專利名稱：可熱固化的導(dǎo)電性粘合片、連接結(jié)構(gòu)以及使用它們的連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可熱固化的導(dǎo)電性粘合片，更具體的涉及一種對(duì)連接電路布線圖有用的可熱固化的導(dǎo)電性粘合片。
背景技術(shù)：
當(dāng)電連接大型電路、接地印刷布線板或電連接微波印刷電路板到散熱板、外殼等時(shí)，需要機(jī)械、熱和電穩(wěn)定的連接。
最近，電氣設(shè)備重量的減輕和小型化導(dǎo)致和電子零件緊密整裝的電路。通常，電路通過使用高頻信號(hào)來控制電氣設(shè)備。然而，這些高頻信號(hào)很容易受到外部噪聲的影響，這會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備的操作失誤。為了消除此類噪聲的影響，需要將電路屏蔽或接地，這通常包括簡單而可靠的低電阻的電氣連接。
當(dāng)必需考慮電氣設(shè)備的大小和重量時(shí)，導(dǎo)電粘合劑和金屬箔帶子是典型的適合用來連接電路布線圖的導(dǎo)電材料。
日本專利公開公布第Hei 1-11348號(hào)和日本專利公開公布第Hei 1-309206號(hào)揭示了一種其中分散著導(dǎo)電顆粒的可熱固化樹脂的導(dǎo)電性粘合劑。在壓力下熱固化這種可熱固化的樹脂使導(dǎo)電顆粒相互接觸，這種導(dǎo)電性粘合劑就有了導(dǎo)電性。導(dǎo)電顆粒通常通過點(diǎn)接觸連接。即是說，導(dǎo)電顆粒以極窄小的接觸表面積相互電連接。
這種情況下，導(dǎo)電性粘合劑的導(dǎo)電性會(huì)受到環(huán)境改變和穩(wěn)定性差的不利影響。此外，在壓力下用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備(如爐子)使樹脂熱固化也比較困難。另外，為了在熱固化時(shí)對(duì)接觸點(diǎn)施加壓力還需要特殊的模具。這些因素使加工過程復(fù)雜化。
當(dāng)使用大的電流時(shí)，電氣設(shè)備，包括使用導(dǎo)電粘合劑的，會(huì)有接觸點(diǎn)的接觸電阻升高以及隨后產(chǎn)生的熱量升高的問題。用覆有金屬的聚合物顆粒制造的導(dǎo)電顆粒會(huì)使接觸表面的面積增大到一定程度，然而，該金屬導(dǎo)電層的厚度非常薄并會(huì)產(chǎn)生過多的熱量。例如，如果對(duì)由這種導(dǎo)電性粘合劑形成的電連接連續(xù)施加100瓦或更高的功率，產(chǎn)生的焦耳熱就會(huì)使周圍的電氣部件受到不利的影響。
金屬箔帶子是一種導(dǎo)電性壓敏粘合片，它基本上由一種金屬箔和一種壓敏粘合劑層組成。如果是壓花的金屬箔帶子，其中金屬箔層是壓花的，從而有背面空的凸出部分，這種背面空的凸出部分需要推動(dòng)壓敏粘合片，以便直接和導(dǎo)電粘附體形成電接觸。此外，此背面空的凸出部分是可展延的故而很容易變形，因此可以很容易得到較大的接觸表面積。結(jié)果是，與上述導(dǎo)電粘合劑相比，此種金屬箔帶的導(dǎo)電性更加穩(wěn)定。
然而，如果是金屬箔帶，壓敏粘合劑層通常包含丙烯酸型的壓敏粘合劑，它在熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度方面較差。因此，當(dāng)使用大電流時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱會(huì)使金屬箔和粘附劑體分離。
如上所述，由于導(dǎo)電粘合劑和金屬箔帶子的缺陷，如日本專利審查公布第Hei 7-16090(1995)號(hào)所述，需要承載大電流的電連接通常是通過焊接或機(jī)械堵縫法形成的，但它的過程方法很復(fù)雜。
本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種簡單的方法來制造能形成且有低電阻和機(jī)械、熱、電穩(wěn)定性的電連接的可熱固化的導(dǎo)電性粘合片。
發(fā)明概要本發(fā)明提供了一種可熱固化的導(dǎo)電性粘合片，它包括一種片形的有前表面和背表面的導(dǎo)電層，以及施加在導(dǎo)電層前表面的粘合劑層，在導(dǎo)電層上形成了朝向前表面的凸起的部分。粘合劑層由可熱固化的粘合劑組成。導(dǎo)電層凸起的部分穿過粘合劑層，并且，當(dāng)粘合劑層通過擠壓和加熱附著在粘附層上時(shí)，它和粘附體接觸。
此外，本發(fā)明還提供了一種可熱固化的導(dǎo)電性粘合片，它包括一種有前表面和背表面的片形的導(dǎo)電層，以及施加在導(dǎo)電層前表面的粘合劑層和施加在導(dǎo)電層背表面的粘合劑層，在導(dǎo)電層上形成了朝向前表面方向的凸起部分和朝向背表面方向的凸起部分。粘合劑層由可熱固化的粘合劑組成。導(dǎo)電層的凸起部分穿過粘合劑層，并且，當(dāng)粘合劑層通過旋壓和加熱附著在粘附層上時(shí)，它和粘附體接觸。
附圖簡述通過對(duì)以下與附圖有關(guān)的本發(fā)明各種實(shí)施方案的詳細(xì)描述，可以更充分理解本發(fā)明，其中

圖1是本發(fā)明可熱固化的導(dǎo)電性粘合片的一個(gè)例子的截面圖。
圖2是本發(fā)明可熱固化的導(dǎo)電性粘合片的一個(gè)例子的俯視圖。
圖3是示意性的流程圖，它顯示了本發(fā)明可熱固化的導(dǎo)電性粘合片在粘附體上的附著，圖中凸起部分和粘合劑層僅僅在導(dǎo)電層的一個(gè)面上形成。
圖4是使用本發(fā)明可熱固化的導(dǎo)電性粘合片形成的連接結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖5是顯示使用本發(fā)明可熱固化的導(dǎo)電性粘合片形成電連接方法的示意性流程圖。
圖中數(shù)字的解釋1 導(dǎo)電層2，2’ 粘合劑層3 可熱固化的導(dǎo)電性粘合片4，4’ 凸起部分5，5’ 粘附體雖然本發(fā)明可有各種修改和替換形式，但其細(xì)節(jié)已例示在圖中并將詳細(xì)描述。然而，應(yīng)該理解，這些描述的意圖不是要將本發(fā)明限制在將描述的具體的實(shí)施方案內(nèi)。相反，其意圖是覆蓋本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有修改、等價(jià)內(nèi)容和替換形式。
發(fā)明詳述在所有的圖中，類似或等價(jià)的部分都標(biāo)上了同樣的數(shù)字。
圖1是本發(fā)明可熱固化的導(dǎo)電性粘合片一個(gè)例子的截面圖，可熱固化的導(dǎo)電性粘合片包括導(dǎo)電層3，在導(dǎo)電層前表面上形成的粘合劑層2，以及在導(dǎo)電層背表面上形成的粘合劑層2’。導(dǎo)電層1是有前表面和背表面的片形式的導(dǎo)電物質(zhì)。
導(dǎo)電層的厚度可以不同，然而它通常是1-2,000μm，較好的是30-1,000μm，更好是50-500μm。如果導(dǎo)電層的厚度小于1μm，導(dǎo)電層的剛性就不足，且可有效施加于接觸點(diǎn)的應(yīng)力就會(huì)受到限制。相反，如果導(dǎo)電層的厚度超過2,000μm，則剛性就過高，就需要很大的壓力使粘合劑層和粘附體緊密粘附。
導(dǎo)電層前表面和背表面上粘合劑層的厚度取決于它們獲得足夠粘著強(qiáng)度的能力和它們?cè)趯?dǎo)電層1和粘附體(在圖中未顯示)之間形成接觸的容易程度。通常，粘合劑層2，2’的厚度在1-100μm之間，較好的是在5-50μm之間，更好是10-30μm，且是在導(dǎo)電層1的兩個(gè)表面上形成。
導(dǎo)電層1上形成了朝向前表面的凸起部分4和朝向背表面的凸起部分4’。凸起部分的形狀沒有什么限制，它可以是圓的、多邊形體狀或網(wǎng)格狀。典型的凸起部分是圓形的。
凸起部分的大小可以不同，取決于各種因素。例如，凸起部分有用的最小和最大高度通常與粘附體的表面粗糙度有關(guān)。凸起部分的高度通常應(yīng)該超過粘附體的最大表面粗糙度。如果凸起部分的高度小于粘附體的表面粗糙度，則粘附體和可熱固化的導(dǎo)電性粘合片之間的接觸就不穩(wěn)定。此外，然而，凸起部分的高度通常不能超過粘附體的最大表面粗糙度很多，以致為得到所需的連接需要過大的壓力。如果凸起部分的高度超過粘附體最大表面粗糙度太多，則需要過大的壓力使凸起部分變形以產(chǎn)生有適當(dāng)接觸表面積的所需連接。凸起部分4、4’的大小通常是高1-2,000μm，平均直徑10-20,000μm。如果用1噸或較小的壓機(jī)和通常的粘附體，凸起部分合適的高度和平均直徑分別在10-200μm和100-2,000μm之間。
凸起部分4、4’背面最好是空的。如果凸起部分背面是空的，它們就比較容易變形。結(jié)果是，當(dāng)背面空的凸起部分和粘附體直接接觸并受到壓力的時(shí)候，由于這種變形，其和粘附體的接觸表面積就會(huì)增加，因而電連接的電阻會(huì)進(jìn)一步降低。此外，由于背面空的凸起部分像彈簧一樣是容易變形的，所以連接的穩(wěn)定性也可以增加。
盡管在圖1中整體形成了凸起部分4、4’和導(dǎo)電層1，但凸起部分不限于這種形式，只要它們能與導(dǎo)電層直接接觸即可。此外，凸起部分不限于在導(dǎo)電層的一個(gè)表面上。在導(dǎo)電層的一個(gè)表面或兩個(gè)表面上都可以形成多個(gè)凸起部分，凸起之間有一定的間隔，這樣就可以和粘附體形成盡可能多的接觸。
圖2顯示了本發(fā)明可熱固化的導(dǎo)電性粘合片一個(gè)例子的俯視圖。多個(gè)凸出部分6、6’和多個(gè)凹下部分7、7’以上述與凸起部分一致的間隔規(guī)則地分布在導(dǎo)電層上。這個(gè)實(shí)施方案中，彼此最為接近的凸起部分形成了凸出和凹下部分。
如果在導(dǎo)電層上形成了多個(gè)凸起部分，凸起部分之間的間隔可以不同，然而間隔通常在0.01-20mm之間。如果凸起部分之間的間隔小于最小限度，則用在接觸點(diǎn)上的力就會(huì)減小，從而難以消失并貫穿粘合劑層，而如果凸起部分之間的間隔大于最大值，則電(或熱)傳導(dǎo)的效率就會(huì)降低。
如果粘附體是高頻波導(dǎo)印刷布線板如微波印刷電路板，凸起部分之間的間隔應(yīng)為高頻波長的一半或更短。如果凸起部分之間的間隔大于高頻波的半波長，則圍繞非接觸部分的傳導(dǎo)區(qū)就起天線的作用，會(huì)產(chǎn)生成問題的噪聲。
上述導(dǎo)電層和凸起部分的材料可以不同。然而，考慮到電導(dǎo)電性和熱導(dǎo)電性，優(yōu)選的導(dǎo)電層和凸起部分是由金屬，如鐵、不銹鋼、銀、鋁、錫、銅或其它能在高頻微波印刷布線板和散熱片或散熱箱之間進(jìn)行良好電和/或熱連接的金屬制成的。金屬通常有伸長和延伸的特性，很容易制成箔之類的片。此外，如果凸起部分背面是空的，壓花金屬的塑性變形就很容易實(shí)現(xiàn)。這就能與粘附體實(shí)現(xiàn)大面積的幾乎永久性的接觸。
銅、鐵和鋁是用來制造本發(fā)明導(dǎo)電層的優(yōu)選金屬。從經(jīng)濟(jì)成本上來說，認(rèn)為它們對(duì)本發(fā)明可熱固化的導(dǎo)電性粘合片是有好處的。上述金屬的箔可以鍍以金、錫、焊料、銀、鋅、鎳等。
粘合劑層是用可熱固化的粘合劑制造的。優(yōu)選的可熱固化的粘合劑是例如含有以下組分而基本上沒有粘性的可熱固化的樹脂；(1)環(huán)氧樹脂，(2)環(huán)氧樹脂的固化劑，以及(3)苯氧基樹脂。
環(huán)氧樹脂和固化劑的反應(yīng)是通過加熱發(fā)生的，但也可以在室溫下發(fā)生形成有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固化產(chǎn)物。這種情況下，當(dāng)對(duì)粘合劑層加力使得粘附體相互粘附時(shí)，固化的環(huán)氧樹脂有優(yōu)良的耐熱性和粘著強(qiáng)度。其結(jié)果是，不像上述金屬箔帶子，粘合劑層很少會(huì)和粘附體分離，即使在粘附體之間由電連接產(chǎn)生了焦耳熱。
環(huán)氧樹脂可以不同，只要它能夠提供具有高的耐熱性和團(tuán)聚力的粘合層。此類環(huán)氧樹脂包括，例如，雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、芴環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂、溴化環(huán)氧樹脂、氟化環(huán)氧樹脂等。
上述環(huán)氧樹脂通常以5重量％-80重量％的含量存在于組合物中。這里使用的重量％是以組合物的總重為基礎(chǔ)的。如果環(huán)氧樹脂的含量低于約5重量％，則組合物的耐熱性就會(huì)降低，而如果環(huán)氧樹脂的含量高于約80重量％，則組合物的粘合力就會(huì)降低，且組合物就容易變成液體。較好地是，組合物中存在10重量％-50重量％的環(huán)氧樹脂。
組合物中還加入了固化劑，通過在室溫或提高的溫度下和環(huán)氧樹脂反應(yīng)使組合物熱固化。固化劑是可以不同，只要它能如上所述使組合物熱固化。合適的固化劑包括，例如，胺型固化劑、酸酐、雙氰胺、咪唑、陽離子聚合催化劑、肼化合物等。雙氰胺是優(yōu)選的，因?yàn)樗谑覝?30℃)下有熱穩(wěn)定性。
固化劑通常以0.1重量％-30重量％存在于組合物中。如果組合物中的固化劑少于0.1重量％，所得組合物的硬度不夠，如果組合物中的固化劑多于30重量％，則固化組合物的所需特性就會(huì)變壞。較好的是，固化劑以0.5重量％-10重量％存在。
環(huán)氧樹脂通常是有鏈結(jié)構(gòu)的熱塑性樹脂，其重均分子量通常為2,000-2,000,000或數(shù)均分子量是1,000-1,000,000，其環(huán)氧當(dāng)量為500-500,000，并能提供具有合適形狀(如薄片)的組合物。此外，苯酚樹脂有類似于上述環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)，這兩種樹脂是相互兼容的。此組合物可以成形為粘合劑薄片。將苯酚樹脂和雙酚A型環(huán)氧樹脂或芴環(huán)氧樹脂一起使用較好，因?yàn)檫@些樹脂和苯酚樹脂特別兼容。
粘合劑層的最小儲(chǔ)存剪切彈性模量(G’)是1000,000Pa或更小，或在10-100,000之間，能限制使樹脂的流出。這樣的粘合劑層使得凸起部分容易穿過該層自身，并使與粘附體之間的電連接電阻較小。當(dāng)施加60-260℃和104-5×107的壓力時(shí)，這種粘合劑層可提供這些性能。
如果最小儲(chǔ)存剪切彈性模量超過約100,000Pa，為使凸起部分穿過粘合劑層就需要較高的壓力。本說明書中的儲(chǔ)存剪切彈性模量(G’)是指用動(dòng)態(tài)粘度測量裝置(例如，來自Rheometrice公司的RDA II)測量時(shí)，在6.28rad/sec的角速度(頻率為1Hz)下以5℃/min將溫度由60℃升至260℃時(shí)測得的值中的最小值。
粘合劑層可以用雙馬來酰亞胺樹脂替代環(huán)氧樹脂，或者除了有環(huán)氧樹脂外再加上雙馬來酰亞胺樹脂。此外，可以用各種超級(jí)工程塑料，例如通過芴雙酚和環(huán)氧樹脂反應(yīng)獲得的聚(羥基醚)或其它熱塑性樹脂替代苯氧基樹脂，或者和苯氧基樹脂一起使用。其中引入了上述芴骨架結(jié)構(gòu)的聚(羥基醚)不僅改進(jìn)了粘合劑層的耐熱性，而且使粘合劑層具有了耐水性。
除非所得的組合物不能滿足目的或不能產(chǎn)生本發(fā)明所需的效果，不含有如上所述的此類熱塑性樹脂，但主要含有環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂或它們的混合物以及固化劑的組合物可被用來形成可熱固化的粘合劑層。此外，以乙烯-縮水甘油甲基丙烯酸酯共聚物為主要組分的可熱固化樹脂，由于有低的吸水性，適合在高濕條件下使用。
在上述可熱固化的導(dǎo)電性粘合片中，在導(dǎo)電層的兩個(gè)表面上都形成了凸起部分和粘合劑層，然而，它們也可以僅在一個(gè)面上形成。圖3顯示了此類可熱固化的導(dǎo)電性粘合片的截面圖。
可以用任何常規(guī)的技術(shù)，包括以下描述的技術(shù)來制造本發(fā)明可熱固化的導(dǎo)電性粘合片。
適合用于本發(fā)明的粘合劑層包括按下述方法制造的粘合劑層。通過將環(huán)氧樹脂、苯酚樹脂和固化劑混合制得可熱固化的粘合劑。將得可熱固化的粘合劑溶解在溶劑中獲得涂布溶液。溶劑可以不同，只要它能夠溶解可熱固化的粘合劑。較好的是，溶劑包括甲乙酮(MEK)，它在低溫下可揮發(fā)，并有較小的毒性。
在基材的一個(gè)表面上采用規(guī)定量的涂布溶液后，按此領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方法將所得涂層與基材分離，在規(guī)定溫度下將其干燥形成粘合劑層。將所得粘合劑層從基材上分離后，將其附著到導(dǎo)電層的一個(gè)或兩個(gè)面上形成一個(gè)疊層體。也可以對(duì)導(dǎo)電層直接施加涂布溶液，然后干燥。
對(duì)所得疊層體進(jìn)行壓花處理，在導(dǎo)電層中形成凸起部分。此時(shí)，由于粘合劑層基本上沒有粘性，可以較容易地進(jìn)行壓花處理。也可以將粘合劑層附著在已經(jīng)通過壓花處理形成凸起部分的導(dǎo)電層上。此外，如果用焊料使可熱固化的導(dǎo)電性粘合片相互連接或連接在粘附體上，可以在導(dǎo)電層表面施加助焊劑以方便連接。
可以在附著上粘合劑層后通過蝕刻等手段，將導(dǎo)電層分成幾個(gè)相互沒有聯(lián)系的區(qū)域。
圖4所示的本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)，包括可熱固化的導(dǎo)電性粘合片3，粘合劑層2、2’和其上形成的粘附體5、5’。粘合劑層2、2’附著在粘附體5、5’上，導(dǎo)電層1上的凸起部分4、4’穿過粘合劑層2、2’與粘附體5、5’接觸。其結(jié)果是，如果粘附體有導(dǎo)電性，就可以由可熱固化的導(dǎo)電性粘合片在其中形成低電阻的電連接。
圖5的示意性流程圖顯示了用本發(fā)明可熱固化的導(dǎo)電性粘合片形成電連接的方法。
首先，如圖5(a)所示，粘附體5、5’排列在可熱固化的導(dǎo)電性粘合片3的粘合劑層上。
然后，如圖5(b)所示，在兩個(gè)粘附體之間施加規(guī)定大小的壓力，同時(shí)將可熱固化的導(dǎo)電性粘合片3的粘合層同時(shí)和粘附體5、5’一起加熱。粘合劑層2、2’軟化，導(dǎo)電層1的凸起部分4、4’消失并穿過粘合劑層2、2’，從而和粘附體5、5’接觸。
如圖5(c)所示，繼續(xù)施加壓力，使粘合劑層和粘附體5、5’完全粘合而沒有縫隙。此時(shí)，如果凸起部分4、4’的背面是空的，施加的壓力會(huì)使凸起部分的增加其接觸粘附體的表面積。其結(jié)果是，粘合片可以提供具有低電阻的電連接和與粘附體之間的穩(wěn)定性電連接。必要的話，可進(jìn)一步加熱粘合劑層使可熱固化的粘合劑完全固化。
在凸起部分4、4’和粘附體5、5’之間施加高達(dá)10-100,000安培的電流，可使導(dǎo)電層的凸起部分4、4’和粘附體5、5’熔化并結(jié)合。此外，如果在導(dǎo)電層的凸起部分和粘附體之間有釬焊材料如銅、錫、鋅、鋁、低熔點(diǎn)金屬等，可以適當(dāng)調(diào)整加熱和結(jié)合的溫度或者在凸起部分4、4’和粘附體5、5’之間通以適當(dāng)?shù)碾娏?，而進(jìn)行導(dǎo)電層的凸起部分4、4’和粘附體5、5’的硬焊(包括軟焊)。使用這些方法會(huì)導(dǎo)致凸起部分4、4’和粘附體5、5’之間的緊密連接。
實(shí)施例下文中，將根據(jù)以下實(shí)施例描述本發(fā)明，然而，本發(fā)明并不限制于這些實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，除非另有說明，術(shù)語“份數(shù)”和“％”是以占組合物總重量的重量表示的。
實(shí)施例1-4粘合劑層的制備如表1所示，將苯酚樹脂(YP 50S，來自Tohto Kasei K.K.)、環(huán)氧樹脂(DER332，來自Dow Chemical公司)和以雙氰胺為基的固化劑(DICY)混合，制備可熱固化的粘合劑。然后將此可熱固化粘合劑溶解在甲乙酮(MEK)和甲醇(MeOH)的溶劑混合物中，獲得涂布溶液。
表1涂布溶液的組成(份數(shù))
aYP 50S，來自Tohto Kasei K.K.；數(shù)均分子重量為11,800bDER 332，來自Dow Chemical公司；環(huán)氧當(dāng)量為174然后，將規(guī)定量的各種涂布溶液用在聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)(PET)薄膜上(50μm厚)，用硅酮處理進(jìn)行分離，然后在100℃下干燥20分鐘獲得30μm厚的粘合劑層。
粘合劑層彈性的測量將粘合劑層從PET膜分離以后，用下述方法測量儲(chǔ)存剪切彈性模量(G’)。儲(chǔ)存剪切彈性模量(G’)，是以5℃/min將溫度由60℃升至260℃的同時(shí)，以6.28rad/sec的角速度的條件用動(dòng)態(tài)粘度測量裝置(RDA II，來自Rheometrice公司)進(jìn)行測量。表2顯示了每種粘合劑層從60℃-260℃時(shí)儲(chǔ)存剪切彈性模量的最小值(G’min)和260℃時(shí)的儲(chǔ)存剪切彈性模量(G’max280℃)。
可熱固化的導(dǎo)電性粘合片的制備在冷軋銅箔(SPCC-SB，來自Nippon Seihaku K.K.)的兩個(gè)表面上都形成粘合劑層，該銅箔厚35μm，用作導(dǎo)電層。然后通過加熱至100℃的軋輥施加壓力，使兩個(gè)粘合劑層與冷軋銅箔附著，得到層疊體。為獲得可熱固化的導(dǎo)電性粘合片，將所得層疊體壓花，形成具有圖2所示重復(fù)單元的凸起部分和凹下部分(直徑15.mm，高0.2mm，相鄰?fù)蛊鸩糠值木嚯xd＝5mm)。
連接結(jié)構(gòu)的形成然后，將用上述冷軋銅箔制得的兩個(gè)粘附體放在可熱固化的導(dǎo)電性粘合片的兩個(gè)表面上，將所得物體被夾置在厚度為1mm的一對(duì)鋁片之間。然后在150℃的爐子中將可熱固化的導(dǎo)電性粘合片和粘附體加熱2小時(shí)，同時(shí)施加5×<p>表5
借助T模系統(tǒng)多層擠出機(jī)，用上述彈性苯乙烯聚合物和苯乙烯聚合物(P1-P5)制備具有各種結(jié)構(gòu)的多層片材。多層擠出機(jī)是一試驗(yàn)擠出機(jī)，它有一個(gè)單螺桿擠出機(jī)，含Φ為65mm的fulflight螺桿，用于形成中心層；還有兩個(gè)單螺桿擠出機(jī)，含Φ為30mm的fulflight螺桿，用于形成表層。各熔融樹脂可在進(jìn)料頭中合并層壓。此外，在成片材過程中，各筒體的溫度為230℃。
真空成形用Asano Seisakusho生產(chǎn)的栓塞輔助真空系統(tǒng)成形機(jī)使片材樣品成形為圖1所示形狀。這里將片材附著在真空成形機(jī)上，使層的A面成為栓塞面，成形條件是，當(dāng)片材表面通過加熱達(dá)到120℃時(shí)，開始真空成形。
形成壓花載運(yùn)帶將片材樣品切成27mm寬，用EDG公司為壓花載運(yùn)帶制造的氣壓成形機(jī)，形成壓花載運(yùn)帶(W24mm，P16mm，AO11.25MM，BO14.8mm，KO5.8MM)。
回收實(shí)驗(yàn)用粉碎機(jī)對(duì)片材樣品進(jìn)行粉碎，使其尺寸適合于擠出機(jī)，在與制備多層片材相同的條件下，僅操作Φ為65mm的fulflight螺桿型擠出機(jī)，制備厚度為0.8mm的片材。這里，成形操作過程中筒體的溫度為230℃。
○回收性質(zhì)好×回收性質(zhì)差(白色濁度)
表3
aYP 55來自Tohto Kasei K.K.
bPKHM30來自Phenoxy Associate公司cYD 128來自Tohto Kasei K.K.；環(huán)氧當(dāng)量180dYDB 400來自Tohto Kasei K.K.
e正-丙烯酸丁酯/丙烯酸苯氧乙酯＝50/50(重量比)的共聚物的30％的乙酸乙酯溶液fAME 130來自Nissan Chemical Industries有限責(zé)任公司gAmicure UR 2T來自Amicron Chem公司測量粘合劑層的彈性模量用與實(shí)施例1-4同樣的方法測量粘合劑層的彈性模量G’min和G’max260℃，測出分別為2400Pa和160,000Pa。
制備可熱固化的導(dǎo)電性粘合片這一實(shí)施例的可熱固化的導(dǎo)電性粘合片是按下述方法制備的。
在來自Fukuda Kinzoku Hakufun K.K.的商品名為TCu-0-35的銅箔(作為導(dǎo)電層)上壓花形成由許多凸起部分構(gòu)成的邊長1.8mm的方格，凸起部分的線寬為0.3mm，高0.075mm(以后將其稱為壓花表面)。將銅箔浸在5％松香(KE 604，來自Arakawa Kagaku K.K.)在MEK的溶液中。然后將壓花表面干燥除去MEK。
將前述粘合劑層從PET膜上分離后，將上述銅箔壓在按前述方法在PET膜上制得的粘合劑層上，這樣就可以使銅箔的壓花表面粘附到粘合劑層上。然后<p>單獨(dú)TBC燒焦研究將TBC與作為背景的常規(guī)或現(xiàn)有技術(shù)的混合物進(jìn)行對(duì)照檢測，在泡沫制劑中該混合物含有4000ppm BHT(酚的衍生物)及1000ppm Naugard445(烷基化二苯胺)。每個(gè)受測泡沫都有大致相等的燒焦程度，并在泡沫中心的燒焦區(qū)域有輕微的顏色差異。
然而，暴露于氧化氮(NOX)氣體中的泡沫樣品在暴露數(shù)小時(shí)后顯示出相當(dāng)大的差異(表V)。
暴露于氧化氮(NOx)氣體中9小時(shí)后，TBC穩(wěn)定的泡沫比常規(guī)(BHT/烷基化二苯胺)混合物穩(wěn)定的泡沫褪色更小少(產(chǎn)生較少的黃色)。
表V
比較Isonox232及Isonox132表VI
將這些液態(tài)酚化合物與叔丁基兒茶酚混合以制造液態(tài)燒焦抑制劑組合物?！俺Ｒ?guī)945”指得自R.T.Vanderbilt Company，Inc.的Vanox945。目前液態(tài)燒焦抑制劑在工業(yè)中的需求相當(dāng)高。我們發(fā)現(xiàn)Isonox 232及Isonox 132(Schenectady Chemicals Inc.，N.Y.)作為TBC稀釋劑(PLX976/232及PLX 976/132)起到同樣的效果(表VI)。我們也發(fā)現(xiàn)與兩個(gè)商業(yè)上可獲得的(酚/胺)混合物(常規(guī)BHT及常規(guī)945)相比，上述兩個(gè)抑制劑組合物中的每一個(gè)對(duì)泡沫的染色都較少。
將另一份液態(tài)酚與叔丁基兒茶酚和PTZ混合并加以檢測。用Irganox1135(得自Ciba-Giegy)可充分溶解TBC及吩噻嗪，從而制得液態(tài)燒焦抑制劑。此外，我們發(fā)現(xiàn)此組合物與常規(guī)945產(chǎn)品(胺/酚混合物)及優(yōu)選的發(fā)明組合物PLX 976相比具有類似的抗燒焦作用。
實(shí)施例6粘合劑層的形成以及彈性模量的測量這一實(shí)施例中，以與實(shí)施例1-4同樣的方法，制得厚度為30μm的粘合劑層，不同的是按表5制備涂布溶液。
用與實(shí)施例1-4同樣的方法，測量粘合劑層的彈性模量G’min和G’max260℃分別為85Pa和1.03×107Pa。
表5
aYP 55來自Tohto Kasei K.K.；數(shù)均分子量為11,800bDER 332來自Dow Chemical Japan公司cPLACCEL G402來自Daicel Kagaku K.K.；環(huán)氧當(dāng)量1,350d正-丙烯酸丁酯/丙烯酸苯氧乙酯＝50/50(重量比)的共聚物的30％的乙酸乙酯溶液制備可熱固化的導(dǎo)電性粘合片并形成連接結(jié)構(gòu)按實(shí)施例5的方法制備本實(shí)施例可熱固化的導(dǎo)電性粘合片，不同之處是使用本實(shí)施例的上述粘合劑層。
將本實(shí)施例的可熱固化的導(dǎo)電性粘合片切成寬25mm、長70mm的矩形后，將鍍鋅鐵片直接附著到此粘合片的銅箔上。然后在150℃下在可熱固化的導(dǎo)電性粘合片和鍍鋅鐵片之間施加5×106Pa壓力，粘合劑層就固化得到連接結(jié)構(gòu)。
測量連接結(jié)構(gòu)的電阻和粘著強(qiáng)度然后測量本實(shí)施例連接結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層和粘附體之間的電阻。同時(shí)，如上所述，以每分鐘50mm的速度從連接結(jié)構(gòu)上剝離粘附體，測量180°剝離粘著強(qiáng)度。本實(shí)施例連接結(jié)構(gòu)的電阻和180°剝離粘著強(qiáng)度顯示在表6中。
表6
對(duì)連接結(jié)構(gòu)通以電流以與實(shí)施例5一樣的方法對(duì)本實(shí)施例的連接結(jié)構(gòu)通以電流。導(dǎo)電層和粘附體在與電線的接觸點(diǎn)部位不出現(xiàn)顯著的溫度升高(5℃或更高)。
對(duì)比實(shí)施例1制備可熱固化的導(dǎo)電性粘合片在這個(gè)對(duì)比實(shí)施例中，將5％的鍍有金的聚合物導(dǎo)電顆粒(Gright 20 GNR 4，6-EH，來自Nippon Kagaku Kogyo K.K.)分散在涂布溶液中。按實(shí)施例5的方法制備厚度為35μm的粘合劑層，不同之處是使用所得的涂布溶液來制備可熱固化的導(dǎo)電性粘合片。
連接結(jié)構(gòu)的形成將粘附體，即分別為厚度為35μm的軋制銅箔和鍍錫銅箔，分別置于可熱固化的導(dǎo)電性粘合片的兩面上。然后在150℃下在軋制銅箔和鍍錫銅箔之間施加2×107Pa的壓力2小時(shí)，形成連接結(jié)構(gòu)。這樣就使可熱固化的導(dǎo)電性粘合片通過測得為10×20mm2的接觸表面積壓制結(jié)合到鍍錫銅箔和軋制銅箔上。
測量連接結(jié)構(gòu)的電阻和粘著強(qiáng)度然后，測量本對(duì)比實(shí)施例的連接結(jié)構(gòu)的軋制銅箔和鍍錫銅箔之間的電阻。同時(shí)，以每分鐘50mm的速度從連接結(jié)構(gòu)上剝離鍍錫軋制銅箔，測量180°剝離粘著強(qiáng)度。本對(duì)比實(shí)施例連接結(jié)構(gòu)的電阻和180°剝離粘著強(qiáng)度顯示在表7中。
進(jìn)行基本上同樣的試驗(yàn)，不同之處是，將其在150℃施壓1分鐘后，在150℃進(jìn)行2小時(shí)固化而不施加外力。測得的連接電阻為1歐姆或更高。
對(duì)比實(shí)施例2
連接結(jié)構(gòu)的形成這一對(duì)比實(shí)施例中，將帶有銅箔的導(dǎo)電性壓敏粘合片(#1245來自Sumitomo3M公司)附著在35μm厚的軋制銅箔上，該粘合片銅箔的前表面上有壓花形成的方形格子。在此情況下，導(dǎo)電性壓敏粘合片是通過25×25mm2的接觸表面積緊密附著在軋制銅箔上的。
測量連接結(jié)構(gòu)的電阻和粘著強(qiáng)度然后測量本對(duì)比實(shí)施例連接結(jié)構(gòu)兩層銅箔之間的電阻。同時(shí)，以每分鐘50mm的速度從連接結(jié)構(gòu)上剝離軋制銅箔，測量180°剝離粘著強(qiáng)度。本實(shí)施例的連接結(jié)構(gòu)的電阻和180°剝離粘著強(qiáng)度顯示在表7中。
表7
實(shí)施例7電焊用加熱至120℃的軋輥，將實(shí)施例5描述的粘合劑層疊壓到100μm厚鍍錫鐵箔的薄層上。用一個(gè)壓模進(jìn)行壓制，在鍍錫表面上形成高30μm、直徑1.5mm的一個(gè)凸起部分。獲得了大小為13×30mm的可熱固化的導(dǎo)電性粘合片。將此粘合片放在用于實(shí)施例5的鍍錫銅片(C1110P)上，使得凸起部分就與鍍錫銅薄片接觸，并在150℃下壓制結(jié)合20秒。
將所得連接體夾在National電阻焊接設(shè)備(YR-080SRF-7)的兩個(gè)電極之間，并在鍍錫銅箔和鍍錫鐵箔(設(shè)置為記憶65)之間通以電流將該凸起部分和鍍錫銅片焊接起來。
不對(duì)連接體施加外力，在150℃下加熱2小時(shí)使樹脂固化。
在30℃測量連接體的鍍錫銅片和鍍錫鐵片之間的電阻，測得的值為1.6毫歐。
權(quán)利要求
1.一種可熱固化的導(dǎo)電性粘合片，它包括具有前表面和背表面的片狀導(dǎo)電層以及導(dǎo)電層前表面上施加的粘合劑層，其特征在于，導(dǎo)電層上形成了朝著前表面方向的凸起部分，粘合劑層由可熱固化的粘合劑組成，當(dāng)通過加壓和加熱使粘合劑層附著到粘附體上時(shí)，導(dǎo)電層的凸起部分穿過粘合劑層而與粘附體接觸。
2.一種可熱固化的導(dǎo)電性粘合片，它包括具有前表面和背表面的片狀導(dǎo)電層、導(dǎo)電層前表面上施加的粘合劑層以及導(dǎo)電層背表面上施加的粘合劑層，其特征在于，導(dǎo)電層上形成了朝著前表面方向的凸起部分和朝著背表面方向的凸起部分，粘合劑層由可熱固化的粘合劑組成，當(dāng)通過加壓和加熱使粘合劑層附著到粘附體上時(shí)，導(dǎo)電層的凸起部分穿過粘合劑層而與粘附體接觸。
3.一種連接結(jié)構(gòu)，它包括如權(quán)利要求1所述的可熱固化的導(dǎo)電性粘合片和置于該可熱固化的導(dǎo)電性粘合片的粘合劑層上的粘附體，其特征在于，粘合劑層附著到粘附體上，導(dǎo)電層的凸起部分穿過粘合劑層并與粘附體接觸。
4.如權(quán)利要求3所述的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，粘附體和凸起部分通過焊接或纖焊結(jié)合。
5.一種連接方法，它包括以下步驟在如權(quán)利要求1所述的可熱固化的導(dǎo)電性粘合片的粘合劑層上放置粘附體；對(duì)可熱固化的導(dǎo)電性粘合片的粘合劑層加熱；在可熱固化的導(dǎo)電性粘合片和粘附體之間施加壓力，結(jié)果凸起部分穿過粘合劑層而與粘附體接觸。
全文摘要
一種有機(jī)械、熱和電穩(wěn)定性和低電阻的能夠?qū)щ姷目蔁峁袒膶?dǎo)電性粘合片，它是由這里提供的簡便的方法制造的。
文檔編號(hào)H01B17/62GK1639290SQ01815407
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2001年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月8日
發(fā)明者川手恒一郎, 平澤雄二 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司