CN109565937A - 展示推入式电连接性的涂覆制品 - Google Patents

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Abstract

提供了涂覆制品，包括：(a)展示导电性的衬底；和(b)施加到衬底的至少一个表面上的涂层；其中，所述涂层展示推入式电连接性。所述涂覆制品特别适用于电路组件。

Description

展示推入式电连接性的涂覆制品
技术领域
本发明涉及展示推入式(push-through)电连接性的涂覆制品。
背景技术
电子电路封装或组件包括许多单独的部件，包括例如电阻器、晶体管、电容器等。这些部件互连以形成电路，并且电路同样互连以形成具有特定功能的单元。在微电子电路封装中，以越来越大规模的封装水平制备电路和单元。最小规模的封装水平通常是容纳多个微电路和/或其他部件的半导体芯片。这种芯片通常由陶瓷、硅等制成。包括多层衬底的中间封装水平(“芯片载体”)上可以附有容纳许多微电子电路的多个小型芯片。中间封装水平用于电路组件中的几个目的，包括结构支撑、较小规模微电路和电路到较大规模电路板的过渡集成以及从电路组件散热。反过来，这些中间封装水平本身连接到更大规模的电路板、主板等上。
电子电路的小型化给制造商带来了巨大的压力和挑战，例如，包含防水功能。传统上，使用厚的封装涂层或机械填实；然而，持续的小型化使得难以且昂贵地包含这些技术，因为电路板的许多部分必须掩蔽，以避免绝缘压配合连接器或损坏敏感部件，例如，麦克风。
市售防水产品包括排斥流体但需要一定程度的掩蔽或“禁用”区域的保形溶液基疏水/疏油涂层以及真空沉积涂层(也需要掩蔽)，例如，聚对二甲苯基处理。
希望提供涂层制品，这些制品可以提供保形涂层的好处，但不需要昂贵的资本投资，并避免基于真空的批量生产工艺或掩蔽操作造成的瓶颈。
发明内容
提供了涂覆制品，包括：
(a)展示导电性的衬底；和
(b)施加到衬底的至少一个表面上的涂层；其中，所述涂层展示推入式电连接。
具体实施方式
除了在任何操作示例中，或者在另有说明的情况下，说明书和权利要求中使用的表示成分量和反应条件等的所有数字都应理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则在下面的说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是近似值，其可以根据本发明获得的期望特性而变化。至少，并不试图将等同原则的应用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效位数并通过应用普通舍入技术来解释。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是尽可能精确地报告具体示例中阐述的数值。然而，任何数值固有地包含一定的误差，这些误差必然是由在其相应的测试测量中发现的标准偏差引起的。
也应该理解，本文列举的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围。例如，“1到10”的范围旨在包括在所述最小值1和所述最大值10之间(包括1和10)的所有子范围，即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。
如在本说明书和所附权利要求书中使用的，除非明确和毫不含糊地限于一个指示物，否则冠词“a(一个)”、“an(一个)”和“the(该)”包括多个指示物。
本文提出的本发明的各个方面和示例都被理解为对本发明的范围的非限制性。
如在以下描述和权利要求中使用的，以下术语具有以下含义：
术语“反应性”是指官能团能够自发地或在加热时或在存在催化剂时或通过本领域技术人员已知的任何其他方式与自身和/或其他官能团发生化学反应。
术语“上”、“附加”、“粘贴”、“粘合”、“粘附”或类似意思的术语意味着指定的物品(例如，涂层、薄膜或层)直接连接到物体表面(与物体表面接触)，或者间接地(例如，通过一个或多个其他涂层、薄膜或层)连接到物体表面。
本发明的涂覆制品包括(a)展示导电性的衬底。适用于制备本发明的涂覆制品的衬底可以包括金属(例如，铜或钢)或者通常用于制备电路组件的任何衬底，例如，聚环氧化物，包括玻璃纤维增强的聚环氧化物、聚酰亚胺、酚醛树脂和碳氟化合物。聚合物衬底可以包括压印在衬底表面中或衬底表面上(例如，在盲孔(blind via)的情况下)的导电电路图案。通常，衬底是电路组件的电子部件，例如，印刷电路板。
衬底可以根据预期应用的需要采取任何形状，例如，平的、弯曲的、碗形的、管状的或自由形式的。例如，衬底可以是具有两个相对表面的平板的形式，例如，适用于作为电路板的电子电路组件中。
在应用任何涂层之前，可以通过氩等离子体处理或使用溶剂(例如，均可从Kyzen获得的Ionox I3416或Cybersolv 141-R)清洁衬底。
本发明的涂覆制品还包括(b)涂覆在衬底的至少一个表面上的涂层。涂层包括一种材料，该材料允许推入式电连接性，这对于电路组件的可操作性是必要的。“推入式电连接性”是指可以通过刺穿或切割涂层来推动导电线或其他部件穿过涂层，以与下面的衬底建立电连接，而不会破碎、碎裂、破裂或以其他方式损坏涂层的连续性而导致失效。涂层足够柔软，可以刺穿，而不会导致涂层破裂或损害其电绝缘性能。由于涂层中聚合物的组成(因此Tg)，涂层可以是柔软的。或者，电路元件的组装(即，电路的制造)可以在干燥衬底上的涂层之前完成，或者干燥的涂层可以在组装电路元件之前通过向干燥的涂层表面施加溶剂而在衬底上软化。当涂层在氟化溶剂(含氟溶剂)中包括氟化聚合物(含氟聚合物)时，这特别有用，如下所述。
多个成膜组合物可用于形成涂层。示例性成膜组合物在溶剂中包含聚硅氧烷和有机金属化合物。聚硅氧烷可以是烷基和/或芳基取代的；经常使用聚(甲基苯基)硅氧烷和/或聚二甲基硅氧烷。聚硅氧烷另外包含末端基(terminal group)，例如，末端甲基和/或硅烷醇基。基于组合物的总重量，用于制备涂层的组合物中存在的聚硅氧烷的量通常为2-50wt％。
有机金属化合物衍生自有机金属，其中，该有机金属包括过渡金属。过渡金属包括元素周期表的d-嵌段中的元素(即，在d轨道中具有价电子的元素)以及f-嵌段中的元素(镧系和锕系元素，也称为“内过渡金属”，在f轨道中具有价电子)。通常，金属选自La、Hf、Ta、W和铌中的至少一种。金属的有机部分通常是含有1-18个(通常2-8个)碳原子的醇盐，例如，乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁氧化物和叔丁醇。醇盐可以是单酯的形式和酯的聚合形式。例如，对于金属Ta，单酯将是Ta(OR)5，其中，每个R独立地是C1-C18烷基。聚合酯将通过上述烷基酯的缩合获得，并且通常具有如下结构：RO-[Ta(OR)3-O-]xR，其中，每个R独立地如上定义，x是正整数。除了醇盐之外，还可以存在其他配体，例如，乙酰乙酸酯。此外，可能存在配体，例如，氯化物、乙酰丙酮化物、烷醇胺和乳酸盐等。
虽然并非旨在受任何理论的约束，但是据信，在将涂层施加到衬底上时，有机金属化合物形成结构[M(O)x(OH)y(OR)z]n的聚合金属氧化物，其中，M是如上所述的过渡金属。R是含有1至30个碳原子的烷基；x+y+z＝V，其中，V是M的化合价；x至少为1；y至少为1；z至少为1；x＝V-y-z；y＝V-x-z；z＝V-x-y；n大于2。
用于形成涂层的组合物中的适合的溶剂可以是有机的或无机的。示例性有机溶剂包括醇(例如，甲醇、乙醇和丙醇)、脂肪烃，例如，己烷、异辛烷和癸烷；醚(例如，四氢呋喃)和二烷基醚，例如，二乙醚。组合物中有机金属化合物的浓度不是特别关键，但通常至少为0.01毫摩尔，通常为0.01至100毫摩尔，更通常为0.1至50毫摩尔。这种组合物的市售示例包括可从Aculon公司获得的NANOPROOF 3.5和4.0。
或者，涂层可以由在氟化溶剂(含氟溶剂)中包含氟化聚合物(含氟聚合物)的成膜组合物形成。合适的含氟聚合物的非限制性示例包括可从Asahi Glass公司获得的名称为LUMIFLON的氟乙烯-烷基乙烯基醚交替共聚物(例如，美国专利4,345,057中所述的那些)；可从明尼苏达州圣保罗的3M公司获得的名称为FLUORAD的氟代脂肪族聚合物酯；以及全氟化羟基官能(甲基)丙烯酸酯树脂。可以例如通过使用传统聚合技术，聚合一种或多种氟化烯键式不饱和单体(例如，氟乙烯或氟丙烯)和氟官能烯键式不饱和酯单体(例如，氟官能(甲基)丙烯酸酯单体和2-甲基-2-丙烯酸三氟辛基酯)，包括或不包括非氟官能烯键式不饱和单体，来制备含氟聚合物。氟化溶剂包括可从Envirotech International公司获得的EnSolv NEXT溶剂；可从杜邦公司获得的VERTREL溶剂；以及均可从3M获得的FLUORINERT、NOVEC和HFE-7500含氟溶剂。适合作为涂层(b)的这种组合物的市售示例包括可从Aculon公司获得的NANOPROOF 5.0。可用于形成涂层的其他组合物可包括溶胶凝胶、气凝胶、聚硅氧烷、包括聚六氟丙烯氧化物的聚合物氟烷基醚、聚丙烯酸酯和聚丁二烯中的一种或多种。该组合物可以是溶剂型或水性的，例如，胶乳。
在本发明的另一示例，涂层可以由在烃溶剂中包含烃加成聚合物的成膜组合物形成。烃加成聚合物可以由多个烯属不饱和单体(例如，乙烯、丙烯等)中的任何一种制备。乙烯-丙烯-二烯化合物(EPDM)是特别合适的。
合适的碳氢化合物溶剂包括美国EPA规定的任何不含VOC的溶剂。根据EPA的规定，如果一种化学品的蒸汽压低于0.1毫米汞(20摄氏度)，则该化学品不含VOC；或者，如果蒸汽压未知，则(i)由超过12个碳原子组成；或者(ii)具有高于20摄氏度的熔点并且不升华(即，在不熔化的情况下，不直接从固体变成气体)。可以使用的特定溶剂的示例包括甲基环己烷、甲苯和/或环己烷。在这种情况下，基于成膜组合物中的总重量，用于制备涂层的组合物中存在的烃加成聚合物的量通常为2至50wt％，通常为4至8wt％。
辅料可以存在于上述任何成膜组合物中。示例包括填料、粘度改性组分(例如，剪切变稀或触变化合物)、稳定剂(例如，空间位阻醇和酸)、表面活性剂和抗静电剂。
合适的填料包括有机或无机填料，通常是颗粒状或纤维状的。填料包括粒子和/或纤维，所述粒子和/或纤维可以由选自聚合物和非聚合物无机材料、聚合物和非聚合物有机材料、复合材料以及上述任何材料的混合物的材料形成。填料的表面可以本领域公知的任何方式改性，包括但不限于使用本领域公知的技术化学或物理改变其表面特性。
例如，粒子或纤维可以由用一种或多种次要材料涂覆、包覆或封装的主要材料形成，以形成具有较软表面的复合材料。或者，由复合材料形成的填料可以由用不同形式的主要材料涂覆、包覆或封装的主要材料形成。
合适的无机填料可以由陶瓷材料、金属材料以及上述任何材料的混合物形成。合适的陶瓷材料包括金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属硫化物、金属硅酸盐、金属硼化物、金属碳酸盐以及上述任何物质的混合物。金属氮化物的具体的非限制性示例是例如氮化硼和氮化铝；金属氧化物的具体非限制性示例是例如氧化锌；合适金属硫化物的非限制性示例是例如二硫化钼、二硫化钽、二硫化钨和硫化锌；金属硅酸盐的非限制性合适示例是例如硅酸铝和硅酸镁，例如，蛭石。
颗粒状填料可以包括例如基本上单一无机氧化物的核心，例如，胶态、煅制的或无定形形式的二氧化硅(包括官能化二氧化硅)、氧化铝或胶态氧化铝、二氧化钛、氧化铯、氧化钇、胶态氧化钇、氧化锆(例如，胶态或无定形氧化锆)以及上述任何物质的混合物；或者一种无机氧化物，另一种有机氧化物沉积在该无机氧化物上。
可用于形成本发明中使用的填料的非聚合的无机材料包括选自石墨、非导电金刚石、金属、氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫化物、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氢氧化物的无机材料。有用的无机氧化物的非限制性示例是氧化锌。合适的无机硫化物的非限制性示例包括二硫化钼、二硫化钽、二硫化钨和硫化锌。有用的无机硅酸盐的非限制性示例包括硅酸铝和硅酸镁，例如，蛭石。合适金属的非限制性示例包括钼、铂、钯、镍、铝、铜、金、铁、银、合金以及上述任何金属的混合物。
在某些实施例中，粒子选自煅制二氧化硅、无定形二氧化硅、胶态二氧化硅、氧化铝、胶态氧化铝、二氧化钛、氧化铯、氧化钇、胶态氧化钇、氧化锆、胶态氧化锆以及上述任何物质的混合物。
作为另一种选择，粒子可以由用一种或多种次要材料涂覆、包覆或封装的主要材料形成，以形成具有更硬表面的复合材料。此外，粒子可以由用不同形式的主要材料涂覆、包覆或封装的主要材料形成，以形成具有更硬表面的复合材料。
在一个示例中，由无机材料(例如，碳化硅或氮化铝)形成的无机粒子可以具有二氧化硅、碳酸盐或纳米粘土涂层，以形成有用的复合粒子。在另一示例中，具有烷基侧链的硅烷偶联剂可与由无机氧化物形成的无机粒子的表面相互作用，以提供具有“较软”表面的有用复合粒子。其他示例包括用不同的非聚合或聚合材料包覆、封装或涂覆由非聚合或聚合材料形成的粒子。这种复合粒子的具体非限制性示例是DUALITETM，这是可从纽约州布法罗市Pierce和Stevens公司购得的涂覆有碳酸钙的合成聚合物粒子。
粒子可能具有层状结构。具有层状结构的粒子由六边形阵列的原子片或板块组成，片内具有强键合，片间具有弱范德华键合，在片间提供低剪切强度。层状结构的非限制性示例是六方晶体结构。具有层状富勒烯(即，布基球)结构的无机固体粒子也可用于本发明。
可用于形成本发明中使用的填料的具有层状结构的合适材料的非限制性示例包括氮化硼、石墨、金属二氧化物、云母、滑石、石膏、高岭石、方解石、碘化镉、硫化银以及上述任何物质的混合物。合适的金属二硫化物包括二硫化钼、二硒化钼、二硫化钽、二硒化钽、二硫化钨、二硒化钨以及上述任何物质的混合物。
粒子可以由非聚合有机材料形成。可用于本发明的非聚合有机材料的非限制性示例包括但不限于硬脂酸盐(例如，硬脂酸锌和硬脂酸铝)、金刚石、炭黑和硬脂酰胺。
粒子可以由无机聚合材料形成。有用的无机聚合物材料的非限制性示例包括聚磷腈、聚硅烷、聚硅氧烷、聚吡咯烷、聚合硫、聚合硒、聚硅氧烷以及上述任何物质的混合物。由适用于本发明的无机聚合物材料形成的粒子的具体非限制性示例是TOSPEARL20，其是由交联硅氧烷形成的粒子，可从日本Toshiba Silicones有限公司购得。
粒子可以由合成的有机聚合材料形成。合适的有机聚合物材料的非限制性示例包括但不限于热固性材料和热塑性材料。合适的热塑性材料的非限制性示例包括热塑性聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚碳酸酯、聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯和聚异丁烯)、丙烯酸聚合物(例如，苯乙烯和丙烯酸单体的共聚物)以及含有甲基丙烯酸酯、聚酰胺、热塑性聚氨酯、乙烯基聚合物的聚合物以及上述任何物质的混合物。
合适的热固性材料的非限制性示例包括热固性聚酯、乙烯基酯、环氧材料、酚醛塑料、氨基塑料、热固性聚氨酯以及上述任何材料的混合物。由环氧材料形成的合成聚合物粒子的具体非限制性示例是环氧微凝胶粒子。热固性材料已经形成交联网络。如本文所用，如果聚合物材料至少部分形成聚合物网络，则该聚合物材料“交联”。本领域技术人员将理解，交联的存在和程度(交联密度)可以通过多种方法来确定，例如，使用TA仪器DMA 2980DMTA分析仪在氮气下进行的动态机械热分析(DMTA)。该方法确定涂层或聚合物的自由膜的玻璃化转变温度和交联密度。固化材料的这些物理性能与交联网络的结构有关。
根据这种方法，首先测量待分析样品的长度、宽度和厚度，将样品紧密安装在Polymer Laboratories(聚合物实验室)MK III设备上，并将尺寸测量值输入该设备中。以3摄氏度/分钟的加热速率、1Hz的频率、120％的应变和0.01N的静电力，运行热扫描，每两秒钟进行一次样品测量。根据该方法，可以确定样品的变形模式、玻璃化转变温度和交联密度。较高的交联密度值表示涂层中的交联程度较高。
粒子也可以是由选自聚合和非聚合无机材料、聚合和非聚合有机材料、复合材料以及上述任何材料的混合物的材料形成的中空粒子。上面描述了可形成中空粒子的合适材料的非限制性示例。在一个实施例中，中空粒子是中空玻璃球。
佐剂(如果存在的话)基于组合物的非挥发性(固体)含量以高达30wt％的量单独存在。
用于形成涂层的组合物可以通过在低剪切混合的同时混合所有组分或通过在几个步骤中组合组分来制备。有机金属化合物对水分有反应性，当使用有机金属化合物时，应注意不要将水分与溶剂或辅料一起引入，并在基本无水的气氛中进行混合。
涂层可以通过形成膜的传统方法(例如，浸渍、滚动、喷涂、擦拭)或者通过分配(例如，用注射器)施加到衬底表面。允许溶剂蒸发，并可能发生任何反应性官能团的固化。这可以通过加热到50-200℃或简单暴露于环境温度(通常为20-25℃)来实现。
在施加到衬底时，涂层应足够柔软，以允许推入式电连接性，而不会导致涂层故障。故障将包括涂层表面破裂或涂层与衬底分层，这可能导致电路短路或串扰。涂层的柔软性可以通过树脂组分本身的性质来提供，或者通过添加合适的溶剂来提供，例如，与氟化聚合物结合使用氟化溶剂。
涂层通常具有100nm至100微米的干膜厚度(DFT)，这取决于涂层的组合物和施加到衬底上的方法。例如，喷涂组合物可以具有100至200nm的干膜厚度。包含聚硅氧烷和有机金属化合物的喷涂组合物的厚度可以在10至15微米的范围内，而相同的组合物在分配时可以展示20至25微米的干膜厚度。
与固化的或可固化组合物(例如，某些特定描述的“固化组合物”)结合使用的术语“固化”、“固化的”或类似术语是指形成可固化组合物的任何可聚合和/或可交联组分的至少一部分聚合和/或交联。此外，组合物的固化是指使所述组合物经受固化条件，例如，上面列出的那些固化条件，导致组合物的反应性官能团反应。术语“至少部分固化的”是指使组合物经受固化条件，其中，组合物的反应性基团的至少一部分发生反应。该组合物还可以经受固化条件，从而获得基本上完全的固化，并且其中，进一步固化不会导致物理性能(例如，硬度)的显著进一步改善。
以下示例旨在说明本发明的各种实施例，不应被解释为以任何方式限制本发明。
示例1至3
标准印刷电路板(PCB)测试图案(IPC-B-25A)符合保形涂层(IPC-CC-830B)和阻焊层(IPC-SM-804C)的测试指南，并且在表面上印刷了六种不同的图案，标记为A到F。垂直切割电路板，以隔离E和F图案，然后，保持测试均匀性，图案F用于浸没测试。
在涂覆之前，用Kyzen公司提供的IONOX I3416 Cleaning Solvent(清洁溶剂)清洁电路板，用异丙醇冲洗，然后用压缩空气吹干。选择这种表面制备，以去除常见的污染物，例如，焊剂残渣、灰尘和其他颗粒，这些污染物会导致涂层变形，并提供导电通道，这些通道会以不受控制的方式影响测试结果。根据本发明，测试板涂覆有三种不同的表面处理：NanoProofTM 4.0(示例1)、NanoProofTM 3.5(示例2)和NanoProofTM 5.0(示例3)。NanoProofTM 4.0和3.5(示例1和2)是疏水涂层，包含聚硅氧烷、有机金属化合物和烃溶剂。NanoProofTM 5.0(示例3)是氟溶剂中的氟丙烯酸类聚合物。
分配和浸涂用于展示应用选择的灵活性。对于浸涂，聚乙烯容器填充有涂覆溶液，因此，当瓶子水平放置时，涂覆溶液不会覆盖电路板。然后，摇动瓶子5次，以涂覆电路板，水平放置，静置30秒钟。然后，水平去除电路板，在室温下干燥过夜。去除过程中的涂层排出时间和电路板的角度控制了涂层的厚度。排出时间越短，水平去除电路板的程度越高，涂层越厚。干燥后，用硅酮基密封剂封装这些电路板，这样就只露出F图案。在测试之前，将电路板插入连接到电源和传感器的标准卡边缘连接器。然后，将电路板放入盛有水的烧杯中并测试。
在电路板涂上硅酮密封胶之后，用注射器进行分配涂层，隔离且未涂覆F图案。分配一定体积的涂覆溶液，以获得所需的厚度，并使涂层在室温下干燥。然后，电路板连接到外部电源，并保持恒定电压，同时使用数字电流表测量电极上的电流。
涂覆的电路板进行了三次不同的浸没测试。浸没测试基于国际电工委员会(IEC)制定的IPX7测试标准(2012年11月)。IP代码(有时称为异物防护等级)用于评估涂层在多大程度上能够保护电路和装置不暴露于水或其他污染物中。在IPX7测试中，将非电动电子装置浸入1米深的水中30分钟。30分钟后，去除该装置，电源打开。如果按设计运行，则认为该装置符合IPX7分类。使用IPX7测试标准的两种修改，电动测试板在各种电压下浸入水中(修改A)或盐水中(修改B)更长一段时间(60分钟)。电路的电流在浸入时测量，并绘制成图表，以确定水对电路的影响。测量电流的增加是由于穿过两个电极之间的水介质的导电路径(基本上形成电化学回路)的发展。通过提供对离子迁移的屏障的涂层来实现这种传导的成功抑制。
对于修改A，IPC-B-25A印刷测试板的F图案涂覆有示例1、2或3的组合物，并与未涂覆板上的F图案进行比较，作为对照。在所有电压下，示例的涂层板展示出最小的到没有腐蚀、树枝状生长、铜损失或线变薄。对照的未涂覆板展示出显著的腐蚀、树枝状生长和线变薄。
修改B包括浸入导电的5％氯化钠水溶液中。这种修改接近极端激进的‘现实世界’条件，例如，汗水浸泡，因为海水平均含盐量为3.5％，汗水含盐量甚至更低。样品板也在几个电压下进行测试，因为电子装置中的电源往往变化很大。表1给出了测试方法的总结。
表1：IPX7和修改A和B
测试方法 液体介质 时间(分钟) 电动
IPX7 水 30 无
修改A 水 60 3，6，12伏
修改B 5％氯化钠水溶液 60 3，6，12伏
使用BK Precision DC电源型号1670A，3、6和12伏的恒定电压应用于测试图案。然后，用Vernier Energy传感器测量在60分钟浸没测试期间通过开放式梳状F测试图案的电流发展。60分钟后，去除电路板，用水冲洗并评估。
甚至使用导电流体，示例1-3的涂覆板保护电路免受损坏，而在未涂覆(对照)的测试板上观察到铜迹线的瞬时大电流流动和溶解。在更长的时间段和更大的电压下，所有的铜迹线都溶解在未涂覆的(对照)电路板中，其中，示例1-3的涂覆板保持完整。这说明了这些涂层如何有效地保护电子电路。
用示例1-3的涂覆板观察到小于10毫安的电流泄漏，而当使用修改A或B时，未涂覆的对照展示出测试电路中立即和显著的电流泄漏。在未涂覆板的情况下，溶液颜色明显地从无色变为浅蓝色，表明随着痕量溶解，形成溶解的铜离子。这种着色不是用示例1-3的涂覆测试衬底形成的。未涂覆的测试图案通常在测试开始后很快失效，因为泄漏电流大于1安培，表明通过周围流体的电路完全短路。示例1-3的涂覆板没有以这种方式失效。
示例4至6
根据本发明，镀锡不锈钢条带用涂层NanoProofTM 4.0(示例4)、NanoProofTM 3.5(示例5)或NanoProofTM 5.0(示例6)浸涂，并随时间测量导电性，以展示通过电连接性推动。对于导电性测量，HP 34420A纳米伏特/微米欧姆表用于4点探针模式，带有2.54mm镀金Harwin弹簧探针。在每个测试条件下，与未涂覆的样品板相比，涂覆的样品板展示出金属迹线的腐蚀和退化量显著减少。
镀锡不锈钢样品的导电性在测量期间实际上没有变化，如下表所示。
未涂覆样品和涂覆样品的平均表面电阻(15分钟)
示例 未涂覆的平均电阻 平均电阻15分钟
4 4.30*10<sub>-4</sub>Ω 4.30*10<sub>-4</sub>Ω
5 4.32*10<sub>-4</sub>Ω 4.27*10<sub>-4</sub>Ω
6 4.27*10<sub>-4</sub>Ω 4.34*10<sub>-4</sub>Ω
未涂覆样品和涂覆样品的平均表面电阻(30和60分钟)
示例 平均电阻30分钟 平均电阻60分钟
4 4.36*10-4Ω 4.33*10<sub>-4</sub>Ω
5 4.33*10-4Ω 4.27*10-4Ω
6 4.29*10-4Ω 4.34*10-4Ω
虽然已经在上面出于说明的目的描述了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员来说，很明显，在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可以对本发明的细节进行多种变化。

Claims (18)

1.一种涂覆制品，包括：
(a)展示导电性的衬底；和
(b)施加到所述衬底的至少一个表面上的涂层；其中，所述涂层展示推入式电连接性。
2.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，所述衬底包括压印在衬底表面中或衬底表面上的导电电路图案。
3.根据权利要求2所述的涂覆制品，其中，所述衬底是电路组件的电子部件。
4.根据权利要求3所述的涂覆制品，其中，所述衬底是印刷电路板。
5.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，由在溶剂中包含聚硅氧烷和有机金属化合物的成膜组合物沉积所述涂层。
6.根据权利要求5所述的涂覆制品，其中，所述聚硅氧烷包括聚(甲基苯基)硅氧烷和/或聚二甲基硅氧烷。
7.根据权利要求6所述的涂覆制品，其中，所述聚硅氧烷包括末端甲基和/或硅烷醇基。
8.根据权利要求5所述的涂覆制品，其中，所述有机金属化合物具有结构[M(O)x(OH)y(OR)z]n，其中，M是过渡金属；R是含有1至30个碳原子的烷基；x+y+z＝V，其中，V是M的化合价；x至少为1；y至少为1；z至少为1；x＝V-y-z；y＝V-x-z；z＝V-x-y；并且n大于2。
9.根据权利要求8所述的涂覆制品，其中，金属选自La、Hf、Ta、W和Nb中的至少一种。
10.根据权利要求5所述的涂覆制品，其中，所述溶剂包括异辛烷。
11.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，由在氟化溶剂中包含氟化聚合物的成膜组合物沉积所述涂层。
12.根据权利要求11的涂覆制品，其中，所述成膜组合物还包含填料。
13.根据权利要求11所述的涂覆制品，其中，所述成膜组合物还包含粘度改性组分。
14.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，所述涂层具有100nm至100微米的干膜厚度。
15.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中，由在烃溶剂中包含烃加成聚合物的成膜组合物沉积所述涂层。
16.根据权利要求15所述的涂覆制品，其中，所述成膜组合物还包含填料。
17.根据权利要求15所述的涂覆制品，其中，所述成膜组合物还包含粘度改性组分。
18.根据权利要求15所述的涂覆制品，其中，所述烃溶剂包括甲基环己烷、甲苯和/或环己烷。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018013889A1 (en) 2016-07-15 2018-01-18 Aculon, Inc Coated articles that demonstrate push-through electrical connectivity
DE102019207971A1 (de) * 2019-05-29 2020-12-03 Robert Bosch Gmbh Elektronikeinheit für eine Handwerkzeugmaschine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1639263A (zh) * 2002-02-01 2005-07-13 阿迈隆国际公司 弹性体改性的环氧硅氧烷组合物
CN101682998A (zh) * 2007-02-19 2010-03-24 克龙比123有限公司 印刷电路板
US20120003481A1 (en) * 2006-11-15 2012-01-05 Aculon, Inc. Organometallic films, methods for applying organometallic films to substrates and substrates coated with such films
CN102652241A (zh) * 2009-12-10 2012-08-29 欧司朗股份有限公司 用于接触照明装置的方法、用于执行该方法的工具和用于安装到照明装置上的连接元件
CN103112241A (zh) * 2011-11-16 2013-05-22 纬创资通股份有限公司 涂布装置及其锡膏印刷机

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4146672A (en) * 1976-12-06 1979-03-27 Jasperson F Bon Waterproof coating composition
US4256804A (en) * 1976-12-06 1981-03-17 Jasperson F Bon Waterproof coating composition
JPS6021686B2 (ja) * 1980-08-08 1985-05-29 旭硝子株式会社 常温硬化可能な含フツ素共重合体
GB8908366D0 (en) * 1989-04-13 1989-06-01 Ist Lab Ltd Improvements in or relating to automotive electrical systems
CA2113151A1 (en) * 1993-01-25 1994-07-26 Stacy W. Byrd Multi-layer waterproofing articles including a layer of water-soluble polymer and method
US5955203A (en) * 1994-10-05 1999-09-21 Simpson Timber Company Resin-coated overlays for solid substrates
AU2003287516A1 (en) * 2002-11-07 2004-06-03 Fort James Corporation Absorbent sheet exhibiting resistance to moisture penetration
EP1595917A4 (en) * 2003-02-21 2006-04-26 Kuraray Co AQUEOUS DISPERSION
US8277881B2 (en) * 2004-05-21 2012-10-02 Building Materials Investment Corporation White reflective coating for modified bitumen membrane
US20060007059A1 (en) * 2004-07-06 2006-01-12 Bell Jonathan A Flexible display screen arrangements and applications thereof
US7601426B1 (en) * 2006-01-31 2009-10-13 The University Of Tulsa Intumescent substrate coating
EP2133381A1 (de) * 2008-06-13 2009-12-16 Sika Technology AG Wasserverdünnbares Amin und dessen Anwendungen
DK2236533T3 (da) * 2009-03-31 2012-02-20 Sika Technology Ag Varmehærdende eller varmeaktiverbar sammensætning indeholdende et overfladeaktiveret polyisocyanat
US8962723B2 (en) * 2011-06-15 2015-02-24 Lion Copolymer Geismar, Llc Durable substrate coating and process for making
EP2546230A1 (de) * 2011-07-15 2013-01-16 Sika Technology AG Emissionsarmer Härter für Epoxidharze
EP2546276A1 (de) * 2011-07-15 2013-01-16 Sika Technology AG Härter für Epoxidharze
EP2592101A1 (de) * 2011-11-10 2013-05-15 Sika Technology AG Härter für Epoxidharz-Beschichtungen
US20140044956A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 Tegraseal Products, Llc Hydrophilic rubber composition
US8901195B2 (en) * 2013-02-13 2014-12-02 Lion Copolyer Geismar, LLC Method for making a high solids low volatile organic compounds content ethylene propylene diene terpolymer rubber coating
US8859638B1 (en) * 2013-05-31 2014-10-14 Lion Copolymer Geismar, Llc Method for making a high solids cross-linked ethylene propylene diene terpolymer latex
US9321915B2 (en) * 2013-05-31 2016-04-26 Lion Copolymer Geismar, Llc Solvent-free method for making ethylene propylene diene polymer latex
WO2018013889A1 (en) 2016-07-15 2018-01-18 Aculon, Inc Coated articles that demonstrate push-through electrical connectivity

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1639263A (zh) * 2002-02-01 2005-07-13 阿迈隆国际公司 弹性体改性的环氧硅氧烷组合物
US20120003481A1 (en) * 2006-11-15 2012-01-05 Aculon, Inc. Organometallic films, methods for applying organometallic films to substrates and substrates coated with such films
CN101682998A (zh) * 2007-02-19 2010-03-24 克龙比123有限公司 印刷电路板
CN102652241A (zh) * 2009-12-10 2012-08-29 欧司朗股份有限公司 用于接触照明装置的方法、用于执行该方法的工具和用于安装到照明装置上的连接元件
CN103112241A (zh) * 2011-11-16 2013-05-22 纬创资通股份有限公司 涂布装置及其锡膏印刷机

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