本發(fā)明涉及功能高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種自修復(fù)柔性印刷電路板及其制備方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的柔性電路板(FPC)是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成，具有許多硬性印刷電路板不具備的優(yōu)點(diǎn)，例如它可以自由彎曲、卷繞、折疊。利用FPC可大大縮小電子產(chǎn)品的體積，適用電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高可靠方向發(fā)展的需要。因此，F(xiàn)PC在航天、軍事、移動(dòng)通訊、手提電腦、計(jì)算機(jī)外設(shè)、PDA、數(shù)字相機(jī)等領(lǐng)域或產(chǎn)品上得到了廣泛的應(yīng)用。柔性印刷線路板有單面、雙面和多層板之分。所采用的基材以聚酰亞胺覆銅板為主，與兼有機(jī)械保護(hù)和良好電氣絕緣性能的覆蓋膜通過壓制而成最終產(chǎn)品。雙面、多層印制線路板的表層和內(nèi)層導(dǎo)體通過金屬化實(shí)現(xiàn)內(nèi)外層電路的電氣連接。

但是，現(xiàn)有的柔性電路板制造成本高，周期長(zhǎng)，耐折性不足且破裂受損即意味著報(bào)廢；在印制電路和使用過程中會(huì)出現(xiàn)微觀裂紋或損傷，導(dǎo)致材料電路不良，降低材料的有效使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請(qǐng)人提供了一種自修復(fù)柔性印刷電路板及其制備方法。本發(fā)明電路板使用具有自修復(fù)性能的彈性體作為基材，該彈性體基材所需原料均已商業(yè)化，價(jià)廉易得，可大大降低電路板的成本；同時(shí)本發(fā)明賦予電路板自修復(fù)性能，可解決傳統(tǒng)印刷電路板在使用過程中受損后性能下降和報(bào)廢的問題，延長(zhǎng)材料的服務(wù)周期和使用壽命。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種自修復(fù)柔性印刷電路板，所述電路板的基材由基于動(dòng)態(tài)硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體構(gòu)成。

所述基材所含原料及各原料的重量份數(shù)為：

所述含親水基團(tuán)的烯類單體或聚合物為丙烯酸類、丙烯酰胺類、聚乙二醇丙烯酸酯類中的一種或多種。

所述含親水基團(tuán)的烯類單體或聚合物為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一種或多種。

所述含羥基的烯類單體或聚合物為丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-β-羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯醇中的一種或多種。

所述自由基引發(fā)劑為2,2-二乙氧基苯乙酮、安息香雙甲醚、2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮中的一種。

所述含硼化合物為硼酸、硼砂、氧化硼中的一種或多種。

一種所述自修復(fù)柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將含親水基團(tuán)的烯類單體或聚合物30-70份、含羥基的烯類單體或聚合物5-35份、含硼化合物2-8份、水15-35份和自由基引發(fā)劑0.5-1份按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌5-10min，再向溶液中通氮?dú)?-5min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進(jìn)行輻照15-20min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術(shù)，即可得到所述的自修復(fù)柔性印刷電路板。

所述步驟(2)中自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：

(1)本發(fā)明采用商業(yè)化的單體作為基材原料，價(jià)廉易得，成本低；

(2)本發(fā)明采用“一鍋法”制備自修復(fù)水凝膠彈性體基材，制備方法簡(jiǎn)單易行；

(3)本發(fā)明引入含親水基團(tuán)的烯類單體或聚合物和含羥基的烯類單體或聚合物，從而使基材具有彈性體的特性，具有優(yōu)良的耐折性；

(4)本發(fā)明引入含羥基的烯類單體或聚合物，與硼酸根形成動(dòng)態(tài)硼酸酯鍵，兼具共價(jià)鍵的穩(wěn)定性和物理交聯(lián)的可逆性，賦予基材優(yōu)異的機(jī)械性能和本征自修復(fù)性能，修復(fù)過程無需外界催化劑或光熱等刺激。

附圖說明

圖1為本發(fā)明自修復(fù)柔性印刷電路板自修復(fù)及機(jī)械性能示意圖。

圖2為實(shí)施例1所得自修復(fù)水凝膠彈性體修復(fù)前后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

圖3為實(shí)施例1所得自修復(fù)水凝膠彈性體的修復(fù)照片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。

實(shí)施例1

一種自修復(fù)柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將9g N,N-二甲基丙烯酰胺、1g 2-羥乙基丙烯酸酯、0.25g硼砂、4g水和0.05g 2,2-二乙氧基苯乙酮按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌5min，再向溶液中通氮?dú)?min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進(jìn)行輻照18min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術(shù)，即可得到所述的自修復(fù)柔性印刷電路板。

所述自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

實(shí)施例2

一種自修復(fù)柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將7g N,N-二甲基丙烯酰胺、3g甲基丙烯酸羥乙酯、0.75g硼砂、4g水和0.05g 2,2-二乙氧基苯乙酮按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌10min，再向溶液中通氮?dú)?min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進(jìn)行輻照15min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術(shù)，即可得到所述的自修復(fù)柔性印刷電路板。

所述自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

實(shí)施例3

一種自修復(fù)柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將5g丙烯酰胺、5g甲基丙烯酸羥丙酯、1.25g硼砂、6g水和0.05g 2,2-二乙氧基苯乙酮按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌8min，再向溶液中通氮?dú)?min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進(jìn)行輻照20min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術(shù)，即可得到所述的自修復(fù)柔性印刷電路板。

所述自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

實(shí)施例4

一種自修復(fù)柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將5g丙烯酰胺、5g甲基丙烯酸羥丙酯、1.25g硼酸、6g水和0.05g 2,2-二乙氧基苯乙酮按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌8min，調(diào)節(jié)pH值為9，再向溶液中通氮?dú)?min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進(jìn)行輻照20min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術(shù)，即可得到所述的自修復(fù)柔性印刷電路板。

所述自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

實(shí)施例5

一種自修復(fù)柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將5g聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯、5g甲基丙烯酸羥丙酯、1.25g硼酸、6g水和0.05g 2,2-二乙氧基苯乙酮按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌8min，調(diào)節(jié)pH值為9，再向溶液中通氮?dú)?min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進(jìn)行輻照20min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復(fù)水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術(shù)，即可得到所述的自修復(fù)柔性印刷電路板。

所述自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

測(cè)試?yán)?/p>

將實(shí)施例1制備的自修復(fù)水凝膠彈性體從中間切開，并將斷面迅速接觸結(jié)合到一起，然后將水凝膠彈性體放置于密閉容器中，室溫下自修復(fù)48h，將修復(fù)前、后的水凝膠彈性體在室溫下進(jìn)行拉伸測(cè)試。

圖2為實(shí)施例1所得水凝膠彈性體修復(fù)前后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，由圖2可以看出該自修復(fù)水凝膠彈性體具有優(yōu)異的機(jī)械性能，斷裂強(qiáng)度為0.57MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為480％，在修復(fù)48h后修復(fù)效率接近100％。

圖3所示為水凝膠彈性體修復(fù)照片，從照片中可以發(fā)現(xiàn)，修復(fù)后的水凝膠在切口處的痕跡幾乎消失，且可以拉伸至原長(zhǎng)的數(shù)倍。