JP2017222926A - デバイスのコーティング方法及びナノコーティング層を有するデバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】デバイスのコーティング方法及びナノコーティング層を有するデバイスを提供する。
【解決手段】デバイス100は印刷回路基板アセンブリ10と印刷回路基板アセンブリ10上にレイアウトされるナノコーティング層3を有する。印刷回路基板アセンブリ10は印刷回路基板1とその上に設置される少なくとも1個の電子パーツ1222を有する。ナノコーティング層3は内コーティング層31と外コーティング層32を有する。内コーティング層31は印刷回路基板アセンブリ10と接触し、外コーティング層32と内コーティング層31とは接触する。内コーティング層31は粒径が5〜100nmの金属酸化物ナノ粒子を有し、外コーティング層32は粒径が0.1〜10nmの二酸化シリコンナノ粒子により組成される。
【選択図】図1

Description

本発明はナノコーティング層調製方法に関し、特にデバイス上にナノコーティング層を形成する方法を調製することで、デバイスを腐食と湿気から保護するデバイスのコーティング方法及びナノコーティング層を有するデバイスに関する。
テクノロジーの進歩は小型化へと発展している。
よって、環境に吸着する湿気を抑制し、いかにして腐蝕を減らせるかはますます重要になっている。
集積回路パーツはどんどん小さくなり、パーツとパーツとの間の間隔距離も非常に近くなっている。
そのため、外在環境の要因で導電端子が吸着する水分が少量の金属腐蝕をもたらす時には、電子パーツ全体の故障を容易に招きやすい。
よって、超疏水性ナノコーティング層を備える電子デバイスを調製する方法の開発が待たれている。
この種の技術は、電子デバイスの表面を保護し、外界の化学反応が引き起こす湿気と腐蝕の影響を免れさせ、同時に電子デバイスの使用寿命を延長することができる。
この技術は、電子デバイスに応用できるほか、飛行機、自動車、鉄道輸送或いは艦艇等の他の工程システムにも応用でき、該各工程システムを腐蝕と湿気から守り、同時に摩擦力を低下させることもできる。
現在既に知られている物品の表面属性には、形態、ラフ程度及び成分があり、表面の潤湿特性に影響を及ぼし、これにより表面特性が現すことができる範囲は、超親水性から超疏水性までを網羅する。
疏水性表面は、比較的大きいサイズのナノ顆粒を使用し表面上に沈積させ、続いてサイズが比較的小さいナノ顆粒を沈積させて、疏水性薄膜を形成する。
疏水特性の表面が形成された後、その表面構造上には、比較的ラフな特徴が現れる。
水滴が表面上を滑落すると、水の表面張力作用により、水滴はこの種のラフ表面での形状は球形に近くなり、表面上からより容易に転がりやすくなる。
この種のパフォーマンスはロータス効果と呼ばれている。
現在市場で多く見られる、超疏水コーティング層を備える電子デバイス調製技術には、ソルゲル法(sol-gel Method)、物理蒸着法(Physical Vapor Deposition、 PVD)、プラズマ補助化学蒸着法(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition、PECVD)等がある。
一般的に、ソルゲル技術は通常、異なるサイズを含む顆粒溶液を使用しコーティングし、疏水薄膜を生じる。
疏水薄膜膜中には、ミクロレベルとナノレベル顆粒の混合物を含み、水滴のデバイスへの浸入を防止する。
しかし、ソルゲル技術の採用は、溶液中ナノ顆粒の凝集と分散現象のコントロールが容易でなく、ラフ程度が比較的低い厚膜を生じてしまう。
一方、PVD或いはPECVD技術は、気体反応物を真空チャンバー内で物理反応或いは化学反応を利用し、気化させて微粒子体を形成するもので、さらに非常に低い速度で基板表面上に沈積し、ナノレベルの薄膜を形成する。
PVD或いはPECVD技術を使用し基体表面上に沈積させる疏水性材料は通常は、比較的優れた品質を有するが、気体反応物原料は高価で、生産コストが高くなってしまう。
このほか、PVD或いはPECVDの製造過程で使用する気体反応物は通常、毒性或いは可燃性を備えており、しかも高温の製造プロセス中では、電子デバイスを損壊する可能性もあり、これがこの技術にとって極めて大きな発展の障害となっている。
前記先行技術には、コストが高く、電子製品表面にコーティングしにくいという欠点がある。
本発明は従来の技術の不足に対して、低コストで、しかも高品質の超疏水性薄膜を電子デバイス表面にコーティングする方法を提供するデバイスのコーティング方法及びナノコーティング層を有するデバイスに関する。
本発明による金属酸化物ナノ粒子を有する第一溶液の調製方法は、以下のステップを含む。
金属粉末と蒸留水を血清瓶中に入れ、金属粉末溶液を形成する。
金属粉末溶液のpH値を調整する。
異なる溶剤を加えることで、pH値を6.5乃至9.5の範囲内に調整する。
該溶剤は、硝酸、フッ化水素酸、硫酸或いは塩酸などの酸性溶剤、イソプロパノール、アセトン或いはアルコールなどの中性溶剤、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム或いはアンモニアなどのアルカリ性溶剤を有する。
適当な温度と時間下において、溶液を加熱し激しく撹拌し、例えば、加熱温度は約摂氏50℃〜150℃で、しかも持続時間は10乃至20時間である。
最後に金属酸化物ナノ粒子を有する第一溶液を得る。
金属酸化物ナノ粒子の粒径は約5〜100nmで、しかも室温下でこの溶液は親水性を備え、透明である。
本発明による二酸化シリコンナノ粒子を有する第二溶液の調製方法は、以下のステップを含む。
二酸化シリコン粉末と蒸留水を血清瓶中に加え、二酸化シリコン粉末溶液を形成する。
二酸化シリコン粉末溶液のpH値を調整する。
異なる溶剤を加えることで、pH値を6.5乃至9.5範囲内に調整する。
溶剤は、硝酸、フッ化水素酸、硫酸或いは塩酸などの酸性溶剤、イソプロパノール、アセトン或いはアルコールなどの中性溶剤、及び水酸化ナトリウム、水酸化カリウム或いはアンモニアなどのアルカリ性溶剤を有する。
さらに、ヘキサン、n-ヘプタン、N-オクタン、N-ドデカン、テトラデカン、或いはヘキサデカンなどの有機溶剤を加える。
最後に、鉄、クロム、マンガン或いはモリブデン金属材料などの触媒を加える。
しかも、適当な温度と時間下で溶液を加熱し激しく撹拌する。
例えば、加熱温度は約摂氏50℃〜150℃で、しかも持続時間は1乃至10時間である。
続いて、上下二層を形成する混合溶液を得る。
上層は、粒径範囲が比較的小さい二酸化シリコンナノ粒子溶液である。
最後に、混合溶液の上層を第二溶液として抽出する。
第二溶液は室温下で粒径分布が約0.1〜50nmの二酸化シリコンナノ粒子で、しかもこの溶液は、透明で、しかも疏水性と低揮発性を備える。
本発明による透明超疏水性ナノ薄膜を有する電子デバイスの調製方法は、以下のステップを含む。
電子デバイスを洗浄する。
適当な温度及び時間下で、電子デバイスをベークする。
例えば、50℃〜150℃でベークし、しかも10〜30分持続させる。
金属酸化物ナノ粒子を有する第一溶液を第一溶質として電子デバイス上に塗布する。
第一溶液中金属酸化物ナノ粒子の粒径分布は約5〜100nmである。
しかも塗布方式は、スプレー、浸漬、ローラー塗布、印刷等関連技術である。
適当な温度及び時間下で、第一溶液を塗布した電子デバイスをベークする。
例えば、ベーク温度は約摂氏50℃〜150℃で、しかも持続時間は10乃至30分である。
これにより、金属酸化物ナノ粒子を有する内コーティング層を、電子デバイス上に形成し、しかも内コーティング層と電子デバイスとの結合力を増強する。
内コーティング層を形成した電子デバイスをベークする。
例えば、ベーク温度は約摂氏50℃〜150℃で、しかも持続時間は10乃至30分である。
二酸化シリコンナノ粒子を有する第二溶液を第二溶質として、内コーティング層上に塗布する。
第二溶液中の二酸化シリコンナノ粒子の粒径分布は約0.1〜50nmである。
第二溶液を塗布した電子デバイスをベークする。
例えば、ベーク温度は約摂氏50℃〜150℃で、しかも持続時間は10乃至30分である。
これにより、二酸化シリコンナノ粒子を有する外コーティング層を、内コーティング層上に形成し、しかも内コーティング層と外コーティング層の結合力を増強する。
本発明による印刷回路基板アセンブリにコーティングする方法は、以下のステップを含む。
印刷回路基板アセンブリの表面を洗浄する。
50℃〜150℃下で、印刷回路基板アセンブリを10〜30分ベークする。
金属酸化物ナノ粒子を有する第一溶液を第一溶質とし、回路基板アセンブリ上に塗布する。
第一溶液は、粒径分布が約5〜100nmの金属酸化物ナノ粒子を有し、しかも塗布方式は、スプレー、浸漬、ローラー塗布、印刷等関連技術である。
第一溶液の塗布が終わった印刷回路基板アセンブリをベークする。
例えば、摂氏50℃〜150℃下で10乃至30分ベークする。
これにより、金属酸化物ナノ粒子を有する内コーティング層を、印刷回路基板アセンブリ上に形成し、しかも内コーティング層と印刷回路基板アセンブリの結合力を増強する。
内コーティング層を有する印刷回路基板アセンブリをベークする。
例えば、摂氏50℃〜150℃で10乃至30分ベークする。
二酸化シリコンナノ粒子を有する第二溶液を第二溶質として内コーティング層上に塗布する。
第二溶液は、粒径分布が約0.1〜50nmの二酸化シリコンナノ粒子を有する。
第二溶液を塗布した印刷回路基板アセンブリをベークする。
例えば、摂氏50℃〜150℃で10乃至30分ベークする。
これにより、二酸化シリコンナノ粒子を有する外コーティング層を、内コーティング層上に形成し、しかも内コーティング層と外コーティング層の結合力を増強する。
該ナノコーティング層を電子デバイス上に塗布する厚みは、約数ナノから数ミクロで、例えば、10nm〜1μmの厚みである。
ナノコーティング層は、二酸化チタンナノ粒子と二酸化シリコンナノ粒子により組成される。
二酸化シリコンナノ粒子の粒径は、二酸化チタンナノ粒子の粒径より小さい。
よって、ナノコーティング層は比較的大きい二酸化チタンナノ粒子と比較的小さい二酸化シリコンナノ粒子により組成される。
こうして、層を備えた構造と比較的高い表面ラフ度を実現し、よって疏水性質を備える。
水滴がナノコーティング層を有する電子デバイス表面上に滴ると、水滴接触角θの範囲は90° < θ < 150°である。
本発明の一実施形態中では、ナノコーティング層を有するデバイスは、その表面は摩擦力が少なく、或いは他の機能を備える。
本発明によるナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリは、防水機能と抗腐蝕性能を備える。
ナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリは、印刷回路基板アセンブリとナノコーティング層を有する。
印刷回路基板アセンブリデバイスは、印刷回路基板、及び印刷回路基板表面に設置される若干の電子パーツを有する。
ナノコーティング層は主に、粒径が5〜100nmの金属酸化物ナノ粒子と粒径が0.1〜50nmの二酸化シリコンナノ粒子により組成される。
大粒径の金属酸化物ナノ粒子は先に、内コーティング層を印刷回路基板アセンブリの表面上に形成し、小粒径の二酸化シリコンナノ粒子は、内コーティング層上にレイアウトされ、外コーティング層を形成し、或いは内コーティング層孔隙を浸入して、印刷回路基板アセンブリの湿気を防止する。
本発明のナノコーティング層は、大粒径の金属酸化物ナノ粒子と小粒径の二酸化シリコンナノ粒子により組成され、印刷回路基板アセンブリ上に応用される。
同時に、防水、防蝕を達成し、しかも従来の技術の保護膜よりも厚みが薄く、電子パーツの散熱性等他の機能に影響を与えることはない。
こうして、印刷回路基板とその電子パーツをより良く保護することができる。
本発明実施形態による電子デバイスの模式図で、電子デバイスナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリである。 本発明実施形態による印刷回路基板アセンブリにコーティングするフローチャートである。 本発明実施形態において水滴がナノコーティング層を有するガラス基板上に落ちる様子を示す状態図である。 図3Aに示す水滴の一粒がナノコーティング層を有するガラス基板上に位置する様子を示す近視図である。 本発明実施形態において動態光散射方法により室温下で二酸化チタンナノ粒子サイズ分布を測定した測定結果図である。 本発明実施形態において動態光散射方法により室温下で二酸化チタンナノ粒子サイズ分布を測定した別種の測定結果図である。 本発明実施形態において動態光散射方法により室温下で二酸化チタンナノ粒子サイズ分布を測定した別種の測定結果図である。 本発明実施形態において動態光散射方法により室温下で二酸化チタンナノ粒子サイズ分布を測定した別種の測定結果図である。 本発明実施形態において動態光散射方法により室温下で二酸化シリコンナノ粒子サイズ分布を測定した測定結果図である。 本発明実施形態において動態光散射方法により室温下で二酸化シリコンナノ粒子サイズ分布を測定した別種の測定結果図である。 本発明実施形態において動態光散射方法により室温下で二酸化シリコンナノ粒子サイズ分布を測定した別種の測定結果図である。 本発明実施形態において動態光散射方法により室温下で二酸化シリコンナノ粒子サイズ分布を測定した別種の測定結果図である。 本発明実施形態によるスピーカーの分解図であり、スピーカーはナノコーティング層を塗布したパーツを有し、防水機能を備えることを示す。 本発明実施形態による電気音響機器製造のフローチャートである。 本発明実施形態において第二ナノコーティング層を振動膜に塗布するフローチャートである。 本発明実施形態において動態光散射方法により二酸化チタンナノ粒子サイズ分布を測定した測定結果図である。 本発明実施形態において動態光散射方法により二酸化チタンナノ粒子サイズ分布を測定した測定結果図である。 本発明実施形態において動態光散射方法により二酸化チタンナノ粒子サイズ分布を測定した測定結果図である。 本発明実施形態において透過型電子顕微鏡により二酸化シリコンナノ粒子サイズ分布を測定した測定結果図である。 本発明実施形態において透過型電子顕微鏡によりフッ化ナノ粒子サイズ分布を測定した測定結果図である。 本発明実施形態において、ナノコーティング層を備える防塵ネット(右側)とナノコーティング層を備えない防塵ネット(左側)を比較した、水滴のその上でのパフォーマンス図である。 本発明実施形態において電気音響機器へのナノ塗料コーティング前後の平均周波数応答図である。 本発明実施形態において電気音響機器へのナノ塗料コーティング前後の平均周波数応答階差結果図である。 本発明実施形態において電気音響機器へのナノ塗料コーティング前後の平均全高調波歪み結果図である。 本発明実施形態において電気音響機器へのナノ塗料コーティング前後の平均全高調波歪み階差結果図である。
以下に記載する各構成部材及びその配列方式の特定範例は、簡略化して説明してある。
当然これら特定の範例に限定するものではない。
例えば、第一特徴を第二特徴の上或いは上方に形成すると記載があれば、それは第一特徴と第二特徴が直接接触する実施形態を含み、また付加特徴を第一特徴と第二特徴の間に含む可能性もあり、これにより第一特徴と第二特徴は直接接触しない実施形態である可能性もある。
また、以下の記述では、異なる範例で、相同の参考符号及び/或いは標記を繰り返し使用する。
これら重複は、簡略化と明晰化のためであり、異なる実施形態及び/或いは構造間の特定の関係を限定するものではない。
例えば、“...下方において”、“下方”、“比較的低い”、“上方”、“比較的高い”及び類似の用語は、図中の一個のパーツ或いは特徴と別の一個(多数)のパーツ或いは特徴との間の関係をパフォーマンスするものである。
図中で描く方位の他に、これら空間に関連する用語は、使用中或いは操作中のデバイスの異なる方位を含む。
デバイスは、異なる方位(90度或いは他の方位へ回転)へ回転させられるが、使用される空間関連語句もこれに応じて同様に解釈するものとする。
本文で使用するように、上下文で別に明確に指示する以外は、単数形式「一」、「一種」、「該」及び「前記」は複数の形式の含意も含み、具体的な数値の引用は、少なくともその具体的な数値を含む。
よって、例えば、「印刷回路基板アセンブリ」と記載する時には、一種或いは多種のこのような構造、及び本領域に属する技術人員が熟知する該印刷回路基板アセンブリの均等構造を指すものである。
本文中で数字或いは数値範囲を提起する時の専門用語「約」、或いは「およそ」は、その数字或いは数値範囲が近似値であるということで、該具体値は別の実施形態を形成することもできるということである。
一実施形態では、上述の数値の誤差或いは範囲を±10%とする。
例えば、本文前記「約X」(ここでのXは数値)は、好ましくは引用値±10%を含み、しかも端点値を含む。
例えば、専門用語「約8」とは好ましくは7.2から8.8の間の値を含み、しかも端点値を含む。
また、専門用語「約8%」とは好ましくは7.2%から8.8%の間の値を含み、しかも端点値を含む。
一実施形態中では、すべての範囲は、端点値及びその組合せを含む。
例えば、「1乃至5」の範囲を引用する時、その引用範囲は当然、「1乃至4」、「1乃至3」、「1乃至2」、「1乃至2と4乃至5」、「1乃至3と5」、「2乃至5」等範囲を含む。
このほか、肯定方式でオプションを提供する時には、該オプションは、オプション中の任意の一個を排除することができる。
例えば、請求項中に否定の制限実現を加えることもできる。
例えば、「1乃至5」の範囲を引用する時、引用範囲は当然、否定方式によって1、2、3、4或いは5の内の任意の一項の状況を排除する。
よって、「1乃至5」の引用は、「1と3乃至5だが、2を含まない」、或いは「そのうち2を含まない」ということである。
別に定義しない限り、本文中で提起する「金属」とは、周期表中の金属元素で、過渡金属及び後過渡金属を含む。
前記「金属酸化物」は、以下グループ中の一種或いは多種の金属元素により組成される金属酸化物から選択される。
例えば、(1)第一列過渡金属元素はSc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu及びZnを含む(が、これに限定しない)。
(2)第二列過渡金属元素はY、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag及びCdを含む(が、これに限定しない)。
(3)第三列過渡金属元素La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au及びHgを含む(が、これに限定しない)。
(4)後過渡金属元素、別名「貧金属」はAl、Ga、In、Tl、Sn、Pb、Sb及びBiを含む(が、これに限定しない)。
好ましくは、前記金属酸化物の金属元素は、Al, Ti, Cr, Mn, Co, Zn, Mo, Rh, Pd, Ag, W及びAuの少なくとも一種の金属元素から選択される。
例えば、本発明中の一実施形態で採用される金属酸化物は、二酸化チタンである。
本発明一実施形態の電子デバイス100の模式図である図1に示す通り、電子デバイス100は、印刷回路基板アセンブリ10とその印刷回路基板アセンブリ10表面に塗布されるナノコーティング層3を有する。
印刷回路基板アセンブリ10は、印刷回路基板1、及び該印刷回路基板1上に設置される一個或いは多数の電子パーツ2を有する。
印刷回路基板1及び該各電子パーツ2の周辺或いは表面には、加工製造プロセスにより多数の孔隙、ピンホール、他の構造を形成し、表面をラフ化する。
本実施形態中では、該ナノコーティング層3は、金属酸化物ナノ粒子と粒径サイズが金属酸化物ナノ粒子より小さい二酸化シリコンナノ粒子を有する。
該ナノコーティング層3は、内コーティング層31と外コーティング層32を有する。
内コーティング層31は、金属酸化物ナノ粒子を有し、印刷回路基板1と電子パーツ2上に形成される。
外コーティング層32は、二酸化シリコンナノ粒子を有し、内コーティング層31上に形成される。
図1に示す内コーティング層31、外コーティング層32と印刷回路基板アセンブリ10構造は、模式図に過ぎず、内、外二層構造関係を限定するのみである。
一実施形態中では、内コーティング層31の表面には、多数の孔隙、ピンホールと他の構造を有する。
外コーティング層32が内コーティング層31上に形成されると、外コーティング層32と内コーティング層31の間は相互に浸透する。
一実施形態中では、外コーティング層32と内コーティング層31は、二つの別れた層構造でなくとも良い。
一般的に、粒子が印刷回路基板アセンブリ10の表面に近ければ近いほど、その粒径サイズは大きくなる。
一実施形態中では、内コーティング層31は、印刷回路基板アセンブリ10の多数の孔隙、ピンホールと他の構造中に浸透する。
内コーティング層31は、粒径範囲が5〜100nmの金属酸化物ナノ粒子を有する。
外コーティング層32は、粒径範囲が0.1〜10nmの二酸化シリコンナノ粒子を有する。
本発明が属する技術領域において通常の知識を有する者なら理解出来るように、各電子パーツ2は、コンデンサー、インダクター、レジスター、トランジスター、ダイオード、コネクター、スピーカー或いはマイクロフォン及びその類似のパーツであるさまざまな主動及び受動パーツとすることができ、設計の必要に符合した構造デバイスを、印刷回路基板1上に生産する。
同様に、本発明が属する技術領域において通常の知識を有する者なら理解出来るように、前記印刷回路基板アセンブリ10は、電池、イヤフォン、携帯電話端末或いは他の電子デバイス上に応用できる。
一実施形態中では、印刷回路基板1は、FR-4複合材料により製造される。
一実施形態中では、前記ナノコーティング層3は、金属酸化物ナノ粒子を有する溶液及び二酸化シリコンナノ粒子を有する溶液により、揮発過程を経て、印刷回路基板アセンブリ10上に塗布されるナノコーティング層3を形成する。
一実施形態中では、前記金属酸化物ナノ粒子溶液は、金属酸化物ナノ粒子と溶剤を有する混合溶液である。
金属酸化物ナノ粒子溶液は、約0.3%〜5%の濃度を有し、溶剤は、水、メタノール或いはエタノール中の一種或いはその任意の組合せから選択する。
一実施形態中では、金属酸化物ナノ粒子溶液は、透明で、しかも親水性を有する。
一実施形態中では、前記二酸化シリコンナノ粒子溶液は、二酸化シリコンナノ粒子と溶剤の混合溶液である。
二酸化シリコンナノ粒子溶液は、約0.3%〜5%の濃度を有し、溶剤成分は、ヘプタン、ヘキサデカン及びメチル水素シロキサン等或いはその任意の組合せである。
一実施形態中では、二酸化シリコンナノ粒子溶液は透明で、疏水性及び低揮発性を有する。
溶剤のサポートの下、ナノ粒子は、印刷回路基板1と電子パーツ2表面上に均一に分散され、かたまり現象は減少し、粒子の接触面積を拡大する。
こうして、緊密性が高く、均一性に優れ、厚みが薄いナノコーティング層3を、印刷回路基板アセンブリ10上に形成する。
図2は、本発明の一実施形態による金属酸化物ナノ粒子と二酸化シリコンナノ粒子を使用し、印刷回路基板アセンブリ10上に塗布する典型的方法200である。
印刷回路基板アセンブリ10を先ずキャリア台(図示なし)上に載せ、続くステップを執行する。
印刷回路基板アセンブリ10を洗浄し、製造過程で形成されたフラックス残余物を除去する(ステップ201)。
一実施形態中では、ステップ201は超音波洗浄装置(図示なし)を使用し洗浄し、しかも洗浄時の洗浄温度(・・)は好ましくは40・・〜60・・の純水中で、しかも洗浄時間は約10乃至30分である。
印刷回路基板アセンブリ10をベークし、印刷回路基板アセンブリ10を乾燥させ、これにより印刷回路基板アセンブリ10上の多数の孔隙、ピンホールと他の構造を露出させる(ステップ202)。
一実施形態中では、ステップ202はオーブン設備(図示なし)を使用でき、しかもベーク時のベーク温度(・・)は好ましくは50 ・・〜150 ・・で、しかもベーク時間は約10〜30分である。
第一溶液を印刷回路基板アセンブリ10上に塗布する(ステップ203)。
前記第一溶液は、第一溶質とする金属酸化物ナノ粒子と第一溶剤を含む。
一実施形態中では、ステップ203は、浸漬、スプレーコーティング或いはブラシコーティング等他の可能な方式で、第一溶液を印刷回路基板アセンブリ10上に塗布する。
一実施形態中では、金属酸化物ナノ粒子は、粒径範囲が約5nm〜100nmの間である。
一実施形態中では、第一溶液の濃度範囲は約0.3%〜5%である。
すでに第一溶液を塗布した印刷回路基板アセンブリ10をベークし、少なくとも一種の蒸発或いは熱解の方式により、第一溶剤を除去し、金属酸化物ナノ粒子を残して、内コーティング層31を印刷回路基板アセンブリ10上に形成する(ステップ204)。
一実施形態中では、ステップ204は、オーブン設備(図示なし)を使用しベークし、そのベーク温度(・・)は好ましくは50 ・・〜150 ・・で、しかもベーク時間は約5〜30分である。
第一溶剤は、水、メタノール或いはエタノール中の一種或いはその任意の組合せで、第一溶剤により、金属酸化物ナノ粒子がより均一に印刷回路基板アセンブリ10上に分散するようにサポートする。
内コーティング層31を有する印刷回路基板アセンブリ10を、キャリア台から取り外す。
内コーティング層31を有する印刷回路基板アセンブリ10を加熱し、金属酸化物ナノ粒子と印刷回路基板アセンブリ10の間の結合力を強化する(ステップ205)。
一実施形態中では、ステップ205では、内コーティング層31を有する印刷回路基板アセンブリ10を加熱するが、好ましい加熱温度(・・)は約25 ・・〜100・・で、しかも加熱時間は約2〜72時間である。
但し本領域に通常の知識者を有する者なら理解出来るように、本発明が用いる金属酸化物ナノ粒子と印刷回路基板アセンブリ10との間の結合力を増強する方式は、その加熱方式に限定するものではなく、結合力を増強出来る任意の方法或いは方式は、すべて本発明の精神と範疇に含まれる。
加熱の後、内コーティング層31を有する印刷回路基板アセンブリ10を、キャリア台(図示なし)中に入れる。
内コーティング層31を有する印刷回路基板アセンブリ10をベークし、内コーティング層31の多数の孔隙、ピンホールと他の構造を露出させる(ステップ206)。
一実施形態中では、ステップ206はオーブン設備(図示なし)を使用しベークし、そのベーク温度(・・)は好ましくは50 ・・〜150・・で、しかもベーク時間は約10〜30分である。
一実施形態中では、別に内コーティング層31を有する印刷回路基板アセンブリ10の外観を検査し、及び内コーティング層31を有する印刷回路基板アセンブリ10を洗浄するステップを有する。
このステップは、金属酸化物ナノ粒子と印刷回路基板アセンブリ10との間の結合力を増強した(ステップ205)後、及び内コーティング層31を有する印刷回路基板アセンブリ10をベーク(ステップ206)する前に執行する。
第二溶液を内コーティング層31に塗布する(ステップ207)。
前記第二溶液は、第二溶質とする二酸化シリコンナノ粒子と第二溶剤を含む。
一実施形態中では、ステップ207では、浸漬、スプレーコーティング或いはブラシコーティング等他の可能な方式を使用し、第二溶液を内コーティング層31上に塗布する。
一実施形態中では、二酸化シリコンナノ粒子の粒径範囲は約0.1〜10nmの間である。
一実施形態中では、第二溶液の濃度範囲は約0.3%〜5%である。
溶剤成分は、ヘプタン、ヘキサデカン及びメチル水素シロキサン等或いはその任意の組合せである。
第二溶剤のサポートにより、二酸化シリコンナノ粒子はより均一に内コーティング層31上に分散する。
第二溶液をすでに塗布した印刷回路基板アセンブリ10をベークし、少なくとも一種の蒸発或いは熱解の方式により、第二溶剤を除去し、二酸化シリコンナノ粒子を残し、内コーティング層31上の外コーティング層32とする(ステップ208)。
一実施形態中では、ステップ208ではオーブン設備を使用し(図示なし)ベークし、そのベーク温度(・・)は好ましくは50・・〜150・・で、しかもベーク時間は約10〜30分である。
続いて、ナノコーティング層3を形成した印刷回路基板アセンブリ10の外観と機能を検査する。
一実施形態中では、印刷回路基板アセンブリ10が外に露出する必要があるスピーカー、マイクロフォン或いはスイッチである時などは、設計上のニーズに応えるため、一個或いは多数の電子デバイス100の構成部材は、ナノコーティング層3を塗布しなくとも良い。
よって、第一溶液と第二溶液を、印刷回路基板アセンブリ10に塗布する際には、これら構成部材を遮蔽する必要がある。
一実施形態中では、マイクロフォンとスイッチは、印刷回路基板アセンブリ10を洗浄(ステップ201)する前に、遮蔽作業を行う。
なぜなら、マイクロフォン上の振動膜とスイッチはともに、水分或いは他の液体に触れて湿気を帯びることを避けなければならないためである。
一実施形態中では、スイッチは第二溶液を内コーティング層31上に塗布(ステップ207)する前に遮蔽作業を行う。
例えば、スイッチは、第二溶液を内コーティング層31上に塗布(ステップ207)する前、及び金属酸化物ナノ粒子と印刷回路基板アセンブリ10との間の結合力を強化(ステップ205)した後に、遮蔽作業を行う。
なぜなら、二酸化シリコンナノ粒子を有する第二溶液は、スイッチの機能に影響を与えるからである。
別の例では、スイッチは、内コーティング層31を有する印刷回路基板アセンブリ10をベーク(ステップ206)する前、及び金属酸化物ナノ粒子と印刷回路基板アセンブリ10間の結合力を強化(ステップ205)した後に遮蔽作業を行う。最後に、外コーティング層32を形成した後、構成部材上を遮蔽した材料を除去し、一個或いは多数の構成部材或いは一個或いは多数の内コーティング層を有する構成部材を露出させる。
本発明で提起する関連温度値はすべて摂氏(・・)であり、関連溶液の濃度表示は、重量パーセンテージ(wt.%)であるが、類似範囲内の体積パーセンテージも受け入れ可能である。
一実施形態中では、二酸化シリコンナノ粒子は、無固定形状で、しかも疏水性の二酸化シリコン顆粒である。
二酸化シリコン顆粒(例えば、熱解法二酸化シリコン)はメーカーから提供を受け、しかも任意の化学改質を経ていない。
これら二酸化シリコン顆粒は、表面に塗布することで、必要な疏水性質を提供する。
その他の実施形態では、二酸化シリコン顆粒は、化学改質しても良い。
二酸化シリコンナノ粒子は、表面ヒドロキシ(-OH)の含量が高いため、これらヒドロキシは、基板及び/或いは金属酸化物ナノ粒子表面上のヒドロキシと反応する。
こうして、共有結合性を促進し、ナノコーティング層の粘着性を高める。
一実施形態中では、表面活性剤或いは分散剤を、ナノ粒子を有する溶液或いは懸濁液中で使用することができる。
一実施形態中では、ナノコーティング層3の厚みは200nmより小さい。
例えば、電子デバイス100の用途に応じて、ナノコーティング層3の厚みは、5nm〜100nm、10nm〜20nmの範囲内、或いは他の適した範囲内と出来る。
図3A、図3Bは、本発明による実施形態の水滴が、ナノコーティング層3を有するガラス基板上での状態図である。
図3Aに示す通り、ナノコーティング層3の超疏水性効果により、水滴はナノコーティング層3を塗布したガラス基板上に落下後、分散し、より微小な水滴を形成する。
図3Bは、図3A中の一微小水滴の近視図である。
水滴とナノコーティング層3を塗布したガラス基板の間の接触角θは約128°±2°で、一般的にθ≧90°、或いはθ≧110°、或いはθ≧130°、或いは150°≧θ≧110°、或いは150°≧θ≧90°である。
以下の実施形態は、本発明の長所をさらに説明するために用いるのであって、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
ナノコーティング層は、以下の2種の溶液(或いは混合物或いは懸濁液)を使用して製成される。
第一溶液は、純水中に分散し、粒径範囲が約5nm〜100nmの二酸化チタン(TiO2)ナノ粒子を有する。
TiO2ナノ粒子は、第一溶液中約0.8%〜1.5%の重量パーセンテージ濃度範囲内を占め、しかもその第一溶液の密度は約1.01g/cm3である。
図4乃至図7は、動態光散射方法により室温下で第一溶液中TiO2ナノ粒子サイズ分布を測定した結果図である。
図4は、本発明の実施形態において、室温下で第一溶液が直径約72.11nmの100%TiO2ナノ粒子を有することを示す。
図5は、本発明の実施形態において、室温下で第一溶液が直径約72.70nmの100%TiO2ナノ粒子を有することを示す。
図6は、本発明の実施形態において、室温下で第一溶液が直径約8.191nmの100%TiO2ナノ粒子を有することを示す。
図7は、本発明の実施形態において、室温下で第一溶液が直径約7.406nmの100%TiO2ナノ粒子を有することを示す。
第二溶液は、ヘプタンとヘキサデカン中に分散し、粒径範囲が約0.1nm〜100nmの二酸化シリコン(SiO2)ナノ粒子を有する。
第二溶液は、メチルハイドロジェンポリシロキサン(約重量パーセンテージ濃度0.1-5%)を有する可能性がある。
SiO2ナノ粒子は、第二溶液中約0.1%〜5%の重量パーセンテージ濃度範囲内を占め、しかもその第二溶液の密度は約0.774 g/cm3である。
図8乃至図11は動態光散射方法により室温下で第二溶液中のSiO2ナノ粒子サイズ分布を測定した結果図である。
図8は、本発明の実施形態において、室温下で第二溶液が直径約0.8184nmの100%SiO2ナノ粒子を有することを示す。
図9は、本発明の実施形態において、室温下で第二溶液が直径約1.164nmの100%SiO2ナノ粒子を有することを示す。
図10は、本発明の実施形態において、室温下で第二溶液が直径約33.23nmの100%SiO2ナノ粒子を有することを示す。
図11は、本発明の実施形態において、室温下で第二溶液が直径約25.13nmの100%SiO2ナノ粒子を有することを示す。
別種の実施形態は、典型的な方法で、溶剤を使用して、印刷回路基板アセンブリ10を洗浄し、60℃下で10分乾燥させる。
次に、洗浄が完了した印刷回路基板アセンブリを第一溶液中に約5乃至10秒浸し、150℃下で5分ベークし、50℃下で8時間ベークする。
80℃下で10分予熱後、さらに印刷回路基板アセンブリを第二溶液中に5乃至10秒浸す。
次に、印刷回路基板アセンブリを、100℃下で20分ベークする。
本発明が採用する実施形態は、印刷回路基板アセンブリであるが、金属、ガラス、プラスチック基板或いは他の電子製品等の他の材料も、本発明のナノコーティング層塗布技術を使用できる。
以下では、本発明の一実施形態中におけるナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリの性能テスト結果について説明する。
耐腐蝕性テストI。
以下のテストは、従来の蒸着技術を採用して形成された薄膜と本発明の技術により形成されたナノコーティング層に対して、耐腐蝕性テストを行った比較である。
一般的に、蒸着技術により形成する薄膜の厚みは、コントロールが難しいため、薄膜の厚みが厚くなると、その保護効果は上がるが、沈積された印刷回路基板アセンブリのパフォーマンス性は悪くなる。
このテスト中では、二つのテスト製品についてそれぞれ比較する。
前記テスト製品は、印刷回路基板アセンブリで、その内の一個は蒸着技術により薄膜保護を形成する。
その薄膜の厚みは、約3μm〜5μmの範囲である。
もう一つは、本発明の技術を使用して形成したナノコーティング層である。
テストステップは以下の通りである。
5分毎に塩水を一回落とし、2個のテスト製品上の各電子パーツに一時間続けた後、2個のテスト製品を、40℃の環境中に入れ、電子パーツを乾燥させる。
毎日二度上述のステップを繰り返した後、2個のテスト製品上のすべての電子パーツが作動不能となるまで電子パーツの機能テストを行う。
テスト結果は表1に示す。
蒸着により形成された薄膜の印刷回路基板アセンブリの腐蝕速度は、本発明の技術により形成されたナノコーティング層の印刷回路基板アセンブリその腐蝕速度より速い。
よって、本発明の実施方式により形成されたナノコーティング層は、より良い耐腐蝕性性質を具えると言える。
表1は耐腐蝕性テスト後結果である。
Figure 2017222926
耐腐蝕性II。
もう一つのテストは、本発明のナノコーティング層化学耐久性テストである。
本テスト中では、オス端子コネクターにナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリを電気的に連接する。
テストステップは以下の通りである。
ナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリ及びオス端子コネクターを人工汗液内に浸し、取り出し、次にコネクターメス端子に一時間充電する。
充電が終わる度に、次にナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリとオス端子コネクターを人工汗液内に浸し、充電と浸漬を200回繰り返し、充電が失敗し機能が作動しなくなるまで、充電期間コネクターの充電電圧、充電電流及び充電インジケーターの状況を観察する。
テスト結果は、表2に示す。
人工汗液に浸したコネクターオス端子は、塩水腐蝕の影響を受けず、しかも標準範囲内で正常に作動した。
表2は化学耐久性テスト結果である。
Figure 2017222926
防水テストI。
このテストの主要な目的は、ナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリが防水機能を備えるか否かを判断することである。
本実施形態中では、2個のイヤフォンを使用し、本発明の塗布技術を行い、ナノコーティング層を形成し、その印刷回路基板アセンブリを保護する。
テストステップは以下の通りである。
イヤフォンを水中に入れ、再生機能が作動しなくなるまで水中再生機能の時間を記録する。
テスト結果は、表3に示す。
その水中での平均作動時間は、207.5分である。
よって、本発明のナノコーティング層を塗布したイヤフォンは、防水機能を効果的に達成している。
表3は防水テスト記録結果である。
Figure 2017222926
防水テストII。
本項テスト中では、本発明の技術を採用し形成したナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリに、電池組を連接して防水テストを行う。
テストステップは以下の通りである。
ナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリに電池組を連接し、水中に30分入れ、電池組が正常に作動するか否かを観察する。
テスト結果は、表4に示す。
ナノコーティング層を形成した印刷回路基板アセンブリが連接する電池組は、水中で正常に作動する。
表4は防水テスト結果である。
Figure 2017222926
電気抵抗測定テスト
本テストの主要な目的は、ナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリが、その上の表面電気抵抗に影響を与えるか否かを確認することである。
よって、本実施形態中では、ナノコーティング層塗布の前と後の印刷回路基板アセンブリにおいて、その上の表面電気抵抗値変化をそれぞれ測定する。
テストステップは以下の通りである。
先ず、ナノコーティング層未塗布の印刷回路基板アセンブリ上の2個のテスト点の電気抵抗値を測定する。
次に、印刷回路基板アセンブリに塗布作業を行い、ナノコーティング層を形成後、もともとの2個のテスト点の電気抵抗値を測定する。
テスト結果は表5に示す。
ナノコーティング層を塗布した印刷回路基板アセンブリは、その上の表面電気抵抗値に影響を及ぼさず、ナノコーティング層塗布後の印刷回路基板アセンブリと塗布前の印刷回路基板アセンブリの表面電気抵抗値の差異はわずかに1%以内である。
表5は電気抵抗テスト結果である。
Figure 2017222926
電流測定テスト
本項テストの主要な目的は、ナノコーティング層を有する印刷回路基板アセンブリが、その上の表面電流に影響を与えるか否かを確認することである。
よって、本実施形態中では、ナノコーティング層塗布の前と後の印刷回路基板アセンブリについて、その上の表面電流値変化をそれぞれ測定する。
テストステップは以下の通りである。
先ずナノコーティング層塗布の前の印刷回路基板アセンブリ上の4個のテスト点の電流値を測定する。
次に、印刷回路基板アセンブリにナノコーティング層を形成した後、もともとの4個のテスト点の電流値を測定する。
そのテスト結果は、表6に示す。
ナノコーティング層を形成した印刷回路基板アセンブリは、表面電流値に影響を及ぼさず、差異値はわずかに±1%内である。
表6は電流テスト結果である。
Figure 2017222926
本発明に示すナノコーティング層塗布の方法は、印刷回路基板アセンブリを実施形態とするが、本発明に示すナノコーティング層塗布の実施方法は、他のデバイス中に応用することもできる。
例えば、ケーブルにより印刷回路基板アセンブリに連接すると、ケーブルと印刷回路基板アセンブリには同時にナノコーティング層が塗布される。
ナノコーティング層を塗布後、ケーブルは好ましい防水性質、好ましい耐腐蝕性、比較的小さい摩擦力を備える。
本領域に属する技術人員であれば、上述のナノコーティング層塗布の過程において、異なるデバイス上で、洗浄、ベーク、加熱過程中の温度パラメーターと時間パラメーターを変えることができる。
当然、これらは本発明の精神に基づき行われた変化であり、本発明が要求する保護範囲内に含まれるものである。
本発明の別種の実施形態によるナノコーティング層をデバイスに塗布する方法において、該方法は、以下のステップを含む。
デバイスを洗浄する。
デバイスをベークする。
第一溶液を応用しデバイス上に塗布し、第一溶液は第一溶質とする金属酸化物ナノ粒子を有する。
金属酸化物ナノ粒子の粒径範囲は、5〜100nmである。
デバイスに塗布される第一溶液は、少なくとも一種の蒸発或いは熱解の方式により、第一溶質を残し、内コーティング層をデバイス上に形成する。
金属酸化物ナノ粒子とデバイスとの間の結合力を増強する。
内コーティング層を形成するデバイスをベークする。
第二溶液を内コーティング層上に応用する。
第二溶液は第二溶質とする二酸化シリコンナノ粒子を有する。
二酸化シリコンナノ粒子粒径範囲は、0.1〜10nmである。
デバイスに塗布する第二溶液は、少なくとも一種の蒸発或いは熱解の方式により、第二溶質を残し、外コーティング層を内コーティング層上に形成する。
一実施形態中では、洗浄作業は超声波洗浄設備を使用する。
第一溶液をデバイス上に塗布する方法は、浸漬、スプレー或いはブラシ等の方式である。
第二溶液をデバイス上に塗布する方法は、浸漬、スプレー或いはブラシ等の方式である。
蒸発或いは熱解の方式は、第一溶液を塗布するデバイス上では、ベーク設備を使用する。
蒸発或いは熱解の方式は、第二溶液を塗布するデバイス上では、ベーク設備を使用する。
一実施形態中では、デバイスに塗布する方法はさらに、内コーティング層を有するデバイス外観を検査するステップと内コーティング層を有するデバイスを洗浄するステップを含む。
このステップは、金属酸化物ナノ粒子とデバイスとの間の結合力を増強するステップの後と内コーティング層を形成するデバイスをベークする前に位置する。
金属酸化物ナノ粒子とデバイスとの間の結合力を増強するステップは、熱処理方式を使用する。
一実施形態中では、金属酸化物ナノ粒子の第一溶液中の重量パーセンテージ濃度は約0.3%〜5%である。
二酸化シリコンナノ粒子の第二溶液中の重量パーセンテージ濃度は約0.3%〜5%である。
第一溶剤は、水、メタノール或いはエタノールの内の一種或いはその任意の組合せである。
第二溶剤の成分は、ヘプタン、ヘキサデカン及びメチル水素シロキサン等或いはその任意の組合せである。
一実施形態中では、デバイス塗布の方法はさらに、遮蔽ステップと遮蔽材料除去ステップを含む。
前記遮蔽ステップは、遮蔽材料をデバイス上の一個或いは多数の区域に使用し、後続作業でデバイス機能に影響が及ばないよう回避する。
一実施形態中では、デバイス洗浄作業の前に遮蔽ステップを行う。
また、第一溶液をデバイス上に塗布する前に遮蔽ステップを行い、及びデバイスにベーク作業を行うステップの後とすることもできる。
また、第二溶液をデバイス上に塗布する前と、金属酸化物ナノ粒子とデバイスとの間の結合力を増強した後に、遮蔽ステップを行うこともできる。
最後に、外コーティング層を形成した後、再び構成部材上を遮蔽するこれら材料を除去し、一個或いは多数の区域或いは一個或いは多数の内コーティング層を露出させる。
図12は本発明一実施形態によるスピーカー1200の分解図である。
スピーカー1200のパーツにはナノコーティング層を塗布し、防水機能を有する。
スピーカー1200は、駆動パーツ1210、印刷回路基板アセンブリ1220、振動膜1230、防塵ネット1240及び他のパーツを有する。
他のパーツは、鉄心1251、永久磁石1252、ワッシャー1253、枠フレーム1254、弾波1255を有する。
駆動パーツ1210は、導線1256により、印刷回路基板アセンブリ1220に電気的に連接する。
印刷回路基板アセンブリ1220は、印刷回路基板1221と印刷回路基板1221上に設置される複数の電子パーツ1222を有する。
印刷回路基板アセンブリ1220は、駆動パーツ1210に連接し、これにより駆動パーツ1210は、振動膜1230を駆動できる。
一実施形態中では、振動膜1230は化繊、或いは皮革などの繊維材料により製造する。
駆動パーツ1210は、動鉄式駆動パーツ、動圈式駆動パーツ或いは圧電式駆動パーツである。
各電子パーツ1222は、印刷回路基板1221上に取り付け可能なレジスター、コンデンサー、インダクター、トランジスター或いは他のパーツである。
一実施形態中では、スピーカー1200などの電気音響機器が、低周波数、中周波数、高周波数の全周波数の音声を発することができるよう、印刷回路基板アセンブリ1220は先ずインプットされる電気信号を処理し、次に電気信号を多数の周波数帯域信号に転換する。
該各周波数帯域信号は、駆動パーツ1210上にそれぞれ送られ、こうして振動膜1230は音声を発する。
本実施形態中では、印刷回路基板アセンブリ1220には先に第一ナノコーティング層を塗布する。
前記第一ナノコーティング層は、金属酸化物ナノ粒子を有する内コーティング層と二酸化シリコンナノ粒子を有する外コーティング層を有する。
金属酸化物ナノ粒子の粒径サイズは、二酸化シリコンナノ粒子の粒径サイズより大きい。
一実施形態中では、内コーティング層の表面と周辺には、製造プロセスの過程で多くの微小な孔隙、ピンホール、他の構造が生じる。
外コーティング層を内コーティング層上に形成する時、外コーティング層は、内コーティング層の多数の微小な孔隙、ピンホール、他の構造に浸透して進入する。
一実施形態中では、外コーティング層と内コーティング層は、分層構造ではなくすることができる。
例えば、金属酸化物ナノ粒子と二酸化シリコンナノ粒子は、同一層に形成でき、二酸化シリコンナノ粒子は、金属酸化物ナノ粒子の間の孔隙或いはピンホールなどの空隙に浸透でき、印刷回路基板アセンブリ上には、金属酸化物ナノ粒子と二酸化シリコンナノ粒子のナノコーティング層を形成する。
本実施形態中では、振動膜1230は、第二ナノコーティング層を塗布される。
前記第二ナノコーティング層は、フッ素を含むポリマー粒子などのフッ化ナノ粒子である。
前記フッ素を含むポリマーは、フッ素を含むプラスチック顆粒、ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオルエーテル、ペルフルオロ或いはペルフルオロ改性のシロキサンなどのパーフルオロポリマーフッ化ナノ粒子の形成に用いられるが、この範囲内に限定するものではない。
一実施形態中では、フッ素を含むポリマーナノ粒子は、包含炭素原子とフッ素原子の連結(例えば、C-F)及び/或いは炭素原子とヒドロキシの連結(例えば、C-OH)を含む。
例えば、一実施形態中では、フッ化ナノ粒子はペルフルオルエーテル、ペルフルオロ、ペルフルオルエーテル、或いはペルフルオロ改性のシロキサンにより製成される。
この種のフッ化ナノ粒子の粒径範囲は、1〜150nm、10〜100nm、50〜100nm或いは72±21nmの平均値或いは25〜75nmの範囲或いはその任意の組合せである。
図13に示す通り、本発明実施形態のナノコーティング層を電気音響機器に塗布する方法1300は、以下のステップを含む。
第一ナノコーティング層を印刷回路基板アセンブリ1220上に形成し、しかも第二ナノコーティング層を振動膜1230上に形成する(ステップ1302)。
印刷回路基板アセンブリ1220、駆動ユニット1210、振動膜1230と他のパーツは一体に組み合わされ、電気音響機器を形成する(ステップ1304)。
図14に示す通り、本発明実施形態の第二ナノコーティング層を振動膜1230に塗布する方法1400は、以下のステップを含む。
振動膜1230を自動浸漬機中に入れる(ステップ1402)。
自動浸漬機は、第三溶液を有する。
第三溶液は、第三溶質と第三溶剤を有する。
第三溶質は、フッ化ナノ粒子である。
第三溶剤は、主要溶剤と二次的溶剤の組成を含む。
主要溶剤は水或いはエタノールで、二次的溶剤はグリコールである。
第三溶液の濃度範囲は約3%〜20%である。
一実施形態中では、スプレー或いはブラシコーティング或いは他の方法などの他の方式を使用し、第三溶液を振動膜1230上に塗布することができる。
既に第三溶液を塗布した振動膜1230をベークする(ステップ1404)。
少なくとも一種の揮発と熱解の方式により、第三溶剤を揮発或いは熱解し、第三溶液中のフッ化ナノ粒子を振動膜1230上に残す。
例えば、オーブン設備を使用し(図示なし)、既に第三溶液を塗布した振動膜1230をベークする。
好ましくは、ベーク温度(℃)は約60℃〜200℃で、しかもベーク持続時間は10乃至120分である。
フッ化ナノ粒子を有する第二ナノコーティング層を振動膜1230上に形成する。
防塵ネット1240は外在の異物が振動膜1230内に入らないよう防止するもので、化繊或いは皮革などの繊維材料を用いて製造される。
防塵ネット1240にもナノコーティング層塗布技術を使用することができる。
防塵ネット1240への塗布方法と振動膜1230への塗布方法はおおよそ相同である。
本実施形態中では、防塵ネット1240への塗布方法は、以下の通りである。
防塵ネット1240を搭載器(図示なし)上に載せ、後続のステップ処理に備える。
防塵ネット1240を自動浸漬機中に入れる。
自動浸漬機は、第三溶液を含む。
前記第三溶液は、第三溶質と第三溶剤を含む。
第三溶質は、フッ化ナノ粒子で、第三溶剤は、主要溶剤と二次的溶剤の組成を含む。
主要溶剤は、水或いはエタノールで、二次的溶剤は、グリコールで、第三溶液の濃度範囲は約3%〜20%である。
一実施形態中では、スプレー或いはブラシコーティング或いは他の方法などの他の方式を使用し、第三溶液を防塵ネット1240上に塗布することができる。
既に第三溶液を塗布した防塵ネット1240をベークする。
少なくとも一種の揮発と熱解の方式により、第三溶液中のフッ化ナノ粒子を防塵ネット1240上に残す。
例えば、オーブン設備(図示なし)を使用し、既に第三溶液を塗布した防塵ネット1240をベークする。
好ましくは、ベーク温度(摂氏)は約60℃〜200℃で、しかも持続ベーク時間は10乃至120分である。
一実施形態中では、第一ナノコーティング層は、二酸化チタン(TiO2)ナノ粒子と二酸化シリコン(SiO2)ナノ粒子を有し、第二ナノコーティング層はフッ化ナノ粒子を有する。
以下に、各ナノ粒子の粒径サイズの測定結果図を提供する。
図15A乃至図15Cは本発明実施形態において、動態光散射方法により二酸化チタンナノ粒子サイズ分布を測定した測定結果図である。
図16は、本発明実施形態において、透過型電子顕微鏡により、二酸化シリコンナノ粒子サイズ分布を観察した測定結果図である。
図17は、本発明実施形態において、透過型電子顕微鏡により、フッ化ナノ粒子サイズ分布を観察した測定結果図である。
図15A乃至図15Cの測定結果は、二酸化チタン粒子の主要粒径サイズ分布が約32〜36nm範囲内で、二次的粒径サイズ分布が約110〜220nm範囲内であることを示している。
図16の測定結果は、二酸化シリコンナノ粒子粒径サイズ分布が約1〜2.5nm範囲内(平均1.7 ±0.4nm)であることを示している。
図17の測定結果は、フッ化ナノ粒子粒径サイズ分布が約50〜100nm範囲内(平均72 ±21nm)であることを示している。
フッ化ナノ粒子は、ペルフルオロ或いはペルフルオロ改性のシロキサンである。
ナノコーティング層が電気音響機器の音声品質に影響を与えるか否かを確認するため、テスト実験を行い、ナノコーティング層塗布の前と後での電気音響機器パフォーマンスを調べる。
図18では、2組の防塵ネットを比較する。
一つは第二ナノコーティング層を備え(右側)、もう一つは第二ナノコーティング層を備えない(左側)。
図18は、その二つの水滴のその上でのパフォーマンス図である。
二組の防塵ネットは共に、繊維材質で、第一組防塵ネットは、フッ化ナノ粒子を有する第二ナノコーティング層を未塗布で、水滴が防塵ネット上に落ちると、防塵ネットは湿った。
第二組の防塵ネットは、フッ化ナノ粒子を有する第二ナノコーティング層を塗布してある。
塗布したことで、防塵ネット表面は疏水性を備えるため、水滴は表面でもやはり水滴状である。
この二組の防塵ネットを別に電気音響機器に組み立て、音声パフォーマンステストを行う。
テスト結果は表7に示す。
Figure 2017222926
図19乃至図22に示す通り、テスト二では、ナノコーティング層が電気音響機器の音声パフォーマンスに影響を与えるか否かを確認するため、周波数応答(FR)と全高調波歪み(THD)の実験を行う。
この実験中では2個の相同の電気音響機器を使用し比較する。
各電気音響機器は、少なくとも印刷回路基板アセンブリ、振動膜、防塵ネットを有する。
その内の一つの電気音響機器のパーツには、任意のナノコーティング層を未塗布で、もう一つの電気音響機器には、それぞれ印刷回路基板アセンブリ上に第一ナノコーティング層を塗布し、振動膜上には第二ナノコーティング層を塗布し、防塵ネット上には第二ナノコーティング層を塗布する。
実験中、2個の電気音響機器はそれぞれ音声を再生し、周波数応答(FR)と全高調波歪み(THD)のテストを行う。
周波数応答(FR)テスト結果は、図19と図20に示す。
図19に示す通り、ナノコーティング層塗布後の電気音響機器は、周波数応答テスト中で影響を受けていない。
図20に示す通り、周波数応答階差両者の発生した最大の変化は、高周波数領域(10K〜14KHz)であるが、わずかに約2〜4dBの階差である。
全高調波歪み(THD)テスト結果は、図21と図22に示す。
図21に示す通り、ナノコーティング層塗布後の電気音響機器は、全高調波歪みテストにおいて影響を受けていない。
さらに、図22に示す通り、両者の全高調波歪み階差はわずか約0.2%の変化である。
上記を総合すると、本領域に属する技術人員は本発明を基礎とし、設計或いは修正して相同の目的を執行でき、及び/或いはここで紹介した実施形態と相同な長所の他の過程と構造を執行できることは理解出来る筈である。
本領域に属する技術人員は、同等の構造は、本発明の精神と保護範囲を離脱するものではなく、しかも本発明の精神と保護範囲を離脱しない状況下で、各種改変、置換、修正を行うことができると理解出来る筈である。
100 電子デバイス
10 印刷回路基板アセンブリ
1 印刷回路基板
2 電子パーツ
3 ナノコーティング層
31 内コーティング層
32 外コーティング層
1200 スピーカー
1210 駆動パーツ
1220 印刷回路基板アセンブリ
1222 電子パーツ
1230 振動膜
1240 防塵ネット
1251 鉄心
1252 永久磁石
1253 ワッシャー
1254 枠フレーム
1255 弾波
1256 導線

Claims (22)

  1. ナノコーティング層を有するデバイスであって、印刷回路基板アセンブリ、ナノコーティング層を有し、
    前記印刷回路基板アセンブリは、印刷回路基板、及び前記印刷回路基板上に設置される少なくとも1個の電子パーツを有し、
    前記ナノコーティング層は、前記印刷回路基板アセンブリ上に設置され、前記ナノコーティング層は、内コーティング層と外コーティング層を有し、前記内コーティング層は印刷回路基板アセンブリと接触し、前記外コーティング層は、前記内コーティング層と接触し、
    前記内コーティング層は、粒径範囲が5nm乃至100nmの金属酸化物ナノ粒子を有し、
    前記外コーティング層は、粒径範囲が0.1nm乃至10nmの二酸化シリコンナノ粒子を有することを特徴とするナノコーティング層を有するデバイス。
  2. 前記印刷回路基板アセンブリの少なくとも一部分は、前記ナノコーティング層に露出することを特徴とする請求項1に記載のナノコーティング層を有するデバイス。
  3. 前記印刷回路基板アセンブリの少なくとも一部分は、前記外コーティング層に露出することを特徴とする請求項1に記載のナノコーティング層を有するデバイス。
  4. 前記印刷回路基板アセンブリは、若干の細孔と欠口を有し、
    前記ナノコーティング層は、若干の細孔と欠口内に設置されることを特徴とする請求項1に記載のナノコーティング層を有するデバイス。
  5. 前記電子パーツは、コンデンサー、インダクター、レジスター、トランジスター、ダイオード、コネクター、スピーカー或いはマイクロフォンを含むことを特徴とする請求項1に記載のナノコーティング層を有するデバイス。
  6. 前記金属酸化物ナノ粒子は、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、タリウム、鉛、ビスマス、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、ルテチウム、ハフニウム、タンタル、ウォルフラム、レニウム、オス端子ミウム、イリジウム、プラチナ、金、水銀の酸化物及びその組合せの一種或いは多種を有することを特徴とする請求項1に記載のナノコーティング層を有するデバイス。
  7. 前記外コーティング層は、前記内コーティング層内に浸入できることを特徴とする請求項1に記載のナノコーティング層を有するデバイス。
  8. デバイス上にナノコーティング層を形成する方法は、以下のステップを含み、
    第一溶液をデバイス上にレイアウトし、第一溶液は、金属酸化物ナノ粒子と第一溶剤を有し、
    第一溶剤を除去し、デバイス上に金属酸化物ナノ粒子を有する内コーティング層を形成し、
    第二溶剤を内コーティング層上にレイアウトし、第二溶液は、二酸化シリコンナノ粒子と第二溶剤を有し、
    第二溶剤を除去し、内コーティング層上に二酸化シリコンナノ粒子を有する外コーティング層を形成することを特徴とするデバイス上にナノコーティング層を形成する方法。
  9. 前記デバイス上にナノコーティング層を形成する方法はさらに、以下を含み、
    第一溶液をレイアウトする前に、遮蔽材料をデバイスの少なくとも一部分に置き、
    外コーティング層を形成後、遮蔽材料を除去し、これにより前記部分は外コーティング層と内コーティング層に露出することを特徴とする請求項8に記載のデバイス上にナノコーティング層を形成する方法。
  10. 前記デバイス上にナノコーティング層を形成する方法はさらに、以下を含み、
    第二溶液をレイアウトする前に、遮蔽材料をデバイスの少なくとも一部分に置き、
    外コーティング層形成後、遮蔽材料を除去し、これにより前記部分は内コーティング層に露出することを特徴とする請求項8に記載のデバイス上にナノコーティング層を形成する方法。
  11. 前記デバイス上にナノコーティング層を形成する方法は、第一温度下で第一加熱時間の加熱を行う第一加熱プロセスにおいて、第一溶剤を除去することを特徴とする請求項8に記載のデバイス上にナノコーティング層を形成する方法。
  12. 前記第一温度は50℃乃至150℃の間で、
    前記第一加熱時間は、5分乃至30分の間であることを特徴とする請求項11に記載のデバイス上にナノコーティング層を形成する方法。
  13. 前記デバイス上に内コーティング層を形成後、さらに以下のステップを含み、
    内コーティング層を形成したデバイスを、第二温度下で第二加熱時間の加熱を行い、
    第一温度は第二温度より高く、しかも第一加熱時間は第二加熱時間より短いことを特徴とする請求項11に記載のデバイスのコーティング方法及びナノコーティング層を有するデバイス。
  14. 前記第二温度は、25℃乃至100℃の間で、
    第二加熱時間は、2時間乃至72時間の間であることを特徴とする請求項11に記載のデバイス上にナノコーティング層を形成する方法。
  15. 前記内コーティング層を形成したデバイスは、第二温度下で第二加熱時間の加熱を行った後、さらに以下のステップを含み、
    内コーティング層を形成したデバイスを、第三温度下で第三加熱時間の加熱を行い、第三温度は第二温度より高く、しかも第三加熱時間は第二加熱時間より短いことを特徴とする請求項13に記載のデバイス上にナノコーティング層を形成する方法。
  16. 前記第三温度は、50℃乃至150℃の間で、
    前記第三加熱時間は、10分乃至30分の間であることを特徴とする請求項15に記載のデバイス上にナノコーティング層を形成する方法。
  17. 前記第四温度下で第四加熱時間の加熱を行う第二加熱プロセスにおいて、第二溶剤を取り除き、
    前記第四温度は第二温度より高く、しかも第四加熱時間は第二加熱時間より短いことを特徴とする請求項15に記載のデバイス上にナノコーティング層を形成する方法。
  18. 前記第四温度は、50℃乃至150℃の間で、
    前記第四加熱時間は、10分乃至30分の間であることを特徴とする請求項17に記載のデバイス上にナノコーティング層を形成する方法。
  19. 溶液は、溶剤、金属酸化物ナノ粒子を有し、
    前記溶剤は、水、メタノール或いはエタノールの内の一種或いはその組合せで、
    前記金属酸化物ナノ粒子の粒径は5nm乃至100nmの間で、前記金属酸化物は、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、タリウム、鉛、ビスマス、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、ルテチウム、ハフニウム、タンタル、ウォルフラム、レニウム、オス端子ミウム、イリジウム、プラチナ、金、水銀の酸化物及びその組合せの一種或いは多種を有することを特徴とする溶液。
  20. 前記金属酸化物ナノ粒子の溶液中の濃度は、0.3%乃至5%重量パーセンテージ濃度であることを特徴とする請求項19に記載の溶液。
  21. 溶液は、溶剤、二酸化シリコンナノ粒子を有し、
    前記溶剤は、ヘプタン、ヘキサデカン及びメチル水素シロキサンの内の一種或いはその組合せで、
    前記二酸化シリコンナノ粒子の粒径は、0.1nm乃至10nmの間であることを特徴とする溶液。
  22. 前記二酸化シリコンナノ粒子の溶液中の濃度は、0.3%乃至5%重量パーセンテージ濃度であることを特徴とする請求項21に記載の溶液。
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