CN114229231B - 一种盖带及电子元器件包装体 - Google Patents

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Abstract

一种盖带,依次包括基材层a、中间层b以及热封层c,所述中间层b由沿所述基材层a至所述热封层c方向杨氏模量E递减的2~6层结构层组成,且所述结构层的Emax≤750Mpa,Emin≥100Mpa。本发明通过采用设置杨氏模量E逐层递减的多层共挤结构层构成中间层,使盖带在高速剥离时受到的瞬时冲击力被逐层缓冲释放,解决了盖带在高速剥离下的断裂问题。

Description

一种盖带及电子元器件包装体
技术领域
本发明涉及一种盖带,其是用于电子元器件包装体的盖体。
背景技术
为了适应电子元器件封装的自动化和高速化发展,通常将电子元器件收纳在载带收纳孔中,所述载带是指以一定间隔在长条带状片材上形成与电子元器件形状相适应的收纳孔的长条。当电子元器件收纳在收纳孔后,通过热密封盖带覆盖收纳孔,形成电子元器件包装体。通常,载带片材选自PS、PET、PC等中的一种或多种,盖带可以为在聚酯膜基材上层叠由热塑性树脂组成的热封层形成。
近年来,电容器、电阻器、IC、LED、连接器等各式各样的电子元器件的微小化、轻量化、薄型化得到显著发展,当将电子元器件从所述包装体中取出而剥离盖带时,对盖带的性能要求更高:需要更高的透明度以检测包装后的小型化电子部件的收纳情况;需要更低的剥离静电压,达到更好的抗静电效果,防止因电子元器件包装体运输时的振动导致电子元器件与盖带内表面摩擦产生静电或者盖带剥离时产生静电而发生静电击穿而损坏;要求盖带具有更好的强度和韧性,防止在高速剥离时发生断裂,影响自动化工作进程。
因此如何避免盖带断裂是近年来研究的热点。例如公开号CN103619725A公开一种覆盖膜,其中间层使用软化温度为98~109℃的茂金属(metallocene)直链状低密度聚乙烯,通过在热封时中间层的软化来缓和热封烙铁的接触不均,得到稳定地剥离强度,防止高速剥离时的冲击导致盖带断裂;又例如公开号CN111344148A公开一种覆盖膜,其热封层的热塑性树脂由玻璃化转变温度不同的2种(甲基)丙烯酸酯共聚物以及酰肼基化合物的混合物构成,可以保证剥离强度的稳定性,防止剥离断裂并具有高度透明性。
上述方案都是通过对中间层或热封层的树脂的调整来减少剥离时的波动,以此来防止盖带断裂。但是在实际应用中发现,盖带的断裂往往是由于在高速剥离时,盖带瞬间承受的冲击力未得到及时的缓冲而产生的,因此控制剥离强度的稳定性并不能完全解决高速剥离时的断裂问题。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明的目的是提供一种盖带,通过采用设置杨氏模量E逐层递减的多层共挤结构层构成中间层,使盖带在高速剥离时受到的瞬时冲击力被逐层缓冲释放,解决了盖带在高速剥离下的断裂问题。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种盖带,依次包括基材层a、中间层b以及热封层c,所述中间层b由沿所述基材层a至所述热封层c方向杨氏模量E递减的2~6层结构层组成,且所述结构层的Emax≤750Mpa,Emin≥100Mpa。
杨氏模量E越小,则结构层的刚性越小,受到冲击时越容易发生弹性形变,抗冲击力越强。当中间层b的各层结构层的杨氏模量E按照上述递减方式设置时,越靠近热封层c侧,结构层越软,即越容易发生弹性形变,当高速剥离时,盖带承受的冲击力被逐层缓冲释放,解决了盖带因瞬间冲击力过大而发生断裂的问题。当杨氏模量Emax>750Mpa时,结构层的刚性过大,无法达到缓冲释放冲击力的目的,使盖带在高速剥离时发生脆性断裂。当杨氏模量Emin<100Mpa时,结构层过软,使盖带在高速剥离时易拉丝。
作为本发明的进一步优选,所述结构层的熔点Tm沿所述基材层a至所述热封层c方向递减,且所述结构层的Tmmax≤135℃,Tmmin≥85℃。
本发明采用结构层各层树脂熔点Tm递减的方式设置结构层,可以使盖带在热封时作用于基材层a的热量得到有效分散和传递,避免因热封温度过高引起热封层c的劣化,影响盖带剥离强度的稳定性,同时采用上述熔点Tm递减的方式设置结构层可以更好的控制杨氏模量E以上述方式递减设置。
作为本发明的进一步优选,所述结构层的杨氏模量E沿所述基材层a至所述热封层c方向以10%~30%的比例逐层递减。
在上述递减比例范围内降低结构层的杨氏模量E,可以使盖带剥离时的瞬时冲击力的传递更加充分,以此来防止盖带高速剥离时的断裂。
作为本发明的进一步优选,所述结构层的熔点Tm沿所述基材层a至所述热封层c方向以10%~15%的比例逐层递减。
在上述递减比例范围内降低结构层的熔点Tm,一方面可以使各层结构层的热量传递的均匀性好,使盖带的热封性和剥离稳定性更好,另一方面与上述杨氏模量E递减的比例相匹配。
作为本发明的进一步优选,所述结构层包括1~15wt% LDPE、1~33wt%MLLDPE和65~89wt%LLDPE。
在本发明中,为了进一步使得在实际生产应用中结构层的杨氏模量E范围可控,设计并确定了构成结构层的树脂材料以及比例的范围。其中,LDPE的长支链含量最多,可以直接增强结构层的弹性、降低结构层的杨氏模量E。当LDPE含量小于1%时,结构层的杨氏模量E会大于750Mpa,使盖带的弹性降低,脆性增加,在高速剥离时易发生断裂;当LDPE的含量大于15wt%时,结构层的结晶度高,影响盖带的透明度。
MLLDPE的晶体结构多为短片晶,片晶串之间有较大的非晶区,因此MLLDPE除了具有优异的物理机械性能之外,还具有较好的弹性,可以辅助降低结构层的杨氏模量E。当MLLDPE的含量小于1%时,无法起到协同降低杨氏模量E的作用;当MLLDPE的含量大于33%时,会使盖带的粘性增加,解卷困难。
LLDPE作为含量最高的组分,其主要目的是为盖带提供足够刚性,当LLDPE的含量大于89%时,无法将结构层的杨氏模量E控制在750 Mpa之下;当LLDPE的含量小于65%,无法提供足够的刚性满足上述递减的设置,使盖带在高速剥离时存在断裂的风险。
作为本发明的进一步优选,所述LDPE的粘流活化能Eη为45~55kJ/mol,所述MLLDPE的粘流活化能Eη为28~32kJ/mol,所述LLDPE的粘流活化能Eη为20~25kJ/mol。以Eη(粘流活化能)作为指标,可以很直接地反应树脂中的支链的长度和含量,通过仪器检测得到的Eη数据,就可以确定树脂的支链长度以及支链含量范围。由于长支链含量越高,支化度越高,则表现为Eη越大,杨氏模量E越小,因此,通过控制合适Eη范围内的聚乙烯树脂的含量就可以达到控制每层结构层的杨氏模量E的目的。
作为本发明的进一步优选,所述结构层在190℃、2.16kg的测试条件下的熔体流动速率MFR为2.0~4.0g·10min-1。当结构层的MFR(190℃,2.16kg)在上述范围内时,结构层的可加工性能好,可以满足工业制备需求,且制成的盖带具有合适的挺度,在剥离过程中不会由于盖带过软发生拉丝的问题,使盖带的综合性能优异。
作为本发明的进一步优选,邻接所述基材层a的所述结构层包括1~2wt% LDPE、10~33wt%MLLDPE和65~89wt%LLDPE。按照上述比例制备该结构层,可以使结构层的杨氏模量E在500~750MPa的范围内,保证盖带具有足够的刚性和强度,且综合性能优异;并使该结构层的熔点Tm为100~135℃,保证盖带具有可靠的热封性能。
作为本发明的进一步优选,邻接所述热封层c的所述结构层包括10~15wt% LDPE、1~20wt%MLLDPE和65~89wt%LLDPE。按照上述比例制备该结构层,可以使结构层的杨氏模量E在100~350 MPa的范围内,保证盖带具有足够的弹性,以达到传递高速剥离时的冲击力的目的。
另外,当结构层的材料相同时,其厚度越小则杨氏模量E越小。其余各结构层的设置可以通过调节LDPE、MLLDPE和LLDPE三者之间的含量比例和厚度来实现。
作为本发明的进一步优选,所述中间层b的总厚度为20~50μm,更优选为25~40μm,当中间层的总厚度大于50μm时,获得合适的热封强度的热封温度会过高;当中间层的总厚度小于20μm时,无法起到足够的缓冲作用,并会导致盖带的剥离强度稳定性差的问题。
另一方面,本发明还进一步提供一种将所述盖带用作盖材的电子元器件包装体。该电子元器件包装体具有高透明度,便于对收纳于包装体内的电子元器件进行检查,在高速剥离时不会发生盖带断裂等安装工序中的故障,适用于电子元器件封装的自动化和高速化生产。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
本发明通过设置杨氏模量E逐层递减的多层共挤结构层作为中间层,使盖带在高速剥离时受到的瞬时冲击力被逐层缓冲释放,解决了盖带在高速剥离下的断裂问题。同时采用各层树脂熔点Tm递减的方式设置上述结构层,以使盖带具有优异的热封性能,并进一步控制杨氏模量E的递减设置。
本发明进一步设计并确定了构成结构层的树脂材料以及比例的范围,通过调控组分比例的方式来调控构成的结构层的弹性,从而达到各层结构层的杨氏模量E可控的目的。
附图说明
附图1为本发明结构示意图。
附图2为本发明实施例中间层b的结构层组成图。
附图3为本发明实施例的数据检测结果图。
附图说明:基材层a、中间层b、热封层c、粘结层d、第一结构层101、第二结构层102、第三结构层103。
具体实施方式
本发明提供的一种盖带,如附图1所示,由基材层a、中间层b以及热封层c构成,其中基材层a和中间层b之间增设粘结层d,以增加两者之间的粘结性能。
基材层a为盖带的支撑层,其可以为PET、PP、PA等热塑性树脂制成,厚度为8μm~30μm。若基材层厚度<8μm,无法提供足够的刚性与强度,若厚度>30μm,热封所需温度会提高,并且难以获得所需的热封强度。更进一步地,优选基材层的厚度为10μm~25μm。
热封层c为复合型树脂分散液涂布层,具体可选择乳液型树脂分散液、溶剂型树脂分散液,并且可选择性地加入高分子型抗静电剂、导电聚合物或者金属氧化物等,使盖带的剥离静电压<220V,抗静电效果优异。
粘结层d可以选择聚氨酯类、异氰酸酯类粘合剂经涂覆形成。
中间层b由沿所述基材层a至所述热封层c方向杨氏模量E递减的2~6层结构层组成。
实施例
在实施例及比较例中,对于基材层a、热封层c以及粘结层d选择本领域技术中通用的材料即可,故不再赘述。
关于中间层b选用的材料如下:LDPE可选择辐射法、熔融支化法或者催化剂合成得到,本实施例采用的LDPE经测试,Eη=48kJ/mol;MLLDPE(18H10AX:大庆石化公司)经测试,Eη=30kJ/mol;LLDPE(2426H:大庆石化公司)经测试,Eη=25kJ/mol。
本发明实施例以实施例1为例,中间层b的结构层沿基材层a至热封层c的方向设置有第一结构层101、第二结构层102、第三结构层103,以此类推。
实施例1~8的中间层b组成如附图2所示。
按照上述实施例所述成分在实验室中制备相同厚度的单层结构层,用“ASTMD882-02 塑料薄板材抗拉特性的试验方法”测定各结构层的杨氏模量E,用DSC和熔体流动速率测定仪测定各结构层的熔点Tm和熔体流动速率MFR(190℃,2.16kg),结果如附图3所示。
根据测定结果,实施例1~8制备得到的各结构层杨氏模量E递减,熔点Tm递减,而熔体流动速率MFR则呈递增趋势。由此可证明熔点Tm的表征与杨氏模量E的表征呈正相关,因此可以通过熔点Tm的测定辅助确定杨氏模量E的范围;熔体流动速率MFR越高表示可加工性越好,本实施例中各结构层熔体流动速率MFR全部大于2.0g·10min-1,证明结构层的可加工性能较好,可以满足工业制备需求。
除此之外,从上述测定数据可基本判断:在LLDPE重量份保持在65~80wt%范围内时,MLLDPE比例不变,LDPE添加量越多,结构层的杨氏模量E越低,表现为材料刚度越小,受力时发生的弹性形变越强;在LLDPE重量份保持在65~80wt%范围内时,LDPE比例不变,MLLDPE的添加量增多也可降低杨氏模量E,起到辅助降低杨氏模量E的作用。
将实施例1~8中各结构层与基材层a通过粘结层d层压复合,然后在远离基材层a的结构层侧涂覆复合型树脂分散液干燥后形成热封层c,制成盖带。将盖带分切成5.4mm宽度,按照如下热封条件(温度:180~210℃、压力:0.23Mpa、烙铁长度:40MM、封合时间:30ms)热封在载带(浙江洁美电子科技股份有限公司制,产品牌号:7100,黑色PC载带)上,然后以3000mm/min剥离速度,180°剥离角进行剥离,观察其断裂情况;并采用标准ASTM D1003测量盖带的透光率和雾度,结果如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
如上所示,实施例1~8在高剥离速度3000mm/min的测试下未发生断裂,并且均满足雾度≤35%的要求,除了实施例2、7,其余实施例也都满足透光率≥80%的要求;实施例2、7的透光率略低于80%,其可能原因是总厚度较大,并且LDPE的比例较高,导致结构层的结晶度较高,影响了透光率;实施例8表现为透光率最高、雾度最低,推测与实施例8的总厚度有关。
设置对比例1~3,其与实施例1不同之处在于,三层结构层均采用如下单一树脂材料制备,并进行测定:
Figure DEST_PATH_IMAGE004
上述结果可知,对比例2使用单一的LDPE,其虽然没有发生断裂情况,但是透光率和雾度均不能满足要求,并存在拉丝现象。对比例1和对比例3分别使用单一的LLDPE和MLLDPE,虽然雾度和透光率较好,但是盖带测试时发生断裂,无法达到要求;并且熔体流动速率MFR小于2.0g·10min-1,不利于中间层b的成型。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种盖带,依次包括基材层(a)、中间层(b)以及热封层(c),其特征在于,所述中间层(b)由沿所述基材层(a)至所述热封层(c)方向杨氏模量E递减的2~6层结构层组成,且所述结构层的Emax≤750Mpa,Emin≥100Mpa;所述中间层(b)的总厚度为20~50μm;所述结构层包括1~15wt% LDPE、1~33wt% MLLDPE和65~89wt% LLDPE。
2.根据权利要求1所述的一种盖带,其特征在于,所述结构层的熔点Tm沿所述基材层(a)至所述热封层(c)方向递减,且所述结构层的Tmmax≤135℃,Tmmin≥85℃。
3.根据权利要求1所述的一种盖带,其特征在于,所述结构层的杨氏模量E沿所述基材层(a)至所述热封层(c)方向以10%~30%的比例逐层递减。
4.根据权利要求2所述的一种盖带,所述结构层的熔点Tm沿基材层(a)至热封层(c)方向以10%~15%的比例逐层递减。
5.根据权利要求1所述的一种盖带,其特征在于,所述LDPE的粘流活化能Eη为45~55kJ/mol,所述MLLDPE的粘流活化能Eη为28~32kJ/mol,所述LLDPE的粘流活化能Eη为20~25kJ/mol。
6.根据权利要求1所述的一种盖带,其特征在于,所述结构层在190℃、2.16kg的测试条件下的熔体流动速率MFR 为2.0~4.0g·10min-1
7.根据权利要求1所述的一种盖带,其特征在于,邻接所述基材层(a)的所述结构层包括1~2wt% LDPE、10~33wt%MLLDPE和65~89wt%LLDPE。
8.根据权利要求1所述的一种盖带,其特征在于,邻接所述热封层(c)的所述结构层包括10~15wt% LDPE、1~20wt%MLLDPE和65~89wt%LLDPE。
9.一种电子元器件包装体,其特征在于,其使用权利要求1~8任一项所述的盖带作为盖材。
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