CN104160568A - 放电间隙填充用组合物和静电放电保护体 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供能够对各种设计的电子电路基板等的电子设备,以自由的形状且简便地实现ESD对策,并且,即使在宽的放电间隙中放电时的工作性也优异、能够小型化、低成本化的静电放电保护体,以及提供能够用于制造那样的静电放电保护体的放电间隙填充用组合物。本发明的放电间隙填充用组合物,其特征在于,含有金属粉末(A1)、铝粉末(A2)和粘合剂成分(B),所述金属粉末(A1)是金属的一次粒子表面的至少一部分被包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆而成的粉末,所述铝粉末(A2)是铝的一次粒子表面没有被包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆的粉末。
Description
技术领域
本发明涉及放电间隙填充用组合物和静电放电保护体,更具体地讲,涉及放电时的工作性优异、能够小型化、低成本化的静电放电保护体,以及该静电放电保护体所使用的放电间隙填充用组合物。
背景技术
如果带电的导电性物体(例如人体)与其他导电性物体(例如电子设备)接触或充分接近,则会发生激烈的放电。该现象被称为静电放电(electro-static discharge,以下也记为「ESD」),有时会引起电子设备的误操作、损伤等问题,或成为爆炸性气氛中的爆炸的导火索。
ESD是电气系统和集成电路所遭受的破坏性且不可避免的现象之一。如果从电学的观点来说明,则ESD是指具有数安培的峰值电流的高电流持续10纳秒至300纳秒的瞬间的高电流现象。因此,当发生ESD时,如果不在几十纳秒以内将大致数安培的电流向集成电路外传导,则该集成电路会遭受极难修复的损伤,或者发生不良情况或劣化,无法正常地发挥作用。
近年来,电子部件、电子设备的轻量化、薄型化、小型化的潮流迅速进展。随之而来,半导体的集成度、电子部件向印刷配线基板的装配密度的上升变得显著,过密地集成或装配的电子元件、信号线彼此极其接近地存在。并且信号处理速度也被高速化了。其结果,形成容易诱发高频辐射噪音的状况。基于这样的状况,进行了保护电路内的IC等不受ESD破坏的静电放电保护元件的开发。
以往,作为保护电路内的IC等不受ESD破坏的静电放电保护元件,有包含金属氧化物等的烧结体的整体结构的元件(例如,参照专利文献1)。该元件是包含烧结体的叠层型片式压敏电阻器,具备叠层体和一对外部电 极。压敏电阻器具有当施加电压达到某一定以上的值时,在此之前不流动的电流突然流出这样的性质,对静电放电具有优异的抑制力。但是,作为烧结体的叠层型片式压敏电阻器无法避免包含片成型、内部电极印刷、片层叠等的复杂的制造工艺,并且,存在装配工序中也容易发生层间剥离等不良情况这样的问题。
此外,作为保护电路内的IC等不受ESD破坏的静电放电保护元件有放电型元件。放电型元件也具有漏电流小、原理简单、不易发生故障这些长处。另外,放电电压可以根据放电间隙的宽度来调整。另外,在形成密封结构的情况下,根据气体的压力、气体的种类来决定放电间隙的宽度。作为实际上市售的放电型元件,有形成圆柱状的陶瓷表面导体皮膜,通过激光等在该皮膜上设置放电间隙,对其进行玻璃封装而得到的元件。该市售的玻璃封装的放电型元件,虽然静电放电保护特性优异,但是其形态复杂,因此作为小型的表面装配用元件,在尺寸的方面有限制,并且存在难以降低成本这样的问题。
并且,公开了在配线上直接配线形成放电间隙,通过该放电间隙的宽度来调整放电电压的方法(例如,参照专利文献2~4)。专利文献2中例示了放电间隙的宽度为4mm,专利文献3中例示了放电间隙的宽度为0.15mm。另外,专利文献4中公开了在通常的电子元件的保护时,作为放电间隙优选为5~60μm,为了通过静电放电来保护敏感的IC、LSI,优选将放电间隙设为1~30μm,特别是在仅除去大的脉冲电压部分即可的用途中可以增大至150μm左右。
但是,如果在放电间隙部分没有保护,则有以下可能性:在施加高电压时会发生气体放电、或者由于环境中的湿度、气体使导体的表面发生污染而使放电电压变化、或者由于设置有电极的基板的碳化而使电极短路。
另外,在具有放电间隙的静电放电保护体中,在通常的工作电压,例如一般小于DC10V时,要求高的绝缘电阻性,因此将耐电压性的绝缘性部件设置于电极对的放电间隙中变得有效。如果为了保护放电间隙,在放电间隙中直接填充通常的抗蚀剂(resist)类作为绝缘性部件,则会引起放 电电压的大幅上升,不实用。虽然在1~2μm左右或其以下的极窄的放电间隙中填充通常的抗蚀剂类的情况下,可以降低放电电压,但存在以下问题:被填充的抗蚀剂类发生微小的劣化、或者绝缘电阻下降、或者根据情况而导通。
专利文献5中公开了一种保护元件,其在绝缘基板上设置10~50μm的放电间隙,在端部相对的一对电极图案之间设置以ZnO为主成分且包含碳化硅的功能膜。该保护元件与叠层型片式压敏电阻器相比较,结构简单,并具有可以作为基板上的厚膜元件来制造的优点。
但是,这些ESD对策元件,虽然随着电子设备的进化,实现了装配面积的降低化,但形态始终是元件,因此需要通过焊料等装配于配线基板上。因此,在电子设备中,设计的自由度少,并且,包含高度而在小型化方面存在限制。
因此,期望能够不固定元件,以包含小型化的自由的形态在必要的位置并且以必要的面积量采用ESD对策。
另一方面,公开了作为ESD保护材料,使用树脂组合物(例如,参照专利文献6)。这里的树脂组合物的特征在于,包含:由绝缘粘合剂的混合物构成的母材;具有小于10μm的平均粒径的导电性粒子;和具有小于10μm的平均粒径的半导体粒子。
另外,作为ESD保护材料,公开了表面由绝缘性氧化皮膜被覆的导电性和半导体粒子的混合物通过绝缘性粘合剂被粘结的组合物材料、规定了粒径范围的组合物材料、规定了导电性粒子间的面间隔的组合物材料等(例如,参照专利文献7)。
但是,在专利文献7所记载的方法中,由于导电性粒子、半导体粒子的分散方法没有被最佳化,因此存在低电压时得不到高的电阻值,或高电压时得不到低的电阻值等技术上的不稳定因素。
另外,这些组合物在放电时的工作电压高,因此特别不适合保护低电阻的集成电路的目的。特别是如果配合大量半导电性粒子、绝缘性粒子,则会使工作性降低,另一方面,在仅配合金属粒子的情况下,存在耐电压 性低这样的问题。
为解决上述问题,公开了用包含化合物和粘合剂的组合物填充放电间隙的方法,所述化合物是将金属粉末的表面由金属氧化物被覆而成的(例如,参照专利文献8)。但是,所述组合物是设想放电间隙为例如300μm以下程度的组合物。如果,即使是更宽的放电间隙也能够适用,则配线的设计的自由度显著地提升。
如果为了即使在更宽的放电间隙中也使工作性良好,而使用配合了大量的由所述金属氧化物被覆了的金属粉末的组合物来填充宽的放电间隙,则有静电放电性能的稳定性下降的倾向。另外,如果用仅配合了导电性粒子的组合物填充更宽的放电间隙,则有耐电压性低的倾向。
在先技术文献
专利文献1:日本特开2005-353845号公报
专利文献2:日本特开平3-89588号公报
专利文献3:日本特开平5-67851号公报
专利文献4:日本特开平10-27668号公报
专利文献5:日本特开2007-266479号公报
专利文献6:日本特表2001-523040号公报
专利文献7:美国专利第4,726,991号
专利文献8:国际公开第2010/147095号
发明内容
本发明为解决上述那样的问题,其目的是提供能够针对各种设计的电子电路基板等的电子设备,以自由的形状且简便地实现ESD对策,并且,即使在宽的放电间隙中放电时的工作性也优异、能够小型化、低成本化的静电放电保护体,以及提供可以用于制造那样的静电放电保护体的放电间隙填充用组合物。
本发明涉及例如以下的[1]~[19]。
[1]一种放电间隙填充用组合物,其特征在于,含有金属粉末(A1)、铝 粉末(A2)和粘合剂成分(B),
所述金属粉末(A1)是金属的一次粒子表面的至少一部分被包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆而成的粉末,
所述铝粉末(A2)是铝的一次粒子表面没有被包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆的粉末。
[2]根据[1]所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,金属粉末(A1)的金属的一次粒子的形状和铝粉末(A2)的一次粒子的形状都是薄片状。[3]根据[1]或[2]所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,金属粉末(A1)的金属的一次粒子的平均粒径为1~15μm,并且铝粉末(A2)的一次粒子的平均粒径为5~70μm。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述金属粉末(A1)的金属的金属元素是选自锰、铌、锆、铪、钽、钼、钒、镍、钴、铬、镁、钛或铝中的至少1种。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述金属粉末(A1)的金属的金属元素为铝。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,放电间隙填充用组合物中的金属粉末(A1)与铝粉末(A2)的质量比为98:2~20:80。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述金属醇盐以下述通式(1)来表示,
(式(1)中,M为金属原子,O为氧原子,R各自独立地为碳原子数1~20的烷基,n为1~40的整数)。
[8]根据[7]所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述通式(1)中 的M为硅、钛、锆、钽或铪。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,在所述金属粉末(A1)和/或铝粉末(A2)中的金属的一次粒子的表面形成有自氧化膜。
[10]根据[1]~[9]中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述粘合剂成分(B)含有热固化性化合物或活性能量射线固化性化合物。
[11]根据[10]所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述粘合剂成分(B)含有热固化性聚氨酯树脂。
[12]根据[1]~[11]中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,放电间隙填充用组合物的固体成分中的金属粉末(A1)和金属粉末(A2)的合计的含量为3~95质量%,粘合剂(B)的含量为5~97质量%。
[13]一种静电放电保护体,是至少具有2个电极、和所述2个电极间的放电间隙的静电放电保护体,其特征在于,
具有将[1]~[12]中任一项所述的放电间隙填充用组合物填充到所述放电间隙中而形成的放电间隙填充部件。
[14]根据[13]所述的静电放电保护体,其特征在于,所述放电间隙的宽度为300μm以上且1mm以下。
[15]根据[13]或[14]所述的静电放电保护体,其特征在于,在所述放电间隙填充部件的表面形成有保护层。
[16]一种电子电路基板,具有[13]~[15]中任一项所述的静电放电保护体。[17]一种挠性电子电路基板,具有[13]~[15]中任一项所述的静电放电保护体。
[18]一种IC芯片搭载用基板,具有[13]~[15]中任一项所述的静电放电保护体。
[19]一种电子设备,具有[16]所述的电子电路基板、[17]所述的挠性电子电路基板或[18]所述的IC芯片搭载用基板。
如果使用本发明的放电间隙填充用组合物,则能够以低成本制造即使用于宽的放电间隙放电时的工作性也优异的小型的静电放电保护体,能够 简单地实现静电放电保护。
另外,如果使用本发明的放电间隙填充用组合物,则能够通过将放电间隙的宽度设定为特定间隔来调整工作电压,因此能够得到工作电压的调整精度优异的静电放电保护体。
根据本发明,所述放电间隙的宽度即使是例如超过300μm的宽的宽度,也能够在静电放电时使电阻值下降,在电压解除后使绝缘性恢复。因此,不需要特别将设置放电间隙填充部件的放电间隙加工为狭窄,一般地即使对于将变阻器(varistor)元件等附上焊料的空间、例如0.5mm或1.0mm的放电间隙也可以适用,所述放电间隙填充部件是使放电间隙填充用组合物固化而得到的。
本发明的静电放电保护体,能够采用下述方法以自由的形状并且简便地形成:在需要的电极间形成与需要的工作电压相对应的放电间隙,向该放电间隙填充所述放电间隙填充用组合物,使其固化或硬化。因此,本发明的静电放电保护体,能够适用于以便携电话为代表的数码设备、常与人手接触的容易积累静电的移动设备等所组装的IC芯片搭载用基板,更具体地讲,能够适用于以BGA(Ball grid array)、CSP(Chip size package)、COB(Chip on board)等所代表的、被称为智能卡、芯片卡的IC卡。
附图说明
图1是作为本发明涉及的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护体11的纵截面图。
图2是作为本发明涉及的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护体21的纵截面图。
图3是作为本发明涉及的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护体31的纵截面图。
图4是作为本发明涉及的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护体41的从上方观察的图。
图5是作为本发明涉及的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护 体41的纵截面图。
图6是在调制例1中制作的表面被覆的铝粒子的扫描电子显微镜(SEM)图像。按照虚线的箭头测定长径方向,按照实线的箭头测定厚度方向。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
<放电间隙填充用组合物>
本发明的放电间隙填充用组合物,包含金属粉末(A1)、铝粉末(A2)和粘合剂成分(B),其特征在于,
所述金属粉末(A1)中金属的一次粒子表面的至少一部分由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆,
所述铝粉末(A2)中铝的一次粒子表面没有由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆。
在本发明中,放电间隙是指形成于一对电极之间的空间,放电间隙填充用组合物是指为了填充所述放电间隙而使用的组合物。一次粒子是指不与其他粒子凝集,单独存在的粒子的状态,是与一次粒子凝集而成的二次粒子等对照使用的用语。
[金属粉末(A1)]
本发明中使用的金属粉末(A1),金属的一次粒子表面的至少一部分由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆。
所述金属粉末(A1),其金属的一次粒子表面的至少一部分由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆,因此部分具有适度的绝缘性和高的耐电压性。含有这样的金属粉末(A1)的放电间隙填充用组合物,在通常工作时的电压下为绝缘性,但在静电放电时的高电压负荷时变为导电性,进而通过高电压解除而恢复绝缘性。其结果,认为使用了该放电间隙填充用组合物的静电放电保护体,表现出有效的静电放电保护特性,难以受到高电压时的破坏。
作为构成所述金属醇盐的金属原子,只要是能够与水单独反应、或与水和水解催化剂反应而形成水解生成物的金属原子,则没有特别限制。再者,在本申请中,所述金属原子也包含硅、锗、锡等准金属。作为所述金属原子,优选镁、铝、镓、铟、铊、硅、锗、锡、钛、锆、铪、钽、铌。其中更优选硅、钛、锆、钽或铪,进一步优选硅。
硅的醇盐难以由空气中的湿气等水解,容易控制水解速度,因此在由包含硅的醇盐的水解生成物的膜被覆所述金属粉末(A1)中的金属的一次粒子表面时,有制造稳定性进一步提高的倾向,因此优选。
所述金属醇盐,优选以下述通式(1)表示。如果是这样的金属醇盐,则有使其水解生成物的被膜形成变得容易的倾向。
所述通式(1)中,M为金属原子,O为氧原子,R各自独立地为碳原子数1~20的烷基,n为1~40的整数。
所述通式(1)中的M优选为硅、钛、锆、钽或铪。如果M为这样的金属原子,则有最终所得到的静电放电保护体的耐电压性变得良好的倾向。
所述通式(1)中,R为碳原子数1~20的烷基,优选为碳原子数1~12的烷基。作为这样的烷基,例如,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、新戊基、1-乙基丙基、正己基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基和正十二烷基。其中,优选甲基、乙基、 正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和正戊基,更优选乙基、正丙基、正丁基。
如果所述烷基的碳原子数多,则以所述通式(1)表示的金属醇盐的水解变得稳定,另一方面,如果所述烷基的碳原子数过多,则以所述通式(1)表示的金属醇盐变为蜡状,有变得难以均匀分散的倾向。
另外,在以所述通式(1)表示的金属醇盐中,如果n的数过大则金属醇盐自身的粘度增大,变得难以分散,因此期望n为1~4的整数。特别是使用单体(在通式(1)中n=1)时反应激烈发生,有时会生成大量浮游粒子,因此期望使用二聚体(在通式(1)中n=2)、三聚体(在通式(1)中n=3)、四聚体(在通式(1)中n=4)等缩合物。
作为在本发明中使用的金属醇盐,例如,可举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸四仲丁酯、钛酸四叔丁酯、四(2-乙基己基)钛酸酯、锆酸四乙酯、锆酸四异丙酯、锆酸四正丁酯、锆酸四仲丁酯、锆酸四叔丁酯、四(2-乙基己基)锆酸酯等和它们的缩合物,在水解性和分散性的方面特别优选四乙氧基硅烷。这些金属醇盐可以单独使用,或者也可以混合2种以上使用。
作为由包含所述金属醇盐的水解生成物的膜被覆金属粉末(A1)中的金属的一次粒子表面的方法,例如,可举出通过在使金属粉末(A1)悬浮于溶剂中的状态下缓慢添加金属醇盐和能够水解该金属醇盐的量以上的水来进行的方法。采用该方法,能够由金属醇盐生成包含金属氧化物等的水解物,并由该水解生成物被覆所述金属粉末(A1)中的金属的一次粒子的表面。
在以所述通式(1)表示的金属醇盐中,例如在M为硅的情况下,认为通过水解,生成二氧化硅、硅醇脱水缩合成的形式的低聚物、聚合物和它们的混合物,包含二氧化硅等金属氧化物的膜被覆所述金属粉末(A1)中的金属的一次粒子的表面。
金属醇盐和水的添加方法可以采用一并添加的方式,也可以采用每次少量分多个阶段添加的方式。作为各自的添加顺序,可以先将金属醇盐溶 解或悬浮于溶剂中再添加水,或者也可以在先将水溶解或悬浮于溶剂中后添加金属醇盐,另外,也可以每次少量交替地添加。但是,一般地稳定进行反应的方法有浮游粒子的生成减少的倾向,因此优选每次少量分多个阶段添加的方式,更优选根据需要在利用溶剂使浓度降低的状态下添加。
作为所述溶剂,优选为醇类、矿物油精、溶剂石脑油、苯、甲苯、二甲苯、石油醚、乙醚等溶解金属醇盐的溶剂,但由于以悬浮状反应因此没有特别限定。另外,它们可以单独使用,也可以混合2种以上使用。另外,在金属醇盐的水解反应中,通过水的添加而副生成醇,因此能够使用醇作为聚合速度的调节剂。
作为本发明中使用的金属粉末(A1)的金属,可以使用一般公知的金属的粉末,但作为所述金属粉末(A1)的金属,优选虽然离子化倾向大,但是能够在一次粒子的金属的表面形成致密的自氧化膜来保护内部的变为所谓钝态的金属。作为这样的金属的金属元素,可举出锰、铌、锆、铪、钽、钼、钒、镍、钴、铬、镁、钛、铝,其中在便宜且容易获得的方面优选铝、镍、钽、钛,更优选铝。
所述金属,可以分别单独使用,也可以混合2种以上使用。
由金属醇盐的水解生成物被覆的金属的一次粒子的表面,可以预先具有金属的自氧化膜。该情况下,在金属的一次粒子的金属醇盐的水解生成物的被覆的内侧会存在自氧化膜。
作为在金属的一次粒子的表面使自氧化膜形成的方法,例如,可举出将金属在氧存在下加热而使自氧化膜形成的方法,也可以采用以下方法来形成具有更稳定的结构的自氧化膜。即,将金属的一次粒子的表面用丙酮那样的有机溶剂清净化后,用稀盐酸略微腐蚀金属一次粒子的表面,在包含20%氢气和80%氩气的混合气体气氛下,在比金属本身的熔点低的温度,例如铝以外的金属的情况下为750℃,另外铝的情况下为例如600℃,加热约1小时,进而在高纯度氧气氛下加热30分钟,则能够以高控制性再现性良好地在金属的一次粒子表面形成均匀的自氧化膜。
在上述那样的由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆金属粉末(A1) 中的金属的一次粒子表面的方法中,可以使被覆膜的膜厚为10nm~2μm左右。被覆膜的膜厚,可以使用例如透射型电子显微镜来求出。作为被覆区域,可以是金属粉末(A1)中的金属的一次粒子表面的一部分由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆的程度,但优选金属的一次粒子的整个表面由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆。
另外,本发明中使用的金属粉末(A1)中的金属的一次粒子的形状优选为薄片状。
在本发明中,薄片状是指厚度薄、并具有较宽形状的面,例如,包括鳞片状、圆盘状、长条状、层状等形状,不包括球状等形状。具体来说,对于金属粉末(A1)中的金属的一次粒子的厚度和面,将面的最大长度为平均厚度的2倍以上的形状作为薄片状。
优选使用所述金属粉末(A1)中的金属的一次粒子的最短的轴(短边)的长度(d)为1μm以下且0.05μm以上的金属粉末,更优选为0.5μm以下,最优选为0.3μm以下。
本发明的放电间隙填充用组合物,通过所述金属粉末(A1)中的金属的一次粒子的形状为薄片状,从而有使用了该放电间隙填充用组合物的静电放电保护体的放电时的工作性变得良好的倾向。
作为所述金属粉末(A1)中的金属的一次粒子的优选形状,在将粒子的厚度、即在金属的一次粒子中最短的轴(短边)的长度设为「d」,以及将面的最大长度、即在金属的一次粒子中最长的轴(长边)的长度设为「L」的情况下,可以用平均纵横比(L/d)来表示特征。
另外,所述金属粉末(A1)中的金属的一次粒子,平均纵横比(L/d)优选为3以上且1000以下,更优选为5以上且500以下,进一步优选为9以上且100以下。所述为薄片状的粒子在所述纵横比的范围内。
本发明的放电间隙填充用组合物,如果所述金属粉末(A1)中的金属的一次粒子具有所述范围的平均纵横比(L/d),则易于对放电方向更顺利地放电。其结果,使用了该放电间隙填充用组合物的静电放电保护体,工作电压、耐电压性变得良好。即认为作为保护体的工作性变得良好,并且 表现出作为即使对于更低电压下的放电也能够应对的保护体的特性。
再者,金属粉末(A1)中的金属的一次粒子的纵横比(L/d)如以下那样测定。将形成了截面的金属粉末(A1)在扫描电子显微镜下以1000~2000倍观察。从观察到的金属粉末(A1)中的金属的一次粒子之中任意地选择10个一次粒子,在选出的各一次粒子中,测量最长的轴(长边)的长度「L」、和与其对应的最短的轴(短边)的长度「d」。可以由这些L和d的平均值求出平均纵横比(L/d)。
金属粉末(A1)中的金属的一次粒子的平均粒径,优选为1μm以上且15μm以下,更优选为3μm以上且11μm以下。如果金属粉末(A1)中的金属的一次粒子的平均粒径超过所述范围,则表面能减小,因此金属醇盐的水解生成物附着于金属粉末表面的力减小。其结果,在放电间隙填充用组合物中,有时会使没有附着于金属粉末而浮游的金属醇盐的水解生成物的颗粒大量存在,形成了静电放电保护体时的工作性降低。如果金属粒子(A1)中的金属的一次粒子的平均粒径低于所述范围,则由于粒子彼此的凝集加剧,因此在与金属醇盐的反应时观察到分散不良且不均匀的被覆被形成的现象,或者还由于核心的导电部分相对于被覆层的绝缘的比例极度减小,因此静电放电时的电阻变得难以下降。
再者,在本说明书中平均粒径只要没有特别记载,则是通过累积50质量%径进行评价的值,所述累积50质量%径如下得到:称量50mg样品,添加到50mL的蒸馏水中,再加入0.2ml的2%Triton(GEヘルスケアバイオサイエンス株式会社制的表面活性剂的商品名)水溶液,用输出功率150W的超声波均化器分散3分钟后,用激光衍射式粒度分布计、例如激光衍射式光散射式粒度分布计(商标:マイクロトラックMT3300,日機装公司制)测定而得到。
[铝粉末(A2)]
铝粉末(A2)是铝的一次粒子的表面没有由金属醇盐的水解生成物被覆的铝粉末。一次粒子的表面没有由金属醇盐的水解生成物被覆,是指一次粒子的整个表面没有由金属醇盐的水解生成物被覆,可举出例如铝本身、 在铝的一次粒子表面形成自氧化膜的情况等。在铝的一次粒子表面形成自氧化膜的方法,可举出与在金属粉末(A1)中叙述的方法同样的方法,但也可举出将铝粉末放置于空气中的方法。
铝粉末(A2)成为导电性的接地部分,实质上,在宽的放电间隙内,一些由放电间隙填充用组合物形成的放电间隙填充部件形成并联电路或串联电路。
另外,所述铝粉末(A2)中的一次粒子,平均纵横比(L/d)优选为3以上且1000以下,更优选为5以上且500以下,进一步优选为10以上且100以下。关于纵横比的定义和测定方法,与在金属粉末(A1)一项中叙述的内容相同。
优选本发明中使用的铝粉末(A2)中的一次粒子的形状为薄片状。本发明的放电间隙填充用组合物,通过所述铝粉末(A2)中的一次粒子的形状为薄片状,从而有使用了该放电间隙填充用组合物的静电放电保护体的放电时的工作性变得良好的倾向。关于薄片状的定义及其平均纵横比,与在金属粉末(A1)一项中叙述的内容相同。
所述铝粉末(A2)中的一次粒子,可以使用最短的轴(短边)的长度(d)为5μm以下的一次粒子,优选为3μm以下,最优选为1μm以下。
本发明的放电间隙填充用组合物,如果所述铝粉末(A2)中的一次粒子具有所述范围的平均纵横比(L/d),则易于对放电方向更顺利地放电。其结果,使用了该放电间隙填充用组合物的静电放电保护体,工作电压、耐电压性变得良好。即认为,作为保护体的工作性变得良好,并且表现出作为即使对于更低电压下的放电也能够应对的保护体的特性。
铝粉末(A2)中的一次粒子的平均粒径优选为5μm以上且70μm以下,更优选为15μm以上且50μm以下。如果平均粒径低于所述范围,则没有绝缘皮膜的几微米大小的铝粉末(A2)的个数增多,如果静电放电被施加则通过铝粉末(A2)的粒子容易移动且粒子彼此连接而变得容易短路。另外,如果平均粒径超过所述范围,则即使是300μm~1mm左右的宽的电极间,也会由少数的铝粉末(A2)的粒子连接,有无法保持通常工作 时的电阻的倾向。
铝粉末(A2)的一次粒子的形状的特征,除了平均纵横比、平均粒径以外可以用水面扩散面积WCA(m2/g)来表示。通常,薄片状铝粉末的WCA在0.1~2m2/g的范围内,但本发明中优选的薄片状铝粉末的WCA为0.5m2/g以上,更优选为0.9m2/g以上。
再者,WCA的评价,使用丙酮将薄片状铝粉末粉末化,按照JISK5906-1998求出。
[金属粉末(A1)与铝粉末(A2)的组合]
金属粉末(A1)的绝缘性比铝粉末(A2)的绝缘性大。这样使用了绝缘性不同的两种金属粉末的本发明的放电间隙填充用组合物,即使用于例如300μm以上的宽的放电间隙间的填充,放电时的工作性也优异,并且通常工作时的电压显示绝缘性。
本发明的放电间隙填充用组合物不含有铝粉末(A2)的情况下,在形成了具有例如300μm以上的宽的放电间隙间的静电放电保护体时,产生性能的偏差,难以得到必要的工作性。另外,放电间隙填充用组合物不含有金属粉末(A1)的情况下,可举出无法保持通常工作时的绝缘性,或在高电压解除时绝缘性难以恢复的缺点。放电间隙的宽度为例如超过300μm那样的宽的宽度的情况下,通过配合金属粉末(A1)与铝粉末(A2),能够控制工作性。
本发明的放电间隙填充用组合物中的金属粉末(A1)与铝粉末(A2)的质量比,金属粉末(A1):铝粉末(A2)优选为98:2~20:80,更优选为95:5~35:65。金属粉末(A1)的质量比超过所述比例的情况下,放电工作时的电压变为与没有添加铝粉末(A2)的情况相同的程度。另外,金属粉末(A1)的质量比低于所述比例的情况下,有时通常工作时的绝缘性不足,或者在施加高电压时短路概率增高。
所述金属粉末(A1),由金属醇盐的水解生成物被覆,表面适度显示高的绝缘性,因此即使所述金属粉末(A1)与铝粉末(A2)、或(A1)彼此接触,通常工作时的绝缘性也没有问题。另外,放电间隙的宽度为例 如超过300μm的宽的宽度的情况下,即使绝缘性低的铝粉末(A2)彼此接触,也不可能将放电间隙间完全连接。据此从工作性的方面来看,认为放电间隙填充用组合物中的金属粉末(A1)与铝粉末(A2)的含量被确定为没有上限。但是,组合物中的粘合剂成分(B)的含量少的情况下,有时发生落粉等问题。因此,与其考虑工作性这方面不如考虑实用性,则优选金属粉末(A1)和铝粉末(A2)的合计的含量在放电间隙填充用组合物的固体成分中为95质量%以下。
另外,在ESD发生时,需要静电放电保护体整体显示导电性,因此优选金属粉末(A1)和铝粉末(A2)的合计的含量在放电间隙填充用组合物的固体成分中为3质量%以上。
因此,将本发明的放电间隙填充用组合物使用于静电放电保护体的情况下,放电间隙填充用组合物的固体成分中的金属粉末(A1)和铝粉末(A2)的合计的含量在放电间隙填充用组合物的固体成分中优选为3质量%以上且95质量%以下,进一步优选为30质量%以上且80质量%以下。
另外,从上述观点出发,本发明的放电间隙填充用组合物的固体成分中的金属粉末(A1)和铝粉末(A2)的合计的质量与后述的粘合剂成分(B)的质量比(A/B)优选为3/97~95/5,进一步优选为30/70~80/20。
[粘合剂成分(B)]
在本发明中,粘合剂成分(B)是指用于使所述的金属粉末(A1)和铝粉末(A2)分散的绝缘体物质。作为粘合剂成分(B),可举出例如有机系聚合物、无机系聚合物或它们的复合聚合物。
作为粘合剂成分(B)的具体例,可举出聚硅氧烷化合物、聚氨酯树脂、聚酰亚胺、聚烯烃、聚丁二烯、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、氢化聚丁二烯、聚酯、聚碳酸酯、聚醚、聚砜、聚四氟乙烯树脂、三聚氰胺树脂、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、醇酸树脂、乙烯基酯树脂、醇酸树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、烯丙基酯树脂、呋喃树脂、松香、松香衍生物、橡胶衍生物等。
另外,粘合剂成分(B),从力学稳定性、热稳定性、化学稳定性或 经时稳定性的观点出发,优选包含热固化性化合物或活性能量射线固化性化合物。在所述热固化性化合物之中,在绝缘电阻高、与基材的密着性良好,且金属粉末(A1)和铝粉末(A2)的分散性良好方面,特别优选热固化性聚氨酯树脂。
这些粘合剂成分(B)所含有的化合物,可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
作为所述热固化性聚氨酯树脂,例如,可举出使包含碳酸酯二醇化合物的多元醇化合物与异氰酸酯化合物反应而形成的具有氨基甲酸酯键的聚合物。其中,优选含羧基的聚氨酯树脂,含有环氧基、酸酐基、羧基、醇性基或氨基的聚氨酯化合物与环氧化合物的组合,含有羧基、醇性基或氨基的聚氨酯化合物与含有碳二亚胺的化合物的组合。作为所述环氧化合物,可举出双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、脂环式环氧树脂、N-缩水甘油基型环氧树脂、双酚A的酚醛清漆型环氧树脂、螯合型环氧树脂、乙二醛型环氧树脂、含氨基的环氧树脂、橡胶改性环氧树脂、己内酯改性环氧树脂等的1分子中具有2个以上环氧基的化合物。另外,为了赋予阻燃性,可以使用在其结构中导入了氯、溴等卤素、磷等的原子的环氧化合物。
并且,在具有与其他固化成分的固化反应功能的方面,优选进一步在分子中具有羧基的含羧基的热固化性聚氨酯树脂、在分子末端具有酸酐基的含酸酐基的热固化性聚氨酯树脂。
另外,作为所述的其他固化成分可例示环氧树脂固化剂等,可以作为粘合剂成分(B)之一使用。
作为所述碳酸酯二醇化合物,可举出包含1种或2种以上的来源于直链状脂肪族二醇的重复单元作为构成单元的碳酸酯二醇化合物、包含1种或2种以上的来源于脂环式二醇的重复单元作为构成单元的碳酸酯二醇化合物、或包含来源于这两种二醇的重复单元作为构成单元的碳酸酯二醇化合物。
作为包含来源于直链状脂肪族二醇的重复单元作为构成单元的碳酸酯二醇化合物,可举出具有以碳酸酯键连结以下二醇成分而成的结构的聚碳酸酯二醇,所述二醇成分为:1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇等。
作为包含来源于脂环式二醇的重复单元作为构成单元的碳酸酯二醇化合物,可举出具有以碳酸酯键连结以下二醇成分而成的结构的聚碳酸酯二醇,所述二醇成分为:1,4-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己二醇、1,3-环己二醇、三环己烷二甲醇、五环十五烷二甲醇等。这些二醇成分可以组合2种以上。
作为所述碳酸酯二醇化合物的市售产品,可举出ダイセル化学(株)制的商品名PLACCEL、CD-205,205PL,205HL、210、210PL,210HL,220、220PL,220HL、宇部興産(株)制的商品名UC-CARB100、UM-CARB90、UH-CARB100、株式会社クラレ制的商品名C-1065N、C-2015N、C-1015N、C-2065N等。
这些碳酸酯二醇化合物可以单独使用或组合2种以上使用。其中,特别是包含来源于直链状脂肪族二醇的重复单元作为构成单元的聚碳酸酯二醇有低翘曲性、挠性优异的倾向。因此,在使用了含有该聚碳酸酯二醇的粘合剂成分(B)的情况下,变得容易在挠性配线基板上设置后述的静电放电保护体。
另外,包含来源于脂环式二醇的重复单元作为构成单元的聚碳酸酯二醇有结晶性变高且耐热性优异的倾向。从以上观点出发,优选这些聚碳酸酯二醇组合2种以上使用,或使用包含来源于直链状脂肪族二醇和脂环式二醇两者的重复单元作为构成单元的聚碳酸酯二醇。为了平衡良好地表现出挠性和耐热性,优选使用直链状脂肪族二醇与脂环式二醇的共聚比例以质量比计为3:7~7:3的聚碳酸酯二醇。
另外,碳酸酯二醇化合物的数均分子量优选为5000以下。如果数均分子量超过5000则相对的氨基甲酸酯键的量减少,因此有时静电放电保护体的工作电压上升,或者耐电压性降低。
作为所述异氰酸酯化合物的具体例,可举出2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基二异氰酸酯、(邻、间或对)二甲苯二异氰酸酯、(邻、间或对)氢化二甲苯二异氰酸酯、亚甲基双(环己基异氰酸酯)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,3-二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二亚甲基二异氰酸酯、1,3-三亚甲基二异氰酸酯、1,4-四亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,9-九亚甲基二异氰酸酯、1,10-十亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、2,2’-二乙醚二异氰酸酯、环己烷-1,4-二亚甲基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、3,3’-亚甲基二甲代亚苯基-4,4’-二异氰酸酯、4,4’-二苯醚二异氰酸酯、四氯亚苯基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯和1,5-萘二异氰酸酯等二异氰酸酯。这些异氰酸酯化合物可以使用1种或组合2种以上使用。
在它们之中优选从脂环式二胺衍生的脂环式二异氰酸酯,具体为异佛尔酮二异氰酸酯或(邻、间或对)氢化二甲苯二异氰酸酯。在使用了这些二异氰酸酯的情况下,能够得到耐电压性优异的固化物。
作为本发明中使用的热固化性聚氨酯树脂,特别是为了得到所述含羧基的热固化性聚氨酯树脂,例如只要使所述碳酸酯二醇化合物和所述异氰酸酯化合物一起与具有羧基的多元醇反应即可。
作为具有羧基的多元醇,特别优选使用具有羧基的二羟基脂肪族羧酸。作为这样的二羟基化合物,可举出二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸。通过使用具有羧基的二羟基脂肪族羧酸,能够使聚氨酯树脂中容易存在羧基。
作为本发明中使用的热固化性聚氨酯树脂,特别是为了得到所述含有酸酐基的热固化性聚氨酯树脂,例如可以使第2二异氰酸酯化合物与具有酸酐基的多元羧酸或其衍生物反应而得到,所述第2二异氰酸酯化合物是使所述碳酸酯二醇化合物与所述异氰酸酯化合物,以羟基数量与异氰酸酯基数量的比率为异氰酸酯基/羟基=1.01以上的方式反应而得到的。
作为所述具有酸酐基的多元羧酸及其衍生物,可举出具有酸酐基的3 价的多元羧酸及其衍生物、以及具有酸酐基的4价的多元羧酸。
作为具有酸酐基的3价的多元羧酸及其衍生物,没有特别限定,例如,可举出以下述式(2)和下述式(3)表示的化合物。
(式中,R’表示氢原子、碳原子数1~10的烷基或苯基,Y1为-CH2-、-CO-、-SO2-、或O-)。
作为具有酸酐基的3价的多元羧酸及其衍生物,从耐热性、成本的方面等出发,特别优选偏苯三酸酐。
另外,除了所述多元羧酸或其衍生物以外,根据需要可以使用四羧酸二酐、脂肪族二羧酸、芳香族二羧酸。
作为四羧酸二酐,例如,可举出均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、2,3,5,6-吡啶四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、4,4’-磺酰基二邻苯二甲酸二酐、间三联苯-3,3’,4,4’-四羧酸二酐、4,4’-氧双邻苯二甲酸二酐、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双(2,3-或3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-或3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双〔4-(2, 3-或3,4-二羧基苯氧基)苯基〕丙烷二酐、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双〔4-(2,3-或3,4-二羧基苯氧基)苯基〕丙烷二酐、1,3-双(3,4-二羧基苯基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷二酐、丁烷四羧酸二酐、二环-〔2,2,2〕-辛-7-稀-2:3:5:6-四羧酸二酐等。
作为脂肪族二羧酸,可举出琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸(sebacic acid)、癸二酸(decanedioic acid)、十二烷二酸、二聚酸等。
作为芳香族二羧酸,可举出间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸、二苯醚二甲酸等。
并且,优选使用制造所述热固化性聚氨酯树脂时的成为封端剂的单羟基化合物。单羟基化合物只要是分子中具有一个羟基的化合物即可,可举出脂肪族醇、单羟基单(甲基)丙烯酸酯化合物等。在此,(甲基)丙烯酸酯意味着丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,以下同样。
作为脂肪族醇的例子,可举出甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇等,作为单羟基单(甲基)丙烯酸酯化合物的例子,可举出2-丙烯酸羟乙酯等。通过使用它们,能够使热固化性聚氨酯树脂中不残存异氰酸酯基。
为了对热固化性聚氨酯树脂进一步赋予阻燃性,可以向其结构中导入氯、溴等卤素、磷等的原子。
所述碳酸酯二醇化合物与所述异氰酸酯化合物的反应中的两者的配合比例,除了得到所述含酸酐基的热固化性聚氨酯树脂的情况以外,优选摩尔比为50:100~150:100,进一步优选为80:100~120:100。
特别是得到含羧基的热固化性聚氨酯树脂的情况下,使所述碳酸酯二醇化合物和所述异氰酸酯化合物一起与具有羧基的多元醇反应时的配合比例,如果标记为碳酸酯二醇化合物(a)、异氰酸酯化合物(b)、具有羧基的多元醇(c),则摩尔比为(a)+(c):(b)=50:100~150:100,进一步优选为(a)+(c):(b)=80:100~120:100。
作为可以在包含所述碳酸酯二醇化合物的多元醇化合物与所述异氰酸酯化合物的反应中使用的溶剂,优选醚系溶剂、含硫系溶剂、酯系溶剂、 酮系溶剂、芳香族烃系溶剂等的非含氮系极性溶剂。
例如,作为醚系溶剂,可举出二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、三甘醇二甲醚、三甘醇二乙醚。
作为含硫系溶剂,可举出二甲亚砜、二乙亚砜、二甲砜、环丁砜。
作为酯系溶剂,可举出γ-丁内酯、二甘醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甘醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯。
作为酮系溶剂,可举出环己酮、甲基乙酮。
作为芳香族烃系溶剂,可举出甲苯、二甲苯、石脑油等。
这些溶剂可以单独使用或组合2种以上使用。
在它们之中,作为高挥发性、且能够赋予低温固化性的溶剂,可以更优选地举出γ-丁内酯、二甘醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甘醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯等。
包含所述碳酸酯二醇化合物的多元醇化合物与所述异氰酸酯化合物的反应温度优选为30~180℃,进一步优选为50~160℃。在温度低于30℃的情况下反应时间过长,如果超过180℃则容易发生凝胶化。
反应时间与反应温度相关,优选为2~36小时,进一步优选为8~16小时。在小于2小时的情况下,为了得到期待的数均分子量,即使提高反应温度也难以控制。另外,超过36小时的情况下,不实用。
所述的热固化性聚氨酯树脂的数均分子量优选为500~100,000,更优选为8,000~50,000。在此,数均分子量是通过凝胶渗透色谱测定得到的聚苯乙烯换算的值。如果热固化性聚氨酯树脂的数均分子量小于500,则有时会破坏固化膜的伸长率、挠性以及强度,如果超过1000,000则有可能变硬、使挠性降低。
特别是作为含羧基的热固化性聚氨酯树脂的酸值,优选为5~150mgKOH/g,更优选为30~120mgKOH/g。如果酸值小于5mgKOH/g,则与固化性成分的反应性降低,有时会得不到期待的耐热性、长期可靠性。 如果酸值超过150mgKOH/g,则容易失去挠性,并且有时长期绝缘特性会降低。再者,树脂的酸值是根据JIS K5407测定得到的值。
作为活性能量射线固化性化合物,可举出含有2个以上烯属不饱和基的化合物即丙烯酸系共聚物、环氧(甲基)丙烯酸酯树脂、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯树脂。
粘合剂(B)的含量是从整个放电间隙填充用组合物中减去(A1)成分、(A2)成分、和根据需要添加的其他成分的含量而得到的值,在放电间隙填充用组合物固体成分中,优选为5质量%以上且97质量%以下,更优选为20质量%以上且70质量%以下。
[其他成分]
本发明的放电间隙填充用组合物含有所述金属粉末(A1)、铝粉末(A2)、粘合剂成分(B),根据需要可以含有层状物质、固化催化剂、固化促进剂、填充剂、溶剂、发泡剂、消泡剂、流平剂、润滑剂、增塑剂、抗锈剂、粘度调整剂、着色剂等。另外,可以含有二氧化硅粒子等绝缘性粒子。
[放电间隙填充用组合物的制造方法]
本发明的放电间隙填充用组合物,例如,可以通过将金属粉末(A1)、铝粉末(A2)、和所述粘合剂成分(B),以及作为其他成分的溶剂、填充剂、固化催化剂等,使用分散机、捏合机、三辊磨机、珠磨机、自转公转型搅拌机等进行分散、混合来制造。混合时,为了使相容性良好,可以加热至充分的温度。上述的分散、混合后,可以根据需要进一步加入固化促进剂进行混合、调制。
<静电放电保护体>
本发明的静电放电保护体是至少具有2个电极、和所述2个电极间的放电间隙的静电放电保护体,其特征在于,具有将所述的放电间隙填充用组合物填充到所述放电间隙填充间隙而形成的放电间隙填充部件。
所述2个电极隔开一定的距离被配置。该2个电极间的空间成为放电间隙。所述放电间隙填充部件形成于该放电间隙。即,所述2个电极介由 放电间隙填充部件被连结。所述放电间隙填充部件由所述放电间隙填充用组合物形成。
本发明的静电放电保护体的一形态,具有:
隔开规定间隔被配置的2个导电体;
具有2个孔,并配置为1个孔和另1个孔在所述各导电体上相对的板状的绝缘基材;和
进行填充以覆盖所述绝缘基材的至少一部分的放电间隙填充部件,
所述绝缘基材被配置为至少使成为所述各导电体的电极的部分露出的形态并跨越所述2个导电体,并且,所述绝缘基材的所述2个孔,被所述放电间隙填充部件覆盖,在两者最接近的位置形成放电间隙。
所述形态中的电极是所述2个导电体的没有被绝缘基材覆盖的部分。另外,所述2个孔彼此最接近的位置的导电体间的距离,即2个孔间的最短距离加上绝缘基材的厚度的2倍得到的距离成为放电间隙的宽度。所述放电间隙填充部件形成于该放电间隙。即,所述2个导电体介由放电间隙填充部件而连结。所述放电间隙填充部件由所述放电间隙填充用组合物形成。
为了在静电放电时保护装置,本发明的静电放电保护体作为用于使过电流释放到大地的保护电路使用。
本发明的静电放电保护体具有将所述放电间隙填充用组合物填充到所述放电间隙而形成的放电间隙填充部件,因此通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性优异。即,本发明的静电放电保护体能够在通常工作时的低电压时显示高的电阻值,不使电流释放到大地而向装置供给。另一方面,能够在静电放电发生时,立即显示低的电阻值,使过电流释放到地面,阻止过电流供给到装置。能够在静电放电的瞬变现象消失时,回到高的电阻值,将电流供给到装置。
另外,本发明的静电放电保护体,由于在2个电极间的放电间隙填充具有绝缘性的粘合剂成分(B)的放电间隙填充用组合物,因此通常工作时不产生漏电流。例如,能够使在2个电极间施加了DC10V以下的电压 的情况下的电阻值为1010Ω以上,能够实现静电放电保护。
本发明的静电放电保护体能够通过使用所述放电间隙填充用组合物,如下那样形成放电间隙填充部件来制造。
即,首先采用上述方法调制放电间隙填充用组合物。以覆盖成为放电间隙的2个电极间或2个孔间的方式,采用浇注或丝网印刷等方法涂布该放电间隙填充用组合物,并根据需要加热,使其固化或硬化而形成放电间隙填充部件。
所述放电间隙的宽度优选为300μm以上且1mm以下,更优选为400μm以上且1mm以下,进一步优选为600μm以上且800μm以下。放电间隙的宽度超过1mm的情况下,有静电放电时的工作性下降的倾向。另外,小于300μm的情况下,有时静电放电后的绝缘性难以恢复,有性能发生偏差的倾向。在此,放电间隙的宽度意味着电极间的最短距离,意味着在放电间隙间存在本申请的放电间隙填充用组合物的情况下介此而使电流流通时的最短路程。另外,导电性不同的物质介于放电间隙间,相对地仅导通导电性良好的部分的情况下,放电间隙的宽度意味着该导通的路径的最短距离。
静电放电保护体的优选的电极的形状可以根据电路基板的状态来任意地设定,但考虑小型化的情况下,可例示截面形状为矩形的膜状,例如厚度20~200μm的形状。
静电放电保护体的优选的电极宽度为300μm以上。如果是所述范围则能够分散静电放电时的损伤。
本发明的静电放电保护体,优选在所述放电间隙填充部件的表面形成有保护层。
所述放电间隙填充用组合物根据设置了放电间隙的基材的材质有时与基材的附着性不充分,或者静电放电为非常高的能量,或有时金属粉末(A1)和铝粉末(A2)的含量高。
即使在这样的情况下,本发明的静电放电保护体,如果在形成放电间隙填充部件后,以覆盖该放电间隙填充部件的方式设置后述的树脂组合物 等的保护层,则能够赋予更高电压耐性,维持优异的重复耐性。
作为用作保护层的树脂,可举出天然树脂、改性树脂或低聚物合成树脂等。
作为天然树脂,松香是代表性的。作为改性树脂,可举出松香衍生物、橡胶衍生物等。作为低聚物合成树脂,可举出硅树脂等,可举出与静电放电保护体的聚硅氧烷化合物并用那样的,例如环氧树脂、丙烯酸树脂、马来酸衍生物、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、酰亚胺树脂、酰胺酸树脂、酰亚胺-酰胺树脂等。
另外,作为保护层可以使用树脂组合物。
作为所述树脂组合物,为了保持其涂膜强度,优选包含能够通过热或紫外线固化的固化性树脂。
作为热固化性树脂,可举出含羧基的聚氨酯树脂、环氧化合物,或含有酸酐基、羧基、醇性基、氨基的化合物与环氧化合物的组合,含有羧基、醇性基、氨基的化合物与含碳二亚胺的化合物的组合。
作为环氧化合物,可举出双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、脂环式环氧树脂、N-缩水甘油基型环氧树脂、双酚A的酚醛清漆型环氧树脂、螯合型环氧树脂、乙二醛型环氧树脂、含氨基的环氧树脂、橡胶改性的环氧树脂、二环戊二烯分型环氧树脂、硅氧烷改性的环氧树脂、ε-己内酯改性环氧树脂等的一分子中具有2个以上环氧基的环氧化合物。
另外,为了赋予阻燃性,可以使用在其结构中导入了氯、溴等卤素、磷等的原子的环氧化合物。并且,可以使用双酚S型环氧树脂、邻苯二甲酸二缩水甘油酯树脂、杂环环氧树脂、联二甲苯酚型环氧树脂、双酚型环氧树脂和四缩水甘油基二甲苯酚基乙烷树脂等。
作为紫外线固化性树脂,可举出包含2个以上烯属不饱和基的化合物即丙烯酸共聚物、环氧(甲基)丙烯酸酯树脂、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂。
形成保护层的树脂组合物根据需要可以含有固化促进剂、填充剂、溶剂、发泡剂、消泡剂、流平剂、润滑剂、增塑剂、抗锈剂、粘度调节剂、着色剂等。
保护层的膜厚没有特别限定,优选为0.1μm~1mm。另外,保护层优选完全覆盖由放电间隙填充用组合物形成的放电间隙填充部件。如果保护层有缺损,则由于静电放电时的高能量而发生裂缝的可能性变高。
图1表示作为本发明的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护体11的纵截面图。静电放电保护体11由电极12A、电极12B和放电间隙填充部件13形成。电极12A和电极12B,被配置为使它们的轴向一致、各自的顶端面相对。在电极12A和电极12B的相对的端面间形成放电间隙14。放电间隙填充部件13形成于放电间隙14,并且以从上侧覆盖电极12A的与电极12B的顶端面相对的顶端部、和电极12B的与电极12A的顶端面相对的顶端部的方式,与这些顶端部连接而被设置。放电间隙14的宽度,即彼此相对的电极12A与电极12B的顶端面间的距离优选为300μm以上且1mm以下。
图2表示作为本发明的静电放电保护体的另一具体例的静电放电保护体21的纵截面图。静电放电保护体21由电极22A、电极22B和放电间隙填充部件23形成。电极22A和电极22B彼此平行地以各自的顶端部在铅直方向上重叠的方式对置。在电极22A和电极22B在铅直方向上重叠的部分形成有放电间隙24。放电间隙填充部件23为截面矩形,形成于放电间隙24。放电间隙24的宽度,即电极22A和电极22B在铅直方向上重叠的部分的电极22A与电极22B的距离优选为300μm以上且1mm以下。
图3表示作为本发明的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护体31的纵截面图。静电放电保护体31形成于例如包含聚酰亚胺的基材上,由电极32A、电极32B、放电间隙填充部件33和保护层35形成。电极32A和电极32B,被配置为使它们的轴向一致、且各自的顶端面相对。在电极32A和电极32B的相对的端面间形成有放电间隙34。放电间隙填充部件33形成于放电间隙34,并且以从上侧覆盖电极32A的与电极32B的顶端 面相对的顶端部、和电极32B的与电极32A的顶端面相对的顶端部的方式,与这些顶端部连接而被设置。放电间隙34的宽度,即彼此相对的电极32A与电极32B的顶端面间的距离优选为300μm以上且1mm以下。
图4表示本发明的静电放电保护体41的一具体例,图5表示图4的本发明的静电放电保护体41的虚线位置的静电纵截面图。静电放电保护体41包含例如铜等的导电体42A和42B、例如环氧玻璃基板等的绝缘基材43、放电间隙填充部件44。导电体42A和42B隔开规定的间隔被配置。绝缘基材43隔开一定的距离设置2个孔,如图5所示跨越导电体42A和42B,并且以不覆盖导电体42A和42B各自的整个表面的方式,并且以2个孔45A和45B一个一个置于导电体42A和42B之上的方式被配置。放电间隙填充部件44塞住绝缘基材43的2个孔45A和45B,形成于绝缘基材43上,通过该2个孔与导电体42A和42B连接。导电体42A和42B的从绝缘基材43伸出的部分成为电极。在绝缘基材43的2个孔中彼此最接近的位置的间隔加上绝缘基材厚度的2倍的距离46成为该情况下的放电间隙的宽度,其优选为300μm以上且1mm以下。
如上所述,放电间隙、和由放电间隙填充用组合物形成的放电间隙填充部件可以不必存在于同一基板。例如,即使像IC芯片搭载用基板那样,在绝缘性基材上以300μm~1000μm的间隔作成2个孔,以塞住各自的孔的方式附着2张铜箔板的情况下,如果以跨越2个孔的方式将放电间隙填充用组合物填充到绝缘性基材则成为静电放电保护体。
[用途]
本发明的电子电路基板,具有所述的静电放电保护体。因此,本发明的电子电路基板,有即使受到静电放电,也难以受到由静电导致的破坏的倾向。
另外,本发明的挠性电子电路基板,具有所述的静电放电保护体。因此,本发明的挠性电子电路基板,有即使受到静电放电,也难以受到由静电导致的破坏的倾向。
本发明的IC芯片搭载用基板,具有所述的静电放电保护体。因此, 本发明的IC芯片搭载用基板,有即使受到静电放电,也难以受到由静电导致的破坏的倾向,因此能够适用于智能卡、BGA、CSP、COB。
本发明的电子设备,具有所述电子电路基板、所述挠性电子电路基板或IC芯片搭载用基板。因此,本发明的电子设备,有即使受到静电放电,也难以受到由静电导致的破坏的倾向。
实施例
接着对于本发明表示实施例来进行更具体地说明,但本发明并不限定于此。
在本实施例中得到的静电放电保护体的各特性如下进行评价。
<通常工作电压时的绝缘性的评价方法>
对于静电放电保护体的两端的电极部,使用绝缘电阻计「MEGOHMMETER SM-8220」(DKK-TOA CORPORATION制),将施加DC10V时的电阻作为「通常工作时的电阻」进行了测定。由该测定值按照以下基准评价了静电放电保护体的通常工作电压时的绝缘性。
(基准)
A:电阻值显示1010Ω以上,
B:电阻值显示小于1010Ω。
<工作电压的评价方法>
使用半导体用静电试验器ESS-6008(NOISE LABORATORY公司制),对所得到的静电放电保护体,最初施加500V,以每隔50V提高施加电压来进行电流测定,将放电电流流动的施加电压作为「工作电压」进行了评价。在最初施加的500V下测量放电电流的情况下,将工作电压设为500V。
<耐电压性的评价方法>
将静电放电保护体安装于半导体用静电试验器ESS-6008(NOISE LABORATORY公司制),给予8kV的施加电压后,使用绝缘电阻计MEGOHMMETER SM-8220,测定了施加DC10V时的电阻值。作为「耐电压性」按照以下的基准评价了该电阻值。
(基准)
A:施加10次以上后也显示1010Ω以上
B:施加5~9次,显示小于105Ω。
C:施加2~4次,显示小于108Ω。
D:施加1次,显示小于108Ω。
本实施例中的测定值按照以下的方法进行测定。
说明书中的各数值也是采用下述测定方法求出的值。
<平均粒径>
通过累积50质量%径进行评价,该累积50质量%径如下得到:称量50mg样品,添加于50mL的蒸馏水中,并且加入0.2ml的2%Triton(GEヘルスケアバイオサイエンス株式会社制的表面活性剂的商品名)水溶液,用输出功率150W的超声波均化器分散3分钟后,用激光衍射式粒度分布计、例如激光衍射式光散射式粒度分布计(商标:マイクロトラックMT3300,日機装公司制)测定得到。
<数均分子量>
通过凝胶渗透色谱测定,以经聚苯乙烯换算的值表示。
<酸值>
根据JISK5407测定。
<平均纵横比>
称量1g样品,加入3g丙二醇单甲基醚,用输出功率150W的超声波均化器分散3分钟后,加入10g丙烯酸树脂(商品名アクリック#2000関西ペイント株式会社制)并搅拌,涂布于酰亚胺薄膜,在150℃固化了5分钟。将该固化物的截面在扫描电子显微镜(商标:JSM-5500LV,日本電子制)下以1000~2000倍观察,测定任意选出的10个一次粒子的最长的轴(长边)的长度和最短的轴(短边)的长度(d),评价了平均纵横比(L/d)。
<静电放电保护体C>
在实施例中使用的静电放电保护体C1~C11如以下那样制造。
在膜厚25μm的聚酰亚胺膜上形成有一对电极图案(膜厚12μm,电 极宽度2mm)的配线基板上,使用针尖为直径2mm且平坦的针(needle)涂布实施例中所得到的各放电间隙填充用组合物,跨越电极图案并填充到放电间隙中,在150℃恒温器内保持60分钟而形成放电间隙填充部件,作成了静电放电保护体。
用于工作电压的评价的静电放电保护体,制造了电极图案的放电间隙的宽度为300μm、500μm和1mm的静电放电保护体。
<静电放电保护体D>
在实施例中使用的静电放电保护体D1~D11如以下那样制造。
在约15mm见方、壁厚75μm的聚酰亚胺薄膜「UPILEX 75S宇部興産(株)制」上,以0.5mm的间隔打开2个约3mm见方的四方的孔。准备2张剪裁为约10mm见方的覆铜叠层板,以覆铜侧朝向孔的方式,对于1个孔粘合1张。以2张覆铜叠层板彼此不接触的方式设置。以跨越聚酰亚胺薄膜的2个孔的方式,使用针尖为直径2mm且平坦的针涂布实施例中所得到的各放电间隙填充用组合物,在150℃恒温器内保持60分钟而形成放电间隙填充部件,作成了具有图4、图5所示的结构的静电放电保护体。
<金属粉末(A1)的调制例1>
如以下由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆了该铝粒子的表面。作为金属醇盐使用了四乙氧基硅烷。
取76g昭和アルミパウダー公司制的薄片状的铝粒子(商品名:2173,固体成分65%,平均纵横比:68,平均粒径:9μm),分散于724g丙二醇单甲基醚中。向该分散液添加169g离子交换水和32g的25质量%氨水,进行搅拌,得到了铝粉浆。将该铝粉浆的液温保持在30℃。
接着,用13.2g丙二醇单甲基醚稀释了13.2g四乙氧基硅烷。将该稀释液经12小时以一定速度向所述铝粉浆滴加,通过四乙氧基硅烷的水解生成物进行了铝粒子的表面被覆。
滴加后持续搅拌12小时,温度保持在30℃。然后,过滤该反应液得到铝饼,并且,用丙二醇单甲基醚将所得到的铝饼洗涤。将已洗涤的铝饼 再分散于500g丙二醇单甲醚乙酸酯后,在110℃加热90分钟,然后放冷至室温。然后,过滤该反应液得到了铝饼。然后,在40℃使溶剂飞散,形成铝固体成分为41质量%的含丙二醇单甲醚乙酸酯的糊(以下称为「含铝粉的糊A1-1」)。
关于固体成分的算出,将使抽出的1g糊在120℃干燥1小时的剩余量除以干燥前的糊量而得到的值作为固体成分。再者,在40℃的溶剂的飞散操作,确认固体成分变为41质量%而结束。
<金属粉末(A1)的调制例2>
使76g昭和アルミパウダー公司制的薄片状的铝粒子(商品名:2173,固体成分65%,平均纵横比:68,平均粒径:9μm)和16.5g四乙氧基硅烷分散于400g丙二醇单甲基醚中,在110℃加热了2小时。将该分散液放冷至室温后,添加180g离子交换水和12g的25质量%氨水并搅拌了1小时。并且,加入360g离子交换水和20g氨水并搅拌1小时后,过滤该反应液得到铝饼,并且,用丙二醇单甲基醚将所得到的铝饼洗涤了3次。将已洗涤的铝饼再分散于500g三醋酸甘油酯(triacetin)中,在110℃加热90分钟后,放冷至室温。然后,过滤该反应液得到铝饼,并且,用丙二醇单甲醚乙酸酯将所得到的铝饼洗涤了3次。然后,在40℃使溶剂飞散,形成铝固体成分为41质量%的含丙二醇单甲基醚和水的糊(以下称为「含铝粉的糊A1-2」)。
<粘合剂成分(B)的合成例>
作为固化剂添加前的粘合剂成分(B),如以下那样合成了热固化性聚氨酯树脂。
在具备搅拌装置、温度计、冷凝器的反应容器中,加入718.2g作为聚碳酸酯二醇的C-1015N(株式会社クラレ制聚碳酸酯二醇,原料二醇摩尔比:1,9-壬二醇:2-甲基-1,8-辛二醇=15:85,分子量964)、136.6g作为具有羧基的二羟基化合物的2,2-二羟甲基丁酸(日本化成株式会社制)、1293g作为溶剂的二甘醇乙醚乙酸酯(ダイセル化学株式会社制),在90℃溶解了所有原料。
将溶解了该原料的液体的温度降低至70℃,通过漏液漏斗经30分钟滴加了237.5g作为多异氰酸酯的亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)(住化バイエルウレタン(株)制,商品名「デスモジュール-W」)。
滴加结束后,在80℃反应1小时,在90℃反应1小时,在100℃反应1.5小时,确认异氰酸酯大致消失后,滴加2.13g异丁醇(和光純薬株式会社制),并且在105℃反应1小时,得到了含羧基的聚氨酯树脂(以下也称为「热固化性聚氨酯树脂」)。
所得到的热固化性聚氨酯树脂的数均分子量为6090,固体成分酸值为40.0mgKOH/g。向所得到的热固化性聚氨酯树脂加入γ-丁内酯进行稀释使得固体成分变为45质量%,得到了溶液(以下也记为「热固化性聚氨酯树脂溶液」)。
[实施例1]
<放电间隙填充用组合物的调制>
加入48.8g已调制的含铝粉的糊A1-1(固体成分41质量%)、13.2g昭和アルミパウダー公司制的薄片状铝粉末A2-1(商品名:576PS,平均粒径:20μm,固体成分65质量%,平均纵横比:23)、37.8g在合成例中调制出的热固化性聚氨酯树脂溶液(固体成分45质量%)、1.9g作为固化剂的ジャパンエポキシレジン公司制环氧树脂(商品名:JER604),使用均质机以2000rpm搅拌15分钟,得到了放电间隙填充用组合物1。
<静电放电保护体的制作和评价>
使用放电间隙填充用组合物1按照上述方法得到静电放电保护体C1和静电放电保护体D1,评价了通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性。结果示于表1。
[实施例2]
<放电间隙填充用组合物的调制>
加入48.8g已调制的含铝粉的糊A1-1(固体成分41质量%)、20.2g東洋アルミパウダー公司制的球状铝粉末A2-2(商品名:08-0076,平均粒径:6.8μm,固体成分99质量%,平均纵横比:1)、43.3g在合成例中 调制出的热固化性聚氨酯树脂溶液(固体成分45质量%)、和40g丙二醇单甲醚乙酸酯,加入2.0g作为固化剂的JER604,使用均质机以2000rpm搅拌15分钟,得到了放电间隙填充用组合物2。
<静电放电保护体的制作和评价>
使用放电间隙填充用组合物2按照上述方法得到静电放电保护体C2和静电放电保护体D2,评价了通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性。结果示于表1。
[实施例3]
<放电间隙填充用组合物的调制>
加入48.8g已调制的含铝粉的糊A1-2(固体成分41质量%)、5.1g大和金属粉工業公司制的薄片状铝粉末A2-3(商品名:40,平均粒径:65μm,固体成分99质量%,平均纵横比:10)、33.3g在合成例中调制出的热固化性聚氨酯树脂溶液(固体成分45质量%)、和45g三醋酸甘油酯,加入1.7g作为固化剂的JER604,使用均质机以2000rpm搅拌15分钟,得到了放电间隙填充用组合物3。
<静电放电保护体的制作和评价>
使用放电间隙填充用组合物3按照上述方法得到静电放电保护体C3和静电放电保护体D3,评价了通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性。结果示于表1。
[实施例4]
<放电间隙填充用组合物的调制>
加入48.8g已调制的含铝粉的糊A1-2(固体成分41质量%)、13.2g昭和アルミパウダー公司制的薄片状铝粉末A2-4(商品名:552N,平均粒径:24μm,固体成分65质量%,平均纵横比:31)、37.8g在合成例中调制出的热固化性聚氨酯树脂溶液(固体成分45质量%)、1.9g作为固化剂的JER604,使用均质机以2000rpm搅拌15分钟,得到了放电间隙填充用组合物4。
<静电放电保护体的制作和评价>
使用放电间隙填充用组合物4按照上述方法得到静电放电保护体C4和静电放电保护体D4,评价了通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性。结果示于表1。
[实施例5]
<放电间隙填充用组合物的调制>
加入48.8g已调制的含铝粉的糊A1-1(固体成分41质量%)、13.2g昭和アルミパウダー公司制的薄片状铝粉末A2-5(商品名:205N,平均粒径:6μm,固体成分65质量%,平均纵横比:17)、37.8g在合成例中调制出的热固化性聚氨酯树脂溶液(固体成分45质量%)、1.9g作为固化剂的JER604,使用均质机以2000rpm搅拌15分钟,得到了放电间隙填充用组合物5。
<静电放电保护体的制作和评价>
使用放电间隙填充用组合物5按照上述方法得到静电放电保护体C5和静电放电保护体D5,评价了通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性。结果示于表1。
[实施例6]
<放电间隙填充用组合物的调制>
加入48.8g已调制的含铝粉的糊A1-1(固体成分41质量%)、13.2g昭和アルミパウダー公司制的薄片状铝粉末A2-6(商品名:SL850,平均粒径:23μm,固体成分65质量%,平均纵横比:28)、37.8g在合成例中调制出的热固化性聚氨酯树脂溶液(固体成分45质量%)、1.9g作为固化剂的JER604,使用均质机以2000rpm搅拌15分钟,得到了放电间隙填充用组合物6。
<静电放电保护体的制作和评价>
使用放电间隙填充用组合物6按照上述方法得到静电放电保护体C6和静电放电保护体D6,评价了通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性。结果示于表1。
[实施例7]
<放电间隙填充用组合物的调制>
加入48.8g已调制的含铝粉的糊A1-1(固体成分41质量%)、13.2g昭和アルミパウダー公司制的薄片状铝粉末A2-7(商品名:LB582,平均粒径:23μm,固体成分65质量%,平均纵横比:9)、37.8g在合成例中调制出的热固化性聚氨酯树脂溶液(固体成分45质量%)、1.9g作为固化剂的JER604,使用均质机以2000rpm搅拌15分钟,得到了放电间隙填充用组合物7。
<静电放电保护体的制作和评价>
使用放电间隙填充用组合物7按照上述方法得到静电放电保护体C7和静电放电保护体D7,评价了通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性。结果示于表1。
[比较例1]
<放电间隙填充用组合物的调制>
不添加昭和アルミパウダー公司制的薄片状铝粉末(商品名:576PS,平均粒径:20μm,固体成分65质量%,平均纵横比:23),仅使用了69.7g含铝粉的糊A1-1,除此以外与实施例1同样地得到了放电间隙填充用组合物8。
<静电放电保护体的制作和评价>
使用放电间隙填充用组合物8按照上述方法得到静电放电保护体C8和静电放电保护体D8,评价了通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性。结果示于表1。
[比较例2]
<放电间隙填充用组合物的调制>
不添加含铝粉的糊A1-1,仅使用了44.4g昭和アルミパウダー公司制的薄片状铝粉末A2-1(商品名:576PS,平均粒径:20μm,固体成分65质量%,平均纵横比:23),除此以外与实施例1同样地得到了放电间隙填充用组合物9。
<静电放电保护体的制作和评价>
使用放电间隙填充用组合物9按照上述方法得到静电放电保护体C9和静电放电保护体D9,评价了通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性。结果示于表1。
[比较例3]
<放电间隙填充用组合物的调制>
代替薄片状铝粉末,使用了17.2g日興リカ(株)制的钉(spike)状镍粉末A2-8(商品名:镍粉#123,平均粒径5μm,固体成分99质量%,平均纵横比:1),除此以外与实施例1同样地得到了放电间隙填充用组合物10。
<静电放电保护体的制作和评价>
使用放电间隙填充用组合物10按照上述方法得到静电放电保护体C10和静电放电保护体D10,评价了通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性。结果示于表1。
[比较例4]
<静电放电保护体的制作和评价>
得到不将放电间隙填充用组合物填充到放电间隙中的静电放电保护体C11和静电放电保护体D11,评价了通常工作时的绝缘性、工作电压、耐电压性。结果示于表1。
[表1-1]
※粘合剂成分(B)包含固化剂。
[表1-2]
※粘合剂成分(B)包含固化剂。
[表1-3]
※粘合剂成分(B)包含固化剂。
表1的A1/A2和(A1+A2)/粘合剂成分(B)表示质量比。再者,粘合剂成分(B)包含固化剂。
由表1的结果,可知如果将金属的一次粒子的表面由金属醇盐的水解生成物被覆的金属粉末(A1)作为放电间隙填充用组合物进行配合,则可保持通常工作时的绝缘性(参照实施例1~7、比较例1和比较例3)。实施例1~7,通过在由金属醇盐的水解生成物被覆的金属粒子(A1)中混合铝粉末(A2),从而即使形成具有300μm以上的放电间隙距离的静电放电保护体,工作性也能够优异,特别是在实施例1和实施例3~7中,由于铝粉末(A2)的形状为薄片状,因此能够使工作性更加提高,降低工作电压。另外,铝粉末(A2)的平均粒径为更优选范围的实施例1、实施例4、实施例6和实施例7,能够进一步赋予耐电压性。
不含铝粉末(A2)的比较例1和比较例3,可知能够确保通常工作时 的绝缘性,但在放电间隙的宽度为1mm的情况下,变为与不形成静电放电保护体的比较例4的情况相同的工作电压,不能表现出效果。比较例2,明确了由于不含金属的一次粒子的表面由金属醇盐的水解生成物绝缘被覆的金属粉末(A1),因此不仅通常工作时的绝缘性低,耐电压性也明显差,作为静电放电保护体不发挥作用。
产业可利用性
通过使用含有金属的一次粒子的表面由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆的金属粉末(A1)、没有由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆的铝粉末(A2)和粘合剂成分(B)的放电间隙填充用组合物,从而能够以低成本得到自由度高、工作性优异的静电放电保护体。
附图标记说明
11···静电放电保护体
12A··电极
12B··电极
13···放电间隙填充部件
14···放电间隙
21···静电放电保护体
22A··电极
22B··电极
23···放电间隙填充部件
24···放电间隙
31···静电放电保护体
32A··电极
32B··电极
33···放电间隙填充部件
34···放电间隙
35···保护层
41···静电放电保护体
42A··导电体(露出部分为电极)
42B··导电体(露出部分为电极)
43···绝缘基材
44···放电间隙填充部件
45A··绝缘基材的孔
45B··绝缘基材的孔
46···放电间隙的宽度 。
Claims (19)
1.一种放电间隙填充用组合物,其特征在于,含有金属粉末(A1)、铝粉末(A2)和粘合剂成分(B),
所述金属粉末(A1)是金属的一次粒子表面的至少一部分被包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆而成的粉末,
所述铝粉末(A2)是铝的一次粒子表面没有被包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆的粉末。
2.根据权利要求1所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,金属粉末(A1)的金属的一次粒子的形状和铝粉末(A2)的一次粒子的形状都是薄片状。
3.根据权利要求1或2所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,金属粉末(A1)的金属的一次粒子的平均粒径为1~15μm,并且铝粉末(A2)的一次粒子的平均粒径为5~70μm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述金属粉末(A1)的金属的金属元素是选自锰、铌、锆、铪、钽、钼、钒、镍、钴、铬、镁、钛或铝中的至少1种。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述金属粉末(A1)的金属的金属元素为铝。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,放电间隙填充用组合物中的金属粉末(A1)与铝粉末(A2)的质量比为98:2~20:80。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述金属醇盐以下述通式(1)来表示,
式(1)中,M为金属原子,O为氧原子,R各自独立地为碳原子数1~20的烷基,n为1~40的整数。
8.根据权利要求7所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述通式(1)中的M为硅、钛、锆、钽或铪。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,在所述金属粉末(A1)和/或铝粉末(A2)中的金属的一次粒子表面形成有自氧化膜。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述粘合剂成分(B)含有热固化性化合物或活性能量射线固化性化合物。
11.根据权利要求10所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,所述粘合剂成分(B)含有热固化性聚氨酯树脂。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的放电间隙填充用组合物,其特征在于,放电间隙填充用组合物的固体成分中的金属粉末(A1)和金属粉末(A2)的合计的含量为3~95质量%,粘合剂(B)的含量为5~97质量%。
13.一种静电放电保护体,是至少具有2个电极、和所述2个电极间的放电间隙的静电放电保护体,其特征在于,
具有将权利要求1~12中任一项所述的放电间隙填充用组合物填充到所述放电间隙而形成的放电间隙填充部件。
14.根据权利要求13所述的静电放电保护体,其特征在于,所述放电间隙的宽度为300μm以上且1mm以下。
15.根据权利要求13或14所述的静电放电保护体,其特征在于,在所述放电间隙填充部件的表面形成有保护层。
16.一种电子电路基板,具有权利要求13~15中任一项所述的静电放电保护体。
17.一种挠性电子电路基板,具有权利要求13~15中任一项所述的静电放电保护体。
18.一种IC芯片搭载用基板,具有权利要求13~15中任一项所述的静电放电保护体。
19.一种电子设备,具有权利要求16所述的电子电路基板、权利要求17所述的挠性电子电路基板或权利要求18所述的IC芯片搭载用基板。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101983159B1 (ko) * | 2013-11-28 | 2019-05-28 | 삼성전기주식회사 | 코일 부품 및 이의 제조 방법 |
DE102014102020A1 (de) | 2014-02-18 | 2015-08-20 | Epcos Ag | Überspannungsschutzelement und Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsschutzelements |
CN104103901A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-10-15 | 范晓宇 | 雷电引流条及其制作方法 |
US10275631B2 (en) * | 2015-11-22 | 2019-04-30 | Htc Corporation | Electronic device and physiological characteristic identifying module |
CN106893262B (zh) * | 2017-03-16 | 2019-03-22 | 西安理工大学 | 一种高强度抗紫外老化的环氧树脂复合材料及其制备方法 |
WO2023243621A1 (ja) * | 2022-06-14 | 2023-12-21 | 株式会社スリーボンド | 導電性樹脂組成物およびその硬化物 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010153719A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Panasonic Corp | 過電圧保護部品およびその製造方法 |
WO2010147095A1 (ja) * | 2009-06-17 | 2010-12-23 | 昭和電工株式会社 | 放電ギャップ充填用組成物および静電放電保護体 |
CN102224549A (zh) * | 2008-11-21 | 2011-10-19 | 昭和电工株式会社 | 放电间隙填充用树脂组合物和静电放电保护体 |
US20110279945A1 (en) * | 2010-05-17 | 2011-11-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Esd protection device |
CN102341978A (zh) * | 2009-03-05 | 2012-02-01 | 昭和电工株式会社 | 放电间隙填充用组合物和静电放电保护体 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102224549A (zh) * | 2008-11-21 | 2011-10-19 | 昭和电工株式会社 | 放电间隙填充用树脂组合物和静电放电保护体 |
JP2010153719A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Panasonic Corp | 過電圧保護部品およびその製造方法 |
CN102341978A (zh) * | 2009-03-05 | 2012-02-01 | 昭和电工株式会社 | 放电间隙填充用组合物和静电放电保护体 |
CN102356526A (zh) * | 2009-03-19 | 2012-02-15 | 昭和电工株式会社 | 放电间隙填充用组合物和静电放电保护体 |
WO2010147095A1 (ja) * | 2009-06-17 | 2010-12-23 | 昭和電工株式会社 | 放電ギャップ充填用組成物および静電放電保護体 |
US20110279945A1 (en) * | 2010-05-17 | 2011-11-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Esd protection device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110418950A (zh) * | 2017-03-17 | 2019-11-05 | 株式会社鹭宫制作所 | 压力传感器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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TW201415740A (zh) | 2014-04-16 |
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