專利名稱：含有內(nèi)置型過電壓保護(hù)復(fù)合材料薄膜的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有內(nèi)置型過電壓保護(hù)復(fù)合材料薄膜的電子裝置。
背景技術(shù)：
集成電路板等微電子電路器件通常是通過玻璃纖維加強(qiáng)的環(huán)氧樹脂粘合片作為絕緣層，以導(dǎo)電材料，比如銅箔，作為導(dǎo)電層生產(chǎn)制造的。導(dǎo)電層可以通過光罩、印刷、刻蝕、腐蝕或電鍍等工藝流程形成格式化的電路。在多層電路中，層間電路的連接可以由過跨層的導(dǎo)電孔來連接。集成電路以及集成電路上的許多電子元器件都容易被靜電損壞。因此，許多集成電路上都有多個(gè)靜電保護(hù)元器件。靜電保護(hù)元器件通常是在低電壓下不導(dǎo)電，在靜電高壓下與地線接通，從而保護(hù)電路。靜電保護(hù)元器件是通過表面貼裝技術(shù)粘合焊接在集成電路表面多個(gè)不同的位置來達(dá)到對電路的整體保護(hù)。一個(gè)手機(jī)的集成電路上經(jīng)常有6-12個(gè)靜電保護(hù)元器件。這些元器件大大提高了電路的成本，浪費(fèi)集成電路表面積，并且低效。因此，集成電路技術(shù)上急需可以集成在集成電路板內(nèi)部電路保護(hù)材料和工藝方法，來提高手機(jī)或其它集成電路的集成度，省去電路表面額外的靜電保護(hù)元器件相關(guān)的零件成本和工藝成本。US2008/0035370 Al說明了一種以導(dǎo)電或半導(dǎo)電有機(jī)材料為基礎(chǔ)，以其它組分調(diào)整特征轉(zhuǎn)換電壓的具有電壓轉(zhuǎn)換性質(zhì)有機(jī)高分子復(fù)合材料。US2008/0032049 Al進(jìn)而發(fā)明了以高長徑比填料為基礎(chǔ)，比如碳納米管，再輔以其他導(dǎo)電或半導(dǎo)電粒子和有機(jī)高分子介質(zhì)組成的具有電壓轉(zhuǎn)換性質(zhì)有機(jī)高分子復(fù)合材料。US2005/0039949和US2003/0079910A1描述一種使電壓轉(zhuǎn)換材料電路格式化的方
法。這種方法包括用高電壓使電壓轉(zhuǎn)換材料變?yōu)閷?dǎo)體，再用電化學(xué)手段在其表面電鍍導(dǎo)電物質(zhì)。埋入型電容近來在微電子裝置中得到應(yīng)用。其技術(shù)要點(diǎn)是在集成電路板的絕緣層中使用高介電常數(shù)復(fù)合材料。高介電常數(shù)通常是通過在高分子介質(zhì)中加入大量的陶瓷材料粉末或?qū)щ娂鞍雽?dǎo)電材料，如鈦酸鋇粉、金屬粉、碳粉等。代表性產(chǎn)品如Oak-mitsui公司的FaradFlex 和杜邦公司的HK-04TM. US6864306報(bào)道了導(dǎo)電粒子對介電常數(shù)的影響。因?yàn)槲㈦娮友b置小型化的需要，市場上需要一種材料可以滿足多項(xiàng)功能，比如過電壓保護(hù)和埋入型電容。尚還沒用發(fā)現(xiàn)有關(guān)同時(shí)滿足這兩項(xiàng)用途的多功能材料和應(yīng)用的報(bào)道。傳統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換材料通常制成塊狀或片狀的陶瓷材料，在高壓下垂直方向?qū)āＨ粜枰{(diào)整導(dǎo)通電壓，采用通過調(diào)整材料來調(diào)整特征轉(zhuǎn)換電壓本身，或者采用調(diào)整材料的厚度。這些調(diào)整在實(shí)際操作中帶來很多困難。電子裝置中不同的電子原件有不同的電壓保護(hù)要求。因此需要有一種集成靈活的方法來滿足這個(gè)要求。傳統(tǒng)的變阻材料大多是陶瓷材料。這些材料已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。但它們易碎，不易成型，工藝復(fù)雜，對許多應(yīng)用不宜使用。純粹的陶瓷材料通常為無機(jī)粉末燒結(jié)成的易碎的高硬度材料。不宜與集成電路產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝融合使用。需要一套相應(yīng)材料和工藝、的解決方法。但是，到目前為止，還沒有使用電壓轉(zhuǎn)換材料的粉末復(fù)合材料內(nèi)置在微電子集成電路板中的應(yīng)用的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種含有內(nèi)置型過電壓保護(hù)復(fù)合材料薄膜的電子裝置，本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的發(fā)明目的是，集成電路技術(shù)上急需可以集成在集成電路板內(nèi)部電路保護(hù)材料和工藝方法，來提高手機(jī)或其它集成電路的集成度，提高手機(jī)或其它集成電路的抗靜電能力，省去電路表面額外的靜電保護(hù)元器件相關(guān)的零件成本和工藝成本。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種含有內(nèi)置型過電壓保護(hù)復(fù)合材料薄膜的電子裝置，結(jié)構(gòu)上包括一層過電壓保護(hù)薄膜，所述過電壓保護(hù)薄膜貼在一層導(dǎo)電層之上或夾在兩層導(dǎo)電層之間，所述導(dǎo)電層是格局過的或者是非格局的，并且所述過電壓保護(hù)薄膜具備以下性質(zhì)(I)過電壓保護(hù)薄膜材料是復(fù)合材料，包括電壓轉(zhuǎn)換粉末材料和有機(jī)樹脂粘合劑，所述電壓轉(zhuǎn)換粉末材料具有特征轉(zhuǎn)換電壓，在特征轉(zhuǎn)換電壓值以下，在其應(yīng)用中表現(xiàn)為不導(dǎo)電物質(zhì)，在特征轉(zhuǎn)換電壓值以上，電阻下降，在其應(yīng)用中表現(xiàn)為導(dǎo)電物質(zhì)；(2)過電壓保護(hù)薄膜整體具有特征轉(zhuǎn)換電壓值，所受電壓在特征轉(zhuǎn)換電壓值以下，是不導(dǎo)電物質(zhì)，在特征轉(zhuǎn)換電壓值以上，為導(dǎo)電物質(zhì)；(3)過電壓保護(hù)薄膜厚度范圍為0. I微米-200微米；(4)電壓轉(zhuǎn)換粉末材料的粒徑D50范圍為0. 01微米-40微米。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還具有以下附加技術(shù)特征進(jìn)一步地，所述電壓轉(zhuǎn)換粉末在有機(jī)樹脂粘合劑中的濃度達(dá)到或者超過其相互接觸的逾滲閾值；或者所述過電壓保護(hù)薄膜材料還包括除了電壓轉(zhuǎn)換粉末之外的其它電活性物質(zhì)，包括電壓轉(zhuǎn)換粉末在內(nèi)的所有電活性物質(zhì)在有機(jī)樹脂粘合劑中的濃度達(dá)到或者超過其相互接觸的逾滲閾值。更進(jìn)一步地，所述的電壓轉(zhuǎn)換粉末材料包括Zn、Ti、Zr、Hf、Nb或Ta的氧化物中的一種或多種。再進(jìn)一步地，所述氧化物中有一種或多種下列元素的摻雜元素，所述摻雜元素包括 Cu、In、Sn、Hg、Tl、Pb、Bi、Cr、Co、Y、La、Ce、Er、Dy、Nd、Ca、Sr、Ba、Mn、Al 或 Ga 中的至少一種，所述摻雜元素的濃度在十萬分之一以上30 %以下?？蛇x的，所述電壓轉(zhuǎn)換粉末材料的粒徑D50范圍為0. 01微米-5微米?？蛇x的，所述過電壓保護(hù)薄膜的復(fù)合材料中含有導(dǎo)電粒子或可溶性導(dǎo)電材料來調(diào)整薄膜整體的特征轉(zhuǎn)換電壓或介電常數(shù)，導(dǎo)電粒子D50范圍為0. 01-20微米，優(yōu)選范圍0. 1-0. 5 微米。
可選的，所述有機(jī)樹脂粘合劑為聚合或交聯(lián)的高分子材料，高分子材料包括環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、聚酯、亞克力材料或聚丙烯酸。所述過電壓保護(hù)薄膜中的復(fù)合材料介電常數(shù)大于15pf/cm2 ；
所述過電壓保護(hù)薄膜提供過電壓保護(hù)功能及嵌入式電容功能；所述過電壓保護(hù)薄膜是通過涂布、絲網(wǎng)印刷、熱壓粘合或輻照格局化，并與導(dǎo)電層結(jié)合形成層狀結(jié)構(gòu)。
所述過電壓保護(hù)薄膜含有編織型纖維或者非編織型纖維。其中的至少一層導(dǎo)電層是通過印刷電路刻蝕或電鍍方法來格局化形成電路。定義這一部分定義一些本發(fā)明中重要的術(shù)語。若本說明的定義與其它文獻(xiàn)中有分歧，以本說明的定義為準(zhǔn)。電壓轉(zhuǎn)換材料，或變阻材料，是非歐姆導(dǎo)體指。具有顯著的非歐姆導(dǎo)體電阻電壓關(guān)系的材料。它具有特征轉(zhuǎn)換電壓，在低于其特征轉(zhuǎn)換電壓下具有高電阻在其應(yīng)用中表現(xiàn)為非導(dǎo)電材料或低導(dǎo)電材料；在達(dá)到或高于其其特征轉(zhuǎn)換電壓下，電阻急劇下降，在其應(yīng)用中表現(xiàn)為低電阻材料。無機(jī)變阻材料是指材料的變阻性質(zhì)主要由無機(jī)變阻材料組分來提供。無機(jī)變阻材料被有機(jī)材料修飾，比如表面修飾，表面涂布，形成殼層包裹復(fù)合結(jié)構(gòu)等仍定義屬于無機(jī)變阻材料。無機(jī)變阻材料的復(fù)合材料原理上不同于另外一類含無機(jī)導(dǎo)電物的復(fù)合變阻材料。在含有無機(jī)導(dǎo)電物的復(fù)合無機(jī)變阻材料中，無機(jī)導(dǎo)電粉末，比如銀粉，炭黑，碳納米管，金屬氧化物，是分散在有機(jī)基質(zhì)中。這些導(dǎo)電粉末獨(dú)自不具有變阻性質(zhì)，而分散體的整體具有變阻性質(zhì)。兩者關(guān)鍵的不同在于分散體顆粒的本身是否為無機(jī)變阻材料。電壓轉(zhuǎn)換材料粉末或變阻材料粉末是納米或微米級(jí)別的粒子。這些粒子在獨(dú)立的狀態(tài)下或相互連接的狀態(tài)下，比如壓擠粉堆成的薄片，具有非歐姆導(dǎo)體的電阻電壓關(guān)系。這非線性電阻電壓的性能通常與特定晶體結(jié)構(gòu)，晶體界面，摻雜，及加工工藝條件有關(guān)。它可以是任何形狀的粉末球形，針狀，片狀，無規(guī)則形狀，或其他任意形狀。電壓轉(zhuǎn)換薄膜或變阻薄膜是具有顯著的非歐姆導(dǎo)體電阻電壓關(guān)系的薄膜。它的材料具有特征轉(zhuǎn)換電壓，在低于其特征轉(zhuǎn)換電壓下具有高電阻在其應(yīng)用中表現(xiàn)為非導(dǎo)電材料或低導(dǎo)電材料；在達(dá)到或高于其特征轉(zhuǎn)換電壓下，電阻急劇下降，在其應(yīng)用中表現(xiàn)為導(dǎo)電材料。電活性物質(zhì)包括變阻材料，導(dǎo)電材料，半導(dǎo)電材料。比如摻雜過得氧化鋅變阻材料粉末，導(dǎo)電金屬氧化物粉末，導(dǎo)電金屬粉末，炭黑，碳納米管，C60(富勒烯)，導(dǎo)電有機(jī)物的顆粒，和可溶解的導(dǎo)電有機(jī)物。其它電活性物質(zhì)包括導(dǎo)電或半導(dǎo)電金屬氧化物粉末，金屬粉末，炭黑，碳納米管，C60 (富勒烯)，導(dǎo)電或半導(dǎo)電有機(jī)物的顆粒，和可溶解的導(dǎo)電或半導(dǎo)電有機(jī)物。非導(dǎo)電介質(zhì)材料如環(huán)氧樹脂，聚酰亞胺，為非電活性材料；無機(jī)非導(dǎo)電填料如本發(fā)明中的二氧化硅觸變粘度添加劑也是非電活性材料。逾滲閾值(Percolation threshold):特定填充物可以從一個(gè)電極到另一個(gè)電極形成互通網(wǎng)路的最低濃度。粒子通常是在介質(zhì)中隨機(jī)分布。也可以使用工藝手段使其有序分布或局部有序分布來得到更好的控制。比如控制局部的濃度，粒子的取向，粒子間的相互作用等等。填充物可以是一種物質(zhì)或多種電活性物質(zhì)的混合物。薄膜低于0. I微米到200微米厚度的材料，可以是單一材料，如銅箔，高分子膜，或復(fù)合材料膜。其中可以有紡織(woven)的或無紡(non-woven)的纖維加強(qiáng)。
粉末的中間值粒徑(D50)描述粒子的大小。是一個(gè)樣品的累計(jì)粒度數(shù)均分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)所對應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑大于它的顆粒占50%，小于它的顆粒也占50%。對于非球型的粒子,粒徑是指與該粒子的體積等體積的球體的粒徑。
本發(fā)明中所指的半導(dǎo)電材料為在其應(yīng)用電壓范圍內(nèi)具有基本表現(xiàn)為歐姆導(dǎo)體并且其導(dǎo)電率在導(dǎo)體和絕緣體之間。雖然某些變阻材料的導(dǎo)電率數(shù)值在半導(dǎo)電材料范疇，本說明所述的半導(dǎo)電材料不包括這些變阻材料。在空間上，“內(nèi)置”這個(gè)詞在本發(fā)明中是指在PCB里，用復(fù)合材料做成的介電層來完成電子元器件(如電容，電阻，電感，過電壓保護(hù))的功能。可以使在PCB的多層里的內(nèi)層，或者是外層。這是為了和接在PCB表面的傳統(tǒng)電子元器件相區(qū)別。一般這樣的內(nèi)置層覆蓋了整個(gè)PCB的XY平面，但是也不排除只覆蓋PCB平面的一部分。在本說明中，介電層可以是一層介電材料，或者是多層介電材料；可以是均一的或者非均一的材料(復(fù)合材料在微米或納米層面上是非均一的。)最后總的效果是等效于一層介電材料，夾在兩層導(dǎo)電層中間。如果是多層結(jié)構(gòu)的話，那么可以包括絕緣層，化學(xué)保護(hù)層，纖維增強(qiáng)層等。在本發(fā)明中凡是PCB兩層銅膜之間的非導(dǎo)電夾層都屬于介電層范疇。在本說明中，格局是從英文(pattern)意譯而來，指的是把導(dǎo)電層進(jìn)行腐蝕(如光刻蝕)處理后做出PCB板上的規(guī)整的連接線路。非格局即未經(jīng)刻蝕處理的平整表面。本發(fā)明中所定義的電壓轉(zhuǎn)換材料具有非線性電學(xué)性質(zhì)。它們在低電壓下為高電阻材料，表現(xiàn)絕緣材料性質(zhì)，在特征電壓以上的高電壓下(轉(zhuǎn)換電壓)電阻急劇下降，體現(xiàn)導(dǎo)體性質(zhì)。(導(dǎo)體與絕緣體是對其應(yīng)用需求而言。)此類材料有時(shí)也被稱為變阻材料。由此可見，本發(fā)明的技術(shù)方案提出了在集成電路粘合片中使用高濃度的變阻粉末的復(fù)合材料并可以結(jié)合高分子材料，從而帶來的制造工藝靈活性和變阻材料的變阻特性，省去現(xiàn)有技術(shù)的電路表面額外的靜電保護(hù)元器件相關(guān)的零件成本和工藝成本，還進(jìn)而把電路的保護(hù)從點(diǎn)保護(hù)改進(jìn)到面保護(hù)，提高電路的穩(wěn)定性，簡化電路設(shè)計(jì)。


圖I是埋入式電壓轉(zhuǎn)換材料薄膜在格局化的集成電路中提供過電壓保護(hù)基本使用方法圖示。圖2是電壓轉(zhuǎn)換材料的薄膜復(fù)合材料的一個(gè)截面圖示。圖3是電壓轉(zhuǎn)換材料的薄膜復(fù)合材料電流電壓實(shí)際測量曲線。圖4是電壓轉(zhuǎn)換材料的薄膜復(fù)合材料中加入導(dǎo)電材料來調(diào)整復(fù)合材料整體的特征平均轉(zhuǎn)換電壓的截面圖示。圖5A、圖5B和圖5C是幾種在微電子系統(tǒng)中幾種常用電壓轉(zhuǎn)換薄膜結(jié)構(gòu)圖示。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種含有內(nèi)置型過電壓保護(hù)復(fù)合材料薄膜的電子裝置，結(jié)構(gòu)上包括一層過電壓保護(hù)薄膜，所述過電壓保護(hù)薄膜貼在一層導(dǎo)電層之上或夾在兩層導(dǎo)電層之間，所述導(dǎo)電層是格局過的或者是非格局的，并且所述過電壓保護(hù)薄膜具備以下性質(zhì)(I)過電壓保護(hù)薄膜材料是復(fù)合材料，包括
電壓轉(zhuǎn)換粉末材料和有機(jī)樹脂粘合劑，所述電壓轉(zhuǎn)換粉末材料具有特征轉(zhuǎn)換電壓，在特征轉(zhuǎn)換電壓值以下，在其應(yīng)用中表現(xiàn)為不導(dǎo)電物質(zhì)，在特征轉(zhuǎn)換電壓值以上，電阻下降，在其應(yīng)用中表現(xiàn)為導(dǎo)電物質(zhì)；(2)過電壓保護(hù)薄膜整體具有特征轉(zhuǎn)換電壓值，所受電壓在特征轉(zhuǎn)換電壓值以下，是不導(dǎo)電物質(zhì)，在特征轉(zhuǎn)換電壓值以上，為導(dǎo)電物質(zhì)；(3)過電壓保護(hù)薄膜厚度范圍為0. I微米-200微米；(4)電壓轉(zhuǎn)換粉末材料的粒徑D50范圍為0. 01微米-40微米。
進(jìn)一步地，所述電壓轉(zhuǎn)換粉末在有機(jī)樹脂粘合劑中的濃度達(dá)到或者超過其相互接觸的逾滲閾值；或者所述過電壓保護(hù)薄膜材料還包括除了電壓轉(zhuǎn)換粉末之外的其它電活性物質(zhì)，包括電壓轉(zhuǎn)換粉末在內(nèi)的所有電活性物質(zhì)在有機(jī)樹脂粘合劑中的濃度達(dá)到或者超過其相互接觸的逾滲閾值。更進(jìn)一步地，所述的電壓轉(zhuǎn)換粉末材料包括Zn、Ti、Zr、Hf、Nb或Ta的氧化物中的一種或多種。再進(jìn)一步地，所述氧化物中有一種或多種下列元素的摻雜元素，所述摻雜元素包括 Cu、In、Sn、Hg、Tl、Pb、Bi、Cr、Co、Y、La、Ce、Er、Dy、Nd、Ca、Sr、Ba、Mn、Al 或 Ga 中的至少一種，所述摻雜元素的濃度在十萬分之一以上30 %以下?？蛇x的，所述電壓轉(zhuǎn)換粉末材料的粒徑D50范圍為0. 01微米-5微米?？蛇x的，所述過電壓保護(hù)薄膜的復(fù)合材料中含有導(dǎo)電粒子或可溶性導(dǎo)電材料來調(diào)整薄膜整體的特征轉(zhuǎn)換電壓或介電常數(shù)，導(dǎo)電粒子D50范圍為0. 01-20微米，優(yōu)選范圍0. 1-0. 5 微米?？蛇x的，所述有機(jī)樹脂粘合劑為聚合或交聯(lián)的高分子材料，高分子材料包括環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、聚酯、亞克力材料或聚丙烯酸。所述過電壓保護(hù)薄膜中的復(fù)合材料介電常數(shù)大于15pf/cm2 ；所述過電壓保護(hù)薄膜提供過電壓保護(hù)功能及嵌入式電容功能；所述過電壓保護(hù)薄膜是通過涂布、絲網(wǎng)印刷、熱壓粘合或輻照格局化，并與導(dǎo)電層結(jié)合形成層狀結(jié)構(gòu)。所述過電壓保護(hù)薄膜含有編織型纖維或者非編織型纖維。其中的至少一層導(dǎo)電層是通過印刷電路刻蝕或電鍍方法來格局化形成電路。本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思是在PCB中直接加入電壓轉(zhuǎn)換材料，或變阻材料。為達(dá)到這一目的，最簡單的方法是把這種變阻材料做到PCB的內(nèi)部，即摻入兩層銅膜中間的介電層里。一個(gè)制成的PCB可以含有一層或者多層的變阻材料薄膜。為了方便制造，變阻材料薄膜通常遍布于整個(gè)PCB的XY平面上。但是，本發(fā)明不排除只把變阻材料薄膜用在PCB的部分面積上(即不完全覆蓋XY平面)。在本說明中凡是PCB兩層銅膜之間的非導(dǎo)電夾層都屬于介電層范疇。作為本發(fā)明的一個(gè)例子，圖I顯示了埋入式電壓轉(zhuǎn)換材料薄膜在格局化的集成電路中提供高電壓保護(hù)帶來的靈活性和優(yōu)勢。圖I中400是電壓轉(zhuǎn)換材料薄，500，501，502是電壓轉(zhuǎn)換材料薄膜上表面的電極，600是電壓轉(zhuǎn)換材料薄膜下表面的電極。這些電極通常是通過蝕刻等工藝流程形成。電壓轉(zhuǎn)換材料薄膜的厚度是D，單位為微米。電壓轉(zhuǎn)換材料薄膜具有是均勻的特征轉(zhuǎn)換電壓A伏特/微米。電極500與501間的縫隙寬度是L2，電極501與502間的縫隙寬度是L3。Vl是導(dǎo)通電極500和600需要的電壓；V2是導(dǎo)通電極500和501需要的電壓，V3是導(dǎo)通電極501和502需要的電壓。若垂直方向受到大于AD(A乘D)的電壓，即可達(dá)到這個(gè)方向的電導(dǎo)通，達(dá)到保護(hù)電路的作用。傳統(tǒng)的變阻材料多是這樣使用的。通過與格局化的電路設(shè)計(jì)集成，薄膜的電壓轉(zhuǎn)換特性可以簡單地通過導(dǎo)線間的距離來調(diào)整。比如，調(diào)整L2和L3來控制V2和V3 V2 =A L2, V3 = A L3。
這類薄膜的一個(gè)例子如圖2所示。它包括至少一種電壓轉(zhuǎn)換材料的微粉，和至少一種介質(zhì)高分子材料，并且薄膜總體具有變阻特性。在薄膜中，電壓轉(zhuǎn)換材料粉末的濃 度需要達(dá)到逾滲閾值，薄膜整體可以表現(xiàn)出其電壓轉(zhuǎn)換微粉的變阻性質(zhì)。薄膜厚度通常為0. 1-300 微米。電壓轉(zhuǎn)換材料的微粉是由電壓轉(zhuǎn)換陶瓷材料球磨而成。電壓轉(zhuǎn)換陶瓷材料是從ABB公司購買并進(jìn)一步研磨到需要的粒徑。本發(fā)明并不限制電壓轉(zhuǎn)換材料微粉的制作方法。為滿足集成電路介電層的制作要求，粉末的中間值粒徑(D50)需要在40微米以下，優(yōu)選10微米以下，更優(yōu)選I微米以下。
權(quán)利要求
1.一種含有內(nèi)置型過電壓保護(hù)復(fù)合材料薄膜的電子裝置，結(jié)構(gòu)上包括一層過電壓保護(hù)薄膜，所述過電壓保護(hù)薄膜貼在一層導(dǎo)電層之上或夾在兩層導(dǎo)電層之間，所述導(dǎo)電層是格局過的或者是非格局的，并且所述過電壓保護(hù)薄膜具備以下性質(zhì) (1)過電壓保護(hù)薄膜材料是復(fù)合材料，包括 電壓轉(zhuǎn)換粉末材料和有機(jī)樹脂粘合劑，所述電壓轉(zhuǎn)換粉末材料具有特征轉(zhuǎn)換電壓，在特征轉(zhuǎn)換電壓值以下，在其應(yīng)用中表現(xiàn)為不導(dǎo)電物質(zhì)，在特征轉(zhuǎn)換電壓值以上，電阻下降，在其應(yīng)用中表現(xiàn)為導(dǎo)電物質(zhì)； (2)過電壓保護(hù)薄膜整體具有特征轉(zhuǎn)換電壓值，所受電壓在特征轉(zhuǎn)換電壓值以下，在其應(yīng)用中表現(xiàn)為是不導(dǎo)電物質(zhì)，在特征轉(zhuǎn)換電壓值以上，在其應(yīng)用中表現(xiàn)為為導(dǎo)電物質(zhì)； (3)過電壓保護(hù)薄膜厚度范圍為0.I微米-200微米； (4)電壓轉(zhuǎn)換粉末材料的粒徑D50范圍為0.01微米-40微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子裝置，其特征在于所述電壓轉(zhuǎn)換粉末在有機(jī)樹脂粘合劑中的濃度達(dá)到或者超過其相互接觸的逾滲閾值； 或者所述過電壓保護(hù)薄膜材料還包括除了電壓轉(zhuǎn)換粉末之外的其它電活性物質(zhì)，包括電壓轉(zhuǎn)換粉末在內(nèi)的所有電活性物質(zhì)在有機(jī)樹脂粘合劑中的濃度達(dá)到或者超過其相互接觸的逾滲閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電子裝置，其特征在于所述的電壓轉(zhuǎn)換粉末材料包括Zn、Ti、Zr、Hf、Nb或Ta的氧化物中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子裝置，其特征在于所述氧化物中有一種或多種下列元素的摻雜元素，所述摻雜元素包括 Cu、In、Sn、Hg、Tl、Pb、Bi、Cr、Co、Y、La、Ce、E r、Dy、Nd、Ca、Sr、Ba、Mn、Al或Ga中的至少一種，所述摻雜元素的濃度在十萬分之一以上30%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電子裝置，其特征在于所述電壓轉(zhuǎn)換粉末材料的粒徑D50范圍為0. 01微米-5微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子裝置，其特征在于所述過電壓保護(hù)薄膜的復(fù)合材料中含有導(dǎo)電粒子或可溶性導(dǎo)電材料來調(diào)整薄膜整體的特征轉(zhuǎn)換電壓或介電常數(shù)，導(dǎo)電粒子D50范圍為0. 01-20微米，優(yōu)選范圍0. 1-0. 5微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電子裝置，其特征在于所述有機(jī)樹脂粘合劑為聚合或交聯(lián)的高分子材料，高分子材料包括環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、聚酯、亞克力材料或聚丙烯酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電子裝置，其特征在于 所述過電壓保護(hù)薄膜中的復(fù)合材料介電常數(shù)大于15pf/cm2 ； 所述過電壓保護(hù)薄膜提供過電壓保護(hù)功能及嵌入式電容功能； 所述過電壓保護(hù)薄膜是通過涂布、絲網(wǎng)印刷、熱壓粘合或輻照格局化，并與導(dǎo)電層結(jié)合形成層狀結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電子裝置，其特征在于所述過電壓保護(hù)薄膜含有編織型纖維或者非編織型纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電子裝置，其特征在于其中的至少一層導(dǎo)電層是通過印刷電路刻蝕或電鍍方法來格局化形成電路。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含有內(nèi)置型過電壓保護(hù)復(fù)合材料薄膜的電子裝置，本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的發(fā)明目的是，集成電路技術(shù)上急需可以集成在集成電路板內(nèi)部電路保護(hù)材料和工藝方法，來提高手機(jī)或其它集成電路的集成度，省去電路表面額外的靜電保護(hù)元器件相關(guān)的零件成本和工藝成本。還進(jìn)而把電路的保護(hù)從點(diǎn)保護(hù)改進(jìn)到面保護(hù)，提高電路的穩(wěn)定性，簡化電路設(shè)計(jì)。本發(fā)明的技術(shù)方案提出了在集成電路粘合片中使用高濃度的變阻粉末的復(fù)合材料并結(jié)合高分子材料，從而帶來的制造工藝靈活性和變阻材料的變阻特性，省去現(xiàn)有技術(shù)的電路表面額外的靜電保護(hù)元器件相關(guān)的零件成本和工藝成本。
文檔編號(hào)H01L23/48GK102637658SQ20111004072
公開日2012年8月15日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者崔驥, 羅臬 申請人:崔驥, 羅臬