导电粘合胶带以及由其制得的制品的制作方法

导电粘合胶带以及由其制得的制品的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种导电单面胶带，所述导电单面胶带包括导电粘合剂层和邻近所述导电粘合剂层定位的非导电聚合物层。所述导电粘合剂层包括具有多个通道的导电多孔基底和在所述通道的至少一部分内定位的粘合剂材料。任选地，粘合剂材料可包含分散在该粘合剂材料内的多个导电粒子。
【专利说明】
导电粘合胶带以及由其制得的制品
技术领域
[0001]本发明整体涉及导电胶带。具体地，本发明是具有导电粘合剂层的导电单面胶带，其包括导电多孔基底和非导电聚合物层。
【背景技术】
[0002]导电胶带具有许多构造并且按惯例使用多种方法形成。例如，在一个构造中，可通过将细分的银分散在压敏粘合剂中并将粘合剂涂覆在导电背衬上而形成导电胶带。在另一个构造中，所形成导电胶带具有位于压敏粘合剂上的单层大型导电粒子。在另一个实施方案中，导电背衬被压印为具有多个密集间隔的导电突起，该突起几乎贯穿粘合剂层。全部这些构造的一个共同特性是它们不给极小尺寸触点提供可靠的连接。
[0003]因此，人们对于能与很小的触点建立可靠电连接的更薄的导电单面胶带的需求日益增加。带来这种需求的一部分原因是连接至小触点对于导电胶带的许多电子应用变得愈加重要。此外，除了要求胶带更薄，还需要改进胶带的抓握性和可加工性以便有利于电子行业所需的大规模生产。目前，要提供胶带所需的导电性和柔韧性，一种途径是采用基于金属箔的胶带。然而，金属箔在处理和再加工期间可容易损坏。当移除隔离衬片时金属箔胶带也会发生卷曲，从而使操作变得困难。因此，需要能提供可靠的电连接至很小的触点并具有良好可加工性和抓握特征的薄型导电单面胶带。

【发明内容】

[0004]在一个实施方案中，本公开涉及一种导电单面胶带，其包括导电粘合剂层和邻近导电粘合剂层定位的非导电聚合物层。导电粘合剂层包括具有多个通道的导电多孔基底和在通道的至少一部分内定位的粘合剂材料。任选地，粘合剂材料可包含分散在该粘合剂材料内的多个导电粒子。
[0005]在另一个实施方案中，本发明是包括导电非织造基底、嵌入导电非织造基底内的粘合剂和邻近导电非织造基底定位的非导电聚合物材料层的导电单面胶带。任选地，粘合剂可包含分散在该粘合剂内的多个金属粒子。
【附图说明】
[0006]图1A为本发明的第一示例性导电单面胶带的横截面图；
[0007]图1B为图1A所示的导电单面胶带的一个层的示意性俯视平面图；
[0008]图2为本发明的第二示例性导电单面胶带的横截面图；
[0009]图3是本公开的第三示例性导电单面胶带的剖视图；以及
[0010]图4是用于测量导电单面胶带的χ-y轴电阻的试验样板的示意图。
[0011]这些图不是按比例绘制，并且只是旨在为了进行示意性的说明。
【具体实施方式】
[0012]本发明的导电单面胶带包括聚合物层和导电粘合剂层。在一些实施方案中，聚合物层为非导电聚合物层。图1A示出导电单面胶带10的第一实施方案的剖视图，其包括非导电聚合物层12和在隔离衬片16上的导电粘合剂层14。虽然图1A中示出了隔离衬片，但导电单面胶带不必包括隔离衬片。导电粘合剂层14位于非导电聚合物层12和隔离衬片16之间。金属颗粒22可任选地分散在粘合剂材料20内。本发明的导电单面胶带10提供接近体积电导率的粘合剂层，引起用于小尺寸触点的可靠和优异电性能且允许良好可加工性，因为在带的装配期间较少卷曲和/或起皱。
[0013]非导电聚合物层12包含一种或多种聚合物材料。可使用在本领域中是已知的任何非导电聚合物材料，包括但不限于:热塑性塑料、热固性塑料、热塑性弹性体、弹性体和离聚物。合适的非导电聚合物材料的示例包括但不限于:聚酯，如，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚碳酸酯；聚酰胺，如，尼龙6和尼龙6，6聚氨酯；聚脲；聚砜;丙烯酸类，如，聚甲基丙烯酸甲酯;聚乙烯;聚丙烯，硅氧烷，酚醛树脂，苯氧基，聚酰亚胺等。在一个实施方案中，聚合物材料为聚酯。聚合物共混物另外可用于形成非导电聚合物层12。非导电聚合物层12可为一种或多种非导电聚合物材料的层合体，如，包括两个或更多个非导电聚合物膜的层合体。包括膜的聚合物可以相同或不同。
[0014]非导电聚合物层12在导电单面胶带10的z轴方向上提供具有改善的物理特性、处理特性和电绝缘性。当聚合物层是非导电聚合物层时，导电单面胶带10在单面带的整个厚度具有x-y轴导电性但不具有z轴导电性。如本文所讨论的，基本上垂直于胶带的至少一个主表面的方向，即贯通单面胶带厚度的方向称为z轴方向。处于大体平行于单面胶带至少一个主表面的平面内的两个任意正交方向称为x-y轴方向。在一些实施方案中，X轴方向对应于胶带的长度，y轴方向对应于胶带的宽度。在一些实施方案中，非导电聚合物层12保留为带的永久部分。在一些实施方案中，非导电聚合物层12永久性地附接到导电单面胶带10，即，其不是隔离衬片。永久性地附接是指非导电聚合物层12不能通过低剥离力从导电单面胶带10移除且其的移除将引起导电胶带层14的或至少其组件(诸如导电多孔基底18或粘合剂材料20)的至少一个的有害变形。在一些实施方案中，非导电聚合物层12不包括隔离层，SP，降低从粘合剂(如，导电粘合剂层14)移除非导电聚合物层12所需要的剥离力的隔离涂层或表面修改特征。隔离层可包括但不限于硅氧烷材料(包括硅氧烷聚合物)和氟化材料(包括部分地和完全地氟化的聚合物)。
[0015]非导电聚合物层12可通过本领域已知的技术制造，包括但不限于熔融挤出和溶剂浇铸。例如，非导电聚合物层12可经由分批或连续工艺(如，单螺杆或双螺杆挤压，之后进行通过适当模具挤压以形成聚合物层)通过聚合物的常规熔融处理而形成。非导电聚合物层12可通过在合适溶剂中溶解或分散一个或多个聚合物材料且混合溶液而制备。然后，非导电聚合物层可通过涂覆溶液在背衬或隔离衬片上且去除一种或多种溶剂(通常通过经由加热步骤的蒸发)而制备。例如，非导电聚合物层可通过混合分散在有机溶剂中具有约28，000g/moI的数均分子量和约105 °C软化点的热塑性聚酯树脂(以商品名SKYBON ES300购自韩国京幾道城南市的SK化学品公司(SK Chemicals, Seongnam-si，Gyeonggi_do ,Korea))和分散在有机溶剂中具有约21，OOOg/mol数均分子量和约140 V软化点的热塑性聚酯树脂(以商品名SKYBON ES 100购自SK化学品公司(SK Chemi ca I s))而制备。聚合物溶液可涂覆在隔离衬片上且比如通过加热而去除溶剂，产生非导电聚合物膜。在一些实施方案中，非导电聚合物层通常为膜的形式，具有大于约3微米、大于约10微米，或甚至大于约20微米和小于约100微米、小于约50微米或甚至小于约30微米的厚度。
[0016]导电粘合剂层14提供了良好的电性能和抓握性。导电粘合剂层14包括导电多孔基底18和在导电多孔基底18的孔或通道24内定位的粘合剂材料20。整个说明书中使用的术语“通道”是指孔或通道。任何具有通道并且能够经制备而导电(例如通过将不导电材料金属化)的多孔基底都可用作导电多孔基底。可经制备而导电的合适的不导电多孔基底的示例包括但不限于织造或非织造面料、多孔薄膜和泡沫。织造或非织造纤维、多孔薄膜和泡沫通常由聚合物材料形成，所述聚合物材料包括但不限于:聚酯，如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚氨酯、聚氨酯、维尼纶、丙烯酸类树脂和纤维素聚合物，如，人造丝。可商购获得的导电非织造布的示例包括以商品名PNW-30-PCN购自韩国釜山亚进电子公司(Aj in-Electron C0.,Ltd.,Busan,Korea)的28微米厚的涂覆有多个金属镍/铜/镍的薄层的聚酯非织造稀松布。金属或碳纤维基织造或非织造材料也可采用为导电多孔基底，包括例如以商品名SU1-2790YCL购自日本大阪的精炼公司(Seiren，Osaka，Japan)的导电网格。
[0017]图1B示出导电粘合剂层14的示意性俯视平面图，其中导电粘合剂层14的导电多孔基底18(图1A)包括导电非织造基底18a，其由已经涂覆有导电涂层26的非导电非织造网17(示出为多个纤维17)形成。导电涂层可置于纤维表面上，并且在一些实施方案中可渗透到纤维中。包含任选的金属粒子22的粘合剂材料20被置于导电非织造基底18a的通道或者或孔24中。如果使用开孔泡沫作为导电多孔基底18，则泡沫的孔壁和/或外表面可被金属化。
[0018]在一些实施方案中，导电多孔基底包括导电纤维，例如包含导电纤维的织造或非织造面料。在这些实施方案中，导电纤维的一部分可突出在导电粘合剂层14的至少一个主表面之上以有利于电接触。在一些实施方案中，导电纤维的一部分突出在导电粘合剂层14的主表面之上(邻近隔离衬片16的主表面)，有利于带附接到(经由导电粘合剂层14的下表面)导电粘合剂层14的任何基底之间的导电。具有突出纤维对于获得可接受的电触点和导电性不是需要的。然而，据信具有突出纤维提高在导电单面胶带10和其附接到的基底之间的电连接且改善它们之间的导电性。在一些实施方案中，导电粘合剂层表现出x-y-z轴导电性。
[0019]当导电多孔基底18包含已经通过在其表面上形成导电涂层使之导电的非导电材料时，所述导电涂层可为导电金属，包括例如:铜、镍、银、金、锡、钴、络、招或它们的任何组合。在一个实施方案中，导电非织造基底18a包括导电铜涂层和耐腐蚀的镍、银或锡涂层。导电非织造基底的一个合适的示例是Ni/Cu/Ni/PET。在一个实施方案中，导电多孔基底18的厚度在约5μηι和约10ym之间，具体地讲在约ΙΟμπι和约80μηι之间，并且更具体地讲在约20μηι和约50μηι之间。
[0020]粘合剂材料20填充导电多孔基底18的通道24的至少一部分，引起在导电粘合剂层14中具有改善的内聚力。在一个实施方案中，粘合剂材料20基本上填充通道的全部。然而，由于制造期间可困在导电多孔基底18中的小气泡，粘合剂材料20可能不会填充通道体积的100%，从而在导电多孔基底中形成空隙。在一个实施方案中，基于在导电多孔基底中通道的总体积，通道被粘合剂材料20填充使得导电多孔基底18包括小于约10体积％的空隙，具体地讲小于约体积5%的空隙，且更具体地讲小于约2体积％的空隙。
[0021]可以采用各种制造方法来形成导电粘合剂层14，包括但不限于:将转移粘合剂层合到适当导电多孔基底的一面或两面;将粘合剂溶液(即溶剂中包含的粘合剂)吸收到导电多孔基底的孔/通道中的至少一些中，之后进行溶剂去除及可选的固化；或吸收基本上100%固体粘合剂前体溶液(包含单体、低聚物和/或溶解的聚合物)到导电多孔基底的孔/通道中，之后进行固化粘合剂前体溶液以形成粘合剂。吸收方法(即允许液体流入导电多孔基底孔/通道的至少一些中)可通过任何已知方法实现，包括浸涂、喷涂、刮涂、缺口棒涂、辊涂等。
[0022]用于制造导电粘合剂层14的方法可影响所得的导电粘合剂层14的结构。当使用层合技术将转移粘合剂层合到导电多孔基底18时，粘合剂材料20可在通道24中，所述通道24在导电多孔基底18的一个或两个侧面的表面处或附近。粘合剂材料20渗透到导电多孔基底18的孔/通道24中的深度取决于层合期间所施加的压力、转移粘合剂的流动特性和导电多孔基底18的特性，诸如，例如导电多孔基底18的孔尺寸和厚度。为了有利于粘合剂渗透到导电多孔基底中，导电多孔基底/粘合剂层合体可在升高的温度下退火。在一个实施方案中，导电多孔基底/粘合剂层合体在约30°C和约100°C之间退火。在适当条件下，粘合剂材料20能够渗透导电多孔基底18的整个深度。在另一个实施方案中，当使用吸收方法时，粘合剂材料20可至少部分地填充导电多孔基底18的孔/通道24的至少一些。因此，取决于用于制造导电粘合剂层14的方法，粘合剂材料20可渗透导电多孔基底18的整个厚度以及作为层沉积在邻近非导电聚合物层12和隔离衬片16的导电多孔基底18的表面上，如在图1A、图1B，图2和图3所示。在一些实施方案中，粘合剂材料20可不渗透到导电多孔基底18的整个深度和/或可不延伸在导电多孔基底18的表面外。
[0023]在一些实施方案中，粘合剂材料20是非导电的且导电性可经由导电多孔基底18获得。在该实施方案中，如果导电多孔基底18包括突出在导电粘合剂层14的一个或两个主表面之上的导电纤维，则电连接可增强。另外，在最终使用应用期间，无论粘合剂材料20是导电或非导电的，适当压力都可施加到带，从而增强在导电多孔基底18和带(经由导电粘合剂层14的下表面)附接到的任何基底之间的电连接。
[0024]在一个实施方案中，粘合剂材料20为压敏粘合剂(PSA)材料。为实现PSA的特性，用于粘合剂的聚合物可受到调控，以使所得的玻璃化转变温度(Tg)为小于约(TC。合适的PSA材料的示例包括但不限于:橡胶类PSA、硅氧烷类PSA和丙烯酸类PSA。特别合适的压敏粘合剂为(甲基)丙烯酸酯共聚物。此类共聚物通常衍生自包含约40重量％至约98重量％，通常至少约70重量％，或者至少约85重量％，或者甚至至少约90重量％的具有小于约0°CTg的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯单体作为均聚物。
[0025]此类(甲基)丙烯酸烷基酯单体的示例是那些其中烃基包含约4个碳原子至约14个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯单体，并且包括但不限于:丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸异癸酯以及它们的混合物。任选地，作为均聚物的Tg为大于(TC的其它乙烯基单体和(甲基)丙烯酸烷基酯单体，诸如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯等等，可与低Tg(甲基)丙烯酸烷基酯单体和可共聚极性单体(包括但不限于，碱性和/或酸性单体)中的一种或多种结合使用，前提条件是所得的(甲基)丙烯酸酯共聚物的Tg为小于约(TC。
[0026]基于包含单体的PSA的总重量计，PSA可包含从约3重量％至约35重量％的亲水性羟基官能化单体化合物。亲水性羟基官能化单体化合物的羟基当量可小于400。羟基当量分子量定义为单体化合物的分子量除以单体化合物中的羟基基团的数量。可用的单体包括丙烯酸-2-羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-3-羟丙酯和甲基丙烯酸-3-羟丙酯、丙烯酸-4-羟丁酯和甲基丙烯酸-4-羟丁酯、2-羟乙基丙烯酰胺和N-羟丙基丙烯酰胺。另外，还可使用基于衍生自环氧乙烷或环氧丙烷的二醇的羟基官能化单体。此类单体的示例包括羟基封端的丙烯酸聚丙二醇酯，其以BISOMER PPA 6购自德国科宁公司(Cognis)。二醇和三醇还可以想到用于亲水性单体化合物。它们也可具有小于400的羟基当量。
[0027]在一些实施方案中，PSA可包括一种或多种极性单体，诸如可共聚极性单体。该极性单体可以是碱性的或酸性的。基于包含PSA的单体的总重量，可结合到PSA中的碱性单体可占约2重量％至约50重量％，或约5重量％至约30重量％。示例性碱性单体包括但不限于N，N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMAm)、N，N-二乙氨基丙基甲基丙烯酰胺(DEAPMAm)、N，N-二甲氨基乙基丙烯酸酯(DMAEA)、N，N-二乙氨基乙基丙烯酸酯(DEAEA)、N，N-二甲氨基丙基丙烯酸酯(DMAPA)、N，N-二乙氨基丙基丙烯酸酯(DEAPA)、N，N-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA)、N，N-二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯(DEAEMA)、N，N-二甲氨基乙基丙烯酰胺(DMAEAm)、N，N-二甲氨基乙基甲基丙烯酰胺(DMAEMAm)、N，N-二乙氨基乙基丙烯酰胺(DEAEAm)、N，N-二乙氨基乙基甲基丙烯酰胺(DEAEMAm)、N，N-二甲氨基乙基乙烯基醚(DMAEVE)、N，N-二乙氨基乙基乙烯基醚(DEAEVE)以及它们的混合物。其它可用的碱性单体包括乙烯基吡啶、乙烯基咪唑、叔氨基-官能化苯乙烯(如，4-(N，N-二甲基氨基)-苯乙烯(DMAS)、4-(N，N-二乙基氨基)-苯乙烯(DEAS))、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、丙烯腈、N-乙烯基甲酰胺、(甲基)丙烯酰胺，以及它们的混合物。
[0028]基于包含PSA的单体的总重量，可结合到PSA中的碱性单体可占PSA的约2重量％至约30重量%，或约2重量%至约15重量％。可用的酸性单体包括但不限于选自烯键式不饱和羧酸、烯键式不饱和磺酸、烯键式不饱和膦酸、以及它们的混合物的那些酸性单体。此类化合物的示例包括选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、柠康酸、马来酸、油酸、
羧基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸2-磺乙酯、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基膦酸等、以及它们的混合物的那些酸性单体。由于其可获得性，通常使用烯键式不饱和羧酸。
[0029]粘合剂材料20可在导电单面胶带制造期间原位制造或其可先前制造且为例如聚合物溶液的形式(其包含用于粘合剂材料20的适当溶剂)。一种可用的聚合物溶液是59%固体、以商品名SEN-7000购自韩国天安的格明公司(Geomyung Corp.，Cheon_an,Korea)的丙烯酸类共聚物溶液，。
[0030]压敏粘合剂可固有地具有粘性。如果需要，可在压敏粘合剂形成之前将增粘剂添加到PSA或者粘合剂前体溶液中。在一个实施方案中，PSA或粘合剂前体溶液包含以重量计最高至约30%增粘剂，或最高至约50%增粘剂。可用的增粘剂包括例如松香酯树脂、芳香烃树脂、脂族烃类树脂和萜烯树脂。通常，可使用选自氢化松香酯、萜烯或芳族烃树脂的浅色增粘剂。
[0031]可针对特殊目的添加其他材料，包括(例如)填料、油、增塑剂、抗氧化剂、紫外线稳定剂、颜料、固化剂和聚合物添加剂。示例性填料包括但不限于热导填料、耐火填料、抗静电填料，发泡剂，聚合物微球体和粘度调节剂，包括热解法二氧化硅，诸如来自德国埃森市的赢创工业(Evonik Industries,Essen,GermanyWaAEROSIL R 972。
[0032]粘合剂材料可具有添加到粘合剂前体溶液中的附加组分。例如，混合物可以包含多官能交联剂。这种交联剂包括在制备溶剂涂布型粘合剂的干燥步骤中活化的热交联剂以及在聚合步骤中共聚的交联剂。这种热交联剂可以包括多官能异氰酸酯、氮丙啶、多官能(甲基)丙烯酸酯和环氧化合物。示例性交联剂包括双官能丙烯酸酯，例如I，6_己二醇二丙烯酸酯，或者多官能丙烯酸酯，例如本领域的技术人员已知的那些。可用的异氰酸酯交联剂包括，例如，WdesmodUR L-75购自德国科隆的拜耳公司(Bayer ,Cologne,Germany)和来自韩国天安的格明公司(Geomyung Corporat1n,Cheon-an，Korea)的GT75。还可使用紫外线或“UV”活化的交联剂来使压敏粘合剂交联。这种UV交联剂可以包括二苯甲酮和4-丙烯酰氧基二苯甲酮。通常将交联剂(如果存在)以基于包含单体的PSA的总重量计为约0.05重量份至约5.00重量份的量添加至粘合剂前体溶液。
[0033]此外，用于所提供的粘合剂材料的粘合剂前体溶液可包含热或光引发剂。热引发剂的示例包括过氧化物，诸如过氧化苯甲酰及其衍生物，或者偶氮化合物，诸如可得自杜邦公司(特拉华州威尔明顿)(E.I.du Pont de Nemours and C0.(Wilmington，DE))的VAZO67(其为2，2’_偶氮二-(2-甲基丁腈)或可得自和光纯药工业株式会社(弗吉尼亚州里士满)(Wako Specialty Chemicals (Richmond ,VA))的 V-601 (其为 2,2 偶氣二异丁酸二甲酯)。可有多种过氧化物或偶氮化合物可用于在各种温度下引发热聚合。粘合剂前体溶液可包含光引发剂。具体地讲，可用的引发剂是诸如购自新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASFCorporat1n,Florham Park,New JerseyW^IRGACURE 651，其是2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮。通常将引发剂以基于包含单体的PSA的总重量计为约0.05重量份至约2重量份的量添加至粘合剂前体溶液。
[0034]在其他实施方案中，粘合剂材料20可为热固性粘合剂材料。更具体地讲，可使用可为B阶段的粘合剂材料(可B阶段化的材料)。优选地，采用紫外线(UV)发生B阶段化。在这种方法中，采用双重固化粘合剂组合物。第一固化通过UV或另一个光源引发，其引发固化反应以使得组合物加厚，直到发生最终固化。可使用热固化体系进行最终固化。粘合剂组合物包含与可热固化的单体和/或低聚物混合的可UV固化的单体和/或低聚物。此外，用于这两种固化机制的对应引发剂和/或固化剂将会添加到粘合剂混合物中。在彻底混合后，粘合剂组合物被涂覆在至少一个隔离衬片上并且可涂覆在两个隔离衬片之间。在该涂覆过程中，导电非织造材料可同时嵌入粘合剂涂层中。随后使涂覆的组合物暴露于UV辐射以至少部分地固化组合物的可UV固化组分。在这一阶段，组合物仍可具有足够的粘性以使其能够作为压敏粘合剂。
[0035]可UV固化的单体和引发剂可为本文此前所述的那些。粘合剂组合物的热固性单体和/或低聚物可为环氧基和苯氧基材料。其他热固性树脂包括氨基甲酸酯和酚醛基材料。此夕卜，可将一种或多种适当的交联剂、固化剂和/或促进剂添加到粘合剂组合物中。例如，对于环氧树脂而言，可使用诸如双氰胺的交联剂。优选的双氰胺可以商品名Dicyanex 1400B得自宾夕法尼亚州艾伦镇的空气化工产品有限公司(Air Products and Chemicals，Inc.(AlIentown，Pennsylvania))。也可添加促进剂，针对环氧树脂的优选促进剂为脲基促进剂，如，以商品名Amicure UR得自空气化工产品有限公司(Air Products and Chemicals,Inc.)的脲基促进剂。
[0036]粘合剂材料20可为导电粘合剂材料。在一个实施方案中，粘合剂材料20包含金属粒子22。金属颗粒22分散在粘合剂材料20中，其然后嵌入到导电多孔基底18中。合适的金属粒子的示例包括但不限于:镍、铜、锡、招、银、金、镀银铜、镀银镍、镀银招、镀银锡、镀银金、镀镍铜、镀镍银、镀银或镀镍的石墨、玻璃、陶瓷、塑料、硅石、弹性体和云母。在本发明中，也可以使用这些材料的组合作为金属粒子。在一个实施方案中，分散在粘合剂材料20中的金属粒子22包含镍。合适的可商购获得的镍的示例包括但不限于得自加拿大多伦多市加拿大淡水河谷英可有限公司(Inco,Vale Canada Limited(Toronto,Canada))的T123。粒子的形状通常为球状体，但可使用片状和其他纵横比更高的粒子。此纵横比可介于约I和约50之间、介于约I和约20之间或甚至介于约I和约10之间。在一些实施方案中，球体形状的粒子的纵横比可介于约I和约3之间、介于约I和约2之间或甚至介于约I和约1.5之间。在一个实施方案中，粘合剂材料20包含以重量计在约I %和约70 %之间的金属颗粒，具体地讲在约2 %和约60%之间的金属颗粒并且更具体地讲在约3%和约50%之间的金属颗粒。金属颗粒具有约0.5微米至100微米，具体地讲约I微米至50微米且更具体地约2微米至约20微米的平均粒度。
[0037]导电粘合剂层14可层合到各种非导电聚合物层上以形成单面带结构。非导电聚合物层12在导电单面胶带10的z轴方向上提供改善的物理特性、处理特性和电绝缘。
[0038]在一个实施方案中，导电单面胶带10(没有可选的隔离衬片16)的厚度在约15μπι和约150μπι之间，具体地讲厚度在约25μπι和约125μπι之间，并且更具体地讲厚度在约30μπι和约ΙΟΟμ??之间。
[0039]隔离衬片16沿着导电粘合剂层14的表面设置并且保护导电粘合剂层14在准备好使用之前不沾染粉尘和碎肩。合适的隔离衬片的示例包括但不限于PET隔离衬片和纸隔离衬片。
[0040]图2示出导电单面胶带100的第二实施方案的剖视图，所述带100包括非导电聚合物层102和在可选隔离衬片106上的导电粘合剂层104。导电单面胶带100的第二实施方案在构造和功能上与导电单面胶带10的第一实施方案类似，不同的是导电单面胶带100的第二实施方案还包括位于在与导电粘合剂层104相对的非导电聚合物层102上的聚合物膜108。
[0041]聚合物膜108是各种通用带结构和功能中的一个，所述结构和功能增加导电单面胶带100的拉伸强度和/或沿导电单面胶带100的Z轴提供另外的电绝缘性和/或保护非导电聚合物层102不受腐蚀和物理损坏。在一个实施方案中，聚合物膜108直接形成到非导电聚合物层102上。在另一个实施方案中，聚合物膜层借助粘合剂层合。示例性的聚合物膜包括但不限于非导电膜。在一个实施方案中，聚合物膜108为黑色PET膜。在一个实施方案中，聚合物膜108具有约2.5微米和约20微米之间，具体地讲约I微米和约15微米之间，并且更具体地讲约1.5微米和约5微米之间的厚度。可(例如)通过金属蒸镀和溅射将非常薄的金属层直接电镀到聚合物膜108上。示例性的电镀金属包括金、银和其他金属。
[0042]图3示出导电单面胶带200的第三实施方案的剖视图，所述导电单面胶带200包括非导电聚合物层202和在可选隔离衬片206上的导电粘合剂层204。导电单面胶带200的第三实施方案在构造和功能上与导电单面胶带10的第一实施方案类似，不同的是导电单面胶带200的第三实施方案包括处于导电粘合剂层204内的第一粘合剂层208和第二粘合剂层210。
[0043]第一粘合剂层208和第二粘合剂层210可包含粒子。第一粘合剂层208和第二粘合剂层210可包含相同颗粒类型或可包含不同颗粒类型。在一个实施方案中，第一粘合剂层208和第二粘合剂层210均包含相同颗粒类型。例如，第一粘合剂层208和第二粘合剂层210均可包含镍颗粒。在另一个实施方案中，第一粘合剂层208和第二粘合剂层210包含不同颗粒类型。例如，第一粘合剂层208可包含镍粒子，而第二粘合剂层210包含银粒子。此外，第一粘合剂层208和第二粘合剂层210可包含相同数量的颗粒类型或可包含不同数量的颗粒类型。在一个实施方案中，第一粘合剂层208和第二粘合剂层210均包含两种颗粒类型。在另一个实施方案中，第一粘合剂层208包含仅一种颗粒类型而第二粘合剂层210包含多于一种的颗粒类型。例如，第一粘合剂层208可仅包含镍粒子，而第二粘合剂层210包含银粒子和镍粒子。在不脱离本发明的预期范围的情况下，颗粒类型的任何组合可包含在第一粘合剂层208和第二粘合剂层210内。
[0044]第一粘合剂层和第二粘合剂层可包括针对粘合剂材料20所描述的任何材料。在一个实施方案中，第一粘合剂层208和第二粘合剂层210都是丙烯酸基的。第一粘合剂层208和第二粘合剂层210的丙烯酸类共聚物的组合物可以相同或不同。
[0045]形成本发明的导电单面胶带10，100，200的一种方法为使用双重衬片涂覆和UV固化处理。该方法包括制备包含粘合剂和光引发剂的浆以形成预聚物、将预聚物吸收在导电多孔基底的孔中、使导电多孔基底和预聚物经过第一衬片和第二衬片之间、固化预聚物以形成导电粘合剂层(如，嵌入压敏粘合剂层的导电多孔基底)、从导电粘合剂层移除第一衬片，且层合导电粘合剂层到非导电聚合物层(即，非导电聚合物背衬)上。
[0046]形成本发明的导电单面胶带10、100和200的另一种方法为使用单衬片涂覆和热固化处理。该方法包括通过直接吸收聚合物粘合剂溶液到导电多孔基底的孔或通道中涂覆聚合物粘合剂溶液(例如丙烯酸类共聚物溶液)到导电多孔基底上、使聚合物粘合剂溶液和导电多孔基底在衬片上经过、干燥和加热固化聚合物粘合剂溶液以形成导电粘合剂层(如嵌入压敏粘合剂层的导电多孔基底)，以及层合导电粘合剂层到非导电聚合物层(即，非导电聚合物背衬)上。
[0047]形成本发明的导电单面胶带10、导电单面胶带100、导电单面胶带200的方法包括使用单衬片涂覆、热固化和转移层合工艺。该方法包括涂覆聚合物粘合剂溶液(例如丙烯酸类共聚物溶液)到隔离衬片上、干燥和热固化在衬片上涂覆的聚合物粘合剂溶液，并转移衬片上的聚合物粘合剂层到导电多孔基底的两个侧面上以形成导电粘合剂层(如，嵌入压敏粘合剂层的导电多孔基底)，其中粘合剂在导电多孔基底的通道的至少一部分内定位，以及层合导电粘合剂层到非导电聚合物层(即，非导电聚合物背衬)上。
[0048]每个方法可组合以形成本发明的导电单面胶带10、导电单面胶带100、导电单面胶带200。例如，在导电单面胶带200的第三实施方案中，第一粘合剂层208和第二粘合剂层210可使用相同工艺或不同工艺制造。在一个实施方案中，一个粘合剂层可由溶液涂覆工艺在隔离衬片上制造且然后通过转移工艺层合到导电多孔基底。第二粘合剂层可通过吸收工艺而制造，如，直接涂覆粘合剂溶液到导电多孔基底上且然后干燥和任选地固化。
[0049]本发明所选的实施方案包括但不限于下列:
[0050]在第一实施方案中，本发明提供了一种导电单面胶带，该导电单面胶带包括:
[0051]导电粘合剂层，该导电粘合剂层包括:
[0052]具有多个通道的导电多孔基底;和
[0053]在所述通道的至少一部分内定位的粘合剂材料；以及
[0054]邻近所述导电粘合剂层定位的非导电聚合物层。
[0055]在第二实施方案中，本发明提供了根据第一实施方案所述的导电单面胶带，其中粘合剂材料为导电粘合剂材料。
[0056]在第三实施方案中，本发明提供了根据第二实施方案所述的导电单面胶带，其中导电粘合剂材料包含金属粒子。
[0057]在第四实施方案中，本发明提供了根据第三实施方案所述的导电单面胶带，其中金属粒子包括以下材料中的至少一种:镍、铜、锡、铝、银、镀银铜、镀银镍、镀银铝、镀银锡、镀银金、镀银石墨、镀银玻璃、镀银陶瓷、镀银塑料、镀银二氧化硅、镀银弹性体、镀银云母、镀镍铜、镀镍银、镀镍石墨、镀镍玻璃、镀镍陶瓷、镀镍塑料、镀镍二氧化硅、镀镍弹性体、镀镍云母以及它们的组合。
[0058]在第五实施方案中，本发明提供了根据第一至第四实施方案所述的导电单面胶带，其中导电多孔基底为导电非织造基底。
[0059]在第六实施方案中，本发明根据提供了第一至第五实施方案所述的导电单面胶带，其中导电多孔基底包含导电纤维。
[0060]在第七实施方案中，本发明提供了根据第六实施方案所述的导电单面胶带，其中导电纤维的一部分从导电粘合剂层的至少一个主表面伸出。
[0061]在第八实施方案中，本发明提供了根据第六实施方案所述的导电单面胶带，其中导电纤维的一部分从导电粘合剂层的两个主表面伸出。
[0062]在第九实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第八实施方案所述的导电单面胶带，还包括邻近所述非导电聚合物层定位的聚合物膜。
[0063]在第十实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第九实施方案所述的导电单面胶带，还包括邻近所述导电粘合剂层定位的隔离衬片。
[0064]在第十一实施方案中，本发明提供了根据第一至第十实施方案所述的导电单面胶带，其中导电单面胶带的厚度介于约15um和约150um之间。
[0065]在第十二实施方案中，本发明提供了根据第一至第十一实施方案所述的导电单面胶带，其中导电多孔基底包括导电涂层。
[0066]在第十三实施方案中，本发明提供了根据第一至第十二实施方案所述的导电单面胶带，其中粘合剂材料为压敏粘合剂材料。
[0067]在第十四实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第十三实施方案所述的导电单面胶带，其中所述粘合剂材料是通过UV可B阶段化的粘合剂材料或通过加热可B阶段化的粘合剂材料。
[0068]在第十五实施方案中，本公开提供根据第一实施方案到第十四实施方案所述的导电单面胶带，还包括选自以下的至少一种附加填料:导热填料、耐火填料、抗静电剂、发泡剂、聚合物微球体和粘度调节剂。
[0069]在第十六实施方案中，本发明提供了根据第一至第十五实施方案所述的导电单面胶带，其中粘合剂层包括第一粘合剂层和第二粘合剂层。
[0070]在第十七实施方案中，本发明提供了根据第十六实施方案所述的导电单面胶带，其中第一粘合剂层包含一种类型的金属粒子。
[0071]在第十八实施方案中，本发明提供了根据第十六或第十七实施方案所述的导电单面胶带，其中第二粘合剂层包含至少两种类型的金属粒子。
[0072]在第十九实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第十八实施方案所述的导电单面胶带，其中所述通道用粘合剂材料填充使得所述导电多孔基底包括小于约10体积％的空隙。
[0073]在第二十实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第十九实施方案所述的导电单面胶带，其中所述通道用粘合剂材料填充使得所述导电多孔基底包括小于约2体积％的空隙。
[0074]在第二十一实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第二十实施方案所述的导电单面胶带，其中所述非导电聚合物层永久性地附接到所述单面带。
[0075]在第二十二实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第二十一实施方案所述的导电单面胶带，其中所述非导电聚合物层不包括隔离层。
[0076]在第二十三实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第二十二实施方案所述的导电单面胶带，其中所述导电单面胶带表现出χ-y轴导电性且在所述单面带的整个厚度上不具有z轴导电性。
[0077]在第二十四实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第二十三实施方案所述的导电单面胶带，其中所述导电粘合剂层表现出x-y-z轴导电性。
[0078]实施例
[0079]在以下仅用于说明的实施例中更加具体地描述本发明，这是由于本发明范围内的许多修改和变形对于本领域技术人员而言将显而易见。除非另有说明，否则以下实施例中报告的所有份数、百分比和比率是基于重量的。
[0080]测试方法
[0081 ] 电阻测试方法I (x-y电阻)
[0082]通过测量在两条铜箔带(它们经由导电单面胶带处于电连通中)之间的电阻而评估导电单面胶带的电阻。按以下步骤制备带有铜箔带的试验样板。每条约1mm X 30mm的两条铜箔带层合到50mm X 30mm聚甲基丙稀酸酯板。铜带条沿塑料板的每30mm边缘施加。两条铜带之间的距离为约30mm。一片导电单面胶带(50mmX 10mm，移除了隔离衬片)然后手工层合到塑料板。垂直于铜带条施加导电单面胶带，使得导电单面胶带的端部与铜带条中的每条重叠，在铜箔带中的每条和导电单面胶带之间制备1mm X 1mm重叠区域。在初始手工层合后，2kg橡胶辊在导电单面胶带上乳过，制备试验样板，图4。图4示出试验样板400，其带有塑料板410，施加到其表面的铜箔带条420和导电单面胶带430。在20分钟保压时间后，在铜箔条之间的直流电阻使用Keithley 580微型欧姆计(可购自俄亥俄州克利夫兰的吉时利仪器公司(Keithley Instruments Inc.,Cleveland,Oh1))通过放置欧姆计引线与在板的两个侧面中任一个上的铜箔带条的暴露表面接触而测量。在微型欧姆计的引线接触试验样板的铜箔带条30秒后记录电阻。
[0083]实施例1:
[0084]通过混合以下物质来制备非导电聚合物膜:(基于重量)50份分散在有机溶剂中具有数均分子量约28，000g/mol和约105°C软化点的热塑性聚酯树脂(以商品名SKYBON ES300购自韩国京幾道城南市的SK化学品公司(SK Chemicals , Seongnam-si ,Gyeongg1-do ,Korea)); 50份分散在有机溶剂中具有约21，000g/mol数均分子量和约140°C软化点的热塑性聚酯树脂(以商品名SKYBON ES 100购自SK化学品公司(SK Chemicals)); 50份甲基乙基酮和50份甲醛。使用常规缺口棒涂技术涂覆该混合物在常规硅氧烷隔离衬片上且在100°C干燥I分钟。干燥后，非导电聚合物膜的厚度为约15微米。
[0085]压敏的导电粘合剂膜制备如下。使用常规的高剪切混合，将390g59%固体的丙烯酸类共聚物溶液(以商品名SEN-7000购自韩国天安市格明公司(Geomyung Corp.(Cheon-an ,Korea))、5.85g 75 %固体的异氰酸酯交联剂溶液(以商品名GT75购自韩国天安市格明公司(Geomyung Corp.(Cheon-an,Korea))、150g甲苯混合在一起，从而形成粘合剂前体溶液。然后将粘合剂前体溶液通过常规的缺口棒涂方法涂覆在经过硅氧烷处理的纸材衬片上，并且通过在80°C经过烘箱I分钟而使该溶液干燥。然后通过在一对层合辊之间挤压而将经涂覆的粘合剂材料层合到27微米厚导电网格(以商品名SU1-2790YCL购自日本大阪的精炼公司(Seiren ,Osaka ,Japan))的一个侧面，之后进行卷绕导电网格/粘合剂成棍。然后使导电粘合剂膜的辊在50°C下退火2天以进一步将薄导电网格嵌入到粘合剂材料中。
[0086]在退火后，从导电粘合剂膜的一个侧面移除隔离衬片，且导电粘合剂膜的暴露表面层合到15微米厚非导电聚合物膜，产生导电单面胶带，即实施例1。
[0087]在电阻测试方法I后，针对实施例1进行测量电阻且确定为0.55ohm。
[0088]虽然已经参考优选实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作出形式上和细节上的改变。
【主权项】
1.一种导电单面胶带，包括: 导电粘合剂层，所述导电粘合剂层包括: 具有多个通道的导电多孔基底；以及 在所述通道的至少一部分内定位的粘合剂材料；以及 邻近所述导电粘合剂层定位的非导电聚合物层。2.根据权利要求1所述的导电单面胶带，其中所述粘合剂材料为导电粘合剂材料。3.根据权利要求2所述的导电单面胶带，其中所述导电粘合剂材料包含金属粒子。4.根据权利要求3所述的导电单面胶带，其中所述金属粒子包括以下材料中的至少一种:镍、铜、锡、铝、银、镀银铜、镀银镍、镀银铝、镀银锡、镀银金、镀银石墨、镀银玻璃、镀银陶瓷、镀银塑料、镀银二氧化硅、镀银弹性体、镀银云母、镀镍铜、镀镍银、镀镍石墨、镀镍玻璃、镀镍陶瓷、镀镍塑料、镀镍二氧化硅、镀镍弹性体、镀镍云母以及它们的组合。5.根据权利要求1或2所述的导电单面胶带，其中所述导电多孔基底为导电非织造基底。6.根据权利要求1或2所述的导电单面胶带，其中所述导电多孔基底包含导电纤维。7.根据权利要求6所述的导电单面胶带，其中所述导电纤维的一部分从所述导电粘合剂层的至少一个主表面伸出。8.根据权利要求6所述的导电单面胶带，其中所述导电纤维的一部分从所述导电粘合剂层的两个主表面伸出。9.根据权利要求1所述的导电单面胶带，还包括邻近所述非导电聚合物层定位的聚合物膜。10.根据权利要求1所述的导电单面胶带，还包括邻近所述导电粘合剂层定位的隔离衬片。11.根据权利要求1所述的导电单面胶带，其中所述导电单面胶带的厚度介于约15μπι和约150μηι之间。12.根据权利要求1所述的导电单面胶带，其中所述导电多孔基底包括导电涂层。13.根据权利要求1所述的导电单面胶带，其中所述粘合剂材料为压敏粘合剂材料。14.根据权利要求1所述的导电单面胶带，其中所述粘合剂材料为以UV或热力方式可B阶段化的粘合剂材料。15.根据权利要求1所述的导电单面胶带，还包括选自以下的填料:导热填料、耐火填料、抗静电剂、发泡剂、聚合物微球体和粘度调节剂。16.根据权利要求1所述的导电单面胶带，其中所述粘合剂层包括第一粘合剂层和第二粘合剂层。17.根据权利要求16所述的导电单面胶带，其中所述第一粘合剂层包含一种类型的金属粒子。18.根据权利要求16所述的导电单面胶带，其中所述第二粘合剂层包含至少两种类型的金属粒子。19.根据权利要求1所述的导电单面胶带，其中所述通道填充有粘合剂材料使得所述导电多孔基底包括小于约10体积％的空隙。20.根据权利要求1所述的导电单面胶带，其中所述通道填充有粘合剂材料使得所述导 电多孔基底包括小于约2体积V0的空隙。
【文档编号】C09J7/02GK105829472SQ201480068843
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月9日
【发明人】崔汀完, J·W·麦卡彻昂
【申请人】3M创新有限公司