多层电气部件、涂料组合物以及制造电气部件的方法技术

一种电气部件，包括：基底，其包括一种在第一聚合物粘合剂中的导电填充剂；和涂层，其粘附至所述基底表面的至少一部分，所述涂层包括分散在聚合物粘合剂例如环氧树脂中的纳米结构的导电颗粒。还公开了制造该部件的方法。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的实施方案涉及电气部件，以及涉及一种制造所述部件的方法。
技术介绍
包括电路板的集成电路部件以及其他有源和无源电路构件的自动化测试通常通 过使用一种接触探针(contact probe)临时将被测设备(DUT)连接至测试仪器来进行。接 触探针通过一种合适的互连——可包括电缆、安装线(hook up wires)、连接器等——将信 号传送至可处理和/或显示所测信号相关细节的仪器。所述仪器可以是任何适当的测试仪 器，所述测试仪器可包括电压表、电流表、欧姆表、万用表、示波器等。由DUT产生的相关信 号可由设备在实际使用条件下、在仿真或者应力条件下、或者在老化测试(burn-in test) 协议下的运行产生。或者，可由仪器或者相关的电路系统向DUT提供参考信号或电力，与此 同时提取用于表征或显示的样品反馈信号(sample returnsignal) 0通常，使用一个以上 的探针来同时监控一个以上的信号和/或一个以上的位置。探针的数目可以在10至100 或更多的范围内。在这种情况下，各探针可被布置成探针阵列，所述探针阵列可被称为术语 “针床”。当代广泛使用的探针的特性是具有主要由金属制成的接触尖端的探针元件。使用 带金属尖端的探针的缺点是在某些条件下，探针和电路构件之间的典型的金属-金属接 触有可能在测量中引入不期望的电偏压或者甚至电涌，尤其是在交流测量中，因为金属尖 端会在测试电路中产生电容和/或电感。在这种情况下，会产生不准确的结果。使用金属 尖端探针的其他缺点包括对该探针或者电路构件的机械损坏，例如刮痕、凹痕、穿孔，以及 甚至在高电流条件下的熔结(welding)、由于金属表面氧化物的转移而造成的对DUT的污 染，等等。以大型阵列使用的金属探针的另一缺点是它们通常较重，需要成本高的支撑结构 来保持位置精度。电探针还被用在医疗行业以及医疗研究领域而作为与多种材料和表面的临时接 触体。所述材料和表面包括如下材料人或动物的皮肤、人或动物的内脏器官、细胞和细胞 群等。通常这些探针由处于合适的粘结剂或者凝胶介质中的非金属导电材料例如无机盐制 成，其可粘附连接至相关表面，从而用于将所述表面互连至测试仪器，例如心电监护仪、皮 肤电导率测试仪(skin conductivity tester)等。这些非金属探针的缺点在于在测试主 体和接触探针之间可能会发生不良化学反应或者过敏反应。ffi ^# % M ffi ^J l/l (electrostatographic printing machine) Φ ^ 电气部件由含有至少一种填充剂的复合材料制成，该复合材料包括复合塑料，所述填充 剂可以是精细颗粒或者纤维形式。所述复合材料可由非金属拉挤复合构件(pultruded composite)制成，所述非金属拉挤复合构件在聚合物基体中具有多个大致环形横截面的碳 纤维。许多文件描述了包含碳颗粒的聚合物复合材料。美国专利No. 6，426，134公开了 单壁碳纳米管-聚合物组合物。美国专利No. 5，643，990描述了各种包含碳原纤(carbonfibril)的树脂。在涂层中使用导电纳米颗粒是已知的。美国公布的专利申请No. 2008/0195187 描述了具有导体组件的医疗电气导线，所述导体组件被绝缘层以及由包括一种或多种 纳米尺寸金属结构的聚合物基复合材料形成的屏蔽覆层所覆盖。美国公布的专利申请 No. 2003/0158323描述了一种导电的、光学透明的聚合物/碳纳米管复合材料。该复合材料 通过将纳米颗粒分散在有机溶剂中并随后添加一种或多种单体而形成。或者，该顺序可反 过来进行，使单体或者聚合物先分散在溶剂或者稀释剂中，随后添加纳米颗粒并分散在该 溶剂或稀释剂中。开发可用于超高频数字检测和探测用途中的新的组合物、电气部件和用于制造组 合物和电气部件的方法是有用的。
技术实现思路
一个实施方案是一种电气部件，包括基底，其包括一种在聚合物粘合剂中的导电 填充剂；以及涂层，其粘附至所述基底表面的至少一部分，该涂层包括纳米结构的导电颗粒 填充剂和聚合物树脂。在一些实施方案中，所述填充剂被基本均勻地分散在所述树脂中。优选地，所述涂层包含至少0. 5重量％的纳米结构的导电颗粒填充剂。优选地，所述树脂包括选自以下的至少一种环氧树脂、缩醛、离子型和非离子型 聚氨酯、聚酰亚胺、聚酯、硅树脂、合成和天然橡胶(离子型和非离子型)、聚醚砜、聚砜、聚 邻苯二甲酸丁酯、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯、聚烯烃、聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)、 聚酰胺、聚氯乙烯、聚苯醚、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、含氟聚合物，以及它 们的掺合物和共聚物。优选地，所述基底包括约25至约99重量份的填充剂，基于聚合物粘合剂和填充剂 100重量份计。优选地，所述基底中的导电填充剂包括排列成行的纤维。优选地，所述基底中的导电填充剂包括排列成行的碳纤维。优选地，所述基底中的聚合物粘合剂包括选自以下的至少一种环氧树脂、缩醛、 聚酯、橡胶、聚氨酯、聚醚砜、聚砜、聚邻苯二甲酸丁酯、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯、聚 乙二醇对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚苯醚、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯三元共聚物、硅树脂、含氟聚合物和聚烯烃。优选地，所述部件还包括形成在所述基底的一部分上的套层。优选地，所述涂层和所述基底之间的粘结强度大于所述基底的内聚强度。优选地，所述部件将传感器和测试设备互联，并且所述基底和涂层材料被选择为 用于提供从测试设备通过所述部件至探针的低电气信号的基本无失真的传输。优选地，所述纳米结构的导电颗粒填充剂包括碳纳米管。优选地，所述涂层包括第二填充剂，所述第二填充剂包括选自以下的至少一种增 强齐 、划伤防护剂、表面减阻剂、硬度控制添加剂、污染防护剂、腐蚀防护剂或着色剂。另一实施方案是一种电气部件，包括基底，其包括一种在第一聚合物粘合剂中的 导电填充剂；以及涂层，其粘附至所述基底表面的至少一部分，该涂层包括基本均勻地分散 在第二聚合物粘合剂中的纳米结构的导电颗粒填充剂，所述涂层和基底之间的粘结强度是基底的内聚强度的至少10%。在一些实施方案中，涂层和基底之间的粘结可以等于，或者近 似等于基底层的内聚强度，在另一些实施方案中，层之间的粘结足以使得当该部件在预期 用途中使用期间，在所受力的整个范围内，该涂层不会从基底脱胶或者脱层。优选地，所述涂层的表面电阻与所述基底的体电阻大致相同，并且所述电气部件 包括一个探针尖端。优选地，所述部件是一组电气部件的一部分，并且每一部件的电气电阻在该组中 其他每一电气部件的电阻的之内。另一实施方案是方法，包括获得基底，该基底包括一种在聚合物粘合剂中的导电 填充剂；将纳米结构的导电颗粒填充剂分散在包括溶剂和活性稀释剂中的至少一种的液体 中，以形成悬浮液(dispersion)；将该悬浮液与液体树脂相混合，以形成涂料混合物；施加 该涂料混合物至基底；以及使所施加的涂料混合物交联，以形成涂布的基底。另一实施方案是方法，包括获得基底，该基底包括一种在聚合物粘合剂中的导电 填充剂；将纳米结构的导电颗粒填充剂分散在稀释剂或溶剂中，以形成悬浮液；将该悬浮 液与液体树脂相混合，以形成涂料混合物；施加该涂料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气部件，包括：基底，其包括一种在聚合物粘合剂中的导电填充剂，所述基底具有一个表面；以及涂层，其粘附至所述基底表面的至少一部分，所述涂层包括纳米结构的导电颗粒填充剂和聚合物树脂。

【技术特征摘要】
US 2009-10-28 12/607,5591.一种电气部件，包括基底，其包括一种在聚合物粘合剂中的导电填充剂，所述基底具有一个表面；以及涂层，其粘附至所述基底表面的至少一部分，所述涂层包括纳米结构的导电颗粒填充 剂和聚合物树脂。2.如权利要求1的部件，其中所述纳米结构的导电颗粒填充剂基本均勻地分散在所述 树脂中。3.如权利要求1的部件，其中所述纳米结构的导电颗粒填充剂包括选自以下的至少一 种碳纳米管、氮化硼纳米管、金属纳米颗粒、金属氧化物、有机盐、无机盐和碎纤维。4.如权利要求1的部件，其中所述涂层与所述基底的粘结强度是所述基底的内聚强度 的至少10%。5.一种电气部件，包括基底，其包括一种在第一聚合物粘合剂中的导电填充剂，所述基底具有一个表面；以及涂层，其粘附至所述基底表面的至少一部分，所述涂层包括基本均勻地分散在第二聚 合物粘合剂中的纳米结构的导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：JA斯威夫特，SJ华莱士，RL布洛克，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]