[发明专利]特别用于电子元件和导线通道的结合的可热活化胶带

说明书

本发明涉及特别用于结合柔性印刷导线通道(conductor tracks)(柔性印 刷电路板，FPCB)的在高温具有低流动性的可热活化粘合剂。

当今，柔性印刷电路板用于大量诸如手机、收音机、计算机、打印机 等等电子设备。柔性印刷电路板由同铜和高耐熔的热塑性材料(大多数为聚 酰亚胺，较少的为聚酯)的层构成。这些FPCB往往使用要求特别严格的胶 带制备。一方面，为了制备FPCB，将铜箔与聚酰亚胺片结合在一起；另一 方面，还将单个的FPCB彼此相结合，此时将聚酰亚胺和聚酰亚胺结合。除 了这些应用之外，FPCB还与其他基底结合。

对于用于这些结合任务的胶带有非常严格的要求。因为，必须获得非 常高的结合性能，所用的胶带通常为在高温下处理的可热活化胶带。这些 胶带在结合FPCB期间的高温载荷中(常常在约200℃的温度进行)必须不释 放出挥发性组分。为了获得高水平的内聚力，胶带必须在此温度荷载期间 交联。结合操作期间的高压使得在高温下胶带的流动性必须很低。这通过 未交联胶带的高粘度或非常快速的交联来实现。而且，胶带还必须耐焊料 浴(solder bath resistance)，换言之，必须短时间耐受288℃的温度荷载。

为此使用纯的热塑性材料不合理，虽然它们熔融得非常快，确保结合 基底有效润湿并在几秒内产生非常快速的结合。但是，在高温下，它们如 此柔软使得它们往往在结合过程的压力下胀出粘合层外。因此，也不耐焊 料浴。

对于可交联的胶带，通常使用环氧树脂或酚醛树脂，这些树脂与特定 的硬化剂反应形成聚合物网络。在此特定情形中，不能使用酚醛树脂，因 为在交联过程中它们产生消除反应产物(elimination product)，该产物释放出 来，在固化过程或者最迟在焊料浴中引起起泡。

在结构粘结中主要使用环氧树脂，并且在用合适的交联剂固化之后产 生非常脆的粘合剂，这确实获得了高的结合强度，但实际不具有柔韧性。

增加柔韧性对于在FPCB中使用至关重要。一方面，使用理想地卷绕 成卷筒的胶带进行结合；另一方面，所研究的导线通道是柔性的且必须还 可以弯曲，例如在膝上型电脑的导线通道中方便看到的，其中可折叠的显 示屏经由FPCB与其他电路连接。

可以两种方式使这些环氧树脂粘合剂柔韧化。首先，存在用弹性体链 柔韧化的环氧树脂，但它们产生的柔韧性是有限的，因为弹性体链非常短。 另一种可行方式是通过添加弹性体(将其加入粘合剂)获得柔韧性。该方案的 缺点是弹性体不能化学交联，意味着可以使用的弹性体仅仅是那些在高温 下仍保持高粘度的弹性体。

由于胶带通常由溶液制备，往往难以找到如下弹性体，其具有足够长 的链特性，从而不在高温下流动，同时还具有可以溶于溶液的足够的短链 特性。

可以经由热熔体操作进行制备，但在交联体系中非常困难，因为必须 防止在制备操作过程中过早交联。

在许多应用中，在FPCB的制造和加工领域，将胶带从通常保护胶带 的防粘介质中取下，然后定位在欲结合的基底上。此时需要确保在此操作 之前已经模切的胶带在除去防粘介质时或在定位时不变形。因为防粘介质 的去除需要消耗一些力，因此胶带的弹性模量必须足够高，从而不会因为 该力产生任何拉伸或其他变形。考虑到所用的产品必须尽可能地薄，则难 以将载体和胶带合并在一起；而通常胶带仅由一层粘合剂构成。因此粘合 剂必须具有足够高的弹性模量，从而不被伸长。

在US 5,369,167A中可以知道基于酸酐改性的嵌段共聚物和环氧树脂 的粘合剂。描述了制备这些混配制剂的方法。而且，使用固化剂交联该环 氧树脂。它没有提到胶带。

在JP 57/149369 A1中也描述了类似的粘合剂。再次，需要固化剂用于 环氧树脂。它没有披露胶带。

在EP 1 311 559 A2可以知道马来酸酐改性嵌段共聚物和螯合剂的交 联，其中描述了该嵌段共聚物混合物的内聚力增加。没有提到制备可热活 化胶带的方法，虽然螯合剂在高温参与和环氧树脂的交联。

另外，例如，从US 4,005,247 A或US 3,769,254 A中可以知道螯合剂与 酸改性丙烯酸酯粘合剂进行交联。