CN105813386B - 一种带熔断保险功能的印制线路板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种带熔断保险功能的印制线路板及其制备方法，包括铜基板、上下夹持铜基板的上绝缘板及下绝缘板，所述上绝缘板上设置有多个熔断组件，所述熔断组件之间为并联电连接，所述熔断组件包括中间镂空的外焊盘及设置于外焊盘镂空处的内焊盘，所述内焊盘设置有多个触脚伸向外焊盘，所述内焊盘与外焊盘不接触，所述外焊盘设置有多个沉铜孔电连接铜基板。本发明熔断组件独立并联，电流过流时既能保护电路，又不会影响汽车其他负载的使用。将线路板返修只需要在同个内焊盘的其他触脚上焊接外焊盘即可重新使用，返修容易。
Description
技术领域
本发明涉及线路板领域，具体涉及一种带熔断保险功能的印制线路板及其制备方法。
背景技术
在整个汽车电气系统中，汽车电器盒是非常重要的关键部件，它负责向各个负载分配电源，控制着各个负载的电流的大小，保障着各个负载的运行安全。
随着汽车工业的发展，汽车的高档化，人性化，多功能化，高安全性及环保等方面的要求越来越高，汽车内部负载也越来越多，因此整车电气系统的耗电量越来越大，造成汽车电器盒的发热量越来越高，烧毁电器盒甚至烧毁汽车的风险非常大。
线路板是汽车电器盒中最重要的部件之一 ，是汽车电器盒的灵魂所在。线路板中回路的结构合理性，体现了设计者的水平，同时也决定了线路板的性能。目前线路板多数设置有熔断器，一旦电路出现过流，就会熔断该熔断部件，在两焊盘之间形成断路，导致整体电路不可用，这样不仅会影响线路板的使用寿命，而且会直接导致汽车停止运行。线路板需要返修，而返修过程相对较复杂，不易实施。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种带熔断保险功能的印制线路板。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种带熔断保险功能的印制线路板，包括铜基板、上下夹持铜基板的上绝缘板及下绝缘板，所述上绝缘板上设置有多个熔断组件，所述熔断组件之间为并联电连接，所述熔断组件包括中间镂空的外焊盘及设置于外焊盘镂空处的内焊盘，所述内焊盘设置有多个触脚伸向外焊盘，所述内焊盘与外焊盘不接触，所述外焊盘设置有多个沉铜孔电连接铜基板。
本发明工作原理如下：
通过并联的熔断组件连接汽车不同的负载，将任一触脚与外焊盘焊接连通，完成整体电路，当电路出现过流时，就会熔断触脚与外焊盘之间的焊点，在外焊盘与内焊盘之间形成断路。与此同时其他熔断组件正常工作，不对汽车使用造成严重影响。将线路板返修只需要在同个内焊盘的其他触脚上焊接外焊盘即可重新使用，返修容易。
进一步的，所述内焊盘伸出多个触脚呈E字形布置于外焊盘内。
设置E字形的内焊盘，触脚都在同一方向，返修时容易辨别，返修效率高。
进一步的，所述外焊盘为矩形框。
设置矩形框与E字形匹配，触脚与外焊盘易于焊接，矩形框排布有序返修时易于辨别。
本发明的有益效果在于：
本发明熔断组件独立并联，电流过流时既能保护电路，又不会影响汽车其他负载的使用。将线路板返修只需要在同个内焊盘的其他触脚上焊接外焊盘即可重新使用，返修容易。
进一步的，所述触脚表面覆盖有阻断层。
在过载的条件下，触脚将发生熔化，在表面张力的作用下向四周扩散。对于高密度线路板来说，此时熔化的金属容易损坏触脚附近的线路，造成短路等不良问题。因此，本发明特别在触脚表面覆盖阻断层，阻挡过载时熔化的触脚金属扩散。
优选的，所述阻断层其原料按重量计包括20-30份甲基丙烯酸丁酯、10-20份丙烯酸甲酯、1-5份醋酸丁酸纤维素、0.5-2份光引发剂、0.2-1份流平剂以及50-80份溶剂。
甲基丙烯酸甲酯（英文名称Butyl Methacrylate）又名甲基丙烯酸正丁酯，异丁烯酸丁酯2-甲基丙烯酸丁酯，简称BMA，可选用市售产品实现。丙烯酸甲酯是有机合成中间体及高分子聚合物的单体，用于制造丙烯酸或丙烯酸酯类溶剂型胶黏剂和乳液型胶黏剂。为聚丙烯腈纤维（腈纶）的第二单体，与苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等共聚制得的聚合物，广泛用作胶黏剂、涂料、皮革及纸张加工助剂等，可选用市售产品实现。醋酸丁酸纤维素用于制作高透明度、耐候性好的塑料片基、薄膜和各种涂料的流平剂、成膜物质等。丁酰基含量增加则使其密度降低，溶解范围扩大。含乙酰基12%～15%，丁酰基26%～29%。透明或不透明粒料，质坚韧，耐候及耐寒性好，可选用现有技术实现。所述流平剂可选用任意一种现有技术实现，如EDTA二钠等。所述光引发剂可选用任一种现有技术实现。所述溶剂可选用现有技术实现，如乙二醇乙醚、二丙二醇甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。阻断层采用光固化的方式实现，可以有效地提高生产效率。
更进一步的，所述光引发剂包括按重量计0.1%焦磷酸铜、1%份柠檬酸钠、0.5%咪唑啉、3%二甲基甲酰胺以及余量的α-羟基酮。
焦磷酸铜用于无氰电镀中提供Cu2+，以及防渗碳涂层。咪唑啉又称二氢咪唑（dihydroimidazole）。 有4,5-,2,5-和2,3-二氢咪唑三种异构体，或根据双键位置又分别称为2-咪唑啉、3-咪唑啉和4-咪唑啉。二甲基甲酰胺既是一种用途极广的化工原料，也是一种用途很广的优良溶剂。可用于聚丙烯腈纤维等合成纤维的湿纺丝、聚氨酯的合成；用于塑料制膜；也可作去除油漆的脱漆剂；它还能溶解某些低溶解度的颜料，使颜料带有染料的特点。
焦磷酸铜、柠檬酸钠协效可以提高阻断层的硬度、抗磨损性能，不容易在生产、储存、运输过程中损坏；咪唑啉和二甲基甲酰胺协效可以有效提高阻断层的耐高温、耐老化性能，使之不容易在高温下变形或老化开裂。
本发明同时提供一种制备所述的带熔断保险功能的印制线路板的方法，包括如下工序：
(1) 在覆铜板上成型线路，获得所述的铜基板；
（2）在覆铜板上成型所述的熔断组件，获得线路外层；
（3）在所述铜基板的两侧分别贴合所述上绝缘板和下绝缘板，并在所述上绝缘板上贴合所述线路外层；
（4）加热压合所述线路外层、上绝缘板、下绝缘板、铜基板；
（5）在铜基板和线路外层间形成导通孔；
（6）在所述触脚表面形成阻断层。
上述各步骤均可选用任一种现有技术实现。
进一步的，所述（6）是指将阻断层的各种原料混合后，涂覆于触脚表面，流平3 分钟，让膜充分铺展、平整后，在红外灯下预热 2分钟，预热温度为 70℃，再用 UV 紫外线照射固化，光辐射能量为 800mJ/cm2；涂料的喷涂厚度为0.5-1μm。
附图说明
图1是本发明横截面的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
本实施例提供一种带熔断保险功能的印制线路板，如图1-图2所示，包括铜基板1、上下夹持铜基板1的上绝缘板2及下绝缘板3，所述上绝缘板2上设置有多个熔断组件4，所述熔断组件4之间为并联电连接，所述熔断组件4包括中间镂空的外焊盘41及设置于外焊盘41镂空处的内焊盘42，所述内焊盘42设置有多个触脚43伸向外焊盘41，所述内焊盘42与外焊盘41不接触，所述外焊盘41设置有多个沉铜孔44电连接铜基板1。
所述内焊盘42伸出多个触脚43呈E字形布置于外焊盘41内。
所述外焊盘41为矩形框。
实施例2
本实施例提供一种带熔断保险功能的印制线路板，其结构如实施例1所述。
优选的，本实施例中所述触脚表面覆盖有阻断层。所述阻断层为现有技术的UV固化涂层。
实施例3
本实施例提供一种带熔断保险功能的印制线路板，其结构如实施例1所述。
优选的，本实施例中所述触脚表面覆盖有阻断层。所述阻断层其原料按重量计包括25份甲基丙烯酸丁酯、15份丙烯酸甲酯、2份醋酸丁酸纤维素、1份光引发剂、0.7份流平剂以及75份溶剂。
所述光引发剂为α-羟基酮；流平剂为EDTA二钠；溶剂为乙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯按质量1:1的混合物。
实施例4
本实施例提供一种带熔断保险功能的印制线路板，其结构如实施例1所述。
优选的，本实施例中所述触脚表面覆盖有阻断层。所述阻断层其原料按重量计包括25份甲基丙烯酸丁酯、15份丙烯酸甲酯、2份醋酸丁酸纤维素、1份光引发剂、0.7份流平剂以及75份溶剂。
流平剂为EDTA二钠；溶剂为乙二醇乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯按质量1:1的混合物。所述光引发剂包括按重量计0.1%焦磷酸铜、1%份柠檬酸钠、0.5%咪唑啉、3%二甲基甲酰胺以及余量的α-羟基酮。
实施例5
本实施例提供一种带熔断保险功能的印制线路板，其结构如实施例1所述。
优选的，本实施例中所述触脚表面覆盖有阻断层。所述阻断层为现有技术的UV固化涂层。所述阻断层其原料按重量计包括30份甲基丙烯酸丁酯、10份丙烯酸甲酯、5份醋酸丁酸纤维素、0.5份光引发剂、1份流平剂以及50份溶剂。
流平剂为EDTA二钠；溶剂为乙二醇乙醚、二丙二醇甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯按质量1:1:2的混合物。所述光引发剂包括按重量计0.1%焦磷酸铜、1%份柠檬酸钠、0.5%咪唑啉、3%二甲基甲酰胺以及余量的α-羟基酮。
实施例6
本实施例同时提供一种制备如实施例3所述的带熔断保险功能的印制线路板的方法，包括如下工序：
(1) 在覆铜板上成型线路，获得所述的铜基板；
（2）在覆铜板上成型所述的熔断组件，获得线路外层；
（3）在所述铜基板的两侧分别贴合所述上绝缘板和下绝缘板，并在所述上绝缘板上贴合所述线路外层；
（4）加热压合所述线路外层、上绝缘板、下绝缘板、铜基板；
（5）在铜基板和线路外层间形成导通孔；
（6）在所述触脚表面形成阻断层。
进一步的，所述（6）是指将阻断层的各种原料混合后，涂覆于触脚表面，流平3 分钟，让膜充分铺展、平整后，在红外灯下预热 2分钟，预热温度为 70℃，再用 UV 紫外线照射固化，光辐射能量为 800mJ/cm2；涂料的喷涂厚度为0.5-1μm。
对比例1
本实施例提供一种带熔断保险功能的印制线路板，其结构如实施例1所述。
优选的，本实施例中所述触脚表面覆盖有阻断层。所述阻断层为现有技术的UV固化涂层。所述阻断层其原料按重量计包括30份甲基丙烯酸丁酯、10份丙烯酸甲酯、5份醋酸丁酸纤维素、0.5份光引发剂、1份流平剂以及50份溶剂。
流平剂为EDTA二钠；溶剂为乙二醇乙醚、二丙二醇甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯按质量1:1:2的混合物。所述光引发剂包括按重量计0.5%咪唑啉、3%二甲基甲酰胺以及余量的α-羟基酮。
对比例2
本实施例提供一种带熔断保险功能的印制线路板，其结构如实施例1所述。
优选的，本实施例中所述触脚表面覆盖有阻断层。所述阻断层为现有技术的UV固化涂层。所述阻断层其原料按重量计包括30份甲基丙烯酸丁酯、10份丙烯酸甲酯、5份醋酸丁酸纤维素、0.5份光引发剂、1份流平剂以及50份溶剂。
流平剂为EDTA二钠；溶剂为乙二醇乙醚、二丙二醇甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯按质量1:1:2的混合物。所述光引发剂包括按重量计0.1%焦磷酸铜、1%份柠檬酸钠以及余量的α-羟基酮。
熔断实验
触脚的厚度为5mil。对触脚通入电流，直至触脚熔断。观察触脚的形状，其结果如下表所示：
测试阻断层的硬度（GB/T6739），其结果如下表所示。
耐老化测试。将实施例和对比例所制备的线路板在255摄氏度的温度下烘烤5小时，并将其置于氙灯老化箱（辐照强度1000W/m2）中老化处理1000小时。检测阻断层外观，其结果如下表。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种带熔断保险功能的印制线路板，其特征在于：包括铜基板、上下夹持铜基板的上绝缘板及下绝缘板，所述上绝缘板上设置有多个熔断组件，所述熔断组件之间为并联电连接，所述熔断组件包括中间镂空的外焊盘及设置于外焊盘镂空处的内焊盘，所述内焊盘设置有多个触脚伸向外焊盘，所述内焊盘与外焊盘不接触，所述外焊盘设置有多个沉铜孔电连接铜基板；所述触脚表面覆盖有阻断层。
2.根据权利要求1所述的一种带熔断保险功能的印制线路板，其特征在于：所述内焊盘伸出多个触脚呈E字形布置于外焊盘内。
3.根据权利要求2所述的一种带熔断保险功能的印制线路板，其特征在于：所述外焊盘为矩形框。
4.根据权利要求1所述的一种带熔断保险功能的印制线路板，其特征在于：所述阻断层其原料按重量计包括20-30份甲基丙烯酸丁酯、10-20份丙烯酸甲酯、1-5份醋酸丁酸纤维素、0.5-2份光引发剂、0.2-1份流平剂以及50-80份溶剂。
5.一种制备如权利要求4所述的带熔断保险功能的印制线路板的方法，包括如下工序：(1)在覆铜板上成型线路，获得所述的铜基板；（2）在覆铜板上成型所述的熔断组件，获得线路外层；（3）在所述铜基板的两侧分别贴合所述上绝缘板和下绝缘板，并在所述上绝缘板上贴合所述线路外层；（4）加热压合所述线路外层、上绝缘板、下绝缘板、铜基板；（5）在铜基板和线路外层间形成导通孔；（6）在所述触脚表面形成阻断层。
6.根据权利要求5所述的带熔断保险功能的印制线路板的方法，其特征在于：所述（6）是指将阻断层的各种原料混合后， 涂覆于触脚表面，流平3 分钟，让膜充分铺展、平整后，在红外灯下预热 2分钟，预热温度为 70℃，再用 UV 紫外线照射固化，光辐射能量为800mJ/cm2；涂料的喷涂厚度为0 .5-1μm。
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