一种可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂及其应用方法与流程

1.本发明属于电路板保护材料技术领域，具体涉及一种可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂及其应用方法，所制备的可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂具有光照固化和可膨胀的双重特征，能够在电路板后处理工序中保护电路板上的特定位置，防止绝缘后处理影响电路板接线处导电，并在后处理工序后通过烘烤方法像爆米花一样膨胀，膨胀形成的粗糙表面形变会自行剥离受保护表面，从而仅需采用气枪吹扫等简易方法方便的进行剥离。


背景技术：

2.消费电子市场和高级应用场景对电子电路板的各类性能要求越来越高，其中以防霉菌、防潮湿、防盐雾的三防要求几乎成为现代电路板的基本要求。电路板三防的实现主要依靠电路板涂覆技术和其他电路板后处理技术，尤其是半成品电路板的后处理非常重要。半成品电路板的封装保护一般采用喷涂、离子溅射、化学沉积等方法，这些后处理工艺能够在电路板表面覆盖一层保护层，起到绝缘、密封、疏水、或者自清洁等作用。电路板一般不会单独工作，需要连接其他电路或外界设备、传感器、负载等等，这些连接的位置要求导电和连接稳定，这显然与电路板本体的三防要求产生了冲突，也就是说，在后处理过程中需要保证电路板该导电的地方导电性不能被破坏，而需要收到保护的地方保护又要充足。为了完成这种选择性导电性保留的需求，传统电路板处理工艺会在处理前对需保护位置进行先行保护，一般做法是采用点胶或涂胶工艺在需保护的部位涂抹可固化的保护树脂，然后通过热或光照等手段使其固化，受到保护的电路板进行后处理后再通过技术手段去除固化在需保护位置的保护层。目前工艺中，点胶涂胶和后处理手段都可以方便的通过技术手段实现自动化控制，但是固化后的保护图层具有强度高，附着力较强和厚度薄等特点，有些甚至会渗入导电位置的金属片后部，使其难以剥离，采用机器视觉控制自动剥离具有很高难度，很多处理厂家无奈只能采用人工手剥的方法进行处理。为解决这一困扰电路板保护的痛点，本发明拟发明一种可膨胀光固化电路板保护树脂，采用先固化后膨胀的方法，实现电路板保护树脂在完成保护电路板处理过程的使命后仅需简单低温烘烤即可从电路板上轻松剥离或吹离下来。
3.在现有专利中，利用光固化制备电路板保护树脂的研究很多，因为光固化技术的特点是固化速度快，生产效率高，适合流水线生产，无溶剂排放，固化不需要强制加热固化，同时固化能耗低，节约能源。但固化后的材料具有强度高，附着力较强和厚度薄等特点，但是树脂粘度往往较高，易渗入导电位置的金属片后部，使其难以剥离，导致后续处理操作繁琐。公开号：cn1699492a的发明专利，公开了一种光固化导电胶及其制法，该方法固化后树脂有良好的粘着性、耐溶剂性；粘接强度高、电阻率低，能满足聚酯、薄膜电路、pcb电路板等微电子封装技术的需要，但其研究制备工艺繁琐并且对原料的含量要求较为苛刻。公开号：cn106977658a的发明专利，公开了一种3d打印光固化树脂及其制备方法的发明专利，该方
法制得的树脂光敏感度高、成型速度快、可提高3d打印的加工效率，但材料长时间存放后粘度会上升，材料易变质，会影响设备的储存性能。公开号：cn110499130a的发明专利，公开了一种可见光固化胶粘剂及其制备方法，制得的胶黏剂具有表面张力低、固化速度快、收缩小、粘接力强、制备方法简单的优点，但湿气会进入电路板内部，导致极性环氧粘合剂的水合作用，从而弱化和降低界面的化学键合，最终使得封装界面失效。电路板保护材料的性能是决定材料是否适合于具体的封装技术、封装设计、制造工艺和电子应用的关键，是电路板可靠性测定的基础。传统电路板后处理方法有通过人工将pcb光板放置到带式输送机送到两级破碎机进行破碎成颗粒状后，再经过三级磨粉、风力分级、重力分级、筛分分级和高压静电分选机分选等环节，将pcb中的铜和非金属分离回收。该方法操作繁琐且分离过程难度较高，所以本专利对材料的自身性能进行改变，从而简化处理流程，提高资源的回收利用率。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术中的问题，本发明提供一种可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂，适用点胶机管道输送涂覆，不会渗入金属弹片底下，不会污染周边区域，采用先固化后膨胀的方法，可使保护树脂在的烘烤后发生膨胀表面变粗糙，从而轻松脱落下来，简化处理步骤并节省相应的资源。
5.为了实现本发明目的，所采用的技术方案为：可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂，包括如下重量组分：
6.丙烯酸酯低聚物30
‑
50％
7.稀释剂6.5
‑
48.9％
8.膨胀微球10
‑
20％
9.自由基引发剂1
‑
3％
10.流平剂0.1
‑
0.5％
11.触变增稠剂10
‑
20％；所述膨胀微球的受热膨胀温度为85
‑
105℃且该温度下膨胀微球仅膨胀不破裂。在后处理过程中，电路板表面形成有封装保护膜，用于保证绝缘、防潮、防盐雾等性能，然而若膨胀温度过高，则会使封装保护膜绝缘、防潮等性能降低，甚至封装保护膜层边缘出现卷曲，因此，膨胀温度不能过高，105℃为封装膜层所能承受的极限温度，作为优选膨胀温度控制在85～100℃。
12.作为优选，所述丙烯酸低聚物为聚氨酯丙烯酸酯、纯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯中的至少一种。
13.作为优选，所述稀释剂为丙烯酰吗啉、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种。
14.作为优选，所述膨胀微球为松本油脂制药株式会社的hf
‑
48d、f
‑
35d或圣和化工的um110a中的至少一种。
15.作为优选，所述自由基引发剂为紫外光引发剂907、1173、184、tpo、itx中的一种或多种。
16.作为优选，所述流平剂为德国byk的333、300、331中的至少一种。
17.作为优选，所述触变增稠剂为有机膨润土、气相二氧化硅、羟丙基纤维素中的至少一种。
18.上述可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂的应用，包括如下步骤：首先可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂通过点胶机点涂在电路板上需要保护的位置，经紫外或可见光辐照固化后，电路板整体进入后处理工序使形成封装保护膜层，在后处理工序中，因电路板上涂覆了可膨胀剥离光固化电路板保护树脂的位置受到保护，不会被后处理工序影响导电或透光等性能。电路板在后处理工序结束后整体在85
‑
105℃温度下烘烤0.5
‑
5分钟，使可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂膨胀，膨胀形成的粗糙表面形变会自行从电路板表面初步剥离，然后通过气枪吹扫使初步剥离的保护树脂从电路板彻底除去。
19.其应用方法是首先可膨胀光固化电路板保护树脂通过点胶机点涂在电路板上需要保护的位置，经紫外或可见光辐照固化后，电路板整体进入后处理工序，在后处理工序中电路板上涂覆了可膨胀光固化电路板保护树脂的位置受到保护，不会被后处理工序影响导电或透光等性能。电路板在后处理工序结束后整体在特定温度下烘烤特定时间，使涂覆的可膨胀光固化电路板保护树脂像爆米花一样膨胀，膨胀形成的粗糙表面形变会自行剥离受保护表面，从而仅需采用气枪吹扫等简易方法方便的进行剥离。
20.与现有技术相比，本发明取得了如下有益效果：本发明的可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂具有触变性、光照固化特性和可膨胀的三重特征，能够在电路板后处理工序中保护电路板上的特定位置，不会随意流动，防止绝缘后处理影响电路板接线处导电，并在后处理工序后通过烘烤方法像爆米花一样膨胀，膨胀形成的粗糙表面形变会自行剥离受保护表面，从而仅需采用气枪吹扫等简易方法方便的进行剥离，同时整体工艺不会影响封装保护膜的绝缘、防潮和防盐雾等性能，不会因为光固化层剥离导致成品率降低。为了实现膨胀微球的使用，需要增强树脂流动性，点胶后会出现树脂在电路板上的流动，使点胶工艺难以控制，触变增稠剂的使用，可以克服高流动性带来的负面影响，既可以保证树脂点胶的操作性，又保证了大量微球存在下树脂的可控性。
21.说明书附图
22.图1为本发明实施例中可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂的使用方法流程图。
具体实施方式
23.本发明用下列实施例来进一步说明本发明的技术特征，但本发明的保护范围并非限于下列实施例。
24.实施例1
25.可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂配方如下，
26.丙烯酸低聚物：聚氨酯丙烯酸酯 30％
27.稀释剂1：聚乙二醇(400)二丙烯酸酯 25％
28.稀释剂2：乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯 23.9％
29.膨胀微球：松本油脂制药株式会社hf
‑
48d 10％
30.自由基引发剂：1173 1％
31.流平剂：byk 333 0.1％
32.触变增稠剂：有机膨润土 10％。
33.防止绝缘后处理影响电路板接线处导电的可膨胀光固化电路板保护树脂制备与使用方法：将上述配方中的各组分充分混合均匀后放入胶水瓶待用。在自动点胶机上设定每个受保护位置点胶量按每平方毫米0.2g进行点胶涂覆，涂好胶的电路板在365nm波长35w的紫外光下固化10秒。将固化保护过的电路板放入气相化学沉积炉中，通过气相化学沉积法在表面沉积一层三防保护层。沉积了三防保护层的电路板通过烘道，在105℃下烘烤60秒，使点胶的可膨胀光固化电路板保护树脂充分膨胀，烘烤后的电路板经过三道不同方向排列的高压气体风幕后完成保护位置已膨胀光固化电路板保护树脂的剥离工序，即可得到表面三防处理的成品电路板。
34.实施例2
35.可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂配方如下：
36.丙烯酸低聚物：聚酯丙烯酸酯 15％；纯丙烯酸酯 15％
37.稀释剂1：丙烯酰吗啉 10％
38.稀释剂2：乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯 6.5％
39.稀释剂3：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 10％
40.膨胀微球：松本油脂制药株式会社f
‑
35d 20％
41.自由基引发剂：1173 1.5％；907 1.5％
42.流平剂：byk 300 0.5％
43.触变增稠剂1：气相二氧化硅 10％
44.触变增稠剂2：羟丙基纤维素 10％。
45.防止绝缘后处理影响电路板接线处导电的可膨胀光固化电路板保护树脂制备与使用方法：将上述配方中的各组分充分混合均匀后放入胶水瓶待用。在自动点胶机上设定每个受保护位置点胶量按每平方毫米0.2g进行点胶涂覆，涂好胶的电路板在365nm波长35w的紫外光下固化10秒。将固化保护过的电路板放入气相化学沉积炉中，通过气相化学沉积法在表面沉积一层三防保护层。沉积了三防保护层的电路板通过烘道，在105℃下烘烤60秒，使点胶的可膨胀光固化电路板保护树脂充分膨胀，烘烤后的电路板经过三道不同方向排列的高压气体风幕后完成保护位置已膨胀光固化电路板保护树脂的剥离工序，即可得到表面三防处理的成品电路板。
46.实施例3
47.可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂配方如下：
48.丙烯酸低聚物：聚酯丙烯酸酯 30％；环氧丙烯酸酯 10％；聚氨酯丙烯酸酯 10％
49.稀释剂：三丙二醇二丙烯酸酯 6.5％
50.膨胀微球：松本油脂制药株式会社hf
‑
48d 10％；圣和化工um110a 10％
51.自由基引发剂：1173 1％；184 1％；tpo 1％
52.流平剂：byk 331 0.3％；byk 300 0.2％
53.触变增稠剂：气相二氧化硅 20％。
54.防止绝缘后处理影响电路板接线处导电的可膨胀光固化电路板保护树脂制备与使用方法：将上述配方中的各组分充分混合均匀后放入胶水瓶待用。在自动点胶机上设定
每个受保护位置点胶量按每平方毫米0.2g进行点胶涂覆，涂好胶的电路板在365nm波长35w的紫外光下固化10秒。将固化保护过的电路板放入气相化学沉积炉中，通过气相化学沉积法在表面沉积一层三防保护层。沉积了三防保护层的电路板通过烘道，在85℃下烘烤60秒，使点胶的可膨胀光固化电路板保护树脂充分膨胀，烘烤后的电路板经过三道不同方向排列的高压气体风幕后完成保护位置已膨胀光固化电路板保护树脂的剥离工序，即可得到表面三防处理的成品电路板。
55.实施例4
56.可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂配方如下：
57.丙烯酸低聚物：聚氨酯丙烯酸酯 10％；环氧丙烯酸酯 10％
58.稀释剂1：聚乙二醇(400)二丙烯酸酯 5％
59.稀释剂2：乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯 8.9％
60.稀释剂3：丙烯酰吗啉 5％
61.稀释剂4：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 5％
62.稀释剂5：三丙二醇二丙烯酸酯 6％
63.稀释剂6：双季戊四醇六丙烯酸酯 15％
64.稀释剂7：甲基丙烯酸羟乙酯 4％
65.膨胀微球：松本油脂制药株式会社hf
‑
48d 10％；f
‑
35d 10％
66.自由基引发剂：1173 0.25％；907 0.25％；184 0.25％；itx 0.25％
67.流平剂：byk 333 0.03％；byk 331 0.07％
68.触变增稠剂：羟丙基纤维素10％。
69.防止绝缘后处理影响电路板接线处导电的可膨胀光固化电路板保护树脂制备与使用方法：将上述配方中的各组分充分混合均匀后放入胶水瓶待用。在自动点胶机上设定每个受保护位置点胶量按每平方毫米0.2g进行点胶涂覆，涂好胶的电路板在365nm波长35w的紫外光下固化10秒。将固化保护过的电路板放入气相化学沉积炉中，通过气相化学沉积法在表面沉积一层三防保护层。沉积了三防保护层的电路板通过烘道，在95℃下烘烤60秒，使点胶的可膨胀光固化电路板保护树脂充分膨胀，烘烤后的电路板经过三道不同方向排列的高压气体风幕后完成保护位置已膨胀光固化电路板保护树脂的剥离工序，即可得到表面三防处理的成品电路板。
70.实施例5
71.可膨胀后自行剥离的触变性光固化电路板保护树脂配方如下：
72.丙烯酸低聚物：聚氨酯丙烯酸酯 10％；纯丙烯酸酯 10％；聚酯丙烯酸酯 10％；环氧丙烯酸酯 10％
73.稀释剂1：聚乙二醇(400)二丙烯酸酯 5％
74.稀释剂2：三丙二醇二丙烯酸酯 5％
75.稀释剂3：双季戊四醇六丙烯酸酯 5％
76.稀释剂4：甲基丙烯酸羟乙酯 5％
77.稀释剂5：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 6.5％
78.膨胀微球：松本油脂制药株式会社hf
‑
48d 10％；f
‑
35d 5％；圣和化工um110a 5％
79.自由基引发剂：1173 1％；907 0.5％；184 0.5％；tpo 0.5％；itx 0.5％
80.流平剂：byk 333 0.1％；byk 300 0.2％；byk 331 0.2％
81.触变增稠剂1：气相二氧化硅 5％
82.触变增稠剂2：羟丙基纤维素 5％。
83.防止绝缘后处理影响电路板接线处导电的可膨胀光固化电路板保护树脂制备与使用方法：将上述配方中的各组分充分混合均匀后放入胶水瓶待用。在自动点胶机上设定每个受保护位置点胶量按每平方毫米0.2g进行点胶涂覆，涂好胶的电路板在365nm波长35w的紫外光下固化10秒。将固化保护过的电路板放入气相化学沉积炉中，通过气相化学沉积法在表面沉积一层三防保护层。沉积了三防保护层的电路板通过烘道，在105℃下烘烤60秒，使点胶的可膨胀光固化电路板保护树脂充分膨胀，烘烤后的电路板经过三道不同方向排列的高压气体风幕后完成保护位置已膨胀光固化电路板保护树脂的剥离工序，即可得到表面三防处理的成品电路板。
84.表1.不同实例的保护性能
[0085][0086]
上表分别是实施例与不接受涂覆保护和传统树脂保护的电路板进行后处理后的表现，可以看出本发明的实施例不仅能够保护电路板在后处理过程中导电性能不被破坏，而且电路板在后处理工序结束后整体在特定温度下烘烤特定时间后可膨胀光固化电路板保护树脂像爆米花一样膨胀，膨胀形成的粗糙表面形变会自行剥离受保护表面，从而仅需采用气枪吹扫等简易方法方便的进行剥离。剥离等后处理时间大幅缩短，次品率也相比传统同意大幅提升，是未来电子电路电路板保护中的一项非常具有推广前景的技术。