CN106471585A - 用于可热成形电容电路的高k值电介质组合物 - Google Patents
用于可热成形电容电路的高k值电介质组合物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106471585A CN106471585A CN201580035908.9A CN201580035908A CN106471585A CN 106471585 A CN106471585 A CN 106471585A CN 201580035908 A CN201580035908 A CN 201580035908A CN 106471585 A CN106471585 A CN 106471585A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- thermoformable
- dielectric composition
- thick film
- organic media
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 22
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 10
- 229920006287 phenoxy resin Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000013034 phenoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 8
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 5
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 4
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N urethane group Chemical group NC(=O)OCC JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 3
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N carbonic acid monoamide Natural products NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052454 barium strontium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VKJLWXGJGDEGSO-UHFFFAOYSA-N barium(2+);oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Ba+2] VKJLWXGJGDEGSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 claims 1
- KJAMZCVTJDTESW-UHFFFAOYSA-N tiracizine Chemical compound C1CC2=CC=CC=C2N(C(=O)CN(C)C)C2=CC(NC(=O)OCC)=CC=C21 KJAMZCVTJDTESW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 13
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 9
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)oxirane;4-[2-(4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]phenol Chemical compound ClCC1CO1.C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QYMFNZIUDRQRSA-UHFFFAOYSA-N dimethyl butanedioate;dimethyl hexanedioate;dimethyl pentanedioate Chemical compound COC(=O)CCC(=O)OC.COC(=O)CCCC(=O)OC.COC(=O)CCCCC(=O)OC QYMFNZIUDRQRSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- WUOACPNHFRMFPN-VIFPVBQESA-N (R)-(+)-alpha-terpineol Chemical compound CC1=CC[C@H](C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FPZWZCWUIYYYBU-UHFFFAOYSA-N 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCOCCOCCOC(C)=O FPZWZCWUIYYYBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 1
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- -1 alcohol ester Chemical class 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- RUJPNZNXGCHGID-UHFFFAOYSA-N beta-terpineol Chemical compound CC(=C)C1CCC(C)(O)CC1 RUJPNZNXGCHGID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diol Chemical compound CCCCCC(O)O ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013028 medium composition Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/14—Organic dielectrics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/302—Polyurethanes or polythiourethanes; Polyurea or polythiourea
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/10—Metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L75/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L75/04—Polyurethanes
- C08L75/06—Polyurethanes from polyesters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/307—Other macromolecular compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
- H01G4/008—Selection of materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2650/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G2650/28—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterised by the polymer type
- C08G2650/56—Polyhydroxyethers, e.g. phenoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有高介电常数的聚合物厚膜可热成形电介质组合物，其包括氨基甲酸酯树脂、苯氧基树脂以及具有高介电常数的粉末。由所述组合物制成的电介质可用于各种电子应用中以增强可热成形电容电路的性能。
Description
技术领域
本发明涉及具有高介电常数(K)的聚合物厚膜可热成形电介质组合物。由组合物制成的电介质可用于多种电子应用中以保护电元件，并且尤其用于在电容式开关中提供高介电常数并由此改善电容。
背景技术
长久以来，电介质已被用于保护电元件。它们也已被用作隔离层。虽然它们已在这些类型的应用中使用多年，但在热成形程序期间将电介质用作高K值层并不常见。在使用高导电性银的可热成形电容电路中这一点特别重要，并且特别是在使电路热成形的严苛考验之后，能够增加电容的任何事物都是非常有利的性质。高K值(通常称为介电常数或相对电容率)可对电路的性能带来有益的影响，通常导致改善的信号/噪声。本发明的目的之一是改善可热成形电路的电容性质，并产生具有改善的电性能的可热成形电容构造。
发明内容
本发明涉及聚合物厚膜高K值可热成形电介质组合物，其包含：
(a)15重量％至50重量％的第一有机介质，该第一有机介质包含溶解于50重量％至90重量％的第一有机溶剂中的10重量％至50重量％的氨基甲酸酯树脂，其中该氨基甲酸酯树脂和该第一有机溶剂的重量百分比是基于该第一有机介质的总重量计的；以及
(b)15重量％至50重量％的第二有机介质，该第二有机介质包含溶解于50重量％至90重量％的第二有机溶剂中的10重量％至50重量％的热塑性苯氧基树脂，其中该热塑性苯氧基树脂和该第二有机溶剂的重量百分比是基于该第二有机介质的总重量计的；以及
(c)1重量％至70重量％的高K值材料粉末，该粉末的K值为至少40；
其中该第一有机介质、第二有机介质以及高K值材料粉末的重量百分比是基于电介质组合物的总重量计的。
本发明还涉及使用聚合物厚膜高K值可热成形电介质组合物以在可热成形的电容电路中形成保护层和/或绝缘层。
具体实施方式
本发明涉及用于热成形电路中的聚合物厚膜高K值可热成形电介质组合物。
常用于聚合物厚膜可热成形电容电路中的基板是聚碳酸酯(PC)。PC通常为优选的，因为其可容易地热成形。然而，PC对沉积在其上的层中使用的溶剂非常敏感。不当的溶剂能够造成PC基板中的裂缝或裂纹。
聚合物厚膜(PTF)高K值可热成形电介质组合物由两种有机介质以及高K值材料粉末组成，这两种有机介质各自包含溶解在有机溶剂中的聚合物树脂。另外，可添加粉末和印刷助剂以改善组合物。本文中重量百分比将写作重量％。
有机介质
第一有机介质由溶解于第一有机溶剂中的氨基甲酸酯树脂构成。氨基甲酸酯树脂必须实现对电元件(例如沉积在其上的银层)以及下面的基板两者的良好粘附性。氨基甲酸酯树脂还必须提供用于热成形的弹性。其必须与电元件的性能相容并且不会不利地影响电元件的性能。在一个实施方案中，氨基甲酸酯树脂占该第一有机介质总重量的10重量％至50重量％并且第一有机溶剂占该第一有机介质总重量的50重量％至90重量％。在另一个实施方案中，氨基甲酸酯树脂占该第一有机介质总重量的15重量％至35重量％并且第一有机溶剂占该第一有机介质总重量的65重量％至85重量％。在另一个实施方案中，氨基甲酸酯树脂占该第一有机介质总重量的15重量％至25重量％并且第一有机溶剂占该第一有机介质总重量的75重量％至85重量％。在一个实施方案中，氨基甲酸酯树脂为氨基甲酸酯弹性体。在另一个实施方案中，氨基甲酸酯树脂为基于聚酯的共聚物。
第二有机介质由溶解于第二有机溶剂中的苯氧基树脂构成。第二有机溶剂可以与第一有机溶剂相同，或者可以使用不同的溶剂。苯氧基树脂使组合物增加了高温性能并改善了透湿性，即有助于阻止水分进入组合物。在一个实施方案中，热塑性苯氧基树脂占该第二有机介质总重量的10重量％至50重量％并且第二有机溶剂占该第二有机介质总重量的50重量％至90重量％。在另一个实施方案中，热塑性苯氧基树脂占该第二有机介质总重量的15重量％至45重量％并且第二有机溶剂占该第二有机介质总重量的55重量％至85重量％。在另一个实施方案中，热塑性苯氧基树脂占该第二有机介质总重量的15重量％至35重量％并且第二有机溶剂占该第二有机介质总重量的65重量％至85重量％。
通常通过机械混合向有机溶剂中加入聚合物树脂以形成介质。适用于聚合物厚膜组合物的溶剂是本领域技术人员已知的，并且包括乙酸酯和萜烯，诸如卡必醇乙酸酯和α-或β-萜品醇，或它们与其它溶剂的混合物，其它溶剂如煤油、邻苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、己二醇和高沸点醇以及醇酯。此外，可以包含挥发性液体，以促进在施用于基板上之后快速硬化。在本发明的许多实施方案中，可以使用溶剂诸如乙二醇醚、酮、酯和相似沸点(在180℃至250℃的范围内)的其它溶剂、以及它们的混合物。配制这些溶剂和其它溶剂的各种组合，以达到所需的粘度和挥发性要求。所用溶剂必须使树脂溶解。如果沉积在聚碳酸酯上，则溶剂双丙酮醇在防止裂纹方面特别有效。
在一个实施方案中，聚合物厚膜(PTF)高K值可热成形电介质组合物由15重量％至50重量％的第一有机介质和15重量％至50重量％的第二有机介质构成。在另一个实施方案中，聚合物厚膜(PTF)高K值可热成形电介质组合物由20重量％至45重量％的第一有机介质和20重量％至45重量％的第二有机介质组成。
高K值粉末
聚合物厚膜(PTF)高K值可热成形电介质组合物由K值为至少40的高K值材料粉末组成。在一个实施方案中，所述高K值材料的K值为至少100。在另一个实施方案中，所述高K值材料的K值为至少500。一些高K值材料的示例是钛酸钡、钛酸铅锆、钛酸锶钡、钛酸铅镧锆、二氧化钛和某些玻璃料。在一个实施方案中，高K值材料粉末的量为组合物的1％至70％。在另一个实施方案中，高K值材料粉末占整体组合物总重量的20重量％至60重量％，而在另一个实施方案中，高K值材料粉末占整体组合物总重量的35重量％至50重量％。优选将高K值材料粉末的粒度保持在0.5微米至10微米的范围内以便避免任何裂纹问题。
附加粉末
可将各种粉末添加到PTF高K值可热成形电介质组合物中以改善粘附性、改变流变特性并增加低剪切粘度从而改善印刷适性。一种此类粉末是热解法二氧化硅，其中已发现其显著改善抗透湿性。
PTF高K值可热成形电介质组合物的施用
通常将又称为“浆料”的PTF高K值可热成形电介质组合物沉积在一定程度上对气体和水分不可渗透的基板诸如聚碳酸酯上。基板也可为由塑性片材与沉积在其上的任选的金属或电介质层的组合构成的复合材料片材。在其它构造中，PTF高K值可热成形电介质组合物可沉积在现有的银/电介质构造之上。
通常通过丝网印刷进行PTF高K值可热成形电介质组合物的沉积，但也可使用其它沉积技术，诸如孔版印刷、注射式滴涂或涂覆技术。在使用丝网印刷的情况下，筛网的目尺寸控制沉积的厚膜的厚度。
一般来讲，厚膜组合物包含向组合物赋予适当电功能性质的功能相。功能相包含分散于有机介质中的电功能粉末，所述有机介质充当功能相的载体。在本发明中，功能相是高K值材料。一般来讲，焙烧组合物以烧尽有机介质的聚合物和溶剂二者并赋予电功能性质。然而，就聚合物厚膜诸如本发明的聚合物厚膜高K值可热成形电介质组合物而言，有机介质的聚合物部分在干燥后作为组合物的整体部分保留。
可在除去所有溶剂所必需的时间和温度下加工PTF高K值可热成形电介质组合物。例如，通常通过暴露于130℃的热持续一般10-15分钟来干燥沉积的厚膜，以形成高K值电介质层。高K值电介质层的K值取决于在PTF高K值可热成形电介质组合物中使用的高K值材料的K值。
电容电路构造
所用的底部基板通常为10密耳厚的聚碳酸酯。根据上述条件印刷并干燥可热成形的导电银组合物，诸如杜邦5043(特拉华州威明顿市的杜邦公司(DuPont Co.,Wilmington,DE))。然后将PTF高K值可热成形电介质组合物在与用于银层的条件相同的条件下印刷并干燥。然后也可以在银导体上方印刷第二高K值电介质层。最后，印刷并干燥顶层杜邦5043银，从而形成电容器。可包括热成形整个单元的后续步骤在3D电路的生产中是典型的。如果不使用高K值电介质，则电容电路将经受减弱的电性能，并且功能电路将受损，从而往往导致灵敏度和响应降低。
在制备三维电容电路的过程中，在热成形步骤之后，最终步骤将常常是模塑步骤，其中使用树脂诸如聚碳酸酯通过注塑形成成品电路。该过程被称为模内成形并且涉及较高的温度。根据所选的树脂，这些温度通常可超过250℃并持续10-30秒。因此，用于PTF组合物的树脂的选择是至关重要的。已经示出，用于即用PTF组合物中的树脂的组合耐受模内成形过程，并且产生全功能电路，然而通常用于PTF组合物中的大多数树脂将不耐受。
实施例和比较实验
实施例1
按以下方式制备PTF高K值可热成形电介质组合物。通过将20.0重量％的Desmocoll 540聚氨酯(宾夕法尼亚州匹兹堡的拜耳材料科技有限公司(Bayer MaterialScience LLC,Pittsburgh,PA))与80.0重量％二元酯(特拉华州威明顿市的杜邦公司(DuPont Co.,Wilmington,DE))有机溶剂混合来制备第一有机介质。树脂的分子量为大约40,000。将该混合物在90℃下加热1-2小时以使所有树脂溶解。通过将27.0％PKHH树脂(南卡罗来纳州石山的InChem公司(InChem Corp.,Rock Hill,SC))加入73.0％二元酯中来制备第二有机介质，并如上加热。然后加入40.0重量％的钛酸钡粉末(Fuji株式会社(FujiCorp))作为高K值材料并将整个组合物混合。然后使组合物经受三辊磨以150psi研磨两个循环。
基于该组合物的总重量计，组成为：
30.0重量％ 第一有机介质
30.0重量％ 第二有机介质
40.0重量％ 钛酸钡粉末
然后如下制造电路：
使用280目不锈钢丝网将杜邦银浆5043(特拉华州威明顿市的杜邦公司(DuPontCo.,Wilmington,DE))的图案印刷到10密耳厚的聚碳酸酯基板上。将该银图案在130℃下干燥10分钟。然后用200目不锈钢丝网印刷上述制备的PTF高K值可热成形电介质组合物的印刷品并在130℃下干燥10分钟。然后印刷PTF高K值可热成形电介质组合物的第二种印刷品并在130℃下干燥10分钟。这两种经干燥的印刷品形成了高K值电介质层。用280目不锈钢丝网印刷另一层杜邦银浆5043，并在130℃下干燥10分钟。检查所得到的电路，没有发现下面基板有裂纹或变形的迹象。根据所测量的电容和电介质层厚度计算K值。
比较实验A
如实施例1中所述制备电路。唯一的区别是，使用PTF防潮层电介质组合物代替PTF高K值可热成形电介质组合物。
按以下方式制备PTF防潮层电介质组合物。通过将20.0重量％的Desmocoll 540聚氨酯(宾夕法尼亚州匹兹堡的拜耳材料科技有限公司(Bayer Material Science LLC,Pittsburgh,PA))与80.0重量％二元酯(特拉华州威明顿市的杜邦公司(DuPont Co.,Wilmington,DE))有机溶剂混合来制备第一有机介质。树脂的分子量为大约40,000。将该混合物在90℃下加热1-2小时以使所有树脂溶解。通过将27.0重量％的PKHH树脂(南卡罗来纳州石山的InChem公司(InChem Corp.,Rock Hill,SC))加入73.0重量％的二元酯(特拉华州威明顿市的杜邦公司(DuPont Co.,Wilmington,DE))有机溶剂中来制备第二有机介质，并如上加热。然后加入0.5％热解法二氧化硅(卡博特公司(Cabot Corp))。加入5％双丙酮醇(田纳西州金斯波特的伊士曼化学公司(Eastman Chemical,Kingsport,TN))并将整个组合物混合。然后使组合物经受三辊磨以150psi研磨一个循环。
基于该组合物的总重量计，组成为：
如实施例1中所述计算K值。
比较实验B
如实施例1中所述制备电路。唯一的区别是，使用可紫外线固化电介质组合物代替PTF高K值可热成形电介质组合物。
按以下方式制备PTF可紫外线固化可热成形电介质组合物。首先加入有机组分，然后加入无机粉末。将该组合物在中速下混合45分钟。然后使组合物经受三辊磨以150psi研磨一个循环。
基于该组合物的总重量计，组成为：
作为使用PTF可紫外线固化可热成形电介质组合物的结果，将印刷的电介质印刷层使用Hg蒸气灯泡以750mJ/cm2进行紫外线固化，而不是干燥。
如实施例1中所述计算K值。
从表1中所示结果看，由使用PTF高K值可热成形电介质组合物引起的性能改善是显而易见的。
表1
Claims (10)
1.一种聚合物厚膜高K值可热成形电介质组合物，其包含：
(a)15重量％至50重量％的第一有机介质，所述第一有机介质包含溶解于50重量％至90重量％的第一有机溶剂中的10重量％至50重量％的氨基甲酸酯树脂，其中所述氨基甲酸酯树脂和所述第一有机溶剂的重量百分比是基于所述第一有机介质的总重量计的；以及
(b)15重量％至50重量％的第二有机介质，所述第二有机介质包含溶解于50重量％至90重量％的第二有机溶剂中的10重量％至50重量％的热塑性苯氧基树脂，其中所述热塑性苯氧基树脂和所述第二有机溶剂的重量百分比是基于所述第二有机介质的总重量计的；以及
(c)1重量％至70重量％的高K值材料粉末，所述高K值材料粉末的K值为至少40；
其中所述第一有机介质、所述第二有机介质以及所述高K值材料粉末的重量百分比是基于所述电介质组合物的总重量计的。
2.根据权利要求1所述的聚合物厚膜高K值可热成形电介质组合物，其中所述氨基甲酸酯树脂为氨基甲酸酯弹性体或基于聚酯的共聚物。
3.根据权利要求1所述的聚合物厚膜高K值可热成形电介质组合物，其中所述高K值材料的K值为至少500。
4.根据权利要求1所述的聚合物厚膜高K值可热成形电介质组合物，其中所述高K值材料选自钛酸钡、钛酸铅锆、钛酸锶钡和钛酸铅镧锆。
5.一种电容式开关电路，其包括由根据权利要求1所述的聚合物厚膜高K值可热成形电介质组合物形成的高K值电介质层。
6.根据权利要求5所述的电容式开关电路，其还包括：
(a)基板；
(b)第一电导体，所述第一电导体沉积在所述基板上；以及
(c)第二电导体；
其中所述高K值电介质层沉积在所述第一电导体和所述第二电导体之间，从而形成电容器。
7.根据权利要求6所述的电容式开关电路，其中根据权利要求1所述的聚合物厚膜高K值可热成形电介质组合物中所用的所述高K值材料的K值为至少500。
8.根据权利要求5所述的电容式开关电路，其中所述电容式开关电路是热成形的。
9.根据权利要求8所述的电容式开关电路，其中所述电容式开关电路是注塑成形的。
10.一种电容器，其包括两个电导体，所述两个电导体由根据权利要求1所述的聚合物厚膜高K值可热成形电介质组合物形成的高K值电介质层分隔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011223013.7A CN112309610A (zh) | 2014-07-07 | 2015-06-18 | 用于可热成形电容电路的高k值电介质组合物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/324,760 US9685270B2 (en) | 2014-07-07 | 2014-07-07 | High K dielectric composition for thermoformable capacitive circuits |
| US14/324,760 | 2014-07-07 | ||
| PCT/US2015/036412 WO2016007268A1 (en) | 2014-07-07 | 2015-06-18 | High k dielectric composition for thermoformable capacitive circuits |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011223013.7A Division CN112309610A (zh) | 2014-07-07 | 2015-06-18 | 用于可热成形电容电路的高k值电介质组合物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106471585A true CN106471585A (zh) | 2017-03-01 |
Family
ID=53773496
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201580035908.9A Pending CN106471585A (zh) | 2014-07-07 | 2015-06-18 | 用于可热成形电容电路的高k值电介质组合物 |
| CN202011223013.7A Pending CN112309610A (zh) | 2014-07-07 | 2015-06-18 | 用于可热成形电容电路的高k值电介质组合物 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011223013.7A Pending CN112309610A (zh) | 2014-07-07 | 2015-06-18 | 用于可热成形电容电路的高k值电介质组合物 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9685270B2 (zh) |
| EP (1) | EP3167006A1 (zh) |
| JP (1) | JP6553705B2 (zh) |
| CN (2) | CN106471585A (zh) |
| WO (1) | WO2016007268A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102653211B1 (ko) * | 2016-07-13 | 2024-04-01 | 삼성전기주식회사 | 필름 커패시터 |
| WO2021084981A1 (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ペースト組成物、誘電体組成物、キャパシタ、及び誘電体組成物を製造する方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003049092A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Hitachi Chem Co Ltd | 充填剤、樹脂組成物およびその利用 |
| US20100327408A1 (en) * | 2009-06-25 | 2010-12-30 | Samsung Electronics Co., Ltd | Carbon/epoxy resin composition, and carbon-epoxy dielectric film produced by using the same |
| CN103827977A (zh) * | 2011-09-20 | 2014-05-28 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 可热成型的聚合物厚膜银导体及其在电容式开关电路中的用途 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5942330A (en) * | 1994-05-19 | 1999-08-24 | Bostik, Incorporated | Adhesive compositions and methods and articles of manufacture comprising same |
| JP3083817B1 (ja) * | 1999-05-14 | 2000-09-04 | 株式会社ティ−アンドケイ東華 | 印刷インキ組成物 |
| JP3167694B2 (ja) * | 1999-06-18 | 2001-05-21 | 株式会社ティ−アンドケイ東華 | 印刷インキ組成物 |
| JP4010202B2 (ja) * | 2002-07-29 | 2007-11-21 | 凸版印刷株式会社 | 多層回路板製造方法 |
| JP2005132871A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Three M Innovative Properties Co | ポリカプロラクトンジオールを含有するインク塗料及び装飾用フィルム |
| TWI447155B (zh) * | 2007-12-28 | 2014-08-01 | Ind Tech Res Inst | 撓曲性、低介電損失組成物及其製造方法 |
| US8093328B2 (en) * | 2010-04-21 | 2012-01-10 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Polymer thick film encapsulant and enhanced stability PTC carbon system |
| JP5887106B2 (ja) * | 2011-11-15 | 2016-03-16 | 株式会社カネカ | 新規な感光性樹脂組成物作製キット及びその利用 |
| US9346992B2 (en) * | 2013-07-31 | 2016-05-24 | E I Du Pont De Nemours And Company | Thermally conductive dielectric for thermoformable circuits |
| US9303828B2 (en) | 2013-07-31 | 2016-04-05 | E I Du Pont De Nemours And Company | Flexible white reflective dielectric for electronic circuits |
-
2014
- 2014-07-07 US US14/324,760 patent/US9685270B2/en active Active
-
2015
- 2015-06-18 CN CN201580035908.9A patent/CN106471585A/zh active Pending
- 2015-06-18 WO PCT/US2015/036412 patent/WO2016007268A1/en active Application Filing
- 2015-06-18 JP JP2017501248A patent/JP6553705B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-06-18 CN CN202011223013.7A patent/CN112309610A/zh active Pending
- 2015-06-18 EP EP15745273.1A patent/EP3167006A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003049092A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Hitachi Chem Co Ltd | 充填剤、樹脂組成物およびその利用 |
| US20100327408A1 (en) * | 2009-06-25 | 2010-12-30 | Samsung Electronics Co., Ltd | Carbon/epoxy resin composition, and carbon-epoxy dielectric film produced by using the same |
| CN103827977A (zh) * | 2011-09-20 | 2014-05-28 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 可热成型的聚合物厚膜银导体及其在电容式开关电路中的用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112309610A (zh) | 2021-02-02 |
| US20160005542A1 (en) | 2016-01-07 |
| EP3167006A1 (en) | 2017-05-17 |
| US9685270B2 (en) | 2017-06-20 |
| JP2017528549A (ja) | 2017-09-28 |
| JP6553705B2 (ja) | 2019-07-31 |
| WO2016007268A1 (en) | 2016-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103827977B (zh) | 可热成型的聚合物厚膜银导体及其在电容式开关电路中的用途 | |
| CN106104704B (zh) | 可热成形的聚合物厚膜透明导体及其在电容式开关电路中的用途 | |
| US8692131B2 (en) | Thermoformable polymer thick film silver conductor and its use in capacitive switch circuits | |
| US9245666B2 (en) | Thermoformable polymer thick film silver conductor and its use in capacitive switch circuits | |
| CN106471585A (zh) | 用于可热成形电容电路的高k值电介质组合物 | |
| CN106715613A (zh) | 可热成形的聚合物厚膜透明导体及其在电容式开关电路中的用途 | |
| CN103910991A (zh) | 用于可热成型电路的防潮层电介质 | |
| CN106459577B (zh) | 具有触觉响应的可热成型的聚合物厚膜透明导体及其在电容式开关电路中的用途 | |
| CN105452379A (zh) | 用于可热成形电路的导热电介质 | |
| CN105339429B (zh) | 用于电路的柔性白色反光电介质 | |
| CN103782445A (zh) | 用于rfid电路的阻隔层电介质 | |
| KR20200020546A (ko) | 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170301 |