[发明专利]静电放电装置以及制造该装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及导电的和耗散的静电放电(ESD)装置，其又称为抗静电装置，并涉及利用可固化不导电基体中的低成本颗粒导电路径制造所述装置的方法。

背景技术

两个异质材料的物体相互摩擦时，电子就会通过摩擦起电方法从一种材料转移另一种材料。物体成为静电充电，其中一种材料聚积正电荷，另一种材料聚积负电荷。通过ESD装置可实现安全释放静电电荷或者防止或最大程度减少其发生的过程，例如在制造或作业环境中。这些装置有减少人体或设备上的静电电荷的作用，例如可防止操作易燃液体和气体时的起火与爆炸，或防止对诸如电子元器件或装置的静电敏感物体的破坏。

在此使用的术语静电放电(ESD)装置包括导电的和耗散的装置、薄膜和粘合剂。关于ESD有许多标准。ESD协会(www.esda.org)发布了覆盖电子环境中的ESD的35种标准。CENELEC发布了欧洲静电标准EN 100015-静电敏感装置的保护(Protection of Electrostatic Sensitive Devices)。

ESD装置有许多应用领域，例如：

-ESD包装装置，包括薄膜、袋子、和运输或贮藏时用于容纳装置的刚性结构，装置例如图形卡或硬盘驱动器。这类薄膜还可以用于电池或电容器的生产，形成电池或电容器内部的导电阻隔层。

-ESD服饰装置，例如服装和鞋子，可用于许多工作场所。

-ESD试剂或化合物，用于材料或其表面的处理，以减少或消除静电累积。

-ESD垫和地板，从用于键盘和鼠标的小垫子到大垫子或整个地板。

-ESD工作站和工作面，提供接地的导电路径，用于与表面接触的材料上的静电电位的受控耗散。

-ESD零部件，如垫片。

术语导电的和耗散的可以宽泛地定义为：

-导电的：电阻为1K[Ω]～1M[Ω]的材料

-耗散的：电阻为1M[Ω]～1T[Ω]的材料

静电放电协会(Electrostatic Discharge Association)的文献ESD ADV1.0-009提供了适用于本语境的以下定义：

-导电材料，电阻率：表面电阻率低于1x10E5欧姆/平方或体积电阻率低于1x10E4欧姆-厘米的材料。

-导电材料，电阻：表面电阻低于1x10E4欧姆或体积电阻低于1x10E4欧姆的材料。

-导电地板材料：对地电阻低于1.0x10E6欧姆的地板材料。

-耗散地板材料：对地电阻为1.0x10E6～1.0x10E9欧姆的地板材料。

-耗散材料：表面电阻大于或等于1x10E4欧姆但低于1x10E¹¹欧姆、或体积电阻大于或等于1x10E4欧姆但低于1x10E11欧姆的材料。

本发明涉及导电的和耗散的ESD装置，对于这些装置我们使用ESD装置这一常用术语。术语“抗静电”也是“静电放电”的一个常见同义词，例如在ESD装置的同义词“抗静电装置”中所使用的；即，我们使用术语ESD装置，其含义等同于抗静电装置。

在如抗静电薄膜以及袋子、鞋子、垫子和地板一类的导电和耗散装置的生产中，聚合物很适合用在外表面。其它在生产过程中可类似地改变粘度的材料也适合。材料可以制造成可层压的薄膜或片材，或者制造成可以喷雾在装置上或将装置浸在其中的液体涂料，然后通过材料的自发反应固化，或利用例如热或紫外光加速固化。

含有导电聚合物的材料可以基于聚合物基体和嵌在该基体中的导电颗粒(填料)的混合物，或基于内在导电的聚合物。

本发明感兴趣的导电的或耗散的聚合材料基于不导电的聚合物基体和嵌在该基体中的导电颗粒(填料)的混合物；内在导电的聚合物也已为人们所知，并可与不导电的聚合物形成合金，以形成导电的或耗散的材料。

加入填料会改变聚合物基体的一些本体性质。这些改变经常是不合要求的，例如，材料强度与透明度下降以及颜色变化。减少填料含量对于将这些影响减至最低很重要。

在本发明中，聚合物基体可以是粘合剂与导电颗粒；金属、金属氧化物、金属胶体颗粒、或碳颗粒如碳纳米管(CNT)。所述材料还可以是方向性导电的。