[发明专利]可变阻抗材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种可变阻抗材料，明确地说涉及一种包含能降低瞬间的高压对电子 产品造成损害的高导电磁性金属粉末。

背景技术

集成电路接受外部的电源供应与待处理的输入信号，并输出处理后的信号。明确 地说，由于集成电路的输入端是直接连接于输入级开关的栅极，因而相当容易受到损 害。当集成电路通过手动夹持或自动设备而焊接于电路板上时，易受损害的输入端及 输出端即可能受到静电放电而损害。例如，人体可经由静电予以充电后再经由输入端 对半导体元件的集成电路进行放电。

自动组装机台或测试机台的工具也可能被充电后再经由集成电路的输入端对半 导体元件的集成电路进行放电。随着半导体技术不断演进，半导体元件的线宽也随之 缩小，对抗静电放电的保护机制的需求也随之显现。集成电路元件大多配置静电放电 (electrostatic discharge，ESD)保护机制以避免过高的输入电流，例如配置电阻元件于输 入端，从而限制输入电流。

US6,642,297揭示一种可提供过电压/过电流保护的组合物，其包含绝缘粘结剂、 掺杂半导性粒子以及导电性粒子。所述组合物在正常操作电压时具有高电阻，但在承 受瞬时过电压事件时即切换到低电阻状态且在所述过电压瞬时事件中限制所述过电压 到较低水平。

US6,013,358揭示一种过电压保护元件，其使用钻石锯在接地导体与另一导体间 形成间隙。所述过电压保护元件的衬底材料可选自特定陶瓷材料，其密度小于3.8g/cm³。

US5,068,634揭示一种过电压保护元件及材料，其通过将导电粒子均匀地分散于 粘结剂中，使得电压保护材料具有非线性的电阻特性。非线性的电阻特性取决于粒子 在粘结剂内的间距及粘结剂的电特性。通过调整导电粒子的间距，非线性材料的电特 性可在一大范围内予以改变。

US6,498,715揭示一种堆叠式低电容过电压保护元件，包含衬底、设置于衬底上 的导电性下电极、设置于所述导电性下电极上的电压敏感材料以及设置于所述电压敏 感材料上的导电上电极。

US6,645,393揭示一种可抑制瞬时电压的材料，包含二种均匀混合的粉末，其中 一种粉末具有非线性电阻特性，另一种粉末为导电粉末。导电粉末分散于具有非线性 电阻特性的粉末中以降低元件的整体非线性电阻特性，即降低元件的崩溃电压。

除了ESD外，电子元件也极易受电磁辐射的影响，特别是对数字计算装置的影响 更大。数字计算装置中包含非常多以极高速度来开关及传输信号的晶体管，而其操作 的结果是产生了可观的电磁辐射量。散逸的电磁辐射可能导致错误的晶体管开关状态 、信号损坏和数据损失。

目前有许多可用来保护电子元件免于受电磁辐射影响的技术。其中，以金属制的 外壳作为防护是一种广为人知的方法，其是通过高导电表面以反射的方式来阻挡电磁 辐射。然而，金属制的外壳不仅昂贵，而且通过反射来达到防护的效果常因缺少让辐 射耗散的能力而造成逸漏。欧洲专利公开号第EP0550373号揭示一种内部中间层的结 构，其是以具较高的导磁性及具较低的导电性的材料所制成。在受到电磁辐射的影响 时，所述中间层将吸收大部份的电磁场能量。与高导电材料相比较，高导磁性与低导 电性的材料在吸收辐射方面表现出更有效率。

高频的接收与发射装置中，静电与电磁耦合效应的产生是常见的。美国专利US 5,565,878揭示一种设置于玻璃窗片上的环状保护金属图样，其是为在所述环状保护金 属图样与玻璃窗片外围的导电体之间产生强烈静电与电磁耦合而设置于玻璃窗片上。

美国专利US6,058,000揭示一种电磁干扰与ESD防护的方法。所述发明方法教示 以具防护导体表面的外壳、内部防护导体平面、用于连接所述防护导体表面与所述防 护导体平面的导体连接器、使电磁信号得以穿过所述防护导体平面的信道、滤波电路 以及静电箝位电路等的构成来实现电磁干扰与ESD防护。电磁防护的实现手段则有： 对输入信号进行滤波、将频宽不符需求的信号电连接到防护势垒，以及将电压不符需 求的信号电连接到防护势垒等。而其中，发明中的防护导体平面与接地平面在结构设 计上是分开的。