[發(fā)明專利]含有導(dǎo)電芯殼粒子的電壓可切換電介質(zhì)材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980147986.2
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN102246246A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: L·科索斯基;R·弗萊明;J·吳;P·薩拉夫;T·阮岡納贊
• 申請（專利權(quán)）人: 肖克科技有限公司
• 主分類號: H01C7/10
• 分類號: H01C7/10
• 代理公司: 北京北翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11285
• 代理人: 鐘守期;王媛

相關(guān)申請

本申請要求美國臨時專利申請No.61/101,637的優(yōu)先權(quán)，該在先申請的全部內(nèi)容通過引用的方式納入本說明書。

技術(shù)領(lǐng)域

本文所述實施方案總體上屬于電壓可切換電介質(zhì)材料，更具體而言，屬于含有芯殼化合物的電壓可切換電介質(zhì)復(fù)合材料。

背景技術(shù)

電壓可切換電介質(zhì)(VSD)材料是在低電壓下絕緣而在較高電壓下導(dǎo)電的材料。這些材料通常是在絕緣聚合物基質(zhì)中含有導(dǎo)電粒子、半導(dǎo)電粒子和絕緣粒子的復(fù)合物。這些材料用于電子器件的瞬態(tài)保護，最值得注意的是靜電放電保護(ESD)和電過載(EOS)。通常，VSD材料表現(xiàn)為電介質(zhì)，除非施加特征電壓或電壓范圍，這種情況下，其表現(xiàn)為導(dǎo)體。存在多種VSD材料。電壓可切換電介質(zhì)材料的實例見于以下參考文件中，例如美國專利No.4,977,357、美國專利No.5,068,634、美國專利No.5,099,380、美國專利No.5,142,263、美國專利No.5,189,387、美國專利No.5,248,517、美國專利No.5,807,509、WO?96/02924和WO97/26665，這些專利都通過引用的方式納入本說明書。

可用多種方法形成VSD材料。一種常規(guī)技術(shù)提出，用高水平的金屬粒子填充聚合物層至非常接近逾滲閾值，通常為大于25體積％。然后將半導(dǎo)體和/或絕緣體材料加入至混合物。

另一種常規(guī)技術(shù)提出，通過混合摻雜的金屬氧化物粉末、然后將粉末燒結(jié)以制備具有晶粒間界的粒子、再將粒子加入至聚合物基質(zhì)至高出逾滲閾值，從而形成VSD材料。

用于形成VSD材料的其它技術(shù)描述于名稱為“具有導(dǎo)電或半導(dǎo)電有機材料的電壓可切換電介質(zhì)材料”(VOLTAGE?SWITCHABLE?DIELECTRIC?MATERIAL?HAVING?CONDUCTIVE?OR?SEMI-CONDUCTIVE?ORGANIC?MATERIAL)的美國專利申請No.11/829,946和名稱為“具有高縱橫比粒子的電壓可切換電介質(zhì)材料”(VOLTAGE?SWITCHABLE?DIELECTRIC?MATERIAL?HAVING?HIGH?ASPECT?RATIO?PARTICLES)的美國專利申請No.11/829,948。

附圖說明

圖1是一層或具有厚度的VSD材料的示例性(非按比例)的截面圖，示出多個實施方案的VSD材料的組分。

圖2A示出一個實施方案中，芯殼結(jié)構(gòu)用于VSD材料組合物的金屬粒子組分的用途。

圖2B示出包括導(dǎo)電的/半導(dǎo)電的和/或納米尺寸的粒子的結(jié)合物的VSD材料，以給出與本文所述的其它實施方案的對比方案。

圖2C示出含有兩層或更多層殼材料的導(dǎo)體粒子。

圖2D示出含有殼結(jié)構(gòu)層的導(dǎo)體粒子，所述殼結(jié)構(gòu)層包含兩種或更多種材料。

圖3A至圖3C示出通過使用前體溶液形成殼材料而形成的表面改性導(dǎo)電粒子的實際圖像。

圖4A和圖4B各自示出配置有VSD材料的襯底器件的不同構(gòu)造，所述VSD材料含有例如本文提供的任意實施方案所述的組合物。

圖5是電子器件的簡圖，其上可提供本文所述實施方案的VSD材料。

具體實施方式

本文所述的實施方案提供了一種電壓可切換電介質(zhì)(VSD)材料的組合物，其包含導(dǎo)電的芯殼粒子。根據(jù)一些實施方案，配制了VSD材料，其含有各自包含導(dǎo)電芯和一層或多層殼層的粒子組分。在一些實施方案中，所述VSD材料包括用于相應(yīng)的導(dǎo)電芯中心的多殼層。

此外，一個實施方案提供了一種電壓可切換電介質(zhì)(VSD)材料的組合物，其包含一種濃度的芯殼粒子，所述芯殼粒子各自包含導(dǎo)體芯和殼，各芯殼粒子的殼為(i)多層的和/或(ii)非均質(zhì)的。

此外，一些實施方案包括一種組合物，其包含粘合劑，所述粘合劑含有均勻地混合于其中的多種粒子組分。所述多種粒子組分包括一種濃度的導(dǎo)體和/或半導(dǎo)體粒子組分，和一種濃度的包括導(dǎo)電芯殼粒子的粒子。特別是，所述的芯殼粒子可為導(dǎo)電的、一芯多殼(core?multi-layered?shell，CCMLS)粒子。作為替代方案，所述芯殼粒子可包含非均質(zhì)的殼，或者所述芯殼粒子另外可包含非均質(zhì)的殼。所得VSD組合物(i)在不存在超過所述組合物特征電壓水平的電壓時是介電的，而(ii)在施加超過所述組合物特征電壓水平的電壓時是導(dǎo)電的。

VSD材料概述