CN101781544A - 粘合剂的组合物及其应用 - Google Patents

Abstract

一种粘合剂的组合物，至少包含10phr～55phr重量份的热固性树脂，其具有至少两个环氧官能基；1phr～35phr重量份的橡胶弹性体；5phr～80phr重量份的增韧剂以及30phr～150phr重量份的改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂，其中phr指重量份(parts per hundred)，此改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂的部分结构如下列结构式I所示：

其中，X所代表苯环或联苯，R1代表甲基，n代表1～5的正整数，m代表1～10的正整数。另外，亦公开了包含由上述粘合剂组合物制成的背胶膜、粘合胶片及覆金属积层板。

Description

粘合剂的组合物及其应用

技术领域

本发明是有关于一种粘合剂的组合物(adhesive composition)及其应用。

背景技术

随着科技产品的发展，薄型显示器由于具有体积小、重量轻等优点，开始成为显示器的主流。在所有的薄型显示器中，液晶显示器(liquid crystaldisplay；LCD)为目前被广为接受与使用的显示器。

在液晶显示器的制作过程中，包含了背光模块的制作。在背光模块的制作中，需使用粘合剂来进行粘合，且在制作过程中会涉及高温制程。由于在制作过程中会涉及高温制程，因此在制程上需使用具有较佳热稳定性与传导性的粘合剂，避免粘合剂在使用过程中变形而导致欲进行粘合的固体间发生错位的情形。由于印刷电路板在实际运用时所产生的热和工作环境的温度、湿度均会影响粘合剂本身的效能与安定性，粘合剂必须同时能够忍受高温、化学溶剂环境的操作，也需具备较高强度的机械性质，否则粘合剂的耐热性与安定性会影响印刷电路板品质。

因此，一种具有良好的热稳定性以及较低介电系数与介电损失的粘合剂为目前所需。

发明内容

因此，本发明的第一目的系提供一种粘合剂的组合物，以合乎制程的需求，同时具有良好的电性，可克服或改善前述现有技术的问题。

根据本发明的上述目的，提供一种粘合剂的组合物包含10phr～55phr重量份的热固性树脂，其具有至少两个环氧官能基；1phr～35phr重量份的橡胶弹性体；5phr～80phr重量份的增韧剂以及；30phr～150phr重量份的改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂。其中phr指的是重量份(parts per hundred)。

详细言之，此改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂的部分结构如下列结构式I所不：

其中，X所代表苯环或联苯，R1代表甲基，n代表1～5的正整数，m

代表1～10的正整数。

根据本发明的一实施例，此组合物更包含一无机填充物用以维持粘合剂的尺寸安定性。

根据本发明的一实施例，此组合物更包含一硬化剂以使该粘合剂组合物产生交联作用。

根据本发明的另一目的，提供一种背胶膜(coverlay)，其包含聚酰亚胺基材、位于聚酰亚胺基材上的粘合层，以及贴附于粘合层上的离型层，其中粘合层包含前述粘合剂的组合物。

根据本发明的再一目的，提供一种粘合胶片，其包含玻纤基材以及一包覆玻纤基材的粘合层，其中粘合层包含前述粘合剂的组合物。

根据本发明的再一目的，提供一种双面覆金属积层板，至少包含一基板、二硬化粘合层(cured adhesive layer)以及一第一金属箔与一第二金属箔。二硬化粘合层分别位于基板相对的两侧面，而第一金属箔与第二金属箔则分别黏着于两硬化粘合层背对基板的表面上。其中硬化粘合层系由前述粘合剂组合物硬化而成。

本发明实施例所提出的具有前述粘合剂组合物的一种粘合剂，可涂布于一薄膜之上而形成粘合剂薄膜。

由上述可知，本发明的粘合剂组合物可具有高热传系数而适用于用于高温及需较佳散热效果的制程上，也可进一步用于对散热需求较高的产品上。此外，本发明的粘合剂具有较高的玻璃转移温度与较高的热传系数，使之具有较佳的热稳定性，可进一步将此粘合剂组合物用于高温制程上。而在粘合的性质上，通过组合物成份的调整，可使此粘合剂组合物具有比习知粘合剂组合物更佳的粘合性能。

本发明粘合剂组合物具有高耐热性、高玻璃转移温度，且可应用于印刷电路板的保护膜、电子组件的绝缘保护膜或导线架的背胶绝缘膜，具有低成本与高竞争力的优点。

附图说明

图1系示出依照本发明的一实施例的覆金属积层板的剖面示意图。

100：双面覆金属基层板          120：硬化粘合层

140：第一金属箔                160：第二金属箔

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

本发明系有关于一种粘合剂组合物，其主要包含的10phr～55phr重量份热固性树脂；1phr～35phr重量的橡胶弹性体；5phr～80phr的增韧剂；以及；30phr～150phr重量份的改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂。本发明的phr系指重量份(parts per hundred)(基于粘合剂组合物添加总重量)。

本发明的改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂的部分结构如下列结构式I所示：

其中，X所代表苯环或联苯，R1代表甲基，n代表1～5的正整数，m代表1～10的正整数。

前述的热固性树脂具有至少两个环氧官能基。适用于本发明的热固性树脂包含，但不限于，环氧树脂或酚醛树脂。如果热固性树脂含量未满15重量份，则会使粘合剂组合物的耐热性及粘合性不足，如果热固性树脂含量高于55重量份，则使得粘合剂组合物热成本过高。

如果前述的橡胶弹性体的含量未满2重量份，则使得粘合剂组合物柔软性不足，如果橡胶弹性体含量高于20重量份，则使得粘合剂组合物耐热性不足。适用于本发明的橡胶弹性体包含环氧化丁二烯树脂。

增韧剂(toughener)可用以改变热圆性树脂的韧性。适用于本发明的增韧剂(包含，但不限于，聚乙烯缩丁醛(Polyvinyl butyral，PVB)(分子量可以为50000～100000)或羧基化丁腈橡胶(Carboxylterminated ButadieneAcrylonitrile，CTBN)。如果前述增韧剂的含量未满10重量份，则会使得粘合剂组合物的韧性不足，如果增韧剂含量高于70重量份，则会使得粘合剂组合物耐热性下降。

改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂的添加是用来降低粘合剂组成的介电常数。如果改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂含量未满30重量份，则使得粘合剂组合物介电常数上升，如果改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂含量高于150重量份，则使得改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂与其它材料间的兼容性不佳。

在特定实施例中，本发明的粘合剂组合物可更包含无机填充剂。藉由无机填充物的加入，可提升粘合剂的尺寸安定性与影响粘合剂组合物的热传系数。无机填充剂可为氢氧化铝、氧化铝或其组合。

在特定实施例中，本发明的粘合剂组合物可更包含硬化剂的加入是为了使粘合剂分子产生交联，以增加粘合剂组合物的耐热性与内聚力。硬化剂可为双氰胺(Dicyandiamide)、4，4-二胺基-二苯基砜(4，4-DDS)或其组合。

在特定实施例中，本发明的粘合剂组合物可更包含触媒使用以加速反应进行。适用于本发明的触媒包含咪唑类触媒(例如2-苯基-1氰乙基咪唑(2PI-CN))或一级胺或二级胺触媒。若触媒添加量大于1重量份，虽可缩短硬化反应时间，但易生成副产物且对硬化反应的均一性产生不良的影响；若触媒添加量小于0.05重量份，反应速度过慢，较无效率。

依据本发明一实施例所述的粘合剂组合物的制造方法，其系先将增韧剂溶于丁酮(Methyl-Ethyl Ketone；MEK)溶剂中，配制成增韧剂溶液。的后，在另一反应瓶中加入热固性树脂、橡胶弹性体以及改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂。同时可加入一触媒以加快反应速率，粘合将前述的增韧剂溶液加入前述的反应瓶中以完成制备分散的粘合剂组合物。

在特定实施例中，可将上述粘合剂组合物，涂布于聚酰亚胺基材上，再将溶剂去除，即可制成一背胶膜。于商品化时，仅需于粘合剂的表面再覆上一离型层即可，此离型层可由聚对苯二甲酸乙二脂(polyethyleneterephthalate，PET)制成。

在特定实施例中，可将前述提及的粘合剂组合物，涂布于聚对苯二甲酸乙二酯(poly-ethylene tetraphthalate；PET)，再将溶剂去除，同时将PET去除，即可制成一具有本发明的粘合剂组合物的粘合剂薄膜。在使用上，可直接将此粘合剂薄膜夹在欲固着的固体间，再以185℃的温度进行热压1小时，即可形成位于两固体间的粘合剂层。除了以涂布的方式形成粘合剂薄膜外，亦可将玻纤基材浸泡于前述粘合剂组合物中，使粘合剂组合物包覆玻纤基材。之后，再将玻纤基材取出，并去除粘合剂的溶剂，即可形成具有玻纤基材的粘合胶片。

在特定实施例中，上述的粘合剂组合物或包含粘合剂组合物的粘合胶片可用以制作双面覆金属积层板，其具有一基板、二层硬化粘合层、第一金属箔以及第二金属箔。两硬化粘合层分别位于基板相对的两侧面上，硬化粘合层由前述的粘合剂组合物或包含粘合剂组合物的粘合胶片所硬化而成。第一金属箔与第二金属箔分别覆盖于硬化粘合层背对基板的表面，并进行热压，以黏着于两硬化粘合层上。

图1所示为本发明的一实施例的覆金属积层板100的剖面示意图。在特定实施例中，前述粘合胶片中的玻纤基材亦可直接作为双面覆金属积层板100取代基板的支撑基材，以制作双面覆金属积层板100，其包含第一金属箔140、一硬化粘合层120与第二金属箔160。硬化粘合层120位于第一金属箔140上，由前述的粘合剂组合物或包含粘合剂组合物的粘合胶片所硬化而成。第二金属箔160位于硬化粘合层120背对第一金属箔140的表面上。

以下具体的例子是，应被视为仅仅是说明性的，无论在任何情况皆不是用以限定本公开的其它部分。如果没有进一步阐述，咸信在本技艺中具有通常技艺者可基于在此的叙述而充分利用本发明。

粘合剂的配制

表一系列出本发明实施例1、2及3以及比较实施例1及2的粘合剂组合物配方。

实施例1

先将50克增韧剂KS-1溶解于450克的丁酮(methyl ethyl ketone，MEK)，以制备10％的KS1-MEK增韧剂溶液，其中KS-1系为Sekisui公司所生产的一种聚乙烯缩丁醛(polyvinyl butyral；PVB)产品。之后，在一个1000毫升(ml)的反应瓶中依序加入10克的环氧化聚丁二烯树脂、80克的改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂、20克的环氧树脂、0.2克的2-苯基-1-氰乙基咪唑(2PI-CN)、4克的双氰胺(Dicyandiamide)及250克球型氧化铝。最后将500克前述10％的增韧剂溶液加入前述1000毫升反应瓶中以完成制备实施例1的粘合剂组合物。

实施例2

先将10克增韧剂KS-1溶解于90克的丁酮，以制备10％的KS1-MEK增韧剂溶液。之后，在一个1000毫升(ml)的反应瓶中依序加入15克的环氧化聚丁二烯树脂、70克的改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂、30克的环氧树脂、0.2克的2一苯基一1氰乙基咪唑(2PI-CN)、28克的酚醛硬化剂(GPH78)及150克球型氧化铝。最后将100克前述10％的增韧剂溶液加入前述1000毫升反应瓶中以完成制备实施例2的粘合剂组合物。

实施例3

先将10克增韧剂KS-1溶解于90克的丁酮(methyl ethyl ketone，MEK)，以制备10％的KS1-MEK增韧剂溶液。的后，在一个1000毫升(ml)的反应瓶中依序加入5克的环氧化聚丁二烯树脂、100克的改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂、20克的酚醛树脂、0.2克的2苯基-1氰乙基咪唑(2PI-CN)、2克的双氰胺及100克球型氧化铝。最后将100克前述10％的增韧剂溶液加入前述1000毫升反应瓶中以完成制备实施例3的粘合剂组合物。

比较实施例1

先将20克增韧剂KS-1溶解于180克的丁酮(methyl ethyl ketone，MEK)，以制备10％的KS1-MEK增韧剂溶液。之后，在一个1000毫升(ml)的反应瓶中依序加入100克双酚A型环氧树脂(Bisphenol A，BPA)、150克氢氧化铝、0.1克2-苯基-1氰乙基咪唑(2PI-CN)、18克的4，4-二胺基-二苯基砜(4，4-DDS)。最后将200克前述10％的增韧剂溶液加入前述1000毫升反应瓶中以完成制备比较实施例1的粘合剂组合物。

比较实施例2

先将60克增韧剂KS-1溶解于240克的丁酮(methyl ethyl ketone，MEK)，以制备10％的KS1-MEK增韧剂溶液。的后，在-个1000毫升(ml)的反应瓶中依序加入100克双酚A型环氧树脂(Bisphenol A，BPA)、250克氢氧化铝、0.1克2苯基-1氰乙基咪唑(2PI-CN)、18克的4，4-二胺基-二苯基砜(4，4-DDS)。最后将200克前述10％的增韧剂溶液加入前述1000毫升反应瓶中以完成制备比较实施例2的粘合剂组合物。

表一各粘合剂的成份

	实施例1	实施例2	实施例3	比较实施例1	比较实施例2
						环氧树脂(g)	20	30	0	0	0
改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂(g)	80	70	100	0	0
						环氧化聚丁二烯树脂(g)	10	15	5	0	0
酚醛树脂(g)	0	0	20	0	0
						双酚A型环氧树脂(g)	0	0	0	100	100
聚乙烯缩甲醛(KS-1)(g)增韧剂	50	10	10	20	60
						丁酮溶剂(g)	450	90	90	180	240

	实施例1	实施例2	实施例3	比较实施例1	比较实施例2
						2苯基-1氰乙基咪唑(g)触媒(2PI-CN)	0.2	0.2	0.2	0.1	0.1
酚醛硬化剂GPH78(g)	0	28	0	0	0
						双氰胺(Dicy)(g)-硬化剂	4	0	2	2.5	2.5
4，4-二胺基-二苯基砜(4，4DDS)(g)-硬化剂	0	0	0	18	18
						氧化铝(g)-无机填充物	250	150	100	0	0
氢氧化铝(g)-无机填充物	0	0	0	150	250

性质测试

为了测试粘合剂组合物所形成粘合剂层的特性，将上述实施例1、2、3及比较实施例1、2所制成的粘合剂组合物涂布于厚度15μm的聚酰亚胺薄膜上压于铜箔表面以185℃的温度进行烘烤一小时的后，所制得试片供测试其物性。

粘合，对上述粘合剂层试片进行玻璃转移温度(glass transitiontemperature，Tg)、剥离强度、介电常数(dielectric constant，Dk)及介电损失(dielectric loss，Df)、热传系数(K)的测试。介电常数为材料可储存电能的特性，介电损失则为材料损失电能的性质，高介电常数及低介电损失的粘合剂则有助于运用于电子组件上。玻璃转移温度可利用热示差扫瞄卡量计(Differential Scanning Calorimeter)来量测，而剥离强度的测试方式为测试铜箔与聚酰亚胺薄膜间的剥离情形。而介电常数与介电损失的测试则是将前述试片以频率为1Mhz的条件进行测试。而热传系数则是将上述试片利用热传导分析仪(Laser Flash LFA-447 Modify ASTM E1461)进行分析。其结果系详列于表二。

表二依据本发明实施例所完成的粘合剂的性质测试

	E1	E2	E3	CE1	CE2
						玻璃转移温度Tg(℃)	118	123	131	60	50

	E1	E2	E3	CE1	CE2
						剥离强度(kgf/cm2)	1.14	1.08	1.35	0.75	0.81
介电损失Df(1Mhz)	0.0184	0.0176	0.0121	0.03	0.0287
						介电常数Dk(1Mhz)	4.1	4.25	3.73	3.82	3.62
热传系数K(w/℃-m)	2.01	1.42	0.57	0.4	0.41

由表二可知，本发明实施例所述的粘合剂组合物，相较于比较实施例而言，具有较高的玻璃转移温度。如此一来，可使其所制作的覆金属积层板具有良好的热稳定性。此外，上述粘合剂组合物所制成的覆金属积层板，亦具有低的介电损失(Df)，可避免通电时因过多的电流转为热能，进而导致覆金属积层板过热的问题产生。在剥离强度的性质测试上，藉由本发明中的组成成份的调整，相较于比较实施例而言，也具有较佳的粘合能力。在介电常数Dk与介电损失Df的测试上，由于改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂提高了本发明的粘合剂组合物的玻璃转移温度与介电常数，因此实施例1、2及3的粘合剂组合物具有低于比较实施例的粘合剂组合物的介电损失，且有高于比较实施例中粘合剂组合物的介电常数。由此可知在实施例中所述的粘合剂组合物为一高介电常数与低介电损失的材料。此外，本发明实施例所述的粘合剂组合物，根据所加入无机填充物的多寡，适量的加入无机填充物球型氧化铝，相较于比较实施例加入氢氧化铝而言，具有较高的热传系数。且由于本发明实施例所述的粘合剂组合物均具有较高的玻璃转移温度(均高于100℃)，因此可在100℃左右的低温(相对于比较实施例玻璃转移温度分别为50℃及60℃)与金属箔进行贴合，可取代习知贴合金属箔前，需藉由一粘合层粘合于金属箔后进行高温贴合，使得以本发明的粘合剂组合物形成的覆金属积层板能具有较低的厚度以及较佳的散热效果。

综上所述，本发明的粘合剂组合物，不但具有较高的玻璃转换温度及介电常数，且热膨胀系数亦较低，安定性佳。本发明中的粘合剂组合物具有高热传系数，可用于高温及需较佳散热效果的制程上，也可进一步用于对散热需求较高的产品上。且具有低的介电损失(Df)，可避免通电时因过多的电流转为热能，进而导致过热的问题产生。

虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种粘合剂组合物，至少包含：

10phr～55phr的热固性树脂，其具有至少两个环氧官能基；

1phr～35phr的橡胶弹性体；

5phr～80phr的增韧剂；以及

30phr～150phr的改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂，其中phr系指重量份。

2.如权利要求第1项所述的粘合剂组合物，其中该热固性树脂为环氧树脂或酚醛树脂。

3.如权利要求第1项所述的粘合剂组合物，其中该橡胶弹性体为环氧化丁二烯树脂。

4.如权利要求第1项所述的粘合剂组合物，其中该改性的聚酰亚胺聚硅氧树脂的部分结构如下列结构式I所示：

其中，X所代表苯环或联苯，R1代表甲基，n代表1～5的正整数，m代表1～10的正整数。

5.如权利要求第1项所述的粘合剂组合物，其中还包含一硬化剂以使该粘合剂组合物产生交联作用。

6.如权利要求第5项所述的粘合剂组合物，该硬化剂包含双氰胺或4，4-二胺基-二苯基砜。

7.一种背胶膜，包含：

一聚酰亚胺基材；

一粘合层，位于该聚酰亚胺基材上，该粘合层包含如权利要求第1至6项中任一项所述的粘合剂组合物；以及

一离型层，贴附于该粘合层上。

8.一种粘合胶片，至少包含：

一玻纤基材；以及

一粘合层，包覆该玻纤基材，该粘合层包含如权利要求第1至6项中任一项所述的粘合剂组合物。

9.一种双面覆金属积层板，至少包含：

一基板；以及

二硬化粘合层，分别位于该基板相对的两侧面，该些硬化粘合层系由如权利要求第1～8项中任一项所述的粘合剂组合物硬化而成；以及

一第一金属箔与一第二金属箔，分别黏着于该些粘合层背对该基板的表面上。

10.一种双面覆金属积层板，至少包含：

一第一金属箔；

一硬化粘合层，位于该第一金属箔上，该硬化粘合层由如权利要求第1～6项中任一项所述的粘合剂组合物硬化而成；以及

一第二金属箔，位于该硬化粘合层背对该第一金属箔的表面上。

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