[发明专利]热活化可胶合表面元件

说明书

本发明涉及热活化可粘合片状元件，更具体涉及针对塑料/塑料粘合具有高的粘合力的热活化可粘合片状元件，本发明还涉及用于所述粘合的方法。

使用热活化可粘合片状元件(热可活化片状元件)以在粘附体之间得到高强度连接。尤其适合的是这样的片状元件，这些片状元件用于在相对薄的粘合层(bondline)的情况中获得与只含压敏粘合剂体系的片状元件可得到的强度相比相当或更高的强度。这种高强度粘合(bond)是重要的，特别是考虑到例如在消费电子设备、娱乐电子设备或通讯电子设备领域进行中的电子设备(例如移动电话、PDAs、便携式电脑和其它计算机、数码相机和显示设备如显示器和数字阅读器)的小型化。

对粘结的加工性能和稳定性的要求提高了，特别是在可携带消费电子制品中。一个原因是，这种制品的尺寸正在变得越来越小，所以可用于粘结的区域也减少。另一个原因是，在这种设备中的粘结必须特别稳定，这是由于例如需要可携带制品经受苛刻的机械载荷如冲击或掉落，而且，将在宽温度范围内使用。

因此，在这种产品中，优选使用热活化可粘合片状元件，所述热活化可粘合片状元件具有热活化粘合的粘合剂(heat-activated bonding adhesives)，即，这样的粘合剂：其在室温没有固有粘着性，或者至多稍有固有粘着性，但是当暴露于热时，其生成与相应的粘合基底(粘附体，粘合基体)粘合所需要的粘合强度。在室温，这种热活化粘合的粘合剂经常呈固体形式，但是在粘合过程中，作为暴露于温度的结果，可逆地或不可逆地转化成高粘合强度的状态。可逆热活化粘合的粘合剂例如为基于热塑性聚合物的粘合剂，而不可逆热活化粘合的粘合剂例如为反应性粘合剂，其中热活化触发化学反应如交联反应，由此使得这些粘合剂特别适于永久性高强度粘合。

在该上下文中，更具体而言存在更加薄的胶带的要求，而不降低强度的要求。热可活化膜目前可在非常宽的厚度范围内获得-因此30~250μm的厚度是非不寻常的。

所有热活化粘合的粘合剂体系的共同特征是，为了粘合，必须将它们加热。特别是在粘合剂体系在其整个区域上被粘合基底从外面遮蔽的粘合的情况中，将使粘合剂熔融或活化必需的热迅速传输至粘合区域是特别重要的。如果这里的粘合基底中的一个是良好的热导体，那么可借助于外部热源(例如通过直接传热介质、红外加热器等)加热该粘合基底。

然而，在这种直接加热或接触加热的情况中，快速均匀地加热已知粘合剂所需要的短加热时间仅在热源和粘合基底之间存在大温度梯度的情况下才能实现。结果，欲加热的粘合基底本身应对温度不敏感，该温度在一些情况中甚至可远远高于熔融或活化粘合剂实际所需要的温度。因此，可热活化粘合剂膜用于塑料/塑料粘合是成问题的。在消费电子产品中使用的塑料包括例如聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)或者基于这些塑料的共混物。

如果没有粘合基底为足够良好的热导体或者如果粘合基底对较高温度敏感，那么情况就不同了，例如，如以下情况：许多塑料，以及电子部件如半导体部件或液晶模块。因此，对于粘合由低导热材料或热敏材料制成的粘合基底，适合的是配备本身具有内在加热机制的热活化可粘合片状元件，由此粘合所需要的热不需要从外部引入，而是在片状元件本身的内部直接产生。在现有技术中，已知存在各种实现这种内部加热的机制，例如呈以下形式：借助于电阻式加热器加热，通过磁感应加热或通过与微波辐射的相互作用加热。

在交变磁场中加热一方面通过感应涡流在导电感受器(electrically conductive receptor)中实现，另一方面(给予基于模型的解释)通过周围的单元磁铁在交变磁场中的磁滞损失实现。然而，为了发展涡流，导电区域要求具有某一最小尺寸。交变磁场的频率越低，这一最小尺寸就越大。取决于感受器材料，两种效果共同发生(例如，磁性金属)，或者在每一种情况中仅发生一种效果(例如，仅在铝的情况下发生涡流；仅在氧化铁粒子的情况下发生磁滞)。

原则上，已知多种用于感应加热的加热设备；可用于区分它们的一个参数是使用所述加热设备产生的交变磁场的频率。例如，感应加热可通过频率为约100Hz至约200kHz(所谓的中频；MF)的磁场进行，或者通过频率为约300kHz至约100MHz(所谓的高频；HF)的磁场进行。另外，作为特例，也存在磁场具有微波频率如2.45GHz的标准微波频率的已知加热设备。