CN102464888A - 热压接用硅橡胶片材 - Google Patents

Abstract

本发明涉及将经扁平或开纤加工的玻璃布与导热性硅橡胶层层合一体化而成的热压接用硅橡胶片材。对于以往的玻璃布，热压接时经线和纬线的交点特别强地被柔性印刷基板挤压。因此，对于窄间距的电极接合，有时产生位置偏移。此外，对于不含玻璃布的单层导热性橡胶片材，与玻璃布含有品相比，容易变形，因此存在特别在柔性印刷基板的端部容易发生位置偏移的倾向。而本发明的热压接用硅橡胶片材，通过将经扁平或开纤加工的玻璃布层合一体化，与COF相接的片材表面的凹凸与现有品相比大幅度减轻，即使在窄间距的电极接合中也能够大幅度地抑制位置偏移。

Description

热压接用硅橡胶片材

技术领域

本发明涉及在电气-电子设备部件的配线连接工序中为了传热的同时均匀地施加压力而使用的热压接用硅橡胶片材。

背景技术

液晶屏的制造时，进行了为了驱动液晶而将液晶屏的透明引线电极和搭载了驱动用LSI的柔性印刷基板(COF)的引线电极介由各向异性导电粘合剂(糊状、膜状)进行热压接，在电气上和机械上连接。这种情况下，为了与热一起施加均一的压力，一般在加压-加热金属工具与COF之间夹持硅橡胶片材。

作为热压接用硅橡胶片材，已知例如在硅橡胶中配合氮化硼和导电性物质，用玻璃布增强的产物(专利文献1：特开平5-198344号公报)；在硅橡胶中配合氮化硼和导电性物质，用玻璃布增强，赋予了抗静电性的产物(专利文献2：特开平6-36853号公报)；在硅橡胶中配合了陶瓷、金属等良导热性物质的产物(专利文献3：特开平6-289352号公报)；在硅橡胶中配合了不包括水分的挥发分为0.5％以下的炭黑，改善了耐热性的产物(专利文献4：特开平7-11010号公报)等。但是，这些产物对于片材表面的粘着性没有改善。

因此，提出了通过将在硅橡胶中配合了炭黑的片材与耐热性树脂膜复合化，不存在片材表面的粘着性，而且强度也优异的热压接用硅橡胶复合片材(专利文献5：特开平8-174765号公报)。但是，该片材由于硅橡胶与耐热性树脂膜粘合，因此与橡胶单独相比，柔软性降低。特别是在片材的两面设置耐热性树脂膜时，该倾向变强。因此，加压时均一地施加压力变得困难，因此使加压力增大变得必要，但该加压力，由于与被压接体的强度的关系，存在极限。

此外，提出了将玻璃布或玻璃布处理氟树脂片材和导热性硅橡胶层合(专利文献6：专利第3244187号公报，专利文献7：专利第4301468号公报，专利文献8：特开2001-315248号公报，专利文献9：特开2004-168025号公报)。

但是，近年来，液晶屏的高精细化进一步进行，即使是起因于现有产品中使用的玻璃布的网眼的凹凸，由于妨碍均一的压接，或者产生屏电极和COF电极的位置偏离，因此要求开发新型的应对高精细的片材。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平5-198344号公报

专利文献2：特开平6-36853号公报

专利文献3：特开平6-289352号公报

专利文献4：特开平7-11010号公报

专利文献5：特开平8-174765号公报

专利文献6：专利第3244187号公报

专利文献7：专利第4301468号公报

专利文献8：特开2001-315248号公报

专利文献9：特开2004-168025号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于这样的实际情况而完成，其目的在于提供适合高精细液晶屏的制造的热压接用硅橡胶片材。

用于解决课题的手段

本发明的上述目的通过将经扁平或开纤加工的玻璃布与导热性硅橡胶层层合一体化而成的热压接用硅橡胶片材实现。

即，本发明人进行了各种研究，结果发现与以往的热压接用硅橡胶片材中使用的未经扁平或开纤加工的玻璃布相比，通过使用经扁平或开纤加工的凹凸少的玻璃布作为基材，压接时的压力分布变得更均一，能够抑制COF的变形、偏移，从而完成了本发明。

因此，本发明提供下述热压接用硅橡胶片材。

权利要求1：

热压接用硅橡胶片材，其特征在于，将经扁平或开纤加工的玻璃布与导热性硅橡胶层层合一体化而成。

权利要求2：

权利要求1所述的热压接用硅橡胶片材，其特征在于，上述经扁平或开纤加工的玻璃布由下述式(I)所示的空隙率为10％以下。

空隙率＝[(b₁×b₂)/(a₁×a₂)]×100         (I)

(式中，a₁表示邻接的经线(经糸)的中心间长度的平均值(μm)，a₂表示邻接的纬线(緯糸)的中心间长度的平均值(μm)，b₁表示邻接的经线的间隙的平均值(μm)，b₂表示邻接的纬线的间隙的平均值(μm)。)

权利要求3：

权利要求1或2所述的热压接用硅橡胶片材，其特征在于，用有机硅树脂对上述玻璃布进行填缝处理，而且在至少其一面层合了导热性硅橡胶层。

权利要求4：

权利要求1-3任一项所述的热压接用硅橡胶片材，其特征在于，上述经扁平或开纤加工的玻璃布的厚度为0.02mm以上0.1mm以下。

权利要求5：

权利要求1-4任一项所述的热压接用硅橡胶片材，其特征在于，上述导热性硅橡胶层的热导率为0.3W/mK以上5W/mK以下，硬度为30以上90以下。

发明的效果

对于以往的玻璃布，热压接时经线和纬线的交点特别强地被柔性印刷基板挤压。因此，对于窄间距的电极接合，有时产生位置偏移。此外，对于不含玻璃布的单层导热性橡胶片材，与玻璃布含有品相比，容易变形，因此存在特别在柔性印刷基板的端部容易发生位置偏移的倾向。

而本发明的热压接用硅橡胶片材，通过将经扁平或开纤加工的玻璃布层合一体化，与COF相接的片材表面的凹凸与现有产品相比大幅度减轻，即使在窄间距的电极接合中也能够大幅度地抑制位置偏移。

附图说明

图1为本发明的实施例1涉及的热压接用硅橡胶片材的截面图。

附图标记的说明

11基材布

11a玻璃纤维

11b有机硅树脂

12导热性硅橡胶层

具体实施方式

本发明的热压接用硅橡胶片材是对于用有机硅树脂对经扁平或开纤加工的玻璃布进行了填缝处理的基材布，在至少其一面层合导热性硅橡胶层而制作。

图1表示其一例，是在基材布11的一面层合导热性硅橡胶层12而成。应予说明，图中11a表示玻璃纤维，11b表示有机硅树脂。

其中，作为本发明中使用的玻璃布，优选地，构成经线和纬线的纱线(ヤ一ン)的平均丝(フイラメント)径为4μm-8μm，厚度为0.03mm以上0.20mm以下，特别地0.10mm以下，经线和纬线的密度分别为50根/25mm以上。这是因此，如果丝径和厚度变小，则强度不足，相反如果变大，则片材表面的凹凸变大，妨碍均一的压力传送。此外，如果经线和纬线的密度变小，片材表面的凹凸变大。

该玻璃布是扁平或开纤加工的产物，作为开纤处理方法，可采用在超声波振动的水中内使玻璃布开纤的超声波法、在温水中采用上下旋转筒体对玻璃布加压而使其开纤的采用旋转筒体的挤压法、向玻璃布喷射柱状流高压水而使其开纤的柱状流高压水喷射开纤法、振动洗涤(vibro washer)法、棱角线法等。

这种情况下，上述经扁平或开纤加工的玻璃布由下述式(I)所示的空隙率优选为10％以下，特别优选为0-5％。

空隙率＝[(b₁×b₂)/(a₁×a₂)]×100          (I)

(式中，a₁表示邻接的经线的中心间长度的平均值(μm)，a₂表示邻接的纬线的中心间长度的平均值(μm)，b₁表示邻接的经线的间隙的平均值(μm)，b₂表示邻接的纬线的间隙的平均值(μm)。)

上述经扁平或开纤加工的玻璃布，优选用有机硅树脂进行填缝处理。这种情况下，为了使有机硅树脂牢固地粘合于玻璃纤维，优选对玻璃布进行硅烷偶联剂处理。作为硅烷偶联剂的种类，有乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等含有乙烯基的硅烷偶联剂、3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等含有环氧基的硅烷偶联剂、N-2(氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2(氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷等含有氨基的硅烷偶联剂、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷等含有(甲基)丙烯酰基的硅烷偶联剂等，特别地，使用含有乙烯基的硅烷偶联剂的情况下，玻璃布与有机硅树脂的粘合力改善。

应予说明，基材布中使用的玻璃布的厚度优选0.02mm以上0.1mm以下。如果比0.02mm薄，机械强度不足，热压接时或导热性硅橡胶层层合时有可能变形。此外，如果比0.1mm厚，玻璃布层在热压接用硅橡胶片材中所占的比例变多，片材整体的热导率下降。

作为有机硅树脂在玻璃布中的含浸方法，可以列举浸涂法、刮板涂布法、喷涂法等，特别地，如果使用浸涂法，能够良好地成型薄的涂层。

作为含浸于玻璃布的树脂，优选配合增强性二氧化硅的硅橡胶组合物。作为配合增强性二氧化硅的硅橡胶组合物的聚合物成分的有机聚硅氧烷，与其他的合成橡胶相比，强度非常弱，如果是其自身单独，并不是能够使用的水平。通过在有机聚硅氧烷中添加填充剂，特别是增强性二氧化硅，从而发挥可使用的强度。

有机聚硅氧烷用下述平均组成式(II)

R_aSiO_(4-a)/2                        (II)

(式中，a为1.95～2.05的正数)

表示，R表示未取代或取代的一价烃基，具体地，可例示甲基、乙基、丙基等烷基、环戊基、环己基等环烷基、乙烯基、烯丙基等烯基、苯基、甲苯基等芳基、或者这些基团的氢原子部分地或全部被氯原子、氟原子等取代的卤代烃基等，一般地，优选有机聚硅氧烷的主链由二甲基硅氧烷单元组成，或者在该有机聚硅氧烷的主链中导入了乙烯基、苯基、三氟丙基等。此外，可以是分子链末端用三有机甲硅烷基或羟基封端，作为该三有机甲硅烷基，可例示三甲基甲硅烷基、二甲基乙烯基甲硅烷基、三乙烯基甲硅烷基等。再有，优选该成分的采用GPC测定的聚苯乙烯换算的平均聚合度为200以上，采用旋转粘度计测定的25℃下的粘度为0.3Pa·s以上，如果平均聚合度小于200，有可能固化后的机械强度差，变脆。再有，平均聚合度的上限并无特别限制，优选为10,000以下。

此外，该有机聚硅氧烷，优选在1分子中具有至少2个与硅原子键合的烯基，优选R中含有0.001-5摩尔％、特别地0.01-1摩尔％的乙烯基。

增强性二氧化硅是为了得到机械强度优异的硅橡胶而配合的，优选采用BET法测定的比表面积为50m²/g以上、特别地100-400m²/g。作为该增强性二氧化硅，可例示气相法二氧化硅(干式二氧化硅)、沉淀二氧化硅(湿式二氧化硅)等。此外，可用有机聚硅氧烷、有机硅氮烷、氯硅烷、烷氧基硅烷等对增强性二氧化硅的表面进行疏水化处理。

该增强性二氧化硅的添加量，并无特别限制，如果相对于有机聚硅氧烷100质量份，不足5质量份，有可能无法获得充分的增强效果，如果比100质量份多，有时成型加工性变差，因此为5-100质量份的范围，优选为20-80质量份的范围。

此外，根据需要，可添加导热性填料、着色颜料、耐热性改进剂、阻燃性改进剂、受酸剂等各种添加剂，或者作为增强性二氧化硅分散剂的各种烷氧基硅烷、二苯基硅烷二醇、碳官能硅烷、含有硅烷醇基的硅氧烷等。

配合了增强性二氧化硅的硅橡胶组合物，可通过使用二联辊、班伯里混炼机、捏合机、行星式混炼机等混炼机将上述成分均匀地混合，根据需要在100℃以上的温度下进行热处理而得到。

作为使配合了增强性二氧化硅的硅橡胶组合物固化而成为橡胶弹性体的固化剂，可以是通常在硅橡胶的固化中使用的现有公知的固化剂，其可例示在自由基反应中使用的过氧化二叔丁基、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己烷、过氧化二枯基等有机过氧化物，作为加成反应固化剂，有机聚硅氧烷具有烯基的情况下，可例示由1分子中含有2个以上与硅原子键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷和铂族金属系催化剂组成的固化剂，作为缩合反应固化剂，有机聚硅氧烷含有硅烷醇基的情况下，可例示具有2个以上烷氧基、乙酰氧基、酮肟基、丙烯氧基等水解性基的有机硅化合物等，其添加量可与通常的硅橡胶相同。

作为配合了增强性二氧化硅的硅橡胶组合物，ミラブル型硅橡胶组合物和液体型硅橡胶组合物均可使用。从作业性、成型加工性方面出发，优选有机过氧化物固化型或加成反应固化型的配合了增强性二氧化硅的硅橡胶组合物。

含浸于玻璃布的有机硅树脂，优选选择能够薄、稳定地涂布于玻璃布的树脂。可选择热导率高的材料，但整体的热导率与有机硅树脂相比，更依赖于玻璃布，此外，如果使导热性粉末增多，有可能玻璃布产生网眼阻塞，涂布面粗糙，或者硬度上升，阻碍均一的压力传送。

层合于基材布层的导热性硅橡胶层，优选热导率0.3W/mK以上5W/mK以下(ASTM E 1530)、特别地0.5-3W/mK的导热性硅橡胶层。如果热导率比0.3W/mK小，有必要提高热压接温度，延长压接时间，在效率方面产生不利的情形。即使超过3W/mK，由于基材布层的热导率受到限制，因此也不能期待特别有利的效果。

用于形成上述导热性硅橡胶层的导热性硅橡胶组合物，优选在与含浸于玻璃布的树脂同样的有机聚硅氧烷100质量份中添加10-1,600质量份的选自碳、金属、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物中的至少一种而得到的组合物。作为这些的具体例，对于金属，可例示银粉、铜粉、铁粉、镍粉、铝粉等，对于金属氧化物，可例示锌、镁、铝、硅、铁等的氧化物，对于金属氮化物，可例示硼、铝、硅等的氮化物，对于金属碳化物，可例示硅、硼等的碳化物等。

根据需要，可添加着色颜料、耐热性改进剂、阻燃性改进剂、受酸剂等各种添加剂，或者作为分散剂的各种烷氧基硅烷、二苯基硅烷二醇、碳官能硅烷、含有硅烷醇基的硅氧烷等。

导热性硅橡胶组合物，可通过使用二联辊、班伯里混炼机、捏合机、行星式混炼机等混炼机将上述成分均匀地混合，根据需要在100℃以上的温度下进行热处理而得到。

作为使导热性硅橡胶组合物固化而成为橡胶弹性体的固化剂，可以是通常在硅橡胶的固化中使用的现有公知的固化剂，其可例示在自由基反应中使用的过氧化二叔丁基、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己烷、过氧化二枯基等有机过氧化物，作为加成反应固化剂，有机聚硅氧烷具有烯基的情况下，可例示由1分子中含有2个以上与硅原子键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷和铂族金属系催化剂组成的固化剂，作为缩合反应固化剂，有机聚硅氧烷含有硅烷醇基的情况下，可例示具有2个以上烷氧基、乙酰氧基、酮肟基、丙烯氧基等水解性基的有机硅化合物等，其添加量可与通常的硅橡胶相同。

作为导热性硅橡胶组合物，ミラブル型硅橡胶组合物和液体型硅橡胶组合物均可使用。从作业性、成型加工性方面出发，优选有机过氧化物固化型或加成反应固化型的导热性硅橡胶组合物。

关于导热性硅橡胶的硬度，优选为30以上90以下(JIS K6253中规定的A型硬度计)。进一步为硬度40以上60以下时，COF的错位减轻，作为高精细液晶屏用途特别适合。

作为将导热性有机硅树脂层合于基材布的方法，可以列举刮板涂布法、缺角轮涂布(コンマコ一ト)法、压延涂布(カレンダ一コ一ト)法等，连续地进行涂布和烧成。特别地，对于压延涂布法，能够无溶剂涂布，能够削减有机溶剂的使用量。

热压接用硅橡胶片材整体的厚度，优选为0.1mm以上1mm以下。构造上制作小于0.1mm的片材困难。此外，如果超过1mm，由于整体的热导率降低，因此有必要使压接机的设定温度高，而且每单位长度的质量变重，因此作业性也变差。

应予说明，作为均一地给予压力的手段，也可考虑将导热性硅橡胶层层合于耐热膜(例如聚酰亚胺膜)，但作为缺点，可以列举底漆涂布必要，在少的热压接次数下膜容易变形，与用有机硅树脂对玻璃布进行了填缝处理的基材布相比，凹凸吸收能力差。

实施例

以下示出实施例和比较例，具体地对本发明进行说明，但本发明并不受下述实施例限制。

[实施例1-4、比较例1-4]

(玻璃布)

如表1和表2中所示，准备各种采用柱状流高压水喷射开纤法进行了开纤处理的玻璃布和未处理平纹玻璃布，有机硅填缝处理按以下的顺序实施。

(填缝处理)

将聚甲基乙烯基硅氧烷(相对于二甲基硅氧烷单元100摩尔，侧链具有0.15摩尔的乙烯基，平均聚合度约为5,000)100质量份、二甲氧基二甲基硅烷3质量份、盐酸水(pH3.5)1质量份、ニツプシ一ルVN3(日本二氧化硅工业社制湿式二氧化硅商品名)40质量份用捏合机在180℃下加热混合1小时。将得到的橡胶配混料100质量份在二甲苯300质量份中充分溶解后，依次加入1-乙炔基-1-环己醇0.2质量份、氯铂酸的乙烯基硅氧烷络合物(铂含量0.5质量％)0.2质量份、下述式(III)所示的具有与硅原子直接键合的氢原子的二甲基聚硅氧烷1.0质量份，得到了涂布液。

【化1】

将该涂布液连续地浸涂于乙烯基三甲氧基硅烷处理玻璃布，在150℃的加热炉中通过5分钟而使其固化，得到了基材布。

(导热性硅橡胶组合物的配合)

将三种聚甲基乙烯基硅氧烷(相对于二甲基硅氧烷单元100摩尔，末端具有0.025摩尔的乙烯基的聚甲基乙烯基硅氧烷，侧链具有0.15摩尔的乙烯基的聚甲基乙烯基硅氧烷，侧链具有0.5摩尔的乙烯基的聚甲基乙烯基硅氧烷，平均聚合度均为约5,000)、乙炔黑(平均粒径35nm、BET比表面积130m²/g)、疏水性二氧化硅(BET比表面积120m²/g)、氧化铈(BET比表面积140m²/g)用二联辊配合，混炼而得到了橡胶配混料。调节各成分的配合量以使最终硬度为50，热导率均为0.5W/mK。

在得到的配混料100质量份中加入甲苯300质量份，均匀地混炼后，依次加入1-乙炔基-1-环己醇0.2质量份、氯铂酸的乙烯基硅氧烷络合物(铂含量0.5质量％)0.2质量份、上述式(III)所示的具有与硅原子直接键合的氢原子的二甲基聚硅氧烷1.0质量份。

(成型条件)

接下来，使用刮板涂布机，将上述配混料涂布于基材布以使基材布与导热性硅橡胶层合起来的厚度为0.25mm，在160℃的加热炉中通过5分钟而使其固化(表1和2中，记载为橡胶层合)。

此外，与基材布重叠使用的单层硅橡胶片材，同样使用压延成型机将上述共混料转印到PET上以使最终厚度为0.15mm，在160℃的加热炉中通过5分钟而使其固化后将PET剥离而得到。使其与基材布不粘合地重叠(表1和表2中记载为使用2片)。

(采用压敏纸的评价)

为了评价加压时压力是否均等地施加，将压敏纸(富士胶卷社制品名プレスケ一ル中压纸)放置于平坦的玻璃基板上，在其上重叠制作的热压接用硅橡胶片材以使玻璃布面朝下，从其上用常温的加压工具(截面3mm×200mm)以5MPa、10秒加压。目视评价压敏纸的变色状态。将结果示于表1和表2。

(采用COF压接的评价)

用设置了25μm间距的铜电极的玻璃基板和厚35μm的COF夹持厚22μm的各向异性导电粘合膜，在其上重叠制作的热压接用硅橡胶片材以使玻璃布面朝下，进而，从其上用加热的加压工具(进行调整以使各向异性导电粘合膜的到达温度为180℃)，以5MPa、15秒压接，用显微镜观察COF末端的电极在压接前后何种程度偏移。以A(小于5μm)、B(5μm以上且小于10μm)、C(10μm以上)评价与压接相伴的电极偏移的程度。

将厚50μm、35μm的玻璃布层作为基材的情况下，显示出通过对玻璃布进行开纤处理，从而改善COF压接试验的位置偏移，对于应对高精细有效。将结果示于表1和表2。

[表1]

[表2]

Claims (5)

1.热压接用硅橡胶片材，其特征在于，将经扁平或开纤加工的玻璃布与导热性硅橡胶层层合一体化而成。

2.权利要求1所述的热压接用硅橡胶片材，其特征在于，上述经扁平或开纤加工的玻璃布由下述式(I)所示的空隙率为10％以下，

空隙率＝[(b₁×b₂)/(a₁×a₂)]×100         (I)

式中，a₁表示邻接的经线的中心间长度的平均值(μm)，a₂表示邻接的纬线的中心间长度的平均值(μm)，b₁表示邻接的经线的间隙的平均值(μm)，b₂表示邻接的纬线的间隙的平均值(μm)。

3.权利要求1或2所述的热压接用硅橡胶片材，其特征在于，用有机硅树脂对上述玻璃布进行填缝处理，而且在至少其一面层合了导热性硅橡胶层。

4.权利要求1-3任一项所述的热压接用硅橡胶片材，其特征在于，上述经扁平或开纤加工的玻璃布的厚度为0.02mm-0.1mm。

5.权利要求1或2所述的热压接用硅橡胶片材，其特征在于，上述导热性硅橡胶层的热导率为0.3W/mK-5W/mK，硬度为30-90。

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