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)明總體上設(shè)及配制的樹(shù)脂體系、用此類體系涂布的電子電路組件W及應(yīng)用它 們的方法。
[0003] 更具體地說(shuō)，本發(fā)明設(shè)及保護(hù)性聚合物膜，其用于可為組合結(jié)構(gòu)的一部分并且其 易受極端環(huán)境和/或機(jī)械劣化(諸如來(lái)自振動(dòng))影響的溢流涂布電子電路組件和其他電子裝 置，從而在固化時(shí)包封裝置或組件并且保護(hù)其免受極端環(huán)境暴露所導(dǎo)致的損害。
[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電子裝置的分類眾多的兩種組 分填充的或未填充的聚合物樹(shù)脂體系。許多運(yùn)些配制物是基于使用許多相同的基礎(chǔ)原材料 W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締酸樹(shù) 月旨、聚氨醋、娃樹(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)W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。雖然運(yùn)些灌封材料是成功的，仍需要降低此類電子組 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。運(yùn)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W切割成易于移除）。因此，低硬度(柔軟的）、低模量(彈 性的）、振動(dòng)衰減聚氨醋和娃樹(shù)脂灌封W及包封體系被認(rèn)為是最期望的材料，其用于在延長(zhǎng) 的時(shí)間段內(nèi)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 類溫度極限W及振動(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。此類保形涂層的厚度通常為2密耳（± 1密耳）。盡管運(yùn)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，運(yùn)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。
[000引 W下美國(guó)專利或公開(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;W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，運(yùn)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。
[001日]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)，在一個(gè)方面其提供具有多部 分(例如，兩個(gè)或更多個(gè)部分)聚合物樹(shù)脂體系的溢流涂布組合物，其特征在于溢流涂布組 合物具有5至12分鐘的膠凝時(shí)間和1至5的觸變指數(shù)，使得當(dāng)固化時(shí)溢流涂布組合物具有15A 至8抓的肖氏硬度。
[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，其中電路組件溢流涂布有預(yù)定體積的如本文詳細(xì)定義和描述的溢流涂布組合物，使得 溢流涂布組合物在固化時(shí)基本上覆蓋或包封電路組件成為固定團(tuán)塊，并且在平行（即，水 平)于底座支架的部件表面上具有20密耳至75密耳的厚度，并且在垂直（即，豎直)于底座支 架的部件表面上具有4密耳至20密耳的厚度。
[0013] 在又一方面，本發(fā)明提供對(duì)暴露于延長(zhǎng)的溫度極限和振動(dòng)的電路組件提供機(jī)械支 持和環(huán)境保護(hù)的方法:通過(guò)施加預(yù)定體積的如本文詳細(xì)定義和描述的溢流涂布組合物來(lái)基 本上覆蓋或包封電路組件，從而允許溢流涂布組合物膠凝;并且在足W提供15A至8加肖氏 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W下詳細(xì)描述，本發(fā)明的運(yùn)些 W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，所述實(shí)際電子電路 組件用本文所述的組合物溢流涂布，從而有效地包封并保護(hù)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。運(yùn)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W上概述，本發(fā)明設(shè)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)受包括在延長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)暴露于化學(xué)、高濕 度、振動(dòng)W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)明提供多部分聚合物樹(shù)脂體系的溢流涂布組合物，其特征 在于具有5至12分鐘的膠凝時(shí)間和1至5的觸變指數(shù)，使得當(dāng)固化時(shí)溢流涂布組合物具有15A 至8抓的肖氏硬度。
[0023] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"固化的"是指溢流涂布組合物通過(guò)樹(shù)脂與催化劑在例如多部分 聚合物樹(shù)脂體系中的反應(yīng)或通過(guò)聚合物體系（例如在不需要催化劑的聚合物體系中）的溶 劑載體的蒸發(fā)而硬化。固化的溢流涂布組合物將顯示其完整強(qiáng)度并且提高其可用性。
[0024] 雖然設(shè)想用于本文中使用的優(yōu)選的多部分聚合物樹(shù)脂體系包含聚氨醋，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，包括例如丙締酸樹(shù)脂、娃樹(shù)脂、聚硅氧烷 W及環(huán)氧樹(shù)脂，或運(yùn)些樹(shù)脂的任何混合物（例如，環(huán)氧樹(shù)脂/聚氨醋，或丙締酸樹(shù)脂/聚氨 醋）。在某些實(shí)施方案中，多部分聚合物樹(shù)脂體系包含聚氨醋，其可由聚異氯酸醋預(yù)聚物和 聚丙二醇W及作為穩(wěn)定劑的苯甲酯氯形成，所述聚異氯酸醋預(yù)聚物由2,4'-MDI異構(gòu)體含量 提高的中等官能度的聚合二苯基甲燒二異氯酸醋（pMDI)(諸如由Bayer Corp.W商品名 M0NDUR飯MRS市售的或其他等效物)合成。
[0025] 用于制備聚氨醋組合物的預(yù)聚物的其他合適的聚異氯酸醋包括具有至少兩個(gè)異 氯酸醋部分的任何化合物。二異氯酸醋可舉例如下：1,5-亞糞基二異氯酸醋、4,4'-二苯基 甲燒二異氯酸醋(4,4'-101)、4,4'-二苯基二甲基甲燒二異氯酸醋、4,4'-二芐基二異氯酸 醋、二烷基二苯基甲燒二異氯酸醋、1，3-亞苯基二異氯酸醋、1，4-亞苯基二異氯酸醋、甲苯 二異氯酸醋、下燒-1,4-二異氯酸醋、六亞甲基二異氯酸醋、異亞丙基二異氯酸醋、亞糞基二 異氯酸醋、亞甲基二異氯酸醋、2,2,4-Ξ甲基六亞甲基二異氯酸醋、環(huán)己燒-1,4-二異氯酸 醋、苯二甲基二異氯酸醋、氨化苯二甲基二異氯酸醋、異氣爾酬二異氯酸醋、賴氨酸二異氯 酸醋、二環(huán)己基甲燒-4,4'-二異氯酸醋、1,3-雙(異氯酸根合甲基)環(huán)己燒、甲基-環(huán)己燒二 異氯酸醋、間-四甲基亞二甲苯基二異氯酸醋、2,4,6-Ξ異丙基苯二異氯酸醋、異亞丙基雙 (4-環(huán)己基異氯酸醋）及其混合物。二異氯酸醋的示例性混合物包括4，4 ' -MDI和2，4-MDI的 混合物。
[0026] 用于制備預(yù)聚物的聚異氯酸醋還可為例如通過(guò)將二異氯酸醋與二異氯酸醋反應(yīng) 性化合物(例如多元醇如二元醇或多胺如二胺)反應(yīng)制備的聚異氯酸醋。用于制備預(yù)聚物的 示例性聚異氯酸醋包括MDI的聚合物形式。用于制備預(yù)聚物的聚異氯酸醋還可為碳化二亞 胺修飾的二異氯酸醋，例如碳化二亞胺修飾的MDI。在某些實(shí)施方案中，用于制備預(yù)聚物的 聚異氯酸醋可具有如通過(guò)ASTM D2572測(cè)量的15 %至40 % (質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），優(yōu)選10 %至20 %變 化的異氯酸醋(NC0)含量。
[0027] 當(dāng)多部分聚合物樹(shù)脂體系例如為聚氨醋體系時(shí)，聚異氯酸醋預(yù)聚物與多元醇反 應(yīng)。通常，多元醇可為可與異氯酸醋基團(tuán)反應(yīng)的任何多元醇（即具有多于一個(gè)徑基附加其上 的化合物）。多元醇的實(shí)例包括乙二醇，即含有1，2二徑基基團(tuán)的二醇(諸如乙二醇或丙二醇 及其衍生物）和丙Ξ醇或甘油及其衍生物。多元醇的實(shí)例包括聚丙二醇和聚四亞甲基酸乙 二醇。更具體地說(shuō)，多元醇優(yōu)選地選自分子量小于約600的多元醇的組。在一個(gè)實(shí)例中，多元 醇選自重均分子量為約300至約600道爾頓的多元醇的組。
[002引雖然聚丙二醇(諸如W商品名P0LY-G⑧20-56商購(gòu)自Lonza Co巧.）為用于合成聚 氨醋主鏈的優(yōu)選多元醇，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其他多元醇也是合適的。此類其他 多元醇包括，例如，聚下二締多元醇。聚下二締多元醇的實(shí)例包括但不限于，W商品名POLY BD i'li-45HTL0 和 P0LYBD@R-20