[发明专利]具有吸收瞬间高压电脉冲能量的功能电路板芯板及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有吸收瞬间高压电脉冲能量的功能电路板芯板及制造方法，属于电子制造技术领域，为电子电路保护和PCB板的制造提供一种全新的功能芯板材料。

背景技术

在电子设备的电路中，为防止瞬间高压电脉冲能量，如静电、浪涌及瞬变电势场感应能量的冲击，大都设置有这些瞬变能量的吸收电路，以免因这些瞬变能量击毁敏感电子元器件。目前这些吸收电路都是以分立元件如TVS管、陶瓷压敏电阻、高分子静电抑制器、电容器等设置在电路中来完成。由于这些分立器件设置在电路中会占用大量的PCB板面积，所以在电子设备的保护上只有在缩小设备体积和提高设备电路保护中进行平衡取舍。这也是当今电子设备的电子电路没有得到全方位的抗瞬间高压电脉冲冲击保护的原因。也因为从制造成本考虑，不可能对电路中的所有敏感器件的所有引脚全面提供保护。

中国专利ZL201220475284.6一种具有全方位抗静电功能的印刷电路板，采取表贴高分子复合纳米电压变阻软薄膜的方法，可以完全解决单层电路板或双面板及较低密度小规模布线设备的电子电路的抗瞬间高压电脉冲能量的冲击问题，但对大规模、高密度布线的电子电路及多层电路板，这种方案显然是力不从心的。

目前国外有一种方案：将瞬间脉冲能量吸收材料嵌入电路板夹层中，然后通过激光钻孔，使材料表面与被保护元件相连，这不失为一种较好的方案，但存在难以克服的缺陷：

1.将材料嵌入电路板使电路板分层的风险增加。

2.由于其材料厚度最大极限值限定为100um(超过将失去功能)。那么再精密的钻机也难以保证每一个钻孔(几个um之间)完全一致的精度，

一块电路板少则几十个，多则几百个需要保护的点，若有一个点(一个孔)的连接至材料的厚度有误，整块电路板就报废了。

3.这种方案中，孔的直径决定了与材料的接触面积，若要获得较大的电能量泄放电流，就必须使孔的面积足够大，孔一大也就会占用PCB板的面积，多层电路板一般用u孔(直径小于10um)进行串通连接，若这种电脉冲泄放点都以u孔与材料连接，这样形成的保护点只具备能量的泄放功能，但无泄放承载能力，任一点的能量稍有过载就会击穿这一泄放点。

4.高难度的加工精度必然带来过高的制造成本，不利于在所有电子设备中的推广应用。

目前PCB板生产中所用芯板均为双面金属板，使用中大都将其中一面用于接地，另一面作为电源供电极。

发明内容

本发明的目的是利用现有芯板的接地极，在该极表面设置功能材料，并在功能材料之上布置电脉冲吸收方块，提供一种具有吸收瞬间高压电脉冲能量的功能电路板芯板及制造方法，该芯板具有瞬间高压电脉冲能量的吸收功能。

本发明的技术方案：本发明的一种具有吸收瞬间高压电脉冲能量的功能电路板芯板包括绝缘层及绝缘层上下的金属基板组成的基本芯板，在组成的基本芯板一面金属基板上附着的一层电压变阻功能材料层，电压变阻功能材料层上布置满用于吸收瞬间高压电脉冲能量的间隔排列的金属小方块层。

所述的电压变阻功能材料层为高分子复合纳米电压变阻软薄膜。

所述的电压变阻功能材料层为高分子聚合物与导电粒子混溶所获得的材料。

所述的金属小方块层包括长宽各为0.8mm的金属小方块，多个金属小方块由横向间隔、竖向间隔分隔，相互绝缘排列成金属小方块阵列，横向间隔、竖向间隔为0.08mm。

一种制造所述功能电路板芯板的方法，步骤如下：

1)将基本芯板金属表面和一厚度为10um的金属箔以普通物理方式和化学方式进行去油污及分子活化处理；

2)将高分子复合纳米电压变阻软薄膜置于经去污的基本芯板的金属基板与一层厚度为10um的金属箔之间，然后将其一同置于压力热覆机中，热压后取出自然冷却，获得功能芯板基板；

3)将上述功能芯板基板上贴附在功能材料层上面的一层金属箔以普通刻蚀方式按等间距为0.08mm，长宽各为0.8mm的尺寸进行加工，使该金属箔面形成0.8mm×0.8mm等距排列的金属小方块阵列组合，获得瞬间高压电脉冲能量吸收芯板。

所述的步骤2)压力热覆机热压温度调至120℃，压力调至2㎏/cm²，热压一分钟，后取出自然冷却，获得功能芯板基板。

所述高分子复合纳米电压变阻软薄膜是按高分子基体材料重量100份、纳米导电填料重量份5.5份比例制作的高分子复合纳米电压变阻软薄膜，厚度为120um。

第二种制造所述电路板芯板的方法，步骤如下：