專(zhuān)利名稱(chēng)：加入親有機(jī)粘土組分而性能提高的膠粘劑的器件,組合物及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱熔膠粘組合物，特別涉及包含一種半結(jié)晶熱塑性聚合物和一種親有機(jī)粘土的組合物。這種組合物用途廣泛，特別適合于用作制造電子器件的導(dǎo)電膠粘組合物，例如用來(lái)連接柔性電路和印刷線路板(PCB)等電子部件。這種導(dǎo)電膠粘組合物的配方中，除聚合物和粘土組分之外，還加入了導(dǎo)電顆粒。
背景技術(shù)：
很多常規(guī)熱熔膠粘劑是熱塑性物質(zhì)。熱熔膠粘劑在室溫下通常以固體形式存在，加熱和/或加壓后會(huì)轉(zhuǎn)變成可流動(dòng)的液體。要在被粘合物體之間形成粘合，將膠粘劑首先轉(zhuǎn)變成軟化或熔化狀態(tài)。然后冷卻膠粘劑使其形成粘合。與熱固性膠粘劑，即通過(guò)老化產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)的膠粘劑相比，熱熔膠粘劑具有很多優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是熱熔膠粘劑配方中可以不含液體載體。而且，冷卻后會(huì)迅速產(chǎn)生粘合，雖然對(duì)半結(jié)晶熱熔膠粘劑而言，冷卻幾分鐘或幾天后，隨著產(chǎn)生結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)展，還會(huì)使粘合特性有所增強(qiáng)。由熱塑性材料產(chǎn)生的粘合也是可重復(fù)的，因?yàn)橥ǔＤ軐⒃摕崴苄圆牧显诓黄茐谋荒z粘基材情況下除去和重新使用。
熱熔膠粘劑的膠粘基質(zhì)特性是決定被膠粘基材間熱熔粘合性能及可靠性的關(guān)鍵因素。膠粘劑在一合適的粘合溫度時(shí)，應(yīng)有足夠的流動(dòng)性，使基材表面被膠粘劑充分潤(rùn)濕。而且，膠粘組合物在冷卻后應(yīng)能迅速粘合。粘合完成后，膠粘劑應(yīng)具有足夠的韌度，很好的抗剝離能力，和足以承受至少是在使用時(shí)所受預(yù)計(jì)應(yīng)力和/或高溫或低溫情況下的模量和抗蠕變性。在某些情況下，還要求膠粘劑在足夠低的處理溫度時(shí)可重復(fù)使用，而基材在除去和更換時(shí)不會(huì)破壞。膠粘劑在室溫下應(yīng)有較長(zhǎng)的保質(zhì)期(穩(wěn)定儲(chǔ)存)。膠粘劑可能需要足夠低的吸水性，使其在溫度和濕度較高情況下，也能保持充分的性能(電阻，剝離強(qiáng)度等)。
熱熔膠粘組合物被廣泛用于家庭和工業(yè)用途中。這些用途包括包裝密封，木材粘接、家居用品等塑料組件的粘接、織物粘接和柔性線路在基材上的粘接。
熱熔膠粘劑的一個(gè)用途是作為導(dǎo)電膠粘劑，特別是各向異性導(dǎo)電膠粘劑。各向異性導(dǎo)電膠粘組合物一般包括分散在聚合物膠粘劑中的導(dǎo)電顆粒。這些膠粘組合物能在兩層基材之間形成許多分隔開(kāi)的一般是極其靠近的導(dǎo)電連接?？梢杂迷摻M合物將第一基材上的電子部件與第二基材上的電子部件進(jìn)行機(jī)械粘合和電連接。電連接主要是加壓接觸，并通過(guò)將兩層基材粘在一起的膠粘基質(zhì)所保持。典型的用途是將皮線電路中的一些觸點(diǎn)與印刷線路板上的多個(gè)相應(yīng)觸點(diǎn)進(jìn)行電偶合。
通常這種膠粘劑施加時(shí)的形式可以作為剝離襯墊上的一個(gè)層或者作為單獨(dú)的薄膜，在層中或薄膜中的聚合物膠粘基質(zhì)含有足夠量的導(dǎo)電顆粒，這些導(dǎo)電顆粒能在粘合后沿厚度(Z軸)方向?qū)щ姟Ｓ捎谀z粘聚合物基質(zhì)的絕緣性質(zhì)以及導(dǎo)電顆粒的體積分?jǐn)?shù)很低，薄膜層表面(X和Y軸)方向上基本沒(méi)有導(dǎo)電性。這種薄膜類(lèi)型也被稱(chēng)為“Z軸膠粘薄膜”或“ZAF薄膜”。
各向異性導(dǎo)電膠粘薄膜還含有非導(dǎo)電性填料，這在參考文獻(xiàn)中也有說(shuō)明。例如，日本專(zhuān)利公開(kāi)3-223380公開(kāi)了一種各向異性導(dǎo)電薄膜，其中除了含有導(dǎo)電顆粒之外，還包含占20體積％，粒徑為10到20微米的氧化鋁或氮化鋁。
日本專(zhuān)利公開(kāi)2-206670公開(kāi)了一種各向異性導(dǎo)電薄膜，除了含有導(dǎo)電顆粒之外，還包含占3％到50體積％，平均粒徑為1到50微米的導(dǎo)熱填料。
日本專(zhuān)利公開(kāi)62-177082公開(kāi)了一種各向異性導(dǎo)電薄膜，包含占1％到30重量％，平均粒徑為4到100微米的二氧化硅顆粒。導(dǎo)電顆粒是有機(jī)聚合物芯子上包覆了金屬的顆粒。
美國(guó)專(zhuān)利5672400描述了一種半結(jié)晶熱塑性材料作為ZAF膠粘基質(zhì)的用途。這種膠粘劑的關(guān)鍵特點(diǎn)是，在使用溫度范圍具有相對(duì)的高模量(同時(shí)具有較低的蠕變趨勢(shì))，而在粘合溫度時(shí)具有相對(duì)低的模量(或粘度)(同時(shí)具有快速粘合的能力，因?yàn)檎澈蠒r(shí)間受膠粘劑流動(dòng)和使導(dǎo)電基材與導(dǎo)電顆粒接觸的時(shí)間所限制)。使用填料能獲得更高的粘著性，更高的模量和更低的熱膨脹系數(shù)。這些填料包括二氧化硅顆粒，硅酸鹽顆粒，石英顆粒，陶瓷顆粒，玻璃泡，惰性纖維和云母顆粒。未建議使用親有機(jī)粘土。
各向異性導(dǎo)電膠粘組合物最好具有很短的粘合時(shí)間，并能迅速形成抗抗蠕變性和剝離強(qiáng)度。以前，熱固性膠粘聚合物和熱塑性膠粘聚合物都曾被用做導(dǎo)電膠粘組合物。熱固化物質(zhì)，具體是熱固性膠粘劑，在粘合的最初階段(老化前)，由于其分子量相對(duì)較低，因此容易流動(dòng)，而老化后，由于體系中發(fā)生了化學(xué)交聯(lián)，具有較高的抗蠕變性和剝離強(qiáng)度，但需要較長(zhǎng)的粘合時(shí)間才能形成這些性能。另一個(gè)缺點(diǎn)是，熱固性膠粘劑可能是無(wú)法重復(fù)使用的，即將其除去時(shí)難以在基材上不留有殘留物或不損傷基材表面。
與熱固性物質(zhì)相比，熱塑性物質(zhì)，具體是熱塑性膠粘劑，能夠以比熱固性膠粘劑更快的速度粘合，因?yàn)闊o(wú)需讓膠粘劑老化的時(shí)間。但是，大多數(shù)熱塑性物質(zhì)不具有足夠的抗蠕變性和剝離強(qiáng)度以便適合于需要各向異性導(dǎo)電膠粘組合物的用途。而且，許多熱塑性物質(zhì)在升高溫度以加快粘合時(shí)，不具備足夠的流動(dòng)性。
半結(jié)晶熱塑性物質(zhì)是一種理想的用作熱熔膠粘劑的熱塑性物質(zhì)，包括ZAF。半結(jié)晶熱塑性物質(zhì)的結(jié)晶部分作為物理交聯(lián)，使物質(zhì)在低于結(jié)晶部分熔點(diǎn)溫度時(shí)表現(xiàn)得更象一種熱固性物質(zhì)。在高于結(jié)晶部分熔點(diǎn)溫度時(shí)，物質(zhì)容易流動(dòng)，粘合速度很快。
但是，影響常規(guī)各向異性導(dǎo)電膠粘組合物的一個(gè)問(wèn)題涉及在粘合時(shí)要避免形成空隙。當(dāng)用一種ZAF或其他各向異性導(dǎo)電膠粘組合物粘合兩層電子基材時(shí)，通常在加熱的同時(shí)施加壓力。在一種典型的粘合方法中，用加熱過(guò)的塊狀物(熱塊)或熱電極同時(shí)施加熱量和壓力。這里所用的術(shù)語(yǔ)“熱電極”還包括熱塊，加熱過(guò)的塊狀物等。這種粘合壓力會(huì)使一層或兩層基材變形。例如，當(dāng)將皮線電路粘合到印刷線路板(PCB)上時(shí)，柔性電路基材(如聚酯，聚酰亞胺等)，特別是電路線之間的部分會(huì)變形。當(dāng)壓力解除后，變形的基材會(huì)恢復(fù)原形。結(jié)果使膠粘聚合物基質(zhì)中形成空隙，其原因在于膠粘劑的內(nèi)部強(qiáng)度一般不足以在熱電極被提升后抵抗變形基材的彈性恢復(fù)。最好要能避免空隙，因?yàn)榭障兜拇嬖跁?huì)使對(duì)粘合質(zhì)量的測(cè)試?yán)щy，通常認(rèn)為這是導(dǎo)致失效和/或性能降低的潛在原因。
常規(guī)膠粘組合物不大容易避免空隙。對(duì)熱固性物質(zhì)而言，在形成粘合以前，不能為了避免空隙的形成而使膠粘劑交聯(lián)，因?yàn)檫@時(shí)過(guò)多的交聯(lián)會(huì)阻礙其流動(dòng)性和理想的電接觸。在粘合過(guò)程中使膠粘劑交聯(lián)(通過(guò)在粘合時(shí)能發(fā)生反應(yīng)的位點(diǎn))，會(huì)使粘合時(shí)間變長(zhǎng)，無(wú)法適應(yīng)高速商業(yè)化制造過(guò)程的實(shí)用性和成本有效性的要求。另一方面，熱塑性物質(zhì)在粘合后通常不具備立刻產(chǎn)生的，足以抵抗提升熱電極后形成空隙的內(nèi)部強(qiáng)度?？梢圆捎迷谡澈辖缑胬鋮s時(shí)仍然保持壓力的方法，來(lái)減少空隙的形成。但是，這會(huì)延長(zhǎng)粘合形成的時(shí)間。所以需要提出能夠消除空隙的新技術(shù)。
因此，有必要改進(jìn)基于半結(jié)晶熱塑性物質(zhì)的膠粘聚合物的性能，使其表現(xiàn)更類(lèi)似熱固性物質(zhì)，同時(shí)又無(wú)需較多地延長(zhǎng)粘合時(shí)間。最好能有這樣一種膠粘聚合物，它同時(shí)具有熱固性物質(zhì)和熱塑性物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，既具有很短的粘合時(shí)間，又能很快形成足夠高的抗蠕變性和剝離強(qiáng)度，廣泛適合于需要各向異性導(dǎo)電膠粘組合物等的各個(gè)領(lǐng)域。
發(fā)明概述現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，將親有機(jī)粘土加入熱熔膠粘組合物中，特別是包含半結(jié)晶聚合物的組合物中，能在許多方面顯著提高粘合特性。某些改進(jìn)特別有利于填充有導(dǎo)電物質(zhì)的熱熔膠粘劑作為導(dǎo)電膠粘劑等的用途。首先，使用這種粘土能顯著提高熱塑性半結(jié)晶聚合物的再結(jié)晶速率(粘合后)，從而加快剝離強(qiáng)度和抗蠕變性的形成。加有這種粘土的熱塑性半結(jié)晶聚合物系不僅加快了再結(jié)晶速度，與不含這種粘土的類(lèi)似體系相比，還具有特別高的抗蠕變性和剝離強(qiáng)度。在作為各向異性導(dǎo)電膠粘劑的用途中，抗蠕變性提高有助于提高電穩(wěn)定性(例如受到對(duì)機(jī)械應(yīng)力時(shí))。
另外，使用親有機(jī)粘土?xí)蟠蠼档透飨虍愋詫?dǎo)電膠粘劑中空隙的形成，同時(shí)不會(huì)影響組合物的流動(dòng)性，并在粘合時(shí)保持電連接。這種粘土的優(yōu)選濃度取決于想要優(yōu)化的組合物性質(zhì)，例如，要優(yōu)化剝離強(qiáng)度時(shí)使用的粘土濃度與要優(yōu)化抗蠕變性和抗空隙形成性時(shí)的不相同。
在一方面，本發(fā)明涉及一種熱熔膠粘組合物。該組合物包含一種半結(jié)晶熱塑性熱熔膠粘聚合物和一種加入該膠粘聚合物的粘土組分。該粘土組分是一種親有機(jī)粘土。
另一方面，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電膠粘組合物，包包含一種聚合物膠粘組分；一種加入該膠粘組分的導(dǎo)電填料；和一種加入該膠粘組分的粘土組分，該粘土組分是一種親有機(jī)粘土。
另一方面，本發(fā)明涉及一種各向異性導(dǎo)電膠粘組合物。該組合物包含一種聚合物膠粘組分；一種加入該膠粘組分的導(dǎo)電填料；和一種加入該膠粘組分的粘土組分，該粘土組分是一種親有機(jī)粘土。
另一方面，本發(fā)明涉及一種在第一和第二導(dǎo)體之間形成電連接的方法。第一結(jié)構(gòu)上的電子部件與第二結(jié)構(gòu)上的電子部件通過(guò)一種膠粘組合物形成電偶合。該膠粘組合物包含一種聚合物膠粘組分；一種加入該膠粘組分的導(dǎo)電填料；和一種加入該膠粘組分的粘土組分。該粘土組分是一種親有機(jī)粘土。另一方面，本發(fā)明涉及一種制造導(dǎo)電膠粘組合物的方法。將一種親有機(jī)粘土加入膠粘組合物中。然后將一種導(dǎo)電填料加入膠粘組合物。
另一方面，本發(fā)明涉及一種電子組件，它包括含有第一電子部件的第一結(jié)構(gòu)；含有第二電子部件的第二結(jié)構(gòu)；和一種將該第一和第二電子部件進(jìn)行電連接的各向異性導(dǎo)電膠粘組合物。該組合物包括一種聚合物膠粘組分；一種加入膠粘組分的導(dǎo)電填料；和一種加入膠粘組分的粘土組分。該粘土組分是一種親有機(jī)粘土。
另一方面，本發(fā)明涉及一種制造各向異性導(dǎo)電膠粘組合物的方法，該組合物包含一種膠粘聚合物、一種加入該膠粘組合物的親有機(jī)粘土、加入膠粘組合物的許多導(dǎo)電顆粒。


結(jié)合以下本發(fā)明實(shí)施方案的說(shuō)明以及附圖，能更清楚地了解本發(fā)明的上述及其他優(yōu)點(diǎn)，以及產(chǎn)生這些優(yōu)點(diǎn)的方式，能更好地理解本發(fā)明附圖中圖1是本發(fā)明一個(gè)電子組件的截面圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)電子組件的平面圖；圖3是本發(fā)明一個(gè)電子組件的分解圖。
優(yōu)選實(shí)施方案詳細(xì)說(shuō)明下述本發(fā)明實(shí)施方案并不意在將本發(fā)明窮舉，也不意在將本發(fā)明限制于下述的詳細(xì)說(shuō)明。選擇這些實(shí)施方案只是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能了解和掌握本發(fā)明的原理和應(yīng)用。
本發(fā)明的熱熔膠粘組合物通常包含一種聚合物膠粘組分和一種分散在聚合物膠粘組分中的親有機(jī)粘土。本發(fā)明的聚合物膠粘組分包含至少一種半結(jié)晶熱塑性聚合物。也可以包含可固化單體形式的、低聚形式的和/或聚合形式的組分。這些導(dǎo)電膠粘劑的實(shí)施方案中還可以進(jìn)一步包含導(dǎo)電顆粒。
適用作聚合物膠粘組分的代表性例子包括半結(jié)晶丙烯酸酯聚合物，乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、羧基化苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、環(huán)氧化苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物、聚丁二烯、乙烯-苯乙烯-丁烯嵌段共聚物、聚醚-聚酰胺嵌段共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮甲醛、聚酯、聚醚、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯醚、聚砜、聚己酸內(nèi)酯、它們的組合等。
優(yōu)選的半結(jié)晶聚合物是熱塑性的，雖然也最好包括活性官能團(tuán)。半結(jié)晶熱塑性膠粘樹(shù)脂可以單獨(dú)使用，作為共聚物的一部分，與兩種或更多聚合物混合或者與活性單體、低聚物、和/或聚合物組合使用，和/或與其他改性物質(zhì)或輔助劑例如增粘劑和增塑劑等共同使用。所述其他活性單體、低聚物、和/或聚合物可以包括一種或多種(甲基)丙烯酸酯單體、氰酸酯聚合物、環(huán)氧樹(shù)脂、硅氧烷樹(shù)脂、酚樹(shù)脂、光固化樹(shù)脂、厭氧樹(shù)脂、它們的組合等。
適用作本發(fā)明的膠粘聚合物的平均分子量可以在很廣范圍內(nèi)變動(dòng)。對(duì)各一種這些膠粘聚合物而言，可以獨(dú)立選定它們的平均分子量，使膠粘組合物具有滿(mǎn)足膠粘劑使用環(huán)境要求的理想性質(zhì)。作為普遍的指導(dǎo)原則是，平均分子量可至少是1000，優(yōu)選1000到約1000000，更優(yōu)選5000到800000。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明的聚合物膠粘組分包含至少一種憎水熱塑性半結(jié)晶膠粘聚合物，更優(yōu)選具有一種或多種、起到熱熔膠粘劑作用的聚合物。這里所用的術(shù)語(yǔ)“憎水的”是指，用ASTM D570浸沒(méi)試驗(yàn)測(cè)量一種物質(zhì)的吸水性時(shí)，優(yōu)選不超過(guò)約4重量％，且在20℃/65％RH條件下時(shí)間長(zhǎng)老化后，優(yōu)選不超過(guò)約1.0重量％。這里所用的術(shù)語(yǔ)“半結(jié)晶”是指該聚合物表現(xiàn)出結(jié)晶現(xiàn)象，如明顯的結(jié)晶熔化溫度，這對(duì)在略高于Tc溫度下器件/基材的快速粘合是很需要的。本發(fā)明半結(jié)晶聚合物中的非晶態(tài)相還具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。參見(jiàn)Odian所著《聚合原理》(Principles of Polymerization)(第二版)，John Wiley&Sons，New York，(1981)第25和30頁(yè)。
Tc(表示結(jié)晶熔化溫度)是半結(jié)晶聚合物中發(fā)生液固相變的溫度。因?yàn)樵诎虢Y(jié)晶聚合物中，在固液相變時(shí)，根據(jù)其經(jīng)過(guò)的溫度情況，如加熱(固液相變(Tm))或冷卻(液固相變(Tc))時(shí)會(huì)存在滯后現(xiàn)象。這里的“玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)”定義為二級(jí)相變發(fā)生的溫度(確切地說(shuō)是一個(gè)窄的溫度范圍)。高于Tg時(shí)，聚合物是柔軟的橡膠狀物質(zhì)，低于Tg時(shí)，轉(zhuǎn)變成堅(jiān)硬的類(lèi)似玻璃的塑料物質(zhì)?？梢杂枚喾N方法來(lái)確定測(cè)定聚合物的Tg，優(yōu)選采用差示掃描量熱法(DSC)。
半結(jié)晶聚合物優(yōu)選具有足夠高的結(jié)晶溫度(Tc)，使被粘合的再結(jié)晶物質(zhì)在被粘合物體的使用溫度范圍內(nèi)具有很好的性能。但是，Tc又應(yīng)足夠低，使得在形成粘合時(shí)不致使被粘合的基材造成熱損壞。因此，理想的Tc取決于包括指定用途的基材種類(lèi)等因素。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，將會(huì)清楚，對(duì)Tc的選擇應(yīng)該基于要求的粘合溫度和使用該膠粘劑時(shí)要求的溫度范圍。例如，如果要將一種基于聚酯的皮線電路粘合到印刷線路板上，典型的粘合溫度通常低于約150℃，而該被粘合物體的最高使用溫度至多85℃。這種情況下，Tc應(yīng)該至少是約85℃，優(yōu)選至少約100℃，更優(yōu)選至少是約120℃。另一個(gè)例子中，如果需粘合的皮線電路是聚酰亞胺制的，該材料通常比聚酯更具耐熱性，粘合溫度可以高達(dá)約200℃，而被粘合物體的最大使用溫度可以至多約125℃。在這種情況下，Tc應(yīng)該至少是約125℃，優(yōu)選至少是約140℃，更優(yōu)選至少是約155℃。
本發(fā)明的半結(jié)晶聚合物在達(dá)到再結(jié)晶溫度(Tc)以前具有良好的抗蠕變性，而該再結(jié)晶溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。因此，盡管Tg較低，由于該聚合物的半結(jié)晶本性，在高溫時(shí)，仍能保持較高的粘合尺寸穩(wěn)定性。Tc溫度時(shí)由于半結(jié)晶聚合物結(jié)晶區(qū)域熔化，所以高于Tc時(shí)有很陡的粘度/溫度曲線。這使膠粘劑在粘合時(shí)具有很好的流動(dòng)性。
優(yōu)選的憎水熱熔熱塑性半結(jié)晶膠粘聚合物，由于其憎水特性，具有相當(dāng)?shù)偷奈账?、水蒸汽或其他潮氣的性能。吸潮?huì)損害器件性能和/或影響粘合部位的強(qiáng)度，因此是不期望產(chǎn)生的。而且，憎水物質(zhì)也更能與親有機(jī)粘土彼此相容。
特別優(yōu)選的熱塑性憎水半結(jié)晶聚合物的例子包括例如美國(guó)專(zhuān)利5672400中所述的。這些聚合物可以單獨(dú)使用或與一種或多種其他聚合物結(jié)合使用?？偟恼f(shuō)來(lái)，該專(zhuān)利描述了包含聚醚單體單元(PE)和聚酰胺單體單元(PA)的熱塑性半結(jié)晶膠粘聚合物。每個(gè)PA和PE單體單元都能在本發(fā)明的共聚物中獨(dú)立重復(fù)。PA和PE片段可以排列形成一種嵌段共聚物，例如AB、BAB、ABA類(lèi)型或類(lèi)似物。每種類(lèi)型在共聚物中的濃度可以在很大范圍內(nèi)變動(dòng)，取決于膠粘組合物所要求的物理特性、機(jī)械特性、動(dòng)態(tài)特性、熱學(xué)特性、電學(xué)特性和耐環(huán)境性或耐化學(xué)性。
各個(gè)PA和PE單元的優(yōu)選相對(duì)量應(yīng)使共聚物在室溫時(shí)用ASTM D2240測(cè)量的肖氏D硬度為約20到約70。該共聚物優(yōu)選還具有用DSC根據(jù)ASTM D3418測(cè)量的約75℃到約220℃，優(yōu)選100℃到約180℃的熔化溫度Tm。這里所用的“熔化溫度”Tm是指，半結(jié)晶聚合物中發(fā)生固液相變時(shí)的溫度。
共聚物中的聚酰胺單元(PA)可以選自很廣的范圍，任何包含基本-C(O)NH-單元的聚酰胺都可以選用，包括聚(己內(nèi)酰胺)(尼龍6)、聚(己二酰己二胺)(尼龍6/6)、聚(己二酰壬二胺)(尼龍6/9)、聚(己二酰癸二胺)(尼龍6/10)、聚(己二酰十二碳二胺)(尼龍6/12)、聚(十一酰胺)(尼龍11)、聚(十二碳內(nèi)酰胺)(尼龍12)。本發(fā)明中，優(yōu)選使用吸潮性低的聚酰胺單元，以免膠粘組合物在高濕度條件下發(fā)生軟化和電阻升高，特別優(yōu)選尼龍12。
聚醚片段(PE)也可以選自很廣的范圍，任何包含基本-R-O-R-單元的聚醚都可以選用。其中R可以是取代或未取代的烷基。本發(fā)明膠粘組合物中優(yōu)選聚(丁二醇)作為共聚物。
用于本發(fā)明膠粘組合物的一種特別優(yōu)選的共聚物如分子式(I)所示 其中PA代表一種聚酰胺單體單元，PE代表一種聚醚單體單元。該優(yōu)選共聚物可以從Elf Atochem North America，Philadelphia，PA購(gòu)得，商品名為PEBAX。用于本發(fā)明膠粘組合物的特別優(yōu)選級(jí)別的PEBAX是PEBAX 3533，其中的聚酰胺單元是尼龍12，聚醚單元是聚(丁二醇)。該共聚物的Tg約為-78℃，在室溫下根據(jù)ASTM D2240測(cè)得的肖氏D硬度約為35。該共聚物用DSC根據(jù)ASTM D3418測(cè)得的熔化溫度Tm約為110℃到約155℃。優(yōu)選用于本發(fā)明膠粘組合物的這種聚酰胺/聚醚共聚物具有一定的彈性，能對(duì)金屬，玻璃和其他聚合物基材形成柔性粘合。膠粘組合物中優(yōu)選含有占共聚物以及下文所述可用增粘劑總重量大約60％到約30％的此共聚物。基于此共聚物的本發(fā)明配制好的膠粘組合物，其剝離強(qiáng)度在20℃時(shí)約為500克/厘米。
還有多種其他熱塑性憎水半結(jié)晶聚合物可以單獨(dú)或組合用于本發(fā)明。合適的半結(jié)晶聚合物，包括從Elf Atochem North America，Philadelphia，PA購(gòu)得的乙烯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯三元聚合物、從Quantum Chemicals，Cincinnati，OH購(gòu)得的商品名為ENATHENE.TM的乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物、和從DuPont Company，Wilmington，DE購(gòu)得的乙烯/丙烯酸乙酯/一氧化碳三元聚合物。其他例子包括聚乙烯、改性聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丁烯和聚酯的半結(jié)晶聚合物。
含有半結(jié)晶熱塑性物質(zhì)的本發(fā)明膠粘劑中還可能進(jìn)一步包含一種增粘劑，能增強(qiáng)粘合部位的強(qiáng)度，提高其與多種基質(zhì)材料的剝離粘度?？梢允褂萌魏文芘c半結(jié)晶熱塑性聚合物相容的增粘劑。在半結(jié)晶聚合物是上述聚酰胺/聚醚共聚物的優(yōu)選實(shí)施方案中，可用的增粘樹(shù)脂包括松香、從Hercules購(gòu)得的商品名為STAYBELITE5和FORAL 85的松香酯、從Hercules購(gòu)得的商品名為PENTALYN 856的酚改性樹(shù)脂，從Hercules購(gòu)得的商品名為PICCOFYN T、從DRT購(gòu)得的商品名為DERTOPHENET、從Yasuhara Chemical購(gòu)得的商品名為T(mén) 130、從Arizona Chemical購(gòu)得的商品名為SYLVARES 2040和從Arakawa chemical購(gòu)得的商品名為T(mén)AMANOL 135的萜烯酚醛塑料，從DRT購(gòu)得的商品名為DERCOLYTE A115的萜烯，從Hercules購(gòu)得的商品名為HERCULES AR100的烷基芳香烴萜烯，從Hercules購(gòu)得的商品名為HERCULES A 120的芳香烴萜烯，從Exxon購(gòu)得的商品名為ESCOREZ 5320的氫化DCPD的萜烯，從Hercules購(gòu)得的商品名為KRISTALEX F 85的苯乙烯基物質(zhì)、從VFT購(gòu)得的商品名為B 1/2135的苯并呋喃茚。其中，優(yōu)選萜烯酚醛塑料，特別優(yōu)選SYLVARES 2040和TAMANOL 135。增粘劑濃度可選很廣的范圍，應(yīng)有足夠的數(shù)量與共聚物混合，使膠粘組合物的Tg約為-10℃到約40℃，優(yōu)選約0℃到約20℃。本發(fā)明中，增粘樹(shù)脂的用量占膠粘組合物中共聚物和增粘劑總重量的40％到70％，優(yōu)選約50％。共聚物與增粘劑的重量比約為2∶1到約0.5∶1，最優(yōu)選約1∶1。
本發(fā)明導(dǎo)電性膠粘組合物中可以使用各種導(dǎo)電填料。代表性例子包括金屬顆粒；具有一種金屬涂層的復(fù)合顆粒，其中的芯子是另一種金屬、聚合物、陶瓷、玻璃、導(dǎo)電納米顆?；蚣{米管等；導(dǎo)電聚合物；含碳黑的顆粒；這些物質(zhì)的組合及類(lèi)似物。特別合適的金屬顆粒是鎳、鋁、銀、銅、錫、鉛、金、鋅、鉑、鈷中的一種或多種導(dǎo)電金屬和它們的合金(如焊料)，用來(lái)作為合適芯子上的導(dǎo)電性涂層。導(dǎo)電性顆粒如美國(guó)專(zhuān)利4606962和4740657中所述。
合適的市售導(dǎo)電顆粒包括各種焊料顆粒，如各種金屬含量的鉛/錫合金(從Sherritt Gordon Limited，Canada購(gòu)得)；從Indium Corporation，Utica，NY購(gòu)得的商品名為Indalloy的焊料粉末；從Novamet Inc.，Wykoff，NJ購(gòu)得的鎳微球；從Potters Industries Inc.，Carlstadt，NJ購(gòu)得的商品名為Conduct-o-Fil的銀涂敷玻璃顆粒；從Technic Inc.，Woonsocket，RI.購(gòu)得的金屬粉末。在聚合物芯子外涂敷以金屬涂層制得的導(dǎo)電顆粒也可以從JCI Inc.，White Plains，NY和Sekisui America Corporation，New York，NY購(gòu)得。
也可以用其他導(dǎo)電填料產(chǎn)生導(dǎo)電性。這些填料包括含有金屬或金屬涂層纖維或碳纖維的機(jī)織或非織造紗布或織物，或者金屬化的多孔聚合物薄膜，如美國(guó)專(zhuān)利5604026所公開(kāi)的。這些材料可以通過(guò)層壓或?qū)?dǎo)電體注入膠粘組合物的方法復(fù)合進(jìn)入本發(fā)明的導(dǎo)電性膠粘劑中。這里所用的術(shù)語(yǔ)“復(fù)合進(jìn)入”是就導(dǎo)電填料和/或?qū)щ婓w相對(duì)膠粘組合物的位置而言，是指顆粒可以與膠粘組合物接觸，可以被膠粘組合物涂敷，可以被置于組合物中，可以部分置于組合物中，和/或置于組合物表面上。上述例子中使用的紗布包括從TFP Inc.，Newburgh，NY購(gòu)得的商品名為Optimat的碳纖維紗布或金屬涂層紗布。
本發(fā)明膠粘組合物中所用導(dǎo)電物質(zhì)的數(shù)量可以在很廣范圍內(nèi)變動(dòng)。優(yōu)選量取決于最終使用目的。例如，要將柔性電路連接到線路板或液晶顯示(LCD)上且要求各向異性或Z軸導(dǎo)電性時(shí)，組合物可包含占其總體積為1％到20％，優(yōu)選1％到10％的導(dǎo)電物質(zhì)?；蛘?，在屏蔽或接地用途的粘合中，例如要將印刷線路板接地到散熱片上，或屏蔽電磁干擾(EMI)時(shí)，組合物可以含有占其總體積1％到80％，優(yōu)選1％到70％的導(dǎo)電物質(zhì)。這種情況下，除導(dǎo)電顆粒外導(dǎo)電物質(zhì)還可以是例如紗布、薄片、纖維等。
本發(fā)明導(dǎo)電顆?？梢允歉鞣N形狀的，如球形、橢圓形、針狀、片狀、薄片狀、樹(shù)枝狀、不規(guī)則形狀、直線形、這些形狀的組合等。對(duì)于用作ZAF的組分而言，優(yōu)選的顆粒是基本球形的。
這些顆?？梢允菃为?dú)的顆?；蚴菆F(tuán)聚的或聚結(jié)的或類(lèi)似形態(tài)，只要這種團(tuán)聚物或聚結(jié)物不至于大到削弱膠粘或?qū)щ娔芰纯伞？偟膩?lái)說(shuō)，當(dāng)顆粒隨機(jī)分布在各向異性導(dǎo)電膠粘組合物中，或以隨機(jī)方式置于膠粘薄膜的一面時(shí)，應(yīng)保持導(dǎo)體之間不通電的距離與導(dǎo)體顆粒粒徑之間的比值應(yīng)該至少是1∶1，更優(yōu)選至少是3∶1，典型值是至少8∶1。實(shí)際使用中，這個(gè)比例的上限沒(méi)有限定。
當(dāng)只要求具有Z軸的導(dǎo)電性時(shí)，最相關(guān)的是相鄰導(dǎo)體之間的最小距離。如果導(dǎo)電顆粒以非隨機(jī)方式置于膠粘劑上或膠粘劑中的話(huà)，這個(gè)比值可以低于隨機(jī)分布情況時(shí)的比值，但優(yōu)選值仍然高于1∶1。對(duì)使用ZAF以隨機(jī)或非隨機(jī)分布的顆粒形成Z軸電連接而言，在典型的電子器件中，形成的粒徑范圍約為2微米到約60微米。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)了解在各向異性導(dǎo)電膠粘組合物中使用較小的顆粒能使導(dǎo)體更緊密地排列在一起，而無(wú)須擔(dān)心形成不期望發(fā)生的電連接，使用較小的顆粒還會(huì)延長(zhǎng)形成導(dǎo)電粘合需要的時(shí)間，這是因?yàn)樾枰懈嗟哪z粘劑流動(dòng)才能形成電接觸。較小的顆粒還會(huì)導(dǎo)致形成較薄的最終粘合界面，這會(huì)使剝離強(qiáng)度降低。因此，優(yōu)選采用導(dǎo)體空間結(jié)構(gòu)允許的盡可能大的顆粒。對(duì)顆粒團(tuán)聚物或聚結(jié)物而言，團(tuán)聚物或聚結(jié)物的尺寸被認(rèn)為是顆粒粒徑。對(duì)傾向于其主表面基本與Z軸垂直的薄片或片狀顆粒而言，這種薄片或片的厚度被認(rèn)為是粒徑。
在本發(fā)明的用途中，粒徑由對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的一種或多種方法測(cè)定，包括將顆粒嵌入在膠粘劑中進(jìn)行顯微鏡照片的分析、用指定目數(shù)的一些篩網(wǎng)進(jìn)行篩分析、沉降技術(shù)、使用從Horiba Inc.，Sunnyvale，CA購(gòu)得的動(dòng)態(tài)光散射粒徑分析儀的光散射技術(shù)。
使用親有機(jī)粘土有許多好處。首先，優(yōu)選的半結(jié)晶聚合物與親有機(jī)粘土組分發(fā)生協(xié)同的相互作用，使該優(yōu)選組合物能快速粘合并很快形成高的抗蠕變性和剝離強(qiáng)度。再結(jié)晶速度、抗蠕變性和剝離強(qiáng)度方面的提高超出預(yù)期。事實(shí)上，在各向異性導(dǎo)電膠粘劑的優(yōu)選實(shí)施方案中，粘合能在1到5秒中完成，同時(shí)很快形成粘合強(qiáng)度和抗蠕變性，足以在某些用途中代替那些需要超過(guò)20秒才能形成粘合和固化的熱固性粘合體系。不含有機(jī)粘土組分時(shí)，各向異性導(dǎo)電膠粘劑可以同樣在很短時(shí)間內(nèi)粘合，但需要更長(zhǎng)的時(shí)間(與前述幾秒到幾分相比，需要幾個(gè)小時(shí)或幾天)才能形成一定的粘合強(qiáng)度，而且抗蠕變性也較低。
事實(shí)上，本發(fā)明制得的膠粘組合物能夠產(chǎn)生與常規(guī)熱固性聚合物同樣高的抗蠕變性。除了機(jī)械穩(wěn)定性之外，抗蠕變性還與處于機(jī)械應(yīng)力條件下導(dǎo)電粘合部位的電學(xué)穩(wěn)定性有關(guān)。在膠粘組合物中加入親有機(jī)粘土能在一定程度上提高抗蠕變性，觀察到的提高遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)期。本發(fā)明膠粘體系同時(shí)具備的快速粘合和快速形成高抗蠕變性的性質(zhì)是巨大的優(yōu)點(diǎn)。在需要高抗蠕變性的用途中，這種優(yōu)點(diǎn)使本發(fā)明的熱塑性組合物能用來(lái)代替粘合不夠快的熱固性膠粘劑。
當(dāng)膠粘組合物中親有機(jī)粘土超過(guò)一定濃度范圍時(shí)，能觀察到加入親有機(jī)粘土相比于未加入該種粘土的相同組合物，具有顯著提高的剝離強(qiáng)度。這個(gè)好處是令人吃驚的，因?yàn)楫?dāng)親有機(jī)粘土的含量較低時(shí)，已能產(chǎn)生這種提高作用。而且，加入堅(jiān)硬的粒形填料可以同時(shí)提高模量，而降低韌度和斷裂伸長(zhǎng)。
由于很快發(fā)生再結(jié)晶(即在足以熔化膠粘組合物中部分或全部結(jié)晶區(qū)域的加熱步驟后發(fā)生的結(jié)晶)，本發(fā)明的膠粘組合物還可以在熱熔處理后很快進(jìn)行其他處理。例如，粘合后可以很快就對(duì)使用該膠粘組合物的層壓件進(jìn)行沖切，因?yàn)槿垠w的模量在層壓后迅速增大。要注意，對(duì)不含該種粘土的類(lèi)似體系，要等待更長(zhǎng)的一段時(shí)間后才能進(jìn)行沖切。還觀察到，與不含粘土的可比膠粘體系相比，該膠粘劑的表面粘性在粘合后會(huì)迅速降低。
雖然不希望拘泥于理論解釋?zhuān)珦?jù)信在熱塑性半結(jié)晶聚合物和親有機(jī)粘土之間的協(xié)同相互作用是由于親有機(jī)粘土為熱熔處理后的半結(jié)晶聚合物提供了快速再結(jié)晶的成核位點(diǎn)。與不含親有機(jī)粘土的類(lèi)似組合物相比，這種組合物中發(fā)生的再結(jié)晶速度快得多。令人驚訝的是用其他粘土，如親水性粘土代替親有機(jī)粘土?xí)r，沒(méi)有觀察到再結(jié)晶速度加快的效果。另外，可以認(rèn)為，該種親有機(jī)粘土為膠粘劑吸附聚合物分子提供了表面位置，而且由于其各向異性程度高，該種粘土比常規(guī)球形顆粒填料(如二氧化硅)在這種作用方面更有效。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案中基本上能避免在粘合過(guò)程中產(chǎn)生空隙。雖然在本發(fā)明中能降低空隙形成的原因尚不清楚，但還是可以提出其基本原理。具體地說(shuō)，可以認(rèn)為粘合加壓和加熱停止后，熔體中的內(nèi)部強(qiáng)度、再結(jié)晶速度，抗蠕變性和剝離強(qiáng)度都能迅速產(chǎn)生，由于蠕變程度較小，基材以較慢的速度向初始位置回復(fù)。也有可能基材是通過(guò)膠粘劑的較低程度的蠕變，向其初始位置緩慢回復(fù)。這個(gè)更慢的過(guò)程使得能允許膠粘劑體積發(fā)生逐漸的變化，因而顯著減少空隙的形成。熱塑性物質(zhì)能達(dá)到這種效果的能力是很令人吃驚的，因?yàn)闊崛勰z粘熱塑性聚合物在停止粘合所需的加壓和加熱后，通常不具備立刻產(chǎn)生一定程度的內(nèi)部強(qiáng)度，從而避免形成空隙的特征。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，加入親有機(jī)粘土不會(huì)對(duì)膠粘組合物的透明度有多大影響。在膠粘劑層施加到位后，可以將第二基材對(duì)準(zhǔn)第一基材上的一些形貌，能透過(guò)該膠粘層看得見(jiàn)，這是有好處的。例如，在用此膠粘劑將皮線電路粘貼到印刷線路板上時(shí)，能夠通過(guò)膠粘劑觀察到印刷線路板上的電路就是很有好處的。這樣，就能更容易地對(duì)準(zhǔn)電路進(jìn)行粘合。本發(fā)明中加入的親有機(jī)粘土優(yōu)選能在可見(jiàn)光區(qū)，相比于不含該粘土的組合物，能保持其至少80％，更優(yōu)選至少85％，最優(yōu)選至少90％的透光率。在本發(fā)明的實(shí)際中，測(cè)定透光率的所有適用方法都可采用，只要能以保持的相對(duì)透光率表示。優(yōu)選使用ASTM E169-99中所述的能應(yīng)用于樣品上的薄膜形態(tài)透光率測(cè)定方法。
本發(fā)明的粘土組分得自于含有至少一種親有機(jī)粘土的原料。本發(fā)明的膠粘組合物中可以加入許多種已知的親有機(jī)粘土。這里所用的術(shù)語(yǔ)“親有機(jī)粘土”優(yōu)選是指經(jīng)過(guò)表面改性，將至少一部分表面性質(zhì)從親水狀態(tài)轉(zhuǎn)變成親有機(jī)狀態(tài)(優(yōu)選轉(zhuǎn)變成憎水狀態(tài))的粘土。例如在一個(gè)實(shí)施方案中，一種粘土可以最初含有親水和親有機(jī)物質(zhì)的位點(diǎn)。但是，在經(jīng)過(guò)本發(fā)明的改性后，其至少一部分親水位點(diǎn)被轉(zhuǎn)變成親有機(jī)的位點(diǎn)。在其他實(shí)施方案中，一種最初基本上只含有親水位點(diǎn)的粘土，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的改性后，至少有一部分親水位點(diǎn)轉(zhuǎn)變成親有機(jī)位點(diǎn)。優(yōu)選的是，未改性親水粘土上至少約50％的可交換陽(yáng)離子被親有機(jī)改性陽(yáng)離子進(jìn)行了交換。
親有機(jī)粘土可以采用常規(guī)處理方法從親水粘土制備。根據(jù)一種說(shuō)明性方法，適用于本發(fā)明的親有機(jī)粘土可以由一種或多種合適的親水粘土，優(yōu)選任何層狀硅酸鹽或其他具有各向異性，優(yōu)選薄片狀的粘土來(lái)制備。這些粘土的例子包括但并不限于水合硅酸鋁、高嶺土、atapulgite、伊利石、多水高嶺土、貝得石、囊脫石、水輝石、hectite、膨潤(rùn)土、滑石粉和蒙脫土。優(yōu)選如貝得石、囊脫石、水輝石、hectite、膨潤(rùn)土、滑石粉和蒙脫土等綠土型粘土。
可作為本發(fā)明一種初始原料的優(yōu)選綠土型粘土是本領(lǐng)域常用的粘土。合適的綠土型粘土的陽(yáng)離子交換容量至少是每100克粘土(活性基礎(chǔ))具有50毫當(dāng)量(meq.)重量(wt.)?？捎糜诖四康牡木G土型粘土包括各種Wyoming膨脹性膨潤(rùn)土和類(lèi)似的粘土。其他合適的例子有水輝石，這也是一種膨脹性硅酸鎂鋰粘土。如果綠土型粘土不是鈉鹽形式的，則優(yōu)選將其轉(zhuǎn)變成這種形式。如本領(lǐng)域所已知，這可以通過(guò)陽(yáng)離子交換反應(yīng)來(lái)形成，或者，這種粘土也可以通過(guò)與一種可溶性鈉化合物的溶液進(jìn)行反應(yīng)而轉(zhuǎn)變成鈉鹽形式。
也可以使用人工制備的綠土型粘土，如蒙脫土，膨潤(rùn)土，貝得石，水輝石，滑石粉和斯蒂文石。這些粘土及其制備過(guò)程，如WO97/30950和美國(guó)專(zhuān)利4695402；3855147；3852405；3844979；3844978；3671190；3666407；3586478和3252757中所述。
可應(yīng)用于本發(fā)明組合物的四元銨鹽化合物，是通常用來(lái)制備有機(jī)粘土的已知試化合物包括具有以下分子式的烷基銨鹽化合物， 其中R1，R2，R3和R4獨(dú)立選自于合適的單價(jià)基團(tuán)，代表性例子包括具有1到22個(gè)碳原子的線形或支鏈的，飽和或不飽和的烷基；可以是芐基和用芐基取代的芳烷基；取代的/或未取代的芳基；具有六個(gè)或更少碳原子的β，γ不飽和基團(tuán)；具有兩個(gè)到六個(gè)碳原子的羥烷基；氫；和它們的組合；而且至少一個(gè)取代基是線形或支鏈的，飽和或不飽和的烷基；X是鹽陰離子。R1，R2，R3和R4中的兩個(gè)或多個(gè)也可以是與氮原子連接的，能形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)或類(lèi)似結(jié)構(gòu)的二價(jià)基團(tuán)共同成分。
用親有機(jī)改性陽(yáng)離子交換親水粘土離子，使所得的改性粘土從水溶液中沉淀。然后，將得到的親有機(jī)粘土沉淀過(guò)濾、干燥除去過(guò)多的水分。很多自然形成的粘土是片狀顆粒的堆集物，片之間的距離是幾個(gè)埃。轉(zhuǎn)變成親有機(jī)粘土后，據(jù)信片之間的距離增大到10至約20埃。將其與親有機(jī)粘土表面相容的聚合物混合后，可以認(rèn)為聚合物會(huì)進(jìn)一步增加片之間的距離，以致粘土片分開(kāi)或者以被聚合物溶漲的觸液取向膠的形式存在。這就增加了粘土片在聚合物中的均勻性和分散性?？梢哉J(rèn)為，這種聚合物促使粘土片的分散有助于使片起到加強(qiáng)熔體強(qiáng)度的作用，并作為再結(jié)晶的成核位點(diǎn)。這就促使含有半結(jié)晶聚合物和親有機(jī)粘土的混合物熱熔后迅速再結(jié)晶。也導(dǎo)致提高熔體的強(qiáng)度，這對(duì)降低空隙的形成很有意義。粘土優(yōu)選至少是部分片狀剝離的。
合適的親有機(jī)粘土在市場(chǎng)上有售。例如，親有機(jī)改性的蒙脫土可以從SouthernClay Products，Gonzalez，TX購(gòu)得，其商品名為SCP CLOISITE 20A，SCP CLOISITE15A，SCP CLOISITE 10A，SCP CLOISITE 6A，SCP CLOISITE 30B，CLOISITE 25A，CLOISITE 93A和SCPX CLOISITE 2398。其他可以從Nanocor Inc.；ArlingtonHeights，IL購(gòu)得，其商品名為NANOMER。
親有機(jī)粘土的單片通常是納米尺寸的，一端到另一端之間的距離一般是50到1000納米，但是每個(gè)單片的厚度通常是1到2納米。因此，這樣的片通?；拘∮趯?dǎo)電顆粒。例如，導(dǎo)電顆粒平均粒徑與親有機(jī)粘土片平均長(zhǎng)度的比值通常在約2∶1到約1600∶1的范圍內(nèi)，優(yōu)選10∶1到約1600∶1。
本發(fā)明膠粘組合物中含有的親有機(jī)粘土的有效量在一個(gè)很廣的范圍內(nèi)。根據(jù)要求的用途，要加入足夠量的親有機(jī)粘土，用以提高抗蠕變性、提高再結(jié)晶速度、減少空隙、增大剝離強(qiáng)度、這些性質(zhì)的組合等。一般而言，膠粘組合物優(yōu)選包含占組合物總重量約0.1％到約40％，優(yōu)選1％到25％，更優(yōu)選1％到約12％的親有機(jī)粘土。
本發(fā)明膠粘組合物可以按照常規(guī)方法，加入一種或多種輔助劑。輔助劑的代表性例子，包括增粘劑、增塑劑、固化劑、抗氧化劑、表面活性劑、殺真菌劑、殺菌劑、抗靜電劑、顏料、有機(jī)或無(wú)機(jī)填料、偶合劑、導(dǎo)熱物質(zhì)、紗布，它們的組合等。要求這些輔助劑的使用量不會(huì)影響熱熔膠粘組合物，或更具體地說(shuō)，導(dǎo)電膠粘劑所要求的性能。
本發(fā)明半結(jié)晶聚合物基的熱熔膠粘劑可以用常規(guī)方法制備，不同的是需要加入親有機(jī)粘土。本發(fā)明膠粘組合物通常是采用能提供分散混合，分配混合或其組合方式的設(shè)備將熔化或軟化狀態(tài)的各組分熔化混合而制備的。分批或連續(xù)的混合方法都能采用。分批方法的例子包括密閉混合和滾筒研磨。連續(xù)方法的例子包括單螺桿擠出，雙螺桿擠出，碟型擠出，往復(fù)單螺桿擠出和針筒單螺桿擠出。連續(xù)方法能使用分配部件，針混合部件，靜態(tài)混合部件和如MADDOCK混合部件及SAXTON混合部件的分散部件。
膠粘組合物各原料的混料順序會(huì)影響親有機(jī)粘土發(fā)生片狀剝離的程度。由于粘土的片狀剝離與要求的提高抗蠕變性、剝離強(qiáng)度、再結(jié)晶速度和其他好處有關(guān)，因此通常選擇有助于片狀剝離的混料方式。還優(yōu)選片狀剝離過(guò)程是無(wú)溶劑過(guò)程，即在過(guò)程中不使用需要以后要除去的溶劑。
例如，配合含有熱塑性半結(jié)晶膠粘聚合物、親有機(jī)粘土、增粘劑、或可用的導(dǎo)電顆粒和一種或多種其他或可用的原料的優(yōu)選方法，是首先將粘土與最相容的，并能使粘土產(chǎn)生最完全的片狀剝離的膠粘組分混合。某些情況下，這種膠粘組分是增粘劑。在其他情況下，是半結(jié)晶熱塑性聚合物。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，首先將聚合物熔化，然后在至少不存在部分或更優(yōu)選不存在其他所有一種或多種原料情況下，與粘土混合?；旌蠝囟鹊倪x擇要超過(guò)剝離劑的軟化溫度，但要低于各組分的分解溫度，包括粘土中有機(jī)組分的分解溫度。在本發(fā)明的這些優(yōu)選實(shí)施方案中，當(dāng)聚合物熔化和親有機(jī)粘土被復(fù)合時(shí)，粘土?xí)a(chǎn)生符合要求的片狀剝離。最優(yōu)選在該混合步驟中不使用增粘劑，因?yàn)橛^察到增粘劑的存在會(huì)阻礙粘土的片狀剝離。
混合好膠粘劑后，粘土最好是處于片狀剝離狀態(tài)的，而且認(rèn)為粘土片以被膠粘組合物的部分或全部組分溶漲的單片，二層片，三層片和/或小的觸液取向膠形式存在。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很容易理解完全剝離成單片對(duì)提高性能而言并非必需，而相反，過(guò)多觸液取向膠的存在會(huì)影響膠粘組合物的特性。然后，可以將其他可用的原料及可用的導(dǎo)電顆粒加入熔化混合物中。但要注意的是，可以將導(dǎo)電顆粒在以后的步驟中加到組合物中或組合物上，如果需要，可以在組合物被涂敷到基材上或被制成薄膜以后，再進(jìn)行加入導(dǎo)電顆粒的步驟。
用來(lái)熔化原料的裝置應(yīng)能提供足夠的剪切力和熱量，使粘土片狀剝離，但這種剪切力或熱量應(yīng)不致于由于粘土中的有機(jī)組分裂解而使粘土團(tuán)聚或聚結(jié)成塊。在本發(fā)明優(yōu)選組合物的制備方法中，優(yōu)選使用具有三個(gè)分開(kāi)的進(jìn)料區(qū)和三個(gè)處理部分的雙螺桿擠出機(jī)。膠粘聚合物加入進(jìn)料區(qū)，然后被熔化。將親有機(jī)粘土加入4區(qū)混合，然后在擠出機(jī)的5區(qū)加入增粘劑等其他原料進(jìn)行混合。適用于本發(fā)明的一種雙螺桿擠出機(jī)是從American Leistritz Extruder Corporation，Somerville，NJ購(gòu)得的，商品名為L(zhǎng)ab Extruder LSM 30.34，其長(zhǎng)度/直徑比是40。
使用了以下型號(hào)的螺桿，從進(jìn)料部分向下游過(guò)程排列。
從擠出機(jī)驅(qū)動(dòng)端開(kāi)始的螺桿型號(hào)ZD-7.5ZD-7.5GFA-2-60-120GFA-2-45-60GFA-2-45-60
KB4-2-60-30-REKB3-2-45-30-REKB3-2-45-60-REKB4-2-60-90GFA-2-60-120GFA-2-60-30GFA-2-45-60GFA-2-45-30KB4-2-60-30-REKB4-2-60-30-REKB4-2-60-30-REKB2-2-30-30-REKB3-2-45-90GFA-2-60-60GFA-2-60-60GFA-2-45-60GFA-2-45-60GFA-2-30-30KB4-2-60-60-REKB3-2-45-90GFA--2-20-30在以上型號(hào)中用了以下的標(biāo)準(zhǔn)American Leistritz部件名稱(chēng)型號(hào) 部件類(lèi)型ZD-7.5墊片，7.5毫米GFA-2-P-L 雙葉式前向輸送P＝螺距L＝部件長(zhǎng)度KBN-2-L-Theta-RE 雙葉式捏合塊，前向輸送N＝捏合盤(pán)數(shù)L＝部件長(zhǎng)度Theta＝扭轉(zhuǎn)角度(度)RE＝前向輸送(若缺Re表示中性)
在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明膠粘組合物優(yōu)選是以膠粘薄膜形式提供的。對(duì)某些最終用途而言，本發(fā)明的膠粘薄膜在要進(jìn)行的傳送溫度時(shí)應(yīng)不發(fā)粘或只是略帶粘性，該傳送溫度被理解為低于形成粘合的溫度。本發(fā)明的膠粘薄膜通常被涂敷到合適的剝離襯墊上，能在剝離襯墊之間或其他合適的包裝中，穩(wěn)定儲(chǔ)存6到24個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間。熔化的膠粘組合物可以通過(guò)連續(xù)或分批熱熔成形方法制成薄膜。連續(xù)成形方法包括，將熔化的膠粘組合物從一薄膜模具中拉出，然后將其與移動(dòng)的塑料帶或其他合適的基材接觸。也可以采用合適的壓機(jī)和/或其他輔助的薄膜成形工具，如壓輥、刮刀式涂料機(jī)等，進(jìn)行擠出操作。形成薄膜后，可采用冷卻滾筒或水浴等直接方式，以及空氣沖擊等非直接方式，使薄膜淬冷固化之。
可用的導(dǎo)電填料或?qū)щ婓w可以在過(guò)程中的一個(gè)或多個(gè)階段加入組合物中。例如，使用導(dǎo)電顆粒時(shí)，導(dǎo)電顆?？梢赃B同其他組分在擠出機(jī)中加入到組合物中，優(yōu)選在粘土進(jìn)料點(diǎn)的下游加入?；蛘?，在制成薄膜但仍趁其在可接受狀態(tài)時(shí)，如將其加熱到接近但低于Tc的溫度時(shí)，將導(dǎo)電填料或?qū)щ婓w置于薄膜中或置于其表面上，然后輕壓使其嵌入。在施加這種輕壓前，先在薄膜表面覆蓋一層剝離襯墊，或者用滾筒或軋輥的可剝離面施以嵌入壓力。在另一個(gè)可用的實(shí)施方案中，可以先將導(dǎo)電顆粒置于微細(xì)復(fù)制性剝離襯墊的許多微小凹穴中，然后將其層壓轉(zhuǎn)移到膠粘薄膜的表面上。
含有半結(jié)晶聚合物和親有機(jī)粘土的熱熔膠粘劑與常規(guī)熱熔膠粘劑相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，使用了這些粘土能夠大大提高熱塑性半結(jié)晶聚合物的再結(jié)晶(即粘合后)速度，從而能更迅速地隨即產(chǎn)生剝離強(qiáng)度和抗蠕變性。加有這種粘土和熱塑性半結(jié)晶聚合物的體系不僅能更快地再結(jié)晶，與不含這種粘土的類(lèi)似體系相比，還能形成高得多的抗蠕變性和剝離強(qiáng)度。提高了抗蠕變性會(huì)增強(qiáng)其耐用性(即，能承受更大的重量負(fù)載)，并擴(kuò)展其使用溫度范圍(即，使用溫度范圍的高端是半結(jié)晶聚合物的Tm)。擴(kuò)展了使用溫度范圍有利于對(duì)必須承受更熱環(huán)境比如汽車(chē)內(nèi)或裝運(yùn)容器內(nèi)部的物體進(jìn)行粘合。提高了再結(jié)晶速度能改善粘合周期，因?yàn)楦痰哪z粘劑定形時(shí)間在包裝密封和產(chǎn)品組裝上是很有用的。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，膠粘組合物可以被調(diào)制成可能是薄膜形式的導(dǎo)電組合物。本發(fā)明的導(dǎo)電組合物具有很廣泛的用途，特別是用于將電子部件電偶合在一起。在某些用途中，導(dǎo)電顆粒的粒徑和分布能使粘合后的膠粘劑具有各向異性的導(dǎo)電能力，可以利用這種薄膜在多層結(jié)構(gòu)中進(jìn)行電連接，在這種結(jié)構(gòu)中，要求相鄰部件具有橫向的電隔絕性，而在Z方向(垂直于薄膜平面)上，各層之間是導(dǎo)電的。
含有此種導(dǎo)電顆粒的膠粘組合物可用做ZAF，根據(jù)膠粘劑種類(lèi)及導(dǎo)電顆粒的粒徑范圍、粘合時(shí)間、溫度和壓力的不同而異。一般而言，本發(fā)明膠粘薄膜能夠在90℃到200℃溫度范圍內(nèi)，在1秒到5分鐘時(shí)間內(nèi)形成粘合。優(yōu)選該種膠粘薄膜在110℃到160C溫度范圍內(nèi)，3秒到90秒內(nèi)形成粘合。更優(yōu)選在3到20秒內(nèi)，在120℃到150℃溫度范圍內(nèi)形成粘合。粘合所需的壓力取決于膠粘組合物的種類(lèi)，待粘合基材的種類(lèi)和形成器件的種類(lèi)等因素。對(duì)某些粘合而言，可能不需要施加壓力。對(duì)其他而言，需要施加足夠的壓力，使膠粘劑充分流動(dòng)，從而使導(dǎo)電物質(zhì)與接觸點(diǎn)發(fā)生電連接，從而形成導(dǎo)電粘合。一般而言，需要足夠的壓力，使可熱粘合薄膜在基材表面形成均勻的潤(rùn)濕。本領(lǐng)域技術(shù)人員無(wú)須過(guò)多實(shí)驗(yàn)，就可決定要求的壓力大小。一般建議使用0.3到6.9兆帕，更優(yōu)選0.69到2.0兆帕的粘合壓力。
最適合一具體用途的膠粘薄膜/組合物的厚度取決于該用途和要粘合的物體(電子部件和電路基材)。例如，對(duì)電子方面的用途而言，膠粘層不能太薄，否則，填充電子部件和電路基材之間的空間區(qū)域就不容易，而且，充分潤(rùn)濕要粘合的基材也不容易。粘合層也不能太厚，否則多余的膠粘劑在粘合時(shí)會(huì)流出。這些多余的膠粘劑在流動(dòng)時(shí)，會(huì)將導(dǎo)電顆粒攜帶至粘合界面的邊緣，而這是不好的。在電子用途中，一般規(guī)則是，各向異性導(dǎo)電膠粘層厚度約為12微米到約125微米。在普通粘合用途中，厚度可以更大些，通常是12微米到1000微米。
因此，可以用本發(fā)明的膠粘組合物將第一基材與第二基材進(jìn)行機(jī)械粘合。當(dāng)膠粘劑是導(dǎo)電性物質(zhì)時(shí)，可以將第一結(jié)構(gòu)上的一個(gè)或多個(gè)電子部件與第二結(jié)構(gòu)上的一個(gè)或多個(gè)電子部件進(jìn)行電偶合。當(dāng)膠粘劑是各向異性導(dǎo)電物質(zhì)時(shí)，可以被用來(lái)對(duì)第一基材上的導(dǎo)體和第二基材上的導(dǎo)體進(jìn)行電連接，而無(wú)須使各基材上的導(dǎo)體直接連通。
本發(fā)明的原理也可用來(lái)制造導(dǎo)電膠帶，是將本發(fā)明的膠粘組合物置于合適的背襯上。這種實(shí)施方案中的背襯包括金屬箔，許多金屬顆粒等導(dǎo)電材料。這種膠帶可以成卷儲(chǔ)存，使用或不使用剝離襯墊來(lái)保護(hù)膠粘劑都可以。在優(yōu)選實(shí)施方案中，背襯的表面起到了剝離襯墊的作用。
在一具體說(shuō)明性實(shí)施方案中，使用本發(fā)明的組合物，可以在一芯片或芯片模塊上的導(dǎo)電墊和一基材上的導(dǎo)電線路之間形成電連接，其中，該基材可以是皮線電路(包括Smart Card body)、印刷線路板、銦錫氧化物(ITO)涂敷的玻璃或具有其他導(dǎo)電線路的玻璃；或用來(lái)在皮線電路上的導(dǎo)電線路和第二皮線電路、印刷線路板、ITO涂敷的玻璃和/或具有其他導(dǎo)電線路的玻璃上的導(dǎo)電線路之間形成電連接；或用來(lái)在兩塊印刷線路板之間或一塊印刷線路板和接地板之間形成電連接。這些類(lèi)型的電連接可以應(yīng)用于便攜式電子裝置、計(jì)算機(jī)、膝上電腦、鍵盤(pán)、觸摸屏、顯示器(玻璃的和塑料的)、蜂窩電話(huà)、個(gè)人電子助理(PDA)、尋呼機(jī)、Smart卡、射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽、Smart標(biāo)簽、便攜式電子裝置的天線、計(jì)算器、手表、收音機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)操縱裝置及類(lèi)似產(chǎn)品中。
為說(shuō)明起見(jiàn)，圖1表示了本發(fā)明的一個(gè)特定代表性的電子組件。在電子組件10中，其表面上有第一列金屬粘合部位或電路14的第一基材12與其表面上有第二列粘合部位或電路18的第二基材16緊密貼合在一起。一種優(yōu)選是薄膜形式的膠粘物質(zhì)20位于第一基材12和第二基材16之間，在此之間形成粘合。導(dǎo)電顆粒22位于其間并使第一列中的單個(gè)粘合部位14與第二列中的單個(gè)粘合部位18形成電連接，而且使第一基材12和第二基材16形成電連接。膠粘物質(zhì)20中還包含親有機(jī)粘土24。
本發(fā)明的電子組件也可以是附圖2所示的形式。在附圖2中，電子組件110包括其上表面具有金屬線路114的基材112。優(yōu)選是薄膜形式的膠粘劑116施加于基材的上表面上并覆蓋線路114。當(dāng)組件110與第二基材(未示出)粘合時(shí)，膠粘薄膜中的大量導(dǎo)體顆粒118使線路114和第二基材上的相應(yīng)粘合部位形成電連接。膠粘劑116也包括親有機(jī)粘土120。
本發(fā)明電子組件的另一個(gè)實(shí)施方案如附圖3所示。附圖3中的電子組件210是一個(gè)柔性跨接線，可被用來(lái)連接線路板、平板顯示器或柔性電路?；?12是一種柔性聚合物，優(yōu)選聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其表面上具有導(dǎo)電金屬線路214。其背面上的含有導(dǎo)電顆粒(未示出)和親有機(jī)粘土(未示出)的帶狀膠粘薄膜216使線路板和平板顯示器(未示出)無(wú)須使用焊料，就能形成電連接。可以用一種可用的保護(hù)性涂層薄膜220對(duì)未被膠粘劑覆蓋的電路區(qū)域212進(jìn)行覆蓋。
現(xiàn)通過(guò)以下實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，但是，這些實(shí)施例中引用的具體物質(zhì)及其數(shù)量以及其他條件和細(xì)節(jié)并非對(duì)本發(fā)明的限制。
實(shí)施例中使用了以下測(cè)試方法制備導(dǎo)電膠粘薄膜包括印刷線路板90度剝離，普通FR4 90度剝離，空隙測(cè)定、施加熱量及剪切力條件下的當(dāng)場(chǎng)電學(xué)測(cè)量的測(cè)試方法，都是對(duì)含有導(dǎo)電顆粒的膠粘薄膜進(jìn)行的。使用的顆粒都是43微米標(biāo)稱(chēng)直徑，是銀涂敷的玻璃球，可以從Potters IndustriesInc.，Carlstadt，NJ購(gòu)得，商品名為Conduct-O-Fil S-3000-S3P。將這些顆粒加入膠粘基質(zhì)薄膜時(shí)，先將顆粒置于小玻璃罐中，罐的開(kāi)口覆蓋有從AdvantageSupply，Roseville，MN購(gòu)得的單層聚酯織物，商品名為T(mén)etko PeCap-LE 305-40d。將涂敷有經(jīng)聚硅氧烷處理的聚酯剝離襯墊的膠粘薄膜置于90℃熱板上約3秒，使薄膜軟化到能夠在其中嵌入顆粒的狀態(tài)。將顆粒從被織物蓋口的玻璃罐中撒到距離約5厘米的薄膜表面上。然后將先置于90℃熱板上的聚硅氧烷處理的聚酯剝離襯墊貼在薄膜的顆粒涂層表面上，用約3厘米直徑的橡膠輥筒，用手輕壓之，形成導(dǎo)電膠粘薄膜。薄膜表面的顆粒密度是每平方毫米90±20個(gè)顆粒。對(duì)63微米厚度的膠粘薄膜，相當(dāng)于約16％重量比的顆粒。當(dāng)顆粒含量在5％到30％重量比范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，不會(huì)對(duì)剝離強(qiáng)度的測(cè)量值產(chǎn)生多大影響。
印刷線路板90度剝離除非另有指明，根據(jù)“制備導(dǎo)電膠粘薄膜”節(jié)制備的導(dǎo)電膠粘測(cè)試薄膜都承載了銀涂敷的玻璃顆粒。使用具有金涂層的銅金屬化電路的46毫米寬×54毫米長(zhǎng)×1.44毫米厚的FR4型印刷線路板，其上的電路約30微米厚，約1.27毫米寬，間隔約1.18毫米，(以后簡(jiǎn)稱(chēng)PCB；從TRC Circuits Inc.，Minneapolis，MN購(gòu)得)和具有銀電路的46毫米寬×39毫米長(zhǎng)×0.127毫米厚的聚酯柔性印刷線路，其上的電路約10微米厚，約1.27毫米寬，間隔約1.18毫米，(以后簡(jiǎn)稱(chēng)皮線電路；從I Corp.，Minneapolis，MN購(gòu)得)作為測(cè)試基材。在施加導(dǎo)電膠粘薄膜前，用不脫毛的工業(yè)KIMWIPES細(xì)抹布(從Kimberly-Clark，Irving，TX購(gòu)得)蘸上異丙醇將上述兩種測(cè)試基材擦拭一遍并干燥之。
將導(dǎo)電膠粘薄膜樣品用5毫米寬雙刃刀片切出5毫米寬，約55毫米長(zhǎng)的帶子?？梢栽谇懈钋?，將聚硅氧烷涂敷的聚酯剝離襯墊置于膠粘薄膜的非襯墊表面上(在下一步驟前要將該襯墊除去)。將導(dǎo)電膠粘薄膜有襯墊的表面置于90℃熱板上約3秒，使其軟化但不熔化，然后將薄膜從熱板上取下。將皮線電路(其銀電路面向上)置于熱板上并在90℃加熱約2秒。然后將預(yù)加熱的導(dǎo)電膠粘薄膜帶覆蓋在皮線電路上，使膠粘薄膜長(zhǎng)度方向垂直于銀電路進(jìn)行移動(dòng)，而且膠粘薄膜與電路末端間隔1毫米。然后，用手輕壓膠粘薄膜的襯墊面，趁皮線電路還在熱板上時(shí)，立刻利用手動(dòng)橡膠滾筒將其來(lái)回滾壓兩次。這就使膠粘薄膜帶均勻潤(rùn)濕，以便能輕易地除去殘留的剝離襯墊。
然后將層壓樣品從熱板上取下，小心地除去殘留的剝離襯墊，在不破壞膠粘薄膜帶/皮線電路接觸面的情況下，暴露出膠粘薄膜帶的表面，修剪掉皮線電路邊緣外多余的膠粘薄膜帶，留下能夠重疊在PCB上的5毫米×46毫米的膠粘薄膜。
然后，將皮線電路的非銀電路表面與90℃熱板接觸約2秒，使薄膜軟化但不熔化，使膠粘薄膜帶/皮線電路層壓件的第二表面預(yù)粘合在PCB上，從熱板上移開(kāi)，按壓在已經(jīng)在90℃熱板上預(yù)加熱2秒后的PCB上，其金涂敷的銅電路面向上，對(duì)準(zhǔn)重疊的兩個(gè)電路，將皮線電路連接到PCB上。用上述手動(dòng)橡膠滾筒，將在熱板上加熱的預(yù)粘合組件來(lái)回滾壓兩次，使基材被膠粘薄膜均勻潤(rùn)濕。
然后用型號(hào)為1093的DCI恒定熱粘合機(jī)(從DCI Inc.，Lenexa，KS購(gòu)得)將每個(gè)組件粘合起來(lái)。將DCI粘合機(jī)的熱電極設(shè)定為285℃，除非在實(shí)施方中另有案所述。用導(dǎo)熱聚硅氧烷橡膠SARCON 20GTR(200微米厚，從Fujipoly America，Kenilworth，NJ購(gòu)得)作為熱電極和組件頂部之間的間隔層。
3毫米寬76毫米長(zhǎng)的金屬熱電極保持在一恒定溫度，用約1.45兆帕(210磅每平方英寸)的壓力將其壓在組件上。粘合時(shí)間設(shè)定為5秒，除非另有指明。熱電極溫度設(shè)定為285℃，除非另有指明。
90度剝離測(cè)試在保持23±3℃和50％相對(duì)濕度條件下，用配備有9千克(20磅)測(cè)力計(jì)和90度剝離測(cè)試夾具的型號(hào)為4465的INSTRON機(jī)械測(cè)試儀(從InstronCorporation，Canton，MA購(gòu)得)上進(jìn)行測(cè)量。夾爪分離速度是12.7毫米/分。記錄下最大負(fù)荷，除以粘合寬度，計(jì)算得到單位是牛/毫米的剝離強(qiáng)度。測(cè)試薄膜每次使用一個(gè)組件。
普通FR4 90度剝離如“印刷線路板90度剝離測(cè)試方法”節(jié)所述制備粘合的組件，區(qū)別在于使用普通FR4(其上沒(méi)有導(dǎo)電線路)(1毫米厚，從Electroply，EI Segundo，CA購(gòu)得)代替PCB，使用500號(hào)經(jīng)MELINEX 453處理的聚酯薄膜(其上沒(méi)有導(dǎo)電線路)(從ICIPolyester，Wilmington，DE購(gòu)得)代替聚酯皮線電路。除非另有指明，DCI恒定熱粘合機(jī)上的熱電極溫度設(shè)定在260℃，壓力是1.45兆帕(210磅每平方英寸)，粘合時(shí)間為10秒。然后將粘合好的組件如實(shí)施方案所述，在室溫(約23℃和約50％相對(duì)濕度)老化數(shù)次。
對(duì)每個(gè)導(dǎo)電膠粘測(cè)試薄膜，根據(jù)“印刷線路板90度剝離測(cè)試方法”測(cè)量三個(gè)組件，取平均值。一般偏差為±0.3牛/毫米。
空隙測(cè)定如“印刷線路板90度剝離測(cè)試方法”所述制備粘合的組件，熱電極溫度設(shè)定為285℃或如實(shí)施方案中所述，粘合壓力為1.45兆帕(210磅每平方英寸)，粘合時(shí)間為5秒或如實(shí)施方案中所述。
用OLYMPUS SZX9變焦顯微鏡(從C.Squared Corporation，Tamarac，F(xiàn)L購(gòu)得)以透光方式檢視導(dǎo)電線路之間的區(qū)域。用安裝在顯微鏡和攝象機(jī)之間的20X變焦透鏡和0.5X透鏡，以及IMAGE-PRO PLUS圖象分析軟件(從Media Cybernetics，Baltimore，MD購(gòu)得)捕捉顯微圖象。
導(dǎo)電顆粒顯示為不透明的規(guī)則圓形?？障讹@示為透明的非圓狀圖形。根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空隙進(jìn)行分級(jí)無(wú)-顯微圖象中看不見(jiàn)空隙小-空隙不多見(jiàn)，是分隔開(kāi)的，其主軸上的長(zhǎng)度通常小于130微米大-空隙主軸上的長(zhǎng)度約200微米或更大，而且許多空隙互相接觸150℃儲(chǔ)存切變模量(G′)的測(cè)定采用“平行板動(dòng)態(tài)機(jī)械測(cè)試方法”對(duì)儲(chǔ)存切變模量(G′)進(jìn)行測(cè)定。在約85℃溫度下用手輕壓將約60微米厚的膠粘基質(zhì)薄膜若干層層壓成約1毫米厚，不含導(dǎo)電顆粒的樣品薄膜。在ARES電流計(jì)(從Rheometric Scientific，Piscataway，NJ購(gòu)得)上，使用8毫米直徑的兩個(gè)圓板，以平行板形式對(duì)樣品薄膜進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試頻率為1赫茲，升溫速度為5℃/分。樣品薄膜在室溫(25℃)時(shí)置于電流計(jì)上，以1％的應(yīng)變從25℃測(cè)到200℃。報(bào)告150℃測(cè)得的儲(chǔ)存切變模量(G′)。
儲(chǔ)存切變模量隨時(shí)間變化的測(cè)定如“150℃時(shí)儲(chǔ)存切變模量的測(cè)定”所述制備約1毫米厚的樣品薄膜。在ARES電流計(jì)(從Rheometric Scientific，Piscataway，NJ購(gòu)得)上，使用兩塊25毫米直徑的圓板，以平行板形式對(duì)樣品薄膜進(jìn)行測(cè)試。在室溫時(shí)，將樣品薄膜裝入儀器中，加熱到170℃并利用恒定間隙設(shè)置，使其在該溫度保持10分鐘。然后打開(kāi)儀器烘箱，使過(guò)多的薄膜能從板的邊緣上刮去。然后將樣品冷卻到70℃并在以后的測(cè)試中保持該溫度。該溫度的選擇是要足夠低到使再結(jié)晶得以發(fā)生，例如低于結(jié)晶熔化溫度。在以后的測(cè)試中，該物質(zhì)被置于約30到100克的壓力下。板之間的縫隙(在170℃除去過(guò)多物質(zhì)后)是0.6到0.8毫米。掃頻從15赫茲到0.1赫茲，應(yīng)變約5％，記錄1.2赫茲時(shí)的儲(chǔ)存切變模量的值，作為物質(zhì)在70℃經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的變化。
施加剪切力條件下的當(dāng)場(chǎng)電學(xué)測(cè)量樣品組件包括與印刷線路板(PCB)粘合的柔性印刷電路(皮線)和要測(cè)的導(dǎo)電膠粘薄膜。通過(guò)如“印刷線路板90度剝離測(cè)試方法”中所述粘合設(shè)備和設(shè)定值，形成粘合。
所用的皮線電路是銅/KaptonTM聚酰亞胺薄膜類(lèi)型的，由PDI，Inc，Plymouth，MN制造，使用DuPont PyraluxTMWA作為銅和KaptonTM之間的層壓膠粘劑。印刷線路板是基于銅/FR4的板，也由PDI制造。對(duì)所有銅表面(皮線電路和印刷線路板)都有硬質(zhì)金飾(覆蓋在鎳上)。線路板尺寸是66毫米×102毫米，沿長(zhǎng)度方向，有17個(gè)均勻分布的電路線，寬1.27毫米。皮線電路尺寸為6毫米×50毫米，且只有一根寬1.27毫米沿長(zhǎng)度方向的中央線路。用3MTMZ軸7303號(hào)膠粘薄膜(從3MCompany，St.Paul，MN購(gòu)得)將具有相同線數(shù)和間隔的銀墨/聚酯柔性跨接線(從I-Corp，Minneapolis，MN購(gòu)得)粘合在PCB的兩端。這使得PCB能通過(guò)與皮線跨接線共同使用的嵌入接點(diǎn)與線路導(dǎo)通。
與板上線路成直角同皮線電路形成粘合，產(chǎn)生一個(gè)形似十字或加號(hào)的形狀，在皮線電路和PCB上的線路之間形成1.27毫米×1.27毫米的重疊區(qū)域。如下所述，對(duì)十字形重疊區(qū)域的膠粘劑，進(jìn)行四導(dǎo)線電阻測(cè)量。在板上一根單線和皮線電路一個(gè)末端形成電流途徑。在板上導(dǎo)線和皮線電路上的導(dǎo)線之間，測(cè)量電壓差，此時(shí)測(cè)量電壓差的結(jié)點(diǎn)位于電流接點(diǎn)的另一端。板旁未使用的線路有助于測(cè)試皮線電路；這些線路是通過(guò)被測(cè)的導(dǎo)電膠粘劑與皮線電路連接的。在這種四線結(jié)構(gòu)中，在電壓兩個(gè)接點(diǎn)之間沒(méi)有明顯的電流，因此，測(cè)得的電壓降等于在電流通過(guò)膠粘劑的部位測(cè)得的電壓降，所以電壓降對(duì)所通電流的比值就給出了通過(guò)膠粘劑的電阻。使用7000系列掃描儀(Keithley Instruments，Cleveland，OH)沿線路板的中部12導(dǎo)線觸發(fā)接點(diǎn)，對(duì)每個(gè)樣品組件給出12個(gè)精確測(cè)量膠粘劑電阻值。
對(duì)自動(dòng)電學(xué)測(cè)量，將線路板如上所述與導(dǎo)線連接。導(dǎo)線通向掃描儀的硬連線接點(diǎn)，與Keithley Instruments 236型電源測(cè)量裝置(SMU)連接。用運(yùn)行LabView5.0(從National Instruments，Austin，TX購(gòu)得)的Hewlett PackardVECTRA奔騰3計(jì)算機(jī)控制掃描儀和SMU。將掃描儀調(diào)節(jié)到4極模式，打開(kāi)電源，如上所述測(cè)試SMU與測(cè)試板上的電壓接點(diǎn)之間的電壓。程序設(shè)定SMU輸出100毫安(mA)電流，如上所述測(cè)定通過(guò)膠粘劑的電壓降。恒流制輸出電壓設(shè)定為200毫伏(mV)。
另外，連接掃描儀接受熱電偶模塊(80TK型，從Fluke Corporation，Eerett，WA購(gòu)得)的電壓輸出，該模塊中插入了一個(gè)熱電偶(5SC-TT-K-36-36，從OmegaEngineering，Inc.，Stamford，CT購(gòu)得)。通過(guò)這種方式，除了測(cè)得電阻之外，還能同時(shí)測(cè)得粘合界面的溫度。在線路板上兩根電線之間挖了一道槽，用以容納熱電偶。
為了測(cè)得對(duì)控溫樣品施加剪切力時(shí)的電學(xué)效應(yīng)，將粘合的樣品用3MTM9890號(hào)導(dǎo)熱膠粘轉(zhuǎn)移帶貼附在鋁塊(包含一個(gè)由溫度控制器控制的筒形加熱器)上。將鋁塊夾在一個(gè)支架上，使皮線電路沿長(zhǎng)軸垂直懸掛。如上所述進(jìn)行電連接。用鉗子夾住皮線電路，在鉗子上附以一個(gè)彈簧，彈簧常數(shù)為70牛/米。
在以下條件下進(jìn)行電學(xué)測(cè)量條件1，無(wú)負(fù)載。
條件2，在靜態(tài)模式(不振蕩)下懸掛250克砝碼。
條件3，振蕩情況下懸掛250克砝碼。
條件4，當(dāng)樣品溫度升高到70℃時(shí)，在靜態(tài)模式下懸掛250克砝碼。
條件5，在70℃，在振蕩情況下懸掛250克砝碼。
每種測(cè)試條件都要報(bào)告12個(gè)接點(diǎn)的電阻中值。
用差示掃描量熱法測(cè)定熔化吸熱量將約10毫克不含導(dǎo)電顆粒的薄膜置于鋁制自動(dòng)樣品盤(pán)(從TA Instruments，New Castle，DE購(gòu)得，件號(hào)為990999.901)中，然后使盤(pán)皺縮。將盤(pán)中的樣品置于170℃烘箱中。至少15分鐘后，從烘箱中取出樣品并置于室溫(約24℃)下。在樣品置于室溫中的5小時(shí)內(nèi)測(cè)定熔化吸熱量。使用型號(hào)為2920的差示掃描量熱計(jì)(從TA Instruments，New Castle，DE購(gòu)得)，從25℃到170℃，升溫速度為5℃/分，對(duì)65℃到140℃溫度范圍內(nèi)吸熱峰下的面積進(jìn)行積分，計(jì)算得到以焦/克為單位的熔化吸熱量。
薄膜透光率的測(cè)定用HP 8425A紫外-可見(jiàn)光譜系統(tǒng)，測(cè)量膠粘基質(zhì)薄膜(不含導(dǎo)電顆粒)的透光率，該系統(tǒng)可從Agilent Technologies購(gòu)得，網(wǎng)址是www.chem.agilent.com。采用ASTM E169-99中所述一般方法。攝取背景光譜后，對(duì)每個(gè)測(cè)試薄膜都測(cè)量200到800納米(nm)波長(zhǎng)范圍的光譜。記錄540納米波長(zhǎng)處的吸光度，歸一化為對(duì)應(yīng)于65微米厚度的薄膜。將該歸一化的吸光度值轉(zhuǎn)換成百分透光率后記錄。
在以下實(shí)施方案中，所有數(shù)量，百分?jǐn)?shù)和份數(shù)除另有說(shuō)明外，都以重量表示。
對(duì)比例1(不含粘土)將50重量份的PEBAX 3533聚合物(從Elf Atochem，Glen Rock，NJ購(gòu)得)與50重量份的SYLVARES 2040增粘劑(從Arizona Chemical，Panama City，F(xiàn)L購(gòu)得)在一Lab Extruder LSM 30.34雙螺桿擠出機(jī)(從American LeistritzExtruder Corporation，Somerville，NJ購(gòu)得)中混合，螺桿參數(shù)如上文所述。
此擠出機(jī)包括具有一個(gè)溫度較低的喉管的進(jìn)料區(qū)和隨后的10個(gè)加熱區(qū)。1-4區(qū)設(shè)定在229℃，5-6區(qū)設(shè)定在221℃，7-8區(qū)設(shè)定在213℃，9-10區(qū)設(shè)定在210℃。螺桿速度設(shè)定在125轉(zhuǎn)/分。PEBAX 3533聚合物通過(guò)投料區(qū)的開(kāi)口加入，SYLVARES 2040增粘劑通過(guò)4區(qū)的開(kāi)口加入。總通過(guò)量為13.6千克/小時(shí)(30磅/小時(shí))。
將混合的物料送入一鍛模中，涂到57.5微米厚的聚酯剝離襯墊(從Loparex，Willowbrook，IL購(gòu)得)上，涂層厚度為62.5微米，寬度為3為0.5厘米，形成基質(zhì)薄膜。模具溫度為138℃，冷卻輥(位于澆注材料襯墊的下方)溫度設(shè)定為3℃。
按照上述方法，對(duì)對(duì)比例1的導(dǎo)電膠粘薄膜進(jìn)行印刷線路板90度剝離，普通FR4 90度剝離和空隙的測(cè)試。還根據(jù)150℃時(shí)儲(chǔ)存切變模量測(cè)試方法對(duì)對(duì)比例1的基質(zhì)薄膜進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果列在表2中。
實(shí)施例1將從Southern Clay Products，Gonzalez，TX購(gòu)得的SCP CLOISITE 20A親有機(jī)改性蒙脫土，加入到重量比為50∶50的PEBAX 3533聚合物和SYLVARES 2040增粘劑混合物中，使SCP CLOISITE 20A粘土占PEBAX聚合物、SYLVARES 2040增粘劑和SCP CLOISITE 20A粘土的組合物總重量的3％。
使用對(duì)比例1的擠出機(jī)將物質(zhì)混合。1-8區(qū)設(shè)定為229℃，9區(qū)設(shè)定為221℃，10區(qū)設(shè)定為210℃。PEBAX 3533聚合物通過(guò)進(jìn)料區(qū)的開(kāi)口加入，SYLVARES 2040增粘劑通過(guò)2區(qū)的進(jìn)料口加入，SCP CLOISITE 20A粘土通過(guò)4區(qū)的開(kāi)口加入?？偺幫ㄟ^(guò)量為9.4千克/小時(shí)(20.7磅/小時(shí))。
將混合物料送入對(duì)比例1的鍛模中，如對(duì)比例1所述進(jìn)行涂覆，形成實(shí)施例1的基質(zhì)薄膜。
按照上述方法，對(duì)實(shí)施例1的導(dǎo)電膠粘薄膜進(jìn)行印刷線路板90度剝離，普通FR490度剝離強(qiáng)度/力和空隙的測(cè)試。根據(jù)150℃儲(chǔ)存切變模量測(cè)試方法對(duì)實(shí)施例1的基質(zhì)薄膜進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果列在表2中。
實(shí)施例2用實(shí)施例1中的各組分和步驟制備實(shí)施例2的薄膜，區(qū)別在于SCP CLOISITE20A的用量是11.1％重量比，而且總通過(guò)量是10千克/小時(shí)(22.25磅/小時(shí))。按照上述方法，對(duì)實(shí)施例2的導(dǎo)電膠粘薄膜進(jìn)行印刷線路板90度剝離，普通FR490度剝離和空隙的測(cè)試。根據(jù)150℃儲(chǔ)存切變模量測(cè)試方法對(duì)實(shí)施例2的基質(zhì)薄膜進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果列在表2中。
實(shí)施例3-4將SCP CLOISITE 30B粘土(親有機(jī)改性蒙脫土，從Southern Clay Products，Gonzalez，TX購(gòu)得)加入到BRABENDER混料機(jī)中的PEBAX 3533聚合物中，在約165℃以80轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘。
取出一部分混合物，加入SYLVARES 2040增粘劑，在約150℃以80轉(zhuǎn)/分速度混合15-20分鐘。各組分含量列在表1中。
將混合物料在型號(hào)為T(mén)S21-H-C-8的PHI水壓機(jī)(從PHI，Pasadena，CA購(gòu)得)上加壓，其溫度設(shè)定為140℃，壓力表設(shè)定為8896牛頓(2000磅力)。然后將所得薄膜(夾在兩層剝離襯墊中的薄膜)拉過(guò)熱的刀式涂料機(jī)，其溫度設(shè)定為90℃，制得的基質(zhì)薄膜厚度在62.5到75微米范圍內(nèi)。
表1

按照上述方法，對(duì)導(dǎo)電膠粘薄膜進(jìn)行印刷線路板90度剝離，普通FR490度剝離和空隙的測(cè)試。根據(jù)150℃儲(chǔ)存切變模量測(cè)試方法對(duì)基質(zhì)薄膜進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果列在表2中。
表2

(1)NT＝未測(cè)結(jié)果表示了用平行板動(dòng)態(tài)機(jī)械測(cè)試方法測(cè)得的親有機(jī)粘土對(duì)形成剝離強(qiáng)度和150℃的模量的影響。
實(shí)施例5采用實(shí)施例1的各組分和步驟制備實(shí)施例5的薄膜，區(qū)別在于SCP CLOISITE20A粘土的加入量是10％重量比，SYLVARES 2040增粘劑從8區(qū)的開(kāi)口加入，螺旋速度為300轉(zhuǎn)/分，各區(qū)溫度設(shè)定是1-4區(qū)＝229℃，5-8區(qū)＝199℃，9區(qū)＝188℃，10區(qū)＝177℃?？偼ㄟ^(guò)量是10千克/小時(shí)(22.22磅/小時(shí))。
按照上述方法，對(duì)導(dǎo)電膠粘薄膜進(jìn)行印刷線路板90度剝離和空隙的測(cè)試。結(jié)果列在表7中。
對(duì)比例2-3將SCP CLOISITE Na+無(wú)支柱粘土(綠土型親水粘土，從Southern ClayProducts，Gonzalez，TX購(gòu)得)與PEBAX 3533聚合物加入BRABENDER混料機(jī)中，在約150℃以80轉(zhuǎn)/分速度混合10分鐘。
取出一部分混合物，加入SYLVARES 2040增粘劑，在約150℃以80轉(zhuǎn)/分速度混合20分鐘。
按照實(shí)施例3和4的步驟，制備對(duì)比例2和3的膠粘基質(zhì)薄膜。各組分量列在表3中。
表3

對(duì)比例4-5將KAOPAQUE 20粘土(高嶺土/瓷土，從Dry Branch Kaolin Company，DryBranch，GA購(gòu)得)在340帕35℃真空烘箱中干燥5小時(shí)，與PEBAX 3533聚合物在BRABENDER混料機(jī)中，在約150℃以80轉(zhuǎn)/分速度混合10分鐘。
然后，取出一部分混合物，加入SYLVARES 2040增粘劑，在約150℃以80轉(zhuǎn)/分速度混合20分鐘。按照實(shí)施例3和4的步驟制備對(duì)比例4和5的膠粘基質(zhì)薄膜。各組分量列在表4中。
表4

對(duì)比例6-7將DIXIE CLAY粘土(高嶺土，從R.T.Vanderbilt Co.Inc.，Norwalk，CT購(gòu)得)在340帕35℃真空烘箱中干燥5小時(shí)，與PEBAX 3533聚合物在BRABENDER混料機(jī)中，在約150℃以80轉(zhuǎn)/分的速度混合10分鐘。
然后取出一部分混合物，加入SYLVARES 2040增粘劑，在約150℃以80轉(zhuǎn)/分速度混合20分鐘。
按照實(shí)施例3和4的步驟制備對(duì)比例6和7的膠粘基質(zhì)薄膜。各組分量列在表5中。
表5

對(duì)比例8-9將KALLOID粘土(高嶺土，從Unimin，New Canaan，CT購(gòu)得)在340帕35℃真空烘箱中干燥5小時(shí)，與PEBAX 3533聚合物在BRABENDER混料機(jī)中，在約150℃以80轉(zhuǎn)/分的速度混合10分鐘。
然后取出一部分混合物，加入SYLVARES 2040增粘劑，在約150℃以80轉(zhuǎn)/分的速度混合20分鐘。
按照實(shí)施例3和4的步驟制備對(duì)比例8和9的膠粘基質(zhì)薄膜。各組分量列在表6中。
表6

按照上述方法，對(duì)對(duì)比例1-9的導(dǎo)電膠粘薄膜進(jìn)行印刷線路板90度剝離和空隙的測(cè)試。結(jié)果列在表7中。
表7

表中數(shù)據(jù)表明，親有機(jī)粘土的存在有助于減少空隙形成，同時(shí)提高剝離強(qiáng)度。
實(shí)施例6-8按照以下步驟制備三種薄膜將SYLVARES 2040增粘劑置于BRABENDER(從C.W.Brabender InstrumentsInc.，South Hackensack，New Jersey購(gòu)得)中，與SCP CLOISITE 20A粘土在130℃以70轉(zhuǎn)/分的螺旋速度混合10分鐘。
然后，將一部分混合物在BRABENDER中與PEBAX 3533聚合物在150℃以80轉(zhuǎn)/分的螺桿速度混合10分鐘。
按照實(shí)施例3和4所述制備實(shí)施例6，7和8的膠粘基質(zhì)薄膜。各組分量列在表8中。
表8

按照上述方法，對(duì)實(shí)施例6，7和8的導(dǎo)電膠粘薄膜進(jìn)行印刷線路板90度剝離和空隙的測(cè)試。結(jié)果列在表10中。
實(shí)施例9-10采用與實(shí)施例6-8相同的組分和步驟制備實(shí)施例9-10，區(qū)別在于用ODA/CWC親有機(jī)粘土(從Nanocor Inc.，Arlington Heights，IL購(gòu)得)代替SCP CLOISITE 20A粘土。
各組分量列在表9中。
表9

按照上述方法，對(duì)實(shí)施例9和10的導(dǎo)電膠粘薄膜進(jìn)行印刷線路板90度剝離和空隙的測(cè)試。結(jié)果列在表10中。
表10

表中數(shù)據(jù)表明，親有機(jī)粘土的存在對(duì)空隙形成和剝離強(qiáng)度產(chǎn)生了影響。
實(shí)施例11將對(duì)比例1和實(shí)施例2的導(dǎo)電膠粘薄膜制成測(cè)試組件，按照剪切力條件下當(dāng)場(chǎng)電學(xué)測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)試。
結(jié)果表明，12個(gè)接點(diǎn)的電阻中值(以毫歐為單位)與應(yīng)力和溫度有關(guān)。

表中數(shù)據(jù)表示了親有機(jī)粘土的存在是如何影響電阻對(duì)粘合部位所受不同剪切力而產(chǎn)生響應(yīng)的。
實(shí)施例12對(duì)實(shí)施例5和對(duì)比例1的膠粘基質(zhì)薄膜按照儲(chǔ)存切變模量隨時(shí)間變化的測(cè)試方法，檢測(cè)老化時(shí)間對(duì)儲(chǔ)存模量(G′)增加的影響。結(jié)果列在下表中表11

實(shí)施例13根據(jù)差示掃描量熱法測(cè)定熔化吸熱量的方法，對(duì)實(shí)施例3和5，對(duì)比例1，5，6，7和8的膠粘基質(zhì)薄膜進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果列在表12中。為了進(jìn)一步比較，實(shí)施例1的樣品在室溫條件下保存7個(gè)月。然后，根據(jù)差示掃描量熱法測(cè)定該樣品，區(qū)別在于將樣品在25℃下直接置于差示掃描量熱計(jì)中，而不是置于170℃的烘箱中。得到的熔化吸熱量是2.7焦/克(J/g)。
表12

實(shí)施例14根據(jù)薄膜透光率測(cè)定方法，對(duì)實(shí)施例2，對(duì)比例1，4，6和8的膠粘基質(zhì)薄膜進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果列在表13中。
表13

在引用的專(zhuān)利，專(zhuān)利文件和公開(kāi)文件中公開(kāi)的所有內(nèi)容，都完全參考結(jié)合于此。不離開(kāi)本發(fā)明范圍和原理作出的各種修改和變動(dòng)，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言都是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明不受以上說(shuō)明性實(shí)施例的限制，實(shí)施例僅是在受限于以下權(quán)利要求的本發(fā)明的范圍內(nèi)舉出的實(shí)例。
權(quán)利要求
1.熱熔膠粘組合物，包含a)半結(jié)晶熱塑性熱熔膠粘聚合物；b)加入在所述膠粘聚合物中的粘土組分，該粘土組分包含親有機(jī)粘土。
2.如權(quán)利要求1所述熱熔膠粘組合物，其特征在于，該親有機(jī)粘土是至少部分片狀剝離的。
3.如權(quán)利要求1所述熱熔膠粘組合物，其特征在于，該熱熔膠粘組合物在可見(jiàn)光區(qū)的透光率至少是不含親有機(jī)粘土的同樣膠粘組合物透光率的80％。
4.如權(quán)利要求1所述熱熔膠粘組合物，其特征在于，所述組合物進(jìn)一步包含至少一種可固化物質(zhì)，該物質(zhì)選自一種單體、低聚物、聚合物或它們的組合。
5.如權(quán)利要求1所述熱熔膠粘組合物，其特征在于，該膠粘聚合物的平均分子量在1000到1,000,000范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述熱熔膠粘組合物，其特征在于，該膠粘聚合物是憎水的。
7.如權(quán)利要求1所述熱熔膠粘組合物，其特征在于，該膠粘聚合物是一種嵌段共聚物并包含一種憎水嵌段。
8.如權(quán)利要求1所述熱熔膠粘組合物，其特征在于，該膠粘聚合物包含至少一個(gè)聚醚鏈片段和至少一個(gè)聚酰胺鏈片段。
9.如權(quán)利要求1所述熱熔膠粘組合物，其特征在于，所述組合物進(jìn)一步包含一種增粘劑。
10.如權(quán)利要求1所述熱熔膠粘組合物，其特征在于，粘土組分是一種親有機(jī)綠土型粘土。
11.如權(quán)利要求1所述熱熔膠粘組合物，其特征在于，該組合物含有占組合物總重量約1-25％的親有機(jī)粘土。
12.導(dǎo)電膠粘組合物，包含a)聚合物膠粘組分；b)加入到膠粘組分的導(dǎo)電填料；c)加入到膠粘組分的粘土組分，該粘土組分是一種親有機(jī)粘土。
13.如權(quán)利要求12所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，該膠粘組合物包含一種半結(jié)晶熱塑性聚合物。
14.如權(quán)利要求12所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，該導(dǎo)電填料是許多導(dǎo)電顆粒。
15.如權(quán)利要求12所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，該導(dǎo)電填料是一種導(dǎo)電紗布。
16.如權(quán)利要求12所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，該組合物包含占組合物總體積1％到80％的填料。
17.如權(quán)利要求12所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，該膠粘組分進(jìn)一步包含至少一種可固化物質(zhì)，該物質(zhì)選自一種單體、低聚物、聚合物和它們的組合。
18.如權(quán)利要求13所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，該熱塑性聚合物的平均分子量在1000到1,000,000范圍內(nèi)。
19.如權(quán)利要求13所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，該熱塑性聚合物是憎水的。
20.如權(quán)利要求13所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，該熱塑性聚合物是一種嵌段共聚物并包括一種憎水嵌段。
21.如權(quán)利要求13所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，該熱塑性共聚物包含至少一個(gè)聚醚鏈片段和至少一個(gè)聚酰胺鏈片段。
22.如權(quán)利要求12所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，所述組合物進(jìn)一步包含增粘劑。
23.如權(quán)利要求12所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，該粘土組分包含一種親有機(jī)綠土型粘土。
24.如權(quán)利要求12所述導(dǎo)電膠粘組合物，其特征在于，該組合物包含占組合物總重量約1-25％的親有機(jī)粘土。
25.在第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間形成電連接的方法，包括用一種膠粘組合物將第一結(jié)構(gòu)上的電子部件與第二結(jié)構(gòu)上的電子部件進(jìn)行電偶合的步驟，該膠粘組合物包含a)一種聚合物膠粘組分；b)一種加入到膠粘組分的導(dǎo)電填料；c)一種加入到膠粘組分的粘土組分，該粘土組分是一種親有機(jī)粘土。
26.一種制造導(dǎo)電膠粘組合物的方法，包括以下步驟a)將一種親有機(jī)粘土加入一種膠粘組合物中；b)在所述膠粘組合物中加入所述粘土后，將一種導(dǎo)電填料加入到所述膠粘組合物中。
27.如權(quán)利要求26所述方法，其特征在于，該親有機(jī)粘土是至少部分片狀剝離的。
28.如權(quán)利要求26所述方法，其特征在于，該膠粘組合物得自于除了粘土之外的多種原料，而且該方法進(jìn)一步包括將粘土與一種或多種更容易與其相容的原料復(fù)合，使粘土片狀剝離的步驟。
29.如權(quán)利要求26所述方法，其特征在于，步驟(a)和(b)是在基本上沒(méi)有溶劑存在情況下進(jìn)行的。
30.如權(quán)利要求26所述方法，其特征在于，將親有機(jī)粘土加入膠粘組合物的步驟中包括將粘土與膠粘組合物中至少一種組分在擠出機(jī)中進(jìn)行混合的步驟。
31.電子組件，包括具有第一電子部件的第一結(jié)構(gòu)；具有第二電子部件的第二結(jié)構(gòu)；使該第一和第二電子部件形成電連接的導(dǎo)電膠粘組合物，該組合物包含a)聚合物膠粘組分；b)許多加入膠粘組分的導(dǎo)電顆粒；c)得自于各種原料的粘土組分，這些原料中包含一種親有機(jī)粘土，該粘土組分被加入膠粘組分中。
32.如權(quán)利要求31所述電子組件，其特征在于，該導(dǎo)電膠粘組合物是一種各向異性導(dǎo)電膠粘組合物。
33.制造導(dǎo)電膠粘組合物的方法，包括將一種親有機(jī)粘土加入包含膠粘聚合物和導(dǎo)電物質(zhì)的組合物的步驟。
34.導(dǎo)電膠粘膠帶，包括背襯；位于背襯上的膠粘組合物，該膠粘組合物包含導(dǎo)電物質(zhì)和親有機(jī)粘土。
35.各向異性導(dǎo)電膠粘組合物，包含a)聚合物膠粘組分；b)許多加入膠粘組分的導(dǎo)電顆粒；c)加入膠粘組分的粘土組分，該粘土組分包含一種親有機(jī)粘土。
全文摘要
將親有機(jī)粘土加入熱熔膠粘組合物中，特別是那些含有半結(jié)晶熱塑性聚合物的組合物中，能在許多方面顯著提高膠粘劑的特性。其中某些提高特別有利于填充會(huì)有導(dǎo)電顆粒的熱熔膠粘劑作為導(dǎo)電膠粘劑的特殊用途。
文檔編號(hào)H01B1/20GK1522287SQ02813230
公開(kāi)日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2002年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月29日
發(fā)明者T·切昂, A·M·海恩, M·W·馬格利, S·C·諾, P·M·山弗特, W·J·舒爾茨, R·D·泰勒, S·F·泰德, T 切昂, 山弗特, 泰勒, 泰德, 海恩, 舒爾茨, 諾, 馬格利 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司