CN106664803A - 可以穿过其建立电连接的不渗透保护涂层以及包括不渗透保护涂层的电子设备 - Google Patents

可以穿过其建立电连接的不渗透保护涂层以及包括不渗透保护涂层的电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了保护涂层，所述保护涂层被配置成用于在电子设备内覆盖电子部件，同时使得能够利用由所述保护涂层覆盖的电触点来建立电连接。这种保护涂层可以包括聚对二甲苯或聚(对二甲苯)，保护涂层具有至少为0.1μm且至多约2μm的厚度。还公开了包括这种保护涂层的电子设备。

Description

可以穿过其建立电连接的不渗透保护涂层以及包括不渗透保 护涂层的电子设备
相关申请的交叉引用
在此要求申请日为2014年6月13日、题为“IMPERMEABLE PROTECTIVE COATINGSTHROUGH WHICH ELECTRICAL CONNECTIONS MAY BE ESTABLISHED AND ELECTRONICDEVICES INCLUDING THE IMPERMEABLE PROTECTIVE COATINGS(可以穿过其建立电连接的不渗透保护涂层以及包括不渗透保护涂层的电子设备)“的美国临时专利申请号62/012,267(’267临时申请)的优先权。’267临时申请的全部公开内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开总体上涉及被配置成用于在电子设备内覆盖电子部件的保护涂层，并且更具体地涉及通过其可以形成电连接而无需防止将保护涂层的材料沉积在基板上的掩模或其他特点的保护涂层。更具体地说，本公开涉及具有约2μm或更小的厚度的聚对二甲苯或聚(对二甲苯)涂层，并且涉及包括这种涂层的电子设备。
相关技术
由于不断增加的便携性以及对便携式电子设备的使用，它们相对高的成本及其在可能暴露于水和其他污染物并冒险受到这些污染物损害的环境中使用的增加，已经作出了努力来限制将电子设备内的水敏感部件暴露于水和其他污染物中。如英国牛津郡阿宾顿的P2i公司、加利福尼亚州圣安娜市的立可泼(Liquipel)公司以及比利时奥德纳尔德的Europlasma NV公司等一直采用的一种方法已经将疏水材料的超薄膜通过等离子增强型化学气相沉积(PECVD)工艺涂覆到电子设备内部之内的部件上。虽然这种方法已经证明在某种程度上对于排斥飞溅到电子设备上的水或其他液体略起作用，但对于浸没在一定量液体中的“受保护”电子设备，它提供很少的保护或者没有提供保护。所述液体通常与“受保护”电子设备内暴露的导电特征相接触，并且造成经常损害电子设备的电短路。
HZO公司已经开发出使得能够将不透水保护涂层涂覆至电子设备内的电子部件并且当电子设备浸没或浸入在如水等液体中时为电子设备提供长时间保护的技术。更具体地，HZO公司已开发的技术涉及将聚对二甲苯涂层涂覆至电子设备内的水敏感电子部件。为了提供防水和其他类型潮湿的高可靠性的保护，将相对厚(例如，约4μm厚至约10μm厚、约7μm厚等)的聚对二甲苯涂层沉积在电子设备内部之内的电子部件上。由于这些涂层的厚度，通常需要耗时的掩模或材料去除工艺以保证暴露电触点，从而使得可以随后利用电触点形成电连接。
附图说明
在附图中：
图1示意性地展示了电子设备组件以及根据本公开的保护涂层的实施例，所述保护涂层覆盖所述电子设备组件的至少一部分，包括所述电子设备组件的一个或多个电触点；并且
图2示意性地展示了图1所示的电子设备组件的实施例，其中，至少一个电子耦合元件延伸穿过保护涂层并且电耦合至所述触点。
发明内容
本公开涉及提供了针对水和其他类型潮湿的期望保护水平的保护涂层，同时使得能够容易地穿过保护涂层形成电连接。根据本公开，可以穿过保护涂层形成电连接，在将保护涂层涂覆于电子设备组件的全部或部分之前无需掩模工艺，在已经涂覆保护涂层之后无需去除掩模，和/或在可以建立电触点之前无需去除保护涂层的覆在电触点上的部分。
如在此所使用的，术语“保护涂层”包括防潮涂层或膜、以及其他保护电子部件的各个部分免受潮湿和/或其他外部影响的其他涂层或膜。虽然贯穿本公开使用了术语“防潮涂层”，但在许多(如果不是所有)情况下，防潮涂层可以包括保护涂层或被保护涂层取代，所述保护涂层保护被涂敷部件和/或特征免受其他外部影响。术语“防潮”是指涂层防止被涂敷元件或特征暴露在潮湿中的能力。防潮涂层可以抵抗湿润或者一种或多种类型的潮湿的渗入，或者它可以不渗透或基本不渗透一种或多种类型的潮湿。防潮涂层可以排斥一种或多种类型的潮湿。在一些实施例中，防潮涂层可以不渗透、基本不渗透或排斥水、水溶液(例如，盐溶液、酸性溶液、碱性溶液、饮料等)或水蒸汽或其他水材料(例如，湿气、雾、薄雾等)、湿润等。使用术语“防潮”修改术语“涂层”不应被认为是限制涂层保护所针对的材料的范围。术语“防潮”还可以指涂层限制渗透或排斥有机液体或蒸汽(例如，有机溶剂、其他以液体或蒸汽形式存在的有机材料等)、以及可以对电子设备及其部件造成威胁的各种其他物质或条件的能力。
在各种实施例中，根据本公开的保护涂层包括具有提供对水和/或氧气的期望水平的不渗透性的厚度的膜，但这使得能够可以容易地穿过其建立电子连接。在一些实施例中，可以使用常规电耦合技术(如，焊接或接线接合)实现这种“连接贯穿”。可选择地，当根据本公开的保护涂层被涂覆于电子设备组件时，可以通过当两个电连接器耦合到彼此时所生成的摩擦(例如，通过干涉配合等)来实现连接贯穿。
在更具体的实施例中，保护涂层可以包括聚对二甲苯，所述聚对二甲苯可以包括非取代聚(对二甲苯)、卤化聚(对二甲苯)等。这种保护涂层可以具有约2μm或更小(例如，约1.5μm或更小、约1.25μm或更小、约1μm或更小等)的厚度。这种保护涂层的厚度可以为至少约0.1μm、至少约0.5μm等。在一些实施例中，保护涂层可以具有约0.5μm至约1.25μm的厚度，或更广泛地，约0.1μm至约2μm的厚度。
保护涂层的厚度的度量可以包括保护涂层的平均厚度、保护涂层的最大厚度或者保护涂层的最小厚度。通过示例，当保护涂层具有1.25μm的厚度时，涂层的平均厚度可以是1.25μm，保护涂层的最大厚度可以是1.25μm或者保护涂层的最小厚度可以是1.25μm。
在一些实施例中，根据本公开的保护涂层或层可以是融合的或基本融合的(考虑到小孔隙等)。融合层可以提供不透水阻挡层。聚对二甲苯C的具有约0.1μm至约1μm厚度的融合层可以具有约1×104(cc×mm)/(m2×日×大气压)的氧传递率(OTR)、95％的水接触角以及约1g/(100in.2×日)的水蒸汽传递率(WVTR)。这种保护涂层的WVTR及其基本适形性可以赋予其IPX7的IP 100水注入流测试评级，这意味着通常可以在一米深处持续30分钟地保护由这种保护涂层覆盖的电子设备或电子设备组件免受水浸没。
在其他实施例中，所述层可以是非融合的(即，它可以包括使得潮湿穿过的孔隙或其他开口)。
这种层可以采用本领域公知的方法沉积在电子设备组件上。如在此所使用的“电子设备组件”是指电子设备部件的组件。电子设备组件的一个示例包括印刷电路板以及例如通过表面安装工艺已经电耦合至印刷电路板的电气部件(例如，半导体设备等)。如另一个示例，电子设备组件可以包括电子部件的组件(如，印刷电路板以及电耦合到所述印刷电路板的一个或多个电子部件)，但不由所述印刷电路板承载。在又另一个示例中，电子设备组件可以包括部分组装或完全组装的电子设备(例如，便携式电子设备、被配置成用于在可能出现潮湿的情况中使用的电子设备、医疗电子设备等)，所述电子设备可以包括壳体的至少一部分。
沉积装置(所述沉积装置包括如由HZO的美国专利申请公开号US 2013/0251889Al和US 2013/0286567 Al所公开的特点，所述申请的全部公开内容通过引用结合在此)可以用于将根据本公开的保护涂层沉积在至少一个电子设备组件上，或者同时沉积在大量电子设备组件上。当使用这种设备时，可以在约九十(90)分钟或更少、在约六十(60)分钟至约九十(90)分钟或者在约六十(60)分钟或更少的时间内涂覆所述保护涂层。
在制造电子设备的同时，可以将所述保护涂层涂覆至电子设备组件作为组装工艺(例如，在表面安装工艺之后；作为组装线的一部分；在具有印刷电路板的电子部件之前或之后离线等)的一部分(如由HZO的美国专利申请公开号US 2013/0286567 A2所公开的，所述申请的全部公开内容通过引用结合在此)，或者作为翻新工艺或再制造工艺的一部分(如由HZO的美国专利申请公开号US 2013/0335898 Al和US 2014/0160650 Al公开的，所述申请的全部公开内容通过引用结合在此)。
在另一个方面，包括根据本公开的保护涂层的电子设备组件以及电子设备在本公开的范围内。如图1展示的，保护涂层30可以覆盖电子设备组件10或者电子设备的两个或更多个电子部件20、22的部分，以及所述两个或更多个电子部件20、22之间的电耦合元件40。可以采用由HZO的美国专利申请公开2013/0176700 Al(所述申请的全部公开内容通过引用结合在此)所公开的方式来配置由这种工艺产生的电子设备。由于在使用根据本公开的保护涂层30的情况下连接贯穿是有可能的，所以可以在没有首先对电子设备组件10进行掩模的情况下将保护涂层30涂覆至电子设备组件10。因此，保护涂层30可以基本上覆盖(即，考虑到可能的孔隙等)或完全覆盖电子设备组件10的一个或多个部件20、22的表面或者电子设备组件的表面。
通过使根据本公开的保护涂层30在电子设备组件10的一个或多个部件20、22的适当位置上，并且由此通过使保护涂层30在电子设备组件10的适当位置上，可以进行连接贯穿工艺。如之前所指出的，短语“连接贯穿”可以指穿过保护涂层30进行的电耦合工艺。不受限制地，电耦合元件40可以电耦合至由根据本公开的保护涂层30覆盖的触点焊盘21、23(例如，端子、接合焊盘等)。可以连接贯穿保护涂层30的电耦合元件40的一些非限制示例包括焊点、接线接合、热压接合和(如图2所展示的)、冲孔连接器以及其他可以通过相对薄的保护涂层30加热的和/或加压的导电元件。通过彼此之间进行干涉类型的接触(例如，采用插入彼此的匹配连接器等)而建立连通的电耦合元件还可以通过根据本公开的保护膜30而连接彼此。用于建立电连接的其他技术还可以用于连接贯穿根据本公开的保护膜。
由通过根据本公开的保护涂层建立电连接所产生的电子设备组件也在本公开的范围内。这种电子设备组件10(图2示意性地描绘了其实施例)包括由根据本公开的保护涂层30至少部分地覆盖的一个或多个部件20、22。在一些实施例中，保护涂层30可以基本上或完全地覆盖部件20、22和/或电子设备组件10的整个表面。电耦合元件40(例如，电触点、焊接结构、接线等)可以延伸穿过保护涂层30并且与之前在保护涂层30下方的触点21、22电耦合。在一些实施例中，电耦合元件40的外周边可以与保护涂层30的在进行连接贯穿工艺时形成的边缘间隔开。在一些实施例中，连接贯穿期间在保护涂层30中形成的边缘可以包括至少部分围绕的加厚区域，并且可以触点现在延伸穿过保护膜30的电耦合元件40的邻近部分。应注意的是，图2仅用于说明连接贯穿工艺的结果，并且图2不应该限制可以通过根据本公开的保护膜30而建立的电连接的类型。
通过考虑前面的公开，所公开的主题的其他方面、以及各个方面的特征和优势对本领域技术人员而言将变得清楚。尽管之前的公开提供了许多细节，但这些不应该被解释为限制所附权利要求书中任一权利要求的范围。可构思出其他实施例而不脱离本权利要求书的范围。可以联合采用来自不同实施例的特征。因此，每条权利要求的范围仅由其简明语言和其元件的可获得的合法等效物的全部范围来表明和限制。

Claims (21)

1.一种电子设备，包括：
壳体，所述壳体限定所述电子设备的内部；
至少一个印刷电路板，所述至少一个印刷电路板位于所述电子设备的所述内部之内；
多个电子部件，所述多个电子部件与所述至少一个印刷电路板组装在一起但不由所述至少一个印刷电路板承载；以及
至少一个涂层，所述至少一个涂层包括在所述至少一个印刷电路板和所述多个电子部件的至少部分上的聚(对二甲苯)，由于采用了常规互连工艺，所述至少一个涂层足够薄以使得能够穿过其制成电连接。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述至少一个涂层具有不大于两微米的厚度。
3.如权利要求2所述的电子设备，其中，所述厚度是跨所述至少一个涂层的整个区域的平均厚度。
4.如权利要求2所述的电子设备，其中，所述厚度是最大厚度。
5.如权利要求2所述的电子设备，其中，所述至少一个涂层具有至少约0.1μm的厚度。
6.如权利要求5所述的电子设备，其中，所述至少一个涂层具有约0.5μm至约1.25μm的厚度。
7.如权利要求5所述的电子设备，其中，所述厚度是跨所述至少一个涂层的整个区域的平均厚度。
8.如权利要求5所述的电子设备，其中，所述厚度是最小厚度。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电子设备，其中，所述至少一个涂层的厚度足以提供融合的不透水阻挡层。
10.如权利要求1至8中任一项所述的电子设备，其中，所述至少一个涂层不是融合的。
11.如权利要求1至8中任一项所述的电子设备，其中，所述至少一个涂层的厚度足够薄以使得焊料连接、接线接合和插拔式连接能够从由所述至少一个涂层覆盖的触点上去除材料。
12.一种电子设备，包括：
壳体，所述壳体限定所述电子设备的内部；
至少一个印刷电路板，所述至少一个印刷电路板位于所述电子设备的所述内部之内；
多个电子部件，所述多个电子部件与所述至少一个印刷电路板组装在一起但不由所述至少一个印刷电路板承载；以及
至少一个涂层，所述至少一个涂层包括在所述至少一个印刷电路板和所述多个电子部件的至少部分上的聚(对二甲苯)，所述至少一个涂层包括非融合涂层，由于采用了常规互连工艺，所述非融合涂层足够薄以使得能够穿过其制成电连接。
13.如权利要求12所述的电子设备，其中，所述至少一个涂层具有不大于两微米的厚度。
14.如权利要求13所述的电子设备，其中，所述厚度是最大厚度。
15.如权利要求12至14中任一项所述的电子设备，其中，所述至少一个涂层的厚度足够薄以使得焊料连接、接线接合和插拔式连接能够从由所述至少一个涂层覆盖的触点上去除材料。
16.一种用于保护电子设备的方法，所述方法包括：
获得对电子设备的内部的接取；
将包括聚(对二甲苯)的涂层涂覆于暴露于所述电子设备的内部的多个电子部件以及所述电子设备的内部之内的至少一个电触点；以及
穿过所述涂层利用所述至少一个电触点建立至少一个电连接。
17.如权利要求16所述的方法，其中，涂覆所述涂层包括将所述涂层涂覆于至少一个触点焊盘。
18.如权利要求17所述的方法，其中，建立至少一个电连接包括在所述至少一个触点焊盘上形成焊料接合或接线接合。
19.如权利要求16所述的方法，其中，涂覆所述涂层包括将所述涂层涂覆于所述电子设备的电耦合元件的至少一个触点。
20.如权利要求19所述的方法，其中，建立至少一个电连接包括将互补电耦合元件耦合至所述电耦合元件。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述电耦合元件的所述至少一个触点与所述互补电耦合元件的相应触点之间的摩擦建立了所述至少一个电连接。
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