CN105400443B - 一种热膨胀可剥离的压敏胶片材和涂布机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子元器件制造技术领域的一种热膨胀可剥离的压敏胶片材和涂布机，包括在PET薄膜底材上涂布胶粘层和发泡层，胶粘层的重量份：聚氨酯树脂50－100，多异氰酸酯交联剂1－30，乙酸乙酯10－50，烘干温度60－120℃，干燥后胶粘层厚度10－30μm；发泡层的重量份：聚甲基丙烯酸丁酯或聚甲基丙烯酸甲酯50－100，有机超细粉100－500，邻苯二甲酸二辛酯10－20，乙酸乙酯100－500，膨胀微球10－50，涂布在胶粘层上，烘干温度40－80℃，干燥后发泡层厚度20－30μm；胶粘层和发泡层由不干胶改为干性胶，解决了芯片不干胶附着、切偏和变形问题，本申请涂布机，涂布平整均匀，干燥均匀，厚薄一致。

Description

一种热膨胀可剥离的压敏胶片材和涂布机
技术领域
本发明涉及电子元器件制造技术领域，具体是指生产片式电子元件用的一种热膨胀可剥离的压敏胶片材和涂布机。
背景技术
近年来，电子产品品种越来越多，功能日益强大，体积越来越小。这就要求制造电子产品的主要电子元件如电容、电阻、电感、传感器等，体积要尽量小，可靠性要尽量高。目前，只有片式陶瓷电子元件才能同时满足上述要求，陶瓷电子元件经过1000°C以上高温煅烧，其绝缘性、耐热性、耐久性及其他方面的均呈现优异性能。因此，片式陶瓷电子元件的制造、销售和使用得到蓬勃的发展。制造陶瓷电子元件必须使用陶瓷薄膜，在陶瓷薄膜上印刷电极，然后多张陶瓷薄膜叠层，经过层压、切割、烧结而成。陶瓷电子元件的应用也不断扩大。
传统的生产片式陶瓷电子元件的过程为：
1、将电子陶瓷粉料加入粘合剂和溶剂，经过分散成为可流动性的陶瓷浆料；
2、陶瓷浆料经过钢带流延机，流延干燥并切成方形陶瓷膜片，人工将之收纳在方形塑料盒中；
３、将第一张陶瓷膜片用压力固定在预先印刷有粗糙的生粉膜片层的不锈钢板上，印刷内电极，再人工压上第二张陶瓷膜片，再印刷电极，直至达到需要的层数；
４、经过层压、切割，然后用刀将电子元件生坯从不锈钢板上刮离；
５、电子元件生坯经过1000℃以上的高温烧结后，进行抛光、上端电极、电镀，成为成品。
上述第２、３步需要使用大量人工操作，由于工人劳动强度高，工作辛苦，造成人员流失严重，新工人及不熟练工人占多数，而且人工操作生产出来的产品，精度达不到要求，可靠性不稳定等原因，因此长期以来，国内传统的生产线只能生产中低端产品，高端产品需要配套购买进口产品。为了提高产品档次，近年国内纷纷引进日本技术装备。主要是替代上述第２、３步的人工操作，采用机器自动化操作。
近年引进的日本自动生产线以及国内消化吸收的生产片式陶瓷电子元件的过程为：
1、将电子陶瓷粉料加入粘合剂和溶剂，经过分散成为可流动性的陶瓷浆料；
2、陶瓷浆料经过PET薄膜流延机，流延干燥并附着在PET薄膜上，收纳成卷筒状的陶瓷膜片和PET薄膜二合一薄膜，而不切割成方形，方便存放；
３、在成卷筒状的陶瓷膜片上，进行印刷电极，印刷干燥完成后，再将之收纳成卷筒状的陶瓷膜片和PET薄膜二合一薄膜；取一单张的方形聚酯薄膜，用真空吸附于陶瓷膜片堆叠台上，机器自动从水平打开的陶瓷膜片和PET薄膜二合一薄膜上，切割并吸附第一张印刷了电极的陶瓷膜片，压在聚酯薄膜上，再切割并吸附第二张印刷了电极的陶瓷膜片，压在第一张印刷了电极的陶瓷膜片，第三张，第四张，依此类推，直到达到设定的层数；最后，再剥离底层的聚酯薄膜。如不剥离，则由于聚酯薄膜和陶瓷膜片的收缩率不一致，多张陶瓷膜片制成的巴块经过层压，容易变形。经过层压，再粘上一张现有技术的压敏胶片材；
４、经过切割，然后加热压敏胶片材，电子元件生坯脱离压敏胶片材；
５、电子元件生坯经过1000℃以上的高温烧结后，进行抛光、上端电极、电镀，成为成品。
上述传统生产线与引进生产线的主要区别是第２、３步的不同，传统生产线人工操作，效率低，生产过程产品的对位靠不锈钢板，对位精度低，而且不锈钢板在压上陶瓷膜片之前，需要在不锈钢板上印刷经烘干后变干性的生粉膜片层，使原本光滑的不锈钢板表面变得粗糙，才能使压上的陶瓷膜片附着牢固，不脱落。印刷生粉膜片层是手工活，劳累，不锈钢板重量重，生产过程搬运困难。切割后用刀将电子元件生坯从不锈钢板上刮离时，电子元件生坯可能会粘附少量生粉膜片，烧结后芯片表面会留下斑点，其唯一优点是陶瓷膜片从一开始就牢牢地固定在不锈钢板上，直至层压、切割完成后，才将其刮离，电子元件生坯不易产生变形。
上述引进生产线的正好相反，自动操作效率高，对位精度高，缺点：一是聚酯薄膜与多张陶瓷膜片制成的巴块的分离，以及再贴上现有技术的压敏胶片材，电子元件生坯存在变形的可能；二是由于现有技术的压敏胶片材，其表面的粘合剂是不干胶，即常温下是有粘性的，质地为软性的，因此切割芯片时，芯片底下的软性的基底，容易使已经切割的这一边的芯片的支撑力减弱，切割时芯片往已经切割的这一边轻微移动，导致切偏和变形的可能加大。因为，通常切割芯片是采用切菜式单刀从上而下挤压式切割，一刀切下来，两边的芯片会挤向各自的一边，大多数情况会挤向支撑力减弱的一边；三是在电子元件生坯和压敏胶片材分离后，会有少量不干胶附着在电子元件生坯芯片上，这是不干胶的粘性特性所决定的，造成烧结后芯片表面会留下斑点。
为了解决上述传统生产线使用不锈钢板中存在的问题，国内同行已经有人将不锈钢板改为聚酯薄膜+压敏胶片材，但是，使用压敏胶片材的“芯片不干胶附着、芯片切偏和变形”的现象仍然存在。为了解决这一问题，日本日东电工株式会社申请了专利：可热剥离的压敏粘合剂片材（CN1473184A）,国内杰力公司申请了二专利：热剥离丙烯酸酯压敏胶粘剂、胶粘带及其制备方法（CN102559101B）和热剥离丙烯酸酯压敏胶粘剂的制备方法及其应用（CN104371610A）。上述三专利仍然使用不干胶压敏胶片材，从日本和国内企业生产出来的相关产品分析和试用，上述问题仍然没有得到解决。
本申请人多年来一直在研发攻关，力求解决以上问题，已经取得了一定效果。
发明内容
本发明需要解决的问题是，克服背景技术生产线存在的不足，提供一种热膨胀可剥离的压敏胶片材和涂布机。
本发明的技术思路：一是将现有技术的压敏胶片材表面使用不干胶的胶粘层和发泡层，改为干性胶的胶粘层和发泡层，使芯片底下的软性基底，变为硬性基底；二是将背景技术中的聚酯薄膜与现有技术的压敏胶片材，二者合二为一，变为本申请，即生产过程中不剥离聚酯薄膜，减少变形；三是使用本申请涂布机涂布胶粘层和发泡层，涂布均匀，干燥均匀，厚薄一致。
本发明使用的技术方案如下：
一种热膨胀可剥离的压敏胶片材，其包括PET薄膜底材，在PET薄膜底材上面依下而上涂布胶粘层和发泡层，所述胶粘层由如下重量份：聚氨酯树脂50－100，多异氰酸酯交联剂1－30，乙酸乙酯10－50，混合搅拌溶解，然后涂布于PET薄膜底材上面，烘干温度60－120℃，干燥后胶粘层厚度10－30μm；所述发泡层由如下重量份：聚甲基丙烯酸丁酯或聚甲基丙烯酸甲酯50－100，有机超细粉 100－500，邻苯二甲酸二辛酯10－20，乙酸乙酯100－500，膨胀微球10－50，使用高速分散机进行充分混合分散，再涂布在所述胶粘层上面，烘干温度40－80℃，干燥后发泡层厚度20－30μm；所述PET薄膜底材厚度40－150μm。
将涂布了胶粘层和发泡层，并且烘干后的PET薄膜底材，切成长宽各为20－70cm的方形，每100－1000张垂直叠层，置于压力机中压实，压力5－60兆泊，时间300秒，目的是使胶粘层和发泡层表面更加平整均匀，厚薄一致。
然后再放进烘箱中进行熟化，时间48小时，温度40－50℃，目的是使胶粘层和发泡层完全固化，且消除上述压缩过程中，胶粘层、发泡层和PET薄膜底材三者之间的内部应力。
胶粘层和发泡层干燥后，在常温下不具备粘性，即60℃以下没有粘性，60－80℃有轻微粘性，加热温度高于微球膨胀温度后微球膨胀，发泡层无粘性。
将一种热膨胀可剥离的压敏胶片材加热至90－150℃，发泡层发泡膨胀，附着在上面的电子元件生坯芯片，会自动脱落，而且发泡层不会粘附在电子元件生坯芯片上。
一种热膨胀可剥离的压敏胶片材的涂布机，其包括涂布系统、输送系统、干燥系统和机架；所述涂布系统，包括漏斗形的胶粘层涂布盒和发泡层涂布盒，在涂布盒的两端，分别连接两个可调节涂布厚度的微分头；所述输送系统包括驱动滚轮和从动滚轮，卷筒状的未涂布的PET薄膜底材，连接从动滚轮，接收涂布胶粘层和发泡层且干燥后的PET薄膜底材的卷筒，连接驱动滚轮；所述干燥系统，位于PET薄膜底材上面，包括前、后隧道式烘箱，每个隧道式烘箱，从PET薄膜底材进口至出口顺序设置升温区、恒温区、降温区，在恒温区上面设有抽风装置。前隧道式烘箱烘干温度60－120℃，后隧道式烘箱烘干温度40－80℃。
有机超细粉的成份是聚丙烯、淀粉、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇中的一种，有机超细粉直径为2－10μm。
本发明的有益效果：
１、胶粘层和发泡层由不干胶改为干性胶，解决了芯片不干胶附着、芯片切偏和变形问题，发泡层发泡膨胀后，附着在上面的电子元件生坯芯片，会自动脱落干净，发泡层不会粘附在电子元件生坯芯片上；
２、一种热膨胀可剥离的压敏胶片材替代传统的聚酯薄膜+压敏胶片材，既节约生产操作流程和制造成本，电子元件生坯在制造过程中又不易变形；
３、一种热膨胀可剥离的压敏胶片材使用干性胶，片材之间可直接叠放，不必使用薄膜隔离，节约成本，制造和使用过程更加方便；
４、使用本申请的涂布机，涂布一种热膨胀可剥离的压敏胶片材，涂布平整均匀，厚薄一致，干燥均匀。
附图说明
图1一种热膨胀可剥离的压敏胶片材的涂布机。
图2为图1中Ａ-Ａ剖视图。
图3为一种热膨胀可剥离的压敏胶片材剖面示意图。
图中箭头为PET薄膜底材的运动方向，图中，1－机架，２－卷筒状的未涂布PET薄膜底材，３－驱动滚轮，4－从动滚轮，5－胶粘层涂布盒，6－前隧道式烘箱，7－抽风装置，８－发泡层涂布盒，９－后隧道式烘箱，10－卷筒状的已涂布PET薄膜底材，11－可调节涂布厚度的微分头，12－PET薄膜底材，13－胶粘层，14－发泡层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
设施例1：
热膨胀可剥离的压敏胶片材，其包括在PET薄膜底材上面依下而上涂布胶粘层和发泡层，所述胶粘层由如下重量份：聚氨酯树脂70，多异氰酸酯交联剂12，乙酸乙酯36，混合搅拌溶解，然后涂布于PET薄膜底材上面，烘干温度90℃，干燥后胶粘层厚度22μm；所述发泡层由如下重量份：聚甲基丙烯酸丁酯或聚甲基丙烯酸甲酯68，有机超细粉 280，邻苯二甲酸二辛酯12，乙酸乙酯320，膨胀微球30，使用高速分散机进行充分混合分散，再涂布在所述胶粘层上面，烘干温度60℃，干燥后发泡层厚度25μm；所述PET薄膜底材厚度100μm。
将涂布了胶粘层和发泡层，并且烘干后的PET薄膜底材，切成长宽各为25cm的方形，每500张垂直叠层，置于压力机中压实，压力10兆泊，时间300秒。再放进烘箱中进行熟化，时间48小时，温度45℃，使胶粘层和发泡层干燥并完全固化，即制得胶粘层致密坚硬，在常温下不具备粘性，即60℃以下没有粘性，60一80℃有微粘性，加热至125℃，发泡层发泡膨胀后发泡层无粘性，图３为其剖面图。
一种热彭胀可剥离的压敏胶片材，常用尺寸：160╳160mm 180╳180mm 200╳200mm 230╳230mm 250╳250mm，常用可选择的发泡温度：低温：90－120℃，3－5分钟发泡剥离，使用及保存温度不超过70℃。中温：125－135℃，3－5分钟发泡剥离，使用及保存温度不超过80℃。高温：135－145℃，3－5分钟发泡剥离，使用及保存温度不超过90℃。
设施例2：
一种热膨胀可剥离的压敏胶片材的涂布机，如图1、图2所示，其包括漏斗形的胶粘层涂布盒和发泡层涂布盒，在涂布盒的两端，分别连接两个可调节涂布厚度的微分头；输送系统包括驱动滚轮和从动滚轮，卷筒状的未涂布的PET薄膜底材，连接从动滚轮，接收涂布胶粘层和发泡层且干燥后的PET薄膜底材的卷筒，连接驱动滚轮；干燥系统，位于PET薄膜底材上面，包括前、后隧道式烘箱，每个隧道式烘箱，从PET薄膜底材进口至出口顺序设置升温区、恒温区、降温区，在恒温区上面设有抽风装置，前隧道式烘箱烘干温度60－120℃，后隧道式烘箱烘干温度40－80℃。
涂布机的操作过程：
１、分别制备胶粘层粘合剂和发泡层粘合剂，待用；
２、PET薄膜底材穿过前、后隧道式烘箱，打开前、后隧道式烘箱加热器和抽风装置，打开涂布机驱动装置，PET薄膜底材处于运动状态；
3、将胶粘层粘合剂和发泡层粘合剂，分别倒进胶粘层涂布盒和发泡层涂布盒；
4、接收涂布胶粘层和发泡层且干燥后的PET薄膜底材的卷筒转动，收卷，然后切割为成品。
设施例3：
使用水性树脂代替实施例1中的溶剂型树脂，解决环保问题，虽然乙酸乙酯是无毒溶剂，但是其气味太大，大量使用会引起周围居民反感，甚至投诉，本申请人使用进口巴斯夫的庄臣水性树脂研发了如下相关粘合剂。
胶粘层粘合剂重量配比：水性聚氨酯树脂50－100，水分散多异氰酸酯交联剂或水性环氧树脂交联剂1－30，纯净水100－500；混合搅拌溶解，然后涂布于PET薄膜底材上面，烘干温度120℃，干燥后胶粘层厚度22μm；发泡层粘合剂重量配比：水性苯丙树脂50－100，有机超细粉 100－500，纯净水100－500，乙醇胺10－50，膨胀微球10－50；使用高速分散机进行充分混合分散，再涂布在所述胶粘层上面，烘干温度70℃，干燥后发泡层厚度25μm。
使用与实施例1中相同的生产方法，制造胶粘层的粘合剂和发泡层的粘合剂，然后使用本申请的涂布机，制作一种热膨胀可剥离的压敏胶片材，经过试用，各项性能指标均达到实施例1中的溶剂型树脂的水平，下一步将加大应用力度。
设施例4：
对现有技术不干胶压敏胶片材的改造，使其克服背景技术中存在的缺点：
目前现有技术的不干胶压敏胶片材，使用比较普遍，工艺和设备也比较成熟，作为过渡，设施例4，介绍改造后的不干胶热膨胀可剥离的压敏胶片材，其也是在PET薄膜底材上面依下而上涂布胶粘层和发泡层，烘干后在其面上復上PET离型保护膜。所述胶粘层由如下重量份：聚丙烯酸压敏胶100，聚胺脂交联固化剂2，乙酸乙酯100，有机超细粉50，混合搅拌溶解，然后涂布于PET薄膜底材上面，烘干温度90℃，干燥后胶粘层厚度22μm；所述发泡层由如下重量份：聚丙烯酸压敏胶100，聚胺脂交联固化剂2，膨胀微球22，乙酸乙酯80，静电剂5，使用高速分散机进行充分混合分散，再涂布在所述胶粘层上面，烘干温度80℃，干燥后发泡层厚度25μm；所述PET薄膜底材厚度100μm，PET离型保护膜25μm。
上述加入有机超细粉主要是增加胶粘层硬度，加入静电剂主要是改善发泡层加热时静电过大，因为静电过大使电子元器件不易与片材的发泡层分离。将涂布了胶粘层和发泡层，并且烘干后覆上离型保护膜的PET薄膜底材，切成长宽各为25cm的方形，放进烘箱中进行熟化，时间48小时，温度45℃，使胶粘层和发泡层完全固化。即制得改良了的常温下有粘性，加热至125℃，发泡层发泡膨胀后发泡层无粘性，这样一种可热剥离的压敏胶片材。

Claims (3)

1.一种热膨胀可剥离的压敏胶片材，其包括PET薄膜底材，其特征在于：在PET薄膜底材上面依下而上涂布胶粘层和发泡层，所述胶粘层由如下重量份：聚氨酯树脂50－100，多异氰酸酯交联剂1－30，乙酸乙酯10－50，混合搅拌溶解，然后涂布于PET薄膜底材上面，烘干温度60－120℃，干燥后胶粘层厚度10－30μm；所述发泡层由如下重量份：聚甲基丙烯酸丁酯或聚甲基丙烯酸甲酯50－100，有机超细粉 100－500，邻苯二甲酸二辛酯10－20，乙酸乙酯100－500，膨胀微球10－50，使用高速分散机进行充分混合分散，再涂布在所述胶粘层上面，烘干温度40－80℃，干燥后发泡层厚度20－30μm。
2.根据权利要求1所述的一种热膨胀可剥离的压敏胶片材，其特征在于：将涂布了胶粘层和发泡层，并且烘干后的PET薄膜底材，切成长宽各为20－70cm的方形，每100－1000张垂直叠层，置于压力机中压实，压力5－60兆泊，时间300秒，然后再放进烘箱中进行熟化，时间48小时，温度40－50℃。
3.一种热膨胀可剥离的压敏胶片材的涂布机，其特征在于：其包括涂布系统、输送系统、干燥系统和机架；所述涂布系统，包括漏斗形的胶粘层涂布盒和发泡层涂布盒，在涂布盒的两端，分别连接两个可调节涂布厚度的微分头；所述输送系统包括驱动滚轮和从动滚轮，卷筒状的未涂布的PET薄膜底材，连接从动滚轮，接收涂布胶粘层和发泡层且干燥后的PET薄膜底材的卷筒，连接驱动滚轮；所述干燥系统，位于PET薄膜底材上面，包括前、后隧道式烘箱，每个隧道式烘箱，从PET薄膜底材进口至出口顺序设置升温区、恒温区、降温区，在恒温区上面设有抽风装置。
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