CN104464993A - 一种低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法，它是以低温固化型有机物为载体，添加固体成分组成：其中，载体由一定质量比的树脂、稀释剂、固化剂及固化促进剂组成，树脂包含环氧树脂和酚醛树脂；稀释剂为戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯及丁二酸二甲酯的混合物；固化剂为双氰胺；固化促进剂为有机脲类。固体成分由一定质量比的滑石粉、二氧化硅及铝粉组成。本发明中所制备的静电抑制器浆料，适用于厚膜工艺平台，用于制作片式静电抑制器，固化之后与氧化铝陶瓷基板之间有着较强的附着力、本身机械强度很大、耐湿热，同时还具备触发电压低、一致性好的特点。

Description

一种低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种对静电产生的过电压保护元件材，特别是一种低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法。

背景技术

静电产生通常是由于两个不良导体之间的摩擦，使得电子从一个不良导体向另一不良导体迁移而产生，静电电压可达数千伏。对于很多电子设备，其输入和输出接口与外界电子存储设备之间的插拔次数非常多，因而经常造成对输入和输出连接电子部件施加静电情况，当所产生的静电对电压敏感的电子元器件放电时，可导致电子元器件的损坏，从而破坏整个电子线路。

静电所导致电子元器件以及电路系统属于不可逆转的损害，使电子产品无法正常工作。据美国贝尔实验室的估计，全球仅集成电路制造业一项，每年因静电放电影响造成损失达数百亿美元。因此，一般电子电路中都需求装配防护静电元器件。

静电抑制器有很多种类型，其中一种是通过在PCB为基材上两个很接近的电极间填充高分子的压敏材料来实现静电防护作用，该高分子的压敏材料具备非线性伏安特性，电流与电压间的关系显非欧姆特性，在低电压电场的作用下基本不导电，但在电压超过一定区间的范围内，由非导体剧变为导体，导电性随电压的升高而急剧增加。当静电产生时，高分子压敏材料体系从高电阻态很快(纳秒量级)转变为低电阻态，将静电能量导入地面，从而保护电路中的其他元器件。

该类型的静电抑制功能材料至少包含了金属粒子和高分子树脂，再通过研磨等方式将它们进行混炼而成。

然而，在上述的高分子静电抑制器功能层中使用的高分子材料为热塑型树脂，固化之后的功能层具有一定塑性，不能受压力。因此，该材料体系在耐高温及机械性能上存在一定缺陷，会降低材料的可靠性，同时会造成触发电压的一致性较差。

此外，该材料体系还存在另外一个问题，用于将金属粒子进行均匀分散并且相互隔离的树脂材料耐热性及耐氧化性不好，在重复施加静电情况下，会造成树脂劣变而导致电性能的下降，例如，当树脂发生劣变失去粘接能力，会造成金属粒子颗粒之间互相连接，从而导致正常工作电压下漏电流增大问题，将会影响整个电子线路的正常工作。

发明内容

本发明针对上述的高分子静电抑制功能材料存在的技术问题而完成的，其目的在于提供一种低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法，该静电抑制器浆料能够用于厚膜工艺平台，在氧化铝陶瓷基板上印刷制备成产品，同时该材料体系具备耐300℃以上高温、机械强度大、耐压、耐湿热、耐氧化等优势。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法，包括以下的步骤：

步骤(1)：制备载体，将树脂、稀释剂、固化剂及固化促进剂均匀混合，树脂包含环氧树脂和酚醛树脂，占载体总质量的40～60％；稀释剂为戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯及丁二酸二甲酯的混合物，占载体总质量的30～50％；固化剂为双氰胺，占总载体质量的1～3％；固化促进剂为有机脲类，占载体总质量的0.5～2％；

步骤(2)：制备固体成分，将滑石粉、二氧化硅及铝粉均匀混合，其中滑石粉占固体成分总质量的20～30％，二氧化硅占固体成分总质量的2～15％，铝粉占固体成分总质量的60～80％；

步骤(3)：轧制低温固化静电抑制器功能浆料，称取100份步骤(2)中混合好的固体粉，加入步骤(1)中调配的载体50～120份，充分混合，利用三辊研磨机轧浆。

作为本发明进一步的方案：步骤(1)中所述的树脂由90％wt环氧树脂E51及10％wt酚醛树脂7183组成；有机脲类型号为100B；稀释剂型号为DBE。所述的载体，主要起粘接作用，将固体成分分散均匀，在烘干时能有效固定固体成分，同时保证与基板之间有较强的附着力。

作为本发明进一步的方案：步骤(2)中铝粉的粒度为0.5～5μm，滑石粉粒度为3～8μm，二氧化硅粉的粒度为20～100nm。

作为本发明进一步的方案：所述的铝粉粒度为1μm～2μm，占固体成分总质量的70～75％；此时制备的低温固化静电抑制器功能浆料具有优异的综合性能：耐湿热能力强，漏电流低，触发电压与箝位电压较低、且一致性好。

作为本发明再进一步的方案：制备的低温固化静电抑制器功能浆料采用丝网印刷，固化温度为200℃，固化时间30min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用耐高温的环氧树脂和酚醛树脂材料为粘接相，加入导电性极好的金属粘接相，同时在金属表面形成钝态层，再加入一些绝缘粒子，避免出现静电击打过程中在漏电流变大的情况，该材料体系固化后机械强度很大，因而可采用厚膜印刷工艺成型，具有工艺简单、便于生产、产品微型化、成本低、性能优异等特点。由于该低温固化静电抑制器功能浆料使用的是耐高温、耐湿热热固型树脂，使得该浆料固化后机械性能、电性能有很大改善，即使重复放电也不会导致静电抑制性能下降，能长期稳定起到静电防护作用。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

该低温固化静电抑制器功能浆料是利用高分子树脂粒子、金属粒子、绝缘粒子按一定配比复合而成，具备非线性电阻特性，在低电压电场的作用下基本不导电，20V电压下的漏电流为纳安级，但在电压超过一定区间的范围内，由非导体剧变为导体，导电性随电压的升高而急剧增加，从而将静电导入至地面，实现对静电的防护。该材料体系以低温固化型有机物为载体，添加固体成分组成。其中，载体由一定质量比的树脂、稀释剂、固化剂及固化促进剂组成；固体成分由一定质量比的滑石粉、二氧化硅及铝粉组成。制备好载体及固体成分后，在利用三辊研磨机轧浆可制备低温固化静电抑制器功能浆料。

另外，对于金属粉的表面进行钝化处理，同时再加入一定量的绝缘粒子，确保金属粉周围被绝缘相包覆，使得在静电击打过程中导电粒子之间不会形成欧姆接触，大大提高了耐静电击打能力。

实施例1

本发明实施例中，一种低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法，制备100份低温固化静电抑制器功能浆料，其所用各原料的质量如表1所示：

表1

铝粉	42份
		滑石粉	11.2份
二氧化硅	2份
		环氧树脂E51	22.5份
酚醛树脂7183	2.5份
		DBE	18份
二氰二胺	1份
		100B	0.8份

按照表1配方备好料后，首先，配置有机载体：将环氧树脂与酚醛树脂加热溶解，再加入DBE、二氰二胺和100B充分研磨后得到低温固化有机载体；其次，配置固体成分：将铝粉、滑石粉和二氧化硅成分混合均匀；最后，将低温固化有机载体和固体成分通过三辊研磨机轧制成浆料，测试合格后得到低温固化静电抑制器功能浆料。

实施例2

本发明实施例中，一种低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法，制备100份低温固化静电抑制器功能浆料，其所用各原料的质量如表2所示：

表2

铝粉	35.6份
		滑石粉	17份
二氧化硅	6份
		环氧树脂E51	18份
酚醛树脂7183	2份
		DBE	20份
二氰二胺	0.8份
		100B	0.6份

按照表2配方备好料后，首先，配置有机载体：将环氧树脂与酚醛树脂加热溶解，再加入DBE、二氰二胺和100B充分研磨后得到低温固化有机载体；其次，配置固体成分：将铝粉、滑石粉和二氧化硅成分混合均匀；最后，将低温固化有机载体和固体成分通过三辊研磨机轧制成浆料，测试合格后得到低温固化静电抑制器功能浆料。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：

步骤(1)：制备载体，将树脂、稀释剂、固化剂及固化促进剂均匀混合，树脂包含环氧树脂和酚醛树脂，占载体总质量的40～60％；稀释剂为戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯及丁二酸二甲酯的混合物，占载体总质量的30～50％；固化剂为双氰胺，占总载体质量的1～3％；固化促进剂为有机脲类，占载体总质量的0.5～2％；

步骤(2)：制备固体成分，将滑石粉、二氧化硅及铝粉均匀混合，其中滑石粉占固体成分总质量的20～30％，二氧化硅占固体成分总质量的2～15％，铝粉占固体成分总质量的60～80％；

步骤(3)：轧制低温固化静电抑制器功能浆料，称取100份步骤(2)中混合好的固体粉，加入步骤(1)中调配的载体50～120份，充分混合，利用三辊研磨机轧浆。

2.根据权利要求1所述的低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的树脂由90％wt环氧树脂E51及10％wt酚醛树脂7183组成；有机脲类型号为100B；稀释剂型号为DBE。

3.根据权利要求1所述的低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中铝粉的粒度为0.5～5μm，滑石粉粒度为3～8μm，二氧化硅粉的粒度为20～100nm。

4.根据权利要求1所述的低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法，其特征在于：所述的铝粉粒度为1～2μm，占固体成分总质量的70～75％。

5.根据权利要求1-4任一所述的低温固化静电抑制器功能浆料的制备方法，其特征在于：制备的低温固化静电抑制器功能浆料采用丝网印刷，固化温度为200℃，固化时间30min。