JPH11317113A - 静電放電保護用のポリマ―複合材料 - Google Patents
静電放電保護用のポリマ―複合材料Info
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- JPH11317113A JPH11317113A JP11009525A JP952599A JPH11317113A JP H11317113 A JPH11317113 A JP H11317113A JP 11009525 A JP11009525 A JP 11009525A JP 952599 A JP952599 A JP 952599A JP H11317113 A JPH11317113 A JP H11317113A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気過大応力過渡現象に対し電気部品を保護
するための組成物を提供する。 【解決手段】 絶縁性バインダ、ドープされた半導電性
粒子、及び半導電性粒子を含む電気過大応力過渡現象
（ＥＯＳ）に対し電気部品を保護するための組成物。こ
の複合材料は通常の操作電圧に対して高い電気抵抗性を
示すが、ＥＯＳ過渡現象に応答して低い電気抵抗に変換
し、ＥＯＳ過渡現象の間、ＥＯＳ過渡電圧を低いレベル
に保持する。
するための組成物を提供する。 【解決手段】 絶縁性バインダ、ドープされた半導電性
粒子、及び半導電性粒子を含む電気過大応力過渡現象
（ＥＯＳ）に対し電気部品を保護するための組成物。こ
の複合材料は通常の操作電圧に対して高い電気抵抗性を
示すが、ＥＯＳ過渡現象に応答して低い電気抵抗に変換
し、ＥＯＳ過渡現象の間、ＥＯＳ過渡電圧を低いレベル
に保持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気過大応力(ele
ctrical overstress、ＥＯＳ）過渡現象に対し電気部品
を保護するためのポリマー複合材料の使用に関する。
ctrical overstress、ＥＯＳ）過渡現象に対し電気部品
を保護するためのポリマー複合材料の使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】回路もしくは回路中の感度の高い電気部
品を破壊することのできる高い電場及び高いピーク電力
を発生し、この回路及び部品の機能を一時的にもしくは
永久的に失わせるＥＯＳ過渡現象から電子回路を保護す
ることのできる電気部品に対する要求が高まっている。
ＥＯＳ過渡現象は、回路動作を中断し又は回路を完全に
破壊することのできる過渡的な電圧もしくは電流の状態
である。特に、ＥＯＳ過渡現象は、例えば電磁パルス、
静電放電等から発生し、又は他の電子もしくは電気部品
の操作により誘導される。そのような過渡現象は、その
最大振幅をマイクロ秒〜サブナノ秒に高め、反復性があ
る。電気過大応力過渡現象の通常の波形を図１に示す。
静電放電（ＥＳＤ）過渡現象波のピーク振幅は、100 ア
ンペアより高い電流において25,000ボルトを越える。Ｅ
ＯＳ過渡現象の波形を規定する多くの標準が存在する。
これは、IEC 1000-4-2、ESD に対するANSIガイドライン
(ANSI C63.16) 、DO-160、及びFAA-20-136を含む。ま
た、MIL STD 461/461 及びMILSTD 883 パート3015のよ
うな軍事的標準もある。
品を破壊することのできる高い電場及び高いピーク電力
を発生し、この回路及び部品の機能を一時的にもしくは
永久的に失わせるＥＯＳ過渡現象から電子回路を保護す
ることのできる電気部品に対する要求が高まっている。
ＥＯＳ過渡現象は、回路動作を中断し又は回路を完全に
破壊することのできる過渡的な電圧もしくは電流の状態
である。特に、ＥＯＳ過渡現象は、例えば電磁パルス、
静電放電等から発生し、又は他の電子もしくは電気部品
の操作により誘導される。そのような過渡現象は、その
最大振幅をマイクロ秒〜サブナノ秒に高め、反復性があ
る。電気過大応力過渡現象の通常の波形を図１に示す。
静電放電（ＥＳＤ）過渡現象波のピーク振幅は、100 ア
ンペアより高い電流において25,000ボルトを越える。Ｅ
ＯＳ過渡現象の波形を規定する多くの標準が存在する。
これは、IEC 1000-4-2、ESD に対するANSIガイドライン
(ANSI C63.16) 、DO-160、及びFAA-20-136を含む。ま
た、MIL STD 461/461 及びMILSTD 883 パート3015のよ
うな軍事的標準もある。
【０００３】ＥＯＳ過渡現象に対して保護するための材
料（ＥＯＳ材料）は、通過する電圧をより低い値に低下
させ、ＥＯＳ過渡現象の間この電圧をより低い値に保持
するよう実質的に瞬時に（すなわち、理想的には過渡現
象波がそのピークに達する前に）応答するよう設計され
ている。ＥＯＳ材料は、低いもしくは通常の操作電圧及
び電流において電気抵抗値が高いこと特徴としている。
ＥＯＳ過渡現象に応答する際に、この材料は本質的に瞬
時に電気抵抗値が低くなる。ＥＯＳの脅威が軽減される
と、この材料は高い抵抗値に戻る。この材料は高い抵抗
状態と低い抵抗状態の間を繰り返し変化することがで
き、繰り返しＥＯＳ過渡現象に対して回路を保護するこ
とができる。ＥＯＳ材料は、ＥＯＳ過渡現象が停止する
と本質的に瞬時にその当初の高い抵抗値を回復すること
もできる。ここで、高い抵抗状態を「オフ状態」と呼
び、低い抵抗状態を「オン状態」と呼ぶ。この抵抗状態
の移動は段階的ではなく、オフ状態とオン状態の間で非
線形に移動する。本発明の材料は数千回のＥＳＤに耐え
ることができ、個々のＥＳＤごとに保護を与えた後に所
望のオフ状態に回復する。
料（ＥＯＳ材料）は、通過する電圧をより低い値に低下
させ、ＥＯＳ過渡現象の間この電圧をより低い値に保持
するよう実質的に瞬時に（すなわち、理想的には過渡現
象波がそのピークに達する前に）応答するよう設計され
ている。ＥＯＳ材料は、低いもしくは通常の操作電圧及
び電流において電気抵抗値が高いこと特徴としている。
ＥＯＳ過渡現象に応答する際に、この材料は本質的に瞬
時に電気抵抗値が低くなる。ＥＯＳの脅威が軽減される
と、この材料は高い抵抗値に戻る。この材料は高い抵抗
状態と低い抵抗状態の間を繰り返し変化することがで
き、繰り返しＥＯＳ過渡現象に対して回路を保護するこ
とができる。ＥＯＳ材料は、ＥＯＳ過渡現象が停止する
と本質的に瞬時にその当初の高い抵抗値を回復すること
もできる。ここで、高い抵抗状態を「オフ状態」と呼
び、低い抵抗状態を「オン状態」と呼ぶ。この抵抗状態
の移動は段階的ではなく、オフ状態とオン状態の間で非
線形に移動する。本発明の材料は数千回のＥＳＤに耐え
ることができ、個々のＥＳＤごとに保護を与えた後に所
望のオフ状態に回復する。
【０００４】図２は、ＥＯＳ材料についてＤＣ電圧に対
する通常の電気抵抗を示している。ＥＯＳ材料を含む回
路部品は、ＥＯＳ過渡現象のため過剰の電圧もしくは電
流の一部を大地にそらし、その結果電気回路及びその部
品を保護することができる。この過渡現象の主要部はそ
の源に戻される。その戻された波はその源によって低減
されるか又は安全なレベルにまで低下するまで各パルス
に応答するサージ保護デバイスに再び戻される。
する通常の電気抵抗を示している。ＥＯＳ材料を含む回
路部品は、ＥＯＳ過渡現象のため過剰の電圧もしくは電
流の一部を大地にそらし、その結果電気回路及びその部
品を保護することができる。この過渡現象の主要部はそ
の源に戻される。その戻された波はその源によって低減
されるか又は安全なレベルにまで低下するまで各パルス
に応答するサージ保護デバイスに再び戻される。
【０００５】Grisdaleに発行された米国特許第 2,273,7
04号は、非線形の電流電圧関係を示す粒状複合体を開示
している。この混合物は、薄い絶縁層でコートされた半
導電性粒子と導電性粒子からなり、圧縮され、互いに結
合されて一体にされている。
04号は、非線形の電流電圧関係を示す粒状複合体を開示
している。この混合物は、薄い絶縁層でコートされた半
導電性粒子と導電性粒子からなり、圧縮され、互いに結
合されて一体にされている。
【０００６】Bocciarelli に発行された米国特許第 2,7
96,505号は、非線形電圧制御素子を開示している。この
素子はマトリックス中で結合した絶縁性酸化物表面を有
する導電性粒子からなっている。この粒子は不規則な形
状であり、互いに点接触している。
96,505号は、非線形電圧制御素子を開示している。この
素子はマトリックス中で結合した絶縁性酸化物表面を有
する導電性粒子からなっている。この粒子は不規則な形
状であり、互いに点接触している。
【０００７】Hyatt らに発行された米国特許第 4,726,9
91号は、導電性粒子と半導電性粒子の混合物からなり、
この粒子の表面のすべてが絶縁性酸化物フィルムでコー
トされているＥＯＳ保護材料を開示している。この粒子
は絶縁性バインダ中で互いに結合されている。このコー
トされた粒子は好ましくは互いに点接触しており、量子
力学トンネルモードで伝導している。
91号は、導電性粒子と半導電性粒子の混合物からなり、
この粒子の表面のすべてが絶縁性酸化物フィルムでコー
トされているＥＯＳ保護材料を開示している。この粒子
は絶縁性バインダ中で互いに結合されている。このコー
トされた粒子は好ましくは互いに点接触しており、量子
力学トンネルモードで伝導している。
【０００８】Hyatt に発行された米国特許第 5,476,714
号は、絶縁性バインダ中において互いに結合した、100
オングストロームの範囲の絶縁性粒子の割合が最小であ
る10〜100 ミクロンの範囲の導電性粒子と半導電性粒子
の混合物からなるＥＯＳ複合材料を開示している。この
発明は、粒度を分類し、粒子が互いに選択的な関係とな
るようにすることを含む。
号は、絶縁性バインダ中において互いに結合した、100
オングストロームの範囲の絶縁性粒子の割合が最小であ
る10〜100 ミクロンの範囲の導電性粒子と半導電性粒子
の混合物からなるＥＯＳ複合材料を開示している。この
発明は、粒度を分類し、粒子が互いに選択的な関係とな
るようにすることを含む。
【０００９】Childersに発行された米国特許第 5,260,8
48号は、過渡的過大電流から保護するためのスウィッチ
材料を開示している。この材料は10〜200 ミクロンの導
電性粒子の混合物からなっている。半導電性粒子及び絶
縁性粒子もこの発明に用いられる。導電性粒子の間の間
隔は少なくとも1000オングストロームである。
48号は、過渡的過大電流から保護するためのスウィッチ
材料を開示している。この材料は10〜200 ミクロンの導
電性粒子の混合物からなっている。半導電性粒子及び絶
縁性粒子もこの発明に用いられる。導電性粒子の間の間
隔は少なくとも1000オングストロームである。
【００１０】従来のＥＯＳポリマー複合材料の例は、米
国特許第 4,331,948号、4,726,991号、4,977,357 号、
4,992,333 号、5,142,263 号、5,189,387 号、5,294,37
4 号、5,476,714 号、及び 5,669,381号に開示されてい
る。
国特許第 4,331,948号、4,726,991号、4,977,357 号、
4,992,333 号、5,142,263 号、5,189,387 号、5,294,37
4 号、5,476,714 号、及び 5,669,381号に開示されてい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来の特許は
いずれもドープされた半導体を含むＥＯＳ組成物を開示
していない。さらに、ＥＯＳ組成物のスウィッチ特性が
半導体のドーピングレベルを変えることによって制御で
きることも認識されていない。本発明はこれら及び他の
要求を満たす。
いずれもドープされた半導体を含むＥＯＳ組成物を開示
していない。さらに、ＥＯＳ組成物のスウィッチ特性が
半導体のドーピングレベルを変えることによって制御で
きることも認識されていない。本発明はこれら及び他の
要求を満たす。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の一般的態様にお
いて、通常の操作電圧値に対して高い電気抵抗を示す
が、ＥＯＳ過渡スウィッチに対して低い電気抵抗を示
し、ＥＯＳ過渡の間にＥＯＳ過渡電圧を低いレベルに保
持するポリマー複合材料が提供される。
いて、通常の操作電圧値に対して高い電気抵抗を示す
が、ＥＯＳ過渡スウィッチに対して低い電気抵抗を示
し、ＥＯＳ過渡の間にＥＯＳ過渡電圧を低いレベルに保
持するポリマー複合材料が提供される。
【００１３】本発明の第一の態様において、ＥＯＳ組成
物は、絶縁性バインダ、ドープされた半導電性粒子、及
び半導電性粒子を含む。本発明の第二の態様において、
ＥＯＳ組成物は、絶縁性バインダ、第一の導電性を有す
るようドープされた半導電性粒子、及び第二の導電性を
有するようドープされた半導電性粒子を含む。
物は、絶縁性バインダ、ドープされた半導電性粒子、及
び半導電性粒子を含む。本発明の第二の態様において、
ＥＯＳ組成物は、絶縁性バインダ、第一の導電性を有す
るようドープされた半導電性粒子、及び第二の導電性を
有するようドープされた半導電性粒子を含む。
【００１４】本発明の第三の態様において、ＥＯＳ組成
物は、絶縁性バインダ、内部コアと外部シェルからなる
導電性粒子、及び半導電性粒子を含む。導電性粒子の内
部コアは電気的絶縁性材料を含み、外部シェルは以下の
材料、(i) 導電体、(ii)半導体、(iii) ドープされた半
導体、又は(iv)内部コアを含む材料以外の絶縁材料、の
１つを含む。または、導電性粒子の内部コアは半導電性
材料を含み、外部シェルは以下の材料、(i) 導電体、(i
i)内部コアを含む材料以外の半導電性材料、又は(iii)
ドープされた半導体、の１つを含む。導電性粒子がコア
−シェル構造からなる他の態様においては、内部コアは
導電性材料からなり、外部シェルは以下の材料、(i) 内
部コアを含む材料以外の導電性材料、(ii)半導体、又は
(iii) ドープされた半導体、の１つからなる。
物は、絶縁性バインダ、内部コアと外部シェルからなる
導電性粒子、及び半導電性粒子を含む。導電性粒子の内
部コアは電気的絶縁性材料を含み、外部シェルは以下の
材料、(i) 導電体、(ii)半導体、(iii) ドープされた半
導体、又は(iv)内部コアを含む材料以外の絶縁材料、の
１つを含む。または、導電性粒子の内部コアは半導電性
材料を含み、外部シェルは以下の材料、(i) 導電体、(i
i)内部コアを含む材料以外の半導電性材料、又は(iii)
ドープされた半導体、の１つを含む。導電性粒子がコア
−シェル構造からなる他の態様においては、内部コアは
導電性材料からなり、外部シェルは以下の材料、(i) 内
部コアを含む材料以外の導電性材料、(ii)半導体、又は
(iii) ドープされた半導体、の１つからなる。
【００１５】本発明の第四の態様において、ＥＯＳ組成
物は、絶縁性バインダ、内部コアと外部シェルからなる
導電性粒子、及びドープされた半導電性粒子を含む。コ
ア−シェル構造の導電性粒子の材料は、本発明の第三の
態様に関しての上記組合せのいずれか１つを含んでよ
い。
物は、絶縁性バインダ、内部コアと外部シェルからなる
導電性粒子、及びドープされた半導電性粒子を含む。コ
ア−シェル構造の導電性粒子の材料は、本発明の第三の
態様に関しての上記組合せのいずれか１つを含んでよ
い。
【００１６】最後に、本発明の各態様は、所望により少
量の絶縁性粒子を含む。本発明の他の利点及び特徴は、
以下の図面及び詳細な説明の記載より明らかとなるであ
ろう。
量の絶縁性粒子を含む。本発明の他の利点及び特徴は、
以下の図面及び詳細な説明の記載より明らかとなるであ
ろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は多くの異なる形態での態
様が可能であるが、本明細書においては本発明の好まし
い態様について説明する。この記載は本発明の例示であ
り、本発明を限定するものではない。
様が可能であるが、本明細書においては本発明の好まし
い態様について説明する。この記載は本発明の例示であ
り、本発明を限定するものではない。
【００１８】図３を参照し、本発明により製造された組
成物を含む電気デバイスはＥＯＳ過渡現象に対し保護さ
れた電気回路及び回路部品を与える。図３における回路
ロード５は通常所定の電圧Ｖn'よりも低い電圧を発す
る。十分な継続期間で所定の操作電圧Ｖn より２〜３倍
高いＥＯＳ過渡現象は回路及び回路部品にダメージを与
える。通常、ＥＯＳ過渡現象は、通常の操作においてみ
られる電圧よりも10倍、100 倍、もしくは1000倍高い操
作電圧を与える。図３において、ＥＯＳ過渡電圧15は電
子ライン20において回路10に入ることが示されている。
前記のように、ＥＯＳ過渡電圧は電磁パルス、静電放電
又はライトニングから生ずる。ＥＯＳ過渡電圧15を加え
ると、電気過大応力保護デバイス25は抵抗の高いオフ状
態から抵抗の低いオン状態にスウィッチし、ＥＯＳ過渡
電圧15を安全な、低い値に固定し、電子ライン20から接
地30へ電流の一部をそらせる。過渡現象の主要な部分は
その源へ戻される。
成物を含む電気デバイスはＥＯＳ過渡現象に対し保護さ
れた電気回路及び回路部品を与える。図３における回路
ロード５は通常所定の電圧Ｖn'よりも低い電圧を発す
る。十分な継続期間で所定の操作電圧Ｖn より２〜３倍
高いＥＯＳ過渡現象は回路及び回路部品にダメージを与
える。通常、ＥＯＳ過渡現象は、通常の操作においてみ
られる電圧よりも10倍、100 倍、もしくは1000倍高い操
作電圧を与える。図３において、ＥＯＳ過渡電圧15は電
子ライン20において回路10に入ることが示されている。
前記のように、ＥＯＳ過渡電圧は電磁パルス、静電放電
又はライトニングから生ずる。ＥＯＳ過渡電圧15を加え
ると、電気過大応力保護デバイス25は抵抗の高いオフ状
態から抵抗の低いオン状態にスウィッチし、ＥＯＳ過渡
電圧15を安全な、低い値に固定し、電子ライン20から接
地30へ電流の一部をそらせる。過渡現象の主要な部分は
その源へ戻される。
【００１９】第一の好ましい態様において、本発明のＥ
ＯＳスウィッチ材料は、標準的混合法を用いて絶縁バイ
ンダに分散された半導電性粒子及び導電性となるようド
ープされた半導電性粒子を用いている。第二の好ましい
態様において、ＥＯＳスウィッチ材料は異なる導電率ま
でドープされた半導電性粒子が分散した絶縁バインダか
ら構成されている。所望により、この第一及び第二の好
ましい態様は絶縁性粒子を含んでいてもよい。
ＯＳスウィッチ材料は、標準的混合法を用いて絶縁バイ
ンダに分散された半導電性粒子及び導電性となるようド
ープされた半導電性粒子を用いている。第二の好ましい
態様において、ＥＯＳスウィッチ材料は異なる導電率ま
でドープされた半導電性粒子が分散した絶縁バインダか
ら構成されている。所望により、この第一及び第二の好
ましい態様は絶縁性粒子を含んでいてもよい。
【００２０】この第一及び第二の好ましい態様における
絶縁性バインダは、高い誘電破壊強度、高い電気抵抗性
及び高いトラッキング抵抗性を有するように選ばれる。
この複合材料のスウィッチング特性は、ドープされた半
導電性粒子の特性、半導電性粒子、その粒度及び粒度分
布、及び粒子間の間隔によってきまる。この粒子間の間
隔はドープされた半導電性粒子及び半導電性粒子の量、
並びにそれらの粒度及び粒度分布によってきまる。本発
明の組成物において、粒子間の間隔は通常1,000 オング
ストロームより大きい。さらに、絶縁性バインダは高い
オフ状態の抵抗性を与えるに十分なドープされた半導電
性粒子と半導電性粒子の間の粒子間の間隔を与えかつ維
持しなければならない。所望のオフ状態の抵抗性は絶縁
性バインダの抵抗性及び誘電強度によっても影響を受け
る。通常、絶縁性バインダ材料は少なくとも109 オーム
-cm の体積抵抗率を有するべきである。
絶縁性バインダは、高い誘電破壊強度、高い電気抵抗性
及び高いトラッキング抵抗性を有するように選ばれる。
この複合材料のスウィッチング特性は、ドープされた半
導電性粒子の特性、半導電性粒子、その粒度及び粒度分
布、及び粒子間の間隔によってきまる。この粒子間の間
隔はドープされた半導電性粒子及び半導電性粒子の量、
並びにそれらの粒度及び粒度分布によってきまる。本発
明の組成物において、粒子間の間隔は通常1,000 オング
ストロームより大きい。さらに、絶縁性バインダは高い
オフ状態の抵抗性を与えるに十分なドープされた半導電
性粒子と半導電性粒子の間の粒子間の間隔を与えかつ維
持しなければならない。所望のオフ状態の抵抗性は絶縁
性バインダの抵抗性及び誘電強度によっても影響を受け
る。通常、絶縁性バインダ材料は少なくとも109 オーム
-cm の体積抵抗率を有するべきである。
【００２１】第三の好ましい態様において、本発明のＥ
ＯＳスウィッチング材料は、内部コア及び外部シェルか
らなる導電性粒子並びに絶縁性バインダに分散された半
導電性粒子を含む。第四の好ましい態様において、本発
明のＥＯＳスウィッチング材料は、内部コア及び外部シ
ェルからなる導電性粒子並びに絶縁性バインダに分散さ
れたドープされた半導電性粒子を含む。所望により、こ
の第三及び第四の態様は絶縁性バインダを含んでいても
よい。
ＯＳスウィッチング材料は、内部コア及び外部シェルか
らなる導電性粒子並びに絶縁性バインダに分散された半
導電性粒子を含む。第四の好ましい態様において、本発
明のＥＯＳスウィッチング材料は、内部コア及び外部シ
ェルからなる導電性粒子並びに絶縁性バインダに分散さ
れたドープされた半導電性粒子を含む。所望により、こ
の第三及び第四の態様は絶縁性バインダを含んでいても
よい。
【００２２】導電性相を含む粒子のコア及びシェルが異
なる導電性を有する場合に優れた結果が得られた。例え
ば、導電性粒子の内部コアが絶縁性材料から構成されて
いる場合、外部シェルは以下の材料、(i) 導電体、(ii)
ドープされた半導電体、(iii) 半導電体、又は(iv)内部
コアの絶縁性材料以外の絶縁性材料、のうちの１つより
構成されてよい。導電性粒子の内部コアは半導電性材料
から構成されてよい。そのような組成物において、外部
シェルは以下の材料、(i) 導電体、(ii)ドープされた半
導体、又は(iii) 内部コアの半導電性材料以外の半導電
性材料、のうちの１つより構成されてよい。最後に、内
部コアは導電性材料より構成されてよく、この場合、外
部シェルは以下の材料、(i) 半導体、(ii)ドープされた
半導体、又は(iii) 内部コアの半導電性材料以外の半導
電性材料、のうちの１つより構成されてよい。
なる導電性を有する場合に優れた結果が得られた。例え
ば、導電性粒子の内部コアが絶縁性材料から構成されて
いる場合、外部シェルは以下の材料、(i) 導電体、(ii)
ドープされた半導電体、(iii) 半導電体、又は(iv)内部
コアの絶縁性材料以外の絶縁性材料、のうちの１つより
構成されてよい。導電性粒子の内部コアは半導電性材料
から構成されてよい。そのような組成物において、外部
シェルは以下の材料、(i) 導電体、(ii)ドープされた半
導体、又は(iii) 内部コアの半導電性材料以外の半導電
性材料、のうちの１つより構成されてよい。最後に、内
部コアは導電性材料より構成されてよく、この場合、外
部シェルは以下の材料、(i) 半導体、(ii)ドープされた
半導体、又は(iii) 内部コアの半導電性材料以外の半導
電性材料、のうちの１つより構成されてよい。
【００２３】材料 通常、本発明において用いる材料は４つのカテゴリー、
絶縁体、導電体、半導体、及びドープされた半導体、の
うちの１つに属する。エネルギー帯、エネルギー帯ギャ
ップ及び許容される電子状態は材料のカテゴリーを他か
ら区別し、明確な電気特性を有する材料を与える。この
材料において、エネルギー帯はエネルギー帯ギャップを
越えるもしくは下回る。エネルギーギャップを越えるエ
ネルギー帯は通常伝導帯として知られており、エネルギ
ーギャップを下回るエネルギー帯は通常価電子帯として
知られている。エネルギー帯、エネルギー帯ギャップ及
び許容される電子状態を含む材料のこれらのカテゴリー
の電気特性についての詳細な説明は、Physics of Semic
onductor Devices, S.M.Sze, John Wiley & Sons,1981
及びIntroduction to Solid State Physics, C.Kittel,
John Wiley & Sons, 1996に示されている。
絶縁体、導電体、半導体、及びドープされた半導体、の
うちの１つに属する。エネルギー帯、エネルギー帯ギャ
ップ及び許容される電子状態は材料のカテゴリーを他か
ら区別し、明確な電気特性を有する材料を与える。この
材料において、エネルギー帯はエネルギー帯ギャップを
越えるもしくは下回る。エネルギーギャップを越えるエ
ネルギー帯は通常伝導帯として知られており、エネルギ
ーギャップを下回るエネルギー帯は通常価電子帯として
知られている。エネルギー帯、エネルギー帯ギャップ及
び許容される電子状態を含む材料のこれらのカテゴリー
の電気特性についての詳細な説明は、Physics of Semic
onductor Devices, S.M.Sze, John Wiley & Sons,1981
及びIntroduction to Solid State Physics, C.Kittel,
John Wiley & Sons, 1996に示されている。
【００２４】図６Ａ〜６Ｅを参照し、絶縁体、金属、半
金属、熱により励起された電子キャリヤを有する純粋な
半導体、及び不純物の添加により電子不足であるドープ
された半導体についての最上部の許容されるエネルギー
帯の電子占有を示す。図６Ａ〜６Ｅにおいて、ボックス
は材料のエネルギー帯を表し、影を付けた領域は電子に
よって満たされた帯の領域を表している。図６Ａを参照
し、完全に満たされた価電子帯及び空の伝導帯は材料が
電気的に絶縁性であることになる。一方、図６Ｂに示す
ように、一部満たされた伝導帯は電子の自由な動きを可
能にし、材料が電気的に導電性であることになる。半金
属は伝導帯における導電性電子の濃度が低く、従って電
気的導電性が比較的低い（図６Ｃ）。
金属、熱により励起された電子キャリヤを有する純粋な
半導体、及び不純物の添加により電子不足であるドープ
された半導体についての最上部の許容されるエネルギー
帯の電子占有を示す。図６Ａ〜６Ｅにおいて、ボックス
は材料のエネルギー帯を表し、影を付けた領域は電子に
よって満たされた帯の領域を表している。図６Ａを参照
し、完全に満たされた価電子帯及び空の伝導帯は材料が
電気的に絶縁性であることになる。一方、図６Ｂに示す
ように、一部満たされた伝導帯は電子の自由な動きを可
能にし、材料が電気的に導電性であることになる。半金
属は伝導帯における導電性電子の濃度が低く、従って電
気的導電性が比較的低い（図６Ｃ）。
【００２５】０Ｋにおける純粋な半導体において（図示
せず）、価電子帯は電子で完全に満たされている。次の
高いエネルギーレベル帯である導電帯は空である。この
状態において、純粋な半導電性材料は絶縁体として機能
する。温度が高くなると、電子は価電子帯から伝導帯に
熱によって励起される。この熱励起された状態を図６Ｄ
に示す。価電子帯に残っている伝導帯の電子とホールは
導電性に寄与する。従って、この材料は高い温度範囲に
おいて本質的に半導電性である。熱励起された半導体に
おける導電性のレベルは、伝導帯の最も低いポイントと
価電子帯の最も高いポイントの間、すなわちエネルギー
帯ギャップのエネルギー差を特徴とする。
せず）、価電子帯は電子で完全に満たされている。次の
高いエネルギーレベル帯である導電帯は空である。この
状態において、純粋な半導電性材料は絶縁体として機能
する。温度が高くなると、電子は価電子帯から伝導帯に
熱によって励起される。この熱励起された状態を図６Ｄ
に示す。価電子帯に残っている伝導帯の電子とホールは
導電性に寄与する。従って、この材料は高い温度範囲に
おいて本質的に半導電性である。熱励起された半導体に
おける導電性のレベルは、伝導帯の最も低いポイントと
価電子帯の最も高いポイントの間、すなわちエネルギー
帯ギャップのエネルギー差を特徴とする。
【００２６】ある種の不純物（ドーパント）の添加は半
導体の導電性に劇的に影響を与える。半導電性材料のド
ープに用いられる不純物もしくは材料は電子供与体又は
電子受容体のいずれであってもよい。いずれにおいて
も、この不純物は純粋な半導体のエネルギー帯ギャップ
内のエネルギーレベルを占める。図６Ｅは、不純物のた
め電子不足であるドープされた半導体の許容されるエネ
ルギー帯を示している。ドープされた半導体中の不純物
濃度を高めると又は低下させると、この材料の導電性が
変化する。例えば、図７を参照し、珪素の導電性は不純
物（例えば硼素もしくはリン）の濃度によってほぼ８桁
変化する。図８は、半導体、半金属及び金属についての
導電性電子濃度を示している。純粋な半導体の導電性は
導電性電子濃度の増加によって上昇し（半金属もしくは
金属の領域まで）、又は導電性電子濃度の低下によって
低下する（絶縁体の領域まで）。
導体の導電性に劇的に影響を与える。半導電性材料のド
ープに用いられる不純物もしくは材料は電子供与体又は
電子受容体のいずれであってもよい。いずれにおいて
も、この不純物は純粋な半導体のエネルギー帯ギャップ
内のエネルギーレベルを占める。図６Ｅは、不純物のた
め電子不足であるドープされた半導体の許容されるエネ
ルギー帯を示している。ドープされた半導体中の不純物
濃度を高めると又は低下させると、この材料の導電性が
変化する。例えば、図７を参照し、珪素の導電性は不純
物（例えば硼素もしくはリン）の濃度によってほぼ８桁
変化する。図８は、半導体、半金属及び金属についての
導電性電子濃度を示している。純粋な半導体の導電性は
導電性電子濃度の増加によって上昇し（半金属もしくは
金属の領域まで）、又は導電性電子濃度の低下によって
低下する（絶縁体の領域まで）。
【００２７】本発明において、半導電性材料は、許容さ
れるエネルギー状態が存在しないエネルギーギャップを
有する材料である。ドープされた半導電性材料は、ドー
プ不純物がエネルギー帯ギャップ内に特徴的なエネルギ
ー状態を有する材料である。
れるエネルギー状態が存在しないエネルギーギャップを
有する材料である。ドープされた半導電性材料は、ドー
プ不純物がエネルギー帯ギャップ内に特徴的なエネルギ
ー状態を有する材料である。
【００２８】Ａ．絶縁性バインダ 本発明において適した絶縁性バインダは、熱硬化性ポリ
マー、熱可塑性ポリマー、エラストマー、ゴム、又はポ
リマーブレンドを含む。このポリマーは材料の強度を高
めるために架橋していてもよい。同様に、エラストマー
は強度を高めるために加硫していてもよい。好ましい態
様において、この絶縁性バインダはDowCorning STI に
より製造され、商品名Q4-2901 として販売されているシ
リコーンゴム樹脂を含む。このシリコーン樹脂は、例え
ばAldrich Chemical製の2,5-ビス-(t-ブチルペルオキ
シ)-2,5-ジメチル-1,3- ヘキシンのような過酸化物硬化
剤により架橋されている。過酸化物硬化剤の選択は、所
望の硬化時間及び温度によって決定される。材料が高い
粒子間電流密度の存在下でトラックしない限り、ほぼあ
らゆるバインダが有効である。
マー、熱可塑性ポリマー、エラストマー、ゴム、又はポ
リマーブレンドを含む。このポリマーは材料の強度を高
めるために架橋していてもよい。同様に、エラストマー
は強度を高めるために加硫していてもよい。好ましい態
様において、この絶縁性バインダはDowCorning STI に
より製造され、商品名Q4-2901 として販売されているシ
リコーンゴム樹脂を含む。このシリコーン樹脂は、例え
ばAldrich Chemical製の2,5-ビス-(t-ブチルペルオキ
シ)-2,5-ジメチル-1,3- ヘキシンのような過酸化物硬化
剤により架橋されている。過酸化物硬化剤の選択は、所
望の硬化時間及び温度によって決定される。材料が高い
粒子間電流密度の存在下でトラックしない限り、ほぼあ
らゆるバインダが有効である。
【００２９】Ｂ．ドープされた半導電性粒子 一態様において、本発明の組成物は、導電性となるよう
にドープされた半導電性粒子からなる導電性相を用い
る。このドープされた半導電性粒子は、半導電性材料の
エネルギー帯ギャップ内で特徴的なエネルギー状態を有
する好適な不純物（電子供与体もしくは電子受容体のい
ずれか）によりドープされたあらゆる従来の半導電性材
料から構成されていてよい。好ましい半導電性材料は、
珪素、ゲルマニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、
リン化硼素、窒化ガリウム、リン化ガリウム、リン化イ
ンジウム、リン化カドミウム、酸化亜鉛、硫化カドミウ
ム、及び硫化亜鉛である。ポリピロールもしくはポリア
ニリンのような導電性ポリマーも有効である。これらの
材料は、所望のレベルの導電性を達成するために好適な
電子供与体（例えばリン、砒素、もしくはアンチモン）
又は電子受容体（例えば鉄、アルミニウム、硼素、もし
くはガリウム）でドープされている。
にドープされた半導電性粒子からなる導電性相を用い
る。このドープされた半導電性粒子は、半導電性材料の
エネルギー帯ギャップ内で特徴的なエネルギー状態を有
する好適な不純物（電子供与体もしくは電子受容体のい
ずれか）によりドープされたあらゆる従来の半導電性材
料から構成されていてよい。好ましい半導電性材料は、
珪素、ゲルマニウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、
リン化硼素、窒化ガリウム、リン化ガリウム、リン化イ
ンジウム、リン化カドミウム、酸化亜鉛、硫化カドミウ
ム、及び硫化亜鉛である。ポリピロールもしくはポリア
ニリンのような導電性ポリマーも有効である。これらの
材料は、所望のレベルの導電性を達成するために好適な
電子供与体（例えばリン、砒素、もしくはアンチモン）
又は電子受容体（例えば鉄、アルミニウム、硼素、もし
くはガリウム）でドープされている。
【００３０】特に好ましい態様において、ドープされた
半導電性粒子は、アルミニウム（ドープされた半導電性
粒子の約0.5 重量％）よりドープされ導電性にされた珪
素粉末である。この材料は商品名Si-100-FとしてAtlant
ic Equipment Engineersにより販売されている。他の特
に好ましい態様において、このドープされた半導電性粒
子は、商品名Zelec 3010-XC として販売されている、酸
化錫によってドープされているアンチモンである。
半導電性粒子は、アルミニウム（ドープされた半導電性
粒子の約0.5 重量％）よりドープされ導電性にされた珪
素粉末である。この材料は商品名Si-100-FとしてAtlant
ic Equipment Engineersにより販売されている。他の特
に好ましい態様において、このドープされた半導電性粒
子は、商品名Zelec 3010-XC として販売されている、酸
化錫によってドープされているアンチモンである。
【００３１】本発明において好ましいドープされた半導
電性粒子の平均粒度は10ミクロン未満である。しかしな
がら、粒子の充填密度を最高にするためかつ最適の電圧
固定及びスウィッチ特性を得るため、半導電性粒子の平
均粒度は好ましくは約１〜約５ミクロンであり、又は１
ミクロン未満であってもよい。
電性粒子の平均粒度は10ミクロン未満である。しかしな
がら、粒子の充填密度を最高にするためかつ最適の電圧
固定及びスウィッチ特性を得るため、半導電性粒子の平
均粒度は好ましくは約１〜約５ミクロンであり、又は１
ミクロン未満であってもよい。
【００３２】Ｃ．半導電性粒子 本発明において好ましい半導電性粒子は炭化珪素から構
成されている。しかしながら、以下の半導電性粒子材
料、すなわち珪素、ゲルマニウム、炭化珪素、窒化硼
素、リン化硼素、窒化ガリウム、リン化ガリウム、リン
化インジウム、リン化カドミウム、酸化亜鉛、硫化カド
ミウム、及び硫化亜鉛、も本発明において用いてよい。
成されている。しかしながら、以下の半導電性粒子材
料、すなわち珪素、ゲルマニウム、炭化珪素、窒化硼
素、リン化硼素、窒化ガリウム、リン化ガリウム、リン
化インジウム、リン化カドミウム、酸化亜鉛、硫化カド
ミウム、及び硫化亜鉛、も本発明において用いてよい。
【００３３】好ましい態様において、半導電性粒子はAg
sci, #1200グリット製の炭化珪素である。第二の好まし
い態様において、半導電性粒子はNorton, #10,000 グリ
ット製の炭化珪素である。本発明において用いる半導電
性粒子は５ミクロン未満、好ましくは約１〜約３ミクロ
ンの平均粒度を有する。
sci, #1200グリット製の炭化珪素である。第二の好まし
い態様において、半導電性粒子はNorton, #10,000 グリ
ット製の炭化珪素である。本発明において用いる半導電
性粒子は５ミクロン未満、好ましくは約１〜約３ミクロ
ンの平均粒度を有する。
【００３４】Ｄ．絶縁性粒子 本発明における絶縁性粒子は、商品名Cabosil TS-720と
して入手可能なもののようなヒュームドシリカから構成
されている。しかしながら、他の絶縁性材料も用いるこ
とができる。例えば、ガラス球、炭酸カルシウム、硫酸
カルシウム、硫酸バリウム、三水和アルミニウム、金属
酸化物、例えば二酸化チタン、カオリン、及びカオリナ
イト、並びに高密度ポリエチレン（UHDPE)も本発明にお
いて用いてよい。本発明において用いる絶縁性粒子は約
50〜約200 オングストロームの平均粒度を有する。
して入手可能なもののようなヒュームドシリカから構成
されている。しかしながら、他の絶縁性材料も用いるこ
とができる。例えば、ガラス球、炭酸カルシウム、硫酸
カルシウム、硫酸バリウム、三水和アルミニウム、金属
酸化物、例えば二酸化チタン、カオリン、及びカオリナ
イト、並びに高密度ポリエチレン（UHDPE)も本発明にお
いて用いてよい。本発明において用いる絶縁性粒子は約
50〜約200 オングストロームの平均粒度を有する。
【００３５】Ｅ．コア−シェル構造を有する導電性粒子 図５を参照し、本発明に係る組成物の導電相はコア−シ
ェル構造を有する。粒子150 はシェル160 により囲まれ
たコア140 を有する。導電性コア−シェル粒子に用いる
に適した導電性材料は、以下の金属、銀、ニッケル、
銅、金、白金、亜鉛、チタン及びパラジウム、及びその
アロイを含む。カーボンブラックも本発明における導電
性材料として用いてよい。上記の半導電性、ドープされ
た半導体及び絶縁材料も、導電性コア−シェル構造の粒
子を用いる本発明の組成物において適している。
ェル構造を有する。粒子150 はシェル160 により囲まれ
たコア140 を有する。導電性コア−シェル粒子に用いる
に適した導電性材料は、以下の金属、銀、ニッケル、
銅、金、白金、亜鉛、チタン及びパラジウム、及びその
アロイを含む。カーボンブラックも本発明における導電
性材料として用いてよい。上記の半導電性、ドープされ
た半導体及び絶縁材料も、導電性コア−シェル構造の粒
子を用いる本発明の組成物において適している。
【００３６】本発明における導電性コア−シェル粒子の
例は、二酸化チタン（絶縁体）コア及び酸化錫でドープ
されたアンチモン（ドープされた半導体）シェルを含
む。この粒子は商品名Zelec 1410-Tとして販売されてい
る。他の好適な材料は商品名Zelec 1610-Sとして販売さ
れており、中空シリカ（絶縁体）コア及び酸化錫でドー
プされたアンチモン（ドープされた半導体）シェルを含
む。フライアッシュ（絶縁体）コア及びニッケル（導電
体）シェルを有する粒子、並びにニッケル（導電体）コ
ア及び銀（導電体）シェルを有する粒子はNovamet によ
り販売されており、本発明において適している。他の好
適な、以下の表２〜５に示すものは、Composite Partic
les により商品名Vistamer Ti-9115として販売されてい
る。これらの導電性コア−シェル粒子は超高密度ポリエ
チレン(UHDPE) の絶縁性シェル及び炭化チタン(TiC) の
導電性コアを有する。最後に、商品名Eeonyx F-40-10DG
としてMartek Corporationより販売されているカーボン
ブラック（導電体）コア及びポリアニリン（ドープされ
た半導体）を有する粒子も本発明において導電性コア−
シェル構造の粒子として用いてよい。
例は、二酸化チタン（絶縁体）コア及び酸化錫でドープ
されたアンチモン（ドープされた半導体）シェルを含
む。この粒子は商品名Zelec 1410-Tとして販売されてい
る。他の好適な材料は商品名Zelec 1610-Sとして販売さ
れており、中空シリカ（絶縁体）コア及び酸化錫でドー
プされたアンチモン（ドープされた半導体）シェルを含
む。フライアッシュ（絶縁体）コア及びニッケル（導電
体）シェルを有する粒子、並びにニッケル（導電体）コ
ア及び銀（導電体）シェルを有する粒子はNovamet によ
り販売されており、本発明において適している。他の好
適な、以下の表２〜５に示すものは、Composite Partic
les により商品名Vistamer Ti-9115として販売されてい
る。これらの導電性コア−シェル粒子は超高密度ポリエ
チレン(UHDPE) の絶縁性シェル及び炭化チタン(TiC) の
導電性コアを有する。最後に、商品名Eeonyx F-40-10DG
としてMartek Corporationより販売されているカーボン
ブラック（導電体）コア及びポリアニリン（ドープされ
た半導体）を有する粒子も本発明において導電性コア−
シェル構造の粒子として用いてよい。
【００３７】本発明に係るＥＯＳ組成物において、絶縁
性バインダは、組成物全体の約30〜約65体積％、好まし
くは約35〜約50体積％である。ドープされた半導電性粒
子は、組成物全体の約10〜約60体積％、好ましくは約15
〜約50体積％である。半導電性粒子は、組成物全体の約
５〜約45体積％、好ましくは約10〜約40体積％である。
絶縁性粒子は、組成物全体の約１〜約15体積％、好まし
くは約２〜約10体積％である。
性バインダは、組成物全体の約30〜約65体積％、好まし
くは約35〜約50体積％である。ドープされた半導電性粒
子は、組成物全体の約10〜約60体積％、好ましくは約15
〜約50体積％である。半導電性粒子は、組成物全体の約
５〜約45体積％、好ましくは約10〜約40体積％である。
絶縁性粒子は、組成物全体の約１〜約15体積％、好まし
くは約２〜約10体積％である。
【００３８】好適な絶縁性バインダ並びに好ましい粒度
及び体積パーセントを有するドープされた半導電性粒
子、半導電性粒子及び絶縁性粒子の使用により、本発明
の組成物は約20〜約2,000 ボルトの固定電圧を与えるこ
とができる。本発明の好ましい態様は、約20〜約500 ボ
ルト、より好ましくは約20〜約100 ボルトの固定電圧を
示す。
及び体積パーセントを有するドープされた半導電性粒
子、半導電性粒子及び絶縁性粒子の使用により、本発明
の組成物は約20〜約2,000 ボルトの固定電圧を与えるこ
とができる。本発明の好ましい態様は、約20〜約500 ボ
ルト、より好ましくは約20〜約100 ボルトの固定電圧を
示す。
【００３９】
【実施例】Brabender 又はHaake 混合ユニットのような
ポリマー混合ユニット内で成分を混合することによって
多くの組成物を製造した。本発明の組成物を加工するた
めに、２軸ミル、バンバリーミキサー、押出ミキサー及
び他の同様の混合装置を含む標準的ポリマー加工法及び
装置を用いてよい。図４Ａ〜４Ｂを参照し、組成物100
は電極120 、130 の間の電極ギャップ領域110 に積層さ
れ、その後加熱及び加圧下で硬化される。(1) 約65ナノ
秒の間隔のトランスミッションライン電圧パルス（ＴＬ
Ｐ）、及び(2)Key Tek Minizapper(MZ) により発生した
ＥＯＳ過渡現象に対する応答を測定した。種々のギャッ
プ幅をテストした。組成物及び応答を以下の表１〜５に
示す。
ポリマー混合ユニット内で成分を混合することによって
多くの組成物を製造した。本発明の組成物を加工するた
めに、２軸ミル、バンバリーミキサー、押出ミキサー及
び他の同様の混合装置を含む標準的ポリマー加工法及び
装置を用いてよい。図４Ａ〜４Ｂを参照し、組成物100
は電極120 、130 の間の電極ギャップ領域110 に積層さ
れ、その後加熱及び加圧下で硬化される。(1) 約65ナノ
秒の間隔のトランスミッションライン電圧パルス（ＴＬ
Ｐ）、及び(2)Key Tek Minizapper(MZ) により発生した
ＥＯＳ過渡現象に対する応答を測定した。種々のギャッ
プ幅をテストした。組成物及び応答を以下の表１〜５に
示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】
【表３】
【００４３】
【表４】
【００４４】
【表５】
【００４５】特定の態様を説明し記載したが、発明の精
神から離れることなく多くの変形が可能であり、保護範
囲は添付する請求の範囲によってのみ限定される。
神から離れることなく多くの変形が可能であり、保護範
囲は添付する請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】ＥＯＳ過渡現象の典型的な波形を示すグラフで
ある。
ある。
【図２】典型的なＥＯＳ材料の電圧に対する電気抵抗の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図３】本発明のＥＯＳ組成物を有するデバイスを含む
電子回路を示す図である。
電子回路を示す図である。
【図４】本発明のＥＯＳ組成物の電気特性をテストする
ために用いる表面に接地された電気デバイスを示す図で
ある。
ために用いる表面に接地された電気デバイスを示す図で
ある。
【図５】本発明の多くの態様に係る導電性粒子のコア−
シェル構造の断面図である。
シェル構造の断面図である。
【図６】絶縁材料、金属、半金属、及び半導体の許容さ
れるエネルギー帯の電子占有を示す図である。
れるエネルギー帯の電子占有を示す図である。
【図７】300Kにおける不純物濃度に対する珪素の抵抗性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図８】金属、半金属及び半導体の電子キャリヤ濃度を
示すグラフである。
示すグラフである。
Claims (32)
- 【請求項１】 絶縁性バインダ ドープされた半導電性粒子、及び半導電性粒子を含む、
電気過大応力に対する保護を与える組成物。 - 【請求項２】 絶縁性粒子をさらに含む、請求項１記載
の組成物。 - 【請求項３】 絶縁性バインダの体積含有率が組成物全
体の約30〜65％であり、ドープされた半導電性粒子の体
積含有率が組成物全体の約10〜60％であり、半導電性粒
子の体積含有率が組成物全体の約５〜45％である、請求
項１記載の組成物。 - 【請求項４】 絶縁性バインダの体積含有率が組成物全
体の約30〜65％であり、ドープされた半導電性粒子の体
積含有率が組成物全体の約10〜60％であり、半導電性粒
子の体積含有率が組成物全体の約５〜45％であり、絶縁
性粒子の体積含有率が組成物全体の約１〜15％である、
請求項２記載の組成物。 - 【請求項５】 絶縁性バインダがシリコーン樹脂を含
む、請求項１記載の組成物。 - 【請求項６】 シリコーン樹脂が過酸化物硬化剤により
架橋されている、請求項５記載の組成物。 - 【請求項７】 ドープされた半導電性粒子が珪素及びド
ーパント材料を含む、請求項１記載の組成物。 - 【請求項８】 ドーパント材料がアルミニウムを含む、
請求項７記載の組成物。 - 【請求項９】 ドーパント材料が鉄を含む、請求項７記
載の組成物。 - 【請求項１０】 半導電性粒子が、珪素、ゲルマニウ
ム、炭化珪素、窒化硼素、リン化硼素、窒化ガリウム、
リン化ガリウム、リン化インジウム、リン化カドミウ
ム、酸化亜鉛、硫化カドミウム、及び硫化亜鉛からなる
群より選ばれる材料より構成されている、請求項１記載
の組成物。 - 【請求項１１】 絶縁性粒子が、ヒュームドシリカ、ガ
ラス、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、三水和アルミニウム、二酸化チタン、カオリン、及
びカオリナイトからなる群より選ばれる材料より構成さ
れている、請求項２記載の組成物。 - 【請求項１２】 ドープされた半導電性粒子が10ミクロ
ン未満の平均粒度を有する、請求項１記載の組成物。 - 【請求項１３】 半導電性粒子が５ミクロン未満の平均
粒度を有する、請求項１記載の組成物。 - 【請求項１４】 絶縁性粒子が約50オングストローム〜
約200 オングストロームの平均粒度を有する、請求項２
記載の組成物。 - 【請求項１５】 絶縁性バインダ 10ミクロン未満の平均粒度を有するドープされた半導電
性粒子、 ５ミクロン未満の平均粒度を有する半導電性粒子、及び
約50オングストローム〜約200 オングストロームの平均
粒度を有する絶縁性粒子を含む、電気過大応力に対して
保護を与える組成物。 - 【請求項１６】 ドープされた半導電性粒子、半導電性
粒子及び絶縁性粒子が1,000 オングストロームより大き
な粒子間の間隔を有する、請求項１５記載の組成物。 - 【請求項１７】 絶縁性バインダ 第一の導電率を有する第一の材料でドープされた半導電
性粒子、及び第二の導電率を有する第二の材料でドープ
された半導電性粒子を含む、電気過大応力に対する保護
を与える組成物。 - 【請求項１８】 絶縁性バインダ 内部コア及び外部シェルからなる導電性粒子、及び半導
電性粒子を含む、電気過大応力に対する保護を与える組
成物。 - 【請求項１９】 導電性粒子の内部コアが電気絶縁性材
料から構成されている、請求項１８記載の組成物。 - 【請求項２０】 導電性粒子の外部シェルが導電性材料
から構成されている、請求項１９記載の組成物。 - 【請求項２１】 導電性粒子の外部シェルが半導電性材
料から構成されている、請求項１９記載の組成物。 - 【請求項２２】 導電性粒子の外部シェルがドープされ
た半導電性材料から構成されている、請求項１９記載の
組成物。 - 【請求項２３】 導電性粒子の外部シェルが内部コアを
構成している材料以外の電気絶縁性材料から構成されて
いる、請求項１９記載の組成物。 - 【請求項２４】 導電性粒子の内部コアが半導電性材料
から構成されている、請求項１８記載の組成物。 - 【請求項２５】 導電性粒子の外部シェルが導電性材料
から構成されている、請求項２４記載の組成物。 - 【請求項２６】 導電性粒子の外部シェルがドープされ
た半導電性材料から構成されている、請求項２４記載の
組成物。 - 【請求項２７】 導電性粒子の外部シェルが内部コアを
構成している材料以外の半導電性材料から構成されてい
る、請求項２４記載の組成物。 - 【請求項２８】 導電性粒子の内部コアが導電性材料か
ら構成されている、請求項１８記載の組成物。 - 【請求項２９】 導電性粒子の外部シェルが半導電性材
料から構成されている、請求項２８記載の組成物。 - 【請求項３０】 導電性粒子の外部シェルがドープされ
た半導電性材料から構成されている、請求項２８記載の
組成物。 - 【請求項３１】 導電性粒子の外部シェルが内部コアを
構成している材料以外の導電性材料から構成されてい
る、請求項２８記載の組成物。 - 【請求項３２】 絶縁性バインダ 内部コア及び外部シェルから構成されている導電性粒
子、及びドープされた半導電性粒子を含む、電気過大応
力に対する保護を与える組成物。
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