenbaus. Wie in den Ansichten 204 und 208 gezeigt, kann mindestens ein Abschnitt des spannungsvariablen Materials 106 in der Schutzaussparung 150 mit variablem Material und in dem Elektrodenabstand 108 abgelagert werden. Die Schutzaussparung 150 mit variablem Material verhindert das Pressen während eines beliebigen Vorgangs des Bondens, Pressens und/oder Zusammenbaus der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung auf das spannungsvariable Material 106, nachdem es in der Schutzaussparung 150 mit variablem Material und in dem Elektrodenabstand 108 abgelagert wurde. Das spannungsvariable Material 106 kann über der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B positioniert werden.
Als eine Alternative zum Bilden der Schutzaussparung 150 mit variablem Material durch das Entfernen von Abschnitten des Bondpads 122 und des zweiten Trägersubstrats 120, nachdem jedes über die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B und das Substrat 130 geschichtet wurde, kann die Spannungsmaterialschutzaussparung durch das Ausbohren von Abschnitten des zweiten Trägersubstrats 120 und des ersten Bondpads 122 gebildet werden, bevor sie auf die erste Elektrode 102A und die zweite Elektrode 102B geschichtet werden. Demgemäß kann das Ablagern des spannungsvariablen Materials 106 durch Schablonendrucken geschehen und/oder es kann vor und/oder gleichzeitig mit dem Zusammenbau des zweiten Trägersubstrats 120 und des ersten Bondpads 122 auf der ersten Elektrode 102A und der zweiten Elektrode 102B durch das Schablonendrucken abgelagert werden.
Wie hier beschrieben, sollen die Ansichten 200, 202, 204, 206 und 208 gewisse Details unterschiedlicher Stufen des Zusammenbaus der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung aufzeigen. Zum Beispiel stellen durch das Füllen des Elektrodenabstands 108 mit dem spannungsvariablen Material 106 mit isolierenden, leitenden oder halbleitenden Partikeln einer vorbestimmten Größe die Eigenschaften des spannungsvariablen Materials 106, zusammen mit dem Raum des Elektrodenabstands 108, durch eine Widerstandsänderung einen EOS-Schutz bereit. Zum Beispiel kann der Widerstand des spannungsvariablen Materials 106 eine Funktion der sich ändernden Spannungspegel sein, wie etwa ein starker Widerstand für eine geringere Spannung, aber ein geringerer Widerstand mit steigender Spannung. Auf diese Weise kann das spannungsvariable Material 106 einen Teil der Überspannung oder des Überstroms nebenschließen, wodurch die elektrische Schaltung und ihre Komponenten geschützt werden. Der Großteil des Gefahrentransienten kann zu der Gefahrenquelle zurückreflektiert werden. Eine reflektierte transiente Welle wird von der Quelle abgeschwächt, weggeführt oder wieder zu der Überspannungsschutzvorrichtung zurückgeleitet, die mit jedem Rückimpuls reagiert, bis die Gefahrenenergie auf sichere Pegel verringert wurde.
Der Elektrodenabstand 108 und die Schutzaussparung 150 mit variablem Material ermöglichen es, dass das spannungsvariable Material 106 so positioniert werden kann, dass nach dem Bonden und/oder Aufpressen des dritten Trägersubstrats 110, an das das zweite Bondpad 112 gebondet ist, jegliches Berühren, Pressen oder Komprimieren vermieden oder verringert wird. Mit anderen Worten verhindert die Schutzaussparung, wie etwa die erste Aussparung 150B, dass während eines beliebigen Bond- oder Presszusammenbauvorgangs und/oder jeglicher folgender Vorgänge auf das spannungsvariable Material 106 gepresst wird.
3A veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht, die den Endzusammenbau der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt. 3B veranschaulicht Ansichten der komplett zusammengebauten Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung von oben und unten. Genauer gesagt veranschaulichen 3A–3B verschiedene Ansichten 302, 302, 304, 306 und 308 der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung. Die Ansicht 302 zeigt eine Querschnittsseitenansicht eines dritten Trägersubstrats 110, wie etwa einer steifen Abdeckung (einschließlich eines zweiten Bondpads 112) der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung. Die Ansicht 304 zeigt eine Querschnittsseitenansicht einer zusammengebauten Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung mit einem dritten Trägersubstrat 110, wie etwa einer steifen Abdeckung (einschließlich des zweiten Bondpads 112), das über der Schutzaussparung 150 mit variablem Material positioniert und an das zweite Trägersubstrat 120 gebondet ist. Die Ansicht 306 zeigt eine Ansicht der zusammengebauten Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung von oben und zeigt das dritte Trägersubstrat 110 und die Zinnen an den gegenüberliegenden Kanten 140A, 140B. Die Ansicht 308 zeigt eine Ansicht der zusammengebauten Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung von unten und zeigt das untere Substrat, wie etwa das erste Trägersubstrat 130, und die Zinnen 138 an den gegenüberliegenden Kanten 140A, 140B. Wie hier beschrieben, sollen die Ansichten 302, 304, 306, 206 und 308 gewisse Details der finalen zusammengebauten Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung aufzeigen.
Es kann ein Bond- und/oder Pressvorgang durchgeführt werden, um das dritte Trägersubstrat 110 an das zweite Bondpad 112 zu bonden. Es kann Bondmaterial verwendet und in dem dritten Trägersubstrat 110 im Voraus ausgehärtet werden. Das dritte Trägersubstrat 110 bildet eine „steife Abdeckung“ und ist an das zweite Trägersubstrat 120 mit dem ersten Bondpad 122 gebondet. Das dritte Trägersubstrat 110, wie etwa eine steife Abdeckung, gebildet durch das Substrat 110, und das zweite Bondpad 112 bedecken die Schutzaussparung 150 mit spannungsvariablem Material und verhindern ferner, dass während eines beliebigen Bond- oder Presszusammenbauvorgangs und/oder beliebiger folgender Prozesse, wie etwa der Verwendung oder des Betriebs der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung, auf das spannungsvariable Material 106 gepresst wird. Bei einer Ausführungsform bilden die erste Aussparung 150B und die zweite Aussparung 150A (wie in 1A–1B gezeigt) zusammen die Schutzaussparung 150 mit spannungsvariablem Material, um zu verhindern, dass während eines beliebigen Bond- oder Presszusammenbauvorgangs und/oder beliebiger folgender Prozesse oder eines folgenden Betriebs auf das spannungsvariable Material 106 gepresst wird.
4 veranschaulicht eine alternative Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung. 4 zeigt verschiedene Ansichten verschiedener Abschnitte der Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung. Zum Beispiel zeigt die Ansicht 452 eine untere Schicht der Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung. Die Ansicht 458 zeigt eine Seitenansicht einer zusammengebauten Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung. Die Ansicht 454 zeigt verschiedene Materialien, Schichten oder Komponenten, die über der unteren Schicht der Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung positioniert sind, um die in Ansicht 458 gezeigte finale zusammengebaute Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung zu bilden.
Wie in 4 gezeigt, zeigt die Ansicht 452 einen zusammengebauten unteren Abschnitt der Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung mit einem Trägersubstrat 430, einer ersten und zweiten Elektrode 402A, 402B und einem Elektrodenabstand 408.
Die Ansicht 454 zeigt ein Trägersubstrat 410, das als eine steife Abdeckung fungiert, ein Bondpad 412 und ein spannungsvariables Material 406. Das spannungsvariable Material 406 kann über der ersten und zweiten Elektrode 402A, 402B abgelagert werden. Das Trägersubstrat 410 und das Bondpad 412 können dann über dem spannungsvariablen Material 406 und der ersten und zweiten Elektrode 402A, 402B positioniert werden, wie in Ansicht 458 gezeigt.
Das Bondpad 412 und das Trägersubstrat 410 können auf das Trägersubstrat 430 gebondet/gepresst werden.
Die erste Elektrode 402A und eine zweite Elektrode 402B sind aus einem leitenden Material gebildet. Der Elektrodenabstand 408 wird dadurch geschaffen, dass die erste Elektrode 402A „Kante-zu-Kante“ mit Bezug auf die zweite Elektrode 402B platziert wird. Der Elektrodenabstand 408 kann durch einen fotolithografischen/elektrolytischen Ablagerungsvorgang gebildet werden.
Das Bondpad 412 kann auf der ersten Elektrode 402A und der zweiten Elektrode 402B angeordnet sein. Die Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung kann ein Bondpad aufweisen. Das Bondpad 412 kann eine darin definierte erste Aussparung 450B aufweisen, und das Bondpad 412 kann auf dem Trägersubstrat 430 angeordnet und daran gebondet und/oder gepresst sein. Bei einer Ausführungsform kann von der ersten Aussparung 450B Material entfernt sein, um ein Aussparungsloch oder eine offene Öffnung zu bilden.
Das Trägersubstrat 410 kann eine darin definierte zweite Aussparung 450A aufweisen. Wie in Ansicht 458 gezeigt, kann das Trägersubstrat 410 einen im Wesentlichen flachen oberen Abschnitt und eine untere Oberfläche mit einem gewölbten oder bogenförmigen Teilabschnitt, unter dem sich das spannungsvariable Material 406 befindet, aufweisen. Das Trägersubstrat 410 bildet eine „steife Abdeckung“ und ist an das Bondpad 412 gebondet. Von der zweiten Aussparung 450B kann Material entfernt sein, um die Vertiefung oder Aussparung und/oder eine offene Öffnung zu bilden, wie in Ansicht 458 gezeigt.
Ein spannungsvariables Material 406 kann auf dem Trägersubstrat 430 angeordnet sein, innerhalb der Aussparung 450B des Bondpads 412, und kann mit der ersten Elektrode 402A und einer zweiten Elektrode 402B elektrisch verbunden sein. Die Gestaltung der unteren Oberfläche des Trägersubstrats 410 kann ein Pressen auf das spannungsvariable Material 406 während eines beliebigen Bond- oder Presszusammenbauvorgangs und/oder beliebiger folgender Vorgänge verringern oder verhindern.
Wie in 4 gezeigt, ist die Gestaltung der unteren Oberfläche des Trägersubstrats 410, welches das spannungsvariable Material 406 abdeckt, im Wesentlichen mit dem spannungsvariablen Material 406 konform, während nach wie vor ein Abstand zwischen dem spannungsvariablen Material 406 und dem Trägersubstrat 410 bereitgestellt wird. Die erste Aussparung 450B und die zweite Aussparung 450A bilden zusammen ein Schutzaussparungsloch 450 mit spannungsvariablem Material, das als eine „Bogenaussparung“ bezeichnet werden kann, da das Schutzaussparungsloch 450 mit spannungsvariablem Material eine Bogen- oder Kuppelform bildet, wenn sich das Trägersubstrat 410 an die Form des spannungsvariablen Materials 406 mit einer Bogen- oder Kuppelform anpasst.
Die Schutzaussparung 450 mit spannungsvariablem Material umfasst einen zwischen dem spannungsvariablen Material 406 und dem Trägersubstrat 410 definierten leeren Raum, wenn das Trägersubstrat 410 auf dem ersten Substrat angeordnet ist. Das Trägersubstrat 410 kann sich im Wesentlichen an die Form des abgelagerten spannungsvariablen Materials 406 anpassen, was in der Bildung einer Bogenaussparung der Schutzaussparung 450 mit spannungsvariablem Material mit einer im Wesentlichen Bogen- oder Kuppelform resultiert.
Die Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung kann Außenanschlüsse 404A und 404B umfassen, die um gegenüberliegende Enden der Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung gewickelt sind. Die Außenanschlüsse 404A und 404B können mit der ersten Elektrode 402A bzw. der zweiten Elektrode 402B in physikalischem und elektrischem Kontakt stehen. Die Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung kann von beiden Seiten an einer Leiterplatte montiert werden, da die Wickel-Außenanschlüsse 404 die Vorrichtung symmetrisch machen. Dies ist für kleinere Vorrichtungen von Vorteil, bei denen die Ausrichtung auf einer Leiterplatte oftmals schwierig ist.
5A veranschaulicht eine Explosionsquerschnittsseitenansicht, die geschichtete Komponenten einer Vorrichtung 500 zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt. 5B veranschaulicht den Zusammenbau der Vorrichtung 500 zum Schutz einer elektrischen Schaltung. 5C veranschaulicht eine Seitenansicht einer komplett zusammengebauten Vorrichtung 500 zum Schutz einer elektrischen Schaltung.
Die Ansicht 560 zeigt die Ablagerung des spannungsvariablen Materials 506, und die Ansicht 555 zeigt das abgelagerte spannungsvariable Material 506 hinsichtlich anderer Komponenten der Vorrichtung 500 zum Schutz einer elektrischen Schaltung. Wie in 5A und 5B gezeigt, sind eine steife Abdeckung 510 und ein Bondpad 512 zusammengebondet oder zusammengepresst. Des Weiteren sind Mittelschichten 520A–B und 522A–B auf eine auf einem ersten Trägersubstrat 530 positionierte erste Elektrode 502A und zweite Elektrode 502B gebondet. Die Positionierung der Mittelschichten 520A–B und 522A–B kann eine Aussparung 550 (z. B. Spannungsmaterialschutzaussparung 550) bilden. Die Mittelschicht 520A–B kann ein Substrat sein. Die Mittelschicht 522A–B kann eine Bondschicht sein. Wie ferner in 5A und 5B gezeigt, können das/die steife dritte Substrat/Abdeckung 510 und das Bondpad 512 oben auf die Mittelschichten 520A–B und 522A–B platziert und/oder angeordnet sein. Das spannungsvariable Material 506 kann in der Aussparung 550 abgelagert sein. Im Gegensatz zu der Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung sind die Mittelschichten 520A–B und 522A–B aus zwei unverbundenen Teilabschnitten gebildet. Mit anderen Worten ist die Mittelschicht 520 aus zwei separaten Abschnitten 520A und 520B gebildet, während die andere Mittelschicht 522 aus zwei separaten Bondpads 522A und 522B gebildet ist.
Die erste Elektrode 502A und die zweite Elektrode 502B können unter Verwendung eines fotolithografischen oder elektrolytischen Ablagerungsvorgangs auf das erste Trägersubstrat 530 aufgebracht werden. Um eine gute Verbindung zwischen der ersten und zweiten Elektrode 502A und 502B und dem ersten Trägersubstrat 530 sicherzustellen, wird das erste Trägersubstrat 530 zuerst gesäubert. Zudem können vor einem Vorgang des Zusammenbaus der Vorrichtung 500 zum Schutz einer elektrischen Schaltung das erste Trägersubstrat 530, das zweite Trägersubstrat 520 und das dritte Substrat 510 zuerst gesäubert werden.
Bevorzugte Materialien zur Verwendung als das erste Trägersubstrat 530 umfassen FR-4-Epoxid, Polyimid und Keramik. Auf die C-Stufe ausgehärtetes FR-4-Epoxid ist besonders bevorzugt. Ebenso können das erste Trägersubstrat 530, das zweite Trägersubstrat 520 und das dritte Substrat 510 FR-4 ohne eine Kupferplattierung (Cu-Plattierung) auf beiden Seiten sein. Auf die Oberflächen des ersten Trägersubstrats 530 kann ein Fotolackmaterial aufgebracht werden. Auf das Fotolackmaterial wird eine Schablone oder eine Maske aufgebracht, und das nichtmaskierte Material wird ausgehärtet oder entwickelt. Das Fotolackmaterial, welches den Abschnitt der Oberfläche abdeckt, welcher die erste Elektrode 502A und die zweite Elektrode 502B empfängt (d. h. das nichtgehärtete Material), wird abgezogen und abgewaschen.
Die erste Elektrode 502A und die zweite Elektrode 502B werden dann auf einer inneren freigelegten Oberfläche des ersten Trägersubstrats 530 aufgebracht. Vorzugsweise wird auf die Oberflächen des ersten Trägersubstrats 530 mittels elektrolytischer Ablagerung Kupfer (Cu) aufgebracht. Es versteht sich jedoch, dass zum Bilden der ersten Elektrode 502A und der zweiten Elektrode 502B eine Anzahl von leitenden Materialien verwendet werden kann, z. B. Silber, Nickel, Aluminium, Platin, Gold, Zink und Legierungen davon. Nachdem die erste Elektrode 502A und die zweite Elektrode 502B auf dem ersten Trägersubstrat 530 aufgebracht wurden, wird das verbleibende ausgehärtete Fotolackmaterial entfernt, indem das Material einem chemischen Bad ausgesetzt wird. Die erste Elektrode 502A und die zweite Elektrode 502B werden auf das erste Trägersubstrat 530 gebondet und/oder werden auf diesem gebildet.
Ein Elektrodenabstand 508 kann zwischen der ersten Elektrode 502A und der zweiten Elektrode 502B geschaffen werden. Bei einer Ausführungsform wird der Elektrodenabstand 508 durch einen fotolithografischen/elektrolytischen Ablagerungsvorgang gebildet. Die erste Elektrode 502A und die zweite Elektrode 502B können koplanar sein, und der Elektrodenabstand 508 schafft eine Vertiefung oder eine Aussparung. Der Elektrodenabstand 508 (z. B. die Vertiefung oder Aussparung zwischen der ersten Elektrode 502A und der zweiten Elektrode 502B) sollte eine geometrische Konfiguration und Abmessung aufweisen, so dass mindestens ein Teil des spannungsvariablen Materials 506 in den Abstand 508 platziert werden kann. Bei einer Ausführungsform wird der Elektrodenabstand 508 geschaffen, wenn die erste Elektrode 502A und die zweite Elektrode 502B auf das erste Trägersubstrat 530 aufgebracht werden.
Das spannungsvariable Material 506 kann in der Spannungsmaterialschutzaussparung 550 abgelagert sein, die zwischen den Mittelschichten 520A–B und 522A–B und unter dem oberen/den oberen Substrat/Schichten 510 und 512 gebildet ist. Ein Teil des spannungsvariablen Materials 506 kann in dem Elektrodenabstand 508 aufgenommen werden und darin angeordnet sein. Das spannungsvariable Material 506 verbindet die erste Elektrode 502A und die zweite Elektrode 502B elektrisch miteinander, wenn es in dem Elektrodenabstand 508 angeordnet ist. Die Ablagerung kann durch Schablonendruck geschehen. Die zwei getrennten Abschnitte 520A und 520B können symmetrisch ausgerichtet und auf die zwei Bondpads 522A und 522B gebondet sein.
Das spannungsvariable Material 506 kann vor, während und/oder nach dem symmetrischen Ausrichten und Bonden der zwei getrennten Abschnitte 520A und 520B auf die zwei zweiten Bondpads 522A und 522B und/oder vor, während und/oder nach dem Bonden oder Pressen der zwei getrennten Abschnitte 520A und 520B und der zwei zweiten Bondpads 522A und 522B auf die äußersten Teilabschnitte der ersten Elektrode 502A und der zweiten Elektrode 502B und dem ersten Trägersubstrat 530 in dem Elektrodenabstand 508 und der Spannungsmaterialschutzaussparung 550 abgelagert werden.
Die Spannungsmaterialschutzaussparung 550 ermöglicht, dass das spannungsvariable Material 506 so positioniert werden kann, dass nach dem Bonden und/oder Aufpressen des dritten Trägersubstrats 510 (an das das zweite Bondpad 512 gebondet ist) jegliches Berühren, Pressen oder Komprimieren vermieden oder verringert wird. Mit anderen Worten verhindert die Spannungsmaterialschutzaussparung 550, dass während eines beliebigen Bond- und/oder Presszusammenbauvorgangs und/oder jeglicher folgender Vorgänge auf das spannungsvariable Material 506 gepresst wird oder dieses komprimiert wird.
Die Vorrichtung 500 zum Schutz einer elektrischen Schaltung kann Außenanschlüsse 504A und 504B umfassen, die um gegenüberliegende Enden der Vorrichtung 500 zum Schutz einer elektrischen Schaltung gewickelt sind. Die Außenanschlüsse 504A und 504B stehen mit der ersten Elektrode 502A bzw. der zweiten Elektrode 502B in physikalischem und elektrischem Kontakt. Die Vorrichtung 500 zum Schutz einer elektrischen Schaltung kann von beiden Seiten an einer Leiterplatte montiert werden, da die Wickel-Außenanschlüsse 504A und 504B die Vorrichtung symmetrisch machen. Dies ist für kleinere Vorrichtungen von Vorteil, bei denen die Ausrichtung auf einer Leiterplatte oftmals schwierig ist.
6 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Zusammenbaus einer weiteren alternativen Vorrichtung 600 zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die Vorgänge 662A–B, 664A–B und 666A–B veranschaulichen den Zusammenbau verschiedener Komponenten der Vorrichtung 600 zum Schutz einer elektrischen Schaltung. Jeder der hier bereitgestellten Vorgänge kann entsprechend gewünschter Präferenzen und/oder Herstellerpräferenzen durchgeführt werden.
Bei den Vorgängen 662A–B kann ein drittes Trägersubstrat 610 auf einem zweiten Bondpad 612 angeordnet werden. Das dritte Trägersubstrat 610 und das zweite Bondpad 612 können eine steife Abdeckung bilden.
Bei den Vorgängen 664A–B werden unter Verwendung eines herkömmlichen fotolithografischen/elektrolytischen Ablagerungsvorgangs auf eine der Oberflächen der zwei ersten Substrate 630A und 630B eine erste Elektrode 602A und die zweite Elektrode 602B aufgebracht. Die erste Elektrode 602A und die zweite Elektrode 602B werden symmetrisch ausgerichtet und auf den zwei ersten Substraten 630A und 630B angeordnet. Um eine gute Verbindung zwischen der ersten Elektrode 602A und der zweiten Elektrode 602B und den zwei ersten Substraten 630A und 630B sicherzustellen, werden die zwei ersten Substrate 630A und 630B zuerst gesäubert. Zudem können vor einem Vorgang des Zusammenbaus der elektrischen Vorrichtung 600 die zwei ersten Substrate 630A und 630B, das zweite Trägersubstrat 620 und das dritte Trägersubstrat 610 zuerst gesäubert werden.
Die zwei ersten Substrate 630A und 630B umfassen einen Außenanschluss 604, der an einen unteren Abschnitt, wie etwa das dritte Trägersubstrat 610, der zwei ersten Substrate 630A und 630B gesichert, gebondet und/oder gepresst ist. Der Außenanschluss 604 kann dieselbe(n) Breite, Tiefe, Abmessungen und geometrische Konfiguration wie die zwei ersten Substrate 630A und 630B aufweisen und/oder kann (eine) andere Breite, Tiefe, Abmessungen und geometrische Konfiguration wie die zwei ersten Substrate 630A und 630B aufweisen. Der Außenanschluss 604 weist zum Beispiel eine flache, planare, rechteckige geometrische Form auf. Bei einer Ausführungsform sind jedes der zwei ersten Substrate 630A und 630B an Außenkanten des Außenanschlusses 604 positioniert, so dass sich ein Abschnitt von jedem der zwei ersten Substrate 630A und 630B über die Außenkanten oder Teilabschnitte des Außenanschlusses 604 erstreckt. Die zwei ersten Substrate 630A und 630B sind zueinander koplanar, während der Außenanschluss 604 zu den zwei ersten Substraten 630A und 630B nicht koplanar ist. Somit wird nach dem Bonden an den Außenanschluss 604 zwischen den zwei zweiten Trägersubstraten 620A und 620B eine Spannungsmaterialschutzaussparung 650 geschaffen. Als Nächstes kann mindestens ein Teil des spannungsvariablen Materials 606 in der Spannungsmaterialschutzaussparung 650 abgelagert werden. Die Ablagerung kann durch Schablonendruck geschehen. Das spannungsvariable Material 606 verbindet die erste Elektrode 602A und die zweite Elektrode 602B elektrisch miteinander. Die Spannungsmaterialschutzaussparung 650 steht mit der ersten Elektrode 602A und der zweiten Elektrode 602B und dem Außenanschluss in physikalischem und elektrischem Kontakt.
Bevorzugte Materialien zur Verwendung als die ersten Substrate 630A und 630B umfassen FR-4-Epoxid, Polyimid und Keramik. Auf die C-Stufe ausgehärtetes FR-4-Epoxid ist besonders bevorzugt. Ebenso können die ersten Substrate 630A und 630B, das zweite Trägersubstrat 620 und das dritte Substrat 610 FR-4 ohne eine Kupferplattierung (Cu-Plattierung) auf beiden Seiten sein. Auf die Oberflächen der ersten Substrate 630A und 630B kann ein Fotolackmaterial aufgebracht werden. Auf das Fotolackmaterial wird eine Schablone oder eine Maske aufgebracht, und das nichtmaskierte Material wird ausgehärtet oder entwickelt. Das Fotolackmaterial, welches den Abschnitt der Oberfläche abdeckt, welcher die erste Elektrode 602A und die zweite Elektrode 602B empfängt (d. h. das nichtgehärtete Material), wird abgezogen und abgewaschen. Die erste Elektrode 602A und die zweite Elektrode 602B werden dann auf einer inneren freigelegten Oberfläche 630C der ersten Substrate 630A und 630B aufgebracht. Vorzugsweise wird auf die Oberflächen der ersten Substrate 630A und 630B mittels elektrolytischer Ablagerung Kupfer (Cu) aufgebracht. Es versteht sich jedoch, dass zum Bilden der ersten Elektrode 602A und der zweiten Elektrode 602B eine Anzahl von leitenden Materialien verwendet werden kann, z. B. Silber, Nickel, Aluminium, Platin, Gold, Zink und Legierungen davon. Nachdem die erste Elektrode 602A und die zweite Elektrode 602B auf dem ersten Trägersubstrat 630 aufgebracht wurden, wird das verbleibende ausgehärtete Fotolackmaterial entfernt, indem das Material einem chemischen Bad ausgesetzt wird. Die erste Elektrode 602A und die zweite Elektrode 602B werden auf die ersten Substrate 630A und 630B gebondet oder werden auf diesen gebildet.
Bei den Vorgängen 666A–B werden das dritte Trägersubstrat 610 und das zweite Bondpad 612 auf die erste Elektrode 602A und die zweite Elektrode 602B gebondet und/oder gepresst. Bei den Vorgängen 606A–B wird das spannungsvariable Material so in der Spannungsmaterialschutzaussparung 650 positioniert, dass nach dem Bonden und/oder Aufpressen des dritten Trägersubstrats 610, mit dem auf die erste Elektrode 602A und die zweite Elektrode 602B gebondeten zweiten Bondpad 612, jegliches Berühren, Pressen oder Komprimieren vermieden wird. Mit anderen Worten verhindert die Spannungsmaterialschutzaussparung 650, dass während eines beliebigen Bond- oder Presszusammenbauvorgangs und/oder jeglicher folgender Vorgänge auf das spannungsvariable Material 606 gepresst wird.
Die Vorrichtung 600 zum Schutz einer elektrischen Schaltung kann von beiden Seiten an einer Leiterplatte montiert werden, da die Wickel-Außenanschlüsse 604 die Vorrichtung symmetrisch machen. Dies ist für kleinere Vorrichtungen von Vorteil, bei denen die Ausrichtung auf einer Leiterplatte oftmals schwierig ist.
7 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen 700 einer Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Herstellungsverfahren 700 beginnt bei Block 702. Zum Beispiel kann zur Veranschaulichung das Herstellungsverfahren aus 7 verwendet werden, um die Vorrichtung 100 zum Schutz einer elektrischen Schaltung, die elektrische Vorrichtung 500 und/oder die Vorrichtung 600 zum Schutz einer elektrischen Schaltung herzustellen. Das Herstellungsverfahren 700 geht zu Block 704 über. Bei Block 704 wird ein erstes Trägersubstrat bereitgestellt. Als Nächstes stellt das Herstellungsverfahren 700 bei Block 706 eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode bereit, die auf dem ersten Trägersubstrat gebildet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode aus einem leitenden Material gebildet sind. Bei Block 708 stellt das Herstellungsverfahren 700 ein erstes Bondpad bereit, das auf der ersten und zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei das erste Bondpad eine darin gebildete erste Aussparung aufweist. Bei Block 710 stellt das Herstellungsverfahren 700 ein zweites Trägersubstrat bereit, das auf dem ersten Bondpad angeordnet ist, wobei das zweite Trägersubstrat eine darin gebildete zweite Aussparung aufweist. Die erste und zweite Aussparung können ausgerichtet werden und eine einzelne größere Aussparung bilden. Bei Block 712 stellt das Herstellungsverfahren 700 ein spannungsvariables Material bereit, das in der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung angeordnet ist und mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist.
Bei Block 714 stellt das Herstellungsverfahren 700 ein zweites Bondpad bereit, das auf dem zweiten Trägersubstrat angeordnet ist. Bei Block 716 stellt das Herstellungsverfahren 700 ein drittes Trägersubstrat bereit, das auf dem zweiten Bondpad angeordnet ist. Das Herstellungsverfahren 700 kann bei Block 718 enden.
8 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen 800 einer Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Zum Beispiel kann zur Veranschaulichung das Herstellungsverfahren aus 8 verwendet werden, um die Vorrichtung 400 zum Schutz einer elektrischen Schaltung und/oder die Vorrichtung 500 zum Schutz einer elektrischen Schaltung herzustellen. Das Herstellungsverfahren 800 beginnt bei Block 802. Das Herstellungsverfahren 800 geht zu Block 804 über. Bei Block 804 stellt das Herstellungsverfahren 800 ein erstes Trägersubstrat bereit. Bei Block 806 stellt das Herstellungsverfahren 800 eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode bereit, die auf dem ersten Trägersubstrat gebildet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode aus einem leitenden Material gebildet sind. Bei Block 808 stellt das Herstellungsverfahren 800 ein zweites Trägersubstrat bereit, das eine darin definierte Aussparung aufweist und auf dem ersten Substrat angeordnet ist. Bei Block 810 stellt das Herstellungsverfahren 800 ein spannungsvariables Material bereit, das auf dem ersten Substrat und in der Aussparung des zweiten Trägersubstrats angeordnet ist und mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist. Das Herstellungsverfahren 800 kann bei Block 812 enden.
Während die vorliegenden Offenbarungen auf bestimmte Ausführungsformen Bezug nehmen, sind zahlreiche Modifikationen, Abwandlungen und Änderungen an den beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne den wie in dem/den in der Anlage befindlichen Patentanspruch/Patentansprüchen definierten Bereich und Umfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Demzufolge ist die vorliegende Offenbarung als nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt zu verstehen, sondern sie umfasst den gesamten Bereich, wie durch die Sprache der folgenden Patentansprüche und Äquivalente davon definiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62106384 [0001]

Claims

Eine Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung, die Folgendes beinhaltet: ein erstes Trägersubstrat; eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf dem ersten Trägersubstrat gebildet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode aus einem leitenden Material gebildet sind; ein erstes Bondpad, das auf der ersten und zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei das erste Bondpad eine darin gebildete erste Aussparung aufweist; ein zweites Trägersubstrat, das auf dem ersten Bondpad angeordnet ist, wobei das zweite Trägersubstrat eine darin gebildete zweite Aussparung aufweist; ein spannungsvariables Material, das in der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung angeordnet ist und mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist; ein zweites Bondpad, das auf dem zweiten Trägersubstrat angeordnet ist; und ein drittes Trägersubstrat, das auf dem zweiten Bondpad angeordnet ist.
Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei die erste und zweite Elektrode koplanar sind, wobei ein Abstand die erste Elektrode von der zweiten Elektrode trennt.
Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß Anspruch 2, wobei sich mindestens ein Teil des spannungsvariablen Materials in den Abstand erstreckt, welcher die erste Elektrode und die zweite Elektrode trennt.
Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode aus einem Metall gebildet sind, ausgewählt aus der Gruppe, die Kupfer, Silber, Nickel, Aluminium, Platin, Gold und Zink umfasst.
Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei das erste Trägersubstrat, das zweite Trägersubstrat und das dritte Trägersubstrat an den gegenüberliegenden Kanten von jeweils dem ersten Trägersubstrat, dem zweiten Trägersubstrat und dem dritten Substrat Zinnen umfassen.
Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei das erste Bondpad und das zweite Bondpad an den gegenüberliegenden Kanten des ersten Bondpads und des zweiten Bondpads Zinnen umfassen.
Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei das erste Trägersubstrat, das zweite Trägersubstrat und das dritte Substrat aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sind, ausgewählt aus der Gruppe, die FR-4-Epoxid, Polyimid und Keramik umfasst.
Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode ein Paar Außenanschlüsse umfassen, die zur Verbindung mit einer elektrischen Schaltung angepasst sind, wobei das Paar Außenanschlüsse mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist.
Ein Verfahren zum Bilden einer Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung, das Folgendes beinhaltet: Bereitstellen eines ersten Trägersubstrats; Bereitstellen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, die auf dem ersten Trägersubstrat gebildet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode aus einem leitenden Material gebildet sind; Bereitstellen eines ersten Bondpads, das auf der ersten und zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei das erste Bondpad eine darin gebildete erste Aussparung aufweist; Bereitstellen eines zweiten Trägersubstrats, das auf dem ersten Bondpad angeordnet ist, wobei das zweite Trägersubstrat eine darin gebildete zweite Aussparung aufweist; Bereitstellen eines spannungsvariablen Materials, das in der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung angeordnet ist und mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist; Bereitstellen eines zweiten Bondpads, das auf dem zweiten Trägersubstrat angeordnet ist; und Bereitstellen eines dritten Trägersubstrats, das auf dem zweiten Bondpad angeordnet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, ferner beinhaltend das Bereitstellen eines Abstands zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, wobei sich mindestens ein Teil des spannungsvariablen Materials in den Abstand erstreckt.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode aus einem Metall gebildet sind, ausgewählt aus der Gruppe, die Kupfer, Silber, Nickel, Aluminium, Platin, Gold, Zink und Legierungen davon umfasst, und das erste Trägersubstrat, das zweite Trägersubstrat und das dritte Trägersubstrat aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sind, ausgewählt aus der Gruppe, die FR-4-Epoxid, Polyimid und Keramik umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 9, das ferner Folgendes beinhaltet: Bereitstellen einer Zinne an den gegenüberliegenden Kanten von jeweils dem ersten Trägersubstrat, dem zweiten Trägersubstrat und dem dritten Trägersubstrat; und Bereitstellen einer Zinne an den gegenüberliegenden Kanten des ersten Bondpads und des zweiten Bondpads.
Verfahren gemäß Anspruch 9, das ferner das Bereitstellen eines Paars Außenanschlüsse beinhaltet, die zur Verbindung mit einer elektrischen Schaltung angepasst sind, wobei das Paar Außenanschlüsse mit der ersten bzw. der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist.
Eine Vorrichtung zum Schutz einer elektrischen Schaltung, die Folgendes beinhaltet: ein erstes Trägersubstrat; eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf dem ersten Trägersubstrat gebildet sind, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode aus einem leitenden Material gebildet sind; ein zweites Trägersubstrat, die eine darin definierte Aussparung aufweist und an dem ersten Trägersubstrat angeordnet ist; und ein spannungsvariables Material (VVM), das auf dem ersten Substrat und in der Aussparung des zweiten Trägersubstrats angeordnet ist, wobei das VVM mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode durch einen Abstand getrennt sind, wobei der Abstand konfiguriert ist, um mindestens einen Teil des VVM aufzunehmen, wobei die Aussparung eine Bogenaussparung mit einem zwischen dem spannungsvariablen Material und dem zweiten Trägersubstrat definierten leeren Raum ist, wenn das zweite Trägersubstrat auf dem ersten Substrat angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei sich mindestens ein Teil des VVM in die Aussparung des zweiten Trägersubstrats erstreckt, wobei die Aussparung einen Luftspalt aufweist, der den mindestens einen Teil des VVM umgibt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Aussparung des zweiten Trägersubstrats konfiguriert ist, um das VVM vor einem Kontakt und der Komprimierung seitens des zweiten Trägersubstrats zu schützen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei das erste Trägersubstrat und das zweite Trägersubstrat aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sind, ausgewählt aus der Gruppe, die FR-4-Epoxid, Polyimid und Keramik umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das erste Trägersubstrat ein Paar Außenanschlüsse umfasst, die zur Verbindung mit einer elektrischen Schaltung angepasst sind, wobei das Paar Außenanschlüsse mit der Elektrode elektrisch verbunden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, ferner umfassend eine oder mehrere Zinnen an den gegenüberliegenden Kanten von jeweils dem ersten Trägersubstrat, dem zweiten Trägersubstrat und einem dritten Trägersubstrat.