TWI382072B - 接著劑之組成物及其應用 - Google Patents

Description

接著劑之組成物及其應用

本發明是有關於一種接著劑之組成物及其應用。

隨著科技產品的發展，薄型顯示器由於具有體積小、重量輕等優點，開始成為顯示器的主流。在所有的薄型顯示器中，液晶顯示器(liquid crystal display；LCD)為目前被廣為接受與使用的顯示器。

在液晶顯示器的製作過程中，包含了背光模組的製作。在背光模組的製作中，需使用接著劑來進行接著，且在製作過程中會涉及高温製程。由於在製作過程中會涉及高温製程，因此在製程上需使用具有較佳熱穩定性與傳導性的接著劑，避免接著劑在使用過程中變形而導致欲進行接著的固體間發生錯位的情形。由於印刷電路板在實際運用時所產生之熱和工作環境的溫度、溼度均會影響接著劑本身之效能與安定性，接著劑必須同時能夠忍受高溫、化學溶劑環境的操作，也需具備較高強度之機械性質，否則接著劑之耐熱性與安定性會影響印刷電路板品質。

因此，一種具有良好的熱穩定性以及較低介電係數與介電損失的接著劑為目前所需。

因此，本發明之一目的係提供一種接著劑之組成物，以合乎製程之需求，同時具有良好的電性，可克服或改善前述先前技術的問題。

根據本發明之上述目的，提供一種接著劑之組成物，基於每100重量份(parts per hundred；phr)之接著劑組成物包含2.31phr~7.63phr之熱固性樹脂，其具有至少兩個環氧官能基；1.16phr~3.81phr之橡膠彈性體；2.54phr~5.79phr之增韌劑以及；9.26phr~30.56phr之改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂。

詳細言之，此改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂之部分結構如下列結構式I所示：

其中，X所代表苯環或聯苯，R₁ 代表甲基，n代表1~5之正整數，m代表1~10之正整數。

根據本發明之一實施例，此組成物更包含一無機填充物用以維持接著劑之尺寸安定性。

根據本發明之一實施例，此組成物更包含一硬化劑以使該接著劑組成物產生交聯作用。

根據本發明之另一目的，提供一種背膠膜，其包含聚醯亞胺基材、位於聚醯亞胺基材上的接著層，以及貼附於接著層上的離型層，其中接著層包含前述接著劑之組成物。

根據本發明之再一目的，提供一種接著膠片，其包含玻纖基材以及一包覆玻纖基材的接著層，其中接著層包含前述接著劑之組成物。

根據本發明之再一目的，提供一種雙面覆金屬積層板，至少包含一基板、二硬化接著層以及一第一金屬箔與一第二金屬箔。二硬化接著層分別位於基板相對之兩側面，而第一金屬箔與第二金屬箔則分別黏著於兩硬化接著層背對基板之表面上。其中硬化接著層係由前述接著劑組成物硬化而成。

本發明實施例所提出的具有前述接著劑組成物的一種接著劑，可塗佈於一薄膜之上而形成接著劑薄膜。

由上述可知，本發明之接著劑組成物可具有高熱傳係數而適用於用於高温及需較佳散熱效果之製程上，也可進一步用於對散熱需求較高的產品上。此外，本發明之接著劑具有較高的玻璃轉移温度與較高的熱傳係數，使之具有較佳的熱穩定性，可進一步將此接著劑組成物用於高温製程上。而在接著的性質上，通過組成物成份的調整，可使此接著劑組成物具有比習知接著劑組成物更佳之接著性能。

本發明接著劑組成物具有高耐熱性、高玻璃轉移溫度，且可應用於印刷電路板的保護膜、電子元件的絕緣保護膜或導線架的背膠絕緣膜，具有低成本與高競爭力之優點。

本發明係有關於一種接著劑組成物，基於每100phr之接著劑組成物，主要包含2.31phr~7.63phr之熱固性樹脂；1.16phr~3.81phr之橡膠彈性體；2.54phr~5.79phr之增韌劑；以及9.26phr~30.56phr之改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂。

本發明之改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂之部分結構如下列結構式I所示：

其中，X所代表苯環或聯苯，R₁ 代表甲基，n代表1~5之正整數，m代表1~10之正整數。

前述之熱固性樹脂具有至少兩個環氧官能基。適用於本發明之熱固性樹脂包含，但不限於，環氧樹脂或酚醛樹脂。如果熱固性樹脂含量未滿2.31phr，則會使接著劑組成物的耐熱性及接著性不足，如果熱固性樹脂含量高於7.63phr，則使得接著劑組成物熱成本過高。

如果前述之橡膠彈性體之含量未滿1.16phr，則使得接著劑組成物柔軟性不足，如果橡膠彈性體含量高於3.81phr，則使得接著劑組成物耐熱性不足。適用於本發明之橡膠彈性體包含環氧化丁二烯樹脂。

增韌劑(toughener)可用以改變熱固性樹脂之韌性。適用於本發明之增韌劑(包含，但不限於，聚乙烯縮丁醛(Polyvinyl butyral,PVB)(分子量可以為50000~100000) 或羧基化丁腈橡膠(Carboxylterminated Butadiene Acrylonitrile,CTBN)。如果前述增韌劑之含量未滿2.54phr，則會使得接著劑組成物之韌性不足，如果增韌劑含量高於5.79phr，則會使得接著劑組成物耐熱性下降。

改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂的添加是用來降低接著劑組成的介電常數。如果改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂含量未滿9.26phr，則使得接著劑組成物介電常數上升，如果改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂含量高於30.56phr，則使得改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂與其他材料間的相容性不佳。

在特定實施例中，本發明之接著劑組成物可更包含無機填充劑。藉由無機填充物的加入，可提昇接著劑的尺寸安定性與影響接著劑組成物的熱傳係數。無機填充劑可為氫氧化鋁、氧化鋁或其組合。

在特定實施例中，本發明之接著劑組成物可更包含硬化劑的加入是為了使接著劑分子產生交聯，以增加接著劑組成物的耐熱性與內聚力。硬化劑可為雙氰胺(Dicy)、4,4-二胺基-二苯基碸(4,4DDS)或其組合。

在特定實施例中，本發明之接著劑組成物可更包含觸媒使用以加速反應進行。適用於本發明之觸媒包含咪唑類觸媒(例如2苯基-1氰乙基咪唑(2PI-CN))或一級胺或二級胺觸媒。若觸媒添加量大於0.06phr，雖可縮短硬化反應時間，但易生成副產物且對硬化反應的均一性產生不良的影響；若觸媒添加量小於0.02phr，反應速度 過慢，較無效率。

依據本發明一實施例所述之接著劑組成物的製造方法，其係先將增韌劑溶於丁酮(Methyl-Ethyl Ketone；MEK)溶劑中，配製成增韌劑溶液。之後，在另一反應瓶中加入熱固性樹脂、橡膠彈性體以及改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂。同時可加入一觸媒以加快反應速率，接著將前述的增韌劑溶液加入前述的反應瓶中以完成製備分散的接著劑組成物。

在特定實施例中，可將上述接著劑組成物，塗佈於聚醯亞胺基材上，再將溶劑去除，即可製成一背膠膜。於商品化時，僅需於接著劑之表面再覆上一離型層即可，此離型層可由聚對苯二甲酸乙二脂(polyethylene terephthalate，PET)製成。

在特定實施例中，可將前述提及的接著劑組成物，塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯(poly-ethylene tetraphthalate；PET)，再將溶劑去除，同時將PET去除，即可製成一具有本發明之接著劑組成物的接著劑薄膜。在使用上，可直接將此接著劑薄膜夾在欲固著的固體間，再以185℃的温度進行熱壓1小時，即可形成位於兩固體間的接著劑層。除了以塗佈的方式形成接著劑薄膜外，亦可將玻纖基材浸泡於前述接著劑組成物中，使接著劑組成物包覆玻纖基材。之後，再將玻纖基材取出，並去除接著劑之溶劑，即可形成具有玻纖基材之接著膠片。

在特定實施例中，上述之接著劑組成物或包含接著 劑組成物的接著膠片可用以製作雙面覆金屬積層板，其具有一基板、二層硬化接著層、第一金屬箔以及第二金屬箔。兩硬化接著層分別位於基板相對之兩側面上，硬化接著層由前述之接著劑組成物或包含接著劑組成物的接著膠片所硬化而成。第一金屬箔與第二金屬箔分別覆蓋於硬化接著層背對基板之表面，並進行熱壓，以黏著於兩硬化接著層上。

第1圖所示為本發明之一實施例之覆金屬積層板100之剖面示意圖。在特定實施例中，前述接著膠片中的玻纖基材亦可直接作為雙面覆金屬積層板100取代基板的支撐基材，以製作雙面覆金屬積層板100，其包含第一金屬箔140、一硬化接著層120與第二金屬箔160。硬化接著層120位於第一金屬箔140上，由前述之接著劑組成物或包含接著劑組成物的接著膠片所硬化而成。第二金屬箔160位於硬化接著層120背對第一金屬箔140之表面上。

以下具體的例子是，應被視為僅僅是說明性的，無論在任何情況皆不是用以限定本揭露之其他部分。如果沒有進一步闡述，咸信在本技藝中具有通常技藝者可基於在此之敘述而充分利用本發明。

接著劑之配製

表一係列出本發明實施例1、2及3以及比較實施例1及2之接著劑組成物配方。

實施例1

先將50克增韌劑KS-1溶解於450克的丁酮(methyl ethyl ketone，MEK)，以製備10%的KS1-MEK增韌劑溶液，其中KS-1係為Sekisui公司所生產的一種聚乙烯縮丁醛(polyvinyl butyral；PVB)產品。之後，在一個1000毫升(ml)的反應瓶中依序加入10克的環氧化聚丁二烯樹脂、80克的改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂、20克的環氧樹脂、0.2克的2苯基-1氰乙基咪唑(2PI-CN)、4克的雙氰胺(Dicyandiamide)及250克球型氧化鋁。最後將500克前述10%的增韌劑溶液加入前述1000毫升反應瓶中以完成製備實施例1之接著劑組成物。

實施例2

先將10克增韌劑KS-1溶解於90克的丁酮，以製備10%的KS1-MEK增韌劑溶液。之後，在一個1000毫升(ml)的反應瓶中依序加入15克的環氧化聚丁二烯樹脂、70克的改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂、30克的環氧樹脂、0.2克的2苯基-1氰乙基咪唑(2PI-CN)、28克的酚醛硬化劑(GPH78)及150克球型氧化鋁。最後將100克前述10%的增韌劑溶液加入前述1000毫升反應瓶中以完成製備實施例2之接著劑組成物。

實施例3

先將10克增韌劑KS-1溶解於90克的丁酮(methyl ethyl ketone，MEK)，以製備10%的KS1-MEK增韌劑溶液。之後，在一個1000毫升(ml)的反應瓶中依序加入5克的環氧化聚丁二烯樹脂、100克的改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂、20克的酚醛樹脂、0.2克的2苯基-1氰乙基咪唑(2PI-CN)、2克的雙氰胺及100克球型氧化鋁。最後 將100克前述10%的增韌劑溶液加入前述1000毫升反應瓶中以完成製備實施例3之接著劑組成物。

比較實施例1

先將20克增韌劑KS-1溶解於180克的丁酮(methyl ethyl ketone，MEK)，以製備10%的KS1-MEK增韌劑溶液。之後，在一個1000毫升(ml)的反應瓶中依序加入100克雙酚A型環氧樹脂(Bisphenol A,BPA)、150克氫氧化鋁、0.1克2苯基-1氰乙基咪唑(2PI-CN)、18克的4,4-二胺基-二苯基碸(4,4DDS)。最後將200克前述10%的增韌劑溶液加入前述1000毫升反應瓶中以完成製備比較實施例1之接著劑組成物。

比較實施例2

先將60克增韌劑KS-1溶解於240克的丁酮(methyl ethyl ketone，MEK)，以製備10%的KS1-MEK增韌劑溶液。之後，在一個1000毫升(ml)的反應瓶中依序加入100克雙酚A型環氧樹脂(Bisphenol A,BPA)、250克氫氧化鋁、0.1克2苯基-1氰乙基咪唑(2PI-CN)、18克的4,4-二胺基-二苯基碸(4,4DDS)。最後將200克前述10%的增韌劑溶液加入前述1000毫升反應瓶中以完成製備比較實施例2之接著劑組成物。

性質測試

為了測試接著劑組成物所形成接著劑層之特性，將上述實施例1、2、3及比較實施例1、2所製成之接著劑組成物塗佈於厚度15μm的聚醯亞胺薄膜上壓於銅箔表面以185℃的溫度進行烘烤一小時之後，所製得試片供測試其物性。

接著，對上述接著劑層試片進行玻璃轉移溫度(glass transition temperature,Tg)、剝離強度、介電常數(dielectric constant,Dk)及介電損失(dielectric loss,Df)、熱傳係數(K)之測試。介電常數為材料可儲存電能的特性，介電損失則為材料損失電能的性質，高介電常數及低介電損失之接著劑則有助於運用於電子元件上。玻璃轉移溫度可利用熱示差掃瞄卡量計(Differential Scanning Calorimeter)來量測，而剝離強度的測試方式為測試銅箔與聚醯亞胺薄膜間的剝離情形。而介電常數與介電損失的測試則是將前述試片以頻率為1 Mhz的條件進行測試。而熱傳係數則是將上述試片利用熱傳導分析儀(Laser Flash LFA-447 Modify ASTM E1461)進行分 析。其結果係詳列於表二。

由表二可知，本發明實施例所述之接著劑組成物，相較於比較實施例而言，具有較高的玻璃轉移溫度。如此一來，可使其所製作之覆金屬積層板具有良好的熱穩定性。此外，上述接著劑組成物所製成之覆金屬積層板，亦具有低的介電損失(Df)，可避免通電時因過多的電流轉為熱能，進而導致覆金屬積層板過熱的問題產生。在剝離強度的性質測試上，藉由本發明中的組成成份的調整，相較於比較實施例而言，也具有較佳的接著能力。在介電常數Dk與介電損失Df的測試上，由於改質之聚 醯亞胺聚矽氧樹脂提高了本發明之接著劑組成物之玻璃轉移溫度與介電常數，因此實施例1、2及3的接著劑組成物具有低於比較實施例的接著劑組成物的介電損失，且有高於比較實施例中接著劑組成物的介電常數。由此可知在實施例中所述的接著劑組成物為一高介電常數與低介電損失的材料。此外，本發明實施例所述之接著劑組成物，根據所加入無機填充物的多寡，適量的加入無機填充物球型氧化鋁，相較於比較實施例加入氫氧化鋁而言，具有較高的熱傳係數。且由於本發明實施例所述之接著劑組成物均具有較高之玻璃轉移溫度(均高於100℃)，因此可在100℃左右的低溫(相對於比較實施例玻璃轉移溫度分別為50℃及60℃)與金屬箔進行貼合，可取代習知貼合金屬箔前，需藉由一接著層接著於金屬箔後進行高溫貼合，使得以本發明之接著劑組成物形成的覆金屬積層板能具有較低的厚度以及較佳的散熱效果。

綜上所述，本發明之接著劑組成物，不但具有較高之玻璃轉換溫度及介電常數，且熱膨脹係數亦較低，安定性佳。本發明中的接著劑組成物具有高熱傳係數，可用於高温及需較佳散熱效果之製程上，也可進一步用於對散熱需求較高的產品上。且具有低的介電損失(Df)，可避免通電時因過多的電流轉為熱能，進而導致過熱的問題產生。

雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發 明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧雙面覆金屬基層板

120‧‧‧硬化接著層

140‧‧‧第一金屬箔

140‧‧‧第二金屬箔

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第1圖係繪示依照本發明之一實施例之覆金屬積層板之剖面示意圖。

100‧‧‧雙面覆金屬基層板

120‧‧‧硬化接著層

140‧‧‧第一金屬箔

140‧‧‧第二金屬箔

Claims (15)

1. 一種接著劑組成物，基於每100重量份(parts per hundred；phr)之該接著劑組成物至少包含：2.31phr~7.63phr之熱固性樹脂，其具有至少兩個環氧官能基；1.16phr~3.81phr之橡膠彈性體；2.54phr~5.79phr之增韌劑；以及9.26phr~30.56phr之改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂，其中該改質之聚醯亞胺聚矽氧樹脂之部份結構如下列結構式I所示： 於該結構式I中，該X代表苯環或聯苯，該R₁ 代表甲基，該n代表1~5之正整數，該m代表1~10之正整數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之接著劑組成物，其中該熱固性樹脂係為環氧樹脂或酚醛樹脂。
3. 如申請專利範圍第1項所述之接著劑組成物，其中該橡膠彈性體係為環氧化丁二烯樹脂。
4. 如申請專利範圍第1項所述之接著劑組成物，其 中該增韌劑係為聚乙烯縮丁醛(polyvinyl butyral；PVB)。
5. 如申請專利範圍第1項所述之接著劑組成物，更包含28.93phr~38.15phr之一無機填充物，其中該無機填充物係氧化鋁或氫氧化鋁。
6. 如申請專利範圍第1項所述之接著劑組成物，更包含0.02phr~0.06phr之咪唑類觸媒、一級胺或二級胺觸媒，其中該咪唑類觸媒係2-苯基-1-氰乙基咪唑。
7. 如申請專利範圍第1項所述之接著劑組成物，更包含0.46phr~7.12phr之一硬化劑以使該接著劑組成物產生交聯作用，其中該硬化劑係酚醛硬化劑、雙氰胺(Dicy)或4,4-二胺基-二苯基碸(4,4-DDS)。
8. 一種背膠膜，包含：一聚醯亞胺基材；一接著層，位於該聚醯亞胺基材上，該接著層包含如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之接著劑組成物；以及一離型層，貼附於該接著層上。
9. 一種接著膠片，至少包含：一玻纖基材；以及一接著層，包覆該玻纖基材，該接著層包含如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之接著劑組成物。
10. 一種雙面覆金屬積層板，至少包含：一基板；以及二硬化接著層(cured adhesive layer)，分別位於該基板相對之兩側面，該些硬化接著層係由如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之接著劑組成物硬化而成；以及一第一金屬箔與一第二金屬箔，分別黏著於該些接著層背對該基板之表面上。
11. 如申請專利範圍第10項所述之雙面覆金屬積層板，其中每一該些硬化接著層中更包含一玻纖基材。
12. 如申請專利範圍第10項所述之雙面覆金屬積層板，其中該金屬箔係選自銅箔、鋁箔、鎳箔、及合金箔所構成之群組。
13. 一種雙面覆金屬積層板，至少包含：一第一金屬箔；一硬化接著層，位於該第一金屬箔上，該硬化接著層係由如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之接著劑組成物硬化而成；以及一第二金屬箔，位於該硬化接著層背對該第一金屬箔之表面上。
14. 如申請專利範圍第13項所述之雙面覆金屬積層板，其中該硬化接著層中更包含一玻纖基材。
15. 如申請專利範圍第13項所述之雙面覆金屬積層板，其中該金屬箔係選自銅箔、鋁箔、鎳箔、及合金箔所構成之群組。