CN108611011A - 覆盖膜结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种覆盖膜结构，包括软性基材层、阻水层以及粘着层。软性基材层具有第一表面，阻水层设置于软性基材层的第一表面的一侧，粘着层设置于软性基材层的第一表面的一侧，且阻水层位于软性基材层与粘着层之间。本发明的覆盖膜结构由于设置有耐热的阻水层，因此可降低水气对于覆盖膜结构的渗透率，并于受热或焊接时不会对阻水层造成破坏，进而使本发明的覆盖膜结构可同时达到阻挡水气与耐热的功效。
Description
技术领域
本发明涉及一种覆盖膜结构，特别是一种可改善阻水气功能的覆盖膜结构。
背景技术
现今移动电子装置中，为了达到轻薄短小及组装方便等要求，通常会使用软性印刷电路板(flexible print circuit，FPC)，其电连接于不同的电子元件以提供信号传输以及运算功能，一般而言，软性印刷电路板是将软性绝缘的覆盖膜贴附于具有导电线路的软性铜箔基板(flexible copper clad laminate，FCCL)所形成，以保护导电线路与填充线路间的空间。然而，由于一般软性铜箔基板与覆盖膜并无阻水气功能，因此水气会慢慢渗入，并对水气敏感的线路、元件或装置造成损坏或寿命减短，而在现有技术中，如欲以有机材料实现阻水气功能，一般常使用热塑性材料例如聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)作为防水材料，但由于热塑性材料的耐热性不佳，因此会于焊接的过程中因变形或表面外观受损而影响防水功能，故不利于使用，另外，虽然提出了利用填充无机填充物于粘着层中或是另增加致密的无机非金属结构（例如氧化硅、氧化铝或氮化硅）以提升阻水气效果，但由于填充无机填充物于粘着层中仅是延长水气通过粘着层的路径，故所提升的阻水气效果有限，此外，增加致密的无机非金属结构还会大幅提升覆盖膜的制作成本。由上述可知，软性印刷电路板须被提供更优良、便宜且耐热的阻水气结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有阻水层的耐热型的覆盖膜结构，以解决上述现有技术的问题与缺失。
本发明的一实施例提供一种覆盖膜结构，包括软性基材层、阻水层以及粘着层。软性基材层具有第一表面，阻水层设置于软性基材层的第一表面的一侧，粘着层设置于软性基材层的第一表面的同一侧，且阻水层位于软性基材层与粘着层之间。
进一步地，该阻水层为金属材料、有机材料或上述材料的叠层。
进一步地，该金属材料包括金、银、铜、铁、镍、铝或其合金。
进一步地，该有机材料包括氟碳树脂、硅氧树脂、亚克力树脂或环氧树脂。
进一步地，该阻水层为全面性的膜层，完整覆盖该软性基材层的该第一表面。
进一步地，该阻水层的厚度为约0.5微米至约50微米。
进一步地，该软性基材层的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯、聚亚酰胺或液晶聚合物。
进一步地，该粘着层的材料包括环氧树脂、聚氨酯、亚克力树脂、聚亚酰胺、氟碳树脂或硅氧树脂。
进一步地，还包括底接着层，设置于该软性基材层与该阻水层之间。
进一步地，其中该底接着层的材料包括环氧树脂、聚胺脂、亚克力树脂、聚亚酰胺、氟碳树脂、硅氧树脂、无电解镍或镍铬合金。
进一步地，其中该粘着层相反于该阻水层的一侧用以粘接电子元件或导电线路。
本发明的覆盖膜结构由于设置有耐热的阻水层，因此可降低水气对于覆盖膜结构的渗透率，并于受热或焊接时不会对阻水层造成破坏，进而使本发明的覆盖膜结构可同时达到阻挡水气与耐热的功效。
附图说明
图1为本发明第一实施例的覆盖膜结构的剖面示意图；
图2为本发明第一实施例的覆盖膜结构与电子元件粘接的剖面示意图；
图3为本发明第二实施例的覆盖膜结构的剖面示意图。
附图标记说明：
100、200 覆盖膜结构；
110 软性基材层；
112 第一表面；
120 阻水层；
130 粘着层；
132 第二表面；
134 第三表面；
210 底接着层；
E 电子元件。
具体实施方式
为使熟悉本发明所属技术领域的一般技艺者能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的覆盖膜结构的优选实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。需注意的是，本发明的保护范围当以后附的申请专利范围所界定者为准，而非以公开于下文的实施例为限。因此，在不违背本发明的发明精神和范围的状况下，当可对下述实施例作变化与修饰。此外，为了简洁与清晰起见，相同或类似的元件或装置以相同的元件符号表示，且部分现有的结构和制程细节将不会被公开于下文中。需注意的是，图式以说明为目的，并未完全依照原尺寸绘制。
请参考图1，图1为本发明第一实施例的覆盖膜结构的剖面示意图。如图1所示，本实施例的覆盖膜结构100包括软性基材层110、阻水层120以及粘着层130，软性基材层110具有第一表面112，阻水层120设置于软性基材层110的第一表面112的一侧，而粘着层130与阻水层120设置于软性基材层110的第一表面112的同一侧，其中阻水层120位于软性基材层110与粘着层130之间。根据本实施例，软性基材层110的厚度可为约5微米(μm)至约200微米，阻水层120的厚度可为约0.5微米至约50微米，粘着层130的厚度可为约0.5微米至约50微米，但不以此为限。
软性基材层110为软性且绝缘的聚合物膜，用以支撑覆盖膜结构100，并用来保护覆盖膜结构100所覆盖的电子元件或导电线路。软性基材层110的材料可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚2,6-萘二甲酸乙二酯(poly 2,6-naphthalic acid second grade two ester, PEN)、聚亚酰胺(polyimide, PI)或液晶聚合物(liquid crystal polymer, LCP)。
阻水层120用以阻挡水气，以减少水气渗透过覆盖膜结构100的现象，进而保护覆盖膜结构100所覆盖的电子元件（例如电子零件、感测器等）或导电线路受到水气的影响与破坏。为了防止阻水层120在焊接时遭到高温（约260℃）的破坏，阻水层120的材料选用具有耐热且防水性质的物质，以达到耐热与阻水气的效果，本发明的阻水层120为金属材料、有机材料或上述材料的叠层，而阻水层120优选为选用金属材料，其中，金属材料可包括金、银、铜、铁、镍、铝或其合金，有机材料可包括氟碳树脂(fluorocarbon resin)、硅氧树脂(silicone resin)、亚克力树脂(acrylic resin)或环氧树脂(epoxy resin)。另外，阻水层120优选为全面性的膜层，完整覆盖软性基材层110的第一表面112，以降低阻水层120的制作难度与成本，并达到一致性的阻水效果。
粘着层130用以粘接覆盖膜结构100与欲保护的电子元件或导电线路，详细而言，粘着层130可具有第二表面132与第三表面134，第二表面132位于粘着层130相同于阻水层120的一侧，用以连接粘着层130与阻水层120，而第三表面134位于相反于阻水层120的一侧，用以粘接欲保护的电子元件或导电线路。粘着层130的材料可包括热固化树脂或感压树脂，例如环氧树脂、聚氨酯(polyurethane, PU)、亚克力树脂、聚亚酰胺、氟碳树脂或硅氧树脂，但不以此为限。
本实施例的覆盖膜结构100的制作方法如下说明，但以下方法仅为示例性说明，并不限于以以下方法制作。
首先，提供一软性基材层110，可利用涂布或淋膜的方式自行制作，或是直接购买符合厚度及材料需求的软性基材层110，接着，依据阻水层120的材料，对应利用涂布、溅镀、物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)等方式将阻水层120制作于软性基材层110的第一表面112的一侧，最后，再将粘着层130透过涂布或其他适合的方式形成于阻水层120上，使阻水层120位于粘着层130与软性基材层110之间，以完成本实施例的覆盖膜结构100的制作。
除此之外，本发明另提供一种本实施例的覆盖膜结构100的制作方法。首先，提供一阻水层120，其中阻水层120可透过购买的方式直接购得符合厚度及耐热防水需求的材料层，亦即包含前文所提及的阻水层120材料的材料层，接着，利用涂布或淋膜的方式将软性基材层110制作于阻水层120的一侧，最后，再将粘着层130透过涂布的方式形成于阻水层120的另一侧上，使阻水层120位于粘着层130与软性基材层110之间，以完成本实施例的覆盖膜结构100的制作。
另外，也可根据上述的制作流程，以卷对卷(roll-to-roll)的方式制作本实施例的覆盖膜结构100，以利于大量生产。
借由本发明的覆盖膜结构100中设置有耐热的阻水层120，可降低水气对于覆盖膜结构100的渗透率，当覆盖膜结构100应用于电路板、封装结构或其他装置中，即使遇到受热或焊接制程，阻水层120也不易被破坏，进而使本发明的覆盖膜结构100可同时达到阻挡水气与耐热的功效，并且，由于本发明的覆盖膜结构100的制程简易，且不需大幅更改传统覆盖膜的制程与所使用的材料，因此本发明的覆盖膜结构100成本低廉，并具有可挠性。
请参考图2，图2为本发明第一实施例的覆盖膜结构与电子元件粘接的剖面示意图。如图2所示，本实施例的覆盖膜结构100利用粘着层130粘接覆盖欲保护封装的电子元件（例如电子零件、感测器、IC芯片等）或电路元件层（例如包含导电线路的可挠式电路板）。图2所绘的电子元件E以IC芯片为例，但不以此为限。具体而言，粘着层130以相反于阻水层120的一侧的第三表面134接触电子元件E后，以粘着层130的感压粘着或是热固化粘着的特性，将电子元件E粘接于粘着层130的第三表面134，亦即，粘着层130的第三表面134用以粘接电子元件E。另外，于粘接于电子元件E之前，可将本实施例的覆盖膜结构100根据使用者的需求而裁剪至所需的大小，使覆盖膜结构100可更加弹性地使用。
借由本实施例的覆盖膜结构100中设置有耐热的阻水层120，并同时以覆盖膜结构100覆盖电子元件E，可使得电子元件E中的电子元件以及导电线路可同时受到覆盖膜结构100的保护并且减少由覆盖膜结构100一侧渗透的水气，以达到减缓水气所造成的损坏以及增加电子元件与导电线路寿命的功效，并且，覆盖膜结构100中的阻水层120也不会因为受热或焊接而造成膜层的破坏，以致于影响阻水效果。
本发明的覆盖膜结构并不以上述实施例为限，图3为本发明第二实施例的覆盖膜结构的剖面示意图。如图3所示，本实施例的覆盖膜结构200与第一实施例之间的差异在于本实施例的覆盖膜结构200另包括底接着层(primer)210，而底接着层210设置于软性基材层110与阻水层120之间，借以提高软性基材层110与阻水层120之间的粘着性与接合稳定性。为了达到上述目的，底接着层210的材料可包括环氧树脂、聚胺脂、亚克力树脂、聚亚酰胺、氟碳树脂、硅氧树脂、无电解镍(electroless nickel)或镍铬合金(nichrome)。在本实施例中，借由本发明的覆盖膜结构200中设置有耐热的阻水层120，可降低水气对于覆盖膜结构200的渗透率，并于受热或焊接时不会对阻水层120造成破坏，进而使本发明的覆盖膜结构200可同时达到阻挡水气与耐热的功效，此外，再透过底接着层210的设置，可以使底接着层210的两侧分别与阻水层120以及软性基材层110结合良好，而增加介面之间的结合力，进而提升结构的可靠度。
为了使本领域技术人员实施本发明，下文将进一步详细描述本发明的覆盖膜结构的各实施例以及各对照实施例，并针对各实施例以及比较例进行测试，以进一步验证覆盖膜结构的特性，并将测试的结果显示于表1中。需注意的是，以下实施例仅为例示性，不应以其限制性地解释本发明，亦即，在不逾越本发明范畴的情况下，可适当地改变各实施例中所采用的材料、材料的用量及比率以及处理流程等。
其中，表1中的实施例1～3的覆盖膜结构具有如图1所示的第一实施例的结构，实施例4～6的覆盖膜结构具有如图3所示的第二实施例的结构，比较例1的覆盖膜结构则利用填充无机填充物于粘着层中作为阻水结构，因此不具如本发明所述的阻水层。此外，实施例1～4与比较例1的覆盖膜结构的总厚度为约50微米，使得可在相等厚度的条件下比较各实施例与比较例之间的阻水效果。特别说明的是，在实施例2中，一种可行的方式，是自行将聚酰胺酸(Polyamic Acid)涂布于阻水层（铜）上，再以高温环化而得软性基材层（聚亚酰胺）；类似的方式，也可实施于实施例3中，亦即将聚酰胺酸(Polyamic Acid)涂布于阻水层（铝）上，再以高温环化而得软性基材层（聚亚酰胺）。
以下说明各实施例和比较例中的各膜层厚度及其所使用的材料与来源资讯，而在没有特别指明的情况下，本发明采用的材料为常规材料。
实施例1
软性基材层：聚亚酰胺(PI)，厚度为约12微米。
阻水层：硅氧树脂（SCR-1016，购自信越硅利光），厚度为约13微米。
粘着层：厚度为约25微米。
实施例2
软性基材层：聚亚酰胺(PI)，厚度为约13微米。
阻水层：铜（购自三井金属），厚度为约12微米。
粘着层：厚度为约25微米。
实施例3
软性基材层：聚亚酰胺(PI)，厚度为约10微米。
阻水层：铝（JIS H4160 A1N30H-H18，购自中钢铝业），厚度为约15微米。
粘着层：厚度为约25微米。
实施例4
软性基材层：聚亚酰胺(PI)，厚度为约7微米。
底接着层：环氧树脂，厚度为约10微米。
阻水层：铜（购自日本电解），厚度为约6微米。
粘着层：厚度为约25微米。
实施例5
软性基材层：聚亚酰胺(PI)，厚度为约12微米。
底接着层：无电解镍（购自柏弥兰金属化研究股份有限公司），厚度为约0.2微米。
阻水层：铜（电镀铜，购自柏弥兰金属化研究股份有限公司），厚度为约2微米。
粘着层：厚度为约25微米。
实施例6
软性基材层：聚亚酰胺(PI)，厚度为约12微米。
底接着层：无电解镍（购自柏弥兰金属化研究股份有限公司），厚度为约0.2微米。
阻水层：铜（电镀铜，购自柏弥兰金属化研究股份有限公司），厚度为约2微米。
粘着层：厚度为约10微米。
比较例1
比较例1的覆盖膜结构利用填充无机填充物于粘着层中作为阻水结构，因此不具如本发明所述的阻水层，其中软性基材层为聚亚酰胺（PI，购自达迈科技股份有限公司），无机填充物为氢氧化铝，软性基材层与粘着层皆为约25微米。
下文将详细描述针对前述覆盖膜结构的实施例与比较例的各种物性测定方法，且测定的结果显示于表1中。各测定项目包括：水气穿透率(water vapor transmissionrate)、剥离强度(peel strength)、耐热性(thermal resistance)以及弯曲性(flexibility)的测定。
〈水气穿透率的测定〉
以水气透过率试验机（厂牌型号：MOCON Permatran-W® Model 3/61）对覆盖膜结构测试水气穿透率，在遵守等压法原理且温度为40℃的条件下，将覆盖膜结构的一侧提供相对湿度为100%RH的水气流，另一侧则提供干燥的氮气流，并对流经覆盖膜结构的氮气流量测其水气量，以测定水气由覆盖膜结构的高湿度一侧渗透到低湿度一侧的穿透率。
〈剥离强度的测定〉
按照ASTM D3359方法对覆盖膜结构测试剥离强度，首先，先将覆盖膜结构于160℃的状态下硬化其粘着层1小时，接着，将覆盖膜结构置于一稳定底座上，并利用刀具对覆盖膜结构的粘着层的表面分别于横向与纵向划割11条长度为约20毫米、间距为约1毫米的平行切口，以在覆盖膜结构的表面形成网状百格，接着将胶带（选自3M牌的600测试胶带）紧贴在粘着层表面的网状百格上，而当粘贴约60秒至约120秒后，以180度的夹角迅速撕起胶带，并检查网状百格是否剥离。以下为剥离强度的判断等级。
5B：切口完全平滑，网状百格无任何脱落现象。
4B：切口交叉处的结构有少许脱落，少于5%的区域受到影响。
3B：网状百格中有沿着切口边缘以及位于切口交叉处的少许剥落，有5%～15%的区域受到影响。
2B：网状百格中有沿着切口边缘的剥落以及部份格子的部份剥落，有15%～35%的区域受到影响。
1B：网状百格中有沿着切口边缘的带状剥落以及部份格子的整体剥落，有35%～60%的区域受到影响。
0B：剥落现象比1B更差。
〈耐热性的测定〉
按照IPC-TM-650 2.6.8.1方法对覆盖膜结构测试耐热性，将覆盖膜结构裁成2英吋×2英吋的样品后，使其浮置于300°C的熔融焊锡的表面且持续10秒，而在重复实行三次后，观察覆盖膜结构是否有碳化、表面树脂耗损、软化分层、起泡或织纹显露。
〈弯曲性的测定〉
将覆盖膜结构弯曲并环绕一直径为10毫米的圆棒180度后，再将覆盖膜结构摊开并观察是否有裂痕、变色或折痕等不良现象。
表1 本发明实施例与比较例的覆盖膜结构与测定结果
表1本发明实施例与比较例的覆盖膜结构与测定结果(续)
根据表1的测试结果，各实施例的剥离强度、耐热性以及弯曲性的测定都符合规范且效果良好。而在水气穿透率的测定部分，实施例1利用硅氧树脂作为阻水层，其水气穿透率略佳于比较例1的水气穿透率，因此实施例1的覆盖膜结构的阻水层确实具有阻水气效果，并更具有耐热性。实施例2与实施例3分别利用铜与铝等金属材料作为阻水层，其水气穿透率可降低至小于0.1 g/m2‧day，远低于比较例1的水气穿透率，因此当阻水层选用金属材料时，会有优选的阻水气效果。实施例4除了以金属铜作为阻水层之外，还另增加底接着层，因此，其水气穿透率不只远低于比较例1的水气穿透率，在结构上的可靠度也因底接着层的设置而提升。实施例5与实施例6除了以金属铜作为阻水层并增设底接着层之外，还同时缩减了覆盖膜结构的总厚度，而其水气穿透率仍远低于比较例1的水气穿透率，因此，实施例5与实施例6在缩减覆盖膜结构的总厚度的条件下，仍可维持阻水气特性佳与结构可靠度佳的优势。
综上所述，本发明的覆盖膜结构由于设置有耐热的阻水层，因此可降低水气对于覆盖膜结构的渗透率，并于受热或焊接时不会对阻水层造成破坏，进而使本发明的覆盖膜结构可同时达到阻挡水气与耐热的功效，并且，由于本发明的覆盖膜结构的制程简易，且不需大幅更改传统覆盖膜的制程与所使用的材料，因此本发明的覆盖膜结构成本低廉，并具有可挠性。而若电子元件或导电线路被覆盖膜结构所覆盖时，可使其同时受到覆盖膜结构的保护并且减少由覆盖膜结构一侧渗透的水气，以达到减缓水气所造成的损坏以及增加电子元件与导电线路寿命的功效。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (11)
1.一种覆盖膜结构，其特征在于，包括：
软性基材层，具有第一表面；
阻水层，设置于该软性基材层的该第一表面的一侧；以及
粘着层，设置于该软性基材层的该第一表面的同一侧，且该阻水层位于该软性基材层与该粘着层之间。
2.如权利要求1所述的覆盖膜结构，其特征在于，该阻水层包括金属材料或有机材料。
3.如权利要求2所述的覆盖膜结构，其特征在于，该金属材料包括金、银、铜、铁、镍、铝或其合金。
4.如权利要求2所述的覆盖膜结构，其特征在于，该有机材料包括氟碳树脂、硅氧树脂、亚克力树脂或环氧树脂。
5.如权利要求1所述的覆盖膜结构，其特征在于，该阻水层为全面性的膜层，完整覆盖该软性基材层的该第一表面。
6.如权利要求1所述的覆盖膜结构，其特征在于，该阻水层的厚度为0.5微米至50微米。
7.如权利要求1所述的覆盖膜结构，其特征在于，该软性基材层的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯、聚亚酰胺或液晶聚合物。
8.如权利要求1所述的覆盖膜结构，其特征在于，该粘着层的材料包括环氧树脂、聚氨酯、亚克力树脂、聚亚酰胺、氟碳树脂或硅氧树脂。
9.如权利要求1所述的覆盖膜结构，其特征在于，还包括底接着层，设置于该软性基材层与该阻水层之间。
10.如权利要求9所述的覆盖膜结构，其特征在于，该底接着层的材料包括环氧树脂、聚胺脂、亚克力树脂、聚亚酰胺、氟碳树脂、硅氧树脂、无电解镍或镍铬合金。
11.如权利要求1所述的覆盖膜结构，其特征在于，该粘着层相反于该阻水层的一侧用以粘接电子元件或导电线路。
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