用于溢流涂布電子電路組件的配制的樹(shù)脂組合物的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于溢流涂布電子電路組件的配制的樹(shù)脂組合物
[0001] 發(fā)明背景 1.發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明總體上涉及配制的樹(shù)脂體系、用此類(lèi)體系涂布的電子電路組件以及應(yīng)用它 們的方法。
[0003] 更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及保護(hù)性聚合物膜（諸如雙部分聚氨酯樹(shù)脂），其用于溢流 涂布或包封作為組合結(jié)構(gòu)的一部分并且易受極端環(huán)境和/或機(jī)械劣化（諸如來(lái)自振動(dòng)）影 響的電子電路組件和其他電子裝置。
[0004] 2.相關(guān)技術(shù)描述
[0005] 存在用于灌封和/或包封電子電路組件或其他此類(lèi)電子裝置的分類(lèi)眾多的兩種 組分填充的或未填充的聚合物樹(shù)脂體系。許多這些配制物是基于使用許多相同的基礎(chǔ)原材 料以在加工期間和/或在固化時(shí)實(shí)現(xiàn)所需特性的相似技術(shù)。所述配制物通常由諸如丙烯酸 樹(shù)脂、聚氨酯、硅樹(shù)脂或環(huán)氧合成樹(shù)脂的材料組成。
[0006] 灌封材料的主要目標(biāo)是在包括暴露于化學(xué)、高濕度、振動(dòng)以及溫度極限的環(huán)境中 為敏感的電子產(chǎn)品提供保護(hù)和支持。雖然這些灌封材料是成功的，仍需要降低此類(lèi)電子組 件的重量和成本。灌封材料常規(guī)上用于填充裝置或組件并且，因此它們非常厚。這種特性 對(duì)于某些應(yīng)用可被認(rèn)為是不利的。灌封的物品還不易重復(fù)置入（re-enterable)(即，對(duì)于 檢查和/或修復(fù)填充的部件，其足夠柔軟以切割成易于移除）。因此，低硬度（柔軟的）、低 模量（彈性的）、振動(dòng)衰減聚氨酯和硅樹(shù)脂灌封以及包封體系被認(rèn)為是最期望的材料，其用 于提供表面安裝電子產(chǎn)品的環(huán)境保護(hù)和機(jī)械支持，所述表面安裝電子產(chǎn)品經(jīng)受此類(lèi)溫度極 限以及某種程度的振動(dòng)。
[0007] 為此，電子組件的各個(gè)制造商已經(jīng)選擇使用介電保形涂層作為他們的環(huán)境保護(hù)屏 障。此類(lèi)保形涂層的厚度通常為2密耳（±1密耳）。盡管這種方法已經(jīng)證明在靜態(tài)環(huán)境存 在的某些應(yīng)用中的成功，但是需要暴露于溫度極限和振動(dòng)的大型部件的機(jī)械支持和環(huán)境保 護(hù)的應(yīng)用已經(jīng)證明是不成功的，這是由于隨時(shí)間推移而導(dǎo)致的疲勞破壞。無(wú)鉛焊料在電子 部件中的使用也有助于對(duì)大型重型電子部件的較大機(jī)械支持和減振的需要。
[0008] 以下美國(guó)專(zhuān)利或公開(kāi)的申請(qǐng)解決了如上所述的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)中的一些：4, 300, 184 ; 5, 863, 597 ;5, 871，822 ;8, 360, 390 ;以及US2006/0076047。
[0009] 因此，嘗試用小機(jī)械完整性、低硬度、低模量配制的樹(shù)脂體系填充厚的昂貴灌封化 合物與薄的介電保形涂層之間的縫隙，所述配制的樹(shù)脂體系能夠提供機(jī)械結(jié)構(gòu)支持同時(shí)提 供振動(dòng)抑制并且降低在常規(guī)灌封組件中使用的整體樹(shù)脂重量和成本，這在本領(lǐng)域中將是有 用的進(jìn)步并且可被需要使用灌封和/或保形涂層體系的任何行業(yè)快速地接受。
[0010] 發(fā)明概述
[0011] 根據(jù)本文所述的發(fā)明原理實(shí)現(xiàn)前述目標(biāo)和其他目標(biāo)，本發(fā)明在一個(gè)方面提供由多 異氰酸酯預(yù)聚物A與多元醇B反應(yīng)形成的聚氨酯溢流涂布組合物ABCD，所述聚氨酯溢流涂 布組合物AB⑶還含有流變劑/改性劑C，和催化劑D，特征在于當(dāng)一定比率的A部分與一定 比率的B部分混合時(shí)混合物提供1至5的觸變指數(shù)、5至15分鐘的膠凝時(shí)間、以及當(dāng)固化時(shí) 的15A至60A的肖氏硬度。
[0012] 在另一方面，本發(fā)明提供電路組件，其包括具有多個(gè)電路部件的底座支架，所述多 個(gè)電路部件從附接至所述多個(gè)電路部件的所述底座支架的表面向外延伸并且電連接至電 路，以及如本文詳細(xì)定義和描述的聚氨酯溢流涂布組合物ABCD，其中聚氨酯溢流涂布組合 物在固化時(shí)完全覆蓋和/或包封電路組件成為固定團(tuán)塊，使得溢流涂布組合物ABCD在平 行（即，水平）于底座支架的部件表面上的厚度為20密爾至75密爾，并且溢流涂布組合物 AB⑶在垂直（即，豎直）于底座支架的部件表面上的厚度為4密耳至20密耳。
[0013] 在又一方面，本發(fā)明提供包封電路組件的方法：通過(guò)在預(yù)定的壓力下用惰性氣體 給如本文所詳細(xì)定義和描述的溢流涂布組合物ABCD加壓，在預(yù)定的壓力下在完整組件上 施加預(yù)定體積的溢流涂布組合物ABCD，從而使溢流涂布組合物ABCD膠凝，并且在足以提供 15A至60A肖氏硬度的溫度下將涂布的組件固化一段時(shí)間。
[0014] 通過(guò)與所隨附附圖和實(shí)施例結(jié)合的本發(fā)明各方面的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些 以及其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。
[0015] 附圖簡(jiǎn)述
[0016] 為了使本發(fā)明的上述特征可得到更加詳細(xì)理解的方式，即對(duì)本發(fā)明的更具體描述 可參照實(shí)施方案來(lái)獲得，實(shí)施方案中的一些在附圖中示出或獲取。然而，應(yīng)指出的是，附圖 只代表本發(fā)明的典型實(shí)施方案，并且不應(yīng)該視為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可承認(rèn) 其它同等有效的實(shí)施方案。
[0017] 圖1示出具有高電路部件的電子電路板組件的橫截面透視圖，所述高電路部件從 底座支架的表面向外延伸，所述底座支架的表面施加有本文所述的溢流涂布組合物。
[0018] 圖2A-2B-起分別描繪實(shí)際電子電路組件的頂視圖和側(cè)視圖，本文所述的保護(hù)性 溢流涂布組合物施加到所述實(shí)際電子電路組件并且有效地包封所述組件和電子電路。
[0019] 為便于理解，已盡可能使用相同的參考數(shù)字來(lái)指代附圖中通用的相同元件。這些 附圖沒(méi)有按比例繪制或描繪并且為簡(jiǎn)明起見(jiàn)可簡(jiǎn)化。此外，設(shè)想的是，一個(gè)實(shí)施方案的元件 和特征可在無(wú)需進(jìn)一步陳述的情況下有利地并入其他實(shí)施方案。
[0020] 發(fā)明的某些實(shí)施方案的詳述
[0021] 如以上概述，本發(fā)明涉及發(fā)現(xiàn)具有某些性能特征的配制的樹(shù)脂體系，所述性能特 征可用于保護(hù)性涂布和/或包封電子裝置，例如經(jīng)受包括暴露于化學(xué)、高濕度、振動(dòng)以及溫 度極限的極端環(huán)境的表面安裝電子裝置。如下面更為詳細(xì)的討論，發(fā)明人驚訝地發(fā)現(xiàn)聚合 物配制物，所述聚合物配制物基于提供低至中等硬度和低模量的彈性體/能量吸收化學(xué)性 質(zhì)失活的主鏈，并且與常規(guī)的灌封裝置相比降低了整體樹(shù)脂重量和成本，同時(shí)提供相同的 環(huán)境保護(hù)、機(jī)械支持和振動(dòng)抑制。此類(lèi)優(yōu)點(diǎn)至今被認(rèn)為在不使用完全填充容納電子裝置的 空間的常規(guī)灌封材料的情況下是不能得到的。因此，鑒于本文描述的聚合物配制的樹(shù)脂，使 用此類(lèi)產(chǎn)物和溢流涂布方法可用來(lái)取代其中重量和總成本由于樹(shù)脂體積而成為關(guān)注問(wèn)題 的灌封材料，但仍獲得所需的性能特性。
[0022] 因此，在一個(gè)方面，本發(fā)明提供由A部分與B部分混合形成的聚合物溢流涂布組合 物AB⑶，其中A部分包含預(yù)聚物，并且B部分包含多元醇、流變劑/改性劑C和催化劑D，特 征在于當(dāng)一的比率的A部分與一定比率的B部分混合時(shí)混合物擁有1至5的觸變指數(shù)；5至 15分鐘的膠凝時(shí)間；以及當(dāng)固化時(shí)的15A至90A的肖氏硬度。
[0023] 雖然設(shè)想用于本文中使用的優(yōu)選的組合物為聚氨酯溢流涂布組合物，但本領(lǐng)域的 技術(shù)人員將理解可使用任何合適的聚合物樹(shù)脂，包括例如丙烯酸樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、聚硅氧烷以 及環(huán)氧樹(shù)脂，連同這些的混合物。在某些實(shí)施方案中，A部分的預(yù)聚物為聚異氰酸酯，其含 有由2, 4'-MDI異構(gòu)體含量A1提高的中等官能度的聚合二苯基甲烷二異氰酸酯（pMDI)(諸 如由BayerCorp.以商品名MONDUR?MRS市售的或其他等效物）合成的預(yù)聚物，與聚 丙二醇和作為穩(wěn)定劑的苯甲酰氯反應(yīng)。
[0024] 用于制備聚氨酯組合物的A部分的預(yù)聚物的其他合適的聚異氰酸酯包括具有至 少兩個(gè)異氰酸酯部分的任何化合物。二異氰酸酯可舉例如下：1，5-亞萘基二異氰酸酯、 4, 4' -二苯基甲烷二異氰酸酯（4, 4' -MDI)、4, 4' -二苯基二甲基甲烷二異氰酸酯、4, 4' -二 芐基二異氰酸酯、二烷基二苯基甲烷二異氰酸酯、1，3-亞苯基二異氰酸酯、1，4-亞苯基二 異氰酸酯、甲苯二異氰酸