[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1805649A [43]公开日2006年7月19日
[21]申请号200510112428.6[22]申请日2005.12.30
[21]申请号200510112428.6
[71]申请人上海维安热电材料股份有限公司
地址201206上海市浦东新区新金桥路201号10
楼
[72]发明人连铁军 胡晓文 侯李明 程真 吴国臣
黄琼 [74]专利代理机构上海东亚专利商标代理有限公司代理人董梅
[51]Int.CI.H05F 3/02 (2006.01)H01L 23/60 (2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 1 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明一种高分子基ESD防护元件及其制造方
法涉及以高分子树脂为基体，导体/半导体/绝缘体
元件及其制造方法。一种高分子基ESD防护元件，
它由芯材和贴覆在芯材两侧的金属箔片构成，其以
热塑性高分子材料为基材，在其中按照高分子聚合
物25～45％、导电粒子15～40％、半导体粒子15～
35％、绝缘粒子0～15％、加工助剂0.1～10％，通
过共混获得芯材，其中，所述的热塑性高分子材料
为聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙稀，聚二氟乙烯聚合物
中的一种及它们中一种以上聚合物的共混物。具有
加工方法更加简单，同时由于采用辐照方法进行交
联，其前期加工后所得芯片可以方便地保存。
200510112428.6权 利 要 求 书第1/2页 1.一种高分子基ESD防护元件，它由芯材和贴覆在芯材两侧的金属箔片构成，其特征在于：以热塑性高分子材料为基材，在其中按照一定比例添加混合导体粒子、半导体粒子以及绝缘粒子辅以加工助剂通过共混获得芯材，其中，所述的热塑性高分子材料为聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙稀，聚二氟乙烯聚合物中的一种及它们中一种以上聚合物的共混物；所述导体粒子是金属
粉包括银粉、铝粉、镍粉，或碳黑中的一种或几种组合的混合物；所述半导体粒子是氧化锌、碳化硅，碳化硅中的绿碳化硅或黑碳化硅中的一种或几种组合的混合物；所述绝缘粒子为二氧化硅、氧化铝中的一种或其组合物；所述的加工助剂为无机填料的分散剂、抗氧剂、偶联剂及交联促进剂，其中分散剂是石蜡、氧化乙烯化合物中的一种或其组合，抗氧剂是胺类或酚类化合物，偶联剂是硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂，交联促进剂是多官能团不饱和化合物，包括三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)；芯材中各组份按质量百分比例为：
高分子聚合物： 25～45％
导电粒子： 15～40％
半导体粒子： 15～35％
绝缘粒子： 0～15％
加工助剂： 0.1～10％。
2.根据权利要求1所述的一种高分子基ESD防护元件的制造方
200510112428.6权 利 要 求 书 第2/2页法为：第一步：将配方中的各组份预混合均匀，然后在100～20
0℃的温度下，通过密炼机或挤出机进行混炼；第二步：将所得共混物通过双辊或相应压延机械，制成一定尺寸厚度的芯材；第三步：通过热压复合的方法将芯材复合在环氧基板和金属箔片间，尺寸规格为200～2000cm2，复合厚度控制在0.1～1mm之间；第四步：将此复合片通过γ射线或电子束进行辐射交联，剂量为5～50Mrad；最后，将辐照好的复合片进行刻蚀，切割制成元件。
200510112428.6说 明 书第1/6页一种高分子基ESD防护元件及其制造方法
所属技术领域
本发明一种高分子基ESD防护元件及其制造方法涉及以高分子树脂为基体，导体/半导体/绝缘体粒子为填充物的共混复合材料为主要原材料的电子元件及其制造方法。
技术背景
随着电子工业及纳米技术的日益发展，静电放电(E S D，Electrostatic Discharge)的危害突出显现。一方面，集成电路的集成密度越来越高，相应的耐静电击穿电压及能力也越来越低；另一方面，表面电阻率较高的塑料和橡胶制品的广泛应用以及现代生产过程的高速化，使静电足以积累到很高的程度，具备极大的破坏性。 针对此问题一方面采用必要措施减少ESD产生可能，另一方面在电路加入静电防护元件(ESD Protection Device)，对静电放电敏感(ESDS，ESD-sensitive Device)器件提供适当的输入保护，使其更合理地避免ESD的伤害。
ESD防护元件与被保护元件并联使用，正常工作状态下，ESD保护元件本身处于高电阻状态，所有的信号或电流不会在该元件上通过，因此不影响被保护元件的正常工作。当ESD产生时，瞬态的高电
200510112428.6说 明 书 第2/6页压高电流，使得ESD防护元件在极短的时间内由高电阻状态变为低电阻状态(即导通状态)，电流及电压由ESD防护元件上通过，而不经过被保护元件，从而实现保护的作用。
目前对于瞬态电压的防护，有压敏电阻(MOV)，瞬态抑制二极管(TVS)和高分子基ESD防护元件。随着通讯领域信号频率的不断提高，对于此类防护元件要求其电容必须很低，而高分子基ESD防护元件在此方面的优势较为明显。
高分子基ESD防护元件的主要原材料为填充有导电或半导体等粒子的结晶或无定形高分子材料。其中导电粒子可以为金属粉(镍粉，铝粉，铜粉，银粉等)，碳黑，石墨或碳纤维等非金属粒子。半导体粒子可以为氧化锌，碳化硅等材料。绝缘粒子可以为氧化铝，二氧化硅等。共混复合体系中高分子材料的作用是分散和连接的作用，可以为环氧树脂，有机硅树脂，聚乙烯，聚丙烯，尼龙，聚氧化乙烯，聚酯等等。
在正常工作电压情况下，尽管共混材料中有导体粒子存在，但是由于高分子材料和绝缘粒子的绝缘作用，整体材料的电阻处于很高的状态，通常在几十到几百兆欧姆以上，相当于完全“断路”状态。当电压
突然增大到一定阈值以上，半导体粒子，绝缘粒子和高分子材料的共混物能够发生电子隧穿效应，由原来的绝缘状态变为导通状态，进而将分散在高分子材料中的导体粒子连成一体，从而整体材料电阻变为较低水平，通常为几欧姆到几十欧姆，相当于“短路”状态。 随着信息技术及通讯行业的快速发展，电子产品的精细化转变，
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议