[發(fā)明專利]具有靜電放電防護特性的有機/無機介電混成材料組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810089154.7
• 申請日: 2008-04-01
• 公開（公告）號: CN101550279A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設計）人: 洪銘聰;劉淑芬;金進興
• 申請（專利權）人: 財團法人工業(yè)技術研究院
• 主分類號: C08L101/00
• 分類號: C08L101/00;C08L63/00;C08L61/06;C08K3/00;C08L71/00;H05K1/02;H01L23/498;H01L23/60
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 梁 揮;祁建國

技術領域

本發(fā)明涉及靜電放電防護技術，尤其涉及靜電放電防護介電材料的原料組合物。

背景技術

由于電子產(chǎn)品不斷往小型化、輕量化、可攜式發(fā)展的趨勢，對于性能及產(chǎn)品尺寸安定性之要求原則更是加倍。電子產(chǎn)品的高功能化需求，使得集成電路制造往高階技術發(fā)展：制作過程中線路線寬越來越小、工作電壓越來越低，以及工作頻率越來越高。由于65nm以下的納米芯片已無法通過集成電路線路的設計解決靜電放電(electrostatic?discharge；ESD)防護的問題，只能靠具有ESD防護能力的集成電路載板保護之，以預防外部突發(fā)的ESD能量進入系統(tǒng)破壞集成電路。目前的解決方案主要是在集成電路載板表面上焊接ESD防護組件，然而在電子產(chǎn)品日趨高功能化與高頻高速化時，集成電路的封裝密集度日益提高、單一組件尺寸日益縮小，因此勢必得面臨封裝以及在集成電路載板無多余空間可容納上千顆表面粘著型態(tài)(SMT)的ESD防護組件的情況發(fā)生。

一般最常見的ESD保護組件大多采用焊接或表面粘著技術將具有ESD防護特性的材料組件整合于芯片或基板上，內(nèi)部的主要材料成分均以無機系統(tǒng)為主體，此外，也有內(nèi)部架構以有機高分子系統(tǒng)為主體的ESD防護材料稱為高分子可變電阻材料(variable?voltage?material；VVM)，VVM高分子可變電阻器(組件)的應用已相當廣泛，所謂的高分子VVM主要是于高分子樹脂中添加導體粒子/半導體粒子/絕緣體或非導體粒子，該材料在常壓下為一電阻很大的絕緣性材料，但在靜電放電產(chǎn)生的時候立刻轉換成電阻很小的導電性材料迅速將高電壓導掉，借以保護電路組件。

在US?5807509中，主要揭露的部分是著重在多層結構(multilayer)的設計上，而材料的部分，其所揭露的高分子是由含氟的硅橡膠(silicone-rubber)以及聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane)所組成，導體以及半導體粉體則分別為鋁金屬和氧化鋁并添加些許的絕緣性粉體(如Fumed?silica；二氧化硅)所組成。結構的設計上則是在不同粉體組成材料層與層之間插入或不插入一導體層來區(qū)分，并且利用不同層數(shù)的堆棧以及改變不同粉體組成(composition)來達到靜電放電防護的效果。另外，US?6310752、US?6373719、US?6657532、US?2005/0052811與US?7049926，內(nèi)容更加著重于工藝與結構設計。而在US6251513中，其內(nèi)容依然著重ESD防護組件結構的設計，其材料也僅止于有機高分子聚合物與不同特性粉體的混合物，其中高分子是以具有熱塑性質的聚合物(聚酯；polyester)為主，導體/半導體/絕緣性粉體的種類則較為多元，之后的US?2003/0218851、US?2003/0025587、US?2003/0071245與US?7132922等，其中在2003/0071245A1所揭露的內(nèi)容是將VVM導入PCB工藝中并應用在大量制造ESD保護組件的工藝上。而在US?7132922當中將導體/半導體/絕緣性粉體的種類衍生到殼-核(core-shell)結構或在其結構中摻雜(doping)其它元素。上述現(xiàn)有技術所揭露的技術除了高分子可變電阻材料的組成差異之外，最大的揭露點則在其結構的設計與應用的類型上作區(qū)別。然而以上的前案的主軸都為SMD型式的靜電放電防護組件的相關技術。

另一方面，US?5409968、US?5476714、US?5669381、US?5781395等則揭露有關于高分子可變電阻材料的技術，但也都是鎖定SMD組件型式的應用。這些前案所揭露的材料靜電放電防護機制啟動的原理是利用不同特性以及不同粒徑大小粉體在高分子當中的堆棧排列形成一個電子傳遞的路徑，在常壓下為一電阻很大的絕緣性材料，但在靜電放電的危害產(chǎn)生時立刻轉換成電阻很小的導電性材料并通過此途徑迅速將高電壓接地導掉以此保護電子組件或線路免于受損。然而，其材料配方都只是簡單描述為高分子與導體/半導體/絕緣體粉體的混成物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種符合現(xiàn)行PCB工藝技術，制造具有靜電放電防護特性的有機/無機介電混成材料組合物。