專利名稱：一種具有保護(hù)層的紙基印刷電路板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷電路板，尤其涉及一種具有保護(hù)層的紙基印刷電路板及其制備方法。
背景技術(shù)：
紙基印刷電路板由于價(jià)格低廉，被廣泛應(yīng)用作為電子設(shè)備的鍵控板和電源板等附板。但是目前市場上，采用紙基印刷電路板制備的鍵控板和電源板等電子設(shè)備，如果鍵控板和電源板等在制造過程中，采用有機(jī)酸助焊劑助焊，則這些電子設(shè)備在潮濕地區(qū)使用時(shí)會(huì)大量出現(xiàn)按鍵失靈等故障。通過對(duì)故障電子設(shè)備進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)附板上的焊點(diǎn)之間發(fā)生了金屬離子遷移，焊點(diǎn)與焊點(diǎn)之間，高低電壓的銅箔之間發(fā)生了微短路，從而導(dǎo)致附板產(chǎn)生故障，給電子設(shè)備的制造商帶來了極大的經(jīng)濟(jì)損失和極其不好的名譽(yù)影響。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種具有保護(hù)層的紙基印刷電路板及其制備方法，本發(fā)明能夠有效解決紙基印刷電路板采用有機(jī)酸助焊劑在潮濕環(huán)境下出現(xiàn)微短路從而導(dǎo)致按鍵失靈的問題，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。一方面，本發(fā)明提供了一種具有保護(hù)層的紙基印刷電路板，包括具有電子組件的紙基印刷電路板和保護(hù)層，其中，保護(hù)層為保形涂料。本發(fā)明中，所述具有電子組件的紙基印刷電路板選自市售紙基印刷電路板空板并經(jīng)波峰焊接固定電子組件或者返修的具有電子組件的紙基印刷電路板。紙基印刷電路板主要被用作為電子設(shè)備的鍵控板和電源板等附板，其中，黏合劑主要為酚醛樹脂。紙基印刷電路板的材質(zhì)疏松,吸水率相比半玻纖板和玻纖板高,其吸水率為1%左右。因此，紙基印刷電路板在加工過程中的焊接步驟中表面易殘留有機(jī)酸助焊劑， 通過清洗能有效清除表面殘留的助焊劑，但不能有效去除已經(jīng)滲透至紙基印刷電路板內(nèi)部的有機(jī)酸助焊劑殘留物。同時(shí)，隨著殘留在紙基印刷電路板表面的有機(jī)酸助焊劑被清除，由于反滲透作用，已經(jīng)滲透至紙基印刷電路板內(nèi)部的有機(jī)酸助焊劑殘留物將回到紙基印刷電路板表面。在同時(shí)存在合適的濕度、溫度和電位差的環(huán)境下，金屬離子在陽極生成，并在直流電壓下發(fā)生遷移，在陰極還原形成金屬樹狀結(jié)晶，當(dāng)樹狀晶體連接兩個(gè)導(dǎo)體便會(huì)造成短路。 助焊劑殘留物的存在促進(jìn)了這種離子遷移現(xiàn)象，從而加快了微短路的產(chǎn)生，對(duì)電子設(shè)備的使用造成極大影響。本發(fā)明產(chǎn)品紙基印刷電路板表面設(shè)置有保護(hù)層，該保護(hù)層可以有效阻隔離子遷移在紙基印刷電路板焊接面上的焊點(diǎn)之間進(jìn)行，從而避免微短路現(xiàn)象的產(chǎn)生。該保護(hù)層為保形涂料。優(yōu)選地，所述保形涂料的各組分及含量為有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物35 70 %，低粘度單丙烯酸酯低聚物25 60 %，光引發(fā)劑2 8 %，助劑2 6 %。更優(yōu)選地，所述保形涂料的各組分及含量為有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物45 65%，低粘度單丙烯酸酯低聚物28 45%，光引發(fā)劑3 7%，助劑3 5%。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述保形涂料的各組分及含量為有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物56%， 低粘度單丙烯酸酯低聚物34 %，光引發(fā)劑6 %，助劑4 %。其中，有機(jī)硅丙烯酸酯是一種有特殊性能的低聚物，有機(jī)硅低聚物主鍵為硅氧鍵， 使其具有極好的柔韌性、耐低溫性、耐濕性、耐候性、防水性。優(yōu)選地，所述有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物為硅氧烷接枝聚氨酯-聚丙烯酸酯(PUA)，所述低粘度單丙烯酸酯低聚物為硅氧烷改性丙烯酸酯。為了增強(qiáng)固化效果，加入助劑來減少氧阻聚影響。所述助劑包括偶聯(lián)劑、流平劑、消泡劑和潤濕劑。優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為二月桂酸二丁基錫；優(yōu)選地，所述流平劑為聚硅氧烷-聚醚共聚物；優(yōu)選地，所述消泡劑為二甲基聚硅氧烷；優(yōu)選地，所述潤濕劑為交聯(lián)型有機(jī)硅聚醚丙烯酸酯。其中，所述偶聯(lián)劑、流平劑、消泡劑和潤濕劑在整個(gè)涂料中的百分含量分別為O. 5%、0. 5%、2. 25%和O. 25%。優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑為光引發(fā)劑1173(2-羥基2-甲基苯基丙酮-I)。另一方面，本發(fā)明還提供了一種具有保護(hù)層的紙基印刷電路板的制備方法，包括以下步驟(I)將保形涂料涂覆在具有電子組件的紙基印刷電路板的焊接面上；(2)對(duì)涂覆了保形涂料的紙基印刷電路板進(jìn)行光固化，制得具有保護(hù)層的紙基印刷電路板。步驟(I)中具有電子組件的紙基印刷電路板來源不限。優(yōu)選地，具有電子組件的紙基印刷電路板選自市售紙基印刷電路板空板并經(jīng)波峰焊接固定電子組件或者返修的具有電子組件的紙基印刷電路板。當(dāng)步驟⑴中所述紙基印刷電路板為市售紙基印刷電路板空板時(shí)，則在步驟⑴ 之前，通過波峰焊接將電子組件固定在紙基印刷電路板空板上。當(dāng)步驟⑴中所述紙基印刷電路板為返修的具有電子組件的紙基印刷電路板時(shí)， 則在步驟(I)之前，將返修的紙基印刷電路板用清洗液洗凈晾干。對(duì)于返修的紙基印刷電路板，其表面布滿了助焊劑殘留和金屬陽離子，過多的助焊劑殘留形成了隔離層，如果不進(jìn)行有效清洗，保形涂料將無法直接作用于紙基印刷電路板，從而不能有效防止微短路現(xiàn)象的產(chǎn)生。優(yōu)選地，所述波峰焊接過程中使用的助焊劑為有機(jī)酸助焊劑。在使用有機(jī)酸助焊劑進(jìn)行波峰焊接以后，在紙基印刷電路板上會(huì)存在一定的助焊劑殘留。當(dāng)機(jī)器在高溫高濕條件下帶電工作時(shí)，會(huì)因?yàn)檫@些助焊劑殘留加速焊點(diǎn)與焊點(diǎn)間的離子遷移，從而造成微短路現(xiàn)象，使得機(jī)器失靈不能正常工作。優(yōu)選地，步驟(I)中所述保形涂料的各組分及含量為有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物 35 70%，低粘度單丙烯酸酯低聚物25 60%，光引發(fā)劑2 8%，助劑2 6%。更優(yōu)選地，所述保形涂料的各組分及含量為有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物45 65%， 低粘度單丙烯酸酯低聚物28 45%，光引發(fā)劑3 7%，助劑3 5%。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述保形涂料的各組分及含量為有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物56%， 低粘度單丙烯酸酯低聚物34 %，光引發(fā)劑6 %，助劑4 %。優(yōu)選地，所述有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物為硅氧烷接枝聚氨酯-聚丙烯酸酯(PUA)，所述低粘度單丙烯酸酯低聚物為硅氧烷改性丙烯酸酯。所述助劑包括偶聯(lián)劑、流平劑、消泡劑和潤濕劑。優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為二月桂酸二丁基錫；優(yōu)選地，所述流平劑為聚硅氧烷-聚醚共聚物；優(yōu)選地，所述消泡劑為二甲基聚硅氧烷；優(yōu)選地，所述潤濕劑為交聯(lián)型有機(jī)硅聚醚丙烯酸酯。其中，所述偶聯(lián)劑、流平劑、消泡劑和潤濕劑在整個(gè)涂料中的百分含量分別為O. 5%、0. 5%、2. 25%和O. 25%。優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑為光引發(fā)劑1173(2-羥基2-甲基苯基丙酮-I)。優(yōu)選地，步驟⑴中所述保形涂料的涂覆方式為將波峰焊接以后的紙基印刷電路板傾斜45°，將涂料通過毛刷粘取涂抹或使用噴槍噴涂均勻涂覆在紙基印刷電路板的焊接面上。優(yōu)選地，步驟⑵中所述保形涂料光固化的紫外線強(qiáng)度為lOOmv/cm2，固化時(shí)間為 10秒。整個(gè)光固化過程中，沒有小分子的物質(zhì)產(chǎn)生，也基本沒有小分子物質(zhì)遷移，最終， 液體保形涂料生成高分子化合物，并且由液體變?yōu)楣腆w。經(jīng)固化的保形涂料，能有效的固定紙基印刷電路板上的金屬離子，有效的防止水汽侵襲，有效封堵紙基板表面的毛細(xì)管，使得侵入紙基板內(nèi)部的助焊劑殘留不能返回紙基板表面，從而有效防止紙基板微短路的產(chǎn)生。本發(fā)明提供的一種具有保護(hù)層的紙基印刷電路板及其制備方法，具有如下有益效果(I)能有效杜絕紙基印刷電路板表面因?yàn)榻饘匐x子遷移所發(fā)生的微短路現(xiàn)象，大大提聞廣品的可罪性；(2)經(jīng)濟(jì)利益大大提高，返工費(fèi)用大大降低，特別是一些海外訂單，因?yàn)楫a(chǎn)品的微短路問題造成機(jī)器故障，賠款^(人；(3)生產(chǎn)工藝簡單，原料成本低廉，質(zhì)量可靠。


圖I為本發(fā)明具有保護(hù)層的紙基印刷電路板的生產(chǎn)流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的紙基印刷電路板的顯微照片；圖3 圖6為本發(fā)明效果實(shí)施例中各組試驗(yàn)中的紙基印刷電路板的顯微照片。
具體實(shí)施例方式以下所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例一一種具有保護(hù)層的紙基印刷電路板，包括具有電子組件的紙基印刷電路板、和保護(hù)層。保護(hù)層為一種保形涂料。保形涂料的各組分及含量為硅氧烷接枝聚氨酯-聚丙烯酸酯(PUA) 56 %，硅氧烷改性丙烯酸酯34 %，光引發(fā)劑1173 (2-羥基2-甲基苯基丙酮-I) 6. O %，偶聯(lián)劑二月桂酸二丁基錫O. 5 %、流平劑聚硅氧烷-聚醚共聚物0.5%、消泡劑二甲基聚硅氧烷2. 25%，潤濕劑交聯(lián)型有機(jī)硅聚醚丙烯酸酯O. 25%。如圖I所示，該具有保護(hù)層的紙基印刷電路板通過下述步驟制得(I)通過波峰焊接將電子組件固定在紙基印刷電路板空板上，得到具有電子組件的紙基印刷電路板；⑵ 將所述保形涂料涂覆在具有電子組件的紙基印刷電路板的焊接面上；(3)對(duì)涂覆了保形涂料的紙基印刷電路板進(jìn)行光固化。其中，步驟⑴波峰焊接過程中使用有機(jī)酸助焊劑助焊。步驟⑵中將波峰焊接以后的紙基印刷電路板傾斜45°，將保形涂料使用噴槍均勻噴涂在紙基印刷電路板的焊接面上。步驟(3)中，將紙基印刷電路板在強(qiáng)度為lOOmv/cm2的紫外線下，光固化10秒。將本實(shí)施例下所制得的紙基印刷電路板裝機(jī)后放入高溫高濕箱進(jìn)行帶信號(hào)老化試驗(yàn)，其中溫度為50°C，濕度為95%，老化時(shí)間為12小時(shí)，其試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)機(jī)器沒有出現(xiàn)按鍵失靈等任何不良現(xiàn)象。其金相顯微照片如圖2所示。從試驗(yàn)結(jié)果可以推斷，紙基印刷電路板板上涂覆的保形涂料，阻擋了紙基印刷電路板內(nèi)部殘留的有機(jī)酸反滲透，從而阻礙了離子遷移的步伐，防止了微短路現(xiàn)象的產(chǎn)生。實(shí)施例二與實(shí)施例一相比較，本實(shí)施例的不同之處在于，保形涂料的成分含量不同硅氧烷接枝聚氨酯-聚丙烯酸酯(PUA) 61 %，硅氧烷改性丙烯酸酯35 %，光引發(fā)劑1173 (2-羥基 2-甲基苯基丙酮-1)3.0%，偶聯(lián)劑二月桂酸二丁基錫0.5%、流平劑聚硅氧烷-聚醚共聚物 O. I %、消泡劑二甲基聚硅氧烷O. 2 %，潤濕劑交聯(lián)型有機(jī)硅聚醚丙烯酸酯O. 2 %。效果實(shí)施例針對(duì)市場返回的鍵控板發(fā)生微短路現(xiàn)象的故障機(jī)器，進(jìn)行下述實(shí)驗(yàn)取十臺(tái)故障機(jī)器，將其鍵控板清洗干凈后，按實(shí)施例一所述的方法涂覆一層保形涂料，光固化后放入高溫高濕箱進(jìn)行帶信號(hào)老化試驗(yàn)，其中溫度為50°C，濕度為95%，老化時(shí)間為12小時(shí)，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)紙基印刷電路板沒有出現(xiàn)按鍵失靈等任何不良現(xiàn)象。其金相顯微照片如圖3所示。另外，取三組故障機(jī)器，每組十臺(tái)，分別進(jìn)行下述三組對(duì)比實(shí)驗(yàn)(I)鍵控板不經(jīng)過清洗，直接進(jìn)行帶電，50°C高溫，95%高濕試驗(yàn)；(2)鍵控板不經(jīng)過清洗，涂覆一層保形涂料后進(jìn)行帶電，50°C高溫，95%高濕試驗(yàn)；(3)鍵控板經(jīng)過清洗晾干后，直接進(jìn)行帶電，50°C 高溫，95%高濕試驗(yàn)。其三組試驗(yàn)結(jié)果如下(I)只經(jīng)過30分鐘，十臺(tái)機(jī)器就發(fā)現(xiàn)有兩臺(tái)按鍵失靈，金相顯微照片如圖4所示，從圖4中可以看出，兩個(gè)焊點(diǎn)之間發(fā)現(xiàn)有樹狀晶體產(chǎn)生，焊點(diǎn)之間發(fā)生了微短路。(2)老化到IH左右出現(xiàn)一臺(tái)不良，原因?yàn)殒I控板按鍵全部失靈，其金相顯微照片如圖5所示，從圖5中可以看出，兩個(gè)焊點(diǎn)之間發(fā)現(xiàn)有樹狀晶體產(chǎn)生，焊點(diǎn)之間發(fā)生了微短路。說明了當(dāng)鍵控板上布滿了助焊劑殘留和金屬陽離子以后，過多的助焊劑殘留形成了隔離層，保形涂料無法直接作用于紙基印刷電路板，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。(3)老化到2H左右出現(xiàn) 3臺(tái)按鍵失靈的壞機(jī)，老化到12H后出現(xiàn)5臺(tái)按鍵失靈的壞機(jī)。金相顯微照片如圖6所示。從上述三組試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)鍵控板發(fā)生了電遷移現(xiàn)象，潮濕是造成電遷移的重要原因。在潮濕條件下，金屬離子會(huì)在陽極形成，在直流電壓下發(fā)生離子運(yùn)動(dòng)，向陰極遷移并在陰極還原形成金屬樹狀結(jié)晶，當(dāng)樹狀晶體連接兩個(gè)導(dǎo)體時(shí)就會(huì)造成短路，樹狀晶體內(nèi)的電流劇增時(shí)也會(huì)發(fā)生融斷現(xiàn)象。當(dāng)在清洗干凈的印刷電路板表面涂覆一層保形涂料，阻擋了紙基印刷電路板內(nèi)部殘留的有機(jī)酸助焊劑殘留的反滲透，從而阻礙了電遷移的步伐，防止了微短路現(xiàn)象的產(chǎn)生。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。 本發(fā)明提供的具有保護(hù)層的紙基印刷電路板，保形涂料可有效固定紙基印刷電路板上有機(jī)酸助焊劑殘留物，固定金屬離子，封堵紙基印刷電路板的反滲透毛細(xì)管，解決助焊劑殘留造成的微短路問題。
權(quán)利要求
1.一種具有保護(hù)層的紙基印刷電路板，其特征在于，包括具有電子組件的紙基印刷電路板和保護(hù)層，所述保護(hù)層為一種保形涂料。
2.如權(quán)利要求I所述的具有保護(hù)層的紙基印刷電路板，其特征在于，所述保形涂料的各組分及含量為有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物35 70 %，低粘度單丙烯酸酯低聚物25 60 %， 光引發(fā)劑2 8%，助劑2 6%。
3.如權(quán)利要求2所述的具有保護(hù)層的紙基印刷電路板，其特征在于，所述保形涂料的各組分及含量為有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物45 65 %，低粘度單丙烯酸酯低聚物28 45 %， 光引發(fā)劑3 7%，助劑3 5%。
4.如權(quán)利要求2或3所述的具有保護(hù)層的紙基印刷電路板，其特征在于，所述有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物為硅氧烷接枝聚氨酯-聚丙烯酸酯(PUA)，所述低粘度單丙烯酸酯低聚物為硅氧烷改性丙烯酸酯。
5.一種具有保護(hù)層的紙基印刷電路板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(I)將所述保形涂料涂覆在具有電子組件的紙基印刷電路板的焊接面上；(2)對(duì)涂覆了保形涂料的紙基印刷電路板進(jìn)行光固化。
6.如權(quán)利要求5所述的具有保護(hù)層的紙基印刷電路板的制備方法，其特征在于，步驟 (I)中所述具有電子組件的紙基印刷電路板可選自市售紙基印刷電路板空板并經(jīng)波峰焊接固定電子組件或者返修的具有電子組件的紙基印刷電路板。
7.如權(quán)利要求6所述的具有保護(hù)層的紙基印刷電路板的制備方法，其特征在于，當(dāng)步驟(I)中所述紙基印刷電路板為市售紙基印刷電路板空板時(shí)，則在步驟(I)之前，通過波峰焊接將電子組件固定在紙基印刷電路板空板上，得到具有電子組件的紙基印刷電路板； 當(dāng)步驟(I)中所述紙基印刷電路板為返修的具有電子組件的紙基印刷電路板時(shí)，則在步驟 (I)之前，將返修的紙基印刷電路板用清洗液洗凈晾干。
8.如權(quán)利要求7所述的具有保護(hù)層的紙基印刷電路板的制備方法，其特征在于，所述波峰焊接過程中使用的助焊劑為有機(jī)酸助焊劑。
9.如權(quán)利要求5所述的具有保護(hù)層的紙基印刷電路板的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述保形涂料的各組分及含量為有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物35 70%，低粘度單丙烯酸酯低聚物25 60%，光引發(fā)劑2 8%，助劑2 6%。
10.如權(quán)利要求9所述的具有保護(hù)層的紙基印刷電路板的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述保形涂料的各組分及含量為有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物45 65%，低粘度單丙烯酸酯低聚物28 45%，光引發(fā)劑3 7%，助劑3 5%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有保護(hù)層的紙基印刷電路板及其制備方法，所述具有保護(hù)層的紙基印刷電路板包括具有電子組件的紙基印刷電路板和保護(hù)層。保護(hù)層為一種保形涂料，其主要成分為有機(jī)硅丙烯酸酯低聚物和低粘度單丙烯酸酯低聚物。所述具有保護(hù)層的紙基印刷電路板通過波峰焊接、涂料涂覆和涂料光固化步驟制得。本發(fā)明提供的具有保護(hù)層的紙基印刷電路板能有效防止由于助焊劑殘留造成的微短路問題，且制備方法簡單，產(chǎn)品質(zhì)量可靠。
文檔編號(hào)C09D7/12GK102595771SQ20121000699
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者徐康 申請(qǐng)人:深圳創(chuàng)維數(shù)字技術(shù)股份有限公司