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1、(10)申请公布号 CN 104160568 A (43)申请公布日 2014.11.19 CN 104160568 A (21)申请号 201380012316.6 (22)申请日 2013.02.15 2012-047939 2012.03.05 JP H01T 4/10(2006.01) H01B 1/00(2006.01) H01B 1/22(2006.01) H01T 1/20(2006.01) H01C 7/12(2006.01) H05F 3/02(2006.01) H05F 3/04(2006.01) (71)申请人 昭和电工株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 大西美奈。
2、 石原吉满 吉田俊辅 (74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所 11247 代理人 段承恩 杨光军 (54) 发明名称 放电间隙填充用组合物和静电放电保护体 (57) 摘要 本发明的课题是提供能够对各种设计的电子 电路基板等的电子设备, 以自由的形状且简便地 实现 ESD 对策, 并且, 即使在宽的放电间隙中放电 时的工作性也优异、 能够小型化、 低成本化的静电 放电保护体, 以及提供能够用于制造那样的静电 放电保护体的放电间隙填充用组合物。本发明的 放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 含有金属粉 末(A1)、 铝粉末(A2)和粘合剂成分(B), 所述金属 粉末 (A1) 是金属的一次粒子。
3、表面的至少一部分 被包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆而成的粉 末, 所述铝粉末 (A2) 是铝的一次粒子表面没有被 包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆的粉末。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.09.03 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2013/053628 2013.02.15 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/132988 JA 2013.09.12 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 26 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书26页 附图3页 (1。
4、0)申请公布号 CN 104160568 A CN 104160568 A 1/2 页 2 1. 一种放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 含有金属粉末 (A1)、 铝粉末 (A2) 和粘合 剂成分 (B), 所述金属粉末 (A1) 是金属的一次粒子表面的至少一部分被包含金属醇盐的水解生成 物的膜被覆而成的粉末, 所述铝粉末 (A2) 是铝的一次粒子表面没有被包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆的 粉末。 2. 根据权利要求 1 所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 金属粉末 (A1) 的金属 的一次粒子的形状和铝粉末 (A2) 的一次粒子的形状都是薄片状。 3. 根据权利要求 1 或 2 。
5、所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 金属粉末 (A1) 的 金属的一次粒子的平均粒径为 1 15m, 并且铝粉末 (A2) 的一次粒子的平均粒径为 5 70m。 4.根据权利要求13中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述金属 粉末 (A1) 的金属的金属元素是选自锰、 铌、 锆、 铪、 钽、 钼、 钒、 镍、 钴、 铬、 镁、 钛或铝中的至 少 1 种。 5.根据权利要求14中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述金属 粉末 (A1) 的金属的金属元素为铝。 6.根据权利要求15中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 放电间隙 填充用组合物。
6、中的金属粉末 (A1) 与铝粉末 (A2) 的质量比为 98:2 20:80。 7.根据权利要求16中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述金属 醇盐以下述通式 (1) 来表示, 式 (1) 中, M 为金属原子, O 为氧原子, R 各自独立地为碳原子数 1 20 的烷基, n 为 1 40 的整数。 8.根据权利要求7所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述通式(1)中的M为 硅、 钛、 锆、 钽或铪。 9.根据权利要求18中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 在所述金 属粉末 (A1) 和 / 或铝粉末 (A2) 中的金属的一次粒子表面形成有自氧化膜。
7、。 10. 根据权利要求 1 9 中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述粘 合剂成分 (B) 含有热固化性化合物或活性能量射线固化性化合物。 11.根据权利要求10所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述粘合剂成分(B) 含有热固化性聚氨酯树脂。 12. 根据权利要求 1 11 中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 放电 间隙填充用组合物的固体成分中的金属粉末(A1)和金属粉末(A2)的合计的含量为395 质量, 粘合剂 (B) 的含量为 5 97 质量。 权 利 要 求 书 CN 104160568 A 2 2/2 页 3 13. 一种静电放电保护体,。
8、 是至少具有 2 个电极、 和所述 2 个电极间的放电间隙的静电 放电保护体, 其特征在于, 具有将权利要求 1 12 中任一项所述的放电间隙填充用组合物填充到所述放电间隙 而形成的放电间隙填充部件。 14. 根据权利要求 13 所述的静电放电保护体, 其特征在于, 所述放电间隙的宽度为 300m 以上且 1mm 以下。 15. 根据权利要求 13 或 14 所述的静电放电保护体, 其特征在于, 在所述放电间隙填充 部件的表面形成有保护层。 16. 一种电子电路基板, 具有权利要求 13 15 中任一项所述的静电放电保护体。 17. 一种挠性电子电路基板, 具有权利要求 13 15 中任一项所。
9、述的静电放电保护体。 18.一种IC芯片搭载用基板, 具有权利要求1315中任一项所述的静电放电保护体。 19. 一种电子设备, 具有权利要求 16 所述的电子电路基板、 权利要求 17 所述的挠性电 子电路基板或权利要求 18 所述的 IC 芯片搭载用基板。 权 利 要 求 书 CN 104160568 A 3 1/26 页 4 放电间隙填充用组合物和静电放电保护体 技术领域 0001 本发明涉及放电间隙填充用组合物和静电放电保护体, 更具体地讲, 涉及放电时 的工作性优异、 能够小型化、 低成本化的静电放电保护体, 以及该静电放电保护体所使用的 放电间隙填充用组合物。 背景技术 0002 。
10、如果带电的导电性物体 ( 例如人体 ) 与其他导电性物体 ( 例如电子设备 ) 接触或 充分接近, 则会发生激烈的放电。该现象被称为静电放电 (electro-static discharge, 以 下也记为 ESD ), 有时会引起电子设备的误操作、 损伤等问题, 或成为爆炸性气氛中的爆炸 的导火索。 0003 ESD 是电气系统和集成电路所遭受的破坏性且不可避免的现象之一。如果从电学 的观点来说明, 则 ESD 是指具有数安培的峰值电流的高电流持续 10 纳秒至 300 纳秒的瞬间 的高电流现象。因此, 当发生 ESD 时, 如果不在几十纳秒以内将大致数安培的电流向集成电 路外传导, 则该。
11、集成电路会遭受极难修复的损伤, 或者发生不良情况或劣化, 无法正常地发 挥作用。 0004 近年来, 电子部件、 电子设备的轻量化、 薄型化、 小型化的潮流迅速进展。随之而 来, 半导体的集成度、 电子部件向印刷配线基板的装配密度的上升变得显著, 过密地集成或 装配的电子元件、 信号线彼此极其接近地存在。并且信号处理速度也被高速化了。其结果, 形成容易诱发高频辐射噪音的状况。基于这样的状况, 进行了保护电路内的 IC 等不受 ESD 破坏的静电放电保护元件的开发。 0005 以往, 作为保护电路内的 IC 等不受 ESD 破坏的静电放电保护元件, 有包含金属氧 化物等的烧结体的整体结构的元件 。
12、( 例如, 参照专利文献 1)。该元件是包含烧结体的叠层 型片式压敏电阻器, 具备叠层体和一对外部电 极。 压敏电阻器具有当施加电压达到某一定 以上的值时, 在此之前不流动的电流突然流出这样的性质, 对静电放电具有优异的抑制力。 但是, 作为烧结体的叠层型片式压敏电阻器无法避免包含片成型、 内部电极印刷、 片层叠等 的复杂的制造工艺, 并且, 存在装配工序中也容易发生层间剥离等不良情况这样的问题。 0006 此外, 作为保护电路内的 IC 等不受 ESD 破坏的静电放电保护元件有放电型元件。 放电型元件也具有漏电流小、 原理简单、 不易发生故障这些长处。另外, 放电电压可以根据 放电间隙的宽度。
13、来调整。另外, 在形成密封结构的情况下, 根据气体的压力、 气体的种类来 决定放电间隙的宽度。 作为实际上市售的放电型元件, 有形成圆柱状的陶瓷表面导体皮膜, 通过激光等在该皮膜上设置放电间隙, 对其进行玻璃封装而得到的元件。该市售的玻璃封 装的放电型元件, 虽然静电放电保护特性优异, 但是其形态复杂, 因此作为小型的表面装配 用元件, 在尺寸的方面有限制, 并且存在难以降低成本这样的问题。 0007 并且, 公开了在配线上直接配线形成放电间隙, 通过该放电间隙的宽度来调整放 电电压的方法 ( 例如, 参照专利文献 2 4)。专利文献 2 中例示了放电间隙的宽度为 4mm, 专利文献 3 中例。
14、示了放电间隙的宽度为 0.15mm。另外, 专利文献 4 中公开了在通常的电子 说 明 书 CN 104160568 A 4 2/26 页 5 元件的保护时, 作为放电间隙优选为 5 60m, 为了通过静电放电来保护敏感的 IC、 LSI, 优选将放电间隙设为 1 30m, 特别是在仅除去大的脉冲电压部分即可的用途中可以增 大至 150m 左右。 0008 但是, 如果在放电间隙部分没有保护, 则有以下可能性 : 在施加高电压时会发生气 体放电、 或者由于环境中的湿度、 气体使导体的表面发生污染而使放电电压变化、 或者由于 设置有电极的基板的碳化而使电极短路。 0009 另外, 在具有放电间隙。
15、的静电放电保护体中, 在通常的工作电压, 例如一般小于 DC10V 时, 要求高的绝缘电阻性, 因此将耐电压性的绝缘性部件设置于电极对的放电间隙中 变得有效。如果为了保护放电间隙, 在放电间隙中直接填充通常的抗蚀剂 (resist) 类作为 绝缘性部件, 则会引起放 电电压的大幅上升, 不实用。虽然在 1 2m 左右或其以下的极 窄的放电间隙中填充通常的抗蚀剂类的情况下, 可以降低放电电压, 但存在以下问题 : 被填 充的抗蚀剂类发生微小的劣化、 或者绝缘电阻下降、 或者根据情况而导通。 0010 专利文献 5 中公开了一种保护元件, 其在绝缘基板上设置 10 50m 的放电间 隙, 在端部相。
16、对的一对电极图案之间设置以 ZnO 为主成分且包含碳化硅的功能膜。该保护 元件与叠层型片式压敏电阻器相比较, 结构简单, 并具有可以作为基板上的厚膜元件来制 造的优点。 0011 但是, 这些 ESD 对策元件, 虽然随着电子设备的进化, 实现了装配面积的降低化, 但形态始终是元件, 因此需要通过焊料等装配于配线基板上。因此, 在电子设备中, 设计的 自由度少, 并且, 包含高度而在小型化方面存在限制。 0012 因此, 期望能够不固定元件, 以包含小型化的自由的形态在必要的位置并且以必 要的面积量采用 ESD 对策。 0013 另一方面, 公开了作为 ESD 保护材料, 使用树脂组合物 ( 。
17、例如, 参照专利文献 6)。 这里的树脂组合物的特征在于, 包含 : 由绝缘粘合剂的混合物构成的母材 ; 具有小于 10m 的平均粒径的导电性粒子 ; 和具有小于 10m 的平均粒径的半导体粒子。 0014 另外, 作为 ESD 保护材料, 公开了表面由绝缘性氧化皮膜被覆的导电性和半导体 粒子的混合物通过绝缘性粘合剂被粘结的组合物材料、 规定了粒径范围的组合物材料、 规 定了导电性粒子间的面间隔的组合物材料等 ( 例如, 参照专利文献 7)。 0015 但是, 在专利文献 7 所记载的方法中, 由于导电性粒子、 半导体粒子的分散方法没 有被最佳化, 因此存在低电压时得不到高的电阻值, 或高电压。
18、时得不到低的电阻值等技术 上的不稳定因素。 0016 另外, 这些组合物在放电时的工作电压高, 因此特别不适合保护低电阻的集成电 路的目的。 特别是如果配合大量半导电性粒子、 绝缘性粒子, 则会使工作性降低, 另一方面, 在仅配合金属粒子的情况下, 存在耐电压 性低这样的问题。 0017 为解决上述问题, 公开了用包含化合物和粘合剂的组合物填充放电间隙的方法, 所述化合物是将金属粉末的表面由金属氧化物被覆而成的(例如, 参照专利文献8)。 但是, 所述组合物是设想放电间隙为例如 300m 以下程度的组合物。如果, 即使是更宽的放电间 隙也能够适用, 则配线的设计的自由度显著地提升。 0018 。
19、如果为了即使在更宽的放电间隙中也使工作性良好, 而使用配合了大量的由所述 金属氧化物被覆了的金属粉末的组合物来填充宽的放电间隙, 则有静电放电性能的稳定性 说 明 书 CN 104160568 A 5 3/26 页 6 下降的倾向。 另外, 如果用仅配合了导电性粒子的组合物填充更宽的放电间隙, 则有耐电压 性低的倾向。 0019 在先技术文献 0020 专利文献 1 : 日本特开 2005-353845 号公报 0021 专利文献 2 : 日本特开平 3-89588 号公报 0022 专利文献 3 : 日本特开平 5-67851 号公报 0023 专利文献 4 : 日本特开平 10-27668。
20、 号公报 0024 专利文献 5 : 日本特开 2007-266479 号公报 0025 专利文献 6 : 日本特表 2001-523040 号公报 0026 专利文献 7 : 美国专利第 4,726,991 号 0027 专利文献 8 : 国际公开第 2010/147095 号 发明内容 0028 本发明为解决上述那样的问题, 其目的是提供能够针对各种设计的电子电路基板 等的电子设备, 以自由的形状且简便地实现 ESD 对策, 并且, 即使在宽的放电间隙中放电时 的工作性也优异、 能够小型化、 低成本化的静电放电保护体, 以及提供可以用于制造那样的 静电放电保护体的放电间隙填充用组合物。 0。
21、029 本发明涉及例如以下的 1 19。 0030 1 一种放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 含有金属粉末 (A1)、 铝 粉末 (A2) 和粘合剂成分 (B), 0031 所述金属粉末 (A1) 是金属的一次粒子表面的至少一部分被包含金属醇盐的水解 生成物的膜被覆而成的粉末, 0032 所述铝粉末 (A2) 是铝的一次粒子表面没有被包含金属醇盐的水解生成物的膜被 覆的粉末。 0033 2根据1所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 金属粉末(A1)的金属的 一次粒子的形状和铝粉末 (A2) 的一次粒子的形状都是薄片状。3 根据 1 或 2 所述的 放电间隙填充用组合物, 其特征在于,。
22、 金属粉末 (A1) 的金属的一次粒子的平均粒径为 1 15m, 并且铝粉末 (A2) 的一次粒子的平均粒径为 5 70m。 0034 4 根据 1 3 中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述金 属粉末 (A1) 的金属的金属元素是选自锰、 铌、 锆、 铪、 钽、 钼、 钒、 镍、 钴、 铬、 镁、 钛或铝中的 至少 1 种。 0035 5 根据 1 4 中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述金 属粉末 (A1) 的金属的金属元素为铝。 0036 6 根据 1 5 中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 放电间 隙填充用组合物中的金属粉末 (A1。
23、) 与铝粉末 (A2) 的质量比为 98:2 20:80。 0037 7 根据 1 6 中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述金 属醇盐以下述通式 (1) 来表示, 0038 说 明 书 CN 104160568 A 6 4/26 页 7 0039 ( 式 (1) 中, M 为金属原子, O 为氧原子, R 各自独立地为碳原子数 1 20 的烷基, n 为 1 40 的整数 )。 0040 8根据7所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述通式(1)中 的M为 硅、 钛、 锆、 钽或铪。 0041 9 根据 1 8 中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 在。
24、所述 金属粉末 (A1) 和 / 或铝粉末 (A2) 中的金属的一次粒子的表面形成有自氧化膜。 0042 10根据19中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述粘 合剂成分 (B) 含有热固化性化合物或活性能量射线固化性化合物。 0043 11 根据 10 所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 所述粘合剂成分 (B) 含有热固化性聚氨酯树脂。 0044 12 根据 1 11 中任一项所述的放电间隙填充用组合物, 其特征在于, 放电 间隙填充用组合物的固体成分中的金属粉末(A1)和金属粉末(A2)的合计的含量为395 质量, 粘合剂 (B) 的含量为 5 97 质量。 004。
25、5 13一种静电放电保护体, 是至少具有2个电极、 和所述2个电极间的放电间隙的 静电放电保护体, 其特征在于, 0046 具有将 1 12 中任一项所述的放电间隙填充用组合物填充到所述放电间隙 中而形成的放电间隙填充部件。 0047 14 根据 13 所述的静电放电保护体, 其特征在于, 所述放电间隙的宽度为 300m 以上且 1mm 以下。 0048 15根据13或14所述的静电放电保护体, 其特征在于, 在所述放电间隙填充 部件的表面形成有保护层。 0049 16一种电子电路基板, 具有1315中任一项所述的静电放电保护体。 17 一种挠性电子电路基板, 具有 13 15 中任一项所述的。
26、静电放电保护体。 0050 18 一种 IC 芯片搭载用基板, 具有 13 15 中任一项所述的静电放电保护 体。 0051 19一种电子设备, 具有16所述的电子电路基板、 17所述的挠性电子电路基 板或 18 所述的 IC 芯片搭载用基板。 0052 如果使用本发明的放电间隙填充用组合物, 则能够以低成本制造即使用于宽的放 电间隙放电时的工作性也优异的小型的静电放电保护体, 能够 简单地实现静电放电保护。 0053 另外, 如果使用本发明的放电间隙填充用组合物, 则能够通过将放电间隙的宽度 设定为特定间隔来调整工作电压, 因此能够得到工作电压的调整精度优异的静电放电保护 体。 0054 根。
27、据本发明, 所述放电间隙的宽度即使是例如超过 300m 的宽的宽度, 也能够在 静电放电时使电阻值下降, 在电压解除后使绝缘性恢复。 因此, 不需要特别将设置放电间隙 说 明 书 CN 104160568 A 7 5/26 页 8 填充部件的放电间隙加工为狭窄, 一般地即使对于将变阻器 (varistor) 元件等附上焊料 的空间、 例如0.5mm或1.0mm的放电间隙也可以适用, 所述放电间隙填充部件是使放电间隙 填充用组合物固化而得到的。 0055 本发明的静电放电保护体, 能够采用下述方法以自由的形状并且简便地形成 : 在 需要的电极间形成与需要的工作电压相对应的放电间隙, 向该放电间隙。
28、填充所述放电间 隙填充用组合物, 使其固化或硬化。因此, 本发明的静电放电保护体, 能够适用于以便携 电话为代表的数码设备、 常与人手接触的容易积累静电的移动设备等所组装的 IC 芯片搭 载用基板, 更具体地讲, 能够适用于以 BGA(Ball grid array)、 CSP(Chip size package)、 COB(Chip on board) 等所代表的、 被称为智能卡、 芯片卡的 IC 卡。 附图说明 0056 图 1 是作为本发明涉及的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护体 11 的纵 截面图。 0057 图 2 是作为本发明涉及的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护体 2。
29、1 的纵 截面图。 0058 图 3 是作为本发明涉及的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护体 31 的纵 截面图。 0059 图 4 是作为本发明涉及的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护体 41 的从 上方观察的图。 0060 图5是作为本发明涉及的静电放电保护体的一具体例的静电放电保护 体41的纵 截面图。 0061 图 6 是在调制例 1 中制作的表面被覆的铝粒子的扫描电子显微镜 (SEM) 图像。按 照虚线的箭头测定长径方向, 按照实线的箭头测定厚度方向。 具体实施方式 0062 以下, 对本发明进行详细说明。 0063 0064 本发明的放电间隙填充用组合物, 包含金属粉末 (。
30、A1)、 铝粉末 (A2) 和粘合剂成分 (B), 其特征在于, 0065 所述金属粉末 (A1) 中金属的一次粒子表面的至少一部分由包含金属醇盐的水解 生成物的膜被覆, 0066 所述铝粉末 (A2) 中铝的一次粒子表面没有由包含金属醇盐的水解生成物的膜被 覆。 0067 在本发明中, 放电间隙是指形成于一对电极之间的空间, 放电间隙填充用组合物 是指为了填充所述放电间隙而使用的组合物。一次粒子是指不与其他粒子凝集, 单独存在 的粒子的状态, 是与一次粒子凝集而成的二次粒子等对照使用的用语。 0068 金属粉末 (A1) 0069 本发明中使用的金属粉末 (A1), 金属的一次粒子表面的至少。
31、一部分由包含金属醇 盐的水解生成物的膜被覆。 说 明 书 CN 104160568 A 8 6/26 页 9 0070 所述金属粉末 (A1), 其金属的一次粒子表面的至少一部分由包含金属醇盐的水解 生成物的膜被覆, 因此部分具有适度的绝缘性和高的耐电压性。含有这样的金属粉末 (A1) 的放电间隙填充用组合物, 在通常工作时的电压下为绝缘性, 但在静电放电时的高电压负 荷时变为导电性, 进而通过高电压解除而恢复绝缘性。 其结果, 认为使用了该放电间隙填充 用组合物的静电放电保护体, 表现出有效的静电放电保护特性, 难以受到高电压时的破坏。 0071 作为构成所述金属醇盐的金属原子, 只要是能够。
32、与水单独反应、 或与水和水解催 化剂反应而形成水解生成物的金属原子, 则没有特别限制。再者, 在本申请中, 所述金属原 子也包含硅、 锗、 锡等准金属。作为所述金属原子, 优选镁、 铝、 镓、 铟、 铊、 硅、 锗、 锡、 钛、 锆、 铪、 钽、 铌。其中更优选硅、 钛、 锆、 钽或铪, 进一步优选硅。 0072 硅的醇盐难以由空气中的湿气等水解, 容易控制水解速度, 因此在由包含硅的醇 盐的水解生成物的膜被覆所述金属粉末 (A1) 中的金属的一次粒子表面时, 有制造稳定性 进一步提高的倾向, 因此优选。 0073 所述金属醇盐, 优选以下述通式 (1) 表示。如果是这样的金属醇盐, 则有使其。
33、水解 生成物的被膜形成变得容易的倾向。 0074 0075 所述通式 (1) 中, M 为金属原子, O 为氧原子, R 各自独立地为碳原子数 1 20 的 烷基, n 为 1 40 的整数。 0076 所述通式 (1) 中的 M 优选为硅、 钛、 锆、 钽或铪。如果 M 为这样的金属原子, 则有最 终所得到的静电放电保护体的耐电压性变得良好的倾向。 0077 所述通式 (1) 中, R 为碳原子数 1 20 的烷基, 优选为碳原子数 1 12 的烷基。 作为这样的烷基, 例如, 可举出甲基、 乙基、 正丙基、 异丙基、 正丁基、 仲丁基、 叔丁基、 正戊 基、 1-甲基丁基、 2-甲基丁基、。
34、 3-甲基丁基、 新戊基、 1-乙基丙基、 正己基、 1, 1-二甲基丙基、 1, 2- 二甲基丙基、 1, 2- 二甲基丙基、 1- 甲基戊基、 2- 甲基戊基、 3- 甲基戊基、 4- 甲基戊基、 1, 1- 二甲基丁基、 1, 2- 二甲基丁基、 1, 3- 二甲基丁基、 2, 2- 二甲基丁基、 2, 3- 二甲基丁基、 3, 3- 二甲基丁基、 1- 乙基丁基、 2- 乙基丁基、 1, 1, 2- 三甲基丙基、 1, 2, 2- 三甲基丙基、 1- 乙 基 -1- 甲基丙基、 1- 乙基 -2- 甲基丙基、 正庚基、 正辛基、 正壬基、 正癸基和正十二烷基。其 中, 优选甲基、 乙基。
35、、 正丙基、 异丙基、 正丁基、 仲丁基、 异丁基和正戊基, 更优选乙基、 正丙 基、 正丁基。 0078 如果所述烷基的碳原子数多, 则以所述通式 (1) 表示的金属醇盐的水解变得稳 定, 另一方面, 如果所述烷基的碳原子数过多, 则以所述通式 (1) 表示的金属醇盐变为蜡 状, 有变得难以均匀分散的倾向。 0079 另外, 在以所述通式(1)表示的金属醇盐中, 如果n的数过大则金属醇盐自身的粘 度增大, 变得难以分散, 因此期望 n 为 1 4 的整数。特别是使用单体 ( 在通式 (1) 中 n 1) 时反应激烈发生, 有时会生成大量浮游粒子, 因此期望使用二聚体 ( 在通式 (1) 中 。
36、n 说 明 书 CN 104160568 A 9 7/26 页 10 2)、 三聚体 ( 在通式 (1) 中 n 3)、 四聚体 ( 在通式 (1) 中 n 4) 等缩合物。 0080 作为在本发明中使用的金属醇盐, 例如, 可举出四甲氧基硅烷、 四乙氧基硅烷、 钛酸四乙酯、 钛酸四异丙酯、 钛酸四正丁酯、 钛酸四仲丁酯、 钛酸四叔丁酯、 四 (2- 乙基己 基 ) 钛酸酯、 锆酸四乙酯、 锆酸四异丙酯、 锆酸四正丁酯、 锆酸四仲丁酯、 锆酸四叔丁酯、 四 (2- 乙基己基 ) 锆酸酯等和它们的缩合物, 在水解性和分散性的方面特别优选四乙氧基硅 烷。这些金属醇盐可以单独使用, 或者也可以混合 。
37、2 种以上使用。 0081 作为由包含所述金属醇盐的水解生成物的膜被覆金属粉末 (A1) 中的金属的一次 粒子表面的方法, 例如, 可举出通过在使金属粉末 (A1) 悬浮于溶剂中的状态下缓慢添加金 属醇盐和能够水解该金属醇盐的量以上的水来进行的方法。采用该方法, 能够由金属醇盐 生成包含金属氧化物等的水解物, 并由该水解生成物被覆所述金属粉末 (A1) 中的金属的 一次粒子的表面。 0082 在以所述通式 (1) 表示的金属醇盐中, 例如在 M 为硅的情况下, 认为通过水解, 生 成二氧化硅、 硅醇脱水缩合成的形式的低聚物、 聚合物和它们的混合物, 包含二氧化硅等金 属氧化物的膜被覆所述金属粉。
38、末 (A1) 中的金属的一次粒子的表面。 0083 金属醇盐和水的添加方法可以采用一并添加的方式, 也可以采用每次少量分多个 阶段添加的方式。作为各自的添加顺序, 可以先将金属醇盐溶 解或悬浮于溶剂中再添加 水, 或者也可以在先将水溶解或悬浮于溶剂中后添加金属醇盐, 另外, 也可以每次少量交替 地添加。 但是, 一般地稳定进行反应的方法有浮游粒子的生成减少的倾向, 因此优选每次少 量分多个阶段添加的方式, 更优选根据需要在利用溶剂使浓度降低的状态下添加。 0084 作为所述溶剂, 优选为醇类、 矿物油精、 溶剂石脑油、 苯、 甲苯、 二甲苯、 石油醚、 乙 醚等溶解金属醇盐的溶剂, 但由于以悬。
39、浮状反应因此没有特别限定。 另外, 它们可以单独使 用, 也可以混合 2 种以上使用。另外, 在金属醇盐的水解反应中, 通过水的添加而副生成醇, 因此能够使用醇作为聚合速度的调节剂。 0085 作为本发明中使用的金属粉末 (A1) 的金属, 可以使用一般公知的金属的粉末, 但 作为所述金属粉末 (A1) 的金属, 优选虽然离子化倾向大, 但是能够在一次粒子的金属的表 面形成致密的自氧化膜来保护内部的变为所谓钝态的金属。作为这样的金属的金属元素, 可举出锰、 铌、 锆、 铪、 钽、 钼、 钒、 镍、 钴、 铬、 镁、 钛、 铝, 其中在便宜且容易获得的方面优选 铝、 镍、 钽、 钛, 更优选铝。。
40、 0086 所述金属, 可以分别单独使用, 也可以混合 2 种以上使用。 0087 由金属醇盐的水解生成物被覆的金属的一次粒子的表面, 可以预先具有金属的自 氧化膜。该情况下, 在金属的一次粒子的金属醇盐的水解生成物的被覆的内侧会存在自氧 化膜。 0088 作为在金属的一次粒子的表面使自氧化膜形成的方法, 例如, 可举出将金属在氧 存在下加热而使自氧化膜形成的方法, 也可以采用以下方法来形成具有更稳定的结构的自 氧化膜。 即, 将金属的一次粒子的表面用丙酮那样的有机溶剂清净化后, 用稀盐酸略微腐蚀 金属一次粒子的表面, 在包含 20氢气和 80氩气的混合气体气氛下, 在比金属本身的熔 点低的温。
41、度, 例如铝以外的金属的情况下为 750, 另外铝的情况下为例如 600, 加热约 1 小时, 进而在高纯度氧气氛下加热 30 分钟, 则能够以高控制性再现性良好地在金属的一次 粒子表面形成均匀的自氧化膜。 说 明 书 CN 104160568 A 10 8/26 页 11 0089 在上述那样的由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆金属粉末 (A1) 中的金属的 一次粒子表面的方法中, 可以使被覆膜的膜厚为 10nm 2m 左右。被覆膜的膜厚, 可以使 用例如透射型电子显微镜来求出。作为被覆区域, 可以是金属粉末 (A1) 中的金属的一次粒 子表面的一部分由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆的程度。
42、, 但优选金属的一次粒子的 整个表面由包含金属醇盐的水解生成物的膜被覆。 0090 另外, 本发明中使用的金属粉末 (A1) 中的金属的一次粒子的形状优选为薄片状。 0091 在本发明中, 薄片状是指厚度薄、 并具有较宽形状的面, 例如, 包括鳞片状、 圆盘 状、 长条状、 层状等形状, 不包括球状等形状。具体来说, 对于金属粉末 (A1) 中的金属的一 次粒子的厚度和面, 将面的最大长度为平均厚度的 2 倍以上的形状作为薄片状。 0092 优选使用所述金属粉末(A1)中的金属的一次粒子的最短的轴(短边)的长度(d) 为 1m 以下且 0.05m 以上的金属粉末, 更优选为 0.5m 以下, 。
43、最优选为 0.3m 以下。 0093 本发明的放电间隙填充用组合物, 通过所述金属粉末 (A1) 中的金属的一次粒子 的形状为薄片状, 从而有使用了该放电间隙填充用组合物的静电放电保护体的放电时的工 作性变得良好的倾向。 0094 作为所述金属粉末 (A1) 中的金属的一次粒子的优选形状, 在将粒子的厚度、 即在 金属的一次粒子中最短的轴 ( 短边 ) 的长度设为 d , 以及将面的最大长度、 即在金属的一 次粒子中最长的轴 ( 长边 ) 的长度设为 L 的情况下, 可以用平均纵横比 (L/d) 来表示特 征。 0095 另外, 所述金属粉末 (A1) 中的金属的一次粒子, 平均纵横比 (L/。
44、d) 优选为 3 以上 且 1000 以下, 更优选为 5 以上且 500 以下, 进一步优选为 9 以上且 100 以下。所述为薄片 状的粒子在所述纵横比的范围内。 0096 本发明的放电间隙填充用组合物, 如果所述金属粉末 (A1) 中的金属的一次粒子 具有所述范围的平均纵横比 (L/d), 则易于对放电方向更顺利地放电。其结果, 使用了该放 电间隙填充用组合物的静电放电保护体, 工作电压、 耐电压性变得良好。 即认为作为保护体 的工作性变得良好, 并且 表现出作为即使对于更低电压下的放电也能够应对的保护体的 特性。 0097 再者, 金属粉末 (A1) 中的金属的一次粒子的纵横比 (L/。
45、d) 如以下那样测定。将形 成了截面的金属粉末 (A1) 在扫描电子显微镜下以 1000 2000 倍观察。从观察到的金属 粉末(A1)中的金属的一次粒子之中任意地选择10个一次粒子, 在选出的各一次粒子中, 测 量最长的轴 ( 长边 ) 的长度 L 、 和与其对应的最短的轴 ( 短边 ) 的长度 d 。可以由这些 L 和 d 的平均值求出平均纵横比 (L/d)。 0098 金属粉末 (A1) 中的金属的一次粒子的平均粒径, 优选为 1m 以上且 15m 以下, 更优选为 3m 以上且 11m 以下。如果金属粉末 (A1) 中的金属的一次粒子的平均粒径超 过所述范围, 则表面能减小, 因此金属。
46、醇盐的水解生成物附着于金属粉末表面的力减小。 其 结果, 在放电间隙填充用组合物中, 有时会使没有附着于金属粉末而浮游的金属醇盐的水 解生成物的颗粒大量存在, 形成了静电放电保护体时的工作性降低。如果金属粒子 (A1) 中 的金属的一次粒子的平均粒径低于所述范围, 则由于粒子彼此的凝集加剧, 因此在与金属 醇盐的反应时观察到分散不良且不均匀的被覆被形成的现象, 或者还由于核心的导电部分 相对于被覆层的绝缘的比例极度减小, 因此静电放电时的电阻变得难以下降。 说 明 书 CN 104160568 A 11 9/26 页 12 0099 再者, 在本说明书中平均粒径只要没有特别记载, 则是通过累积。
47、 50 质量径进行 评价的值, 所述累积 50 质量径如下得到 : 称量 50mg 样品, 添加到 50mL 的蒸馏水中, 再加 入 0.2ml 的 2 Triton(GE 株式会社制的表面活性剂的商品 名 ) 水溶液, 用输出功率 150W 的超声波均化器分散 3 分钟后, 用激光衍射式粒度分布计、 例 如激光衍射式光散射式粒度分布计 ( 商标 : MT3300, 日機装公司制 ) 测 定而得到。 0100 铝粉末 (A2) 0101 铝粉末 (A2) 是铝的一次粒子的表面没有由金属醇盐的水解生成物被覆的铝粉 末。一次粒子的表面没有由金属醇盐的水解生成物被覆, 是指一次粒子的整个表面没有由 。
48、金属醇盐的水解生成物被覆, 可举出例如铝本身、 在铝的一次粒子表面形成自氧化膜的情 况等。在铝的一次粒子表面形成自氧化膜的方法, 可举出与在金属粉末 (A1) 中叙述的方法 同样的方法, 但也可举出将铝粉末放置于空气中的方法。 0102 铝粉末 (A2) 成为导电性的接地部分, 实质上, 在宽的放电间隙内, 一些由放电间 隙填充用组合物形成的放电间隙填充部件形成并联电路或串联电路。 0103 另外, 所述铝粉末 (A2) 中的一次粒子, 平均纵横比 (L/d) 优选为 3 以上且 1000 以 下, 更优选为 5 以上且 500 以下, 进一步优选为 10 以上且 100 以下。关于纵横比的定义和 测定方法, 与在金属粉末 (A1) 一项中叙述的内容相同。 0104 优选本发明中使用的铝粉末 (A2) 中的一次粒子的形状为薄片状。本发明的放电 间隙填充用组合物, 通过所述铝粉末 (A2) 中的一次粒子的形状为薄片状, 。