CS273597B1 - Laminated semiconductor layer composition on insulation pad and method of its production - Google Patents
Laminated semiconductor layer composition on insulation pad and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- CS273597B1 CS273597B1 CS371388A CS371388A CS273597B1 CS 273597 B1 CS273597 B1 CS 273597B1 CS 371388 A CS371388 A CS 371388A CS 371388 A CS371388 A CS 371388A CS 273597 B1 CS273597 B1 CS 273597B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- semiconductor layer
- conductive
- carbon black
- mixture
- graphite
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 13
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 239000004641 Diallyl-phthalate Substances 0.000 claims description 4
- QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N bis(prop-2-enyl) benzene-1,2-dicarboxylate Chemical compound C=CCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC=C QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract 1
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 1
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- -1 oxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N tert-butyl benzenecarboperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Vynález se týká sestavy polovodivé vrstvy na izolační podložce, určené zejména pro elektrotechnické a elektronické prvky, například funkční dráhy potenciometrú. Dále se vynález týká také způsobu výroby této sestavy,
V elektrotechnických a elektronických aplikacích se často objevuje požadavek na prvky s polovodivými vrstvami. Jedná se například o funkční dráhy potenciometrú, u kterých musí být navíc zachována co nejvyšší linearita po celé délce dráhy a nesmí zde docházet k rušivým účinkům, souvisejícím s přechodovými jevy. Často se přitom klade důraz i na miniaturizaci těchto prvků.
Polovodivé vrstvy výše uvedených prvků mohou být zhotoveny různými způsoby. Známé je například použití odporových drátů nebo pásků, kde jsou ale vlastnosti příslušných polo vodivých vrstev značně ovlivněny vlastnostmi použitých kovů nebo nalisováním polovodivých práškových směsí. Výroba takových vrstev bývá navíc zpravidla velmi pracná a změna elektrických veličin s délkou dráhy většinou není lineární. Je zde nebezpečí vzniku skokových změn a přechodových jevů, omezujících značně životnost vrstev.
Jinou možnost představují polovodivé vrstvy, vyrobené z kovových prášků a vhodného pojivá. Vrstvy tohoto typu však vyžadují náročnou přípravu práškových kovů o vhodné velikosti částic. Kromě toho mohou kovy podléhat vnějším vlivům, což potom může mít za následek trvalé změny elektrických vlastností polovodivé vrstvy. Při pohybu běžce po takové vrstvě mohou také vznikat poměrně vysoké pasivní odpory.
Jsou známy také polovodivé vrstvy, tvořené polymerní matricí, převážně na bázi termoplastů a v ní dispergovanými nekovovými vodivými přísadami. Například pro elektromagnetické stínění se používá směs na bázi termoplastu, zejména pólyvinylchloridu, která vedle 64 až 78 % hmot. polymerní složky obsahuje 10 až 17 % hmot. sazí, 5 až 15 % hmot. grafitu a až 10 % hmot. dalších přísad - jedná se především o stabilizátor, maziva, přísady zlepšu jící zpracovatelnost a změkčovadla. Velikost částic vodivých přísad se udává pod 45 pm, přednostně potom pod 25 pm. Nedostatkem výše uvedeného řešení je skutečnost, že vodivé přísady se přidávají až do hotového polymeru, který má ve směsi se změkčovadly a zpracovatelskými přísadami vysokou viskozitu. To vylučuje možnost vyššího dávkování vodivých přísad, než bylo dříve uvedeno, a omezuje dosažitelné mechanické vlastnosti polovodivé vrstvy. Důsledkem toho potom je, že výše popsanou polovodivou vrstvu nelze použít v náročnějších aplikacích - například pro funkční dráhy potenciometrú. 2 hlediska této aplikace jsou navíc i deklarované částice vodivých přísad příliš hrubé a dosahované hodnoty odporu nedostatečné. Na překážku je z tohoto hlediska i značná závislost vlastností termoplastické matrice na teplotě.
K odstranění výše uvedených nedostatků doposud známých řešení do značné míry přispívá vrstvená sestava polovodivé vrstvy na izolační podložce podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že polovodivé vrstva je zhotovena z vytvrzené směsi, 50 áž 75 % hmot. termoreaktivního polymerního pojivá polydiallylftalátu a 25 až 50 % hmot. vodivých sazí a grafitu. Velikost částic sazí je 0,02 až 0,4 >jm, poměr velikosti částic sazí a grafitu je 1:5 až 1:50 a vzájemný hmotnostní poměr sazí a grafitu pak 1:3 až 3:1.
Podstata způsobu výroby vrstvené sestavy polovodivé vrstvy na izolační podložce podle vynálezu spočívá v tom, že se na formu nebo její vložku s hladkým lesklým povrchem nanese sítotiskem pasta, obsahující 2 až 20 % hmot. termoreaktivní směsi polovodivé vrstvy a 98 až 80 % hmot. polárního rozpouštědla, po zaschnutí směsi se forma zkompletuje a naplní se dávkou lisovací diallylftalátové termoreaktivní směsi pro izolační podložku. Po vytvrzení pod tlakem se potom od ostatních dílů formy oddělí vložka s vrstvenou sestavou vodivé vrstvy na izolační podložce, která se nechá volně vychladnout a separuje se od vložky.
Ke snížení adheze mezi povrchem vložky formy a polovodivou vrstvou se může s výhodou použít separačního činidla, přidaného buď do nanášené směsi polovodivé vrstvy, anebo do výchozí polymerní složky této směsi.
•f# fy
CS 273597 Bl
Hlavními přínosy řešení podle vynálezu jsou vyšší elektrická vodivost polovodivé vrstvy, efektivnější využití vodivých přísad, vyšší mechanická pevnost a soudržnost vrstev již v průběhu přípravy, omezení tvorby shluků vodivých částic v polovodivé vrstvě a vyšší dispergovatelnost vodivých přísad. Výhodou způsobu výroby podle vynálezu je jednoduchost, vyšší přesnost a vyšší variabilnost tvarů a velikostí polovodivé vrstvy.
K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží následující praktický příklad přípravy vrstvené sestavy polovodivé vrstvy na izolační podložce. Směs pro polovodivou vrstvu obsahuje jako pojivo polydiallylftalát. V něm jsou potom homogenně dispergovány vodivé saze o střední velikosti částic 0,02 až 0,4 ,um a jemný grafit o střední velikosti částic 0,8 až 10 pm, přičemž poměr středních velikostí částic obou vodivých přísad, charakterizovaných průměrem ekvivalentních kulových částic, je od 1:5 do 1:50. Uvedená kombinace velikostí částic vodivých přísad dává možnost nejpříznivější prostorové konfigurace soustavy vodivých částic v polymerní matrici. Obecně lze říci, že zachování nárokovaného poměru velikostí částic vodivých přísad se z hlediska dosažené vodivosti projevuje synergetickým účinkem - tzn., že vodivost dosažená u takové kombinace vodivých přísad je vyšší než vodivost při odpovídajícím hmotnostním zastoupení jednotlivých Vodivých přísad, respektive i při stejném hmotnostním složení dané směsi vodivých přísad bez dodržení výše uvedené relace velikostí jejich částic. Pozitivním důsledkem této skutečnosti je potom možnost výrazného zlepšení užitných vlastností polovodivých vrstev. Vedle přímého dopadu na elektrickou vodivost, respektive efektivnější využití vodivých přísad, je dalším přínosem také možnost zlepšení mechanických vlastností těchto vrstev - například v důsledku snížení dávkování vodivých přísad se zlepšuje pevnost a soudržnost vrstev již v průběhu přípravy.. Kombinací vodivých přísad s uvedeným poměrem velikostí částic se výrazně omezuje tendence k tvorbě shluků a zlepšuje se dispergovatelnost vodivých přísad ve směsi.
. Zmíněný synergetický účinek přitom prakticky nezávisí na druhu vodivé přísady - vedle grafitu a sazí lze s úspěchem použít také práškové kovy, sloučeniny kovů, například oxidy, atd. Také vliv celkové koncentrace vodivých přísad v polymerní směsi není nijak rozhodující. Požaduje se pouze, aby celková koncentrace všech vodivých přísad ležela nad oblastí kritické koncentrace, reprezentované na křivce, vyjadřující závislost vodivosti směsi na koncentraci vodivých přísad, výraznou, několika řádovou, skokovou změnou vodivosti, běžně známou z literatury. Zastoupení částic vodivých přísad s jednotlivými velikostmi by se nemělo extrémně lišit - výhodné je, leží-li například hmotnostní poměr dvou vodivých přísad s malými a velkými částicemi v intervalu 1:3 až 3:1.
Kromě výše popsaných účinků je důležité, že grafit současně funguje také jako tuhé mazivo, které svými antifrikčními vlastnostmi snižuje součinitel vlečného tření polovodivé vrstvy.
K vlastní přípravě vrstvené sestavy polovodivé vrstvy na izolační podložce podle vynálezu:
Polydiallylftalát se připraví roztokovou polymeraci v benzenu při teplotě 80,5 °C.
Oako iniciátor se používá dibenzoylperoxid v dávkování kolem 2 % hmot. Pracuje se jen asi do 50¾ konverze, aby byl získaný polymer ještě dobře rozpustný. Po ukončené polymeraci se získaný polymer vysráží metanolem; vzniklá sraženina se vypere vodou, vysuší a rozemele se na jemný prášek. Před mletím se může přidat kolem 2 ¾ nerozpustného separačního činidla, například stearanu vápenatého, které potom usnadňuje vyjímání výlisku z forem při následném lisování. 4
Práškový diallylftalát se smíchá s toluenem za přídavku 2 až 4 % hmot. sítovacího činidla, například t-butylperbenzoátu, až se dosáhne pastovité konzistence. Pasta se potom zpracuje na třecím stroji. Obdobně se také připraví sazová pasta z vodivých sazí a grafitová pasta, například z jemně rozemletého grafitu. Obě tyto pasty se také dále homogenizují na třecím stroji.
CS 273597 81
Připravené pasty se potom smíchají podle tabulky, kde ve sloupci Λ je uvedeno konkrétní složení směsi, se kterou bylo dále pracováno, ve sloupci B potom rozmezí koncentrací jednotlivých složek, při jejichž dodržení budou zachovány užitné vlastnosti výsledné polovodivé vrstvy bez výraznějších změn.
| A (¾ hmot.) | B (¾ hmot.) | |
| polydiallylftalát | 61 | 56 až 63 |
| vodivé saze | 22 | 10 až 25 |
| grafit | 17 | 15 až 25 |
Takto připravená směs pro polovodivou vrstvu se opět homogenizuje na třecím stroji v přítomnosti rozpouštědla. Potom se její konzistence upraví přídavkem rozpouštědla, například cyklohexanonu, butylakrylátu, metylisobutylketonu a podobně tak, aby splňovala požadavky sítotisku.
Takto upravená směs se nanáší sítotiskem na lesklý povrch vložky, která potom bude tvořit sítotiskem na lesklý povrch vložky, která potom bude tvořit část líce dutiny formy. Po zaschnutí natištěné vrstvy se forma složí a naplní dávkou lisovací diallylftalátové směsi pro izolační podložku. Potom následuje obvyklý lisovací cyklus, při kterém se za tlaku kolem 30 MPa a teploty 250 °C vrstvená sestava vytvrzuje po dobu 12 minut. Po vytvrzení se výlisek vyjme z formy i s leštěnou kovovou vložkou, nechá se volně vychladnout a separuje se od vložky.
Výše popsaným způsobem byly připraveny vrstvené sestavy o vnitřním průměru 50,5 mm a vnějším průměru 76 mm; tloušíka polovodivé vrstvy byla 0,02 mm, tlouštka podkladové vrstvy 7 mm. Odpor polovodivé dráhy byl kolem 1 kň s úchylkou od linearity nižší, než 1 Odolnost polovodivé vrstvy proti opotřebení byla vysoká - po 106 měřicích cyklech nepřesáhla změna odporu 0,1 % původní hodnoty. Pro další zvýšení přesnosti linearity je možné polovodivou vrstvu dále upravovat mechanicky nebo vypalováním laserem.
Z hlediska praktického využití vrstvených sestav podle vynálezu je možno uvést, že jsou určeny především pro náročnější elektronické aplikace. Konkrétně se jedná například o odporové členy řídicích obvodů systémů pro navigaci letadel, odporové články v obvodech mikropočítačů, regulátorů a měřicí techniky, plošné topné obvody, a podobně.
Claims (1)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZU hmot. termoreaktivního hmot. vodivých sazí a grafitu, priVrstvená sestava polovodivé vrstvy na izolační podložce, zejména pro elektrotechnické a elektronické prvky, s výhodou pro odporovou dráhu potenciometrů, vyznačující se tím, že polovodivé vrstva je zhotovena z vytvrzené směsi 50 až 75 polymerniho pojivá polydiallylftalátu a 25 až 50 čemž velikost částic sazí je 0,02 až 0,4 pm, poměr velikosti částic sazí a grafitu 1:5 až 1:50 a vzájemný hmotnostní poměr sazí a grafitu pak 1:3 až 3:1.Způsob výroby vrstvené sestavy polovodivé vrstvy na izolační podložce podle bodu 1, vyznačující se tím, že se na formu nebo její vložku s hladkým a lesklým povrchem nanese sítotiskem pasta, obsahující 2 až 20 % hmot. termoreaktivní směsi polovodivé vrstvy a 98 až 80 % hmot. polárního rozpouštědla, po zaschnutí směsi se forma zkompletuje a naplní se dávkou lisovací diallylftalátové termoreaktivní směsi pro izolační podložku, po vytvrzení se dále od ostatních dílů formy oddělí vložka s vrstvenou sestavou vodivé vrstvy na izolační podložce, která se nechá volně vychladnout a separuje se od vložky.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS371388A CS273597B1 (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Laminated semiconductor layer composition on insulation pad and method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS371388A CS273597B1 (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Laminated semiconductor layer composition on insulation pad and method of its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS371388A1 CS371388A1 (en) | 1990-08-14 |
| CS273597B1 true CS273597B1 (en) | 1991-03-12 |
Family
ID=5377994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS371388A CS273597B1 (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Laminated semiconductor layer composition on insulation pad and method of its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS273597B1 (cs) |
-
1988
- 1988-05-31 CS CS371388A patent/CS273597B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS371388A1 (en) | 1990-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2601212A (en) | Heat resistant magnetic cores and method of making | |
| US5906882A (en) | Dielectric materials high metallic content | |
| EP0588136B1 (en) | Polymer thick film resistor compositions | |
| US3056750A (en) | Resin bonded electrical resistors and methods of producing the same | |
| US2683669A (en) | Conductive plastics and method of making the same | |
| DE69031123T2 (de) | Elektrisch leitfähige polymerzusammensetzung | |
| US5789064A (en) | Electromagnetic radiation absorbing and shielding compositions | |
| DE1469832A1 (de) | Lagermaterial und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| US2883502A (en) | Electrical resistors and other bodies with negligible temperature coefficient of expansion | |
| JPS6320270B2 (cs) | ||
| US4508567A (en) | Press-molding process for preparing a powder compact | |
| JPH0311602A (ja) | 電気抵抗層を造るのに適する抵抗ペーストおよびそれから製造される抵抗層 | |
| DE1803233A1 (de) | Schleifscheibe | |
| US3689618A (en) | Use of an unadvanced silicone resin binder in resistor manufacture | |
| CS273597B1 (en) | Laminated semiconductor layer composition on insulation pad and method of its production | |
| CN114974786B (zh) | 软磁复合材料及其制备方法、金属粉芯及其制备方法和模压电感及其制备方法 | |
| DE2910643C2 (cs) | ||
| US4600602A (en) | Low resistance resistor compositions | |
| US3742423A (en) | Electrical resistor | |
| US2120930A (en) | Resistance element | |
| RU2072121C1 (ru) | Подложка для платы печатных схем и способ ее изготовления | |
| CN113539549A (zh) | 一种热固化导电胶膜及其制备方法和应用 | |
| US3277418A (en) | Molded conductive plastic resistors and methods of making same | |
| JP2657976B2 (ja) | レジスターペーストおよび該レジスターペーストからなるレジスター層 | |
| US3239788A (en) | Molded conductive plastic resistor and method of making same |