DE69305942T2 - Zusammensetzung für einen Polymer-Dickschichtwiderstand - Google Patents

Zusammensetzung für einen Polymer-Dickschichtwiderstand

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Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft Polymer-Dickfilmwiderstands-Zusammensetzungen. Insbesondere betrifft die Erfindung Zusammensetzungen, die zur Herstellung von Widerstandselementen zur Verwendung in Spannungs-Anzeigeelementen geeignet sind.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Polymer-Dickfilm- (PTF-) Widerstands-Zusammensetzungen sind siebbare Pasten, die zur Bildung von Widerstandselementen in elektronischen Anwendungen verwendet werden. Solche Zusammensetzungen enthalten ein Widerstands-Füllmaterial, das in Polymerharzen, die nach der Verarbeitung ein integraler Teil der fertigen Zusammensetzung bleiben, dispergiert ist. Die Zusammensetzungen können bei relativ niedrigen Temperaturen, nämlich den zum Härten des Harzes erforderlichen Temperaturen, verarbeitet werden. Der tatsächliche spezifische Widerstand/die tatsächliche Leitfähigkeit der Zusammensetzungen hängt von der erwünschten Endverwendung ab. PTF-Materialien erfahren in kommerziellen Produkten eine weite Akzeptanz, insbesondere bei Schaltern mit flexiblen Membranen, Berührungs-Tastaturen, Kraftfahrzeugteilen und der Fernmeldetechnik.
  • Eine andere Verwendung für PTF-Widerstandselemente besteht in Spannungs-Anzeigeelementen zur Verwendung bei der Überprüfung von Batterien. Kiernan et al. beschreiben im U.S.-Patent 4 723 656 ein solches Spannungs-Anzeigeelement, das integral mit einer Batteriepackung verbunden werden kann.
  • Die Widerstandselemente werden normalerweise hergestellt, indem die PTF-Zusammensetzung oder -Druckpaste auf einer Folie in einem Muster gedruckt wird, das viele Replikationen des Widerstands aufweist. Es ist wichtig, über die Folie eine Gleichmäßigkeit des Widerstands zu haben, d.h., daß der Widerstand von Elementen auf einer Seite der Folie derselbe wie der von Elementen der gegenüberliegenden Seite sein sollte. Eine Unterschiedlichkeit in Bezug auf den Widerstand kann die Ausbeute signifikant vermindern.
  • Damit das Widerstandselement zur Verwendung in irgendeiner der oben beschriebenen Vorrichtungen geeignet ist, ist es darüber hinaus wichtig, daß es sowohl in der Zusammensetzung als auch funktionell stabil ist. Insbesondere die Änderung des Widerstands des Widerstandselements im Laufe der Zeit und bei einem längeren Einwirken von Feuchtigkeits- und Wärmebedingungen darf etwa 5 - 7 % nicht überschreiten.
  • Bis jetzt bestand das Widerstandselement für solche Vorrichtungen aus einer Dispersion aus Silberpulver und Kohlenstoffteilchen in einem Polyurethan- oder Epoxyharz.
  • Insbesondere offenbart US-A 3 173 885 an Short eine Widerstands-Zusammensetzung, die durch das Zusammenmischen fein zerteilten Silbers, Graphits und eines Harz-Bindemittels, gelöst in einem organischen Lösungsmittel, hergestellt wird. Weiterhin ist aus JP-A 51-144 435 eine Zusammensetzung bekannt, wobei fein zerteilte Kohlenstoffteilchen mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 500 m²/g mit einem in einem organischen Lösungsmittel gelösten, wärmehärtbaren Harz vermischt sind.
  • Es ist jedoch gefunden worden, daß es schwierig ist, solche Widerstandselemente mit einer geeigneten Gleichmäßigkeit und Stabilität des Widerstands zu erzeugen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft daher in ihrem ersten Aspekt eine Polymer-Dickfilmwiderstands-Zusammensetzung, umfassend:
  • (1) fein zerteilte leitfähige Metallteilchen mit einer spezifischen Oberfläche von 0,3 bis 3,0 m²/g,
  • (2) fein zerteiltes, aus Teilchen bestehendes Material, ausgewählt aus Kohlenstoff, Siliciumoxid, Aluminiumoxid und deren Mischungen, mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 100 m²/g,
  • (3) ein thermoplastisches Harz, gelöst in
  • (4) einem organischen Lösungsmittel,
  • wobei die Zusammensetzung innerhalb von 2,5 min im wesentlichen härtbar ist, indem sie auf eine Temperatur von 135 ºC erwärmt wird, und wobei weiterhin das Volumenverhältnis zwischen dem aus Teilchen bestehenden Material und dem Harz wenigstens 3,5 und das Gewichtsverhältnis zwischen dem Lösungsmittel und dem Harz etwa 3 bis etwa 5 beträgt.
  • In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren, wie es in Anspruch 14 definiert ist, zur Herstellung von Widerstandselementen, umfassend gedruckte Schichten aus der oben beschriebenen Polymer-Dickfilmdruckpaste auf einem Substrat, wobei das Verfahren das Erwärmen der Schicht umfaßt, wodurch das vollständige Härten der Polymere und die Umwandlung der Zusammensetzung in den Festzustand bewirkt wird.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Zusammensetzung, wie sie in Anspruch 9 definiert ist, und ein Verfahren, wie es in Anspruch 15 definiert ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Polymer-Dickfilmdruckpasten werden im allgemeinen auf ein Substrat, z.B. Polyethylenterephthtalat, gedruckt und dann gehärtet, d.h. durch Erwärmen getrocknet, wodurch ein Widerstandselement gebildet wird. Damit eine Druckpaste akzeptabel ist, sollte sie (1) die rheologischen Eigenschaften aufweisen, die zu guten Druckmerkmalen führen, und sollte (2) zu einem Widerstandselement führen, das die geeigneten elektrischen Eigenschaften aufweist, die geeigneten physikalischen Eigenschaften aufweist, d.h. haltbar, biegsam und nicht brüchig ist und eine gute Langzeit-Stabilität aufweist. Der Schlüsseltest, der verwendet wird, um die Langzeit-Stabilität vorherzusagen, ist ein Nachhärtungs-Verfahren, wobei der Widerstand vor und nach der Nachhärtung überwacht und als prozentuelle Änderung aufgezeichnet wird. Beim Nachhärten kann es sich entweder um ein lominütiges Eintauchen in kochendes Wasser (206 - 212 ºF; 97 - 100 ºC) oder um ein lominütiges Nachhärten in Ofen bei z.B. 250 ºF (121 ºC) handeln. Im allgemeinen wird eine Widerstandsänderung von weniger als 5 % im Kochend-Wasser-Test und weniger als 7 % im Ofen-Nachhärtungstest als ziemlich gut betrachtet.
  • A. Leitfähiaes Metall
  • Jedes beliebige, leitfähige Metall mit geeigneten elektrischen Eigenschaften kann in den PTF-Zusammensetzungen der Erfindung verwendet werden. Besonders geeignete Metalle umfassen Silber, Gold und Kupfer. Mischungen der Metalle können ebenfalls verwendet werden.
  • Die Metallteilchen sollten fein zerteilt sein und eine Teilchengröße im Bereich von 0,1 - 20 µm, vorzugsweise im Bereich von 1 - 10 µm, aufweisen. Es ist jedoch wesentlich, daß die mittlere spezifische Oberfläche im Bereich von 0,3 bis 3,0 m²/g liegt. Die Teilchen können entweder eine Flocken- oder eine "kugelförmige" Konfiguration aufweisen, obwohl im allgemeinen eine Flocken-Konfiguration die erforderliche spezifische Oberfläche bietet.
  • Es wird darauf hingewiesen, daß einige fein zerteilte Metallpulver, insbesondere Silberflocken, Tenside enthalten, die bei der Herstellung der Teilchenform des Metalls verwendet werden. Obwohl Tenside keine notwendige Komponente in den PTF-Zusammensetzungen der Erfindung sind, ist die Gegenwart des Tensids im allgemeinen nicht nachteilig.
  • Die Metallteilchen sind im allgemeinen in einer Menge von 30 Gew.-% bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Druckpaste; vorzugsweise von 40 Gew.-% bis 50 Gew.-% vorhanden.
  • B. Aus Teilchen bestehendes Material
  • Bei dem aus Teilchen bestehenden Material handelt es sich um ein Material mit einer hohen spezifischen Oberfläche, das zur Stabilität des Widerstands des gedruckten Widerstands beiträgt. Das Material sollte chemisch inert sein und eine Leitfähigkeit aufweisen, die wesentlich niedriger als die des leitfähigen Metalls ist. Die geeigneten Materialien werden aus Ruß, Siliciumdioxid und Aluminiumoxid und deren Mischungen ausgewählt. Die spezifische Oberfläche des Materials ist größer als 100 m²/g, vorzugsweise 200 m²/g.
  • Die Menge des in der PTF-Zusammensetzung vorhandenen, aus Teilchen bestehenden Materials wird durch das Volumenverhältnis des aus Teilchen bestehenden Materials zum Polymerharz bestimmt. Dieses Verhältnis beträgt wenigstens 3,5 und vorzugsweise mehr als 4,0. Eine bevorzugte Menge des aus Teilchen bestehenden Materials liegt im Bereich von 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Druckpaste.
  • Wenn Kohlenstoff als das aus Teilchen bestehende Material verwendet wird, verleiht er dem gedruckten Widerstand auch eine beträchtliche Leitfähigkeit. Wenn ein Widerstandselement mit einer niedrigen Leitfähigkeit benötigt wird, ist es möglicherweise nicht erforderlich, weiteres, leitfähiges Metall zum Kohlenstoff zu geben.
  • Somit kann der Kohlenstoff sowohl als das elektrisch leitfähige Füllmaterial als auch als das aus Teilchen bestehende Füllmaterial mit einer hohen spezifischen Oberfläche in der PTF-Druckpaste verwendet werden. Solche Zusammensetzungen sind ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthalten. Wenn Kohlenstoff als das leitfähige Material und als das aus Teilchen bestehende Material mit einer hohen spezifischen Oberfläche verwendet wird, sollte das Volumenverhältnis von Kohlenstoff zu Harz noch höher als 4,5 und vorzugsweise höher als 4,0 sein. Im allgemeinen ist der Kohlenstoff mit einer Menge von 10 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der PTF-Druckpaste, vorhanden.
  • C. Harz
  • Das Harz ist ein thermoplastisches, polymeres Material. Geeignete Harze umfassen Phenoxyharze, Vinylidenchlorid, Polyester, Polyurethane und Epoxyharze. Am meisten bevorzugt sind Phenoxyharze mit einer Molmasse von mehr als 10 000.
  • Die Menge des vorhandenen Harzes wird mit der Menge des Materials mit einer hohen spezifischen Oberfläche so abgeglichen, daß das Volumenverhältnis des Materials mit einer hohen spezifischen Oberfläche zum Harz mehr als 3,5 und vorzugsweise mehr als 4,0 beträgt. Im allgemeinen weist das Harz 15 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des organischen Mediums (Harz plus Lösungsmittel plus alle anderen organischen Materialien), auf. Vorzugsweise weist das Harz 18 - 22 Gew.-%, bevorzugt auf das Gewicht des organischen Mediums, auf. Das organische Medium beträgt im allgemeinen 25 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der PTF-Druckpaste.
  • D. Organisches Lösungsmittel
  • Das organische Lösungsmittel dient als das Hilfsmittel, in dem alle anderen Komponenten dispergiert werden. Die Flüchtigkeit des Lösungsmittels ist ein wichtiger Faktor, der die Stabilität des Widerstands des gedruckten Widerstandselements beeinflußt. Bei der Festsetzung der Flüchtigkeit des Lösungsmittels sollten sowohl die Grundflüchtigkeit des Lösungsmittels allein als auch die Flüchtigkeit des Lösungsmittels, wenn es mit dem thermoplastischen Harz in Wechselwirkung tritt, in Betracht gezogen werden.
  • Das organische Lösungsmittel allein sollte einen Flüchtigkeitsparameter von mehr als 10 000 aufweisen. Der Flüchtigkeitsparameter wird als Zeitraum bis zur 90%igen Verdampfung gemessen, wobei ein Dünnfilm-Verdampfungsmesser nach ASTM, Test D 3539-87, Verfahren B, verwendet wird. Lösungsmittel, die einen Verdampfungsparameter von weniger als 10 000 aufweisen, verdampfen zu schnell, was zu PTF-Druckpasten führt, die nicht sehr stabil sind, d.h. zu schnell austrocknen. Lösungsmittel, die einen sehr hohen Verdampfungsparameter aufweisen, verdampfen wahrscheinlich zu langsam, was zu einer schlechten Widerstandsstabilität, gemessen durch Nachhärtungs- Tests, führt. Ein bevorzugter Bereich für die Flüchtigkeit liegt zwischen 10 000 und 50 000.
  • Die Flüchtigkeit des Lösungsmittels in Kombination mit dem thermoplastischen Harz sollte so sein, daß der PTF innerhalb von 2,5 min durch das Erwärmen auf eine Temperatur von 135 ºC im wesentlichen gehärtet werden kann. Mit "im wesentlichen gehärtet" ist gemeint, daß nach dem Heizschritt nicht mehr als 5 % des Lösungsmittels in der Druckpaste verbleibt.
  • Beispiele für geeignete Lösungsmittel umfassen aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe, Ester, Acetate, Glycolether und Glycoletheracetate. Ein bevorzugtes Lösungsmittel ist Dipropylenglycolmonomethylether mit einem Flüchtigkeitsparameter von 16 000.
  • Das Lösungsmittel beträgt im allgemeinen 70 bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des organischen Mediums (Harz plus Lösungsmittel plus alle anderen organischen Materialien). Vorzugsweise weist das Harz 78 - 82 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des organischen Mediums, auf. Das organische Medium beträgt im allgemeinen 25 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der PTF-Druckpaste.
  • In das Lösungsmittel können Dispergiermittel eingeschlossen werden, um eine Agglomeration des aus Teilchen bestehenden Materials zu verhindern. Es können alle beliebigen Dispergiermittel verwendet werden. Bevorzugte Dispergiermittel sind Fettsäurederivate. Das Dispergiermittel ist im allgemeinen in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der PTF-Druckpaste, vorhanden.
  • Andere Zusätze können in das Lösungsmittel eingeschlossen werden, um die Druckmerkmale der Druckpaste zu verbessern, solange sie die elektrischen Eigenschaften und die Stabilität des resultierenden Widerstandselementes nicht nachteilig beeinflussen. Die Zusätze umfassen Stabilisatoren, Weichmacher, Benetzungsmittel, Entlüfter und Schaumverhütungsmittel.
  • E. Substrat
  • Das für das Drucken der Widerstandselemente verwendete Substrat kann fast jedes Substrat sein, das für die beabsichtigte elektronische Anwendung geeignet ist. Das Substrat sollte bis zu 150 ºC stabil sein. Für die Dicke des Substrates ist der Endverbrauch maßgeblich. Beispiele für geeignete Substrate umfassen Polyester, Polyaramid, Polycarbonat, Polyimid, Polyethersulfon, Polyetheretherketon und FR4 (Epoxy/Glas-Laminat). Polyestersubstrate sind bevorzugt.
  • F. Druckpastenherstellung und Druck
  • Bei der Herstellung der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden die aus Teilchen bestehenden Feststoffe mit dem Harz, dem organischen Lösungsmittel und allen anderen Zusätzen vermischt und mit einer geeigneten Apparatur, wie einer Dreiwalzen-Mühle, dispergiert. Dies führt zu einer Suspension der Feststoff im organischen Medium, d.h., der PTF- Druckpaste.
  • Die Druckpasten-Zusammensetzung wird dann durch ein Siebdruck- Verfahren auf ein Substrat wie Polyester aufgetragen. Das gedruckte Material wird dann 2 bis 3 min lang getrocknet, normalerweise bei 120 bis 145 ºC.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung weiter.
  • BEISPIELE Materialien
  • Kohlenstoff Kohlenstoffpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 200 m²/g
  • Dispergiermittel Mischung aus 30 % N-Talg-1,3-propandiamindioleat und 70 % Talgölen.
  • Phenoxy Polyhydroxyether-Polymer, MW = 10 000 bis 30 000
  • Polyester Polymer aus Dimethylterephthalat/Ethylenglycol/Isophthalsäure/Neopentylglycol
  • Polyurethan Polyesterurethan-Elastomer; Q-Thane\, K.J. Quinn & Co, (Malden, MA)
  • Vinyliden Copolymer aus Vinylidenchlorid und Acrylnitril
  • Siliciumoxid Quarzstaub mit einer spezifischen Oberfläche von 300 m²/g
  • Silber Silberflocke mit einer spezifischen Oberfläche von 0,90 m²/g
  • Lösungsmittel I Cyclohexanon mit einem Flüchtigkeitsparameter von 10 000
  • Lösungsmittel II Dipropylenglycolmononethylether mit einem Flüchtigkeitsparameter von 16 000
  • Lösungsmittel III Ethylendiacetat mit einem Flüchtigkeitsparameter von 21 000
  • Lösungsmittel IV Mischung aus aliphatischen Estern zwei wertiger Säuren, MW = 156, mit einem Flüchtigkeitsparameter von 49 000
  • Lösungsmittel V Diethylenglycolmonomethyletheracetat mit einem Flüchtigkeitsparameter von 76 000
  • Widerstandselement
  • Das Medium (das Lösungsmittel, das gelöste Polymer und andere Zusätze enthaltend), das aus Teilchen mit einer hohen spezifischen Oberfläche bestehende Material und das leitfähige Metall, falls vorhanden, wurden zusammengemischt. Die Mischung wurde dann in eine Dreiwalzen-Mühle gegeben, wo die richtige Dispersion aller Teilchen erreicht wurde. Die Widerstands- Druckpaste wurde dann in Form von Keilen auf ein 127 µm (5,0 mil) dickes Polyethylenterephthalat-Substrat gedruckt und 2,5 min lang bei 135 ºC gehärtet.
  • Eine leitfähige PTF-Silbertinte, Du Pont 5007 (E.I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, DE) wurde auf das gehärtete, gedruckte Substrat gedruckt und wie oben gehärtet. Anschließend wurde eine UV-härtbare dielektrische PTF-Tinte, Du Pont 5014 (E.I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, DE) darauf gedruckt und mit 750 mW/cm² mit UV-Strahlung belichtet. Das Widerstandsmuster wurde durch das Dielektrikum eingekapselt.
  • Der gesamte Schaltkreis wurde dann zusätzliche 2,5 min lang bei 135 ºC getrocknet, und der anschließende Widerstand wwrde als R&sub0; gemessen.
  • Testverfahren Kochend-Wasser-Nachhärtungstest:
  • Die gehärtete Schaltung, in der die gedruckte PTF-Widerstandsschicht mit Dielektrikum überschichtet worden war, wurde für einen Zeitraum von 10 min in kochendes Wasser eingetaucht. Nach dem Trocknen wurde der Widerstand nochmals gemessen. Es wurde die prozentuale Änderung des Widerstands, bezogen auf R&sub0;, bestimmt. Eine Änderung von 5 % oder weniger wurde als zufriedenstellend betrachtet.
  • Ofen-Nachhärtungstest
  • Die gehärtete Schaltung, in der die gedruckte PTF-Widerstandsschicht mit Dielektrikum überschichtet worden war, wurde für einen Zeitraum von 10 min auf eine Temperatur von 121 ºC erwärmt. Der Widerstand wurde dann nochmals gemessen. Eine Änderung von 7 % oder weniger wurde als zufriedenstellend betrachtet.
  • Beispiel 1
  • Durch dieses Beispiel wird die Verwendung einer PTF- Widerstands-Druckpaste, in der Kohlenstoff das einzige leitfähige Material ist, veranschaulicht.
  • Die PTF-Druckpaste wies die folgende Zusammensetzung auf (wobei die Gewichts-Prozentwerte auf das Gewicht der PTF- Druckpaste bezogen sind):
  • Kohlenstoff 11,5 %
  • Medium 88,0 %
  • Dispergiermittel 0,5 %
  • Das Medium wies die folgende Zusammensetzung auf (wobei die gewichtsbezogenen Prozentwerte auf das Gewicht des Mediums bezogen sind):
  • Phenoxyharz 20 %
  • Lösungsmittel II 80 %
  • Das Volumenverhältnis von Kohlenstoff zu Harz betrug 4,7.
  • Die Widerstandsänderungen in den Nachhärtungs-Tests waren wie folgt:
  • Kochend-Wasser-Test: 1,0 %
  • Ofentest 0,5 %
  • Wenn große Folien aus dem Widerstandsmuster gedruckt wurden, wurde gefunden, daß sie einen niedrigen Änderungskoeffizienten über die Folie aufwiesen, d.h., daß sie eine gute Linearität aufwiesen.
  • Beispiel 2
  • Durch dieses Beispiel wird die Auswirkung des Verhältnisses des Kohlenstoffs zum Harz auf die Nachhärtungs-Änderungen des Widerstands veranschaulicht.
  • PTF-Widerstandsdruckpasten wurden mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (wobei die Gewichts-Prozentwerte auf das Gewicht der PTF-Druckpaste bezogen sind):
  • Die Kohlenstoff-/Harz-Volumenverhältnisse und die resultierenden Nachhärtungs-Testergebnisse sind nachstehend angegeben. Die Daten zeigen klar, daß, wenn das Kohlenstoff-/Harz-Volumenverhältnis kleiner als 3,5 (Beispiele 2A und 2B) ist, die Widerstandsänderung außerhalb des akzeptablen Grenzwertes beiden Nachhärtungstests liegt.
  • Wenn große Folien mit dem Widerstandsmuster unter Verwendung der Zusammensetzungen der Beispiele 2C-E gedruckt wurden, wurde gefunden, daß sie einen kleinen Änderungskoeffizienten über die Folie aufwiesen, d.h., daß sie eine gute Linearität aufwiesen.
  • Beispiel 3
  • Durch dieses Beispiel wird die Verwendung verschiedener thermoplastischer Harze in den PTF-Druckpastenzusammensetzungen der Erfindung veranschaulicht.
  • Es wurden PTF-Widerstandsdruckpasten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (wobei die gewichtsbezogenen Prozentwerte auf das Gewicht der PTF-Druckpaste bezogen sind):
  • Die Nachhärtungs-Testergebnisse sind nachstehend angegeben. Das Phenoxy- und das Vinylidenchloridharz ergaben eine überlegene Nachhärtungs-Widerstandsstabilität. Es wird darauf hingewiesen, daß mit dem Polyester-/Polyurethanharz akzeptable Ergebnisse erhalten werden, wenn andere Komponenten passend eingestellt werden (z.B. das Kohlenstoff/Harz-Verhältnis erhöht wird).
  • Beispiel 4
  • Durch dieses Beispiel wird die Auswirkung der Flüchtigkeit des Lösungsmittels auf die Nachhärtungs-Widerstandsstabilität veranschaulicht.
  • Es wurden PTF-Widerstandsdruckpasten mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (wobei die gewichtsbezogenen Prozentwerte auf das Gewicht der PTF-Druckpaste bezogen sind):
  • Die Ergebnisse des Nachhärtungs-Tests sind nachstehend angegeben. Die Daten weisen klar auf die Verbesserung der Nachhärtungsstabilität bei Lösungsmitteln mit einem Flüchtigkeitsparameter im Bereich von 10 000 bis 50 000 (Beispiele 4A, 4B, 4C und 4D) hin. Wenn der Flüchtigkeitsparameter auf über 50 000 (Beispiel 4E) erhöht wird, beginnt die prozentuale Widerstandsänderung zu steigen und steigt weiter an.
  • Beispiel 5
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung eines verschiedenen, aus Teilchen bestehenden Materials mit einer hohen spezifischen Oberfläche in den PTF-Druckpasten der Erfindung.
  • Die PTF-Widerstandsdruckpasten wurden mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt (wobei die gewichtsbezogenen Prozentwerte auf das Gewicht der PTF-Druckpaste bezogen sind):
  • Die Nachhärtungs-Testergebnisse sind nachstehend angegeben. Die Daten weisen klar darauf hin, daß ein aus Teilchen bestehendes Material mit einer hohen spezifischen Oberfläche, das von Ruß verschieden ist, verwendet werden kann, um eine gute Nachhärtungs-Stabilität zu erzeugen.
  • Beispiel 6
  • Durch dieses Beispiel wird eine verschiedene, erfindungsgemäße PTF-Druckpasten-Zusammensetzung veranschaulicht.
  • Es wurde eine PTF-Druckpasten-Zusammensetzung mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt (wobei die gewichtsbezogenen Prozentwerte auf das Gewicht der PTF-Druckpaste bezogen sind):
  • Die Nachhärtungs-Testergebnisse sind nachstehend angegeben. Sie zeigen die hervorragende Nachhärtungs-Stabilität.

Claims (15)

1. Polymer-Dickfilmwiderstands-Zusammensetzung, umfassend:
(1) fein zerteilte leitfähige Metallteilchen mit einer spezifischen Oberfläche von 0,3 bis 3,0 m²/g,
(2) fein zerteiltes, aus Teilchen bestehendes Material, ausgewählt aus Kohlenstoff, Siliciumoxid, Aluminiumoxid und deren Mischungen, mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 100 m²/g,
(3) ein thermoplastisches Harz, gelöst in
(4) einem organischen Lösungsmittel,
wobei die Zusammensetzung innerhalb von 2,5 min im wesentlichen härtbar ist, indem sie auf eine Temperatur von 135 ºC erwärmt wird, und wobei weiterhin das Volumenverhältnis zwischen dem aus Teilchen bestehenden Material und dem Harz wenigstens 3,5 und das Gewichtsverhältnis zwischen dem Lösungsmittel und dem Harz 3 bis 5 beträgt.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das leitfähige Material aus der aus Silber, Gold, Kupfer und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das leitfähige Metall eine spezifische Oberfläche von 0,7 bis 1,3 m²/g aufweist.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das aus Teilchen bestehende Material eine spezifische Oberfläche von mehr als 200 m²/g aufweist.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische Harz aus der aus Phenoxyharz, Epoxyharz, Vinylidenchlorid, Polyester, Polyurethan und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Lösungsmittel einen Flüchtigkeits-Parameter von mehr als 10 000 aufweist.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das Lösungsmittel einen Flüchtigkeits-Parameter von 10 000 bis 50 000 aufweist.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 1, das zur Herstellung des Widerstandselements eines Spannungsprüfers geeignet ist, umfassend:
(1) fein zerteilte Silberteilchen mit einer spezifischen Oberfläche von 0,3 bis 3,0 m²/g,
(2) fein zerteilte Kohlenstoffteilchen mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 100 m²/g,
(3) ein Phenoxyharz, gelöst in
(4) einem organischen Lösungsmittel mit einem Flüchtigkeitsparameter von 10 000 bis 50 000.
9. Polymer-Dickfilmwiderstands-Zusammensetzung, umfassend:
(1) fein zerteilte Kohlenstoffteilchen mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 100 m²/g,
(2) ein thermoplastisches Harz, gelöst in
(3) einem organischen Lösungsmittel,
wobei die Zusammensetzung innerhalb von 2,5 min in wesentlichen härtbar ist, indem sie auf eine Temperatur von 135 ºC erwärmt wird, und wobei weiterhin das Volumenverhältnis zwischen dem Kohlenstoff und dem Harz wenigstens 3,5 und das Gewichtsverhältnis zwischen dem Lösungsmittel und dem Harz 3 bis 5 beträgt.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 9, wobei die Kohlenstoffteilchen eine spezifische Oberfläche von mehr als 200 m²/g aufweisen.
11. Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das thermoplastische Harz aus der aus Phenoxyharz, Epoxyharz, Vinylidenchlorid, Polyester, Polyurethan und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 9, wobei das Lösungsmittel einen Flüchtigkeits-Parameter von mehr als 10 000 aufweist.
13. Zusammensetzung nach Anspruch 12, wobei das Lösungsmittel einen Flüchtigkeits-Parameter von 10 000 bis 50 000 aufweist.
14. Verfahren zur Herstellung eines Widerstandselements, umfassend ein Substrat, auf dem eine Schicht der Zusammensetzung nach Anspruch 1 aufgedruckt ist, wobei das Verfahren das Erwärmen der Schicht umfaßt, wodurch das Entfernen des Lösungsmittels und die Umwandlung der Zusammensetzung in den Festzustand bewirkt wird.
15. Verfahren zur Herstellung eines Widerstandselements, umfassend ein Substrat, auf dem eine Schicht der Zusammensetzung nach Anspruch 9 aufgedruckt ist, wobei das Verfahren das Erwärmen der Schicht umfaßt, wodurch das Entfernen des Lösungsmittels und die Umwandlung der Zusammensetzung in den Festzustand bewirkt wird.
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