CN105199646B - 一种防静电阻燃电路板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防静电阻燃电路板，包括电路板本体，设于电路板上的密封层，设于密封层上的防护层，所述密封层固定密封住在电路板本体带有电子元件的一侧，所述防护层包裹住密封层。在电路板本体焊锡的一面设有散热层，所述散热层和电路板本体采用为互相匹配的隐藏式、搭接式或插接式面相连接，所述电路板本体上开设有若干个贯通孔，所述散热层的一面设有凹槽，凹槽内充满导热液体，所述导热液体能在凹槽内和贯通孔内自由流动，所述散热层与电路板本体连接处用灌封硅胶密封。本电路板具有优良的防静电、防潮、电绝缘性能，还具有良好的阻燃、散热等特点。

Description

一种防静电阻燃电路板

技术领域

本发明涉及一种电路板，特别涉及一种防静电阻燃电路板。

背景技术

电路板如今应用于人们生活的方方面面，是现在电子产品不可或缺的重要组成部分，因此电路板的各项性能对电子产品的影响至关重要。电路板在使用过程中，很容易受到静电、受潮等因素破坏而失效，严重影响其使用寿命，而如今，普遍的做法是对电路板进行封装，因此，其封装材料的选择就间接电路板的性能，目前所用封装材料有环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、有机硅等高透明材料，环氧树脂与有机硅材料作为主要的封装材料，环氧树脂内应力过大，黄变，耐高低温性能差，耐老化性能差，而目前的有机硅材料，内应力小，耐高低温性能好，不黄变，透光率也高于环氧树脂，但是存在与基材粘接性差，导致封装失败，或者耐老化性能性能下降，而且由于生产工艺落后，封装后的电路板密封性能等不太稳定，造成电路板使用寿命短，而且电路板一旦发生短路引发火灾，普通的有机硅密封胶自身能燃烧，使火势加剧，特别是当含有机硅胶的电路板应用在燃气表中，隐患更大；现有的电路板大都没有设置散热层，特别是有密封结构电路板，当有密封结构的电路板的热量得不到及时排出时，很容易引发故障，甚至是火灾。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种防静电阻燃电路板，此电路板不仅具有优良的防静电、防潮、电绝缘性能，同时还具有良好的阻燃、散热等特点。

本发明采用的技术方案如下：一种防静电阻燃电路板，包括电路板本体，设于电路板上的密封层，设于密封层上的防护层，所述密封层固定密封住在电路板本体带有电子元件的一侧，所述防护层包裹住密封层。

进一步，在电路板本体焊锡的一面设有散热层，所述散热层和电路板本体采用为互相匹配的隐藏式、搭接式或插接式面相连接，所述电路板本体上开设有若干个贯通孔，所述散热层的一面设有凹槽，凹槽内充满导热液体，所述导热液体能在凹槽内和贯通孔内自由流动，所述散热层与电路板本体连接处用灌封硅胶密封。

进一步，所述散热层厚度为5~8mm，材料为云母片，所述凹槽的深度为3~5mm，所述贯通孔的直径为1~3mm，所述导热液体为硅油，所述密封层的厚度超过电路板最高电子元件高度2~5mm，所述防护层厚度为0.05~0.15mm。

进一步，所述密封层为灌封硅胶，所述灌封硅胶由重量配比为1:1的A组分和B组分组成，所述A组分中由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂40~60份，硅胶40~55份，催化剂2~4份，增粘剂4~7份，增稠剂1~4份，溶剂7~15份，云母15~25份，氢氧化铝15~25份，所述B组分中由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂45~70份，硅胶25~35份，交联剂10~20份，抑制剂0.05~0.2份。

进一步，所述催化剂为铂络合物催化剂，所述增粘剂为含反应性基团的硅氧烷低聚物，所述增稠剂为纤维素，所述溶剂为邻苯二甲酸二甲脂，所述交联剂为含氢硅油，所述抑制剂为乙炔基环己醇。

进一步，所述灌封硅胶的制备方法包括以下步骤：

步骤1、制备A组分，将乙烯基树脂、硅胶、催化剂、增粘剂、增稠剂、溶剂、云母和氢氧化铝按设定的配比量在搅拌器中混合均匀，制配成A组分；

步骤2、制备B组分，将乙烯基树脂、硅胶、交联剂、抑制剂按设定的配比量在搅拌器中混合均匀，制配成B组分；

步骤3、将制配好的A组分和B组分分别包装，即得到一种电路板灌封硅胶。

进一步，所述灌封硅胶的使用方法包括以下步骤：

步骤1、将重量配比为1:1的A组分和B 组分混合搅拌4~7min，使沉入底部的原料均匀分散到胶液中，然后加热到47~50℃进行真空脱泡10~17min（真空度达到700mm汞柱）；

步骤2、步骤1完成后，静置3min，然后再加热至70℃，继续真空脱泡8~10min（真空度达到700mm汞柱）；

步骤3、步骤2完成后，静置冷却，待灌封硅胶温度冷却至47℃时，装入灌胶机中准备灌胶，且使灌封硅胶保持在47℃，

步骤4、将电路板带有电子元件的一侧表面清理干净，除去表面灰尘和油污，保持表面清洁、干燥，然后将电路板在150℃温度下预热1~1.5h，进行除湿；

步骤5、将步骤3所得的灌封硅胶用灌胶机灌封预热好的电路板带有电子元件的一侧，灌封厚度为超过电路板最高电子元件高度2~5mm，灌封时间为5~15s；

步骤6、灌封完成后，在150℃的温度下烘烤2~3h，然后空冷，形成密封层，去除多余边料；

步骤7、步骤6完成后，用粘结剂将防护层完全包裹住密封层，去除多余边料。

进一步，所述防护层为聚四氟乙烯薄膜。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的防静电阻燃电路板不限于电路板类型，通过在电路板上增加密封层和防护层，在不影响电路板正常工作和使用的情况下，大幅提高其各项性能，增强电路板的适应性和延长其使用寿命，主要通过以下几个方面来体现：

1、添加密封层，改良密封层所用灌封硅胶，使得其性能优于同类密封材料。

本发明的电路板的密封层采用的灌封胶实质为一种有机硅胶，有机硅胶都具有良好的电绝缘性能，其介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数等均在绝缘材料中名列前茅，而且它们的电气性能受温度和频率的影响很小，因此，是一种稳定的电绝缘材料。本发明采用的加成型灌封硅胶，综合性能优于缩合型灌封硅胶和单组份型灌封硅胶，加成型灌封硅胶硫化过程没有小分子的副产物产生，交联结构易控制，硫化后形成的密封层收缩率小，工艺性能优越，既可在常温下硫化，又可在加热条件下硫化。加成型灌封硅胶粘度低、流动性好，能浇注，具有工艺简化、快捷．高效节能的优点。同时，为了改良其阻燃性，向原料里面加入了云母、氢氧化铝、铂络合物催化剂，其中，云母作为一种硅酸盐，其层状结构可阻隔分子移动和热量传输，提高硅胶大分子的稳定性，促进交联和成炭作用，提高成炭性的连续性和强度，硅胶的成炭性是指硅胶的高温成炭性，即在高温下能形成具有一定形状的陶瓷化残留物，能起到阻隔热量传输，减缓可燃性小分子和氧气的传入，利于阻燃；铂络合物催化剂本身就是一种阻燃剂，只需很少的加入量就能显著提高硅胶的阻燃性能；氢氧化铝在较高温度下能分解并放出水分，吸收大量的热，稀释周围的氧气和可燃性气体，在不影响硅胶的透明性的条件下，能进一步提高硅胶的阻燃性，密封层阻燃性提高，直接提高了电路板的阻燃性能，在意外发生火灾的条件下，其电路板也不会迅速燃烧甚至爆炸，这一优点在燃气表上表现尤为突出。

2、通过优化工艺，进一步提高电路板密封性能。

在密封过程中，灌封硅胶固化完不完全直接影响电路板密封得完不完全，因此为了保证固化效果和质量，在原料中添加催化剂、交联剂、增粘剂等组分，降低硅胶的固化温度，同时通过加热、预热的方式来提高硅胶固化速度，缩短固化时间， 使固化反应更完全，在灌胶过程中，通过真空脱泡和烘烤的方式，能明显提高灌封硅胶固化后的透明性和质量，排除里面的气泡，使灌封硅胶跟电路板粘合得更紧，密封效果好。

3、密封后的电路板在使用上更方便，更安全可靠，相对制造成本不高

电路板带有电子元件的一侧密封后，不仅能够消除电子元件之间的静电作用，还能起到防潮、防尘、防冲击和阻燃的效果，使电路板具备一定的机械性能，还能防止电子元件被腐蚀，在电路板出故障时，其透明的结构也能便于维修人员跟更能清楚地知道故障所在，在使用上很方便，而其密封层具有耐温更高，绝缘性优异，可耐压10000V以上，阻燃性好，修复性好，更安全可靠，而密封层的原料来源广泛，工艺都是基于现有工艺，制造成本相应较低。而在其焊锡的一面设置散热层，将电路板产生的热量通过散热层与电路板本体之间的导流液体传导给散热层，然后通过散热层将热量传出，使电路板具有良好的散热性能，进一步提高其安全性。本发明的电路板的使用寿命长达十余年，结构简单，易操作，易推广使用。

附图说明

图1是本发明的一种防静电阻燃电路板结构示意图。

图中标记：1为电路板本体，2为密封层，3为防护层，4为散热层，5为贯通孔，6为导热液体，7为空隙，8为电子元件，9为凹槽。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种防静电阻燃电路板，包括电路板本体1，设于电路板上的密封层2，设于密封层2上的防护层3，密封层2固定密封住在电路板本体带有电子元件的一侧，防护层3包裹住密封层2；在电路板本体1焊锡的一面设有散热层4，散热层4和电路板本体1采用为互相匹配的隐藏式、搭接式或插接式面相连接，电路板本体1上开设有若干个贯通孔5，所述散热层的一面设有凹槽9，凹槽9内充满导热液体6，所述导热液体6能在凹槽9内和贯通孔5内自由流动，其成分为硅油，散热层4为云母片，与电路板本体1连接处用灌封硅胶密封。

当电子元件8工作产生热时，通过凹槽9内和贯通孔5内的导热液体导热的作用，将热量传递给散热层4，散热层4有云母片制成，具有很好的导热性和绝缘性，能将热量散发出去，使电路板保持一个适宜的温度，保障其安全运行。同时，考虑到导流液体热胀冷缩的特性，贯通孔5上面的密封层处留有一定的空隙7，空隙7能保证散热层4与电路板本体1上的贯通孔5形成的空间里的导流液体6压力在一个正常范围，防止其压力过大而顶开间隙泄漏。

实施例一

一种防静电阻燃电路板，散热层4厚度为5mm，散热层4内凹槽7的深度为3mm，电路板本体1上的贯通孔直径为1mm，密封层2的厚度超过电路板最高电子元件高度2mm，防护层3厚度为0.15mm。防护层为聚四氟乙烯薄膜，密封层为灌封硅胶，灌封硅胶由重量配比为1:1的A组分和B组分组成， A组分中由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂40份，硅胶40份，催化剂2份，增粘剂4份，增稠剂1份，溶剂7份，云母15份，氢氧化铝15份，所述B组分中由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂45份，硅胶25份，交联剂10份，抑制剂0.05份。催化剂为铂络合物催化剂，增粘剂为含反应性基团的硅氧烷低聚物，增稠剂为纤维素，溶剂为邻苯二甲酸二甲脂，交联剂为含氢硅油，抑制剂为乙炔基环己醇。

本发明的灌封硅胶的制备方法包括以下步骤：

步骤1、制备A组分，将乙烯基树脂、硅胶、催化剂、增粘剂、增稠剂、溶剂、云母和氢氧化铝按设定的配比量在搅拌器中混合均匀，制配成A组分；

步骤2、制备B组分，将乙烯基树脂、硅胶、交联剂、抑制剂按设定的配比量在搅拌器中混合均匀，制配成B组分；

步骤3、将制配好的A组分和B组分分别包装，即得到一种电路板灌封硅胶。

进一步，所述灌封硅胶的使用方法包括以下步骤：

步骤1、将重量配比为1:1的A组分和B 组分混合搅拌4min，使沉入底部的原料均匀分散到胶液中，然后加热到47~50℃进行真空脱泡10min（真空度达到700mm汞柱）；

步骤2、步骤1完成后，静置3min，然后再加热至70℃，继续真空脱泡8min（真空度达到700mm汞柱）；

步骤3、步骤2完成后，静置冷却，待灌封硅胶温度冷却至47℃时，装入灌胶机中准备灌胶，且使灌封硅胶保持在47℃，

步骤4、将电路板带有电子元件的一侧表面清理干净，除去表面灰尘和油污，保持表面清洁、干燥，然后将电路板在150℃温度下预热1~1.5h，进行除湿；

步骤5、将步骤3所得的灌封硅胶用灌胶机灌封预热好的电路板带有电子元件的一侧，灌封厚度为超过电路板最高电子元件高度2mm，灌封时间为5~15s；

步骤6、灌封完成后，在150℃的温度下烘烤2~3h，然后空冷，形成密封层，去除多余边料；

步骤7、步骤6完成后，用粘结剂将防护层完全包裹住密封层，去除多余边料。

通过上述方法得到的防静电阻燃电路板的密封层性能：极限氧指数为28.8，在空气中难以点燃，耐压10000V以上，介电强度不小于27KV/mm，介电常数3.3 （1.2MHz），导热系数不小于0.4W/（m·k），拉伸强度2.2MPa，剪切强度在2.1MPa，其吸水率为小于0.2%。

实施例二

一种防静电阻燃电路板，散热层4厚度为8mm，散热层4内凹槽7的深度为5mm，电路板本体1上的贯通孔直径为3mm，密封层的厚度超过电路板最高电子元件高度5mm，防护层厚度为0.05mm。防护层为聚四氟乙烯薄膜，密封层为灌封硅胶，灌封硅胶由重量配比为1:1的A组分和B组分组成， A组分中由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂60份，硅胶55份，催化剂4份，增粘剂7份，增稠剂4份，溶剂15份，云母25份，氢氧化铝25份，所述B组分中由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂70份，硅胶35份，交联剂20份，抑制剂0.2份。催化剂为铂络合物催化剂，增粘剂为含反应性基团的硅氧烷低聚物，增稠剂为纤维素，溶剂为邻苯二甲酸二甲脂，交联剂为含氢硅油，抑制剂为乙炔基环己醇。

本发明的灌封硅胶的制备方法包括以下步骤：

步骤1、制备A组分，将乙烯基树脂、硅胶、催化剂、增粘剂、增稠剂、溶剂、云母和氢氧化铝按设定的配比量在搅拌器中混合均匀，制配成A组分；

步骤2、制备B组分，将乙烯基树脂、硅胶、交联剂、抑制剂按设定的配比量在搅拌器中混合均匀，制配成B组分；

步骤3、将制配好的A组分和B组分分别包装，即得到一种电路板灌封硅胶。

进一步，所述灌封硅胶的使用方法包括以下步骤：

步骤1、将重量配比为1:1的A组分和B 组分混合搅拌7min，使沉入底部的原料均匀分散到胶液中，然后加热到47~50℃进行真空脱泡17min（真空度达到700mm汞柱）；

步骤2、步骤1完成后，静置3min，然后再加热至70℃，继续真空脱泡10min（真空度达到700mm汞柱）；

步骤3、步骤2完成后，静置冷却，待灌封硅胶温度冷却至47℃时，装入灌胶机中准备灌胶，且使灌封硅胶保持在47℃，

步骤4、将电路板带有电子元件的一侧表面清理干净，除去表面灰尘和油污，保持表面清洁、干燥，然后将电路板在150℃温度下预热1~1.5h，进行除湿；

步骤5、将步骤3所得的灌封硅胶用灌胶机灌封预热好的电路板带有电子元件的一侧，灌封厚度为超过电路板最高电子元件高度5mm，灌封时间为5~15s；

步骤6、灌封完成后，在150℃的温度下烘烤2~3h，然后空冷，形成密封层，去除多余边料；

步骤7、步骤6完成后，用粘结剂将防护层完全包裹住密封层，去除多余边料。

通过上述方法得到的防静电阻燃电路板的密封层性能：极限氧指数为29.0，在空气中难以点燃，耐压10000V以上，介电强度不小于27KV/mm，介电常数3.4（1.2MHz），导热系数不小于0.4W/（m·k），拉伸强度2.3MPa，剪切强度在2.2MPa，其吸水率为小于0.2%。

实施例三

一种防静电阻燃电路板，散热层4厚度为7mm，散热层4内凹槽7的深度为4mm，电路板本体1上的贯通孔直径为2.5mm，密封层的厚度超过电路板最高电子元件高度3mm，防护层厚度为0.1mm。防护层为聚四氟乙烯薄膜，密封层为灌封硅胶，灌封硅胶由重量配比为1:1的A组分和B组分组成， A组分中由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂50份，硅胶43份，催化剂3份，增粘剂6份，增稠剂3份，溶剂10份，云母21份，氢氧化铝22份，所述B组分中由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂60份，硅胶31份，交联剂18份，抑制剂0.18份。催化剂为铂络合物催化剂，增粘剂为含反应性基团的硅氧烷低聚物，增稠剂为纤维素，溶剂为邻苯二甲酸二甲脂，交联剂为含氢硅油，抑制剂为乙炔基环己醇。

本发明的灌封硅胶的制备方法包括以下步骤：

步骤1、制备A组分，将乙烯基树脂、硅胶、催化剂、增粘剂、增稠剂、溶剂、云母和氢氧化铝按设定的配比量在搅拌器中混合均匀，制配成A组分；

步骤2、制备B组分，将乙烯基树脂、硅胶、交联剂、抑制剂按设定的配比量在搅拌器中混合均匀，制配成B组分；

步骤3、将制配好的A组分和B组分分别包装，即得到一种电路板灌封硅胶。

进一步，所述灌封硅胶的使用方法包括以下步骤：

步骤1、将重量配比为1:1的A组分和B 组分混合搅拌6min，使沉入底部的原料均匀分散到胶液中，然后加热到47~50℃进行真空脱泡14min（真空度达到700mm汞柱）；

步骤2、步骤1完成后，静置3min，然后再加热至70℃，继续真空脱泡9min（真空度达到700mm汞柱）；

步骤3、步骤2完成后，静置冷却，待灌封硅胶温度冷却至47℃时，装入灌胶机中准备灌胶，且使灌封硅胶保持在47℃，

步骤4、将电路板带有电子元件的一侧表面清理干净，除去表面灰尘和油污，保持表面清洁、干燥，然后将电路板在150℃温度下预热1~1.5h，进行除湿；

步骤5、将步骤3所得的灌封硅胶用灌胶机灌封预热好的电路板带有电子元件的一侧，灌封厚度为超过电路板最高电子元件高度3mm，灌封时间为5~15s；

步骤6、灌封完成后，在150℃的温度下烘烤2~3h，然后空冷，形成密封层，去除多余边料；

步骤7、步骤6完成后，用粘结剂将防护层完全包裹住密封层，去除多余边料。

通过上述方法得到的防静电阻燃电路板的密封层性能：极限氧指数为29.0，在空气中难以点燃，耐压10000V以上，介电强度不小于27KV/mm，介电常数3.3（1.2MHz），导热系数不小于0.4W/（m·k），拉伸强度2.2MPa，剪切强度在2.2MPa，其吸水率为小于0.2%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防静电阻燃电路板，包括电路板本体（1），设于电路板上的密封层（2），设于密封层（2）上的防护层（3），其特征在于，所述密封层（2）固定密封住在电路板本体带有电子元件的一侧，所述防护层（3）包裹住密封层（2），在电路板本体（1）焊锡的一面设有散热层（4），所述散热层（4）和电路板本体（1）采用为互相匹配的隐藏式、搭接式或插接式面相连接，所述电路板本体（1）上开设有若干个贯通孔（5），所述散热层（4）的一面设有凹槽（9），凹槽（9）内充满导热液体（6），所述导热液体（6）能在凹槽（9）内和贯通孔（5）内自由流动，所述散热层（4）与电路板本体（1）连接处用灌封硅胶密封。

2.如权利要求1所述的防静电阻燃电路板，其特征在于，所述散热层厚度为5~8mm，材料为云母片，所述凹槽的深度为3~5mm，所述贯通孔的直径为1~3mm，所述导热液体为硅油，所述密封层的厚度超过电路板最高电子元件高度2~5mm，所述防护层厚度为0.05~0.15mm。

3.如权利要求2所述的防静电阻燃电路板，其特征在于，所述密封层为灌封硅胶，所述灌封硅胶由重量配比为1:1的A组分和B组分组成，所述A组分中由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂40~60份，硅胶40~55份，催化剂2~4份，增粘剂4~7份，增稠剂1~4份，溶剂7~15份，云母15~25份，氢氧化铝15~25份，所述B组分中由以下重量份的原料组成：乙烯基树脂45~70份，硅胶25~35份，交联剂10~20份，抑制剂0.05~0.2份。

4.如权利要求3所述防静电阻燃电路板，其特征在于，所述催化剂为铂络合物催化剂，所述增粘剂为含反应性基团的硅氧烷低聚物，所述增稠剂为纤维素，所述溶剂为邻苯二甲酸二甲脂，所述交联剂为含氢硅油，所述抑制剂为乙炔基环己醇。

5.如权利要求3或4所述防静电阻燃电路板，其特征在于，所述灌封硅胶的制备方法包括以下步骤：

步骤1、制备A组分，将乙烯基树脂、硅胶、催化剂、增粘剂、增稠剂、溶剂、云母和氢氧化铝按设定的配比量在搅拌器中混合均匀，制配成A组分；

步骤2、制备B组分，将乙烯基树脂、硅胶、交联剂、抑制剂按设定的配比量在搅拌器中混合均匀，制配成B组分；

步骤3、将制配好的A组分和B组分分别包装，即得到一种电路板灌封硅胶。

6.如权利要求5所述防静电阻燃电路板，其特征在于，所述灌封硅胶的使用方法包括以下步骤：

步骤1、将重量配比为1:1的A组分和B 组分混合搅拌4~7min，使沉入底部的原料均匀分散到胶液中，然后加热到47~50℃进行真空脱泡10~17min；

步骤2、步骤1完成后，静置3min，然后再加热至70℃，继续真空脱泡8~10min；

步骤3、步骤2完成后，静置冷却，待灌封硅胶温度冷却至47℃时，装入灌胶机中准备灌胶，且使灌封硅胶保持在47℃，

步骤4、将电路板带有电子元件的一侧表面清理干净，除去表面灰尘和油污，保持表面清洁、干燥，然后将电路板在150℃温度下预热1~1.5h，进行除湿；

步骤5、将步骤3所得的灌封硅胶用灌胶机灌封预热好的电路板带有电子元件的一侧，灌封厚度为超过电路板最高电子元件高度2~5mm，灌封时间为5~15s；

步骤6、灌封完成后，在150℃的温度下烘烤2~3h，然后空冷，形成密封层，去除多余边料；

步骤7、步骤6完成后，用粘结剂将防护层完全包裹住密封层，去除多余边料。

7.如权利要求6所述防静电阻燃电路板，其特征在于，所述防护层为聚四氟乙烯薄膜。