CN1233766C - 精密电子元件用粘合片 - Google Patents

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Abstract

提供一种精密电子元件用粘合片，它在高温气氛下产生较少量的气体和它适于作为精密电子元件用低污染粘合片。该精密电子元件用粘合片含有粘合剂层，粘合剂层包括丙烯酸类共聚物，丙烯酸类共聚物是通过共聚单体混合物制备的，单体混合物包括在烷基上含有4个或更少碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯和醋酸乙烯酯，重量比为50∶50-99.5∶0.5和其中所述(甲基)丙烯酸烷基酯和醋酸乙烯酯的总含量为75wt%或更高，其中在120℃的温度下加热10分钟产生的气体量以正癸烷量计为1.0μg/cm2或更小。

Description

精密电子元件用粘合片
发明背景
本发明涉及精密电子元件用粘合片。更具体地，本发明涉及一种精密电子元件用粘合片，它在高温气氛下产生较少量的气体和它适于作为精密电子元件用低污染粘合片。
相关技术
近年来，粘合片用于各种领域，这是由于它容易使用，使得其在使用中如采用常规粘合剂那样不必须改变状态(例如，从液体到固体)，且显示出粘合强度，该强度表示立即在粘贴(压敏粘附)之后的实际用途，和由于它具有非污染性、安全性和良好的加工性能，使得在使用中不需要溶剂和加热。
能够给出的作为这种粘合片的用途是，例如，包装和装订、商业和家用、粘合、用于刷漆的掩蔽、表面保护、防腐和防水、密封、电绝缘、电器和光学部件、医疗和卫生材料、识别和装饰和标签。
近年来，特别是在精密电子元件领域，产品的多样化和批量的降低得到改进，且已经在许多情况下将粘合标签粘贴到，例如条形码上，条形码印刷到用于生产控制的各自元件上，或使用粘合剂双涂片用于粘合元件，或使用粘合片用于电绝缘。要求用于精密电子元件的这样的粘合片不会由从粘合剂层产生的气体来污染上述精密电子元件。这是因为在某些情况下，在使用中，装有精密电子元件的电器内部曝露于高温气氛下，且在这样的高温气氛下，从粘合片产生的气体粘附到精密电子元件上，引起不希望的状况，如上述元件的腐蚀和故障。
发明概述
本发明已经在这样的状况下进行，且其目的是提供一种精密电子元件用粘合片，它在高温气氛下产生较少量的气体和它适于作为精密电子元件用低污染粘合片。
由本发明人重复的低污染粘合片的深入研究导致了这样的发现，能够满足上述目的的该发现是一种粘合片，其中包括将具有特定组成的丙烯酸类共聚物的粘合剂用于粘合剂层，和其中将在具体条件下测量的气体产生量控制到某些值或更低。基于这样的知识，完成了本发明。
即，本发明提供：(1)一种精密电子元件用粘合片，它包括粘合剂层，该粘合剂层包括丙烯酸类共聚物和其中在120℃的温度下加热10分钟产生的气体量以正癸烷量计为1.0μg/cm2或更小，其中上述丙烯酸类共聚物是通过将单体混合物共聚而制备的，该单体混合物包括在烷基上含有4个或更少碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯和醋酸乙烯酯，重量比为50∶50-99.5∶0.5和其中所述(甲基)丙烯酸烷基酯和酸酯乙烯酯的总含量为75wt％或更高，
(2)上述项目(1)中所述的精密电子元件用粘合片，其中丙烯酸类共聚物是通过自由基共聚如下物质而制备的：在烷基上含有4个或更少碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯，醋酸乙烯酯和含有可交联基团的单体，以及
(3)上述项目(1)中所述的精密电子元件用粘合片，其中丙烯酸类共聚物的重均分子量为150,000或更大。
发明的实施方案
在本发明粘合片中的粘合剂层由包括丙烯酸类共聚物的粘合剂组成，且上述丙烯酸类共聚物包括，作为必要单体的在烷基上含有4个或更少碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯和醋酸乙烯酯。在此方面，在烷基上含有4个或更少碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯包括，例如，(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯和(甲基)丙烯酸叔丁酯。它们可以单独使用或以它们的两种或多种结合使用。如果(甲基)丙烯酸烷基酯在烷基上含有5个或更多的碳原子，较不易获得气体产生量被控制到规定的值或更低的低污染粘合片。
与这些(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的醋酸乙烯酯的功能并不是必要显然的，且认为醋酸乙烯自身具有低的聚合反应性，这样它的功能是进行其它单体的聚合反应，以处置残余量的未反应的其它单体。即使具有低聚合反应性的醋酸乙烯酯作为未反应的单体保留在粘合剂中，上述醋酸乙烯酯(其具有低到73℃的沸点)在形成粘合剂层的加热和干燥中挥发，并因此不会对气体产生量施加相反的效果。
在本发明中，聚合单体混合物以生产丙烯酸类共聚物，该单体混合物包括在烷基上含有4个或更少碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯和醋酸乙烯酯，其重量比为50∶50-99.5∶0.5，且其中它的总含量为75wt％或更高。如果醋酸乙烯酯的使用量低于上述范围，不能显示共聚醋酸乙烯酯的效果，和不能达到本发明的目的。另一方面，如果超过上述范围，它作为粘合剂的性能是不令人满意的。由于这些原因，上述(甲基)丙烯酸烷基酯对醋酸乙烯酯的比例优选为70∶30-99∶1，特别优选为80∶20-90∶10，以重量比计。
此外，如果在烷基上含有4个或更少碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯和醋酸乙烯酯在单体混合物中的总含量小于75wt％，作为粘合剂的性能是不令人满意的，或气体产生量依赖于其它单体的种类而变得更大，和在某些情况下不能获得所需的低污染粘合片。
在本发明中，如需要，可以使用其它可共聚合的单体，与上述(甲基)丙烯酸烷基酯和醋酸乙烯酯一起，只要不损害本发明的目的。可共聚单体包括，例如，含有交联官能团的单体或烯烃，如乙烯、丙烯和异丁烯；卤代烯烃，如氯乙烯和1.1-二氯乙烯；苯乙烯单体，如苯乙烯和α-甲基苯乙烯；二烯烃单体，如丁二烯、异戊二烯和氯丁二烯；腈单体，如丙烯腈和甲基丙烯腈；和N，N-二烷基-取代的丙烯酰胺，如N，N-二甲基丙烯酰胺和N，N-二甲基甲基丙烯酰胺。在这些可共聚单体之中，优选是含有交联官能团的单体，和这些含有交联官能团的单体包括，例如，(甲基)丙烯酸羟烷基酯如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯和(甲基)丙烯酸3-羟丙酯；丙烯酰胺如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺；和烯键式不饱和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、衣康酸和柠康酸。
这些可共聚单体可以单独使用或以它的两种或多种结合使用，且它的使用量为25wt％或更小，基于整个单体的重量。
在本发明中，用于粘合剂的丙烯酸类其聚物优选是使用通常已知的偶氮或过氧化物自由基聚合引发剂，通过自由基聚合上述单体混合物而生产的。自由基聚合引发剂的数量合适地为0.01-5重量份，优选0.1-1重量份，相对于每100重量份单体混合物。这样获得的丙烯酸类共聚物的聚合形式并不被特别限定，且可以是以下的任何形式：无规、嵌段和接枝共聚物。选择的分子量优选为150,000或更大，更优选300,000-1,500,000，以重均分子量计。如果此重均分子量小于150,000，粘合剂的耐热性可能较差和在抗粘合体的粘合强度方面是不令人满意的。
上述重均分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的减少到聚苯乙烯的数值。
本发明中的粘合剂包括作为树脂组分的上述丙烯酸类共聚物，和它另外优选包括与此丙烯酸类共聚物一起的交联剂。上述交联剂包括，例如，异氰酸酯交联剂、环氧交联剂、金属螯合物交联剂、氮丙啶交联剂和胺树脂。
在此方面，异氰酸酯交联剂的例子包括苯亚甲基二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)、氢化甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和三羟甲基丙烷改性的TDI。环氧交联剂的例子包括乙二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、二缩水甘油基苯胺和二缩水甘油胺。金属螯合物交联剂的例子包括螯合化合物，螯合化合物包括乙酰丙酮和如下的二价或更高价金属的丙酮酸酯：如铝、铜、铁、锡、锌、钛、镍、锑、镁、钒、铬和锆。氮丙啶交联剂的例子包括三羟甲基丙烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯和双异邻苯二甲酰基-1-(2-甲基氮丙啶)。
这些交联剂可以单独使用或以它的两种或多种结合使用。交联剂的使用量合适地为0.01-20重量份，相对于每100重量份丙烯酸类共聚物，和通过控制交联剂的使用量，可以制备永久粘合类型和可除去类型的粘合剂。此外，只要不损害本发明的目的，如需要，可将本发明中的粘合剂与各种添加组分共混，这些添加组分迄今为止已经通常用于丙烯酸类粘合剂。
本发明的粘合片含有这样制备的粘合剂层。它的形式并不特另限定，且能够采用的是任意如下形式：在基础片的一面上含有粘合剂层的片、在基础片的两面上含有粘合剂层的片、其中粘合剂层位于两个脱模片之间而不使用基础片的片和这样的片，其中在脱模片的一面上提供粘合剂层，脱模片在其两个面上进行脱模处理和它是辊压的。
上述粘合剂层的厚度并不特别限定，且合适地根据粘合片的用途选择。它的选择范围通常为5-200μm，优选10-130μm。该粘合剂层是这样形成的：优选采用如下通常已知的方法，例如，旋涂法、喷涂法、棒涂法、刀涂法、辊涂法、叶片涂敷法、模涂法和照相凹板涂敷法通过涂敷粘合剂，且然后将它在80-150℃的温度下，加热30秒-5分钟，以防止溶剂和低沸点组分保留。
上述基础片并不特别限定，且可以使用各种基础片。具体来说，使用的是聚乙烯，聚丙烯，聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯，金属沉积的聚酯，合成纸，无木纸，浸渍纸，金属箔如铝箔、铜箔和铁箔，和如无纺织物的多孔材料。这些基础片的厚度并不特别限定，它通常为3-250μm，和考虑到容易处理优选为10-200μm。
在本发明的粘合片中，如需要，在粘合剂层上提供脱模片。此脱模片是通过如下方式制备的：使用无木纸，粘土涂层纸，与聚乙烯或聚丙烯层压的无木纸，采用纤维素、淀粉、聚乙烯醇或丙烯酸类-苯乙烯树脂填充处理的无木纸或聚乙烯、聚丙烯或聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯的塑料膜，和将它的一面或两面进行脱模处理。用于上述脱模处理的脱模剂是，例如，烯烃树脂、长链烷基树脂、氟树脂和硅氧烷树脂。特别地，当上述粘合片用于硬盘的生产工艺，或用作硬盘的生产控制标签时，以痕量将硅氧烷脱模剂转移到粘合剂层中，且其硅组分粘合到硬盘设备上；和它在记录盘和硬盘设备的读写头上形成其氧化物，这种情况在某些条件下导致破坏上述硬盘设备。因此，当上述粘合片用于硬盘中的用途时，优选使用非硅氧烷脱模剂。此外，当将硅氧烷脱模剂用作脱模剂时，优选选择具有较少硅氧烷组分转移到粘合剂层中的试剂。
在本发明的粘合片中，在120℃的温度下加热10分钟产生的气体量为1.0μg/cm2或更小，以正癸烷量计。如果此气体产生量超过1.0μg/cm2，在某些情况下发生精密电子元件的腐蚀和故障，上述粘合片粘贴在该元件上。
当上述粘合片含有脱模片时，上述气体产生量是在剥离和除去上述脱模片之后测量的数值。测量气体产生量的具体方法将在以后解释。
能够给出作为精密电子元件的是，将本发明粘合片施加到该元件上，例如，硬盘设备、半导体部件如扩展存储器和IC卡、半导体生产设备、继电器开关和电路板。
实施例
下面，参考实施例进一步详细地解释本发明，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
(1)丙烯酸类共聚物溶液的制备
向装配有温度计、搅拌器、回流冷凝器和氮气引入管的反应器中，加入88重量份丙烯酸丁酯(BA)，2重量份丙烯酸(AA)，10重量份醋酸乙烯酯(VAc)和作为溶剂的150重量份乙酸乙酯，和另外向其中加入作为自由基聚合引发剂的0.3重量份偶氮二异丁腈，于80℃，在氮气气氛下将它们聚合8小时。在反应完成之后，加入甲苯以制备固体物质浓度为32wt％的丙烯酸类共聚物溶液。这样获得的丙烯酸类共聚物的分子量为300,000，以转换成聚苯乙烯的重均分子量计，它是通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的(此后，其同样适用)。
(2)粘合片的生产
通过挤出层压方法(熔融温度：300℃)，将重量比为50∶50的低密度聚乙烯([Yukaron LK-30]，由Mitsui Chemical Co.，Ltd.制造)和乙烯-α-烯烃共聚物([P-0280]，由Mitsui Chemical Co.，Ltd.制造)的混合物，作为脱模层，层压到重量为70g/m2和厚度为30μm的无木纸的一面上，以制备脱模片。
另一方面，将1.5重量份的铝螯合物交联剂([M-5A]，由SokenChemical Co.，Ltd.制造)加入到100重量份在上述(1)中获得的丙烯酸类共聚物溶液中，以制备粘合剂。
其后，使用Mayer棒，通过棒涂法，将上述粘合剂涂敷到厚度为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜([Cosmoshine A4100]，由Toyo BosekiCo.，Ltd.制造)的背面上，这样在干燥之后厚度为25μm，和将它在110℃加热和干燥一分钟以形成粘合剂层。然后，通过层合机(laminator)在其上提供上述脱模片，这样粘合剂层与脱模层接触以制备粘合片。
实施例2
(1)丙烯酸类共聚物溶液的制备
使用实施例1中的相同反应器，加入30重量份丙烯酸乙酯(EA)，65重量份丙烯酸丁酯，2重量份丙烯酸，3重量份醋酸乙烯酯和150重量份乙酸乙酯，和另外向其中加入0.3重量份偶氮二异丁腈，于80℃，在氮气气氛下将它们聚合8小时。在反应完成之后，加入甲苯以制备固体物质浓度为34wt％的丙烯酸类共聚物溶液。这样获得的丙烯酸类共聚物的重均分子量为350,000。
(2)粘合片的生产
将3重量份异氰酸酯交联剂([Colonate L]，由Nippon PolyurethaneCo.，Ltd.制造)加入到100重量份在上述(1)中获得的丙烯酸类共聚物溶液中，以制备粘合剂。
采用实施例1(2)中的相同方式，制备粘合片，不同的是使用此粘合剂。
实施例3
(1)丙烯酸类共聚物溶液的制备
使用实施例1中的相同反应器，加入20重量份丙烯酸乙酯，48重量份丙烯酸丁酯，2重量份丙烯酸，30重量份醋酸乙烯酯和150重量份乙酸乙酯，和另外向其中加入0.3重量份过氧化苯甲酰作为自由基聚合引发剂，于80℃，在氮气气氛下将它们聚合8小时。在反应完成之后，加入甲苯以制备固体物质浓度为34wt％的丙烯酸类共聚物溶液。这样获得的丙烯酸类共聚物的重均分子量为350,000。
(2)粘合片的生产
将3重量份异氰酸酯交联剂([Colonate L]，由Nippon PolyurethaneCo.，Ltd.制造)加入到100重量份在上述(1)中获得的丙烯酸类共聚物溶液中，以制备粘合剂。
采用实施例1(2)中的相同方式，制备粘合片，不同的是使用和涂敷此粘合剂，这样在干燥之后的厚度为50μm。
对比例1
(1)丙烯酸类共聚物溶液的制备
使用实施例1中的相同反应器，加入88重量份丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)，2重量份丙烯酸，10重量份醋酸乙烯酯和150重量份乙酸乙酯，和另外向其中加入0.3重量份偶氮二异丁腈，于80℃，在氮气气氛下将它们聚合8小时。在反应完成之后，加入甲苯以制备固体物质浓度为36wt％的丙烯酸类共聚物溶液。这样获得的丙烯酸类共聚物的重均分子量为370,000。
(2)粘合片的生产
将3重量份异氰酸酯交联剂([Colonate L]，由Nippon PolyurethaneCo.，Ltd.制造)加入到100重量份在上述(1)中获得的丙烯酸类共聚物溶液中，以制备粘合剂。
采用实施例1(2)中的相同方式，制备粘合片，不同的是使用此粘合剂。
对比例2
(1)丙烯酸类共聚物溶液的制备
使用实施例1中的相同反应器，加入58重量份丙烯酸2-乙基己酯，30重量份丙烯酸丁酯，2重量份丙烯酸，10重量份醋酸乙烯酯和150重量份乙酸乙酯，和另外向其中加入0.3重量份偶氮二异丁腈，于80℃，在氮气气氛下将它们聚合8小时。在反应完成之后，加入甲苯以制备固体物质浓度为32wt％的丙烯酸类共聚物溶液。这样获得的丙烯酸类共聚物的重均分子量为330,000。
(2)粘合片的生产
将3重量份异氰酸酯交联剂([Colonate L]，由Nippon PolyurethaneCo.，Ltd.制造)加入到100重量份在上述(1)中获得的丙烯酸类共聚物溶液中，以制备粘合剂。
采用实施例1(2)中的相同方式，制备粘合片，不同的是使用此粘合剂。
根据下述方法，评价在实施例1-3及对比例1和2中获得的各自粘合片的粘合强度、气体产生量和对电子元件的影响。其结果见表1。
(1)粘合强度
根据JIS Z0237，测量对冷轧不锈钢板的粘合强度。
(2)气体产生量
在120℃下，于清洗和捕集器([JHS-100Al]，由Nippon Electron Ind.Co.，Ltd.制造)中，将脱模片被剥离和除去了的粘合片加热10分钟，以抽取气体样品，和然后将气体引入到GC Mass([Turbo Mass]，由PerkinElmer Co.，Ltd.制造)中，以确定产生的气体量，以正癸烷量计。通过将由GC Mass获得的产生气体的检测密度设定为正癸烷的检测密度，从预先制备的正癸烷标定曲线，确定以正癸烷量计的数量。
(3)对电子元件的影响
将粘合片粘贴到用于个人计算机的扩展存储器上和在加热的同时使其放置，和然后确认存储器是否被个人计算机认可。
将20mm×115mm的粘合片粘贴到扩展存储器(用于NXJ-E256MB，由Melco Co.，Ltd.制造)上，和将它们放入密封的玻璃容器中和在80℃下放置168小时。然后，将存储器连接到个人计算机([PC-98 Mate MX MA23D]，由NEC Co.，Ltd.制造)上，以确认存储器能否操作。
表1
                   实施例              对比例
  1   2   3   1   2
  丙烯酸类共聚物   单体使用量(重量份)   BA   88   65   48   -   30
  EH   -   30   20   -   -
  2EHA   -   -   -   88   58
  AA   2   2   2   2   2
  VAc   10   3   30   10   10
  重均分子量   300,000   350,000   350,000   370,000   330,000
  粘合片   粘合强度(N/25mm)   10.4   11.8   20.1   9.3   12.5
  气体产生量(μg/cm2)   0.18   0.31   0.89   1.43   1.20
  对电子元件的影响   良好操作   良好操作   良好操作   不能认可   不稳定操作
(在实施例3中聚合引发剂是过氧化苯甲酰和在其它实施例和对比例中聚合引发剂是偶氮二异丁腈)
在对比例1中，检测到起源于丙烯酸2-乙基己酯的2-乙基己醇(沸点：184℃)，和产生了大量气体。因此，观察到对电子元件的影响。
在对比例2中，丙烯酸丁酯用作丙烯酸类共聚物主组分的一部分，这样产生的气体量小于对比例1的气体量，但观察到对电子元件操作性的影响。
发明效果
根据本发明，能够容易获得的是精密电子元件用粘合片，它在高温气氛下产生较少量的气体和它适于作为精密电子元件用低污染粘合片。

Claims (3)

1.一种精密电子元件用粘合片，它包括粘合剂层，该粘合剂层包括丙烯酸类共聚物和其中在120℃的温度下加热10分钟产生的气体量以正癸烷量计为1.0μg/cm2或更小，其中上述丙烯酸类共聚物是通过共聚单体混合物制备的，该单体混合物包括在烷基上含有4个或更少碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯和醋酸乙烯酯，重量比为50∶50-99.5∶0.5和其中所述(甲基)丙烯酸烷基酯和醋酸乙烯酯的总含量为75wt％或更高。
2.如权利要求1所述的精密电子元件用粘合片，其中丙烯酸类共聚物是通过自由基共聚如下物质而制备的：在烷基上含有4个或更少碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯，醋酸乙烯酯和含有可交联基团的单体。
3.如权利要求1所述的精密电子元件用粘合片，其中丙烯酸类共聚物的重均分子量为150,000或更大。
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