專利名稱：具有抗靜電功能的插線座、集成電路插座、集成電路、分立元件引腳框架及印刷電路板的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種具有抗靜電功能的插線座、集成電路插座、集成電路、分立元件引腳框架及印刷電路板，屬于電子元器件的靜電保護技術(shù)領域，為電子電路元器件及輔助元器件增加抗靜電保護功能。
背景技術(shù)：
目前，電子電路抗靜電保護一般都是利用分立的元器件，焊接或者是粘貼到電路板上，對某個具體電路器件進行保護，這樣在一塊電路板中就需要許多個單體保護器件來保護對應的元件。使得電路板的設計很復雜。同時，保護元件眾多必定占用大量的電路板面積，不利于電子設備的小型化，也不利于節(jié)約成本。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是設計具有抗靜電功能的插線座、集成電路插座、集成電路、分立元件引腳框架及印刷電路板，將具有抗靜電功能的材料，即電壓誘變阻膜包線，預先設置于電子元件或輔助器件中，如:電子器件接插腳組件、集成電路引腳框架、印制電路板、接口器件、單體元件等器件，使這些器件自身具備很強的抗靜電功能，從而使今后的電子電路設計及電路板設計不再涉及靜電保護電路。從而不但可使電路設計大為簡化，而且使防護器件的使用量大幅減少，可使電路板利用率大為提高，為電子設備的小型化、節(jié)約成本、提高生產(chǎn)效益創(chuàng)造了條件。本實用新型的技術(shù)方案:一種具有抗靜電功能的插線座引腳框架及集成電路插座引腳框架，包括固定筋、插座引腳，電壓誘變阻膜包線置于框架引腳之上，與各引腳成交叉布置，在需要保護的的 引腳與電壓誘變阻膜包線的交叉處，由導電膠將電壓誘變阻膜包線的外包膜與引腳電連接，形成電連接點；對接地腳的交叉點將電壓誘變阻膜包線的芯線與引腳電連接。一種具有抗靜功能的集成電路引腳框架，包括固定筋、引腳、基島及引線，電壓誘變阻膜包線置于框架引腳之上，與各引腳成交叉布置，在需要保護的引腳與電壓誘變阻膜包線的交叉處，由導電銀膠將電壓誘變阻膜包線的外包膜與引腳電連接，形成電連接點；對與接地腳的交叉點將電壓誘變阻膜包線的芯線與引腳電連接。一種具有抗靜功能的分立元件引腳框架，包括引腳固定筋、引腳A、B、C，電壓誘變阻膜包線(302)置于引腳A、B、C之上，與各引腳成交叉布置，在與引腳B、C的交叉點和由導電銀膠將電壓誘變阻膜包線的外包膜與引腳B、C電連接，形成電連接點；在與引腳A的交叉點將電壓誘變阻膜包線的芯線與引腳A電連接?！N具有抗靜功能的印刷電路板，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，在印刷銅線上設置電壓誘變阻膜包線，電壓誘變阻膜包線與印刷銅線成交叉布置，對需要抗靜電保護的印刷銅線與電壓誘變阻膜包線的交叉點用導電膠進行包覆粘貼使電壓誘變阻膜包線的包膜層與印刷銅線形成電連接點；對電壓誘變阻膜包線與電路板的接地附銅線的交叉點用焊錫將電壓誘變阻膜包線的芯線與接地附銅線連接，形成電連接點。本實用新型與目前采用的保護方案相比具有顯著優(yōu)越性:1、現(xiàn)有的分立元件保護方式一般都是采用單一元件，對應保護一個被保護點如(TVS、齊納二極管，ESD抑制器等)等，在一塊電路板上，需要許多個這種保護元件。這樣不僅使線路設計復雜，而且要占用較大的電路板面積。2、多層電路板中嵌入抗靜電材料的方式，工藝復雜、價格高昂、不易推廣。3、高分子復合納米誘變阻膜貼附方式，因電壓誘變阻膜本身的實現(xiàn)工藝較為復雜，應用具有局限性。本實用新型是將一種具有吸收瞬間電脈沖能量的電壓誘變阻膜包線貼附在電路板的印刷線上或各種電路插件或框架的引腳之上，使之與印刷線或框架引腳成垂直交叉的電接觸，從而實現(xiàn)全方位的靜電保護功能。采用本實用新型的直接好處是:⑴簡化了電路設計。⑵在電路中應用可節(jié)約電路板的面積。因為電壓誘變阻膜包線與元件安裝位是垂直布置，(粘貼時只需要繞開貼片原件，不使其與貼片元件位置交叉，以免影響貼片元件安裝)它利用的是電路板的垂直閑置位置，而取代分立的離散保護元件，使這些元件的有效位置面積被節(jié)約下來了。⑶大大節(jié)約了元器件等材料成本和人工安裝成本。(4)為電氣設備 的小型化創(chuàng)造了條件。

圖1是用電壓誘變阻膜包線制作的具有抗靜電功能的插線座引腳框架示意圖。圖2是用電壓誘變阻膜包線制作的具有抗靜電功能的集成電路引腳框架示意圖。圖3是用電壓誘變阻膜包線制作的具有抗靜電功能的分立元件引腳框架示意圖。圖4是用電壓誘變阻膜包線制作的具有抗靜電功能的印刷電路板示意圖。圖5是電壓誘變阻膜包線包覆層與引腳用導電銀膠粘貼剖面圖。
具體實施方式
本實用新型的基本原理是利用電壓誘變阻膜包線的電壓誘變阻切換功能，即①將外界導電體與電壓誘變阻膜包線的表面進行電連接。②將電壓誘變阻膜包線的芯線接地。在正常電壓狀態(tài)下，該膜包線與外接觸導電體呈介電狀態(tài)。當外接觸導電體上有瞬間高壓電脈沖發(fā)生時，該膜包線即刻轉(zhuǎn)化成導電狀態(tài)，使外接觸導電體上的高電壓脈沖以電流的形式通過該電壓誘變阻膜包線的芯線引向地釋放。當這一高電壓過后，該電壓誘變阻膜包線又恢復到介電狀態(tài)。電子器件接插組件、集成電路接插件及集成電路引腳框架等這一類型的器件組件一般都是通過精密沖床沖制成各種不同引腳與固定筋結(jié)構(gòu)的引腳架，然后通過塑封獲得具體功能用途的組件，塑封后將固定筋切掉。共同點都是排狀引腳向外引出。圖1是用電壓誘變阻膜包線制作的具有抗靜電功能的插線座引腳框架示意圖。[0025]單排、多排、插線座架或集成電路插座框架貼附方法:如圖1、圖5:各種插件引腳架由固定筋101，插孔引腳102組成。①將電壓誘變阻膜包線103截成需要的長度并彎成需要的形狀置于框架引腳102之上塑封時熱塑材料覆蓋的位置處。使其與各引腳成交叉布置。②將需要保護的腳位用導電膠按圖5所示方式進行包覆粘貼形成電連接點104。即:由導電膠503將電壓誘變阻膜包線的外包膜502b與引腳501電連接，芯線502a不直接與引腳501連接，對不需要保護或不允許有外界寄生影響的交叉點106不連接。③對接地腳交叉點105以大于380°C的溫度進行焊錫鏈接。(注:電壓誘變阻膜包線上的包膜層在380°C高溫時會自動崩解，故可用錫焊直接焊接。)即接地腳的交叉點105將電壓誘變阻膜包線的芯線與引腳電連接。④按正常方式對以上框架進行折彎、塑封裝、切固定筋等工序處理得到具有抗靜電功能的接插組件。圖2是用電壓誘變阻膜包線制作的具有抗靜功能的集成電路引腳框架示意圖:集成電路引腳有單排、多排或陣列等形式，盡管封裝形式不同但都需要有引腳引出。只需在框架的各引腳上粘貼上電壓誘變阻膜包線就可解決集成電路芯片抵御高靜電的沖擊問題。目前的集成電路抗靜電能力只有2KV，如果將電壓誘變阻膜包線粘貼并封裝到集成塊中，可使芯片抗靜電能力提聞到15KV以上。如圖2，集成電路引腳 框架包括固定筋201、引腳202、基島及引線207。①將電壓誘變阻膜包線203折彎成合適的形狀置于框架的引腳202之上的塑封材料覆蓋以內(nèi)的位置，使其于各弓I腳形成交叉布置。②對需要進行抗靜電保護的腳位與電壓誘變阻膜包線的交叉點按圖5的方式用導電銀膠進行包覆形成電連接點204。與圖4結(jié)構(gòu)相同。對不需要保護或不允許有外界寄生影響的交叉點206不連接。③對接地腳交叉點205以大于380°C的溫度進行焊錫連接(即對接地腳的交叉點205將電壓誘變阻膜包線的芯線與引腳電連接)，獲得高抗靜電集成電路引腳框架。④將以上框架進行芯片安裝，熱塑封裝和切固定筋后得到高抗靜電集成電路。圖3是用電壓誘變阻膜包線制作的具有抗靜功能的分立元件引腳框架示意圖:在分立元件中有些器件對靜電非常敏感，承載電脈沖能量的能力很低，如常用的MOS管等，20V靜電電壓就可使其擊穿損壞。但這類器件腳位不多，一般僅三、四只引腳，不在一個平面上，但用電壓誘變阻膜包線使其增加抗靜電功能，實現(xiàn)起來很容易。如圖3，分立元件框架由引腳固定筋301、引腳A、B、C組成。①將電壓誘變阻膜包線302按元件尺寸裁成需要的長度，并彎成適當形狀置于框架引腳A、B、C之上塑封材料能覆蓋的位置處，并使其與各引腳成交叉布置。②對電壓誘變阻膜包線302與引腳B、C的交叉點按圖5的方式用導電銀膠進行包覆粘貼，形成302B和302C的電連接。③對電壓誘變阻膜包線302與引腳A的交叉點(接地腳)302A，以大于380°C的溫度用焊錫進行電連接。經(jīng)過以上步驟獲得具有抗靜電能力的分立元件引腳框架。④將分立元件芯片裝入以上引腳框架而后熱塑封裝、切筋等處理后得到具有抗靜電能力大于15KV的分立兀件。[0045]圖4是用電壓誘變阻膜包線制作的具有抗靜功能的印刷電路板示意圖:包括基板401，基板401上的元器件安裝孔405，連接在各安裝孔405之間的印刷銅線，在印刷銅線上設置電壓誘變阻膜包線404，電壓誘變阻膜包線404與印刷銅線交叉布置，對需要抗靜電保護的印刷銅線402與電壓誘變阻膜包線404的交叉點用導電膠進行包覆粘貼使電壓誘變阻膜包線的包膜層與印刷銅線402形成電連接點402A ;對電壓誘變阻膜包線404與電路板的接地附銅線403的交叉點用焊錫將電壓誘變阻膜包線的芯線與接地附銅線連接，形成電連接點403A。制作:①根據(jù)電路原理圖設計制作印制電路板，在準備粘貼電壓誘變阻膜包線404與印刷非接地附銅線的交叉處預留焊盤。②按正常方式制作出印制電路板。③在印制電路板附銅線402、403沿預留焊盤交叉布置電壓誘變阻膜包線404，每條需要抗靜電保護的附銅線只須交叉一次，盡量避免二次交叉連接。對需要抗靜電保護的附銅線402與電壓誘變阻膜包線404的交叉點用導電膠進行包覆粘貼電連接形成于402A。對不需要抗靜電保護的印刷附銅線的交叉點406不粘貼。④對電壓誘變阻膜包線404與電路板的接地附銅線403的交叉點403A以大于380 0C的溫度用焊錫進行電連接。⑤對以上粘貼好的電路板進行熱固化處理。而后沿電壓誘變阻膜包線404的布線方向涂覆環(huán)氧樹脂對其進行熱固化錨固處理。經(jīng)以上步驟施工后獲得抗靜電印制電路板。印刷電路板是使各種元器件串、并結(jié)合而完成所需功能的有效載體，目前市場上還沒有具有自身抗靜電功能的印刷電路板面市。美國肖克科技公司將抗靜電材料鑲嵌到多層電路板中以此來解決電路板的抗靜電問題，但目前還沒到達實用階段，該方案工藝非常復雜，成本也極高。武·漢芯寶科技公司曾用表面貼附的方式將高分子復合納米電壓變阻軟薄膜粘貼到印制電路板上來解決印制電路板抗靜電問題。該方案雖然大大減少了制作工藝，也大幅降低了生產(chǎn)成本，但就高分子復合納米電壓變阻軟薄膜的鍍層裁剪等工藝而言仍然較為復雜，使用有局限性。目前僅限用于精密電路的保護中。如果用電壓誘變阻膜包線來制作抗靜電印刷電路板，工藝就顯得更為簡單了。印刷電路板有單層和多層板，即便是多層板其印刷附銅線最終必然的通過通孔來引到電路板表面，故解決抗靜電問題只需在印制電路板雙表面進行即可。圖5為用導電膠包覆粘貼電壓誘變阻膜包線和框架引腳或附銅線的剖面圖，其中501為引腳或附銅線，502a為芯線，502b為電壓誘變阻膜包線上的包膜層，503為導電膠層。原理適于各實施例。本實用新型可使各種電子設備的電路板獲得抗靜電功能，選用不同芯線線徑和不同包膜厚度的電壓誘變阻膜包線，可獲得不同的抗靜電功率和不同的抗靜電指標的印刷電路板，如接口電路的電路板需選用導電芯線線徑大于0.5mm的電壓誘變阻膜包線以獲取較大的放電功率，對于高頻信號電路的保護則須選用0.3mm以下線徑的電壓誘變阻膜包線以獲得寄生電容< IPF的保護目的。對于印刷電路板上高密度腳位的集成電路保護，可用芯線線徑為0.29mm的電壓誘變阻膜包線采用鍍層工藝，以集成電路腳位等間距的模具在膜包線上鍍上一層可用于錫焊的金屬層形成集成電路等間距的金屬環(huán)，然后將這一特殊的電壓誘變阻膜包線用錫焊直接貼焊到印刷電路板的集成電路引腳引出的附銅線上即可。電壓誘變阻膜包線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)帶反應基團的聚氨酯或環(huán)氧樹酯表面改性劑進行錨固聚合變性的納米石墨烯導電填料3 14份熔融共混，然后經(jīng)熱壓擠塑到銅質(zhì)導線表面而獲得。該電壓誘變阻膜包線具有與施加其上的電壓有一個相對應的閥值關(guān)系，當施加在該膜包線的芯線與外塑上的電壓為一個特定值時，該膜包線由介電體突變?yōu)閷щ婓w，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，使元器件的工作電壓箝位在一定范圍。檢測:用8000V靜電槍對以上獲得的各插件或元件引腳和電路板的附銅線進行逐一電擊，查看放電情況，各引腳線均應符合放電要求，同時達到下列指標:1.轉(zhuǎn)折電壓:< 800V 4.靜態(tài)絕緣電阻 >3.3*109Ω2.箝位電壓:< 50V 5.漏電流 0.3nA_l.1nA3.響應時間:< Ins 6.交叉點電容 < IPF對于電壓誘變阻膜包線的選擇，應根據(jù)不同元件使用電性能指標及工作要求進行選擇，主要選擇標準是:1.轉(zhuǎn)折電壓2.箝位電壓3.漏電流4.承載功率等。選擇不同型號的電壓誘變阻膜包線可獲得不同抗靜電功能指標的插件或元件或電路板。利用轉(zhuǎn)折電壓大于2000V，箝位電壓大于250V的電壓誘變阻膜包線在電源插頭插座等室內(nèi)電源接插件上進行安裝施工，可得到抗靜電、抗浪涌保護功能的電源接插件。本實用新型的 抗靜電插件框架、元件及電路板在正常情況下與其它普通插件、元件、電路板功能完全一樣，只不過它已具備了抗靜電的功能。當有瞬間過載脈沖能量如ETF、ESD等從任何方向進入這些插件、元件、電路板時，貼附于該過載脈沖方向的電壓誘變阻膜包線瞬間從介電狀態(tài)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)，將這一脈沖能量引入最近接地點進行泄放，同時將電壓箝位在一個安全數(shù)值上，從而使該線路中的元器件免受瞬間過載能量的沖擊。本實用新型的核心是利用高分子復合納米電壓誘變阻膜包線的電壓誘變阻特性，將電壓誘變阻膜包線緊密附著在插件或元件和電路板的引腳或印刷線路上，使其與這些插件、元件的引腳或電路板中的印刷附銅線成交叉覆蓋，交叉點形成電連接，當電路中任何部位遭到靜電攻擊時，電壓誘變阻膜包線將由高阻抗迅速轉(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。
權(quán)利要求1.一種具有抗靜電功能的插線座引腳框架及集成電路插座引腳框架，包括固定筋、插座引腳，其特征在于:電壓誘變阻膜包線(103)置于框架引腳之上，與各引腳成交叉布置，在需要保護的的引腳(102)與電壓誘變阻膜包線(103)的交叉處，由導電膠將電壓誘變阻膜包線(103)的外包膜與引腳電連接，形成電連接點(104);對接地腳的交叉點(105)將電壓誘變阻膜包線的芯線與引腳電連接。
2.一種具有抗靜功能的集成電路引腳框架，包括固定筋(201)、引腳(202)、基島及引線(207)，其特征在于:電壓誘變阻膜包線(203)置于框架引腳之上，與各引腳成交叉布置，在需要保護的引腳(202)與電壓誘變阻膜包線(203)的交叉處，由導電銀膠將電壓誘變阻膜包線(203)的外包膜與引腳電連接，形成電連接點(204);對與接地腳的交叉點(205)將電壓誘變阻膜包線的芯線與引腳電連接。
3.一種具有抗靜功能的分立元件引腳框架，包括引腳固定筋(301)、引腳A、B、C，其特征在于:電壓誘變阻膜包線(302)置于引腳A、B、C之上，與各引腳成交叉布置，在與引腳B、C的交叉點(302B和302C)由導電銀膠將電壓誘變阻膜包線(302)的外包膜與引腳B、C電連接，形成電連接點；在與引腳A的交叉點(302A)將電壓誘變阻膜包線的芯線與引腳A電連接。
4.一種具有抗靜功能的印刷電路板，包括基板(401)，基板(401)上的元器件安裝孔(405)，連接在各安裝孔(405)之間的印刷銅線，其特征在于:在印刷銅線上設置電壓誘變阻膜包線(404)，電壓誘變阻膜包線(404)與印刷銅線成交叉布置，對需要抗靜電保護的印刷銅線(402)與電壓誘變阻膜包線(404)的交叉點用導電膠進行包覆粘貼使電壓誘變阻膜包線的包膜層與印刷銅線(402)形成電連接點(402A);對電壓誘變阻膜包線(404)與電路板的接地附銅線(403)的交叉點用焊錫將電壓誘變阻膜包線的芯線與接地附銅線連接，形成電連接 點(403A)。
專利摘要本實用新型提供的具有抗靜電功能的插線座、集成電路插座、集成電路、分立元件引腳框架及印刷電路板是利用高分子復合納米電壓誘變阻膜包線的電壓誘變阻特性,將電壓誘變阻膜包線緊密附著在插件或元件和電路板的引腳或印刷線路上,使其與這些插件、元件的引腳或電路板中的印刷附銅線成交叉覆蓋，交叉點形成電連接，當電路中任何部位遭到靜電攻擊時，電壓誘變阻膜包線將由高阻抗迅速轉(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。使器件自身具備很強的抗靜電功能，使電子電路設計及電路板設計不再涉及靜電保護電路?？墒闺娐吩O計大為簡化，使防護器件的使用量大幅減少，電路板利用率大為提高，為電子設備的小型化創(chuàng)造了條件。
文檔編號H01L23/60GK203151855SQ20122070650
公開日2013年8月21日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者王晶, 龔婷 申請人:武漢芯寶科技有限公司