具有高纵横比粒子的电压可切换介电材料制造技术

一种电压可切换介电（ＶＳＤ）材料的组合物，其采用具有较高纵横比的半导电或导电材料，以便增强该ＶＳＤ材料的机械特性和电特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2006年7月29日提交的、名称为“Voltage SwitchableDielectric Material With Reduced Metal Loading(具有减少的金属填料的电压可切换介电材料)”的临时美国专利申请No.60/820,786的优先权，上述申请由此通过引用全文纳入。本申请还要求2006年9月24日提交的、名称为“Voltage SwitchableDevice and Dielectric Material With High Cu rrent Carrying Capacity and aProcess for Electroplating the Same(具有高载流能力的电压可切换器件和介电材料以及电镀该电压可切换器件和介电材料的过程)”的临时美国专利申请No.60/826,746的优先权，上述申请由此通过引用全文纳入。本申请还要求2007年7月11日提交的、名称为“Binders for VoltageSwitchable Dielectric Materials(用于电压可切换介电材料的粘合剂)”的临时美国专利申请No.60/949,179的优先权，上述申请由此通过引用全文纳入。本申请是2006年11月21日提交的、名称为“Light Emitting DeviceUsing Voltage Switchable Dielectric Material(使用电压可切换介电材料的<br>发光器件)”的美国专利申请No.11/562,289的部分继续申请；该美国专利申请要求2005年11月22日提交的、名称为“RFID Tag UsingVoltage Switchable Dielectric Material(使用电压可切换介电材料的RFID标签)”的临时美国专利申请No.60/739,725的权益，并要求2005年11月30日提交的、名称为“Light Emitting Devices with ESDCharacteristics(具有ESD特性的发光器件)”的临时美国专利申请No.60/740,961的权益；所有上述在先申请由此都通过引用分别全文纳入。本申请是2006年11月21日提交的、名称为“Wireless CommunicationDevice Using Voltage Switchable Dielectric Material(使用电压可切换介电材料的无线通信器件)”的美国专利申请No.11/562,222的部分继续申-->请；该美国专利申请要求2005年11月22日提交的、名称为“RFID TagUsing Voltage Switchable Dielectric Material(使用电压可切换介电材料的RFID标签)”的临时美国专利申请No.60/739,725的权益，并要求2005年11月30日提交的、名称为“Light Emitting Devices with ESDCharacteristics(具有ESD特性的发光器件)”的临时美国专利申请No.60/740,961的权益；所有上述在先申请由此都通过引用分别全文纳入。本申请是2004年9月28日公告的、名称为“Current Carrying StructureUsing Voltage Switchable Dielectric Material(使用电压可切换介电材料的载流结构)”的美国专利No.6,797,145的部分继续申请；该美国专利是1999年11月10日提交的、现被放弃的美国申请序列No.09/437,882的部分继续申请，并且要求1999年8月27日提交的美国临时申请No.60/151,188的权益；所有上述在先申请由此都通过引用全文纳入。
所公开的实施方案总体涉及电压可切换介电(VSD)材料的领域。更具体地，在本说明书中所描述的实施方案包括VSD材料，该VSD材料包括作为填料的导电或半导电的高纵横比(aspect-ratio)(HAR)粒子。
技术介绍
电压可切换介电(VSD)材料应用越来越多。例如，这些应用包括将其用在印刷电路板以及器件封装上，以便处理瞬态电压以及静电放电(ESD)事件。存在各种传统VSD材料。在诸如美国专利No.4,977,357，美国专利No.5,068,634，美国专利No.5,099,380，美国专利No.5,142,263，美国专利No.5,189,387，美国专利No.5,248,517，美国专利No.5,807,509，WO 96/02924以及WO 97/26665的参考文献中提供了电压可切换介电材料的实例。VSD材料可以是由(Littlefuse，Inc.拥有的)SURGX公司生产的“SURGX”材料。虽然VSD材料有很多用途和应用，但是该材料的传统合成物具有-->许多缺点。典型的传统VSD材料是易碎的，易刮伤或易受到其他表面损坏，缺乏粘合强度，并且具有高的热膨胀性。附图说明图1是框图，其示出在配制根据本专利技术的一实施方案的VSD材料的过程中所用的成分。图2示出用于配制根据本专利技术的一实施方案的、在粘合剂中具有高纵横比粒子的VSD材料组合物的过程。图3A是VSD材料的剖视图，其中VSD材料是根据本专利技术的一个或多个实施方案配制的。图3B示出根据图3A或其他地方所述的实施方案的VSD材料的钳位电压和触发电压的基本电特性图。图3C-图3E示出在响应电压事件的发生时，根据本专利技术的一个或多个实施方案的VSD材料的不同实例的电压与电流性能图。图4示出了根据本专利技术的一实施方案的另一过程，通过该过程VSD材料可以包括覆盖导体或半导体粒子的HAR粒子。图5A和图5B示出在本专利技术的一实施方案下，用HAR粒子来覆盖金属/无机导体或半导体粒子如何可以减少VSD材料中此种粒子的填充。图5C示出根据本专利技术的一实施方案的、作为VSD材料的粘合剂中的填料的HAR粒子以纳米级分散在粘合剂中时，该粒子的相对无序的分布。图6A和图6B均示出衬底器件的不同构造，该衬底器件是利用根据本专利技术的一实施方案的、在其粘合剂中具有HAR粒子的VSD材料构造的。图7示出使用根据图1-5C中所述的任一实施方案的有机VSD材料电镀的过程。图8是电子器件的简图，在该电子器件上可以设置本说明书所述实施方案的VSD材料。具体实施方式-->本说明书中所述的实施方案提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，包括：　粘合剂；　导电或半导电的材料，包括以纳米级分散在粘合剂内的高纵横比（ＨＡＲ）粒子，该ＨＡＲ粒子具有为１０或更大的纵横比；以及　还包括除了那含有ＨＡＲ粒子的材料之外的导体和／或半导体粒子；　其中粘合 剂、该材料和ＨＡＲ粒子结合起来以提供具有以下特性的组合物，所述特性为：（ｉ）当不存在超过特征电压电平的电压时，是介电的，以及（ｉｉ）当施加超过所述特征电压电平的电压时，是导电的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-7-29 60/820,786;US 2006-9-24 60/826,746;US1.一种组合物，包括：
粘合剂；
导电或半导电的材料，包括以纳米级分散在粘合剂内的高纵横比
(HAR)粒子，该HAR粒子具有为10或更大的纵横比；以及
还包括除了那含有HAR粒子的材料之外的导体和/或半导体粒子；
其中粘合剂、该材料和HAR粒子结合起来以提供具有以下特性的
组合物，所述特性为：(i)当不存在超过特征电压电平的电压时，是
介电的，以及(ii)当施加超过所述特征电压电平的电压时，是导电
的。
2.权利要求1的组合物，其中HAR粒子与粘合剂均匀混合。
3.权利要求1的组合物，其中导体和/或半导体粒子以及HAR粒
子与粘合剂均匀混合。
4.权利要求1的组合物，其中HAR粒子是碳纳米管。
5.权利要求1的组合物，其中HAR粒子是无机的。
6.权利要求1的组合物，其中HAR粒子是氧化锑锡(ATO)纳米
棒。
7.权利要求1的组合物，其中HAR粒子中至少一些的纵横比为
102或103更大。
8.权利要求1的组合物，其中HAR粒子中至少一些为纳米线。
9.权利要求1的组合物，其中HAR粒子中至少一些对应于碳黑或
碳纤维中的一种或多种。
10.权利要求1的组合物，其中纳米级HAR粒子中至少一些为金
属。
11.权利要求10的组合物，其中纳米级HAR粒子对应于以下的一
种或多种：铜、镍、金、银、钴、锌、氧化物、碳化硅、砷化镓、氧
化铝、以及氮化铝、二氧化钛、氧化锑锡、氧化铟锡、氧化铟锌、氮
化硼、氧化铋、氧化铁、氧化铈、以及氧化锑锌。
12.权利要求3的组合物，其中导体和/或半导体粒子包括金属或
金属复合物。
13.权利要求12的组合物，其中金属复合物选自氧化物、金属氮
化物、金属碳化物、金属硼化物、金属硫化物或其组合。
14.权利要求3的组合物，其中导体和/或半导体粒子包括钛化合
物。
15.权利要求14的组合物，其中导体和/或半导体粒子包括二氧
化钛。
16.一种电压可切换介电材料，包括一些高纵横比(HAR)的粒子，
该粒子各自具有的纵横比为10或更大。
17.权利要求16的电压可切换介电材料，进一步包括粘合剂，并
且其中HAR粒子以纳米级分布在该粘合剂中。
18.权利要求16的电压可切换介电材料，其中HAR粒子对应于一
些纳米线。
19.权利要求16的电压可切换介电材料，其中HAR粒子与粘合剂
均匀混合。
20.权利要求16的电压可切换介电材料，其中导体和/或半导体
粒子以及HAR粒子与粘合剂均匀混合。
21.一种生产电压可切换介电材料的方法，该方法包括：
生产一混合物，该混合物包含(i)介电的粘合剂，(ii)金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：L科索斯基，R弗莱明，
申请(专利权)人：肖克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]