用於包裝電子元件的封皮帶的製作方法

2023-07-19 20:57:21 3

專利名稱：用於包裝電子元件的封皮帶的製作方法
技術領域：
本發明的技術領域這項發明涉及一種可與塑料承載帶熱合的封皮帶，該承載帶被已加工成適合包裝的形狀並且具有下述功能之一，即在儲存運輸和安裝電子元件時防止電子元件汙染以及在將電子元件安裝到電子電路基片上時用於排列和取出電子元件。
本發明的技術背景最近，表面安裝的電子元件(如IC、電晶體、二極體、電容器、壓電元件和電阻等)已封裝在由承載帶和可與該承載帶熱合的封皮帶組成的包裝中提供給用戶，其中在承載帶上形成連續的與電子元件形狀一致的浮雕狀的模塑槽並將電子元件封裝在該模塑槽中。從承載帶上揭掉封皮帶後，電子元件自動地從包裝中脫出並被安裝到電子電路基片表面。
從承載帶上剝離封皮帶所用的力被稱為「剝離強度」，當該強度太低時出現這樣的問題，即在運輸期間包裝的封皮帶脫開，於是被封裝的電子元件將掉出來。另一方面，當該強度太高時引起下述現象，即在剝離封皮帶時引起承載帶振動，致使電子元件恰好在安裝前從儲運包裝中跳出，引起轉移事故(jumping trouble)。
現在上市的封皮帶從承載帶上剝離的機理被分成三種類型界面剝離型、轉移剝離型和內聚力失效型。界面剝離型指的是這樣一種類型，即封皮帶與承載帶在熱合表面上相互剝離。轉移剝離型指的是在剝離時粘接層本身被轉移到承載帶上，而內聚力失效型指的是某個與粘接層不同的膜層或粘接層本身(這兩種膜層在文中均被稱為內聚力失效層)被破壞引起剝離。在這幾種類型中每一種都有自己的優點和缺點，但是，僅僅就熱合在承載帶上的封皮帶的剝離狀態對它們進行比較，由於熱合表面與剝離表面是同一表面，所以界面剝離型傾向於受承載帶的形狀、材料和性能的影響，剝離強度也因此變得不穩定。
就轉移剝離型而言，從機理上看粘接層必須是膜，而且必須使用所謂的熱封膠。所以，剝離強度傾向於對熱合溫度敏感，因此很難掌握獲取適當的剝離強度的熱合條件。
就內聚力失效型而言，熱合表面與剝離表面是不同的，因此剝離強度對熱合條件的依賴性比較小。此外，內聚力失效型具有這樣一個優點，即剝離強度不受承載帶的形狀、材料和性能的影響。但是，在某些情況下，剝離時內聚力失效層受包括粘接層在內其它膜層的影響，並且在沒有引起內聚力失效的情況下發生界面剝離。確定內聚力失效層破裂的位置也是困難的，因此，在剝離期間內聚力失效層留在承載帶上，致使被包裝物不能自動脫出。
內聚力失效層本身是為了容易破裂而設計的，因此在許多情況下它由多種樹脂的混合物組成，這些樹脂是彼此很難混溶的樹脂，所以混合併不均勻。這導致封皮帶的透明度差，並且在某些情況下由於附聚作用導致一些不足。在某些情況下，耐熱性差的樹脂也被包含在樹脂混合物中。由於這些原因，在形成內聚力失效層時出現附聚物或降解的產品，並且在許多情況下降低生產率。例如，日本專利1,347,759(申請人UCB Societe Anonyme)在權利要求5中列舉一種聚乙烯、聚苯乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的彈性體嵌段共聚物(或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯的彈性體嵌段共聚物)的共混物，但是，當試圖採用該共混物形成內聚力失效層時，在處理溫度超過200℃時丁二烯或異戊二烯成分引起聚合反應，形成附聚物並導致生產率顯著下降。
本發明公開本發明的目的是獲得這樣一種因內聚力失效而剝離的封皮帶，當該封皮帶在從承載帶上剝離時，其剝離強度與熱合溫度無關；在儲存環境下隨著時間的流逝其各種性能的變化小；而且其熱合能力是穩定的。
依據本發明提供了一種用於包裝電子元件的封皮帶，該封皮帶能夠與塑料承載帶熱合，其特徵是封皮帶由雙軸取向膜、熱合劑層和中間層組成，其中雙軸取向膜由聚酯、聚丙烯和尼龍中的任何一種材料製成的；熱合劑層由混合物製成，該混合物由100份重量的軟化點在40至130℃之間的熱塑樹脂和1至60份重量的粒度在0.2至20μm之間的填料組成；中間層位於雙軸取向膜和熱合劑層之間並且以聚乙烯作為它的主要成分。
附圖簡要說明

圖1是橫截面圖，說明本發明的封皮帶的層結構。
圖2是橫截面圖，說明本發明的封皮帶處於與承載帶粘接的狀態。
在圖1和圖2中，數字1指的是封皮帶，2是雙軸取向膜，3是中間層，4是熱合劑層，5是待熱合的部分，6是承載帶。
實施本發明的最佳模式在本發明用於包裝電子元件的封皮帶的優先的實施方案中，作為外層的雙軸取向膜的厚度介於5至30μm之間；中間層的厚度介於5至50μm之間，並且是由混合物製成的，該混合物由100份重量的熔體流動速度為10至30g/10min(每10分鐘10至30克)的聚乙烯和5至100份重量的熔體流動速度為10至30g/10min的聚苯乙烯組成，或者是在上述混合物中添加1至50份重量的其它成分獲得的混合物，其中所述成分是從一組聚合物中選定的至少一種聚合物，該組聚合物由熔體流動速度為30至250g/10min的加氫的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和熔體流動速度為30至250g/10min的加氫的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物組成；熱合劑層的厚度介於0.2至3μm之間，它由100份重量的軟化溫度介於40至130℃之間的聚甲基丙烯酸酯或軟化溫度介於40至130℃之間的氯乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物和1至60份重量的粒度為0.2至20μm的填料組成，其中所述填料至少包括下述成分之一，供選擇的成分包括矽石、滑石、碳酸鈣、粘土、聚乙烯顆粒、交聯的丙烯酸系樹脂顆粒和交聯的苯乙烯樹脂顆粒；並且在封皮帶與承載帶之間剝離強度為每毫米封合寬度10至120克。
現在參照圖1解釋本發明的封皮帶1的組成。外層2是雙軸取向膜，它由聚酯、聚丙烯或尼龍當中的任何一種材料製成，並且是高剛性的透明膜，其厚度為5至30μm。當厚度低於5μm時該膜失去剛性並且封皮帶容易破裂。當厚度高於30μm時膜太硬，封口變得不穩定。
為了能夠使內聚力失效，中間層3是厚度為5至50μm的膜，該膜由100份重量的熔體流動速度為10至30g/10min的聚乙烯和5至100份重量的熔體流動速度為10至30g/10min的聚苯乙烯組成的混合物構成，或者由100份重量的熔體流動速度為10至30g/10min的聚乙烯、5至100份重量的熔體流動速度為10至30g/10min的聚苯乙烯以及1至50份重量的從熔體流動速度為30至250g/10min的加氫的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和熔體流動速度為30至250g/10min的加氫的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中選定的至少一種聚合物組成的混合物製成。中間層優先採用擠塑層壓法製備，因為這種方法成本低並且從衛生的觀點看符合要求。
當聚乙烯的熔體流動速度低於10g/10min或者聚苯乙烯的熔體流動速度低於10g/10min時，或者當加氫的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或加氫的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的熔體流動速度低於30g/10min時，用擠塑層壓法形成的膜的展性低，不可能形成適當的膜。此外，當聚乙烯的熔體流動速度高於30g/10min或者聚苯乙烯的熔體流動速度高於30g/10min時，或者當加氫的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或加氫的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的熔體流動速度高於250g/10min時，頸縮劇烈，因此不可能形成適當的膜。
在每100份重量的聚乙烯中聚苯乙烯的用量少於5份重量時，在中間層不發生內聚力失效。當聚苯乙烯成分用量大於100份重量時，摻混性下降，也不可能形成膜。當加氫的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和(或)加氫的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的用量低於1份重量時，可見光的透明度變成75％或更低。當該用量高於50份重量時，擠塑層壓時引起膜厚度變化。當藉助擠塑層壓法將中間層的厚度調整到小於5μm時，厚度的變化尤為顯著，不能獲得適當的剝離強度。當該厚度大於50μm時，有可能發生這樣的現象，即在剝離時內聚力失效層留在承載帶的表面。
為了增加這兩層的層壓強度，外層和中間層可以通過粘接層層壓在一起，其中粘接層的材料可以是熱固性樹脂(如異氰酸酯型或亞胺型熱固性樹脂)，也可以是熱塑性樹脂(如聚乙烯)。
熱合劑層4優先具有0.2至3μm的厚度，並且由100份重量的聚甲基丙烯酸酯或氯乙烯-乙烯基乙酸酯共聚物和1至60份重量的粒度為0.2至20μm的填料組成，其中填料是從矽石、滑石、碳酸鈣、粘土、聚乙烯顆粒、交聯的丙烯酸系樹脂顆粒和交聯的苯乙烯樹脂顆粒組成的一組物質中選定的。由於這個膜層非常薄，最優先採用凹槽輥塗法製備。作為聚甲基丙烯酸酯例如包括甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的共聚物。藉助改變共聚比，可以使該共聚物的軟化溫度在40至130℃範圍內變化。作為氯乙烯和乙酸乙烯基酯的共聚物例如包括DicsealA-100Z系列產品(由DAINIPPON INK CHEMICALS INC.製造)。該產品的軟化溫度依據產品代號變化。當軟化溫度低於40℃時，在封皮帶的儲存過程中有引起粘連的可能性，當軟化溫度超過130℃時有必要提高熱合溫度，在這種情況下擔心承載帶本身破裂。
當填料的粒度小於0.2μm或者填料用量少於1份重量時，將引起所謂的粘連現象，即封皮帶在不低於60℃的高溫環境中儲存時，不可能再重新盤卷。此外，當填料的粒度大於20μm或者填料用量高於60份重量時，透明度下降並且可見光的透明度將低於75％。當熱合劑層厚度低於0.2μm時，很難獲得均勻的厚度，因此不可能獲得穩定的剝離強度。當該厚度大於3μm時，在熱合劑層中發生內聚力失效，剝離強度也變得不穩定。
為了改善抗靜電性能，在外層(即雙軸取向膜)的兩側提供抗靜電處理層(或導電層)。
中間層所用樹脂的組成致使封皮帶1和承載帶6之間的粘接強度變成每毫米封合寬度10至120克，優先使之變成每毫米封合寬度10至70克。當剝離強度低於10g時，存在這樣的問題，即在包裝運輸期間封皮帶脫開，致使被包裝的電子元件掉出來。反之，當剝離強度高於120g時，剝離封皮帶將引起承載帶振動，致使電子元件恰好在安裝之前從儲運包裝中跳出，即引起轉移事故。依據本發明能夠獲得符合需要的性能，即對熱合條件的依賴性低而且在儲存條件下隨著時間的推移剝離強度的變化小。
此外，封皮帶的組成還致使可見光的透明度不低於75％，優先不低於80％，因此，封存在承載帶中的電子元件可以通過視覺或機械方法得到確認。當上述的透明度低於75％時，確認承載帶中的電子元件是困難的。
下面的實施例將更詳細地解釋本發明，但是這些實施例僅僅是為了說明而不是一種限制。
實施例1至7和對照實施例1至6利用表1或表2中的配方，藉助擠塑層壓法(擠塑溫度280℃)在厚度為25μm的雙軸取向聚酯膜上形成厚度為30μm的中間層，然後藉助凹槽輥塗法形成厚度為1μm的熱合劑層，最終獲得具有圖1所示膜層組成的封皮帶。獲得的封皮帶被切成5.3mm寬，然後將切好的封皮帶與8mm寬的PET承載帶熱合到一起。用得到的貼合件進行測量，以確定其剝離機理、剝離強度可見光的透明度以及在60℃的環境溫度儲存時封皮帶的粘連狀態。關於實施例的特性評估結果示於表1，有關對照實施例的結果示於表2。
表2
關於表1和表2的說明熱合條件160℃/1kg/cm2/0.1sec.，熱合寬度0.4mm×2剝離條件180°剝離，剝離速度300mm/min.，n＝3中間層配方中的數字是與每100份重量的聚乙烯搭配的重量份數。
熱合劑層配方中的數字是與每100份重量的熱塑樹脂搭配的填料的重量份數。
粘連狀態○表示沒有粘連現象；×表示引起粘連並且該封皮帶是不實用的VC-VA氯乙烯和乙酸乙烯基酯的共聚物，其軟化溫度為45℃(由DAINIPPON INK CHEMICALS，INC.製造的Dickseal A-100Z-5A)Acryl甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的共聚物，其軟化溫度為60℃(由Osaka Printing Ink MFG Co.，Ltd.製造)滑石無機填料，其主要成分為水合的矽酸鎂礦物(由Nippon TalcCo.，Ltd製造的Microcae L-1)蠟聚乙烯蠟*交聯的丙烯酸系樹脂(由Soken Kagaku K.K製造)**交聯的苯乙烯樹脂(由Soken Kagaku K.K製造)矽石無機填料，以二氧化矽作為它的主要成分聚乙烯的熔體流動速度20g/10min.
聚苯乙烯的熔體流動速度22g/10min.
SEBS加氫的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其熔體流動速度為120g/min.
SEPS加氫的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其熔體流動速度為150g/min.工業實用性這項發明提供了一種封皮帶，該封皮帶不受熱合期間熱合條件變化的影響，隨著時間的推移各種性能不發生變化，並且具有穩定的剝離強度。這種封皮帶是一種非常適合包裝電子元件的封皮帶，它可以用作儲運電子元件的承載帶系統的封皮材料。
權利要求
1.一種適合包裝電子元件的封皮帶，該封皮帶可以與塑料承載帶熱合，其特徵是該封皮帶由雙軸取向膜、熱合劑層和中間層組成，其中雙軸取向膜是由聚酯、聚丙烯和尼龍當中任何一種材料製成的；熱合劑層由混合物組成，該混合物由100份重量的軟化溫度為40至130℃的熱塑樹脂和1至60份重量的粒度為0.2至20μm的填料組成；中間層位於雙軸取向膜和熱合劑層之間並以聚乙烯作為主要成分。
2.根據權利要求1的用於包裝電子元件的封皮帶，其特徵是中間層由樹脂組合物組成，該組合物由100份重量的熔體流動速度為10至30g/10min.的聚乙烯和5至100份重量的熔體流動速度為10至30g/10min.的聚苯乙烯組成。
3.根據權利要求1的用於包裝電子元件的封皮帶，其特徵是中間層由樹脂組合物組成，該組合物由100份重量的熔體流動速度為10至30g/10min.的聚乙烯、5至100份重量的熔體流動速度為10至30g/10min.的聚苯乙烯、以及1至50份重量的在熔體流動速度為30至250g/10min.的加氫的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物和熔體流動速度為30至250g/10min.的加氫的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯的嵌段共聚物組成的一組聚合物中選定的至少一種聚合物組成。
4.根據權利要求1的用於包裝電子元件的封皮帶，其特徵是在熱合劑層中的熱塑樹脂是聚甲基丙烯酸酯或氯乙烯和乙酸乙烯基酯的共聚物。
5.根據權利要求1的用於包裝電子元件的封皮帶，其中填料是由至少一種成分組成的，該成分是在矽石、滑石、碳酸鈣、粘土、聚乙烯顆粒、交聯的丙烯酸系樹脂顆粒和交聯的苯乙烯樹脂顆粒組成的一組物質中選定的。
6.根據權利要求1的用於包裝電子元件的封皮帶，其特徵是雙軸取向膜的厚度為5至30μm，中間層的厚度為5至50μm，熱合劑層的厚度為0.2至3μm。
7.根據權利要求1的用於包裝電子元件的封皮帶，其中中間層所用樹脂的組成致使封皮帶與承載帶之間的剝離強度為每毫米封合寬度10至120克。
全文摘要
為了解決剝離強度對熱合條件依賴性大的問題、在儲存條件下各種各樣的性能隨著時間推移發生變化的問題、分層問題、附聚作用問題和透明度問題,提供了一種適合包裝電子元件的剝離強度穩定的封皮帶。該封皮帶由雙軸取向膜、中間層和熱合劑層組成,其中雙軸取向膜是由聚酯、聚丙烯和尼龍中任何一種材料製成的,中間層由以聚乙烯為主要成分的混合物製成,熱合劑層由熱塑樹脂和填料的混合物組成。
文檔編號B65D75/58GK1202921SQ9619849
公開日1998年12月23日 申請日期1996年11月18日 優先權日1995年11月22日
發明者中西久雄 申請人:住友電木株式會社