[发明专利]具有静电放电防护特性的有机/无机介电混成材料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及静电放电防护技术，尤其涉及静电放电防护介电材料的原料组合物。

背景技术

由于电子产品不断往小型化、轻量化、可携式发展的趋势，对于性能及产品尺寸安定性之要求原则更是加倍。电子产品的高功能化需求，使得集成电路制造往高阶技术发展：制作过程中线路线宽越来越小、工作电压越来越低，以及工作频率越来越高。由于65nm以下的纳米芯片已无法通过集成电路线路的设计解决静电放电(electrostatic discharge；ESD)防护的问题，只能靠具有ESD防护能力的集成电路载板保护之，以预防外部突发的ESD能量进入系统破坏集成电路。目前的解决方案主要是在集成电路载板表面上焊接ESD防护组件，然而在电子产品日趋高功能化与高频高速化时，集成电路的封装密集度日益提高、单一组件尺寸日益缩小，因此势必得面临封装以及在集成电路载板无多余空间可容纳上千颗表面粘着型态(SMT)的ESD防护组件的情况发生。

一般最常见的ESD保护组件大多采用焊接或表面粘着技术将具有ESD防护特性的材料组件整合于芯片或基板上，内部的主要材料成分均以无机系统为主体，此外，也有内部架构以有机高分子系统为主体的ESD防护材料称为高分子可变电阻材料(variable voltage material；VVM)，VVM高分子可变电阻器(组件)的应用已相当广泛，所谓的高分子VVM主要是于高分子树脂中添加导体粒子/半导体粒子/绝缘体或非导体粒子，该材料在常压下为一电阻很大的绝缘性材料，但在静电放电产生的时候立刻转换成电阻很小的导电性材料迅速将高电压导掉，借以保护电路组件。

在US 5807509中，主要揭露的部分是着重在多层结构(multilayer)的设计上，而材料的部分，其所揭露的高分子是由含氟的硅橡胶(silicone-rubber)以及聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane)所组成，导体以及半导体粉体则分别为铝金属和氧化铝并添加些许的绝缘性粉体(如Fumed silica；二氧化硅)所组成。结构的设计上则是在不同粉体组成材料层与层之间插入或不插入一导体层来区分，并且利用不同层数的堆栈以及改变不同粉体组成(composition)来达到静电放电防护的效果。另外，US 6310752、US 6373719、US 6657532、US 2005/0052811与US 7049926，内容更加着重于工艺与结构设计。而在US6251513中，其内容依然着重ESD防护组件结构的设计，其材料也仅止于有机高分子聚合物与不同特性粉体的混合物，其中高分子是以具有热塑性质的聚合物(聚酯；polyester)为主，导体/半导体/绝缘性粉体的种类则较为多元，之后的US 2003/0218851、US 2003/0025587、US 2003/0071245与US 7132922等，其中在2003/0071245A1所揭露的内容是将VVM导入PCB工艺中并应用在大量制造ESD保护组件的工艺上。而在US 7132922当中将导体/半导体/绝缘性粉体的种类衍生到壳-核(core-shell)结构或在其结构中掺杂(doping)其它元素。上述现有技术所揭露的技术除了高分子可变电阻材料的组成差异之外，最大的揭露点则在其结构的设计与应用的类型上作区别。然而以上的前案的主轴都为SMD型式的静电放电防护组件的相关技术。

另一方面，US 5409968、US 5476714、US 5669381、US 5781395等则揭露有关于高分子可变电阻材料的技术，但也都是锁定SMD组件型式的应用。这些前案所揭露的材料静电放电防护机制启动的原理是利用不同特性以及不同粒径大小粉体在高分子当中的堆栈排列形成一个电子传递的路径，在常压下为一电阻很大的绝缘性材料，但在静电放电的危害产生时立刻转换成电阻很小的导电性材料并通过此途径迅速将高电压接地导掉以此保护电子组件或线路免于受损。然而，其材料配方都只是简单描述为高分子与导体/半导体/绝缘体粉体的混成物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种符合现行PCB工艺技术，制造具有静电放电防护特性的有机/无机介电混成材料组合物。