用于溢流涂布电子电路组件的配制的树脂组合物的制作方法
【专利说明】用于溢流涂布电子电路组件的配制的树脂组合物
[0001] 发明背景 1.发明领域
[0002] 本发明总体上涉及配制的树脂体系、用此类体系涂布的电子电路组件以及应用它 们的方法。
[0003] 更具体地说，本发明涉及保护性聚合物膜（诸如双部分聚氨酯树脂），其用于溢流 涂布或包封作为组合结构的一部分并且易受极端环境和/或机械劣化（诸如来自振动）影 响的电子电路组件和其他电子装置。
[0004] 2.相关技术描述
[0005] 存在用于灌封和/或包封电子电路组件或其他此类电子装置的分类众多的两种 组分填充的或未填充的聚合物树脂体系。许多这些配制物是基于使用许多相同的基础原材 料以在加工期间和/或在固化时实现所需特性的相似技术。所述配制物通常由诸如丙烯酸 树脂、聚氨酯、硅树脂或环氧合成树脂的材料组成。
[0006] 灌封材料的主要目标是在包括暴露于化学、高湿度、振动以及温度极限的环境中 为敏感的电子产品提供保护和支持。虽然这些灌封材料是成功的，仍需要降低此类电子组 件的重量和成本。灌封材料常规上用于填充装置或组件并且，因此它们非常厚。这种特性 对于某些应用可被认为是不利的。灌封的物品还不易重复置入（re-enterable)(即，对于 检查和/或修复填充的部件，其足够柔软以切割成易于移除）。因此，低硬度（柔软的）、低 模量（弹性的）、振动衰减聚氨酯和硅树脂灌封以及包封体系被认为是最期望的材料，其用 于提供表面安装电子产品的环境保护和机械支持，所述表面安装电子产品经受此类温度极 限以及某种程度的振动。
[0007] 为此，电子组件的各个制造商已经选择使用介电保形涂层作为他们的环境保护屏 障。此类保形涂层的厚度通常为2密耳（±1密耳）。尽管这种方法已经证明在静态环境存 在的某些应用中的成功，但是需要暴露于温度极限和振动的大型部件的机械支持和环境保 护的应用已经证明是不成功的，这是由于随时间推移而导致的疲劳破坏。无铅焊料在电子 部件中的使用也有助于对大型重型电子部件的较大机械支持和减振的需要。
[0008] 以下美国专利或公开的申请解决了如上所述的设计挑战中的一些：4, 300, 184 ; 5, 863, 597 ;5, 871，822 ;8, 360, 390 ;以及US2006/0076047。
[0009] 因此，尝试用小机械完整性、低硬度、低模量配制的树脂体系填充厚的昂贵灌封化 合物与薄的介电保形涂层之间的缝隙，所述配制的树脂体系能够提供机械结构支持同时提 供振动抑制并且降低在常规灌封组件中使用的整体树脂重量和成本，这在本领域中将是有 用的进步并且可被需要使用灌封和/或保形涂层体系的任何行业快速地接受。
[0010] 发明概述
[0011] 根据本文所述的发明原理实现前述目标和其他目标，本发明在一个方面提供由多 异氰酸酯预聚物A与多元醇B反应形成的聚氨酯溢流涂布组合物ABCD，所述聚氨酯溢流涂 布组合物AB⑶还含有流变剂/改性剂C，和催化剂D，特征在于当一定比率的A部分与一定 比率的B部分混合时混合物提供1至5的触变指数、5至15分钟的胶凝时间、以及当固化时 的15A至60A的肖氏硬度。
[0012] 在另一方面，本发明提供电路组件，其包括具有多个电路部件的底座支架，所述多 个电路部件从附接至所述多个电路部件的所述底座支架的表面向外延伸并且电连接至电 路，以及如本文详细定义和描述的聚氨酯溢流涂布组合物ABCD，其中聚氨酯溢流涂布组合 物在固化时完全覆盖和/或包封电路组件成为固定团块，使得溢流涂布组合物ABCD在平 行（即，水平）于底座支架的部件表面上的厚度为20密尔至75密尔，并且溢流涂布组合物 AB⑶在垂直（即，竖直）于底座支架的部件表面上的厚度为4密耳至20密耳。
[0013] 在又一方面，本发明提供包封电路组件的方法：通过在预定的压力下用惰性气体 给如本文所详细定义和描述的溢流涂布组合物ABCD加压，在预定的压力下在完整组件上 施加预定体积的溢流涂布组合物ABCD，从而使溢流涂布组合物ABCD胶凝，并且在足以提供 15A至60A肖氏硬度的温度下将涂布的组件固化一段时间。
[0014] 通过与所随附附图和实施例结合的本发明各方面的以下详细描述，本发明的这些 以及其他目标、特征和优点将变得显而易见。
[0015] 附图简述
[0016] 为了使本发明的上述特征可得到更加详细理解的方式，即对本发明的更具体描述 可参照实施方案来获得，实施方案中的一些在附图中示出或获取。然而，应指出的是，附图 只代表本发明的典型实施方案，并且不应该视为对本发明范围的限制，因为本发明可承认 其它同等有效的实施方案。
[0017] 图1示出具有高电路部件的电子电路板组件的横截面透视图，所述高电路部件从 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组合物。
[0018] 图2A-2B-起分别描绘实际电子电路组件的顶视图和侧视图，本文所述的保护性 溢流涂布组合物施加到所述实际电子电路组件并且有效地包封所述组件和电子电路。
[0019] 为便于理解，已尽可能使用相同的参考数字来指代附图中通用的相同元件。这些 附图没有按比例绘制或描绘并且为简明起见可简化。此外，设想的是，一个实施方案的元件 和特征可在无需进一步陈述的情况下有利地并入其他实施方案。
[0020] 发明的某些实施方案的详述
[0021] 如以上概述，本发明涉及发现具有某些性能特征的配制的树脂体系，所述性能特 征可用于保护性涂布和/或包封电子装置，例如经受包括暴露于化学、高湿度、振动以及温 度极限的极端环境的表面安装电子装置。如下面更为详细的讨论，发明人惊讶地发现聚合 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弹性体/能量吸收化学性 质失活的主链，并且与常规的灌封装置相比降低了整体树脂重量和成本，同时提供相同的 环境保护、机械支持和振动抑制。此类优点至今被认为在不使用完全填充容纳电子装置的 空间的常规灌封材料的情况下是不能得到的。因此，鉴于本文描述的聚合物配制的树脂，使 用此类产物和溢流涂布方法可用来取代其中重量和总成本由于树脂体积而成为关注问题 的灌封材料，但仍获得所需的性能特性。
[0022] 因此，在一个方面，本发明提供由A部分与B部分混合形成的聚合物溢流涂布组合 物AB⑶，其中A部分包含预聚物，并且B部分包含多元醇、流变剂/改性剂C和催化剂D，特 征在于当一的比率的A部分与一定比率的B部分混合时混合物拥有1至5的触变指数；5至 15分钟的胶凝时间；以及当固化时的15A至90A的肖氏硬度。
[0023] 虽然设想用于本文中使用的优选的组合物为聚氨酯溢流涂布组合物，但本领域的 技术人员将理解可使用任何合适的聚合物树脂，包括例如丙烯酸树脂、硅树脂、聚硅氧烷以 及环氧树脂，连同这些的混合物。在某些实施方案中，A部分的预聚物为聚异氰酸酯，其含 有由2, 4'-MDI异构体含量A1提高的中等官能度的聚合二苯基甲烷二异氰酸酯（pMDI)(诸 如由BayerCorp.以商品名MONDUR?MRS市售的或其他等效物）合成的预聚物，与聚 丙二醇和作为稳定剂的苯甲酰氯反应。
[0024] 用于制备聚氨酯组合物的A部分的预聚物的其他合适的聚异氰酸酯包括具有至 少两个异氰酸酯部分的任何化合物。二异氰酸酯可举例如下：1，5-亚萘基二异氰酸酯、 4, 4' -二苯基甲烷二异氰酸酯（4, 4' -MDI)、4, 4' -二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、4, 4' -二 苄基二异氰酸酯、二烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、1，3-亚苯基二异氰酸酯、1，4-亚苯基二 异氰酸酯、甲苯二异氰酸