CN1672900B - 柔性金属箔叠层制备装置及采用这种装置的制备方法 - Google Patents

Abstract

提供一种双带压押装置，即便在延长的连续制作过程之后，也能够稳定地形成具有良好外观的柔性金属箔叠层。在本发明中，双带压押装置安装有环带，其中环带在300℃条件下其0.2％耐力为1100牛顿/平方毫米或更多。由于这些条件增加了环带的耐力并能够有效地防止产品表面平整度和光滑度的损坏，因此这些条件防止了环带内部的瑕疵传递到产品。因此，可在延长的时间期间内连续而稳定地制作具有良好外观的叠层。

Description

柔性金属箔叠层制备装置及采用这种装置的制备方法

技术领域

本发明涉及一种将被用做制备叠层的双带压押装置以及采用这种装置的制备方法。更具体地说，涉及一种通过把热压缩粘合多层聚酰亚胺膜热压缩粘合到金属箔上而制备柔性金属箔叠层的双带压押装置、以及采用这种装置的制备方法。

背景技术

通过将芳香族聚酰亚胺膜粘合到金属箔上而制备的叠层已经广泛用做电子元件的衬底材料等。在这些叠层中，柔性金属箔叠层是一种将多层聚酰亚胺膜(已采用铸型薄膜形成方法层叠和一体形成的高热阻芳香族聚酰亚胺层和热压缩粘合芳香族聚酰亚胺层)热压缩至金属箔而制备的叠层。由于在粘合芳香族聚酰亚胺膜和金属箔时不使用粘合剂(环氧树脂等)，这种叠层具有非常优良的热阻，而且尺寸非常稳定。

通过在冷却之后、采用双带压押装置在压力下将热压缩粘合多层聚酰亚胺膜热压缩粘合至金属箔，制备柔性金属箔叠层。采用热压缩粘合，最高加热至大约400℃。

本文中，“双带压押装置”是指如下装置，即通过将多个片材连续输送到一个设置在另一个之上的成对环带之间、并通过热压缩单元利用环带热压缩粘合片材而形成叠层的装置。对于热压缩粘合单元，有几种类型的方法，例如采用液压板接触压押方法(称作“液压方法”)和利用鼓进行滚动夹捏压押(nipped pressure)的方法，可转动安装在鼓之间的环带和/或辊子。

如图4简要示出的，液压型双带压押装置是指如下装置，即通过在箭头X所示的方向上在成对环带1和1之间连续输送多个片材21至26、并分别通过液压板3利用环带热压缩粘合片材21至23和24至26、而形成叠层27的装置，其中利用由符号D所示的鼓转动一个设置在另一个之上的成对环带1和1，液压板3设置在各自的环带1和1的内部区域11。例如，当制备柔性金属箔叠层时，通过给该装置提供金属箔(21、23、24和26)并热压缩粘合多层聚酰亚胺膜(22和25)，再对其进行热压缩粘合，就制成产品(27和28)，产品27和28是由金属箔/聚酰亚胺膜/金属箔组成的三层叠层产品。

图5是图4所示液压板3的液压表面31的简要示意图。液压板3的液压表面31是与环带1(参见图4)的内表面12相对的表面。如图5所示，在液压板3的液压表面31上，沿液压表面31的周边32设有凹槽33。在该凹槽33中，为紧密封闭流体的压力，安装框架4。在此，箭头X表示将被热压缩粘合的片材的输送方向。

图6是图4所示的部分A的简要剖视图。如图6所示，片材2(21至26)在上下环带之间沿箭头X所示的方向输送，而且片材2在其内的液压板3彼此相对的区域内通过流体压力P进行压押粘合。

为紧密封闭流体压力，框架4插接在液压板3的凹槽33中。框架4与环带1接触，并面对液压板3。通过压押液压板3的表面31、框架4的内部41和环带1限制流体介质5。而且，当制备叠层时，通过环带1以流体压力P压押片材2。此时，类似于压押，通过利用环带1加热流体介质而进行加热。

另一方面，滚动压押型双带压押装置的典型实例是如下一种装置，即通过使用安装在鼓之间的能够加热压押的棍子、代替上述液压式液压板，穿过环带进行加热和压押，进而进行热压缩粘合，而形成叠层的装置，其中鼓设置成用于转动环带。这里，在上述鼓和棍子中，主要采用电绝缘加热实现加热。

在专利文献1中已描述了柔性金属箔叠层。在专利文献2和专利文献3中，已公开了压押式双带压押装置的详细结构的实例，而在专利文献4中，已公开了滚动压押式双带压押装置的详细结构的实例。

〔专利文献1〕日本出版物未审查专利申请JP2000-103010。

〔专利文献2〕日本出版物未审查专利申请JP-S-61-144298。

〔专利文献3〕日本出版物未审查专利申请JP-S-62-74611。

〔专利文献4〕日本出版物未审查专利申请JP2001-129919。

同时，随着技术革新，例如电子元件的进一步复杂化和更加精确，上述柔性金属箔已广泛用做电子元件的衬底材料等。因此，越来越需要在这些柔性金属箔叠层中具有特别高度的表面平整度和光滑度。然而，通过使用上述的双带压押装置对柔性金属箔叠层的长时间连续生产中，有时会产生对产品的表面平整度和平滑度的损伤。

发明内容

因此，通过细致地研究表面平整度和光滑度发生部分损坏的原因并改进双带压押装置，本发明的主要目的是提供一种双带压押装置，即便延长的连续制造之后，也能够稳定地形成具有良好外观的柔性金属箔叠层，本发明还提供一种使用该装置的的制作方法。

由于细致地研究了上述表面平整度和光滑度产生部分损坏的原因，本发明人发现，对于由于接触而施加的物理作用之类的原因，当环带与设置在环带内部区域的鼓、在液压方法中使用的液压粘合框架、在滚动夹捏压押方法中使用的压押棍子等接触时，外来物质侵入接触间隙，在环带内部产生瑕疵，这些瑕疵在外部(环带之间的侧部)上产生微小变形，并且传递给产品。

因此，做为几乎不产生这些微小变形的环带敏锐(keen)检查的结果，发明人得出结论，通过使用在特定温度条件下耐力(proof stress)为预定数值或者更多的环带，可以有效地防止产品表面平整度和光滑度损坏。这里，在本发明中，“表面平整度和光滑度损坏”是指在产品叠层表面形成了凹部分或者凸部分，不管其详细形状如何，而且不是很狭义的解释。

更具体地说，发明人最新发现在300。℃条件下其0.2％耐力为1100牛顿/平方毫米或更多的环带几乎不产生变形，即便双带压押(press)装置已连续工作了延长的时间期间。本发明就是基于此新颖的知识完成的。

也就是说，本发明首先提供一种双带压押装置，用于通过将多个片材连续输送至一个设置在另一个之上的成对环带之间、并采用设置在环带的各自内部区域中的热压缩粘合单元通过环带热压缩粘合所述片材、而形成叠层，其中安装在300℃条件下其0.2％耐力为1100牛顿/平方毫米或更多的环带。而且提供例如双带压押装置，其中热压缩粘合单元是采用液压方法或者滚动夹捏压押方法的热压缩粘合单元。更进一步地，提供双带压押装置，其中该环带是骤然变硬的不锈钢带而且至少包含钛。

随后，本发明提供一种使用安装有环带的双带压押装置制作叠层的方法，所述环带在300℃条件下其0.2％耐力为1100牛顿/平方毫米或更多，而且本发明还提供该压押装置的制作方法，其中：叠层是一种柔性金属叠层，用于该柔性金属叠层的金属箔已被热压缩粘合至高热阻芳香族聚酰亚胺膜的至少一个表面。

采用双带压押装置或者使用该装置的叠层制作方法，对于制作柔性金属叠层，可在延长的时间期间内，连续而稳定地制作具有高度的表面平整度和光滑度的高质量柔性金属叠层。因此，能够降低所述叠层的制作成本。

双带压押装置或者使用该装置的叠层制作方法不但可应用于制作柔性金属叠层，而且例如还应用于制作相对较厚的叠层。特别是，本发明对于在200℃或更多高温下需要热压缩粘合的叠层、需要精确地热压缩粘合以及高度平整度和光滑度的叠层等等很有用。

附图说明

图1是室温下和300℃条件下以环带A的0.2％的耐力进行比较的图形(曲线图)。

图2是室温下和300℃条件下以环带B的0.2％的耐力进行比较的图形(曲线图)。

图3是室温下和300℃条件下以环带C的0.2％的耐力进行比较的图形(曲线图)。

图4的示意图示出了传统技术的实例，为表示采用液压方法的双带压押装置的轮廓的比较性示意图。

图5的示意图示出了传统技术的实例，为表示采用液压方法的液压双带压押装置的液压板3的液压表面31的简要示意图。

图6的简要剖视图图示出了一种液压双带压押装置中的传统技术，该压押装置的一部分向片材2施加流体压力P。

附图标记说明：

1：环带；2：片材；3：液压板；4：紧密关闭流体压力的框架；5：流体介质；D：鼓；P：流体压力；X：片材的输送方向。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的优选方式和实施例。

首先，本发明可应用于所有双带压押装置。另外，本发明优选用于热压缩粘合单元中具有液压粘合框架的液压方法、以及利用鼓和/或棍子进行热压缩和加热的滚动夹捏按压方法，而且特别是，优选应用于200℃或者更高的高温条件下实现热压缩粘合。

做为应用在本发明中的环带，使用在300℃条件下0.2％耐力为1100牛顿/平方毫米的环带。

当利用双带压押装置制作柔性金属箔叠层时，由于环带也被最高加热至大约400℃，因此即便在室温下测得环带的0.2％耐力，也难于判断环带是否具有足够的耐用性。

与此相反，通过在300℃条件下测量0.2％耐力，可简单而精确地判断出环带的耐用性。另外，本发明的优点还在于能够通过预先检查在把环带安装在双带压押装置上之前环带的耐用性、而从经验上估算并确定可能连续工作的小时数。

使用在300℃条件下0.2％耐力为1100牛顿/平方毫米或更多的环带，例如，使用骤然变硬的不锈钢带。

这种“急促变硬的不锈钢”是指通过进行热处理同时加入Al，Ti，Nb，Cu等中的一种、两种或者多种而具有高强度的不锈钢。所述热处理是这样实现的，即：在诸如Al，Ti，Nb和Cu元素达到过饱和状态的温度下保持不锈钢，并在热处理之后，通过把该不锈钢放在低温等环境下而骤然形成金属间化合物，该不锈钢具有高强度。此处，根据矩阵组成，骤然变硬的不锈钢分成马氏体(martensitic)不锈钢、铁氧体不锈钢、奥氏体(austenitic)不锈钢等。

而且，做为在300℃条件下0.2％耐力为1100牛顿/平方毫米或更多的环带，可使用至少包含钛的带。特别是，优选至少包含钛的骤然变硬不锈钢。

这里，在本发明中，柔性金属箔叠层是指芳香族聚酰亚胺膜和金属箔组成的叠层。芳香族聚酰亚胺基膜适于连续制作包括本发明中的热压缩粘合工艺的叠层。

例如，优选其厚度为5至150微米的高热阻芳香族聚酰亚胺膜，特别是其由两层结构的、厚度为2至30微米的热压缩粘合芳香族聚酰亚胺膜组成的高热阻芳香族聚酰亚胺膜、以及其厚度为5至125微米的高热阻芳香族聚酰亚胺膜。做为金属箔，例如，可使用其厚度为5至50微米的电镀铜箔、卷式铜箔、铝箔、不锈钢箔等。

〔实施例1〕

首先，制备具有“表1”所示的三种类型的合成物的环带(A、B和C)以进行连续制备测试，从而比较耐用时间和0.2％耐力。通过在300℃加热温度条件下进行连续操作，采用双带压押方法，实现连续制备测试。对于片材，可使用聚酰亚胺基膜(由Ube Industries，Ltd.制造，商标为UPILEX，厚度为25微米)、以及铜箔(由Nippon Denkai，Ltd.制造，厚度为18微米)。

〔表1〕

合成的部件

带A〔重量百分比)

带B(重量百分比)

带C(重量百分比)

本发明实施例1的结果图示在下“表2”中并附加在图1至图3中。图1至图3是用图表表示的“表2”的图表。图1表示环带A的结果，图2表示环带B的结果，而图3表示环带C的结果。这里，通过测量直到发生表面平整度和光滑度受到部分损坏(均匀度在水平方向上宽度为1毫米或更多、在垂直方向上宽度为1微米或更多)的时间，来测量耐用时间。采用JIS标准Z2201和Z2241中所述的方法测量0.2％耐力。

〔表2〕

带

耐用时间(时间)

室温

0.2％耐力(牛顿/平方毫米)

300℃

0.2％耐力(牛顿/平方毫米)

如上述表2和图1所示，环带A在室温和300℃条件下的耐用时间大约为600小时，该时间很短。在所有三种带中，室温下0.2％耐力几乎为1400牛顿/平方毫米，然而在300℃条件下，其下降至1100牛顿/平方毫米或更低。因此，不能基于室温下0.2％耐力判断出环带是否具有连续工作的耐力，然而在300℃条件下，该值变得明显很低，可用做耐力判断临界值。

之后，如上述表2和图2所示，环带B在室温和300℃条件下具有1000小时或更多的耐用时间，其耐力很高。与环带A相比较，这些环带B在室温下的0.2％耐力存在很大差别，然而，300℃条件下的0.2％耐力为1100牛顿/平方毫米或更多，很明显其高于环带A的这些值。因此，300℃条件下0.2％耐力的测量结果用做耐力指数。

之后，如上述表2和图3所示，环带C在室温和300℃条件下具有1000小时或更多的耐用时间，其耐力很高。类似于环带B，也在这些环带C中，300℃条件下的0.2％耐力为1100牛顿/平方毫米或更多，很明显其高于环带A的这些值。因此，300℃条件下0.2％耐力的测量结果用做耐力指数。

基于上述结果，可判断出300℃条件下的0.2％耐力为1100牛顿/平方毫米或更多的环带，以具有高耐用性。因此，通过使用上述环带，可连续制造柔性金属箔叠层，而不必更换环带。

而且，在环带A、环带B和环带C之间的材料比较中，如表1所示，是否包含钛是存在差别的。基于此，可以假设包含钛的环带具有高耐用性。

通过使用本发明所述的装置，由于可在延长的时间期间内连续且稳定地制造具有优良外观的叠层，因此本发明具有工业实用性。特别是，本发明所述的装置或者方法在工业上的用途在于，可在延长的时间期间内连续而稳定地制造通常用做电子材料的柔性金属箔叠层。

Claims (6)

1.一种双带压押装置，具有上下配置的一对环带和设置在所述环带的各自内部区域中的热压缩粘合单元，

将多个片材连续输入至所述环带之间，并采用所述热压缩粘合单元而通过所述环带来热压缩粘合所述片材，从而形成叠层，

其中：

所述环带在300C条件下的0.2％耐力为1100牛顿/平方毫米或更大。

2.如权利要求1所述的双带压押装置，其中：

所述热压缩粘合单元是采用液压方法或者滚动夹捏压押方法的热压缩粘合单元。

3.如权利要求1所述的双带压押装置，其中：

所述环带是骤然变硬的不锈钢带。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的双带压押装置，其中：

所述环带至少包含钛。

5.一种制作叠层的方法，其中：

使用权利要求1至3中任意一项所述的双带压押装置来形成叠层。

6.如权利要求5所述的制作叠层的方法，其中：

叠层是一种柔性金属叠层，用于该柔性金属叠层的金属箔已被热压缩粘合至高热阻芳香族聚酰亚胺膜的至少一个表面。 

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