DE19643670A1

DE19643670A1 - Überspannungs-Schutzmaterial zur Verwendung bei Schaltungsplatten

Info

Publication number: DE19643670A1
Application number: DE19643670A
Authority: DE
Inventors: Thomas Harald Flottman; Francis Joseph Nuzzi; David Bernard James
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1996-10-22
Publication date: 1997-05-07
Also published as: JPH09135068A; US5928567A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf den Schutz einer gedruckten Schaltungsplatte vor statischer Elektrizität, und sie betrifft ein Über spannungs-Schutzmaterial gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Schaltungsplatte gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 4 sowie ein Verfahren zur Schaffung eines Überspannungsschutzes für Schaltungs platten.

Ein Überspannungs-Schutzmaterial, wie es aus dem US- Patent 5 068 634 bekannt ist, besitzt eine Zusammen setzung mit einem Silikonpolymer, einem metallischen Verbundmaterial in Pulverform und einem nicht-leit fähigen anorganischen Material in Pulverform. Ein Formvorgang ist erforderlich, um aus dem Material eine Vorrichtung mit zwei Elektroden herzustellen, wobei das geformte Material zwischen den Elektroden angeord net ist. Zum Härten des bekannten Materials ist ein Formvorgang erforderlich, der bei einer höheren Tempe ratur durchgeführt wird, während es von Vorteil wäre, ein Überspannungs-Schutzmaterial bei einer Temperatur unter 93°C zu härten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Überspan nungs-Schutzmaterial ein Silikonpolymer in flüssiger Form zusammen mit einem Härtungsmittel in flüssiger Form, die zur Aufbringung in flüssiger Form vor dem Härten ausgebildet sind und frei von organischem Lösungsmittel und Wasser sind. Vorteilhafterweise ist das Überspannungs-Schutzmaterial frei von Lösungs mittel und Wasser und kann direkt auf eine gedruckte Schaltungsplatte aufgebracht werden, ohne daß die elektrischen Komponenten auf der Platte beschädigt werden. Ein spezielles Härtungsmittel ist Dibutylzinn dilaurat, das sich als Härtungsmittel bei einer Temperatur unter 93°C aktivieren läßt, wodurch eine Erwärmung auf schädigende, höhere Temperaturen ver mieden wird.

Zur Schaffung eines Überspannungs-Schutzmaterials auf einer Schaltungsplatte muß sich das Material bei niedriger Temperatur härten lassen, um eine durch Wärme bedingte Beschädigung der elektrischen Schaltun gen und Anordnungen auf der Platte zu vermeiden. Ein Überspannungs-Schutzmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung härtet bei einer niedrigen Temperatur. Ferner läßt sich ein solches Material in einer dünnen Schicht aufbringen, wonach eine Schicht aus leit fähigem Material folgt, die eine Verbindung mit einer Erdungsschaltung auf der Platte herstellt, um stati sche elektrische Aufladungen nach Masse, Erde oder ein elektrisches Potential abzuleiten. Die vor liegende Erfindung schafft also eine Schaltungsplatte mit einem Überspannungs-Schutzmaterial sowie ein Ver fahren zur Herstellung einer solchen Schaltungsplatte mit Überspannungs-Schutzmaterial, wobei auf das Über spannungs-Schutzmaterial folgend eine Schicht aus leitfähigem Material aufgebracht wird, die eine Ver bindung mit einer Erdungsschaltung auf der Schaltungs platte herstellt.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Überspannungs- Schutzmaterials auf einer additiv bearbeiteten Schaltungsplatte;

Fig. 2 eine isometrische Ansicht des Materials auf einer subtraktiv bearbeiteten Schaltungs platte;

Fig. 3 eine grafische Darstellung der Spitzenspannung gegenüber Verbinderstift-Nummern auf einer Schaltungsplatte, wobei Datenpunkte in einem schattierten Bereich dargestellt sind;

Fig. 4 eine grafische Darstellung der Spitzenspannung in Abhängigkeit von den Verbinderstift-Nummern bei einem elektrischen Verbinder auf einer Schaltungsplatte, die mit einem leitfähigen Material beschichtet ist, auf dem wiederum Silberpaste angeordnet ist;

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Spitzenspan nungen in Abhängigkeit von den Verbinderstift- Nummern;

Fig. 6 eine grafische Darstellung der Spitzenspannung in Abhängigkeit von der Anzahl von Impulsen an einem einzelnen Stift auf einer Schaltungs platte, die mit einem nicht-leitfähigen Mate rial beschichtet ist, über dem wiederum Kupferpaste angeordnet ist;

Fig. 7 eine grafische Darstellung der Spitzenspannung in Abhängigkeit von der Anzahl von Impulsen an einem einzelnen Stift auf einer Schaltungs platte, die mit einem leitfähigem Material beschichtet ist, über dem wiederum Silikon paste angeordnet ist; und

Fig. 8 eine grafische Darstellung der Spannung in Abhängigkeit von der Zeit zur Veranschauli chung der Klemmspannungs-Charakteristik gegen über einem Überspannungsimpuls.

Unter Bezugnahme zuerst auf Fig. 8 ist eine grafische Darstellung der Spannung in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt, wobei ein Stoßimpuls T_v dargestellt ist, von dem angenommen wird, daß er einen Spannungspegel und einen Energiegehalt besitzt, der den Pegel bzw. Energiegehalt übersteigt, dem eine bestimmte Komponen te, wie zum Beispiel eine integrierte Schaltung, ohne Beschädigung oder Zerstörung standhalten kann. Der Spannungsstoß T_v kann auf einer Signalleitung auftreten und durch eine große Anzahl verschiedener Ursachen hervorgerufen werden, wie zum Beispiel durch die Ent ladung statischer Aufladungen von Personal oder Gerät schaften, durch Blitze oder unbeabsichtigte Kurz schlüsse von höhere Spannungswerte aufweisenden Span nungsversorgungen oder Vorrichtungen, durch induzierte Spannungen, die in nebeneinander befindlichen Schal tungen auf Grund eines plötzlichen Spannungsstoßes induziert werden, der aus dem Schließen von Schaltern oder dem Öffnen von Schaltern zum Starten oder Ab schalten elektrischer Geräte resultiert. Am typischsten erscheinen solche Spannungsstöße T_v auf Kabeln oder Leitern und Verbindern, die zur Übertragung von Signa len zu elektronischen Bauteilen, wie zum Beispiel in tegrierten Schaltungen, verwendet werden, die zum Manipulieren von Daten und zur Ausführung verschiede ner logischer Funktionen verwendet werden, um wiederum Rechner-Übertragungsgeräte zu steuern.

Die Spannung T_v kann bis zu vielen tausend Volt oder aber weniger als hundert Volt bei elektronischen Bau teilen, wie zum Beispiel integrierten Schaltungen, betragen, die typischerweise in einem Bereich von drei bis zwölf Volt arbeiten, wobei einige Vorrichtungen in einem geringfügig höheren Bereich arbeiten. Die in Fig. 8 dargestellte Ansprechzeit kann bei einer An stiegszeit von T_v, die mehrere Nanosekunden darstellt, eine Periode von nur einigen wenigen Nanosekunden und/oder Millisekunden darstellen. Der Bereich unter der Kurve stellt die Joule-Energie des Impulses dar, wobei es sich um einen weiteren notwendigen Faktor bei der Berücksichtigung eines Überspannungsschutzes sowie der resultierenden Überbelastung von Komponenten handelt. Hinsichtlich der Erfindung ist es notwendig, sowohl die Notwendigkeit für einen Überspannungsschutz als auch die übermäßige Energie zu überprüfen, die für die bestimmten, geschützten Komponenten durch T_v darge stellt wird. Nachdem dies durchgeführt worden ist, kann eine bestimmte Ausführung der Schutzvorrichtung hinsichtlich eines Spannungsdurchbruchs zum Ableiten unerwünschter Spannungsstöße an Masse sowie hinsicht lich einer Klemmspannung ausgewählt werden. In Fig. 8 bezeichnet V_BD den Durchbruch einer Spannung für eine bestimmte Schutzvorrichtung, und V_c stellt die Klemmspannung dar, die die Vorrichtung bei Vorhanden sein einer Überspannung für unbegrenzte Zeitdauer auf recht erhält.

In Fig. 1 ist eine gedruckte Schaltungsplatte 10 dar gestellt, die ein Basislaminat 24 aufweist, über dem ein permanentes Resistmaterial 22, mit Lötmaterial beschichtete Signalleiter, die als Leitungen 14 darge stellt sind und zu Kontaktflächen und Löchern 15 für Stiftkontakte 43 führen, sowie wenigstens ein Erdungs leiter, der als Kontaktleitung 17 dargestellt ist, angeordnet sind, wobei darüber ein leitfähiges Über spannungs-Schutzmaterial 16 angeordnet ist, über dem eine klebefähige, metallische Farbstoffschicht 18 vor gesehen ist.

Herkömmliche Materialien und Vorgänge zum Herstellen sowohl des Resistmaterials 22 als auch des Basislami nats 24 sind in dem US-Patent 3 698 940 angegeben, das durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.

Die Zusammensetzung und das Verfahren zur Ausbildung der Signalleiter-Leitungen 14, der Kontaktflächen und der Löcher 15 sowie der Erdungsleiter-Leitungen 17 auf dem Basislaminat 24 beinhalten ein additives oder sub traktives Verfahren oder eine Kombination von beiden, wie dies in dem US-Patent 3 698 940 angegeben ist.

Bei dem Material 16 handelt es sich um eine lösungs mittelfreie flüssige Zusammensetzung. Das leitfähige Material schafft einen Überspannungsschutz gegen statische Elektrizität. Dieses leitfähige Material besitzt quantenmechanische Durchtunnelungseigen schaften sowie rückläufige ("foldback") Schalteigen schaften, wie dies in dem US-Patent 4 977 357 und in dem US-Patent 5 189 387 offenbart ist.

Das Material 16 weist eine lösungsmittelfreie, flüssige Silikonpolymer-Zusammensetzung, eine pulver förmige metallische Verbindung, nicht-leitfähiges an organisches Pulver und ein Härtungsmittel auf. Der Begriff lösungsmittelfrei bedeutet, daß herkömmliche organische Lösungsmittel, wie zum Beispiel Naphtha, Xylol, Methylethylketon oder Toluol, sowie Wasser nicht in dem Material verwendet werden.

Ein lösungsmittelfreies, flüssiges Silikonpolymer ist im Handel als General Electric RTV11 bekannt, das von der Firma The General Electric Company erhältlich ist. Das Flüssigkeits-Polymer-Verhältnis liegt bei 40-60 Volumenteilen, vorzugsweise 45-55 Volumenteilen, und in am meisten bevorzugter Weise bei 50 Volumenteilen pro 100 Volumenteilen.

Bei der pulverförmigen metallischen Verbindung kann es sich um jegliches leitfähiges Metallpulver handeln, wie zum Beispiel Aluminium, Beryllium, Eisen, Gold, Silber, Platin, Blei, Zinn, Bronze, Messing, Kupfer, Wismuth, Kobalt, Magnesium, Molybdän, Palladium, Tantal, Wolfram sowie Legierungen davon, insbesondere Aluminiumpulver, wobei es sich ganz besonders um Alcan X30 handelt, das von der Firma Alcan Aluminum Company erhältlich ist. Das Volumenverhältnis der pulver förmigen metallischen Verbindung liegt bei 25-45 Teilen, vorzugsweise 30-40 Teilen und in am meisten bevorzugter Weise bei 35 Teilen pro 100 Teilen.

Das nicht-leitfähige anorganische Pulver wird zur Her stellung und Aufrechterhaltung des zwischen den Teil chen vorhandenen Abstands zwischen den leitfähigen Metallpulverteilchen verwendet. Ein Beispiel für ein solches anorganisches Pulver ist Aluminiumtrihydrat, insbesondere Hydral 705. Das Volumenverhältnis des anorganischen Pulvers liegt bei 1 bis 20 Teilen, vor zugsweise 5-15 Teilen und im am meisten bevorzugter Weise bei 10 Teilen pro 100 Teilen.

Das Härtungsmittel ist herkömmlicher Art, und das Volumenverhältnis des Härtungsmittels beträgt ca. 0,1 bis 0,5 Teile pro 100 Teile. Ein repräsentatives Bei spiel für das Härtungsmittel ist Dibutylzinndilaurat, das durch Kondensation härtet.

Der Herstellungsvorgang für das leitfähige Material findet in einer herkömmlichen Mischvorrichtung statt. Das Polymer liegt in flüssiger Form vor, und die anderen Mittel werden dem Polymer in der Mischvor richtung langsam zugesetzt. Nach dem vollständigen Mischen des leitfähigen Materials wird dieses auf eine erste vorbestimmte Stelle auf dem permanenten Resist, den Signalleiter-Leitungen und den Erdungsleiter- Leitungen aufgebracht, wobei der erste vorbestimmte Bereich durch Aufbringen eines Haft-Verbesserers oder Haft-Promotors vorbereitet wird. Der Haft-Promotor ist eine Silanzusammensetzung, vorzugsweise ein Vinylsilan und in noch stärker bevorzugter Weise Vinyltrimethoxy silan.

Das lösungsmittelfreie leitfähige Material wird auf die erste vorbestimmte Stelle durch Siebdruck, Auf streichen, Schablonieren oder Aufbürsten aufgebracht.

Das leitfähige Material besitzt im aufgebrachten Zu stand eine Dicke von 1 bis 3 mil (ca. 0,025-0,075 mm) und vorzugsweise 2 mil (ca. 0,050 mm). Das Härten des leitfähigen Materials findet bei einer Temperatur unter 93°C statt. Vorzugsweise erfolgt das Härten entweder bei Zimmertemperatur für eine Zeitdauer von 24 Stunden oder bei 80°C für eine Zeitdauer von 2 Stunden.

Das leitfähige Material besitzt nach dem Härten eine blanke oder glänzende Oberfläche. Die glänzende Ober fläche sollte entfernt werden, um das Aufbringen einer weiteren Schicht aus einem ausgewählten Material auf der gehärteten leitfähigen Schicht zu unterstützen. Das Entfernen der glänzenden Oberflächenschicht kann durch jegliches Mittel zum Entfernen einer dünnen Schicht des leitfähigen Materials durchgeführt werden, zum Beispiel durch schwaches Bürsten. Das Entfernen der glänzenden Oberflächenschicht führt ferner zur Freilegung der Metallfüllstoffteilchen und ergibt somit einen niedrigeren elektrischen Kontaktwiderstand gegenüber jeglichen darüber angeordneten Schichten, wie zum Beispiel einer klebefähigen, metallischen Farbstoffschicht.

Auf dem lösungsmittelfreien, leitfähigen Material sowie in Kontakt mit wenigstens einer Erdungsleitung 17 ist an einer zweiten vorbestimmten Stelle, die sich nicht mit einer Leiter-Leitung in Kontakt befindet, eine klebefähige metallische Farbstoffschicht vorgese hen. Bei dieser metallischen Farbstoffschicht handelt es sich um ein Polymer auf Epoxy-Basis, das mit einem guten elektrischen Leiter, wie zum Beispiel Silber oder Kupfer, imprägniert ist. Die metallische Farb stoffschicht wird auf die zweite vorbestimmte Stelle mit einer Dicke im Bereich von 1-3 mil (ca. 0,025-0,075 mm) und vorzugsweise ca. 2 mil (ca. 0,050 mm) aufgebracht. Die Farbstoffschicht wird auf das leit fähige Material durch herkömmliche Techniken aufge bracht, wie zum Beispiel durch Siebdruck. Nach der Aufbringung der metallischen Farbstoffschicht läßt man die Farbstoffschicht bei 150°C für eine Zeitdauer von 0,5 Stunden härten.

BEISPIELE

Beispiel 1 beinhaltet ein lösungsmittelfreies, flüssiges leitfähiges Material, das durch Mischen von 53 Volumenteilen GE RTV11 flüssiges Silikonpolymer und 0,1 Volumenteile Dibutylzinndilaurat mit 37 Volumen teilen Alcan-X30-Aluminiumpulver und 10 Volumenteilen Hydral-705-Aluminiumtrihydratpulver gebildet ist. Die Materialien wurden in einem Kunststoffbehälter unter Verwendung eines standardmäßigen Labormischers mit einem mehrere Rührblätter aufweisenden Mischkopf zu sammengemischt. Es wurde eine gedruckte Schaltungs platte vom additiven Typ vorbereitet, die auf ihrer Oberfläche leicht aufgerauht und gereinigt wurde. Vor bestimmte Stellen für das flüssige leitfähige Material auf der additiven gedruckten Schaltungsplatte wurden unter Freilegung von Bereichen von mit Lötmaterial beschichteten Leiterbahnen mit einer Vinylsilanlösung behandelt. Nach der Silanbehandlung ließ man die ge druckte Schaltungsplatte in einem Konvektionsofen bei 105°C 20 Minuten lang trocknen. Das lösungs mittelfreie leitfähige Material wurde dann durch Schablonieren auf die ersten vorbestimmten Bereiche auf der gedruckten Schaltungsplatte aufgebracht, wo durch eine Schicht mit einer Dicke von 2 mil (ca. 0,050 mm) gebildet wurde. Diese Silikonschicht ließ man in einem Konvektionsofen bei 80°C 2 Stunden lang härten. Die gehärtete Silikonschicht wurde an ihrer Oberfläche durch einen sanften Bürstvorgang aufgerauht und sodann durch Spülen mit Wasser gereinigt, wonach sich eine Trocknung mittels Druckluft angeschlossen hat. Eine leitfähige Dickschichtpaste aus Polymer auf Kupferbasis wurde durch Siebdrucken auf zweite vorbe stimmte Bereiche der gedruckten Schaltungsplatte über dem zuvor aufgebrachten leitfähigen Silikon aufge bracht, wobei es gleichzeitig elektrische Erdungs leiter kontaktierte. Die Dicke der aufgedruckten Schicht betrug 2 mil (ca. 0,050 mm). Die Kupferpasten schicht wurde dann in einem Konvektionsofen bei 150°C 30 Minuten lang gehärtet. Zur Schaffung eines mechani schen Schutzes wurden alle Beschichtungsbereiche mit leitfähigem Silikon und Kupferpaste auf der gedruckten Schaltungsplatte schließlich mit einer Standard-Löt maske überzogen, wobei eine standardmäßige Bearbeitung der gedruckten Schaltungsplatte stattfand.

Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß Beispiel 2 wurde das lösungsmittelfreie, flüssige leitfähige Material in der in Beispiel 1 gezeigten Weise gebil det. Ebenfalls gemäß Beispiel 1 wurde eine additiv bearbeitete Schaltungsplatte vorbereitet und mit einem Haft-Promotor versehen. Das lösungsmittelfreie leit fähige Material wurde auf die Schaltungsplatte aufge bracht und an der Oberfläche aufgerauht, wie dies in Beispiel 1 beschrieben wurde. Anders als in Beispiel 1 wurde eine leitfähige Dickschichtpaste aus Polymer auf Silberbasis durch Siebdrucken auf einen zweiten vorbe stimmten Bereich der gedruckten Schaltungsplatte über dem zuvor aufgebrachten leitfähigen Silikon aufge bracht, wobei gleichzeitig elektrische Erdungsleiter kontaktiert wurden. Die Dicke der aufgedruckten Schicht betrugt 2 mil (ca. 0,050 mm). Die Schicht aus Silberpaste wurde dann in einem Konvektionsofen bei 150°C 30 Minuten lang gehärtet. Zur Schaffung eines mechanischen Schutzes wurde eine Lötmaske über den zuvor beschichteten Bereichen aufgebracht, wie dies in Beispiel 1 beschrieben wurde.

Vorstehend wurde ein additiver Vorgang zur Herstellung von Schaltungsplatten beschrieben, jedoch gibt es auch einen weiteren Weg zur Herstellung von Schaltungsplat ten, der als subtraktiver Vorgang bekannt ist. Die Unterschiede zwischen einem subtraktiven Verfahren und einem additiven Verfahren sind in den Veröffent lichungen "Printed Circuits Handbook, Third Edition" von C.F. Coombs in Abschnitt 2.4.1 auf Seite 2.8 sowie in der Veröffentlichung "Electronic Engineer′s Handbook" auf Seiten 7-70 veranschaulicht.

Bei der alternativen Ausführungsform gemäß Fig. 2, bei der ein subtraktives Verfahren zum Herstellen von Schaltungsplatten mit einem Basislaminat 50 verwendet wird, werden darüber mit Lötmaterial beschichtete Leiter-Leitungen 54, die zu Kontaktflächen und Löchern 55 für Stiftkontakte 63 führen, sowie wenigstens eine Erdungskontakt-Leitung 57 aufgebracht, worüber ein leitfähiges Überspannungs-Schutzmaterial 56 aufge bracht wird, über dem eine klebefähige metallische Farbstoffschicht 58 aufgebracht wird. Der Unterschied zwischen dem additiven Verfahren und dem subtraktiven Verfahren der Herstellung einer gedruckten Schaltungs platte besteht darin, daß bei einem subtraktiven Ver fahren kein permanentes Resistmaterial vorhanden ist. Wenn das lösungsmittelfreie, flüssige leitfähige Material 16 in dem ersten vorbestimmten Bereich über dem Basislaminat 64 angeordnet ist, befindet sich somit das flüssige leitfähige Material in direktem Kontakt mit dem freiliegenden Basislaminat und den Leiter-Leitungen 54. Die metallische Farbstoffschicht 18 wird auf dem flüssigen leitfähigen Material und einer Erdungskontakt-Leitung in derselben Weise ange ordnet, wie dies vorstehend beschrieben wurde.

In Beispiel 3 wurde das lösungsmittelfreie, flüssige leitfähige Material durch Mischen von 56 Volumenteilen GE RTV160 flüssiges Silikonpolymer mit 35 Volumen teilen Alcan-X30-Aluminiumpulver und 9 Volumenteilen Hydral-705-Aluminiumtrihydratpulver hergestellt. Diese Materialien wurden in einem Kunststoffbehälter unter Verwendung eines standardmäßigen Labormischers mit einem mehrere Rührschaufeln aufweisenden Mischkopf zusammengemischt. Eine gedruckte Schaltungsplatte wurde durch ein subtraktives Verfahren gebildet. Diese erhielt einen Haft-Promotor mittels einer Silanlösung, wie dies in Beispiel 1 beschrieben wurde. Das lösungsmittelfreie leitfähige Material wurde dann durch Schablonieren auf einen ersten vorbestimmten Bereich der gedruckten Schaltungsplatte aufgebracht, so daß eine Schicht mit einer Dicke von 2 mil (ca. 0,050 mm) gebildet wurde. Die Silikonschicht ließ man bei Zimmertemperatur für 24 Stunden an der Luft härten. Die gehärtete Silikonschicht wurde in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise an ihrer Oberfläche aufgerauht. In dem nächsten Schritt wurde gemäß der Beschreibung in Beispiel 2 eine Silberpaste auf die gedruckte Schaltungsplatte aufgebracht, die durch ein subtraktives Verfahren hergestellt wurde. Zur Schaffung eines mechanischen Schutzes wurde eine Löt maske über den vorbeschichteten Bereichen aufgebracht, wie dies in Beispiel 1 beschrieben wurde.

Die Testplatten mit verschiedenen lösungsmittelfreien, flüssigen Silikonpolymeren als leitfähiges Material und mit verschiedenen metallischen Farbstoffschichten wurden in Verbinder eingelötet und getestet.

Bei dem ersten Testdurchlauf wurden fünf Impulse von 15 Kilovolt in jedem einzelnen Stift injiziert. Der in Fig. 3 dargestellte erste Testlauf zeigt die Spitzen spannungs- und Klemmspannungs-Verteilung für die Erfindung bei Verwendung von Beispiel 1. Fig. 4 zeigt daßelbe bei Verwendung von Beispiel 2. Und Fig. 5 zeigt wiederum dasselbe bei Verwendung von Beispiel 2, mit der Ausnahme, daß ein Silikon-RTV160-Polymer und DuPont-Silberpaste verwendet wurden. Wie zu sehen ist, blieben die Spitzenspannungen meist unter 350 Volt.

Im zweiten Testdurchlauf wurde die Langzeitleistungs fähigkeit getestet. Es wurden mehr als 3.000 Impulse von 15 Kilovolt in die einzelnen Stifte injiziert. Fig. 6 zeigt die Ergebnisse für Beispiel 1, während Fig. 7 die Ergebnisse für Beispiel 2 zeigt, mit der Ausnahme, daß ein Silikon-RTV160-Polymer, das von der Firma General Electric Company erhältlich ist, sowie eine Silberpaste verwendet wurden. Das Teststück mit der Kupferpaste begann mit Spitzenspannungen von ca. 200V und stabilisierte sich nach 1.000 Impulsen bei ca. 350V. Das Teststück mit der Silberpaste zeigte deut lich eine bessere Leistung mit einer schmaleren Ver teilung und Spitzenspannungen zwischen 200V und 300V.

Ein Überspannungs-Schutzmaterial zum Schützen einer Schaltungsplatte vor statischer Entladung ist gemäß der Erfindung vorteilhafterweise frei von Lösungs mittel und Wasser, und weiterhin vorteilhafterweise ist es auf Signalleiter 14, 54 auf einer Schaltungs platte 10 aufgebracht.

Claims

1. Überspannungs-Schutzmaterial mit einem Silikon polymer, einem metallischen Verbundmaterial in Pulverform und einem nicht-leitfähigem anorgani schen Material in Pulverform, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonpolymer in flüssiger Form zusammen mit einem Härtungsmittel in flüssiger Form vor liegt und daß es frei von einem organischen Lösungsmittel und Wasser ist und zur Aufbringung in flüssiger Form vor dem Härten ausgelegt ist.

2. Überspannungs-Schutzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Härtungsmittel um Dibutyl zinndilaurat handelt.

3. Überspannungs-Schutzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Härtungsmittel um Dibutyl zinndilaurat handelt, so daß das Überspannungs- Schutzmaterial bei einer Temperatur unter 93°C härtet.

4. Schaltungsplatte mit Signalleitern und einem Erdungsleiter auf einem Basislaminat und mit einem Überspannungs-Schutzmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Überspannungs-Schutzmaterial (16, 56) über ausgewählten Signalleitern (14, 54) angeord net ist und darüber wiederum eine Beschichtung aus einem leitfähigen Material (18, 58) angeord net ist, die sich mit dem Erdungsleiter (17, 57) in Kontakt befindet.

5. Verfahren zur Schaffung eines Überspannungs schutzes für eine Schaltungsplatte, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Aufbringen eines lösungsmittelfreien und wasserfreien Überspannungs-Schutzmaterials (16, 56) über Signalleitern (14, 54) auf einer Schaltungsplatte (10),
Härten des Überspannungs-Schutzmaterials (16, 56) bei einer Temperatur unter 93°C, und
über dem Überspannungs-Schutzmaterial (16, 56) erfolgende Aufbringung eines leitfähigen Materials (18, 58), das einen Erdungsleiter (17, 57) auf der Schaltungsplatte (10) kontaktiert.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Entfernen einer blanken Oberfläche des Überspan nungs-Schutzmaterials (16, 56) nach dem Härten des Überspannungs-Schutzmaterials (16, 56).