專利名稱：熱壓合用硅橡膠片材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在加熱壓合被壓合物的場合介于被壓合物和加熱壓合裝置之間的熱壓合用硅橡膠片材，特別地涉及脫模性優(yōu)良且同時難以對周圍的裝置部件和被壓合物造成污染的熱壓合用硅橡膠片材。
但是，硅橡膠片材相比于氟樹脂薄膜對片材表面具有粘合性，為了將片材密合地貼附至加壓工具和FPC上，不僅顯著地降低壓合步驟的作業(yè)性，而且在剝離時片材劣化且耐久性變差。因此，作為熱壓合用硅橡膠片材，例如，以提出如下方案有時將氮化硼配合至硅橡膠中并在提高熱傳導(dǎo)性的同時用玻璃布補強(特開平5-198344號公報)，有時配合氮化硼和導(dǎo)電性物質(zhì)至硅橡膠中，還用玻璃布補強以賦予帶電防止性(特開平6-36853號公報)，有時向硅橡膠中配合陶瓷、金屬等良好熱傳導(dǎo)性物質(zhì)(特開平6-289352號公報)，或者向硅橡膠中配合水分以外的揮發(fā)成分為0.5％以下的炭黑以改良耐熱性等，但是對片材表面的粘合性依然沒有改善。
對于片材表面的粘合性的問題，以提出了通過在硅橡膠片材的表面上均勻地撒滑石和云母等鱗片狀粉以使得片材的粘合性降低的方法，和在撒粉之后，通過用水洗凈以除去剩余的粉末的方法等等。又提出了，通過硅橡膠片材和耐熱性樹脂薄膜復(fù)合化而去掉膜表面的粘合性，同時強度優(yōu)良的熱壓合用硅橡膠復(fù)合片材(特開平8-174765號公報)。但是，該片材是硅橡膠同耐熱性樹脂薄膜粘合，所以比橡膠本身的場合具有柔軟性變差的缺點。特別地，當在片材的兩面上設(shè)置耐熱性樹脂薄膜時，該傾向變強。這樣，柔軟性變差，加壓時難以施加均勻的壓力，由此必需增大加壓力，但是由于同被壓合物體的強度的關(guān)系而存在一定的限度。雖然這樣的缺點通過使用低硬度的橡膠以提高柔軟性而得以改善，但是這樣為了使橡膠低硬度化，必需降低炭黑的填充量，因此產(chǎn)生熱傳導(dǎo)性變差的缺點。
而且，F(xiàn)PC安裝后，洗凈液晶顯示板的污點是困難的，所以如果也考慮到操作步驟上盡量無污染也是重要的，那么以前的任何方法也是不完美的，所以希望開發(fā)不擔心會污染周圍的裝置部件和被壓合物的硅橡膠片材。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種熱壓合用硅橡膠片材，該片材不密合至加壓工具和被壓合物上、可改善壓合步驟的作業(yè)性，同時片材本身的耐久性良好且難以污染周圍。
本發(fā)明的上述目的通過一種熱壓合用硅橡膠片材而實現(xiàn)，該片材的特征在于，該片材的至少一個表面具有算術(shù)平均粗燥度為0.8微米～5微米的凹凸。上述的硅橡膠片材是優(yōu)選含有水分以外的揮發(fā)成分是0.5重量％以下的炭黑和/或良熱傳導(dǎo)性填充劑。
在本發(fā)明中使用的硅橡膠片材是將有機聚硅氧烷和填充劑以及固化劑配合，成形為片材狀之后，使其固化而制成。
上述有機聚硅氧烷優(yōu)選具有200以上的平均聚合度，并以如下的平均組成式(1)表示。
RnSiO(4-n)/2......(1)上式中的R表示取代或非取代的一價烴基和/或羥基，n是1.95～2.05的正數(shù)。作為R的具體例，可列舉出甲基、乙基、丙基等烷基，環(huán)戊基、環(huán)己基等環(huán)烷基，乙烯基、丙烯基等鏈烯基，苯基、甲苯基等芳基，或這些基團的部分氫原子被氯原子、氟原子等取代的鹵代烴基等。在本發(fā)明中，有機硅氧烷的主鏈是由二甲基硅氧烷單元構(gòu)成，或者優(yōu)選該有機聚硅氧烷的主鏈中導(dǎo)入乙烯基、苯基、三氟丙烯基等。而且認為分子鏈末端可以用三有機硅烷基或羥基封鎖，但是作為該三有機硅烷基，可示例出三甲基硅烷基、二甲基乙烯基硅烷基、三乙烯基硅烷基等。另外，該有機聚硅氧烷的聚合度優(yōu)選是200以上，在25℃下的粘度優(yōu)選是300cs以上。如果聚合度是200以下，則有固化后的機械強度變差、變脆的傾向。
作為填充劑，在優(yōu)先考慮耐熱性的場合，優(yōu)選使用水分以外的揮發(fā)成分為0.5重量％以下的炭黑，而在優(yōu)先考慮熱傳導(dǎo)性的場合，最好選擇良熱傳導(dǎo)性填充劑。
水分以外的揮發(fā)成分為0.5重量％以下的炭黑使硅橡膠片材的耐熱性提高、同時使其熱傳導(dǎo)性和機械的強度提高、通過導(dǎo)電化而賦予帶電防止性。炭黑根據(jù)其的制造方法，可分類成爐法炭黑、槽法炭黑、熱裂法炭黑、乙炔炭黑等，但作為水分以外的揮發(fā)成分為0.5重量％以下的炭黑，乙炔炭黑和特開平1-272667號中公開的導(dǎo)電性炭黑等較合適。水分以外的揮發(fā)成分的測定方法是記載于JIS K 6221“橡膠用炭黑試驗方法”的方法，其具體內(nèi)容是，將規(guī)定量的炭黑加入至坩堝中，在950℃下加熱7分鐘，之后測定揮發(fā)導(dǎo)致的重量損失。
上述炭黑的配合量，相對于100重量份有機聚硅氧烷，優(yōu)選20～150重量份，特別是40～100重量份的范圍。在20重量份以下，則熱傳導(dǎo)性變得不充分，而如果超過150重量份，不但配合變得困難，且成形加工性變得相當差。
作為可在本發(fā)明中使用的良熱傳導(dǎo)性填充劑，氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氫氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、石英等無機粉末，或銀、鎳、銅、鐵等金屬粉末等較合適。這些良熱傳導(dǎo)性填充材的配合量，相對于100重量份有機聚硅氧烷，優(yōu)選為50～1200重量份，特別優(yōu)選以100～1000重量份的范圍使用。在50重量份以下，熱傳導(dǎo)性變得不充分，而如果超過1200重量份，則成形加工性變差、固化后的機械強度降低，同時失去了橡膠的柔軟性。另外，炭黑和良熱傳導(dǎo)性填充劑可以結(jié)合使用。
在本發(fā)明中使用的固化劑可以從通常用于硅橡膠的固化、至今公知的那些固化劑中適宜地選擇。例如，在自由基反應(yīng)的場合，推薦使用二-叔-丁基過氧化物、2，5-二甲基-2，5-二(過氧化叔丁基)己烷、二異丙苯基過氧化物等有機過氧化物，其配合量相對于100重量份有機聚硅氧烷優(yōu)選為0.1～5重量份。
在有機聚硅氧烷具有2個以上鏈烯基的場合，推薦由在一個分子中含有2個以上與硅原子結(jié)合的氫原子的有機氫聚硅氧烷和鉑族金屬系催化劑構(gòu)成的加成反應(yīng)固化劑。有機氫聚硅氧烷的配合量優(yōu)選是使得與硅原子結(jié)合的氫原子的相對于有機聚硅氧烷的鏈烯基的摩爾比(≡Si-H/鏈烯基)達到0.5～5的量，鉑族金屬系催化劑相對于有機聚硅氧烷優(yōu)選是1ppm～1000ppm。
在有機聚硅氧烷含有2個以上的硅烷醇基的場合，推薦具有2個以上的烷氧基、乙酰氧基、酮圬基、丙烯氧基等加水分解性基團的有機硅化合物等的縮合反應(yīng)催化劑。
在本發(fā)明中，為了成形的容易性，優(yōu)選使用有機過氧化物或加成反應(yīng)固化劑作為固化劑。
在本發(fā)明中，根據(jù)需要可以添加親水性二氧化硅、疏水性二氧化硅等補強性二氧化硅填充劑、陶土、碳酸鈣、硅藻土、二氧化鈦等填充劑，低分子硅氧烷酯、具有硅烷醇基的有機硅化合物等分散劑，硅烷偶合劑、鈦偶合劑等粘合賦予劑，賦予難燃性的鉑族金屬系催化劑，提高膠料的生膠強度的聚四氟乙烯粒子等。
作為本硅氧烷膠料的配合方法，可以使用雙輥、捏合機、班伯里混煉機、行星式混合機等進行混煉，通常優(yōu)選在緊接在使用之前添加固化劑。作為硅橡膠片材的成形方法，可推舉出在模具中使僅僅配合了固化劑的硅橡膠膠料熱壓固化的方法，用壓延機、擠出機等加工成所定的形狀之后使其熱固化的方法、溶解在液體狀的硅橡膠膠料或甲苯等的溶劑中、將液體化的硅橡膠膠料涂布在聚對苯二酸乙二酯(PET)等薄膜上之后，干燥而除去溶劑后，使其熱固化的方法。
這樣地成形的硅橡膠片材的厚度優(yōu)選是在0.1～10毫米的范圍。厚度在0.1毫米以下時，因為形狀不能充分地順從被壓合體，壓力的分布樣式變得不均勻。而當厚度為10毫米以上時，熱傳導(dǎo)性方面變差。
在本發(fā)明中，通過在硅橡膠片材的至少一個表面上具有凹凸而賦予使粘合性降低的脫模性，但是該凹凸的程度必須是在算術(shù)平均表面粗燥度是0.8微米～5微米的范圍。因為凹凸為0.8微米以下時，硅橡膠片材變得易于粘合，而凹凸為5微米以上時，電極的電連接變得不穩(wěn)定，所以這兩種情況是不優(yōu)選的。而且，在兩表面上設(shè)置凹凸的場合，兩表面的粗度可以是相同的，也可以是不同的。而且，上述算術(shù)平均表面粗燥度是根據(jù)JIS B 0601測定。上述的凹凸優(yōu)選通過壓花加工而設(shè)置，因為廉價且迅速。
在硅橡膠片材兩表面上賦予壓花的方法有如下的方法1)在使用壓延機輥筒制造片材的場合，在表面被粗燥化的塑料薄膜的粗燥面上壓延成硅橡膠片材組合物，在固化前將與塑料面相對的分離片材面擠壓到能形成壓花的輥筒上而使得壓花轉(zhuǎn)印、接著在固化之后從塑料薄膜剝?nèi)」柘鹉z的方法，2)通過對硫化完成之后的硅橡膠片材噴沙等粗燥化的方法，3)在兩面壓花加工的塑料薄膜的一個表面上涂層、在固化前將其預(yù)先卷取而照原樣地加入到烘箱中以使其硫化之后，從塑料薄膜剝?nèi)」柘鹉z的方法等。
本發(fā)明的熱壓合用硅橡膠片材因為耐熱性、熱傳導(dǎo)性、強度和作業(yè)性優(yōu)良，且同時具有硅橡膠的彈性，所以是在使用壓力成形機成形層合板和柔軟性印刷基板時為了一邊傳導(dǎo)熱量一邊均勻地施加壓力而使用的片材、和作為在與液晶顯示器連接的電極和搭載了驅(qū)動用LSI的FPC的鉛電極之間介以各向異性的導(dǎo)電性粘合劑進行熱壓合以實現(xiàn)電連接和機械連接時使用的片材是特別有效的。
本發(fā)明的在至少一個表面上施加了凹凸的熱壓合片材，因為至少一個表面上具有凹凸，所以具有與加壓工具和被壓合物脫模性良好、不污染周圍的優(yōu)越性。因此，不僅片材本身的耐久性良好，而且熱壓合步驟的作業(yè)性提高。而且在加壓時，因為片材不密合而有若干的移動，所以不會在壓合部卷入空氣，從而可以施加均勻的壓力。
實施例以下通過實施例更詳細地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此。
使用表面粗燥度計サ-フテスト501(ミツトヨ(株)制的商品名)測定轉(zhuǎn)印壓花面的表面粗燥度，算術(shù)平均表面粗燥度是2.9微米。
使用壓延機成形機將所得的硅氧烷膠料壓延成厚為0.30毫米之后，轉(zhuǎn)印至算術(shù)平均表面粗燥度為0的厚度為100微米的聚對苯二酸乙二醇酯(PET)薄膜上，從160℃的加熱爐中通過5分鐘使其固化。接下來，將硅橡膠薄膜從PET薄膜上剝離，在200℃下后加熱固化2小時之后，對該片材的單面噴沙，制作成具有算術(shù)平均表面粗燥度為1.8微米的壓花表面的壓合用硅橡膠片材。
冷卻后，對于該硅橡膠膠料100重量份，添加作為固化劑的有機過氧化物(C-24信越化學(xué)工業(yè)(株)制的商品名)1.5重量份，用雙輥混合后，溶解于二甲苯中制成60％二甲苯溶液，在算術(shù)平均表面粗燥度為0.7微米的單面壓花加工的厚度為100微米的PET薄膜的壓花加工面上，使用涂布器(コンマコ一タ一)涂布成0.2毫米的厚度后，在80℃下蒸發(fā)二甲苯以干燥。接著，將算術(shù)平均表面粗燥度為3.5微米的壓花輥擠壓至與PET薄膜相對側(cè)的壓延成的片材的表面上、在硅橡膠的表面上轉(zhuǎn)印壓花之后，從160℃的加熱爐中通過5分鐘使其固化。接下來，將硅橡膠薄膜從PET薄膜上剝離，在200℃下后加熱固化4小時制成熱壓合用硅橡膠片材。比較例1使用實施例1的硅橡膠膠料，采用壓延機成形機壓延成厚度為0.30毫米之后，轉(zhuǎn)印至厚度為100微米的算術(shù)平均表面粗燥度為0的PET薄膜上，從160℃的加熱爐中通過5分鐘使其固化。接著將硅橡膠片材從PET薄膜上剝離，通過紗布將平均粒徑13微米的滑石粉搓涂在片材的表面上，均勻地涂布。另外，在干燥機中在200℃下熱處理4小時后，將該片材在流水中用海綿擦洗干凈，除去剩余的粉末之后，使水干燥，制作成熱壓合用硅橡膠片材。比較例2使用實施例2的硅橡膠膠料，采用壓延機成形機壓延成厚度0.30毫米之后，轉(zhuǎn)印至厚度為100微米的算術(shù)平均表面粗燥度為0的PET薄膜上，從160℃的加熱爐中通過5分鐘使其固化。接著將硅橡膠薄膜從PET薄膜上剝離，通過紗布將平均粒徑為20微米的滑石粉搓涂在片材的表面上，均勻地涂布。另外，在干燥機中在200℃下熱處理4小時后，將該片材在流水中用海綿擦洗干凈，除去剩余的粉末之后，使水干燥，制作成熱壓合用硅橡膠片材。比較例3除了壓花加工以外，其它與實施例3全部相同地制成熱壓合用硅橡膠片材。比較例4將プライマ一C(信越化學(xué)工業(yè)(株)制的商品名)涂布至作為耐熱性樹脂薄膜的厚度為12微米的芳香族聚酰亞胺薄膜(カプトン東レデユポン(株)制的商品名)之后，在室溫下干燥30分鐘。
另一方面，采用壓延機成形機將實施例1制得的硅橡膠膠料壓延成厚度為0.30毫米之后，轉(zhuǎn)印至厚度為100微米的算術(shù)平均表面粗燥度為0的PET薄膜上。接著從該片材上壓合涂布了前述底漆的カプトン薄膜，從160℃的加熱爐中通過5分鐘從而使得硅橡膠膠料固化。接著剝離PET薄膜，在干燥機中在200℃下熱處理4小時，制作成熱壓合用硅橡膠復(fù)合片材。
(壓合試驗)在實施例1～4和比較例1～4中制成的熱壓合用硅橡膠片材的底面下，設(shè)置厚度為30微米的デユポン·ジヤパン·リミデツド制特佛龍薄膜(特佛龍是注冊商標)，接著，用間距為25微米的、設(shè)置了銅電極的2個FPC夾持厚度為22微米的各向異性導(dǎo)電粘合劑(對準上下的銅電極的位置)之后，設(shè)置在壓合機上，在340℃用加熱的加壓工具從熱壓合用硅橡膠片材的表面?zhèn)纫?0kgf/cm2的擠壓力壓合20秒時間。重復(fù)該壓合，以片材對該加壓工具的密合狀態(tài)和均勻的壓力，測定直至不能加熱固化各向異性導(dǎo)電粘合劑的次數(shù)。該次數(shù)是通過上下的FPC的銅電極的導(dǎo)通確認。
但是，在比較例4的熱壓合用硅橡膠復(fù)合片材的場合，以カプトン薄膜側(cè)向著加壓工具進行測定。另外，薄膜的厚度增加，因為熱的傳導(dǎo)性方面變差，所以加壓時間延長至25秒。如結(jié)果示于表1中。
表1

在比較例1、2的場合，如果連續(xù)使用，因為加壓工具慢慢地污染，必須洗凈。另一方面，在實施例1～4的場合，即使不進行加壓工具的洗凈，也具有耐久性。在比較例3的場合，每天需要洗凈兩回，因為每回都要進行壓合機的冷卻，所以是非常地費事的。
其次，對于實施例1和比較例4，除了使加壓工具的擠壓力降低至30kgf/cm2以外，在同樣的條件下實施壓合試驗，而在實施例1的場合，上下的FPC的銅電極間的導(dǎo)通是良好的，但是在實施例4的場合，發(fā)生一部分導(dǎo)通不良。比較例4的熱壓合用硅橡膠復(fù)合片材雖然在對加壓工具密合和加壓工具的污染方面沒有問題，但是相比于本發(fā)明壓合時間延長，必須提高擠壓力。
權(quán)利要求
1.一種熱壓合用硅橡膠片材，其特征在于，該片材的至少一個表面具有算術(shù)平均粗燥度為0.8微米～5微米的凹凸。
2.如權(quán)利要求1所述的熱壓合用硅橡膠片材，其特征在于，該硅橡膠片材含有炭黑，該炭黑中水分以外的揮發(fā)成分是0.5重量％以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱壓合用硅橡膠片材，其特征在于，該硅橡膠片材含有良熱傳導(dǎo)性的填充劑。
4.如權(quán)利要求1～3任一所述的熱壓合用硅橡膠片材，其特征在于，該硅橡膠片材的厚度是0.1～10毫米。
5.如權(quán)利要求1～4任一所述的熱壓合用硅橡膠片材，其特征在于，所述表面的凹凸通過壓花加工進行設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱壓合用硅橡膠片材，該片材不密合至加壓工具和被壓合物上、可改善壓合步驟的作業(yè)性，同時片材本身的耐久性良好且難以污染周圍。該熱壓合用硅橡膠片材的特征在于，該片材的至少一個表面具有算術(shù)平均粗糙度為0.8微米～5微米的凹凸。
文檔編號C08L83/00GK1421480SQ0215287
公開日2003年6月4日 申請日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
發(fā)明者中野昭生, 北村誠司, 金井秀夫, 土屋徹, 茂木正弘, 高村融 申請人:信越化學(xué)工業(yè)株式會社