CN110564337B - 一种acf导电胶带及其制备工艺和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种ACF导电胶带及其制备工艺和应用，该ACF导电胶带包括离型层和胶膜层；离型层上表面涂覆胶膜层，胶膜包括以下重量份组分：聚酰胺树脂60‑70、聚氨酯树脂3‑7、导电粒子10‑25、增粘树脂4‑6、导热填料0.4‑0.6、触变剂4‑7；其制备工艺包括如下步骤：S1、将聚酰胺树脂、聚氨酯树脂与导电粒子进行双螺杆挤出机共混；S2、再将S1中添加了导电粒子的胶粒与增粘树脂、导热填料、触变剂进行挤出共混；S3、将共混后的胶粒放进涂布机中，进行加热熔融涂布，熔融胶膜涂布在离型纸上，在水冷却辊上冷却干燥，得到ACF导电胶带。本发明胶带具有单向导电能力，用于制卡不会对卡体背面造成热损伤。

Description

一种ACF导电胶带及其制备工艺和应用
技术领域
本发明涉及胶带技术领域，具体涉及一种ACF导电胶带及其制备工艺和应用。
背景技术
目前，双界面银行卡主要的封装工艺有挑线工艺、锡片工艺、导电柱工艺和ACF导电胶带工艺。其中：挑线工艺，是首先将普通的热熔胶膜与模块载带完成热压贴合，将天线层上的两个漆包铜线线头挑起，与IC模块背面的触点进行碰焊，最后完成热压粘接；锡片工艺，是首先将普通的热熔胶膜与模块载带完成热压贴合，预先在天线层上焊接两个锡片，通过锡丝将IC模块背面的触点与天线上的锡片进行碰焊，最后完成热压粘接；导电柱工艺，是首先将普通的热熔胶膜与模块载带完成热压贴合，通过弹性导电柱和导电胶水连接天线与模块背后的触点。然而这三个工艺当前存在的问题是需要投入对应工艺的设备和锡线、锡片、锡膏等耗材，客户设备投入大，需要投入的人工较多，生产效率低。ACF导电胶带工艺，是将导电胶带与模块载带完成热压贴合，无需进行焊锡和其他操作，直接将模块与卡体进行热压粘接，不需要专门的双界面封装设备，速度快，性能稳定；但目前的ACF导电胶带的导电粒子粒径小，由于双界面银行卡的模块背部的触点与天线层的间距在80μm～100μm左右，接触点间隙较大，在进行双界面银行卡封装时，需要双界面封装设备具有非常精确的压力控制系统，保持较高且稳定的压力，同时需要增加热压时间，一旦热压不成功，就会导致卡片报废；且封装时需要在200-220℃的使用温度下封装，会对卡体背面造成热损伤，影响卡片外观。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种ACF导电胶带及其制备工艺，该ACF导电胶带选用粒径在20～50μm的导电粒子，适于双界面IC卡工艺接触点间隙较大的应用场景。
本发明的另一目的在于提供一种上述ACF导电胶带的制备工艺。
本发明的再一目的在于提供一种上述ACF导电胶带的应用。
本发明是这样实现的，一种ACF导电胶带，包括离型层和胶膜层；所述离型层上表面涂覆胶膜层，所述胶膜层厚度为40～80μm，所述胶膜包括以下重量份组分：
Figure BDA0002200577810000011
Figure BDA0002200577810000021
在上述技术方案中，优选的，所述胶膜包括以下重量份组分：
Figure BDA0002200577810000022
在上述技术方案中，优选的，所述导电粒子为镀银铜粒子、镀银铝粒子、镀银玻璃珠子或金镍包覆的苯乙烯粒子中的任意一种，所述导电粒子的粒径为20～50μm，粒径分布较窄，导电粒子的形状优选采用球形粒子，规则度好。
在上述技术方案中，优选的，所述导热填料为碳酸钙、滑石粉、石英、氧化锌、氧化钡、黏土、硫酸钡中的任意一种或多种物质的混合物组成。
在上述技术方案中，优选的，所述触变剂为气相二氧化硅、黏土、滑石粉、石蜡、松香树脂、石油树脂中的任意一种或多种物质的混合物组成。
上述ACF导电胶带的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺树脂、聚氨酯树脂与导电粒子先进行双螺杆挤出机共混，使导电粒子在胶粒体系中均匀分散；
S2、再将S1中添加了导电粒子的胶粒与增粘树脂、导热填料、触变剂进行双螺杆挤出共混；
S3、将共混后的胶粒放进涂布机中，进行加热熔融涂布，熔融的胶膜涂布在离型纸上，在水冷却辊上冷却干燥，得到ACF导电胶带。
优选的，所述步骤S1)中，双螺杆挤出机的挤出温度为140～180℃，螺杆转速为20～40r/min；所述步骤S2)中，挤出温度为160～180℃，螺杆转速为20～40r/min；所述步骤S3)中，熔融温度为100～120℃，熔融的胶膜的粘度范围为700～1400Pa·s，涂布机速为15～25m/min，水冷却辊的水温为18-20℃。
上述ACF导电胶带的另一种制备工艺，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺树脂、聚氨酯树脂与增粘树脂、导热填料、触变剂进行双螺杆挤出共混；
S2、将S1中共混后的胶粒放进涂布机中，进行加热熔融涂布，熔融的胶膜涂布在离型纸上，同时，将导电粒子均匀的喷涂在热熔状态的胶膜上，经过水冷却辊压辊后完成涂布收卷，得到ACF导电胶带。
优选的，所述步骤S1)中，挤出温度为150～200℃，螺杆转速为20～40r/min；所述步骤S2)中，熔融温度为100～120℃，熔融的胶膜的粘度范围为700～1400Pa·s，涂布机速为15～25m/min，水冷却辊的水温为18-20℃。
上述ACF导电胶带在双界面芯片卡上的应用。
通过在当前应用于IC卡封装的热熔胶膜体系中，通过共混或者是喷涂的方式，将导电粒子与胶膜体系混合，生产出具有单向导电能力的ACF胶带。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
1、本发明的ACF导电胶带选用粒径在20～50μm的导电粒子，适于双界面银行卡工艺接触点间隙较大的应用场景，且导电粒子为球形粒子，在导电粒子粒径分布相对较窄的情况下，导电粒子在热压时受到的压力均一性较好，避免出现有的导电粒子热压后导通，而有的导电粒子还未导通的情况，另外经过热压后球形会变形成为一个椭圆或圆形的片状，能够增大导电的接触面积；
2、本发明的ACF导电胶带的热熔胶膜熔融温度低，在制卡时只需要设备进行正常的热压，气缸压力0.3-0.5Mpa，不需要高精度，高压力的热压焊头；热压粘接后，热焊头对卡片背面的热损伤较小，使得双界面卡片的生产良品率提高，生产效率提高；
3、本发明的ACF导电胶带能够满足当前双界面银行卡的生产工艺需求，不需要调整和改进设备，能够进行快速高效的模块封装作业，且不会对卡体背面造成热损伤，封装的整体成功率在96％以上，降低了企业的运行成本，具有显著的经济效益和社会效益。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：
首先需要说明的是，以下实施例所使用的聚酰胺树脂、聚氨酯树脂和增粘树脂三种树脂：
聚酰胺树脂来源于美国化学高聚物公司(Polymer Co.,Ltd.)，软化点为105℃，150℃下熔融粘度为14.5万mPa·s。
聚氨酯树脂来源于国产烟台万华，选用普通热塑性聚氨酯树脂(TPU)，起到对胶膜的增韧改性以及调节胶膜熔点的作用。
增粘树脂选用C9石油树脂，软化点在120℃左右，分子量在2000，起到的主要作用是增加初粘性。
实施例1
本实施例提供一种ACF导电胶带，包括离型层和胶膜层；本实施例的离型层为离型纸，离型纸的材质为双面硅油格拉辛纸。离型层上表面涂覆胶膜层，胶膜层厚度为40μm，胶膜包括以下重量份组分：
Figure BDA0002200577810000041
导电粒子为球形的镀银铜粒子，导电粒子的粒径为20～30μm。
导热填料为碳酸钙和滑石粉。
触变剂为气相二氧化硅、黏土和滑石粉。
ACF导电胶带的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺树脂、聚氨酯树脂与导电粒子先进行双螺杆挤出机共混，挤出温度为140℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为20r/min，使导电粒子在胶粒体系中均匀分散；
S2、再将S1中添加了导电粒子的胶粒与增粘树脂、导热填料、触变剂进行双螺杆挤出共混，挤出温度为160℃，螺杆转速为20r/min；
S3、将共混后的胶粒放进涂布机中，进行加热熔融涂布，熔融温度为100℃，熔融的胶膜的粘度范围为700Pa·s，涂布机速为15m/min，熔融的胶膜涂布在双面硅油格拉辛纸上，涂布胶膜的厚度为40μm，在水温为18-20℃的水冷却辊上冷却干燥，分切成29mm宽度的卷状产品，得到ACF导电胶带。
实施例2
本实施例提供一种ACF导电胶带，包括离型层和胶膜层；本实施例的离型层为离型纸，离型纸的材质为双面硅油格拉辛纸。离型层上表面涂覆胶膜层，胶膜层厚度为60μm，胶膜包括以下重量份组分：
Figure BDA0002200577810000051
导电粒子为球形的镀银铝粒子，导电粒子的粒径为30～50μm，镀银铝粒子的抗氧化性、导通性均优良。
导热填料为石英。
触变剂为松香树脂和石油树脂。
ACF导电胶带的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺树脂、聚氨酯树脂与导电粒子先进行双螺杆挤出机共混，挤出温度为160℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为30r/min，使导电粒子在胶粒体系中均匀分散；
S2、再将S1中添加了导电粒子的胶粒与增粘树脂、导热填料、触变剂进行双螺杆挤出共混，挤出温度为170℃，螺杆转速为30r/min；
S3、将共混后的胶粒放进涂布机中，进行加热熔融涂布，熔融温度为110℃，熔融的胶膜的粘度范围为1000Pa·s，涂布机速为20m/min，熔融的胶膜涂布在双面硅油格拉辛纸上，涂布胶膜的厚度为60μm，在水温为18-20℃的水冷却辊上冷却干燥，分切成29.5mm宽度的卷状产品，得到ACF导电胶带。
实施例3
本实施例提供一种ACF导电胶带，包括离型层和胶膜层；本实施例的离型层为离型纸，离型纸的材质为双面硅油格拉辛纸。离型层上表面涂覆胶膜层，胶膜层厚度为50μm，胶膜包括以下重量份组分：
Figure BDA0002200577810000052
Figure BDA0002200577810000061
导电粒子为球形的金镍包覆的苯乙烯粒子，导电粒子的粒径为30～40μm。
导热填料为黏土。
触变剂为石蜡。
ACF导电胶带的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺树脂、聚氨酯树脂与增粘树脂、导热填料、触变剂进行双螺杆挤出共混，挤出温度为175℃，螺杆转速为30r/min；
S2、将S1中共混后的胶粒放进涂布机中，进行加热熔融涂布，熔融温度为110℃，熔融的胶膜的粘度范围为1100Pa·s，涂布机速为20m/min，熔融的胶膜涂布在双面硅油格拉辛纸上，涂布胶膜的厚度为60μm，同时，将导电粒子均匀的喷涂(此处是在热熔胶膜涂布辊下方配有一个喷砂喷头，通过喷头将导电粒子均匀喷洒在热熔状态的胶膜表面)在热熔状态的胶膜上，经过水温为18-20℃的水冷却辊压辊冷却干燥后完成涂布收卷，得到ACF导电胶带。
实施例4
本实施例提供一种ACF导电胶带，包括离型层和胶膜层；本实施例的离型层为离型纸，离型纸的材质为双面硅油格拉辛纸。离型层上表面涂覆胶膜层，胶膜层厚度为80μm，胶膜包括以下重量份组分：
Figure BDA0002200577810000062
导电粒子为球形的镀银玻璃珠子，导电粒子的粒径为35～45μm。
导热填料为氧化钡和硫酸钡。
触变剂为滑石粉。
ACF导电胶带的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺树脂、聚氨酯树脂与导电粒子先进行双螺杆挤出机共混，挤出温度为180℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为40r/min，使导电粒子在胶粒体系中均匀分散；
S2、再将S1中添加了导电粒子的胶粒与增粘树脂、导热填料、触变剂进行双螺杆挤出共混，挤出温度为180℃，螺杆转速为40r/min；
S3、将共混后的胶粒放进涂布机中，进行加热熔融涂布，熔融温度为120℃，熔融的胶膜的粘度范围为1400Pa·s，涂布机速为25m/min，熔融的胶膜涂布在双面硅油格拉辛纸上，涂布胶膜的厚度为80μm，在水温为18-20℃的水冷却辊上冷却干燥，分切成29.5mm宽度的卷状产品，得到ACF导电胶带。
本发明对实施例2制备的ACF导电胶带制卡及卡性能进行测定，结果见表1：
其中：弯曲性质：
测试规程：见GB/T 17554.1-2006第5.8项(ISO/IEC 10373-1：1998第5.8项)；
判定要求：同一片卡循环测试2000次后，测试卡体无开裂、破损，并且功能保持完好。
扭曲性质：
测试规程：见GB/T 17554.1-2006第5.9项(ISO/IEC 10373-1：1998第5.9项)；
判定要求：同一片卡循环测试2000次后，测试卡体无开裂、破损，并且功能保持完好。
模块粘接牢度：
6触点模块：粘接牢度测试仪(使用山度牌模块推力测试仪，φ6mm推块，下压速度10mm/分)≥90N。
8触点模块：粘接牢度测试仪(使用山度牌模块推力测试仪，φ8mm推块，下压速度10mm/分)≥120N。
非接电性能：
双界面卡片有两种芯片读取方式，一种是通过接触式的探针，接触模块表面特定的触点后完成数据的读写；另一种是通过RFID技术，通过非接触式的读卡器完成对芯片内容的读写。
弯扭曲测试后卡片非接电性能合格，指的就是卡片能够进行非接触式读写(具体表现在生产工艺上，就是模块通过异向导电胶膜能够与卡体中的天线层形成稳定的导通。说明ACF导电胶带的导通性合格)
表1试验结果
Figure BDA0002200577810000071
Figure BDA0002200577810000081
对比例1
与实施例2不同的是，选用的导电粒子的粒径为10～20μm。
然而选用这个粒径下制得的ACF导电胶带制卡时，需要双界面银行卡封装设备具有非常精确的压力控制系统，同时增加热压时间和压力。一旦热压不成功，就会导致卡片报废。封装的整体成功率仅在85％左右。
对比例2
与实施例2不同的是，选用的导电粒子的粒径为60～80μm，由于需要胶膜层的厚度超过导电粒子的粒径，故胶膜层厚度在100μm左右。
然而选用这个粒径下制得的ACF导电胶带制卡时，过厚的胶膜会使得模块的触点升高，不能满足(GB/T 16649.2-2006识别卡带触点的集成电路卡第2部分:触点的尺寸和位置)国标的要求；另外使用这个厚度的胶膜在卡片的封装过程中会因为胶量过大而出现溢胶现象，损坏卡体表面效果，影响卡表面美观度。
对比例3
与实施例2不同的是，选用的导电粒子为纯银粒子。
纯银粒子做成的胶膜在测试中，常温下的导通性能是合格的。但是经过高温高湿的老化测试，128小时后，银粒子的氧化严重，会导致胶膜的纵向导通性变差。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种ACF导电胶带，其特征在于，包括离型层和胶膜层；所述离型层上表面涂覆胶膜层，所述胶膜层厚度为40～80μm，所述胶膜包括以下重量份组分：
Figure FDA0002931552200000011
所述导电粒子为镀银铜粒子、镀银铝粒子、镀银玻璃珠子或金镍包覆的苯乙烯粒子中的任意一种，所述导电粒子的粒径为20～50μm；
所述导热填料为碳酸钙、滑石粉、石英、氧化锌、氧化钡、黏土、硫酸钡中的任意一种或多种物质的混合物组成；
所述触变剂为气相二氧化硅、黏土、滑石粉、石蜡、松香树脂、石油树脂中的任意一种或多种物质的混合物组成。
2.根据权利要求1所述的ACF导电胶带，其特征在于，所述胶膜包括以下重量份组分：
Figure FDA0002931552200000012
3.一种权利要求1-2任一项所述的ACF导电胶带的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺树脂、聚氨酯树脂与导电粒子先进行双螺杆挤出机共混，使导电粒子在胶粒体系中均匀分散；
S2、再将S1中添加了导电粒子的胶粒与增粘树脂、导热填料、触变剂进行双螺杆挤出共混；
S3、将共混后的胶粒放进涂布机中，进行加热熔融涂布，熔融的胶膜涂布在离型纸上，在水冷却辊上冷却干燥，得到ACF导电胶带。
4.根据权利要求3所述的ACF导电胶带的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1)中，双螺杆挤出机的挤出温度为140～180℃，螺杆转速为20～40r/min；所述步骤S2)中，挤出温度为160～180℃，螺杆转速为20～40r/min；所述步骤S3)中，熔融温度为100～120℃，熔融的胶膜的粘度范围为700～1400Pa·s，涂布机速为15～25m/min，水冷却辊的水温为18-20℃。
5.一种权利要求1-2任一项所述的ACF导电胶带的制备工艺，包括如下步骤：
S1、将聚酰胺树脂、聚氨酯树脂与增粘树脂、导热填料、触变剂进行双螺杆挤出共混；
S2、将S1中共混后的胶粒放进涂布机中，进行加热熔融涂布，熔融的胶膜涂布在离型纸上，同时，将导电粒子均匀的喷涂在热熔状态的胶膜上，经过水冷却辊压辊后完成涂布收卷，得到ACF导电胶带。
6.根据权利要求5所述的ACF导电胶带的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1)中，挤出温度为150～200℃，螺杆转速为20～40r/min；所述步骤S2)中，熔融温度为100～120℃，熔融的胶膜的粘度范围为700～1400Pa·s，涂布机速为15～25m/min，水冷却辊的水温为18-20℃。
7.根据权利要求1-2任一项所述的ACF导电胶带在双界面芯片卡上的应用。
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