专利名称：具有导电和导热性能的热固性粘合片的制作方法
发明范围本发明涉及具有导电和导热性能的热固性粘合片。这种粘合片对诸如集成电路芯片的电子元件之间和可以散热的散热板之间的粘合特别有用。
背景技术：
在称为TAB或者T-BGA(载带球栅阵列)的装配型电子部件中，例如在
图1中以截面显示的那个部件中，集成电路芯片A与TAB(带在绝缘膜上有金属线路)B连接，且在TAB B上形成的焊珠与线路板连接(未显示)。为了散发集成电路产生的热量和防止带电，集成电路芯片A通过导电粘合剂D附着在散热板E上。为了稳定与集成电路芯片A相连接的TAB B和增加该电子部件的整体强度，一块加强板F通过热固性粘合剂G置于TAB B和散热板E之间。在图中所显示的电器部件中，为了消除集成电路芯片A在通电时的噪音，形成接地导电通路。该通路是通过从散热板E到TAB B的焊接形成的。传统上，该使用的导电粘合剂是一种混有诸如导电银糊剂那样的银粉的导电粘合剂。
但是，由于上述导电粘合剂有大量银粉或者其他金属填料分散在绝缘的聚合物或单体中，该材料的成本高。这样，在如图1所示的TAB类型的电子部件中，应用大面积粘合就有困难，因此使用便宜的焊料从散热板接地，从而使装配步骤变得复杂。近年来，随着因集成电路芯片的更大规模集成化而造成的功率消耗的增加，散热量也已增加。因为上述掺银粉或类似物的导电粘合剂一般具有3-5W/mK的热导率，所以它们不能使具有高散热性的集成电路芯片充分散热。
因此期待具有高热导率的比较便宜的导电粘合片。日本未经审查的专利公报昭No.11-21522涉及一种交替地置于支承基片的一面或两面上的有多个有细沟的导热片和有细沟的粘合片的导热粘合片，这种有细沟的导热片是通过涂布导热糊(一种诸如银的导热粉末和在溶剂中的树脂溶液的混合物)而制成的。一个具有多个粘合片和导热片整体层压在一起的圆盘在低温下转动并在规定的厚度下以连续方式围绕周边切割。粘合片用于将电子部件锚固到感温器上。
日本未经审查的专利公报平No.5-259671涉及一种散热片，该散热片具有多个导热填充物分散在基体树脂中。该导热填充物贯穿散热片的厚度方向，同时该导热填充物以两边都暴露在基体树脂表面上的方式在基体树脂中取向。所用的基体树脂是硅橡胶或者聚烯烃基的弹性体，以获得与待冷却物体的粘合性。导电性填充物一般是金属物质，例如金，铜，铝或者类似物。所用的填充物暴露在该片表面上，因此高粘度的粘合剂不能容易地用作基体树脂。填充物暴露的部分用诸如石蜡或者苯乙烯橡胶那样遮盖剂来处理以防止树脂薄膜的形成，因此树脂的涂布变得非常困难。
几个专利文件都涉及各向异性的导电粘合膜，用于在保持各电极或导线间的电绝缘的同时进行微电极或微导线的电连接。日本未经审查的专利公报平No.8-306415和平No.3-266306涉及各向异性的导电性粘合膜。在这两个文献中，多个细小的通孔在聚酰亚胺或类似物的绝缘膜中沿膜的厚度方向形成，并将金属物质装入多个通孔中。通过形成铆接的金属突起物，从而阻止金属从薄膜上脱落来装填金属物质。电镀，溅射和类似的方法用于形成铆接的突起物。这些各向异性的导电粘合膜同样提供了微导线等的电连接，这些通孔可以小到15-100μm。这种粘合膜的导热性可能会低，不太适合用于散热目的。
日本未经审查的专利公报平No.5-205531涉及一种涉及各向异性的导电膜，该膜有一层金属膜装填在绝缘粘合片中形成的孔内。这种金属膜的装填方式是将以可转移的方式在转移片上形成的金属膜转移到在粘合片上形成的孔中。这种装填技术要求金属膜的面积比装填面积大。这种装填通过一种压制切割系统完成，并且金属膜可能在加工过程中或传送过程中脱落。而且这种例如在日本未经审查的专利公报平No.8-306415和平No.3-266306中所描述的各向异性的导电性粘合膜是供微导线等的电连接之用，因此具有很低的导热性，很难适合散热需求。
概述本发明提供具有高导热和导电性能，但成本低于其它替代品的热固性粘合片。
更具体的是，本发明提供具有导电和导热性能的热固性粘合片，该粘合片包含由热固性粘合剂组合物组成的热固性粘合片，该热固性粘合剂组合物包含乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物和含有羧基的松香。其中联在共聚物的乙烯部分之间通过电子束辐射形成交联。该粘合片具有至少一个在指定位置形成的通孔区域，而且具有置于在指定位置形成的通孔区域内的低熔点的焊料。
这种热固性粘合片可以在厚度方向，且仅在指定区域提供高导电性能和高导热性能。而且和常导电粘合剂相比，它可以减少金属的用量。这种类型的热固性粘合片在将诸如半导体元件的电子元件粘合到散热板上特别有用。
附图的简要描述图1是由TAB系统形成的常用电子部件的截面图。
图2是使用本发明的热固性粘合片的典型实例的电子部件的分解透视图。
图3是例中所用的本发明的热固性粘合片的俯视图。
图4是实施热导率测量仪的示意图。
发明的详细说明热固性粘合片本发明热固性粘合片使用由热固性粘合剂组合物组成的热固性粘合片，这种热固性粘合剂组合物包含乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物和含有羧基的松香。通过电子束辐射在共聚物的乙烯单元间形成交联。该粘合片不包括为了使之具有导电性和导热性的置于指定位置内的低熔点的焊料。在本详细描述中和实施例中，所有数字假定用词“约”修饰。
热固性粘合剂组合物(此后将简称为“粘合剂组合物”)在环境温度下是固体，但可以在指定温度和相对低压力下在短时间内被热压粘合(例如温度100-200℃，0.1-10公斤/平方厘米，0.1-30秒)。在压制粘合期间和以后(也叫后固化)的加热，能够进行固化(交联)而无需水分。在本通篇说明书中，术语“环境温度”是指约25℃。
热固化温度通常超过150℃，而加热时间往往要一分钟或者更长。热固化反应基本上是乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的环氧基和含有羧基的松香中的羧基之间发生的反应。因此极少、甚至没有反应副产品如水产生。
这种粘合剂组合物的前体在比通常的热熔粘合剂低的温度(例如，低于120℃)下就会熔化，这样使之能容易地热熔涂布。而且在热熔过程中的流动性也相对较高，这样极少、甚至不需要在涂布和成膜过程中使用溶剂。术语“前体”指在通过电子束辐射形成分子间交联之前状态的粘合剂。
分子间交联在乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酮共聚物的乙烯基单元之间形成。当乙烯单元被电子束辐射激活时就会在乙烯单元之间促进，这种交联反应。
这种交联结构改善了粘合剂组合物在热压粘合过程中的弹性模量。该弹性模量的改善阻止了被夹在两被粘物间的粘合剂组合物层在热压粘合操作中过分流动。该弹性模量的改善还有效地防止了当粘合层的厚度不足时会造成的粘合性能的减弱。
该粘合剂组合物的弹性模量可用150℃时的储能弹性模量表示。但是因为粘合剂组合物的固化反应是由加热促进的，它可能在这一温度下不显示确定的弹性模量。因此这种粘合剂组合物的储能弹性模量是根据以下条件定义的。在使用前。(在粘合剂组合物被施加到被粘物上之前，例如在热压粘合之前等)先从粘合剂组合物中取出样品，而且用动态粘弹性仪测量该储能弹性模量，该测量是在以5℃/min的速度从80℃至280℃升温的同时以6.28弧度/秒的剪切速率进行的。所得图(温度对储能弹性模量)表中在150℃时的储能弹性模量值被定义为该粘合剂组合物的储能弹性模量。
以上定义的粘合剂组合物的储能弹性模量一般在1×104到1×106达因/平方厘米范围内，最好在2×104到3×105达因/平方厘米范围内。如果储能弹性模量值太小，那么它在热压热合操作过程中阻止流动的效果就会减弱。而如果该值过大，那么它在热压粘合操作中，例如30秒或更短时间内的短暂粘合性就会很差。如果这样，该部件会在已粘合的部件传送到下一加工步骤的过程中从粘合片上剥落。
乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物和含有羧基的松香之间的固化反应在熔融涂布或者加压模塑所需的加热温度时下逐渐发生。这样粘合剂组合物前体极少、甚至不会胶凝，粘度也不会显著增加到会影响连续生产的程度。而且，因为固化反应一般不会在90℃以下发生，所以可以增加粘合剂组合物的储存稳定性。另一方面，因为在温度高于150℃时大幅加速固化反应，所以可以缩短后固化的热固化处理时间。
本发明所用的粘合剂组合物可以通过将粘合剂组合物前体模塑成薄片，然后用电子束辐射模塑片使共聚物分子之间形成交联结构而制成。
当粘合剂组合物被加热到指定温度时，乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物会和含有羧基的松香发生固化反应，并且起增加固化产品的粘合力的作用。高粘合力有利于提高粘合性能，例如剥离粘合强度。
此外，当粘合剂组合物前体在相对低的温度熔融时，乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物具有便于熔融涂布的功能，并且可以提供粘合剂组合物令人满意的的热粘合。“热粘合”是指在粘合剂组合物已熔融并附着到被粘物上后，在冷却和固化步骤中对被粘物的粘合。
乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物是通过聚合，例如，作为原料单体的包含(甲基)丙烯酸缩水甘油酯单体和乙烯单体的单体混合物而形成的。只要本发明的效果不被损害，除了上述单体外，象丙烯、(甲基)丙烯酸烷基酯或醋酸乙烯酯这样的第三种单体也可使用。在这种情况下，(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基的最少碳原子数是1，而最多的碳原子数是8。乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物的合适的例子包括(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和乙烯的二元共聚物，(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，醋酸乙烯酯和乙烯的三元共聚物，和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，乙烯和(甲基)丙烯酸烷酯的三元共聚物。
乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物包含由(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和乙烯的单体混合物聚合而成的重复单元，相对于整个聚合物，其比例至少为50重量％，特别合适的比例是至少75重量％。在这个重复单元中(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(G)和乙烯(E)之间的聚合比例较好是50∶50到1∶99，特别合适的比例是20∶80到5∶95。如果乙烯含量太低，和松香的相容性就会降低到不能得到均匀组合物的程度，电子束交联也会受到妨碍。反过来，如果乙烯含量太高，粘合性能将会降低。这种乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物可以作为单一的类型也可以作为两种或更多种类型的混合物使用。
乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物的熔体流动速率(以下简称“MFR”)，在190℃下测量，通常至少为1克/10分钟。至少1克/10分钟的速率可以使粘合剂组合物能热粘合。为了有效地促进粘合剂组合物前体的熔融涂布，至少150克/10分钟的速率是特别合适的。如果MFR太大，固化后的组成物的粘合力就会降低。最合适的MFR是在200-1000克/10分钟。这里，“MFR”是根据日本工业标准(JIS)K6760测量的值。乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物的重均分子量必须有所选择才能使MFR在该范围内。
在粘合剂组合物中乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物的最小比例是10重量％，而最大比例是95重量％。在小于10重量％时，固化后产品增加的粘合力效果就会削弱，而当该比例大于95重量％时，在热压粘合过程中的粘合力会减小。基于这些考虑，最小比例是30重量％，特别合适的是40重量％，而最大比例88重量％，特别合适的是85重量％。这比例以乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物，以下所提及的任选的乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物和含羧基的松香的总重量计。
粘合剂组合物除了乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物，也可含有乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物。如果使用，这种共聚物具有使粘合剂组合物前体在相对低的温度熔融，便于熔融涂布和提高粘合剂组合物的热粘合性的作用。而且，电子束辐射射形成与乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物和/或乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的交联结构，这样粘合剂组合物在热压粘合过程中，弹性模量会有所改善。此外，因为乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物比乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的吸湿性低，它还增加了粘合剂组合物或其前体的耐湿性。总的来说，乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物比乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物的软化点低，因此在固化了的组合物经受加热循环时该-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物会降低内应力，从而增加了粘合性能。
乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物可以通过例如含作为原料单体的作为原料单体的(甲基)丙烯酸烷基酯单体和乙烯单体的单体混合物聚合而制成。只要本发明效果不受影响，除了上述单体之外，第三个单体例如丙烯，或者醋酸乙烯酯，也能使用。
(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基最少包括一个，最多包括4个碳原子。如果烷基中碳原子多于4个，则交联组合物的弹性模量就难以提高。
有用的乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物包括(甲基)丙烯酸烷基酯和乙烯的共聚物，和(甲基)丙烯酸烷基酯，醋酸乙烯酯和乙烯的三元共聚物。这种共聚物包含由(甲基)丙烯酸烷基酯和乙烯单体混合物聚合的重复单元，相对于全部聚合物，该单元的比例通常至少为50重量％，特别合适的至少为75重量％。
在该重复单元中，(甲基)丙烯酸烷基酯(G)和乙烯(E)聚合比例以在60∶40到1∶99之间为好，在50∶50到5∶95之间最好。如果乙烯含量太低，通过电子束交联提高的弹性模量会降低。而如果乙烯含量太高，粘合性能降低。乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物可以作为单独类型，也可以作为两种或两种以上类型的混合物使用。
乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的MFR，在190℃下测量，通常至少为1克/10分钟，至少150克/10分钟特别合适。因为上述的理由，最合适的MFR是200-1000克/10分钟。共聚物中的重均分子量也要选择，从而使MFR在这个范围内。
当乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物存在于该粘合剂组合物时，它的比例通常不会超过80重量％。当比例大于80重量％，该组合物的固化性能会降低。乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物的比例通常为4-80重量％，特别合适的是10-60重量％，最合适的是15-50重量％。这个比例是以乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物，乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物和含羧基的松香的总重量计的。
含羧基的松香和乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物在热固化操作中起反应，热固化粘合剂组合物并提高粘合性能。有用的松香包括松香(gumrosin)，木松香，牛脂松香(resin)和它们的化学改性的产品，例如聚合的松香。
松香的酸值宜为100-300mgKOH/g，如果酸值太低，它和乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物的反应性会降低，从而可能影响组合物的固化性能。而如果酸值过高，在热成型时的稳定性就会削弱。这里的“酸值”是指中和一克样品所需要的氢氧化钾的毫克数。
松香的软化点为50-200℃，特别适合的是70-150℃。如果软化点太低，它在存储过程中就会与乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物反应，从而导致存储稳定性降低。如果软化点太高，反应性会减弱，可能导致组合物的固化性能降低。这里的术语“软化点”是指根据JIS K6730测量的数值。
松香在粘合剂组合物中的比例一般是1-20重量％。在低于1重量％时，组合物的固化能力和热粘合性能会降低。当高于20重量％时，固化的组合物的粘合性会降低。鉴于上述考虑，该范围特别合适的是2-15重量％，更合适的是3-10重量％。这种比例是以乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物，乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物(如果有的话)和含羧基的松香的总重量计的。
松香可以是单独使用，也可以是两种或两种以上混合使用。只要本发明的效果不受影响，含羧基的松香可以和基本上不含羧基的松香结合使用。
除了上述成分外，该粘合剂组合物也可含有多种添加剂中的任一种，只要不影响本发明的效果即可。这样的添加剂的例子包括抗氧化剂，紫外线吸收剂，填料(无机填充物，导电粒子，颜料等)，滑润剂例如蜡，橡胶成分，增粘剂，交联剂，固化促进剂等。
在150℃或更高温度下加热1分钟到24小时，固化反应就会发生，直到粘合片可以产生足够的粘合力(例如4-15公斤/25毫米或更大)。
本发明所用的粘合片可以通过下述典型方式生产。首先，制备包含乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物和松香，以及任选的乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯的粘合剂组合物前体。然后该前体被熔融涂布到基片上形成前体片。接着，该前体片用电子束辐射从而在含乙烯单元聚合物的分子间形成交联结构，这样生产出来的粘合片具有需要的导热性能。
上述组合物前体通常通过用捏合或者搅拌设备混合各原料组分至基本均匀而制得。所用的设备可以是捏合机，辊炼机，挤出机，行星式搅拌器，均化器或类似机器。混合温度和时间要选定以基本上阻止乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和松香之间的反应。这温度通常为20-120℃，时间通常为1分钟到2小时。
在120℃，6.28弧度/秒条件下测得的组化合物前体的复数弹性模量η*为500-1,000,000泊(poise)，特别适合的是在1200-10,000泊之间。如果复数弹性模量η*太低，成型到指定的厚度难以完成；如果太高，连续成型难以完成。
衬里可以作为基片使用，例如剥离纸，剥离膜或者类似物。熔融涂一般在60-120℃下完成。普通涂布设备可用于本发明的粘合片。包括但不限于刮涂机，口模式涂布机或类似机器。片状前体也可以不用基片而挤出形成。电子束辐射是用电子束加速器进行，加速电压通常在150-500KeV，吸收剂量通常在10到400kGy。诸如冲孔的方式可以被用来在粘合片上指定的位置打通孔，从而形成通孔区域，或通路。
粘合片的厚度较好约为0.001毫米到5毫米，更好为0.005至0.5毫米。如果粘合片太薄，处理该粘合片会变得困难；而如果它太厚，在厚度方向的交联就会不均匀，从而降低粘合剂的可靠性。
对本发明的导电和导热的热固性粘合片，将低熔点焊料置于在粘合片上形成的通孔区域内。低熔点焊料的熔点通常为150℃或以下，特别适合的是在120℃以下。将焊料置于通过上述方法形成的粘合片上的通孔区域里。如果需要，可以通过适当的手段，例如焊接器穿过剥离衬里接触连接，从而得到本发明的热固性粘合片。接触连接温度是120-150℃。在该温度范围内，焊料进行熔融流动，同时热固性粘合剂组合物也充分熔融，从而使焊料和粘合剂组合物之间能熔融粘合而粘合剂组合物基本上不固化。而且，因为焊料和粘合剂组合物进行熔融粘接，所以即使不铆接，焊料也不会发生剥落。只要熔点为150℃或以下，对低熔点焊料没有特别的限制。可用的焊料包括在Denshi Zairyo no handazuke Gijutsu(电子材料的焊接技术)，第一版，第五次印刷，114页上提到的材料。适用的焊料是由以下材料的组合形成的锡/铋，锡/铋/铅，锡/铋/铅/镉，锡/铋/锌，锡/铋/铅/镉/铟等。此外可用的锡/铋，锡/铅/铟等在焊料制造商处均可买到，它们具有所需的150℃或以下的低熔点。特别是，锡/铟(熔点为117℃)和锡/铋(熔点为139℃)是优选的，因为它们不含有害元素铅或镉。
通过以上方法得到的附衬里的粘合片的一个用处就是连接两个被粘物从而形成三层的连接结构。
首先，将衬里从粘合片上取下，然后将粘合片夹在第一个和第二个被粘物中间，形成层压结构，其顺序第一被粘物，粘合片，和第二被粘物。然后在120-300℃，0.1公斤/平方厘米到100公斤/平方厘米的压力下对该层压结构进行热压粘合操作，以三层接触在一起的方式形成连接结构。这种方法可以仅在0.1秒到30秒的时间内有足够的粘合力使两个被粘物粘合在一起。
本发明的热固性粘合片在经过上述热压粘合后表现出足够的粘合力，但后固化可以使它达到更高的粘合力，即在上述连接方法中，上述连接结构在通常120℃或以上的温度下，通常是130到300℃下，在1分钟到24小时时间内，进行后固化。优选的促进后固化的条件是140-200℃，30分钟到1.2小时。
本发明的导电和导热的热固性粘合片也可以作为例如散热粘合片，用于连接电子元件如IC芯片和用于散出部件所产生的热量的散热部件，例如散热片。
图2所示为使用本发明热固性粘合片的实例的电子部件的分解透视图。在层压到散热片5上后，层压结构具有本发明热固性粘合片1、IC芯片4、加强板6、该粘合片1具有在通孔2内有低温焊料的区域和粘合区3，该加强板6具有用来放置IC芯片4的开口。粘合片1是本发明的热固性粘合片，上面也有与加强板6和TAB7一样的开口，上述区域内的接触连接在120到300℃发生。至少部分粘合片1上有焊料的区域2和处于IC芯片4上的区域相地应。这能提供导电和高导热性，同时还能使芯片产生的热量被充分释放。粘合片1也有焊料放置在加强板6上的层压区域内。因为加强板6由金属导体如铜制成，TAB7与粘合片1，加强板6和粘合片1电连接，并具与加强板6一样的开口。这就不需要在边缘有焊料导电通路，而该通路是常用电子部件所必需的。这样，在本发明的热固性粘合片上，焊料只需要以可保留的方式放在需要导热和导电性的区域，使用的焊料量减少，高导热性能也可以达到。本发明的粘合片也可用于连接IC芯片，加强板和散热片，以简化电子部件的生产步骤。
实施例本发明将通过以下例子得到进一步解释。
粘合片的制作首先，将70重量份乙烯-甲基甲基丙烯酸甘油基缩水甘油酯共聚物CG5001(BONDFAST，Sumitomo Chemical Co.，Ltd.，MFR＝350克/10分钟)，25重量份乙烯-烷基丙烯酸乙酯共聚物NUC6070(Nihon Unica Co.，Ltd.，MFR＝250克/10分钟)和5重量份份含羧基松香KR85(Arakawa Chemical Industries，Ltd.，酸值＝170mgKOH/g)混合，在120℃捏合7分钟。然后在150℃用刮涂机将该组合物涂布到100μm经剥离处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的衬里上，制成50μm热固性粘合片前体。该前体的组成示于下表1中。粘合片前体用200千伏，吸收剂量为150kGy的电子束辐射，从而得到在PET衬里上的热固性粘合片。这种粘合片称为粘合片1(对比例子1的粘合片)。
如上所述，在捏合12.5重量份CG5001和87.5重量份AgC2001(Fukuda MetalFoil& Power Co.，Ltd.生产的银粉)以后，将捏合的混合物涂到PET衬里上，得到粘合片前体。粘合物前体的组成如下表1所示。这种粘合片前体也用电子束以上述同样方式辐射，从而得到热固性粘合片。该粘合片称为粘合片2(对比例子2的粘合片)。
表1粘合片前体的组成
将粘合片切成图3所示的尺寸，得到带有通孔区域的片。再放置经剥离处理的PET衬里。接着，将厚100μm，宽1毫米，熔点为114℃由Senju Metal Industry Co.，Ltd.生产的低熔点焊料带切成8毫米长，放在粘合片1的通孔区域中，用焊接机接触连接，得到本发明热固性粘合片。接触连接压力是2公斤/平方厘米，接触连接温度为127℃，接触连接时间为3秒钟。从粘合片1得到的每片粘合片称为粘合片3(例1中的粘合片)。
用于导热性能测量的样品的制作过程将PET衬里从上述各粘合片剥离，每片粘合片用于连接两个500μm厚的铜片。实施例1中，两个粘合片用于连接，而比较例1和2中仅用一片。接触连接压力为2公斤/平方厘米，接触连接温度为175℃，接触连接时间为10秒。每个样品用钢丝锯锯成10毫米×10毫米，将样品用于热导率测量。100毫米见方，490μm厚的不锈钢片(SUS304(BA))也用作测量热导率的对照试样。用于实施例1和比较例1-2的测量样品和对照试样的结构示于下表2中。
表2测量样品的结构
表3测量结果
热导率测量制造仪器用来根据垂直比较的方法测量热导率，测得每件样品的热导率。图4是仪器的示意图。用这里所示的方法，将样品(S)夹在或锚固在两夹具中。所用的夹具(J)是砑光的铜棒(JIS C1100，10毫米截面直径)。上夹具用WATLOW Co.的加热器(H)加热，测量从加热的夹具通过样品到达下夹具的热流量。端部直径为500μm的两个K热电偶(T)被嵌入夹具的中心，相距4毫米，用于测量通过夹具的热流。水冷却设备装在对置的夹具底部用来除去来自样品的热量。流经夹具的热量(W)通过温差(以℃(K)为单位)，两个热电偶的距离以及砑光的铜棒的截面面积(m2)，用391W/mK作为砑光的铜棒的热导率来测量。
将待测的样品夹在上述夹具之间，用银糊锚固，并爱到3公斤重的静负荷。每个热电偶用少量瞬时粘接剂固定在样品的任何一面上，可以测量样品两面的温度。使用这个结构上的加热器(H)加热时，每个测量点间的温度变化在一小时后稳定，测量在样品两面和在上夹具的两点的温度。测量部分上盖一个玻璃罩，将室温的影响减至最小。结果示于上表3。
表3所示的对照试样的结果表明通过这个方法测量的SUS304的热导率约是17±2W/mK，这个数值接近公开的数值16.5(w/mK(Dennetsu Kogaku ShiryoThermoconductive Engineering Materials，修订第4版，318页)，这样确认了该测量的有效性。如表3所示，实施例1的热阻低于比较例1和2的数值，说明本发明的热固性粘合片具有高导热性能，适合散热目的。因此在达到同样的散热程度时，所用的金属量可以减少，这样提供经济的优点。
当本发明热固性粘合片用于TAB系统形成的电子部件中的电子元件的散热时，就有可能仅用一个粘合片将电子元件和加强板连接到散热板上，这样可以简化生产步骤而且提供极好的经济的优点。
权利要求
1.一种具有导热和导电性能的热固性粘合片，该粘合片包括a)具有两个主表面的热固性粘合片，它由包含乙烯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物和松香的热固性粘合剂组合物组成，所述松香含有羧基，其中所述共聚物的乙烯之间通过电子束辐射形成交联，并且该粘合片有至少一个在指定位置形成的通孔区域，和b)置于在上述指定位置形成的至少一个通孔区内的低熔点焊料。
2.权利要求1所述的热固性粘合片，其特征在于所述热固性粘合剂组合物还包含乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物。
3.权利要求1所述的热固性粘合片，其特征在于所述热固性粘合片还包含在其至少一个表面上的剥离片。
4.一种电子结构，其包括权利要求1所述的热固性粘合片，其特征在于所述热固性粘合片是散热粘合片，其放置在电子元件和散热件之间，并粘接电子元件和散热件。
5.权利要求4所述的电子结构，其特征在于所述通孔区域的所述指定位置接触所述电子元件。
全文摘要
一种具有导电和导热性能的热固性粘合片，该粘合片含由热固性粘合剂组合物组成的热固性粘合片，该热固性粘合剂组合物包含乙烯－(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物和含羧基的松香。其中在共聚物的乙烯之间通过电子束辐射形成交联，而且该粘合片具有至少一个在指定位置形成的贯穿和区域，并且还包含置于在该指定位置形成的所述通孔区域内的低熔点焊料。
文档编号C09J9/02GK1653610SQ03810308
公开日2005年8月10日 申请日期2003年4月1日 优先权日2002年4月2日
发明者正朗武田, 三井明彦, 川手恒一郎, 石井荣美 申请人:3M创新有限公司