耐火印刷电路板组件制造技术

印刷电路板(Printed circuit boards)或PCB可包括已被改性的交联低聚物，以防止腐蚀并且具有降低的易燃性。低聚物可被官能化以包括可交联部分和阻燃剂。改性的材料与目前用于制造PCB的玻璃纤维技术相比，更加环境温和的且毒性较低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景印刷电路板(printedcircuitboards)或PCB典型地是一种由玻璃纤维或其他类似的不导电材料制作的薄平板，导电线或迹线(trace)被印刷或蚀刻在它上面。电子元件，比如集成电路、电阻器、电容器、二极管、电子滤波器(electronicfilter)、微型控制器、继电器等等，可被安装在板上，并且迹线将元件连接在一起，以形成工作电路或组件。PCB可在一面或双面上具有导体，并且可以是多层的，含有很多层导体，每个被绝缘层隔开。虽然大多数PCB是平的且刚性的，但是也可使用柔性衬底。一些PCB的例子包括电脑主机板、记忆芯片和网络接口卡。过去，耐用电子产品比如电视机、收音机、立体声装置(stereo)将花费五到二十年进入废物流。今天，具有逻辑系统(logic)、存储器和复杂的PCB的物品可更迅速地进入废物流。在很多国家，3年的手机、便携式音乐播放器或者游戏操作台被认为是过时的，且可被处理掉。因此，信息技术革命的一个未预期的结果是新的和非寻常的有毒废物。预估显示全世界每年1亿电脑被丢弃。在美国，这相当于每年大约2百万吨电脑相关的废物且仍在攀升。欧盟已认定废电气电子设备(WEEE)为增长最快的废物流，达到城市固体废弃物(MSW)的大约5％，且以总MSW流的速度的三倍增长。进入MSW流的普通废物通常由经过有限数量处理步骤的简单材料组成。电子废物管理复杂更多。WEEE主要包括有用的材料，比如可循环金属、玻璃和塑料，也包括有价值的金属，比如Au、Cu、Ni、稀土、Ru、Pd、Ag和Zn。因为这些特征，对于回收再利用和循环加工来说WEEE尤其具有吸引力。但是，WEEE通常包括有毒金属比如Pb、Hg、Cr、Cd和有毒有机和无机化合物，这使得这些加工是潜在有危险的。安全和有效的分离WEEE元件是正在进行的技术挑战。电子元件也可引起火险。PCB中的电迁移使短路成为可能。因为这个着火潜在可能，防燃(fire-suppressant)材料，比如溴代双酚A(溴代-BPA)环氧树脂已经被用于电路板以减少着火事件发生。但是，这些树脂可能并不能够在着火事件期间维持对燃烧的抑制。溴代BPA也可以起内分泌毒素的作用，并且在被热解或分解时释放有毒化学品。另外，由于PCB上的元件比如芯片和二极管的敏感本性，PCB中的材料选择同样必须考虑所使用的材料是否可引起电子元件的腐蚀。因此，这里仍有降低PCB存在的潜在危险的需求。概述印刷电路板或PCB可被生产为包括已被改性的交联低聚物，以防止腐蚀和具有降低的易燃性。改性的材料料与目前用于制造PCB的玻璃纤维技术相比，更加环境温和以及毒性较低。虽然最初疏水，但是在废物流中这些材料能够被包括电子废物水处理的技术加工，以分解PCB和回收材料，从而制造下一代电子元件。在一个实施方式中，印刷电路板组件包括至少一个衬底板(substratesheet)，其包括阻燃材料、在衬底板上布置的导电迹线和与导电迹线接触的在衬底板上布置的电子元件。所述阻燃材料包括官能化的低聚糖，其包括以阻燃剂官能化的交联低聚糖。在一个实施方式中，阻燃材料包括官能化的低聚糖，其包括以阻燃剂官能化的交联低聚糖。在一个实施方式中，生产阻燃材料的工具箱包括官能化的低聚糖，其包括以阻燃剂官能化的低聚糖；和具有可交联部分的官能化的低聚糖，所述可交联部分被配置为与至少一个其他官能化的低聚糖的可交联部分是可交联的。工具箱也可包括至少一种交联剂以交联可交联部分。在一个实施方式中，生产阻燃剂的方法包括用可交联部分和阻燃剂官能化的低聚糖和交联官能化的低聚糖。附图简述图1描述了印刷电路板和依据实施方式生产印刷电路板的方法步骤。图2A-2C描绘了依据实施方式的多糖的简化图解。图3显示了依据实施方式生产交联的、耐火的低聚糖材料的代表性工艺。图4A-4D显示了依据实施方式生产硼化的(boronated)、环氧纤维素的代表性工艺步骤。图5描述了依据实施方式的硼化的乙烯基纤维素的直接交联。详细描述用于电子工业的无毒且环境温和的电路板可通过使用通常天然存在的糖作为电路板中的阻燃剂材料来制造。所述糖提供了污染的降低和来自电子废物处理中的高度有毒材料的释放的降低。在一个实施方式中，印刷电路板140(如图1板F显示，以下详细讨论)可由衬底板100形成，其包括阻燃材料以降低源于电路板的着火风险。耐火材料可包括以阻燃剂官能化的交联低聚糖。电路板140也可具有在衬底板上布置的任何各种导电迹线115(如图1板C显示)，以及与导电迹线接触的在衬底板上布置的任何各种电子元件135(如图1板F显示)。导电迹线115，例如可能是铜，可通过蚀刻形成，其中整个表面被导电材料覆盖，所述表面被掩蔽以覆盖待保留的导电材料的区域，并且导电材料的未掩蔽的部分被去除。导电迹线也可通过比如印刷的方法直接被沉积下来。电子元件135可为任意微处理器、二极管、微型控制器、集成电路、逻辑装置(logicdevice)、电阻器、电容器、电子滤波器、微型控制器等等。衬底板可为层压材料，其可为一层或多层布和树脂材料。可配置不同的布织法(线每厘米)、布厚度以及树脂百分比，以实现期望的最终厚度和介电特性(dielectriccharacteristics)。可配置所使用的布或纤维材料、树脂材料以及布与树脂的比例以确定所生产的层压制品的特性。可考虑的一些特性包括但不限于，层压制品的阻燃水平、介电常数、损耗系数(lossfactor)、抗张强度(tensilestrength)、剪切强度、玻璃化转变温度和Z-轴膨胀系数(随温度厚度变化多少)。所述衬底板可为纤维纸，并且可包括用棉纤维、木纤维(woodfiber)、亚麻纤维(linenfiber)、草纤维(grassfiber)等等制造的纸。在一个实施方式中，棉纤维板可被用作衬底板。所述衬底板可用阻燃材料或树脂浸渍或者涂覆。多糖可被用作生产树脂的材料。多糖是通过配糖键连在一起的单糖单元的长碳水化合物分子，结构范围从线性到多支链。多糖的通式是(C6H10O5)n，其中40≤n≤3000。一些多糖的例子包括但不限于果胶、纤维素、半纤维素、淀粉、糖原、直链淀粉和几丁质。淀粉、纤维素和糖原的代表性结构都基于葡萄糖单体单元，分别在图2A-2C进行了描绘。淀粉(图.2A)是天然丰富的营养的碳水化合物，主要在植物本文档来自技高网...

【技术保护点】
印刷电路板组件，其包括：至少一个包括阻燃材料的衬底板，所述阻燃材料包括官能化的低聚糖，所述官能化的低聚糖包括以阻燃剂官能化的交联低聚糖；在所述衬底板上布置的导电迹线；和与所述导电迹线接触的在所述衬底板上布置的电子元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.印刷电路板组件，其包括：
至少一个包括阻燃材料的衬底板，所述阻燃材料包括官能化的低
聚糖，所述官能化的低聚糖包括以阻燃剂官能化的交联低聚糖；
在所述衬底板上布置的导电迹线；和
与所述导电迹线接触的在所述衬底板上布置的电子元件。
2.如权利要求1所述的印刷电路板组件，其中所述电子元件包
括下述中的至少一种：微处理器、二极管、电容器、电阻器、电子滤
波器、微型控制器、集成电路和逻辑装置。
3.如权利要求1所述的印刷电路板组件，其中所述衬底板包括
以阻燃材料浸渍的纤维纸。
4.如权利要求1所述的印刷电路板组件，其中所述官能化的低
聚糖包括大约1个到大约10个糖单元。
5.如权利要求1所述的印刷电路板组件，其中所述阻燃剂包括
含氯的碳氢化合物、含溴的碳氢化合物、硼化合物、金属氧化物、锑
氧化物、氢氧化铝、钼化合物、锌氧化物、镁氧化物、有机磷酸酯、
次磷酸盐、亚磷酸盐、膦酸酯、磷杂环戊二烯、卤代的磷化合物、含
无机磷的盐、含氮化合物或其任何组合。
6.如权利要求1所述的印刷电路板组件，其中所述阻燃剂包括
至少一种有机硼基取代基。
7.权利要求6所述的印刷电路板组件，其中所述至少一种有机
硼基取代基包括至少一种硼酸衍生物，其通过至少一个-B-O-低聚糖
键与低聚糖共价结合，其中B是硼，以及O是氧。
8.如权利要求7所述的印刷电路板组件，其中所述硼酸衍生物
是烷基硼酸、烯基硼酸、芳基硼酸、杂芳基硼酸或其任何组合。
9.如权利要求1所述的印刷电路板组件，其中所述官能化的低
聚糖包括下述中的至少一种：单糖、二糖、多元醇和多糖的低聚物衍
生物，所述多糖选自果胶、纤维素、半纤维素、淀粉、糖原、直链淀
粉和其任何组合。
10.如权利要求1所述的印刷电路板组件，其中每个官能化的低
聚糖包括下述中的至少一种：
通过交联剂与另一官能化的低聚糖的至少一个可交联部分交联
的至少一个可交联部分；和
与另一官能化的低聚糖的至少一个可交联部分直接结合的至少
一个可交联部分。
11.如权利要求10所述的印刷电路板组件，其中所述至少一个
可交联部分和所述交联剂是由如下组成的组的可交联成分：乙酰乙酸
基、酸、酐、胺、酰胺、环氧基、羟基、封端异氰酸酯、异硫氰酸酯、
乙烯基和其任何组合。
12.如权利要求1所述的印刷电路板组件，其中：
所述阻燃剂包括至少一种有机硼基取代基：
所述官能化的低聚糖是纤维素的低聚物衍生物，其包括大约2个
到大约6个糖单元；
所述糖单元包括至少一种有机硼基取代基；且
每个官能化的低聚糖包括至少一个可交联部分，其通过交联剂与
另一官能化的低聚糖的至少一个可交联部分交联。
13.如权利要求12所述的印刷电路板组件，其中：
所述至少一个可交联部分是环氧基；和
所述交联剂是选自下述的多官能成分：胺、酰胺、苯酚、乙醛、
甲醛、乙醇、硫醇、磷化氢、三聚氰胺、三聚氰胺-甲醛、羧酸、硫
代羧酸、二硫代羧酸、蛋白质、多肽、DNA、硒醇、胂、和马来酸系
统。
14.一种阻燃材料，其包括官能化的低聚糖，所述官能化的低聚
糖包括以阻燃剂官能化的交联低聚糖。
15.权利要求14所述的阻燃材料，其中所述官能化的低聚糖包
括大约1个到大约10个糖单元。
16.权利要求14所述的阻燃材料，其中所述阻燃剂包括含氯的
碳氢化合物、含溴的碳氢化合物、硼化合物、金属氧化物、锑氧化物、
氢氧化铝、钼化合物、锌氧化物、镁氧化物、有机磷酸酯、次磷酸盐、

\t亚磷酸盐、膦酸酯、磷杂环戊二烯、卤代的磷化合物、含无机磷的盐、
含氮化合物或其组合。
17.权利要求14所述的阻燃材料，其中所述阻燃剂是硼化合物。
18.权利要求14所述的阻燃材料，其中所述阻燃剂包括至少一
种有机硼基取代基。
19.权利要求18所述的阻燃材料，其中所述至少一种有机硼基
取代基包括通过至少一个-B-O-低聚糖键与低聚糖共价结合的至少一
种硼酸衍生物。
20.权利要求19所述的阻燃材料，其中所述硼酸衍生物是烷基
硼酸、烯基硼酸、芳基硼酸、杂芳基硼酸或其组合。
21.权利要求14所述的阻燃材料，其中：
所述阻燃剂包括至少一种有机硼基取代基；
所述官能化的低聚糖包括大约2个到大约10个糖单元；且
所述糖单元包括至少一种有机硼基取代基。
22.权利要求14所述的阻燃材料，其中所述官能化的低聚糖包
括下述的至少一个：单糖、二糖和多糖的低聚物衍生物，所述多糖选
自果胶、纤维素、半纤维素、淀粉、糖原、直链淀粉和其任何组合。
23.权利要求14所述的阻燃材料，其中每个官能化的低聚糖包
括下述的至少一个：
通过交联剂与另一官能化的低聚糖的至少一个可交联部分交联
的至少一个可交联部分；和
与另一官能化的低聚糖的至少一个可交联部分直接结合的至少
一个可交联部分。
24.权利要求23所述的阻燃材料，其中所述至少一个可交联部
分和所述交联剂是由如下组成的组的可交联成分：乙酰乙酸基、酸、
酐、胺、酰胺、环氧基、羟基、封端异氰酸酯、异硫氰酸酯、乙烯基
和其任何组合。
25.权利要求14所述的阻燃材料，其中：
所述阻燃剂包括至少一种有机硼基取代基；
所述官能化的低聚糖是纤维素的低聚物衍生物，其包括大约2个

\t到大约6个糖单元；
所述糖单元包括至少一种有机硼基取代基；且
每个官能化的低聚糖包括至少一个可交联部分，其通过交联剂与
另一官能化的低聚糖的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·B·卡尔森，G·D·费伦，
申请(专利权)人：英派尔科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US