EP1590416A1 - Verfahren zur verklebung von fpcb's - Google Patents

Verfahren zur verklebung von fpcb's

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EP1590416A1
EP1590416A1 EP03782461A EP03782461A EP1590416A1 EP 1590416 A1 EP1590416 A1 EP 1590416A1 EP 03782461 A EP03782461 A EP 03782461A EP 03782461 A EP03782461 A EP 03782461A EP 1590416 A1 EP1590416 A1 EP 1590416A1
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EP
European Patent Office
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adhesive film
resin
mass fraction
adhesive
fpcb
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03782461A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marc Husemann
Hans Karl Engeldinger
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Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to the bonding of plastic parts, in particular flexible printed circuit boards (FPCB's).
  • FPCB's flexible printed circuit boards
  • Adhesive tapes are widely used processing aids in the age of industrialization. Adhesive tapes are subject to very high requirements, particularly for use in the electronic industry. There is currently a trend in the electronics industry towards ever narrower, lighter and faster components. In order to achieve this, ever greater demands are placed on the manufacturing process. This also applies to the so-called flexible printed circuit boards, which are very often used for electrical contacting of IC chips or conventional printed circuit boards.
  • FPCB Flexible Printed Circuit Boards
  • FPCBs are used in a variety of electronic devices such as B. cell phones, car radios, computers, represented.
  • FPCBs usually consist of layers of copper and polyimide, where appropriate the polyimide layer is glued to the copper foil.
  • FPCBs they are also glued together with other components. In the latter case, polyimide film is glued to polyimide film.
  • heat-activatable adhesive tapes are generally used, which do not release volatile components and can also be used in a high temperature range.
  • the heat-activatable system should continue. be self-crosslinking after temperature activation in order to withstand a subsequent treatment in the solder bath. Since pure thermoplastics become soft again at high temperatures and thus lose their solder bath resistance, their use is generally forbidden. Thermoplastics would be preferable in themselves, since they can be activated in a few seconds and the connection could accordingly be established quickly.
  • Phenolic resin-based heat-activatable adhesive tapes are generally also excluded, since they release volatile constituents during curing and thus lead to the formation of bubbles.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for bonding plastic parts, in particular FPCBs, which overcomes the disadvantages described above.
  • a heat-activatable adhesive system is to be found for this use, which hardens quickly, is self-crosslinking and solder bath-resistant and has good adhesion to polyimide.
  • the adhesive film used according to the invention can be activated thermally and is particularly suitable and includes for the bonding of FPCBs
  • thermoplastic polymer (i) at least one thermoplastic polymer or a modified rubber and (ii) at least one resin.
  • This reactive film which becomes tacky when exposed to heat, is accordingly a mixture of at least one reactive resin which crosslinks at room temperature and forms a three-dimensional, high-strength polymer network, and at least one permanently elastic see thermoplastics, which counteracts embrittlement of the product.
  • an adhesive film is used that
  • thermoplastic polymer or a modified rubber at least one thermoplastic polymer or a modified rubber and at least one tackifying phenolic resin and / or (iii) at least one epoxy resin.
  • the adhesive film is advantageously composed of the at least one thermoplastic polymer with a mass fraction in the film of 20 to 95% by weight, preferably 30 to 90% by weight, the at least one tackifying phenolic resin with a mass fraction of 5 to 50% by weight .-% and the at least one epoxy resin, which can optionally be mixed with hardeners, optionally also accelerators, with a mass fraction of 0 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight.
  • thermoplastic polymer can preferably originate from the group of polyolefins, polyesters, polyurethanes or polyamides or can be a modified rubber, for example nitrile rubber.
  • the particularly preferred thermoplastic polyurethanes (TPU) are known as reaction products from polyester or polyether polyols and organic diisocyanates, such as diphenylmethane diisocyanate. They are made up of predominantly linear marrow molecules. Such products are usually commercially available in the form of elastic granules, for example from Bayer AG under the trade name "Desmocoll".
  • thermoplastic polymer in particular TPU
  • selected compatible resins selected compatible resins
  • adhesion there is an increase in adhesion.
  • certain rosins, hydrocarbons or coumarone resins also called coumarone indene resins
  • coumarone resins have proven to be suitable resins.
  • the reduction in the softening temperature of the adhesive film can be achieved by combining the thermoplastic, in particular TPU, with selected epoxy resins based on bisphenol A and / or bisphenol B, to which a latent hardener can be added.
  • An adhesive film from such a system allows the adhesive to be thermally hardened if, for example, an FPCB bonded to the adhesive film according to the invention is passed through a solder bath.
  • the chemical crosslinking reaction of the resins achieves high strengths between the adhesive film and the substrate to be bonded, for example the polyimide film of the FPCB, and a high internal strength of the product is achieved.
  • hardener systems can also be added to the adhesive film. All hardeners known to the person skilled in the art which lead to a reaction with the phenolic resins and / or the epoxy resins can be used here. All formaldehyde donors, for example hexamethylene tetraamine, fall into this category.
  • the viscosity drops briefly, which means that the product can very well wet the surface of the substrate to be bonded, in particular the polyimide.
  • the composition of the adhesive film can be varied within a wide range by changing the type of raw material and the proportions of raw material. Likewise, further product properties such as color, thermal or electrical conductivity can be achieved through the targeted addition of dyes, mineral or organic fillers and / or carbon or metal powders.
  • the adhesive film preferably has a thickness of 5 to 100 ⁇ m, preferably between 10 and 50 ⁇ m.
  • the thermally activatable film comprises (i) an elastic modified rubber, in particular nitrile rubber, with a mass fraction of 20 to 95% by weight, (ii) at least one tackifying phenolic resin with a mass fraction of 5 to 50% by weight and (iii) at least one epoxy resin, to which hardener, optionally also accelerator, can be added, with a mass fraction of 0 to 30% by weight.
  • a solution or a melt of the constituents containing at least one thermoplastic polymer and at least one resin is prepared, the solution or the melt is spread out or poured into a thin layer and subsequently optionally dried.
  • the mass forming the film is preferably coated as a solution or as a melt on a flexible carrier substrate (release film, release paper) and optionally dried, so that the mass can be easily removed from the substrate again.
  • die cuts or rolls of this adhesive film can be glued to the substrate to be bonded (e.g. polyimide) at room temperature or at a slightly elevated temperature.
  • the admixed reactive resins should not yet undergo any chemical reaction at the slightly elevated temperature.
  • the adhesive does not have to be carried out as a one-step process, but for the sake of simplicity, like with a pressure-sensitive adhesive tape, the adhesive film can first be tacked onto one of the two substrates by laminating in the heat.
  • the resin cures in whole or in part and the adhesive joint achieves the high bond strength, far above that of pressure sensitive adhesive systems.
  • the adhesive film is particularly suitable for a hot pressing process at temperatures above 80 ° C., preferably above 100 ° C., particularly preferably above 120 ° C.
  • the adhesive film of this invention has a high elastic component due to the high thermoplastic component, in particular rubber component. Due to the tough elastic behavior caused in this way, the flexible movements of the FPCB's can be compensated particularly well, so that even high loads and peeling movements can be withstood well.
  • Another advantage of the adhesive film over competing systems is the rapid curing caused by the phenolic resins. Optimal curing can be achieved under pressure in less than 30 minutes. Competitor systems take significantly more than 60 minutes to achieve optimal curing. As a result, bonding in industrial processing can be carried out significantly faster.
  • the adhesive film has an advantage over other heat-activated systems due to the high viscoelastic content. Holes are often drilled through the adhesive film for contacting.
  • One problem here is that existing heat-activatable adhesives flow into the holes and thus interfere with the contact. With the inventive use of the adhesive films described above, this problem does not occur at all or only to a greatly reduced extent.
  • FPCBs based on polyimide FPCBs based on polyethylene naphthylate (PEN) and polyethylene terephthalate (PET) can also be bonded. In these cases, too, the adhesive film achieves a high bond strength.
  • PEN polyethylene naphthylate
  • PET polyethylene terephthalate
  • a mixture of 50% by weight of nitrile rubber (Breon®, Zeon), 40% phenolic resin (from Oxychem), 10% phenolic resole resin (lonomer®, from Dyneac Erkner) was made from Methyl ethyl ketone from solution coated on a release paper siliconized with 1.5 g / m 2 and dried at 90 ° C. for 10 minutes at this temperature.
  • the thickness of the adhesive layer was 25 ⁇ m.
  • a mixture of 55% by weight of nitrile rubber (Breon®, Zeon), 35% phenolic resin (from Oxychem), 10% phenolic resole resin (lonomer®, from Dyneac Erkner) was dissolved from methyl ethyl ketone in a solution containing 1, 5 g / m 2 siliconized release paper coated and dried at 90 ° C for 10 minutes at this temperature.
  • the thickness of the adhesive layer was 25 ⁇ m.
  • thermoplastic PU (Desmocoll 400®, Bayer AG), 30% phenolic resin (from Oxychem), 10% epoxy resin (Bisphenol A, Rütapox 0164®, Bakelite AG) and 5% by weight dicyanamide (Dyhard 100 S®, Degussa) was coated from methyl ethyl ketone from solution onto a release paper siliconized with 1.5 g / m 2 and dried at 90 ° C. for 10 minutes at this temperature. The thickness of the adhesive layer was 25 ⁇ m.
  • a commercially available adhesive film namely Pyralux® LF001 from DuPont, with 25 ⁇ m film thickness was used in the comparative tests.
  • Two FPCB's were each bonded with the adhesive films produced according to Examples 1 to 3 and with the reference film (Pyralux® LF001, DuPont).
  • the adhesive film was laminated onto the polyimide film of the FPCB laminate made of polyimide / copper film / polyimide at 100 ° C.
  • This process was then repeated with a second polyimide film from a further FPCB and thus an adhesive joint was produced between two polyimide / copper film / polyimide laminates, the polyimide films in each case being bonded to one another.
  • the composite was heated in a Press made by Bürkle at 170 ° C for 30 minutes at a pressure of 50 N / cm 2 .
  • connections produced in this way had the structure shown in FIG. 1, (a) denoting a polyimide layer, (b) denoting a copper layer and (c) the adhesive film.
  • a composite (a-b-a) of a copper layer (b) with a polyimide layer (a) on both sides represents an FPCB unit.
  • the FPCB composites (FIG.) Bonded by the process described above were completely immersed in a 288 ° C. hot solder bath for 10 seconds. The bond was rated as resistant to the solder bath if no air bubbles were formed which caused the FPCB's polyimide film to inflate. The test was assessed as failed if there was already a slight blistering.
  • Table 1 shows that very high bond strengths were achieved with the adhesive films produced according to Examples 1 to 3 after just 30 minutes of curing. Reference example 1 shows somewhat lower adhesive forces here.
  • Table 3 shows that the adhesive films described in this invention have a significantly higher bond strength compared to the reference example.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verklebung von Kunststoffteilen, insbesondere von Flexible Printed Circuit Boards (FPCB's). Erfindungsgemäß wird zur Verklebung eine thermisch aktivierbare Klebstofffolie verwendet, umfassend (i) mindestens ein thermoplastisches Polymer oder einen modifizierten Kautschuk und (ii) mindestens ein Harz, das vorzugsweise mindestens ein Phenolharz und mindestens ein Epoxidharz aufweist.

Description

Verfahren zur Verklebung von FPCB's
Die Erfindung betrifft die Verklebung von Kunststoffteilen, insbesondere von Flexible Printed Circuit Boards (FPCB's).
Klebebänder sind im Zeitalter der Industrialisierung weitverbreitete Verarbeitungshilfs- mittel. Insbesondere für den Einsatz in der elektronischen Industrie werden an Klebebänder sehr hohe Anforderungen gestellt. Zur Zeit besteht in der Elektronikindustrie ein Trend zu immer schmaleren, leichteren und schnelleren Bauteilen. Um dies zu erreichen, werden an den Herstellungsprozess immer größere Anforderungen gestellt. Dies betrifft auc die so genannten Flexible Printed Circuit Boards, die sehr häufig zur elektrischen Kontaktierung von IC Chips oder konventionellen Printed Circuit Boards eingesetzt werden.
Flexible Printed Circuit Boards (FPCB's) sind in einer Vielzahl von elektronischen Geräten, wie z. B. Handys, Autoradios, Computern, vertreten. FPCB's bestehen üblicherweise aus Schichten von Kupfer und Polyimid, wobei gegebenenfalls die Polyimidschicht mit der Kupferfolie verklebt wird. Für den Einsatz der FPCB's werden diese mit anderen Bauteilen aber auch miteinander verklebt. In letzterem Fall wird Polyimidfolie auf Poly- imidfolie verklebt.
Für die Verklebung von FPCB's werden in der Regel Hitze-aktivierbare Klebebänder eingesetzt, die keine flüchtigen Bestandteile freisetzen und auch in einem hohen Temperaturbereich eingesetzt werden können. Weiterhin sollte das Hitze-aktivierbare System . nach der Temperaturaktivierung selbstvernetzend sein, um einer üblicherweise nachfolgenden Behandlung im Lötbad standzuhalten. Da reine Thermoplaste bei hohen Temperaturen wieder weich werden und somit ihre Lötbadbeständigkeit verlieren, verbietet sich ihr Einsatz in der Regel. Thermoplaste wären an sich zu bevorzugen, da sie in einigen wenigen Sekunden aktiviert werden können und dementsprechend schnell die Verbindung aufgebaut werden könnte.
Weitere Hitze-aktivierbare Klebebänder, wie die in der US 5,478,885 beschriebenen, auf epoxidierten Styrol-Butadien bzw. Styrol-Isopren basierenden Blockcopolymere, besitzen den Nachteil, dass sie sehr lange Aushärtzeiten zur Vollaushärtung benötigen und somit den Verarbeitungsprozess deutlich verlangsamen. Dies trifft auch auf andere Epoxy-basierende Systeme, wie sie z. B. in der WO 96/33248 beschrieben sind, zu.
Auf Phenolharz-basierende Hitze-aktivierbare Klebebänder werden in der Regel ebenfalls ausgeschlossen, da sie während der Aushärtung flüchtige Bestandteile freisetzen und somit zu einer Blasenbildung führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Verklebung von Kunststoffteilen, insbesondere von FPCB's, bereitzustellen, das die oben beschriebenen Nachteile überwindet. Insbesondere soll für diesen Einsatz ein Hitze-aktivierbares Klebesystem gefunden werden das schnell aushärtet, selbstvernetzend und lötbadbeständig ist sowie eine gute Haftung auf Polyimid besitzt.
Gelöst wird diese Aufgabe überraschend durch Verwendung einer Klebstofffolie, wie sie in dem Hauptanspruch näher gekennzeichnet ist. Gegenstand der Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des Erfindungsgegenstandes.
Die erfindungsgemäße verwendete Klebstofffolie ist thermisch aktivierbar und insbesondere für die Verklebung von FPCB's geeignet und umfasst
(i) mindestens ein thermoplastisches Polymer oder einen modifizierten Kautschuk und (ii) mindestens ein Harz.
Diese unter Hitzeeinwirkung klebrig werdende Reaktivfolie ist demnach eine Mischung mindestens eines reaktiven Harzes, das bei Raumtemperatur vernetzt und ein dreidimensionales, hochfestes Polymernetzwerk bildet, und mindestens eines dauerelasti- sehen Thermoplasten (Elastomers), das einer Versprödung des Produktes entgegenwirkt.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine Klebstofffolie verwendet, die
(i) mindestens ein thermoplastisches Polymer oder einen modifizierten Kautschuk und (ii) mindestens ein klebrigmachendes Phenolharz und/oder (iii) mindestens ein Epoxidharz umfasst.
Die Klebstofffolie setzt sich vorteilhaft zusammen aus dem mindestens einen thermoplastischen Polymer mit einem Massenanteil in der Folie von 20 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise von 30 bis 90 Gew.-%, dem mindestens einen klebrigmachenden Phenolharz mit einem Massenanteil von 5 bis 50 Gew.-% und dem mindestens einen Epoxidharz, das gegebenenfalls noch mit Härtern, gegebenenfalls auch Beschleunigern versetzt sein kann, mit einem Massenanteil von 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 30 Gew.-%.
Das thermoplastische Polymer (Elastomer) kann bevorzugt aus der Gruppe der Poly- olefine, Polyester, Polyurethane oder Polyamide stammen oder ein modifizierter Kautschuk, beispielsweise Nitrilkautschuk sein. Die insbesondere bevorzugten thermoplastischen Polyurethane (TPU) sind als Reaktionsprodukte aus Polyester- oder Poly- etherpolyolen und organischen Diisocyanaten, wie Diphenylmethandiisocyanat bekannt. Sie sind aus überwiegend linearen Markomolekülen aufgebaut. Solche Produkte sind zumeist in Form elastischer Granulate im Handel erhältlich, zum Beispiel von der Bayer AG unter dem Handelsnamen "Desmocoll".
Durch Kombination des thermoplastischen Polymers, insbesondere von TPU, mit ausgewählten verträglichen Harzen kann die Erweichungstemperatur der Klebstofffolie aus- reichend gesenkt werden. Parallel dazu tritt eine Erhöhung der Adhäsion auf. Als geeignete Harze haben sich beispielsweise bestimmte Kolophonium-, Kohlenwasserstoff- oder Cumaronharze (auch Cumaron-Indenharze genannt) erwiesen.
Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Reduzierung der Erweichungstemperatur der Klebstofffolie durch die Kombination des Thermoplasten, insbesondere von TPU mit aus- gewählten Epoxidharzen auf der Basis von Bisphenol A und/oder Bisphenol B, denen ein latenter Härter zugesetzt sein kann, erreicht werden. Eine Klebstofffolie aus einem derartigen System erlaubt ein thermisches Nachhärten der Verklebung, wenn beispielsweise ein mit der erfindungsgemäßen Klebstofffolie verklebtes FPCB durch ein Lötbad geführt wird.
Durch die chemische Vernetzungsreaktion der Harze werden große Festigkeiten zwischen dem Klebefilm und dem zu verklebenden Substrat, beispielsweise der Polyimid- folie des FPCB's, erreicht und eine hohe innere Festigkeit des Produktes erzielt.
Die Zugabe dieser reaktiven Harz Härtersysteme führt dabei auch zu einer Erniedrigung der Erweichungstemperatur der obengenannten Polymere, was ihre Verarbeitungstemperatur und -geschwindigkeit vorteilhaft senkt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können der Klebstofffolie noch Härtersysteme zugefügt sein. Es können hier alle dem Fachmann bekannten Härter eingesetzt werden, die zu einer Reaktion mit den Phenolharzen und/oder den Epoxidharzen führen. In diese Kategorie fallen alle Formaldehydspender, beispielsweise Hexamethylen- tetraamin.
Beim Erwärmen des Produktes kommt es kurzfristig zu einer Erniedrigung der Viskosität, wodurch das Produkt die Oberfläche des zu klebenden Substrats, insbesondere des Polyimids, sehr gut benetzen kann.
Die Zusammensetzung der Klebstofffolie lässt sich durch Veränderung von Rohstoffart und Rohstoffanteilen in einem weiten Rahmen variieren. Ebenso können weitere Produkteigenschaften wie beispielsweise Farbe, thermische oder elektrische Leitfähigkeit durch gezielte Zusätze von Farbstoffen, mineralischen bzw. organischen Füllstoffen und/oder Kohlenstoff- bzw. Metallpulvern erzielt werden. Vorzugsweise weist die Kleb- stofffolie eine Dicke von 5 bis 100 μm, bevorzugt zwischen 10 und 50 μm, auf.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst die thermisch aktivierbare Folie (i) einen elastischen modifizierten Kautschuk, insbesondere Nitrilkautschuk, mit einem Massenanteil von 20 bis 95 Gew.-%, (ii) mindestens ein klebrigmachendes Phenolharz mit einem Massenanteil von 5 bis 50 Gew.-% und (iii) mindestens ein Epoxidharz, dem Härter, gegebenenfalls auch Beschleuniger zugesetzt sein können, mit einem Massenanteil von 0 bis 30 Gew.-%.
Zur Herstellung der Klebstofffolie wird eine Lösung oder eine Schmelze der Bestandteile, enthaltend mindestens ein thermoplastisches Polymer und mindestens ein Harz, hergestellt, die Lösung oder die Schmelze in eine dünne Schicht ausgestrichen oder gegossen und nachfolgend gegebenenfalls getrocknet. Vorzugsweise wird die die Folie bildende Masse als Lösung oder als Schmelze auf ein flexibles Trägersubstrat (Trennfolie, Trennpapier) beschichtet und gegebenenfalls getrocknet, so dass die Masse von dem Substrat leicht wieder entfernt werden kann. Nach entsprechender Konfektionierung können Stanzlinge oder Rollen von dieser Klebstofffolie bei Raumtemperatur oder bei leicht erhöhter Temperatur auf das zu verklebende Substrat (z. B. Polyimid) aufgeklebt werden. Die zugemischten reaktiven Harze sollten bei der leicht erhöhten Temperatur noch keine chemische Reaktion eingehen. Auf diese Weise muss die Verklebung nicht als einstufiges Verfahren erfolgen, sondern auf eines der beiden Substrate kann einfachheitshalber, wie bei einem Haftklebeband, zunächst die Klebstofffolie geheftet werden, indem man in der Wärme laminiert. Beim eigentlichen Heißklebeprozess mit dem zweiten Substrat (zweite Polyimidfoiie des zweiten FPCB) härtet das Harz dann ganz oder teilweise aus und die Klebstofffuge erreicht die hohe Verklebungsfestigkeit, weit oberhalb denen von Haftklebesystemen.
Die Klebstofffolie ist dementsprechend insbesondere für ein Heißpressverfahren bei Temperaturen oberhalb 80 °C, bevorzugt oberhalb 100 °C, besonders bevorzugt ober- halb 120 °C, -geeignet.
Im Unterschied zu anderen Klebstofffolien, die zumeist aus reinen Epoxidharzen bestehen, weist die Klebstofffolie dieser Erfindung einen hohen elastischen Anteil durch den hohen Thermoplastanteil, insbesondere Kautschukanteil auf. Durch das so verursachte zähelastische Verhalten können die flexiblen Bewegungen der FPCB's besonders gut ausgeglichen werden, so dass auch hohe Beanspruchungen und Schälbewegungen gut überstanden werden.
Ein weiterer Vorteil der Klebstofffolie gegenüber Konkurrenzsystemen liegt in der durch die Phenolharze verursachten schnellen Aushärtung. Optimale Aushärtungen können bereits unter Druck in weniger als 30 Minuten erzielt werden. Konkurrenzsysteme benötigen deutlich mehr als 60 Minuten, um eine optimale Aushärtung zu erzielen. Hierdurch lassen sich die Verklebungen im industriellen Verarbeitungsprozess bedeutend schneller durchführen.
Durch die Applizierung von Druck während der Verklebung der FPCB's lässt sich auch eine hohe Lötbadbeständigkeit erzielen. Durch den Druck werden flüchtige Bestandteile, die während der Aushärtung entstehen können, als gasförmige Bestandteile aus der Klebefuge gedrückt. Nach der Vollaushärtung können auch mit nachgeschaltetem Lötbad keine flüchtigen Bestandteile mehr entstehen. Daher wird für die erfinderisch bevorzugte Verwendung der Klebstofffolie die Klebstofffuge zwischen den FPCB's vollständig ausgehärtet.
Weiterhin besitzt die Klebstofffolie durch den hohen viskoelastischen Anteil einen Vorteil gegenüber anderen Hitze-aktivierbaren Systemen. Für die Kontaktierung werden häufig Löcher durch die Klebstofffolie gebohrt. Ein Problem hier ist, dass bisher bestehende Hitze-aktivierbare Klebemassen in die Löcher reinfließen und somit die Kontaktierung stören. Bei der erfinderischen Verwendung der oben beschriebenen Klebstofffolien tritt dieses Problem gar nicht oder nur stark vermindert auf.
Neben der Verklebung von auf Polyimid-basierenden FPCB's können auch auf Polyethy- lennaphthylat (PEN) und Polyethylenterephthalat (PET) basierende FPCB's verklebt werden. Auch in diesen Fällen wird mit der Klebstofffolie eine hohe Verklebungsfestigkeit erreicht.
Nachfolgend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der einzigen zugehörigen Zeichnung, die den Aufbau zweier verklebter FPCB's darstellt, näher erläutert, ohne dass die Wahl der Beispiele den Umfang der Erfindung beschränken soll.
Herstellung der thermisch aktivierbaren Klebstofffolie
Beispiel 1:
Eine Mischung aus 50 Gew.-% Nitrilkautschuk (Breon®, Fa. Zeon), 40 % Phenolharz (der Fa. Oxychem), 10 % Phenolresolharz (lonomer®, Fa. Dyneac Erkner) wurde aus Methylethylketon aus Lösung auf ein mit 1 ,5 g/m2 silikonisiertes Trennpapier beschichtet und bei 90 °C für 10 Minuten bei dieser Temperatur getrocknet. Die Dicke der Klebeschicht betrug 25 μm.
Beispiel 2:
Eine Mischung aus 55 Gew.-% Nitrilkautschuk (Breon®, Fa. Zeon), 35 % Phenolharz (der Fa. Oxychem), 10 % Phenolresolharz (lonomer®, Fa. Dyneac Erkner) wurde aus Methylethylketon aus Lösung auf ein mit 1 ,5 g/m2 silikonisiertes Trennpapier beschichtet und bei 90 °C für 10 Minuten bei dieser Temperatur getrocknet. Die Dicke der Klebeschicht betrug 25 μm.
Beispiel 3:
Eine Mischung aus 50 Gew.-% thermoplastischem PU (Desmocoll 400®, Bayer AG), 30 % Phenolharz (der Fa. Oxychem), 10 % Epoxidharz (Bisphenol A, Rütapox 0164®, Bakelite AG) und 5 Gew.-% Dicyanamid (Dyhard 100 S®, Degussa) wurde aus Methylethylketon aus Lösung auf ein mit 1 ,5 g/m2 silikonisiertes Trennpapier beschichtet und bei 90 °C für 10 Minuten bei dieser Temperatur getrocknet. Die Dicke der Klebeschicht betrug 25 μm.
Als Referenzbeispiel wurde eine kommerziell erhältliche Klebstofffolie, nämlich Pyralux® LF001 der Fa. DuPont, mit 25 μm Folienstärke in den Vergleichsuntersuchungen verwendet.
Verklebunq von FPCB's mit der Klebstofffolie
Zwei FPCB's wurden jeweils mit den nach den Beispielen 1 bis 3 hergestellten Klebstofffolien sowie mit der Referenzfolie (Pyralux® LF001 , Fa. DuPont) verklebt. Dafür wurde die Klebstofffolie auf die Polyimidfolie des FPCB-Laminats aus Polyimid/Kupfer- folie/Polyimid bei 100 °C auflaminiert. Anschließend wurde mit einer zweiten Polyimidfolie eines weiteren FPCB's dieser Vorgang wiederholt und somit eine Klebfuge zwischen zwei Polyimid/Kupferfolie/Polyimid-Laminaten hergestellt, wobei jeweils die Polyimidfolien miteinander verklebt waren. Zur Aushärtung wurde der Verbund in einer beheizbaren Presse der Fa. Bürkle bei 170 °C für 30 Minuten bei einem Druck von 50 N/cm2 ■ verpresst.
Die so hergestellten Verbindungen wiesen den in der Figur 1 dargestellten Aufbau auf, wobei (a) jeweils eine Polyimidschicht, (b) jeweils eine Kupferschicht und (c) die Klebstofffolie bezeichnet. Ein Verbund (a-b-a) aus einer Kupferschicht (b) mit beidseitig jeweils einer Polyimidschicht (a) stellt eine FPCB-Einheit dar.
Prüfmethoden
Die Eigenschaften der nach den oben genannten Beispielen hergestellten Klebstofffolien wurden mit folgenden Testmethoden untersucht.
A.-.T^eeJ. Test, rnft FPCB
Mit einer Zugprüfmaschine der Fa. Zwick wurden die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Verbünde aus FPCB/Klebstofffolie/FPCB (Figur) im 180° Ziehwinkel mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/min auseinander gezogen und die Kraft in N/cm gemessen. Die Messungen wurden bei 20 °C unter 50 % Feuchtigkeit durchgeführt. Jeder Messwert wurde dreifach bestimmt und gemittelt.
Die nach dem oben beschriebenen Verfahren verklebten FPCB-Verbunde (Figur) wurden für 10 Sekunden in ein 288 °C heißes Lötbad vollständig eingetaucht. Die Verklebung wurde als lötbadbeständig gewertet, wenn sich keine Luftblasen bildeten, welche die Polyimidfolie des FPCB's aufblähen ließen. Der Test wurde als nicht bestanden gewertet, wenn bereits eine leichte Blasenbildung eintrat.
. Λyer Jebun.gsfes gkeit Die Verklebungsfestigkeit wurde analog DIN EN 1465 gemessen. Die Messwerte wurden in N/mm2 angegeben. Ergebnisse
Zur klebtechnischen Beurteilung der obengenannten Beispiele wurde zunächst der T-Peel Test mit FPCB-Material durchgeführt. Die entsprechenden Messwerte sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Tabelle 1 : Klebkraft nach dem T-Peel Test
Tabelle 1 ist zu entnehmen, dass mit den nach den Beispielen 1 bis 3 hergestellten Kleb- stofffolien sehr hohe Verklebungsfestigkeiten bereits nach 30 Minuten Aushärtung erzielt wurden. Das Referenzbeispiel 1 zeigt hier etwas geringere Klebkräfte.
Ein weiteres Kriterium für die Anwendung von Klebstofffolien zur Verklebung von FPCB's ist die Lötbadbeständigkeit, die mit Testmethode B untersucht wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
In Tabelle 2: Lötbadbeständigkeit nach Testmethode B
Aus den Ergebnissen wird ersichtlich, dass alle Beispiele lötbadbeständig sind und somit den Anforderungen der FPCB-Industrie gerecht werden. Zur Untersuchung der Scherbelastbarkeit der Klebstofffolien wurden ebenfalls die Verklebungsfestigkeiten nach Testmethode C gemessen. In Tabelle 3 sind die entsprechenden Werte aufgelistet.
Tabelle 3: Verklebungsfestigkeit nach Testmethode C
Tabelle 3 ist zu entnehmen, dass die in dieser Erfindung beschriebenen Klebstofffolien eine bedeutend höhere Verklebungsfestigkeit gegenüber dem Referenzbeispiel besitzen.
Bezugszeichen
a Polyimidschicht b Kupferschicht c Klebstofffolie

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verklebung von Kunststoffteilen, bei dem eine thermisch aktivierbare Klebstofffolie mit (i) mindestens einem thermoplastischen Polymer oder einem modifizierten
Kautschuk und (ii) mindestens einem Harz verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der zu verklebende Kunststoff aus der Gruppe, enthaltend Polyimide, Polyethylennaphthylate, Polyethylenterephthalat, gewählt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Verklebung von Flexible Printed Circuit Boards (flexiblen gedruckten Leiterplatten).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Harz der Klebstofffolie (ii) mindestens ein klebrigmachendes Phenoiharz und/oder
(iii) mindestens ein Epoxidharz umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine thermoplastische Polymer einen Massenanteil in der Klebstofffolie von 20 bis
95 Gew.-% aufweist, insbesondere 30 bis 90 Gew.-%.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das mindestens eine Phenolharz einen Massenanteil in der Klebstofffolie von 5 bis 50 Gew.-% aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das mindestens eine Epoxidharz einen Massenanteil in der Klebstofffolie von 0 bis 40 Gew.-% aufweist, insbesondere von 5 bis 30 Gew.-%.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Harz mindestens einen Härter enthält.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Harz mindestens einen Beschleuniger enthält.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine thermoplastische Polymer der Klebstofffolie aus der Gruppe, enthaltend Polyoiefine, Polyester, Polyurethane, Polyamide und modifizierten Kautschuk, gewählt ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Harz der Klebstofffolie aus der Gruppe, enthaltend Kolophoniumharze, Kohlenwasserstoffharze und Cumaronharze, gewählt ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Klebstofffolie eine Dicke von 5 bis 100 μm, insbesondere von 10 bis 50 μm, aufweist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine thermoplastische Polymer und das mindestens eine Phenolharz und gegebenenfalls das mindestens eine Epoxidharz in einer im Wesentlichen homogenen Mischung in der Klebstofffolie vorliegen.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Klebstofffolie (i) einen modifizierten Kautschuk, insbesondere Nitrilkautschuk, mit einem Massenanteil von 20 bis 95 Gew.-%,
(ii) mindestens ein klebrigmachendes Phenolharz mit einem Massenanteil von 5 bis
50 Gew.-% und (iii) mindestens ein Epoxidharz mit einem Massenanteil von 0 bis 30 Gew.-% umfasst.
15. Produkt, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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