專利名稱：一種具有全方位抗靜電功能的印刷電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有全方位抗靜電功能的印刷電路板及其制造方法，屬于電路板設(shè)計(jì)和電子電路保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，，特別是抗靜電印刷電路板的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，電子電路抗靜電保護(hù)一是設(shè)計(jì)成多層電路板。該方法技術(shù)較先進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)全方位的保護(hù)，但設(shè)計(jì)極其復(fù)雜，成本很高，不利于推廣使用。二是傳統(tǒng)方法。該方法利用分立的元器件，焊接或者是粘貼到電路板上，對某個(gè)具體電路器件進(jìn)行保護(hù)，這樣在一塊電路板中就需要許多個(gè)單體保護(hù)器件來保護(hù)對應(yīng)的元件。使得電路板的設(shè)計(jì)布線、走線非常繁雜。同時(shí)，保護(hù)元件眾多，必定占用大量的電路板面積，不利于電子設(shè)備的小型化，也不利于節(jié)約成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種具有全方位抗靜電功能的印刷電路板及其制造方法。該方法不但可使電路設(shè)計(jì)大為簡化，而且可使電路板上每一個(gè)元器件都得到靜電放電保護(hù)，防護(hù)器件的使用量大幅減少，可使電路板利用率大為提高，為電子設(shè)備的小型化、節(jié)約成本、提聞生廣效益創(chuàng)造了條件。本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明的一種具有全方位抗靜電功能的印刷電路板包括基板，基板上的元器件安裝孔，連接在各安裝孔之間的印刷銅線，在印刷銅線層之上設(shè)置靜電吸收條，靜電吸收條包括兩層，底層是高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜，上層是附著在高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜上的金屬導(dǎo)電層；靜電吸收條與印刷銅線交叉布置，交叉處靜電吸收條的底層下表面與印刷銅線緊密電接觸，靜電吸收條的上表面金屬導(dǎo)電層與印刷銅線中的地線交叉處設(shè)有接地點(diǎn)，在接地點(diǎn)處的表面金屬導(dǎo)電層上有金屬接地導(dǎo)電層，將該處靜電吸收條的上表面金屬導(dǎo)電層與該處地線連接。所述的靜電吸收條設(shè)多條，使每一根非地印刷銅線都與靜電吸收條交叉一次，每個(gè)獨(dú)立的靜電吸收條的上表面金屬導(dǎo)電層都有與印刷銅線中的地線的接地點(diǎn)。所述的靜電吸收條的寬度為O. 5 I. 5mm。所述的靜電吸收條的長度每10 15cm需要一個(gè)接地點(diǎn)。一種具有全方位抗靜電功能的印刷電路板的制造方法，I)在pcb基板上按常規(guī)方法，根據(jù)電路原理圖設(shè)計(jì)印制電路銅線；2)制作靜電吸收條在高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜的上表面鍍上一層金屬導(dǎo)電層，按需要寬度進(jìn)行裁剪，裁剪成為O. 5 I. 5mm寬的條狀；3)在印刷電路板的靜電吸收條規(guī)劃走向方向，用與靜電吸收條等寬的砂紙對印制的電路銅線進(jìn)行打毛處理；4)在打毛處理的印刷銅線處點(diǎn)覆一層導(dǎo)電銀膠，將靜電吸收條按規(guī)劃走向粘貼于已打毛并點(diǎn)涂導(dǎo)電銀膠的電路板上，使靜電吸收條與電路板上的印刷銅線交叉點(diǎn)形成電連接;5)將粘貼好的靜電吸收條與印刷銅線中的地線交叉處的上層，即金屬導(dǎo)電層用導(dǎo)電銀膠將金屬接地導(dǎo)電層連接到電路板最近的接地線，形成接地點(diǎn)；6)沿靜電吸收條貼附路線與Pcb板之間涂覆環(huán)氧樹脂層，對靜電吸收條進(jìn)行包封錨固定型，而后進(jìn)行電路板的其它常規(guī)技術(shù)施工。本發(fā)明與現(xiàn)有保護(hù)方案相比具有顯著優(yōu)越性現(xiàn)有的保護(hù)方式一般都是采用單一元件，對應(yīng)保護(hù)一個(gè)被保護(hù)點(diǎn)如M0V、TVS、聚合物靜電抑制器等，在一塊電路板上，需要許多個(gè)這種保護(hù)元件。這樣不僅使線路設(shè)計(jì)復(fù)雜，而且要占用較大的電路板面積。再有一種就是多層電路板的方式，但此方式設(shè)計(jì)極其復(fù)雜，成本特高。本發(fā)明是將具有電壓變阻特性的靜電吸收條貼附在電路板上，與印刷銅線交叉接 觸，絲毫不占用電路板一丁點(diǎn)有效面積，而且是幾根線條就可實(shí)現(xiàn)全方位的靜電保護(hù)，實(shí)施極為簡單。本發(fā)明即省料，又省力，更節(jié)約電路板面積。采用本發(fā)明的直接好處是1.簡化了電路板的設(shè)計(jì)。2.節(jié)約了電路板的面積。3.大大節(jié)約了元器件等材料成本和人工安裝成本。4.為電氣設(shè)備的小型化創(chuàng)造了條件。


圖I是本發(fā)明的一種實(shí)施例總體示意圖。圖2是靜電吸收條截面原理示意圖。圖3是靜電吸收條與非地線印刷銅線交叉處電路板截面原理放大示意圖。圖4是靜電吸收條與地線印刷銅線交叉處電路板截面原理放大示意圖。
具體實(shí)施例方式圖I給出本發(fā)明的一種實(shí)施例，圖2、圖3、圖4是局部原理放大圖一種具有全方位抗靜電功能的印刷電路板包括基板1，基板I上的元器件安裝孔2，連接在各安裝孔2之間的印刷銅線3，在印刷銅線層之上設(shè)置靜電吸收條4，靜電吸收條4包括兩層，底層是高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜4a，上層是附著在高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜4a上的金屬導(dǎo)電層4b ;靜電吸收條4與印刷銅線3交叉布置，交叉處靜電吸收條4的底層下表面與印刷銅線3緊密電接觸，靜電吸收條4的上表面金屬導(dǎo)電層4b與印刷銅線3中的地線3a交叉處設(shè)有接地點(diǎn)3al，在接地點(diǎn)3al處的表面金屬導(dǎo)電層4b上有金屬接地導(dǎo)電層5，將該處靜電吸收條4的上表面金屬導(dǎo)電層4b與該處地線3a電連接。在靜電吸收條上與Pbc板之間覆蓋環(huán)氧樹脂層6，對靜電吸收條4進(jìn)行包封錨固定型。所述的靜電吸收條4設(shè)多條，使每一根非地印刷銅線3b都與靜電吸收條4交叉一次，每個(gè)獨(dú)立的靜電吸收條4的上表面金屬導(dǎo)電層4b都與印刷銅線3中的地線3a有地連接點(diǎn)3al。所述的靜電吸收條4的寬度為O. 5 I. 5mm。所述的靜電吸收條4的長度每10 15cm需要一個(gè)地連接點(diǎn)3al。一種具有全方位抗靜電功能的印刷電路板的制造方法I)在pcb基板I上按常規(guī)方法，根據(jù)電路原理圖設(shè)計(jì)印制電路銅線3 ；
2)制作靜電吸收條4:在高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜4a的上面鍍上一層金屬導(dǎo)電層4b，按需要寬度進(jìn)行裁剪，裁剪成為O. 5 I. 5mm寬的條狀；3)在印刷電路板的靜電吸收條4規(guī)劃走向方向，用與靜電吸收條4等寬的砂紙對印制的電路銅線進(jìn)行打毛處理；4)在打毛處理的印刷銅線處點(diǎn)覆一層導(dǎo)電銀膠，將靜電吸收條4按規(guī)劃走向粘貼于已打毛并點(diǎn)涂導(dǎo)電銀膠的電路板上，使靜電吸收條4與電路板上的印刷銅線交叉點(diǎn)形成電連接；5)將粘貼好的靜電吸收條4與印刷銅線3中的地線3a交叉處的上層，即金屬導(dǎo)電層4b用導(dǎo)電銀膠將金屬接地導(dǎo)電層5連接到電路板最近的接地線3a形成接地點(diǎn)3al ；6)沿靜電吸收條4貼附路線與Pcb板之間涂覆一層環(huán)氧樹脂層6，對靜電吸收條 4進(jìn)行包封錨固定型，而后進(jìn)行電路板的其它常規(guī)技術(shù)施工。需要說明的是印刷電路設(shè)計(jì)時(shí)，可剔除其它抗靜電保護(hù)元器件的電路。印刷電路板上的靜電吸收條4的規(guī)劃，根據(jù)對電路板總體布局進(jìn)行分析確定，按功能區(qū)間規(guī)劃出應(yīng)保護(hù)的范圍。再根據(jù)各保護(hù)范圍評估需要的材料指標(biāo)(如轉(zhuǎn)折電壓、箝位電壓等)然后規(guī)劃靜電吸收條走向圖，每個(gè)區(qū)域走向圖盡量形成封閉的口字型。對集成塊焊腳，排線插接及各種線卡插腳，可單獨(dú)包圍粘貼靜電吸收條4。注意除公共地線外，每條印刷附銅線只需要覆蓋一次，盡量避免2次覆蓋。高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜是將茂金屬線性聚乙烯與低密度聚乙烯的混合的高分子基體材料100份與經(jīng)帶反應(yīng)基團(tuán)的聚氨酯或環(huán)氧樹酯表面改性劑進(jìn)行錨固聚合變性的納米石墨烯導(dǎo)電填料3 14份熔融共混，經(jīng)熱熔壓延和冷壓定型獲得的厚度為50um 200um的軟薄膜。該高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜具有與施加其上的電壓有一個(gè)相對應(yīng)的閥值關(guān)系，當(dāng)施加在該薄膜兩端的電壓為一個(gè)特定值時(shí)，該軟薄膜由絕緣體突變?yōu)閷?dǎo)電體，將超過元器件額定工作電壓的部分能量以電流的形式泄放到地，并使元器件的工作電壓箝位在一定范圍。檢測用8000V靜電槍對電路板上已覆蓋的各條附銅線進(jìn)行逐一電擊，查看放電情況，應(yīng)滿足下列指標(biāo)I.轉(zhuǎn)折電壓< 500V 4.靜態(tài)絕緣電阻> 3. 3*109Ω2.箝位電壓< 40V5.漏電流< O. 3ηΑ3.響應(yīng)時(shí)間··< lns6.交叉點(diǎn)電容< IPF對于高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜的選擇，應(yīng)根據(jù)不同的電路板及工作要求進(jìn)行選擇，主要選擇標(biāo)準(zhǔn)是1、轉(zhuǎn)折電壓，2、箝位電壓，3、漏電流。選擇不同型號(hào)的高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜可獲得不同抗靜電指標(biāo)的電路板。對高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜進(jìn)行不同寬度的裁剪，可獲得不同的交叉點(diǎn)電容值，以獲得不同的放電功率。本發(fā)明的電路板在正常情況下與其它普通電路板功能完全一樣，只不過它已具備了抗靜電的功能。當(dāng)有瞬間過載脈沖能量如ETF、ESD等從任何方向進(jìn)入電路板時(shí)，貼附于該過載脈沖方向的靜電吸收條4瞬間從高阻態(tài)變?yōu)榈妥钁B(tài)，將這一脈沖能量引入最近接地點(diǎn)進(jìn)行泄放，從而使該線路中的元器件免受瞬間過載能量的沖擊。
本發(fā)明的核心是利用高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜的電壓誘變阻特性，將電壓變阻軟薄膜緊密附著在電路板的印刷線路上，使其與電路板中的印刷附銅線成交叉覆蓋，交叉點(diǎn)形成電連接，當(dāng)電路中任何部位遭到靜電攻擊時(shí)，電壓變阻軟薄膜將從高阻抗迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥杩?，將這些靜電引向接地端泄放掉，從而使線路上的電子元器件免受靜電傷害。除高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜外，采用其它的非線性高分子電壓誘變材料按本發(fā)明的覆蓋方案進(jìn)行工藝施工也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的抗靜電效果。因此，凡是利用高分子復(fù) 合納米電壓變阻軟薄膜或者具有非線性電壓變阻的高分子材料制作靜電吸收條與電路板的印刷銅線交叉布置，實(shí)現(xiàn)靜電泄放保護(hù)功能的，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有全方位抗靜電功能的印刷電路板，包括基板(I)，基板(I)上的元器件安裝孔(2)，連接在各安裝孔(2)之間的印刷銅線(3)，其特征在于在印刷銅線層之上設(shè)置靜電吸收條(4)，靜電吸收條(4)包括兩層，底層是高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜(4a)，上層是附著在高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜(4a)上的金屬導(dǎo)電層(4b);靜電吸收條(4)與印刷銅線(3)交叉布置，交叉處靜電吸收條(4)的底層下表面與印刷銅線(3)緊密電接觸，靜電吸收條(4)的上表面金屬導(dǎo)電層(4b)與印刷銅線(3)中的地線(3a)交叉處設(shè)有接地點(diǎn)(3al)，在接地點(diǎn)(3al)處的表面金屬導(dǎo)電層(4b)上有金屬接地導(dǎo)電層(5)，將該處靜電吸收條(4)的上表面金屬導(dǎo)電層(4b)與該處地線(3a)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有全方位抗靜電功能的印刷電路板，其特征在于靜電吸收條(4)設(shè)多條，使每一根非地印刷銅線(3b)都與靜電吸收條(4)交叉一次，每個(gè)獨(dú)立的靜電吸收條(4)的上表面金屬導(dǎo)電層(4b)都有與印刷銅線(3)中的地線(3a)至少有一個(gè)接地點(diǎn)(3al)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的具有全方位抗靜電功能的印刷電路板，其特征在于靜電吸收條(4)的寬度為O. 5 I. 5_。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的具有全方位抗靜電功能的印刷電路板，其特征在于靜電吸收條(4)的長度每10 15cm需要一個(gè)接地點(diǎn)(3al)。
5.一種具有全方位抗靜電功能的印刷電路板的制造方法， 1)在pcb基板(I)上按常規(guī)方法，根據(jù)電路原理圖設(shè)計(jì)印制電路銅線(3); 2)制作靜電吸收條(4):在高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜(4a)的上面鍍上一層金屬導(dǎo)電層(4b)，按需要寬度進(jìn)行裁剪，裁剪成為O. 5 I. 5mm寬的條狀； 3)在印刷電路板的靜電吸收條(4)規(guī)劃走向方向，用與靜電吸收條(4)等寬的砂紙對印制的電路銅線進(jìn)行打毛處理； 4)在打毛處理的印刷銅線處點(diǎn)覆一層導(dǎo)電銀膠，將靜電吸收條(4)按規(guī)劃走向貼于已打毛并點(diǎn)涂導(dǎo)電銀膠的電路板上，使靜電吸收條(4)與電路板上的印刷銅線交叉點(diǎn)形成電連接； 5)將粘貼好的靜電吸收條(4)與印刷銅線(3)中的地線(3a)交叉處的上層，即金屬導(dǎo)電層(4b)涂導(dǎo)電銀膠，將金屬接地導(dǎo)電層(5)連接到電路板最近的接地線(3a)，形成接地點(diǎn)(3al)； 6)沿靜電吸收條(4)貼附路線與Pcb板之間涂覆環(huán)氧樹脂層(6)，對靜電吸收條(4)進(jìn)行包封錨固定型，而后進(jìn)行電路板的其它常規(guī)技術(shù)施工。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有全方位抗靜電功能的印刷電路板及其制造方法，電路板包括基板，基板上的元器件安裝孔，連接在各安裝孔之間的印刷銅線，在印刷銅線層之上設(shè)置靜電吸收條，靜電吸收條包括兩層，底層是高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜，上層是附著在高分子復(fù)合納米電壓變阻軟薄膜上的金屬導(dǎo)電層；靜電吸收條與印刷銅線交叉布置，交叉處靜電吸收條的底層下表面與印刷銅線緊密電接觸，靜電吸收條的上表面金屬導(dǎo)電層與印刷銅線中的地線交叉處設(shè)有接地點(diǎn)，在接地點(diǎn)處的表面金屬導(dǎo)電層上有金屬接地導(dǎo)電層，將該處靜電吸收條的上表面金屬導(dǎo)電層與該處地線連接。靜電吸收條設(shè)多條，使每一根非地印刷銅線都與靜電吸收條交叉一次，每個(gè)獨(dú)立的靜電吸收條都至少有一個(gè)接地點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05K3/00GK102869188SQ201210347090
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者王晶 申請人:武漢芯寶科技有限公司