专利名称：用于电子电路的涂层的制作方法
用于电子电路的涂层现代电子电路必须满足不断提高的特殊要求。大规模电路密度同时也意味着包含若干紧密相邻的电子元器件和迹线，对其设计要求源于必须将越来越多的电子装置安置于一个复杂的系统之中。将电子电路设计得越小，则例如由于温度变化作用、瞬时电流、泄漏电流和击穿而引起的绝缘和保护系统失灵的危险就越大。肉眼几乎无法觉察到外部局部放电(电晕放电)和内部局部放电引起的树枝状放电现象，但其却有可能造成材料腐蚀，最终导致两个不同电位的导体之间发生击穿或者产生飞弧。因此本发明的任务在于，寻找至少能够部分克服上述缺点、尤其能提高抗局部放电性能的电子电路用涂层。采用本发明权利要求1所述的涂层即可解决这一任务。因此，建议了含有至少一种纳米颗粒状无机氧化物的用于电子电路印刷电路板的树脂基保护漆涂层。术语“保护漆涂层”在此尤其包括和/或意味着涂覆到表面上进行保护的材料层。 本发明所述的保护漆涂层的非限制性实例尤其是防止基材受到环境因素影响的涂层，例如防止钎焊连接腐蚀、潮湿、霉菌、燃料及工艺溶剂、工作温度以及灰尘、脏污和处理过程中的物理损伤。术语“树脂基”在此尤其包括和/或意味着保护漆涂层大部分或绝大部分由高粘度的有机材料构成，优选的树脂是环氧树脂、聚氨酯树脂、氨基塑料、ABS塑料。术语“纳米颗粒状”在此尤其包括和/或意味着基本上呈球状的结构，其中该球的平均直径小于lOOnm。术语“无机氧化物”在此尤其包括和/或意味着非碳化合物中的所有固态氧化物、 氧化物-氢氧化物、氧化物-氮化物。令人惊奇的发现是，本发明所述的这种保护漆涂层在大多数应用情况下具有显著提高的抗局部放电性能，因此经常能够大大减少、甚至完全消除开头所述的问题。此外在本发明的大多数应用中能够发现或实现以下至少一种优点-大幅度改善抗刮性-对气体、水蒸气和溶剂的阻隔作用-提高耐候性，减慢热老化-减少固化收缩和反应热-减小热膨胀和内应力-提高断裂强度、断裂韧性和弹性模量-改善在大量无机和有机基材上的附着力-减小失火担心-没有挥发性有机化合物-易于应用，因为是单组分体系。按照本发明的一种优选实施方式，所述纳米颗粒状氧化物具有≥ 5nm并且 ≤ 100nm的平均粒径。
已发现这有利于本发明的大多数应用。纳米颗粒状氧化物优选具有> IOnm并且彡60nm、更优选具有彡15nm并且彡40nm的平均粒径。按照本发明的一种优选实施方式，所述至少一种纳米颗粒状氧化物的粒径散射的半峰宽度ο彡20nm。实践证明这特别有效，因为这样通常可以再一次提高抗局部放电性能。所述至少一种纳米颗粒状氧化物的粒径散射的半峰宽度σ优选< lOnm、更优选彡8nm、更优选彡5nm以及最优选彡3nm。按照本发明的一种优选实施方式，所述纳米颗粒状氧化物包括选自A1203、A100H, SiO2, TiO2, GeO2、层状硅酸盐及有机改性层状硅酸盐、BN、Al3N4及其混合物的材料。按照本发明的一种优选实施方式，所述至少一种纳米颗粒状无机氧化物分散分布在涂层之中。已发现这种方式是有利的，因为这样通常可毫无问题地通过紫外线实现固化(例如用于制备环氧树脂)。按照本发明的一种优选实施方式，所述纳米颗粒状无机氧化物在保护漆涂层中所占的比例(重量/重量)为彡5% <60%。实践证明这特别有效，因为这样经常能够实现特别有利的特性，同时使得涂层具有良好的可操作性。纳米无机颗粒状氧化物在保护漆涂层中所占的比例(重量/重量)优选为彡10% 彡50%，更优选为彡15% 彡40%。上述以及本发明权利要求和实施例中所述的应用构件在其尺寸大小、形状设计、 材料选择和技术设计方面没有特殊条件限制，因此可以使用相关应用领域中已知的选择原则，没有任何限制。关于本发明的其它细节、特征和优点，可参阅相关从属权利要求以及下列相关
，附图例示了本发明所述涂层的多种实施例。相关附图如下附图1本发明所述保护漆涂层的托普勒沿面放电装置示意图；以及附图2现有技术保护漆涂层的托普勒沿面放电装置示意图。实施例I根据以下纯示例性的实施例I解释本发明，该实施例是本发明第一种实施方式所述的保护漆涂层。在该涂层中将粒径约为20nm(半峰宽度约为lOnm)的SW2颗粒分散于环氧树脂 (双酚-A-二缩水甘油醚)中。SiO2颗粒在树脂中的质量比约为40%。选用一种不含纳米颗粒的树脂作为对比例。附图1和2所示为借助托普勒沿面放电装置获得的涂层的抗局部放电性能。将涂层放在一个接地的铜电极上。将横断面半径为Imm的圆柱形电极放在涂层上，在不变电压下在三角区中产生导致材料侵蚀的区域局限性的外部局部放电。附图1和2所示为在电场强度为13kV/mm下经过240小时老化后的涂层。纳米颗粒填充试样被侵蚀的总体积为1.69mm2，最大侵蚀深度为34 μ m ；而未填充的试样的最大侵蚀深度为194 μ m，侵蚀体积为7mm2。实施例II在另一个实施例中制备另一个本发明所述的涂层，然后借助托普勒沿面放电装置进行试验。在该涂层中，粒径约为40nm(半峰宽度约为20nm)的Al2O3颗粒分散于环氧树脂 (双酚-A-二缩水甘油醚)中。颗粒在树脂中的质量比约为20%。纳米颗粒填充试样被侵蚀的总体积为2. 30mm2,最大侵蚀深度为50 μ m。实施例II在另一个实施例中制备另一个本发明所述的涂层，然后借助托普勒沿面放电装置进行试验。在该涂层中，粒径约为35nm(半峰宽度约为20nm)的TiO2颗粒分散于环氧树脂 (双酚-A-二缩水甘油醚)中。TiO2颗粒在树脂中的质量比约为15%。纳米颗粒填充试样被侵蚀的总体积为2. 85mm2最大侵蚀深度为55 μ m。
权利要求
1.含有至少一种纳米颗粒状无机氧化物的用于电子电路印刷电路板的树脂基保护漆涂层。
2.根据权利要求1所述的涂层，其中所述纳米颗粒状氧化物具有>IOnm并且< 90nm 的平均粒径。
3.根据权利要求1或2所述的涂层，其中所述至少一种纳米颗粒状氧化物的粒径散射的半峰宽度σ彡lOnm。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的涂层，其中所述纳米颗粒状氧化物中包括选自 A1203、A100H、SiO2, TiO2, GeO2 及其混合物的材料。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的涂层，其中所述至少一种纳米颗粒状无机氧化物分散分布在所述涂层之中。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的涂层，其中所述纳米颗粒状无机氧化物在保护漆涂层中所占比例(重量/重量)为彡5% 彡60%。
全文摘要
用于印刷电路板的含纳米颗粒状无机氧化物的新型涂层，这些涂层均具有提高的抗局部放电性能。
文档编号H05K1/03GK102165850SQ200980138029
公开日2011年8月24日 申请日期2009年9月2日 优先权日2008年9月25日
发明者M·布罗克施密特, M·施韦策尔, M·里希特, P·格雷佩尔, S·布克尔 申请人:西门子公司