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    本發明揭露一種浪湧吸收器，其製造方法係於高溫環境下，以化學氣相沉積(CVD)法，將由銻錫氧化物組成之導電性鍍膜沉積於非導電性元件的外表面。因為使用CVD方法，浪湧吸收器能避免因將導電性鍍膜沉積在非導電元件的外表面所造成之電阻值增加，並且避免因電阻值增加所造成之反應時間減少。此外，雖然浪湧吸收器係用於高電壓，其仍能輕易地調整導電性鍍膜的厚度。
    公开号:TW201310830A
    申请号:TW100140844
    申请日:2011-11-09
    公开日:2013-03-01
    发明作者:Doo-Won Kang；Hyun-Chang Kim；Dong-Ho Jeon
    申请人:Smart Electronics Inc；
    IPC主号:H01T4-00
    专利说明:
    浪湧吸收器
    本發明有關於浪湧吸收器，用於保護電子裝置免於例如雷擊的高電壓侵害，以及其製造方法。
    一般而言，高電壓高電流脈波通常稱為浪湧，其為一種電子雜訊。這種浪湧是由自然的雷擊現象、電力系統(例如高壓電路斷路器(breakers、disconnectors)等開關)，以及大型工業設備(電感性負載切換、電弧與開關、繼電器、焊接機等短路造成之切換突波，以及升降機、馬達等造成之驅動突波)所產生的。
    現今，隨著半導體技術的發展，電子裝置以超大型積體(VLSI)的方式設置於內部。浪湧經常透過電源供應器、通訊與訊號線路傳送至電子裝置，進而損害設置於電子裝置之電路系統或半導體裝置。因此，為了保護電子裝置免於浪湧的損害，浪湧吸收器廣泛用於軍用、工業用以及手持式電子裝置。
    典型的浪湧吸收器包括設置在容器管內且為絕緣狀態的浪湧吸收元件。浪湧吸收元件包括非導電性元件、環繞非導電性元件之導電性鍍膜，以及將導電性鍍膜分為複數層之放電間隙，藉此導電性鍍膜能夠用來作為放電電極。
    如上所述，導電性鍍膜用來作為放電電極，並由高導電性的金屬所構成，例如鈦(Ti)或鎳(Ni)。導電性鍍膜係以一般的濺鍍法沉積於非導電性元件的表面之上。
    然而，使用濺鍍法，將導電性鍍膜沉積在非導電性元件上所製造之習知浪湧吸收器，其缺點在於需要熱處理(heat treatment)，這是因為所沉積之導電性鍍膜的鍵結力較弱導致。
    當進行熱處理，以增加沉積於非導電性元件上之導電性鍍膜的鍵結力時，導電性鍍膜的電阻值會增加，進而減少浪湧吸收器的反應時間。
    此外，習知浪湧吸收器的導電性鍍膜厚度正比於電阻值。然而，對於使用在高電壓情況下的浪湧吸收器，使其導電性鍍膜厚度正比於高電阻值是必要的，並且高電壓下的浪湧吸收器，其導電性鍍膜厚度的增加僅能增加至既定數值(或以上)。因此，當浪湧來臨時，導電性鍍膜便會承受嚴重的損害，並造成浪湧吸收器的特性退化。
    此外，使用濺鍍法，將導電性鍍膜沉積在非導電性元件上所製造之習知浪湧吸收器，導電性鍍膜的厚度也有可能是不均勻的。
    在導電性鍍膜並非均勻的情況下，當進行浪湧模擬而多次施加浪湧所量到之放電啟始電壓(discharge starting voltage)的比較結果值，每一次施加浪湧所量到放電啟始電壓很難會落在既定範圍內。
    本發明涉及一種浪湧吸收器，其能夠避免因將導電性鍍膜沉積於非導電性元件外表面所造成之電阻值增加，並且避免因電阻值增加造成之反應時間減少。
    本發明涉及一種浪湧吸收器，其能夠避免因無法在非導電性元件的外表面將導電性鍍膜沉積至既定厚度或以上所造成之效能降低。
    本發明涉及一種浪湧吸收器，其中能夠在非導電性元件的外表面沉積固定厚度的導電性鍍膜。
    本發明具體實施例提供一種製造浪湧吸收器的方法，包括：準備非導電性元件；使用化學氣相沉積法，將導電性鍍膜沉積在非導電性元件的外表面之上，化學氣相沉積法係在高溫環境下，旋轉非導電性元件並噴佈沉積溶液；在導電性鍍膜中，形成至少一放電間隙，以構成浪湧吸收元件；在容器管之中，沉積浪湧吸收元件，並且在容器管之中，將密封電極密封在上述容器管的兩端，容器管具有一惰性氣體填充於其中；以及將引線電性連接至個別的密封電極。
    導電性鍍膜包括含有重量百分比為0.5%至5%之氧化錫的銻錫氧化物。
    導電性鍍膜的沉積步驟係執行於攝氏600度或以上，且高於密封步驟所用之溫度。
    本發明另一具體實施例提供一種浪湧吸收器，包括：容器管，具有惰性氣體填充於其中；一對密封電極，設置於容器管的兩側且電性連接於個別的引線；以及浪湧吸收元件，電性連接至密封電極，其中浪湧吸收單元包括非導電性元件、導電性鍍膜，沉積於非導電性元件的外表面之上，以及分隔導電性鍍膜之至少一放電間隙，並且導電性鍍膜包括含有氧化錫(SnO2)與氧化銻(Sb2O3)的銻錫氧化物且係藉由化學氣相沉積設備沉積於非導電性鍍膜之外表面之上。
    包含於導電性鍍膜之氧化銻具有0.5%至5%的重量百分比。
    不同於習知以熱處理作為後處理之濺鍍法，因為本發明浪湧吸收器係在高溫環境下，使用CVD方法將沉積溶液噴灑和沉積在被旋轉之非導電性元件的外表面之上，因此可以避免因進行熱處理造成之電阻值增加，並且避免本發明浪湧吸收器的反應時間因電阻值增加而減少。
    導電性鍍膜係使用CVD方法沉積於非導電性元件之上，所以即使在相同厚度下，導電性鍍膜仍能具有不同電阻值，因此易於調整導電性鍍膜的厚度。
    導電性鍍膜係使用CVD方法在非導電性元件之上均勻地沉積固定的厚度。藉此，當進行浪湧模擬時，每一次施加浪湧所量到放電啟始電壓能夠穩定地落在既定範圍內。
    本發明之浪湧吸收器將搭配所附圖式說明如下。
    參考第1圖，本發明浪湧吸收器10包括含有惰性氣體的容器管11、一對密封電極12，設置於容器管11的兩端且電性連接於個別的引線13、浪湧吸收元件15，絕緣設置於容器管11之內，以及一對端電極14，設置於浪湧吸收器15的兩端且電性連接於密封電極12與浪湧吸收元件15。
    具體而言，圓柱形的容器管11係由玻璃與陶瓷材料組成。圓柱形的容器管11係由位於其兩端的密封電極12所密封，並且具有惰性氣體填充於其中。
    如上述，密封電極12設置於容器管11的兩端且電性連接於個別的引線13。
    如上述，端電極14設置於浪湧吸收器15的兩端且電性連接於密封電極12與浪湧吸收元件15。當密封電極12與浪湧吸收器15直接電性相連時，端電極14可以省略。
    浪湧吸收元件15絕緣設置於容器管11之內。浪湧吸收元件15包括非導電性元件16、導電性鍍膜17，用以封閉非導電性元件16且作為放電電極，以及分隔導電性鍍膜17之至少一放電間隙18。
    非導電性元件16係由圓柱形鋁棒構成。
    導電性鍍膜17係由導電的金屬氧化物構成。具體而言，銻錫氧化物(ATO)鍍膜係用如第2圖所示之化學氣相沉積(CVD)設備沉積在非導電性元件16的外表面之上。
    如第2圖所示，CVD設備20包括加熱爐21，加熱爐21之中設置有料桶22，料桶22之中設置有許多非導電性元件16、旋轉馬達23，其係可旋轉地耦接於料桶22並旋轉料桶22，以及噴霧器24，其噴灑沉積溶液以將導電性鍍膜17沉積於非導電性元件16之上，非導電性元件16係於加熱爐21之中被沉積。
    噴霧器24包括沉積溶液儲存槽24a、閥門24b，其設置於沉積溶液儲存槽24a之上，以及噴嘴24c，其係藉由軟管連接於閥門24b並向加熱爐21之中的料桶22噴灑沉積溶液。未提及之元件符號25代表溫度調節器，其係維持加熱爐21於高溫。溫度調節器25維持加熱爐21內部的溫度於攝氏600度或以上。
    總結來說，本發明浪湧吸收器10係使用CVD方法所製造，上述方法包括在高溫環境下將沉積溶液噴灑與沉積於旋轉的非導電性元件16的外表面之上。習知方法係使用濺鍍方法然後進行後處理，或熱處理，以增加導電性鍍膜的鍵結力，與習知方法不同的是，當導電性鍍膜17依上述法沉積於非導電性元件16之上時，CVD方法不需要進行熱處理，因此能夠避免因熱處理造成的電阻值增加。
    此外，當浪湧吸收器處於高電壓之下，習知方法製造的導電性鍍膜17必須大於或等於既定厚度，與習知方法不同的是，因為導電性鍍膜17係以CVD方法所形成，本發明浪湧吸收器10的特徵在於，導電性鍍膜17的厚度能被輕易地調整，即使在相同厚度的情況下，CVD方法也能夠製造具有不同電阻值的導電性鍍膜。同時，CVD方法能夠持續地控制浪湧造成之累積損害。
    此外，本發明浪湧吸收器10的特徵在於，導電性鍍膜17係以CVD方法沉積於非導電性元件16的外表面之上，導電性鍍膜17能夠具有固定的厚度。當進行浪湧模擬而多次施加浪湧所量到之放電啟始電壓的比較結果值，每一次施加浪湧所量到放電啟始電壓能夠穩定地落在既定範圍內。
    此外，在導電性鍍膜17的外表面之上能夠形成鈍化層(未圖示)。導電性陶瓷薄膜能夠作為鈍化層。當氣體放電時，鈍化層能夠避免氣體放電產生之放電能量轉移至導電性鍍膜，藉此保護導電性鍍膜免於遭受損害。
    鈍化層係由具有強共價鍵特性之導電性陶瓷形成，例如導電性氧化物、導電性氮化物、導電性碳化物、導電性氟化物、導電性矽化物，或是類似化合物。
    換言之，相較於導電性鍍膜17，以上述材料形成之鈍化層具有相對較長的反應時間，但其具有高熔點，且具有極佳的耐浪湧與耐熱特性。藉此，其能夠有效避免放電能量被轉移至導電性鍍膜。
    放電間隙18將導電性鍍膜17分隔為複數導電性鍍膜，並且被分隔之導電性鍍膜17作為放電電極。因為放電間隙18上所形成的放電能量隨著放電間隙18的數量的增加而減少，故放電間隙18將導電性鍍膜17分隔為複數導電性鍍膜。
    接著，本發明浪湧吸收器的製造方法將搭配第3圖說明如下。
    (a)　為了製造浪湧吸收器10，首先，準備非導電性元件16。為此，將圓柱形鋁棒裁切為既定長度。
    (b)　準備好之非導電性元件16被裝入CVD設備。非導電性元件16被旋轉，且沉積溶液在攝氏約600度或以上的高溫環境下被噴灑至非導電性元件16的外表面之上，導電性鍍膜17藉此而被沉積。在本實施例中，沉積在非導電性元件16上的導電性鍍膜17係導電性金屬氧化物，較佳為ATO。
    依此方式，沉積在非導電性元件16上的導電性鍍膜17係ATO，因為若僅將氧化錫(SnO2)沉積在非導電性元件上，要得到所需的電阻值是很困難的，因此，應該包含少量的氧化銻(Sb2O3)方能得到所需的電阻值。
    具體而言，包含於導電性鍍膜17之內的氧化銻是一種有害材料(harmful material)，其通常用來維持電阻的溫度係數(temperature coefficient of resistance，TCR)。然而，因為本發明浪湧吸收器10不需要維持TCR，所以導電性鍍膜17能夠僅含有少量的氧化銻，如上述。
    換言之，本發明之導電性鍍膜17包含氧化錫和氧化銻。在本實施例中，氧化錫的重量百分比較佳為95%至99.5%，氧化銻的重量百分比較佳為0.5%至5%。
    (C)　端電極14被覆蓋在非導電性元件16的兩端，導電性鍍膜17沉積在非導電性元件16之上。在本步驟中，若浪湧吸收器10其上沉積有導電性鍍膜17的非導電性元件16直接電性連接於密封電極12，則覆蓋步驟可以省略。
    (d)　在端電極14被覆蓋之後，接著形成將導電性鍍膜17分隔為複數導電性鍍膜的放電間隙18。浪湧吸收裝置15藉此而被完成。導電性鍍膜17以放電間隙18的方式被分隔，以使被分隔之導電性鍍膜17作為放電電極。
    (e)　在浪湧吸收裝置15完成之後，接著在容器管11之內浪湧沉積吸收裝置15，並且分別將密封電極12密封在容器管11的兩端。將惰性氣體依此封入被密封電極12密封之容器管11之內。設置於浪湧吸收元件15兩端之端電極14係電性連接於個別的密封電極12。
    上述將密封電極12密封於容器管11兩端的密封步驟係進行於攝氏約600度或以上的高溫環境之下。相較之下，習知浪湧吸收器的導電性鍍膜是使用濺鍍法所沉積製造。在此情況下，導電性鍍膜可能會因密封步驟在高溫環境下製造而有所改變。然而，在本發明浪湧吸收器10之中，導電性鍍膜17的沉積步驟係在類似於且較佳地大於密封溫度的高溫環境下所製造，所以當進行密封步驟時，導電性鍍膜不會受到高溫造成的應力。
    (f)　將浪湧吸收元件15密封之後，將引線13連接至個別的密封電極12。藉此，本發明浪湧吸收器10製造完成。
    不同於習知以熱處理作為後處理之濺鍍法，因為本發明浪湧吸收器10係在高溫環境下，使用CVD方法將沉積溶液噴灑和沉積在被旋轉之非導電性元件16的外表面之上，因此可以避免因進行熱處理造成之電阻值增加，並且避免本發明浪湧吸收器10的反應時間因電阻值增加而減少。
    如上述，因為本發明浪湧吸收器10係使用CVD方法將導電性鍍膜17沉積於非導電性元件16之上，所以即使在相同厚度下，導電性鍍膜仍能具有不同電阻值，因此易於調整導電性鍍膜17的厚度。
    如上述，因為本發明浪湧吸收器係使用CVD方法將導電性鍍膜17在非導電性元件16之上均勻地沉積固定的厚度，所以當進行浪湧模擬時，每一次施加浪湧所量到放電啟始電壓能夠穩定地落在既定範圍內。
    此外如上述，因為本發明浪湧吸收器10係使用CVD方法將導電性鍍膜17沉積於非導電性元件16之上，且導電性鍍膜17係由包含銻之ATO所組成，所以能夠提供浪湧吸收器10既定電阻值。在本實施例中，因為所使用之ATO為有害材料，故其少量使用為佳。在本發明浪湧吸收器10中，不需要維持TCR，所以當沉積導電性鍍膜17時，其能僅含有少量有害的銻。
    此外如上述，不同於導電性鍍膜17會在密封電極12之密封步驟而所改變的習知方法，因為本發明浪湧吸收器10的導電性鍍膜17係在高溫環境下，使用CVD方法將沉積溶液噴灑和沉積在被旋轉之非導電性元件16的外表面之上，所以導電性鍍膜不會受到高溫造成的應力。
    本發明已經由數種實施例揭露如上。習知技藝者應能以本發明所揭露的技術內容作為基礎來設計或修改其他的製程或架構來達到相同於本發明之目的和/或優點。習知技藝者應能知悉在不脫離本發明的精神和架構的前提下，當可作些許更動、替換和置換。本發明之範疇當視所附申請專利範圍而定。
    10．．．浪湧吸收器
    11．．．容器管
    12．．．密封電極
    13．．．引線
    14．．．端電極
    15．．．浪湧吸收元件
    16．．．非導電性元件
    17．．．導電性鍍膜
    18．．．放電間隙
    20．．．CVD設備
    21．．．加熱爐
    22．．．料桶
    23．．．旋轉馬達
    24．．．噴霧器
    24a．．．沉積溶液儲存槽
    24b．．．閥門
    24c．．．噴嘴
    25．．．溫度調節器
    本領域具有通常知識者當能根據上述具體實施例，搭配所附圖式了解本發明上述與其他目的、技術特徵與優點，其中：
    第1圖為本發明具體實施例浪湧吸收器之截面圖；
    第2圖圖示用於製造本發明具體實施例之浪湧吸收器的CVD設備；以及
    第3圖(a)~(f)為本實施例具體實施例之浪湧吸收器的製造方法示意圖。
    10．．．浪湧吸收器
    11．．．容器管
    12．．．密封電極
    13．．．引線
    14．．．端電極
    15．．．浪湧吸收元件
    16．．．非導電性元件
    17．．．導電性鍍膜
    18．．．放電間隙
    权利要求:
    Claims (5)
    [1] 一種製造一浪湧吸收器的方法，包括：準備一非導電性元件；使用一化學氣相沉積法，將一導電性鍍膜沉積在上述非導電性元件的一外表面之上，上述化學氣相沉積法係在一高溫環境下，旋轉上述非導電性元件並噴佈一沉積溶液；在上述導電性鍍膜中，形成至少一放電間隙，以構成一浪湧吸收元件；在一容器管之中，沉積上述浪湧吸收元件，並且在上述容器管之中，將複數密封電極密封在上述容器管的兩端，上述容器管具有一惰性氣體填充於其中；以及將引線電性連接至個別的上述密封電極。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述導電性鍍膜包括含有重量百分比為0.5%至5%之氧化錫的銻錫氧化物。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述導電性鍍膜的上述沉積步驟係執行於攝氏600度或以上，且高於上述密封步驟所用之溫度。
    [4] 一種浪湧吸收器，包括：一容器管，具有一惰性氣體填充於其中；一對密封電極，設置於上述容器管的兩側且電性連接於個別的引線；以及一浪湧吸收元件，電性連接至上述密封電極；其中上述浪湧吸收單元包括一非導電性元件、一導電性鍍膜，沉積於上述非導電性元件的一外表面之上，以及分隔上述導電性鍍膜之至少一放電間隙，並且上述導電性鍍膜包括含有氧化錫(SnO2)與氧化銻(Sb2O3)的銻錫氧化物且係藉由化學氣相沉積設備沉積於上述非導電性鍍膜之上述外表面之上。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述之浪湧吸收器，其中包含於上述導電性鍍膜之上述氧化銻具有0.5%至5%的重量百分比。
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