TW201517070A - 匯流條及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之匯流條由聚醯亞胺膜被覆。該匯流條係於板狀導體之上表面及下表面配置熱熔黏性之聚醯亞胺膜，並於加壓下進行加熱，藉此使導體與膜密接而獲得。熱熔黏性之聚醯亞胺膜較佳為於耐熱性之非熱塑性聚醯亞胺膜之至少單面設置有包含熱熔黏性聚醯亞胺之表層之聚醯亞胺膜。耐熱性之非熱塑性聚醯亞胺膜亦較佳為包含由3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(s-BPDA)與對苯二胺(PPD)製造之聚醯亞胺之膜。

Description

匯流條及其製造方法
本發明係關於一種藉由熱熔黏性之聚醯亞胺膜被覆之匯流條及其製造方法。
使用細長之棒狀之導電體之匯流條具有截面面積較大而可流通大電流、為板狀故而散熱性優異等特徵，廣泛用於電動汽車、太陽電池等用途。又，由於為板狀，故而可進行多層化等，因此認為今後其應用領域進一步增加。
於將匯流條配置於其他導體附近之情形時，需藉由絕緣材料被覆匯流條，並使用包含環氧樹脂等之塗料，藉由靜電塗裝法或電塗法形成絕緣覆膜(專利文獻1、2)。然而，該等方法於遮蔽連接部後，塗佈塗料並進行燒繪等，步驟較為繁雜。進而，由於絕緣部較厚，故而零件本身變得較大，存在散熱性降低、又彎折等後續過程變得困難等問題。
聚醯亞胺由於具有較高之電絕緣性，故而即便為較薄之被覆亦可實現絕緣，又，由於耐熱性、耐化學品優異，故而可耐受於過分嚴苛之條件下之使用，因此作為絕緣被覆材料而具有優異之特性。已知亦用作匯流條之絕緣被覆、塗佈聚醯亞胺清漆並硬化之方法，捲繞帶狀之聚醯亞胺膜之方法(專利文獻3)等。
然而，塗佈聚醯亞胺清漆並使其硬化之方法存在如下問題：覆膜之形成需要較長時間，生產性較差；難以均勻形成覆膜，局部形成 較薄之部分，可靠性較差等。又，捲繞帶狀之聚醯亞胺膜之方法存在步驟較為繁雜，聚醯亞胺與導電體之密接性不充分，聚醯亞胺與導電體之間產生間隙導致可靠性較差，後續步驟中彎折時產生皺褶等問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平11-203944號公報
[專利文獻2]日本專利特開2005-251673號公報
[專利文獻3]日本專利特開2012-209391號公報
本發明之目的在於提供一種藉由較薄之聚醯亞胺膜被覆導體而成、即便於過分嚴苛之條件下亦可使用之可靠性較高之具有絕緣被覆的匯流條。
本發明係關於以下項。
1.一種匯流條，其係由聚醯亞胺膜被覆，其特徵在於：於板狀導體之上表面及下表面配置熱熔黏性之聚醯亞胺膜，並於加壓下進行加熱，藉此使導體與膜密接。
2.如上述項1之匯流條，其特徵在於：熱熔黏性之聚醯亞胺膜係於耐熱性之非熱塑性聚醯亞胺膜之至少單面設置有包含熱熔黏性聚醯亞胺之表層之聚醯亞胺膜。
3.如上述項2之匯流條，其特徵在於：耐熱性之非熱塑性聚醯亞胺膜係包含由3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(s-BPDA，3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride)與對苯二胺(PPD，p-phenylenediamine)製造之聚醯亞胺之膜。
4.如上述項1至3中任一項之匯流條，其特徵在於：熱熔黏性聚醯亞胺係由含有80莫耳%以上之1,3-雙(4-胺基苯氧基苯)(TPE-R，1,3- bis(4-aminophenoxy)benzene)或2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP，2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane)之二胺成分與3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(s-BPDA)及/或2,3,3',4'-聯苯四羧酸二酐(a-BPDA，2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride)製造之聚醯亞胺。
5.如上述項1至4中任一項之匯流條，其特徵在於：導體為銅或鋁。
6.一種匯流條之製造方法，其特徵在於：以可被覆整個導體之方式，於板狀導體之上表面及下表面配置熱熔黏性之聚醯亞胺膜，於加壓下進行加熱，藉此使導體與膜密接而被覆整個導體後，於連接端子部上開設安裝孔而使孔內部之導體露出。
10‧‧‧導體
11‧‧‧聚醯亞胺膜
11a‧‧‧聚醯亞胺膜
11b‧‧‧聚醯亞胺膜
12‧‧‧導體
13a‧‧‧安裝孔
13b‧‧‧安裝孔
圖1係表示本發明之匯流條之製造方法之一例的圖。
圖2係本發明之匯流條中之安裝孔部分之剖面模式圖。
本發明之匯流條係藉由熱熔黏性之聚醯亞胺膜被覆導體而成者。通常導體為金屬，尤佳為銅或鋁。
本發明所使用之熱熔黏性之聚醯亞胺膜只要為藉由熱壓接而與金屬接著之膜即可，並無特別限定。該膜可為包含與金屬之密接性優異之熱熔黏性聚醯亞胺樹脂之單層膜，亦可為於包含非熱塑性聚醯亞胺樹脂之耐熱性聚醯亞胺膜之單面或雙面設有包含與金屬之密接性優異之熱熔黏性聚醯亞胺樹脂之表層者。尤佳為於包含非熱塑性聚醯亞胺樹脂之耐熱性聚醯亞胺膜之雙面設有包含與金屬之密接性優異之熱熔黏性聚醯亞胺樹脂之表層者。於本發明中，所謂「耐熱性」，係指熱分解起始溫度為350℃以上，且玻璃轉移溫度為300℃以上，或者於熱分解起始溫度以下未觀察到玻璃轉移溫度。
於上述熱熔黏性之聚醯亞胺膜中，作為構成耐熱性聚醯亞胺膜之非熱塑性聚醯亞胺樹脂，於單獨製成膜之情形時，可較佳地使用具有下述特性者。
(1)玻璃轉移溫度為300℃以上，較佳為330℃以上，進而較佳為無法確認。
(2)線膨脹係數(50~200℃)(MD)接近用作導體之銅或鋁之熱膨脹係數。具體而言，聚醯亞胺膜之熱膨脹係數較佳為5×10-6~30×10-6/K，更佳為10×10-6~28×10-6/K，進而較佳為15×10-6~25×10-6/K。
(3)拉伸彈性模數(MD、ASTM-D882)為200MPa以上，較佳為300MPa以上，進而較佳為500MPa以上。
(4)熱收縮率為0.05%以下。
上述玻璃轉移溫度通常係藉由TMA(thermomechanical analysis，熱機械分析)或DMA(Dynamic Mechanical Analysis，動態黏彈性測定)測定，線膨脹係數及熱收縮率係藉由TMA(熱機械分析)測定。
作為具有該等特性之聚醯亞胺樹脂，可列舉由以選自3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(s-BPDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA，pyromellitic dianhydride)及3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA，3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride)中之成分為主之酸成分與以選自對苯二胺(PPD)及4,4'-二胺基二苯醚(DADE，4,4'-diaminodiphenyl ether)中之成分為主之二胺成分所製造之聚醯亞胺樹脂。
尤佳為以下之聚醯亞胺樹脂。
(1)由3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(s-BPDA)與對苯二胺(PPD)及視情況進而4,4'-二胺基二苯醚(DADE)所製造之聚醯亞胺。於該情形時，PPD/DADE(莫耳比)為100/0~85/15，尤佳為100/0~90/10。
(2)由3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(s-BPDA)及均苯四甲酸二酐(PMDA)與對苯二胺(PPD)及4,4'-二胺基二苯醚(DADE)所製造之聚醯 亞胺。於該情形時，BPDA/PMDA(莫耳比)為15/85~85/15，尤佳為20/80~50/50，PPD/DADE(莫耳比)為90/10~10/90，尤佳為50/50~15/85。
(3)由均苯四甲酸二酐(PMDA)與對苯二胺(PPD)及4,4'-二胺基二苯醚(DADE)所製造之聚醯亞胺。於該情形時，DADE/PPD(莫耳比)為90/10~10/90，尤佳為80/20~50/50。
(4)由3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)及均苯四甲酸二酐(PMDA)與對苯二胺(PPD)及4,4'-二胺基二苯醚(DADE)所製造之聚醯亞胺。於該情形時，較佳為BTDA/PMDA(莫耳比)為20/80~90/10，PPD/DADE(莫耳比)為30/70~90/10。
上述熱熔黏性之聚醯亞胺膜所使用之熱熔黏性聚醯亞胺樹脂係藉由熱壓接而與金屬接著之聚醯亞胺樹脂。較佳為可藉由玻璃轉移溫度以上、400℃以下之溫度下之熱壓接而與金屬接著。進而可較佳地使用具有下述特性者。
(1)與金屬接著後之藉由90度剝離試驗所測定之剝離強度為0.7N/mm以上，即便於150℃下加熱處理168小時後，剝離強度之保持率亦為90%以上，進而為95%以上，尤其為100%以上。
(3)玻璃轉移溫度為130~330℃。
(4)拉伸彈性模數為100~700MPa。
(5)線膨脹係數(50~200℃)(MD)為5~30×10-6/K。
作為具有該等特性之聚醯亞胺樹脂，例如可使用由如下所述之酸成分與如下所述之二胺成分所製造之聚醯亞胺樹脂，上述酸成分係含有選自2,3,3',4'-聯苯四羧酸二酐(a-BPDA)、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(s-BPDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3'4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐、4,4'-氧二鄰苯二甲酸二酐(ODPA，4,4'-oxydiphthalic anhydride)、對伸苯基雙(偏苯三甲酸單酯 酐)、3,3',4,4'-乙二醇二苯甲酸酯四羧酸二酐等中之成分之酸成分，較佳為含有該等作為主成分之酸成分；上述二胺成分係含有選自1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸等中之至少主鏈上具有3個苯環之二胺成分，較佳為含有該等作為主成分、視需要進而含有主鏈上具有1個或2個苯環之二胺成分之二胺成分。
尤佳為由含有80莫耳%以上之1,3-雙(4-胺基苯氧基苯)(TPE-R)或2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)之二胺成分與3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(s-BPDA)及/或2,3,3',4'-聯苯四羧酸二酐(a-BPDA)所製造之聚醯亞胺。於該情形時，s-BPDA/a-BPDA(莫耳比)較佳為100/0~5/95。
本發明可使用之於耐熱性聚醯亞胺層之雙面設有包含熱熔黏性聚醯亞胺樹脂之表層之聚醯亞胺膜可較佳地藉由如下方法而製造：(i)藉由共擠壓-流延製膜法(亦簡稱為共擠壓法)，將耐熱性聚醯亞胺之前驅物溶液與熱熔黏性聚醯亞胺之前驅物溶液積層為薄膜狀而流延於支持體上，乾燥、醯亞胺化而獲得多層聚醯亞胺膜之方法；或者(ii)使耐熱性聚醯亞胺之前驅物溶液流延塗佈於支持體上並加以乾燥，於獲得之自持膜(凝膠膜)之單面或雙面上塗佈熱熔黏性聚醯亞胺之前驅物溶液，將其乾燥、醯亞胺化而獲得多層聚醯亞胺膜之方法。
熱熔黏性之聚醯亞胺膜之厚度並無特別限定，只要可獲得充分之電性絕緣性能，則越薄越佳。具體而言，較佳為3~150μm，更佳為4~100μm，尤佳為5~75μm。
作為上述之於包含耐熱性之非熱塑性聚醯亞胺樹脂之膜之雙面設有包含與金屬之密接性優異之熱熔黏性聚醯亞胺樹脂之表層之聚醯亞胺膜，可列舉宇部興產股份有限公司製造之「Upilex-VT」(商品名)等，但本發明中可使用者並不限定於該等。「Upilex-VT」係於包含含有s-BPDA與PPD之耐熱性之非熱塑性聚醯亞胺樹脂之膜上設有包含玻璃轉移溫度為240℃之熱熔黏性聚醯亞胺樹脂之表層者。
本發明之匯流條之製造方法包括：以可被覆整個導體之方式，於細長之板狀之導體之上下配置切下之熱熔黏性之聚醯亞胺膜，藉由加熱壓接而被覆整個導體之步驟；開設安裝孔，使導體露出至孔內部之步驟。
以下，參照圖1及圖2說明具體之匯流條之製造方法。圖1係表示匯流條之製造方法之一例的圖。10為細長之板狀導體，剖面為長方形。針對導體，亦可實施作為表面處理之用以除去油或污垢之脫脂清洗、防銹用之鍍敷處理等。以可被覆整個導體10之方式，於導體10之上下配置切下之熱熔黏性之聚醯亞胺膜11a、11b。藉由熱壓機等，於加壓下加熱該等整體而使其熱壓接，藉此獲得整個面由熱熔黏性之聚醯亞胺膜被覆之導體12。
熱壓接之條件中，溫度較佳為較熱熔黏性聚醯亞胺之玻璃轉移溫度高20℃以上且為400℃以下之溫度，進而較佳為較熔黏性聚醯亞胺之玻璃轉移溫度高30℃以上且為400℃以下之溫度。
於整個面由熱熔黏性之聚醯亞胺膜被覆之導體12之連接端子部上，藉由沖裁成形等開設安裝孔13a、13b。如圖2所示，藉由該加工，導體10露出至安裝孔之內部，而變得可用作導電性之連接工具。連接端子部通常較佳為設置於細長之板狀導體之長度方向之至少一個端部上。於如圖2所示之實施形態中，於長度方向之兩個端部上設有連接端子部。
以上述方式製造之匯流條可視需要而進行彎折加工。又，於雙面使用熱熔黏性之聚醯亞胺膜之情形時，由於被覆之表層為熱熔黏性，故而可容易地製造將複數之匯流條積層、一體化而成之構件。
[實施例]
以下，藉由實施例而進一步詳細說明本發明，但本發明並不限定於該等實施例。
於藉由熱壓機在320℃下加熱5分鐘而預熱之無氧銅(JIS H 3100、C1020、尺寸：10mm×150mm、厚度：1mm)、及鋁板(JIS H 4400、1000系列、尺寸：10mm×150mm、厚度：1mm)之上下配置同樣預熱之熱熔黏性聚醯亞胺膜(宇部興產公司製造、Upilex VT、尺寸：12mm×152mm、厚度：50μm)。進而於該等之上下配置作為緩衝材之PTFE片材(Nichias公司製造、TOMBO 9001、厚度：500μm)，於320℃、3MPa下加熱、加壓1分鐘。於所得之絕緣被覆導體之長度方向之兩端部上開設2處成為安裝孔之圓孔(5mm φ)，從而製造匯流條。
所製造之匯流條於加工時在被覆上不產生剝離或皺褶，且可彎折加工為S字形。
[產業上之可利用性]
本發明之匯流條含有均一性優異之絕緣覆膜，該絕緣覆膜包含具有較高之電絕緣性之聚醯亞胺樹脂，該匯流條係即便於過分嚴苛之條件下亦可使用之可靠性較高之匯流條。又，藉由雙面使用含有熱熔黏層之聚醯亞胺膜而使絕緣被覆表面成為熱熔黏性，可容易地積層。進而，藉由本發明之製造方法，可高效率地製造此種可靠性較高之匯流條。
10‧‧‧導體
11‧‧‧聚醯亞胺膜
13b‧‧‧安裝孔

Claims (6)

  1. 一種匯流條，其係由聚醯亞胺膜被覆，其特徵在於：於板狀導體之上表面及下表面配置熱熔黏性之聚醯亞胺膜，並於加壓下進行加熱，藉此使導體與膜密接。
  2. 如請求項1之匯流條，其中熱熔黏性之聚醯亞胺膜係於耐熱性之非熱塑性聚醯亞胺膜之至少單面設置有包含熱熔黏性聚醯亞胺之表層之聚醯亞胺膜。
  3. 如請求項2之匯流條，其中耐熱性之非熱塑性聚醯亞胺膜係包含由3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(s-BPDA)與對苯二胺(PPD)製造之聚醯亞胺之膜。
  4. 如請求項1之匯流條，其中熱熔黏性之聚醯亞胺係由含有80莫耳%以上之1,3-雙(4-胺基苯氧基苯)(TPE-R)或2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)之二胺成分與3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(s-BPDA)及/或2,3,3',4'-聯苯四羧酸二酐(a-BPDA)製造之聚醯亞胺。
  5. 如請求項1之匯流條，其中導體為銅或鋁。
  6. 一種匯流條之製造方法，其特徵在於：其以可被覆整個導體之方式，於板狀導體之上表面及下表面配置熱熔黏性之聚醯亞胺膜，於加壓下進行加熱，藉此使導體與膜密接而被覆整個導體後，於連接端子部上開設安裝孔而使孔內部之導體露出。
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