[发明专利]可通过热活化并且基于腈橡胶和聚乙烯醇缩丁醛的用于将电子元件和条形导体粘结在一起的粘合带

说明书

本发明涉及一种在高温具有低流动性的用于粘结电子元件和柔性印刷导体轨道(flexible printed conductor tracks)柔性印刷电路板，FPCBs)的可热活化粘合带。

柔性印刷电路板现今被用于多种电子器件例如移动电话、收音机、计算机、打印机和许多更多的器件中。它们由铜和耐高熔点的热塑性物质：主要是聚酰亚胺，较少为聚酯的层构成。通常使用具有特别严格要求的粘合带生产这些FPCBs。一方面，为了生产FPCBs，将铜箔粘结在聚酰亚胺薄膜上；另一方面，还将单个FPCBs彼此粘结，在该情形中为聚酰亚胺粘结在聚酰亚胺上。除了这些应用之外，还将FPCBs粘结在其他基材上。

对于用于这些粘结任务的粘合带的要求非常严格。由于必须获得非常高的粘结性能，因此使用的粘合带通常是在高温加工的可热活化的带。在通常于约200℃的温度进行的FPCBs的粘结期间，在该高温负荷过程中这些粘合带必须不放出挥发性组分。为了获得高的粘结程度，粘合带应该在该温度负荷期间交联。在粘结操作期间高压使得粘合带在高温下的流动性必须低。这通过在未交联的粘合带中高的粘度或者通过非常迅速的交联而实现。另外，粘合带必须还是抗金属熔化浴(solder bath)的，换句话说必须短时间承受288℃的温度负荷。

出于该原因，使用纯的热塑性物质并不合理，尽管它们非常容易熔化、确保将要粘结的基材有效润湿并且在几秒钟内导致非常迅速的粘结。不过，在高温下它们是软的以致于在粘结过程中在压力下它们容易从粘合层中溶胀出来。因此没有金属熔化浴抗性。

对于可交联的粘合带而言，通常使用环氧树脂或酚醛树脂，其与特定的固化剂反应形成聚合物网状结构。在该特定情况下不能使用酚醛树脂，因为在交联过程中它们产生了消除产物，该产物被释放，并且在固化过程中或者最迟在金属熔化浴中导致起泡。

环氧树脂被主要用于结构的粘合剂粘结并且在用合适的交联剂固化之后制得了非常脆的粘合剂，其实际上获得了高的粘结强度但基本不具有柔性。

对于在FPCBs中的应用而言，提高柔性是至关重要的。一方面将使用理想地缠绕成卷的粘合带产生粘结；另一方面所述的导体轨道是柔性的并且还必须是弯曲的，这容易从其中可折叠式屏幕通过FPCBs与另外的电路相连的掌上电脑中的导体轨道的例子中明显看出。

可以两种方式将这些环氧树脂粘合剂柔性化。首先，存在用弹性体链柔性化的环氧树脂，但由于非常短的弹性体链因此它们经历的柔性化有限。另一种可能是通过加入弹性体而实现柔性化，该弹性体被加入粘合剂中。该形式具有弹性体不能化学交联的缺陷，这意味着仅仅可使用的弹性体是在高温下仍然保持高粘度的那些。

由于通常由溶液制备粘合带，因此通常难以发现具有足够的长链性质而在高温下不流动同时仍然可溶于常规溶剂的弹性体。

通过热熔操作制备是可能的但在交联体系的情况下非常困难，因为在生产操作期间必须防止过早交联。

基于(氢化的)腈橡胶和聚乙烯醇缩醛，主要是聚乙烯醇缩丁醛的粘合剂是已知的并且例如描述于JP03068673A和JP61143480A中。在那些情况下，环氧树脂的量足够高使得所述产品不再是柔性的粘合带，而是粘合剂。没有描述它们在柔性导体轨道中的应用。JP04057878A、JP04057879A、JP04057880A和JP03296587A描述了同样用于柔性导体轨道的一类用于铜-聚酰亚胺复合材料的粘合剂，其基于腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛和环氧树脂。在所有这些说明中，需要α，β-不饱和化合物例如环氧丙烯酸酯等用于交联。

因此，本发明的目的是提供一种可热活化、在热下交联、在热下在将要粘结的基材上优良地流动、展现出对聚酰亚胺的有效粘结并且在未交联状态中可溶于有机溶剂的粘合带。

借助于在主权利要求中更详细表征的粘合带实现了该目的。从属权利要求提供了本发明的主题的有利发展。

本发明因此提供一种用于粘合电子元件和柔性导体轨道的可热活化粘合带，其包含至少由以下物质组成的粘合剂：

a.重量分数为40-80wt％的丙烯腈-丁二烯共聚物、

b.重量分数为2-30wt％的聚乙烯醇缩醛、

c.重量分数为10-50wt％的环氧树脂，和

d.固化剂，

所述环氧基与固化剂在高温下化学交联。

用于本发明目的的通用措词“粘合带”包括所有的片状结构，例如两维延伸的片材或片材断片(section)、具有延长的长度和有限的宽度的带、带断片、模切物(diecuts)等。