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CN111902510B - 耐高温的掩蔽粘合剂组合物 - Google Patents

耐高温的掩蔽粘合剂组合物 Download PDF

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CN111902510B CN201980020635.9A CN201980020635A CN111902510B CN 111902510 B CN111902510 B CN 111902510B CN 201980020635 A CN201980020635 A CN 201980020635A CN 111902510 B CN111902510 B CN 111902510B
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Abstract

本发明提供了用于掩蔽电子部件的可热熔融加工的粘合剂组合物，其包含至少一种嵌段共聚物、至少一种增粘树脂、至少一种半结晶聚烯烃聚合物、至少一种增塑剂和至少一种抗氧化剂。该粘合剂组合物为热稳定的可热熔加工的压敏粘合剂组合物，使得当该组合物设置于表面上时，即使经受加热至260℃也不降解或流动，而保持光学透明，并且在加热至260℃后保持可干净地移除。

Description

耐高温的掩蔽粘合剂组合物
技术领域
本公开涉及具有耐高温性的可热熔加工的掩蔽粘合剂组合物，并且涉及包含这些可热熔加工的掩蔽粘合剂组合物的制品和方法。
背景技术
粘合剂已用于多种标记、固定、保护、密封和掩蔽用途。粘合带一般包括背衬或基底以及粘合剂。一类粘合剂，即压敏粘合剂，对于许多应用是特别有用的。压敏粘合剂是本领域普通技术人员所熟知的，其在室温下具有某些特性，包括以下：(1)在室温下有力且持久的粘性，(2)不超过指压进行粘附，(3)足够的保持到粘附体上的能力，和(4)足够的内聚强度以从粘附体上干净地移除。已发现很好地用作压敏粘合剂的材料为经设计和配制而表现出所需粘弹性，从而使得粘着性、剥离粘附力和剪切强度达到期望平衡的聚合物。用于制备压敏粘合剂最常用的聚合物为天然橡胶、合成橡胶(例如，苯乙烯/丁二烯共聚物(SBR)和苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)嵌段共聚物)、各种(甲基)丙烯酸酯(例如，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)共聚物和有机硅。这些类型的材料各有优点和缺点。
用于制造制品以在加工期间保护制品的部件或将其暂时保持在适当位置的压敏粘合剂和胶带有时被称为加工带或加工粘合剂。加工带的示例包括例如晶片切割带，其中切割带还可以用作用于切割减薄的晶片以及半导体器件制造中的切割芯片的后续晶粒附接操作的晶粒附接粘合剂。加工带的另一个示例是掩蔽带，其中将掩蔽带施加到表面以覆盖它并保护它不被涂漆，施加涂料，并且移除掩蔽带以给出具有涂漆和未涂漆的相邻区域的表面。通常，加工带或粘合剂不保留在最终制品中，但是在一个或多个加工步骤之后被移除。在一些情况下，加工带或粘合剂经受极端条件诸如高温、高压、暴露于化学品诸如溶剂、研磨剂、蚀刻材料等，并且仍然预期它们在加工步骤期间保持粘附而不流动、滴落或滑动并且也可在加工步骤完成后移除。
发明内容
本公开涉及具有耐高温性的可热熔加工的掩蔽粘合剂组合物，并且涉及包含这些可热熔加工的掩蔽粘合剂组合物的制品和方法。在一些实施方案中，可热熔加工的粘合剂组合物包含至少一种嵌段共聚物、至少一种增粘树脂、至少一种半结晶聚烯烃聚合物、至少一种增塑剂和至少一种抗氧化剂。所述粘合剂组合物为热稳定的可热熔加工的压敏粘合剂组合物，使得当所述组合物设置于表面上时，即使经受加热至260℃也不降解或流动，而保持光学透明，并且在加热至260℃后保持可干净地移除。
本发明还公开了制品。在一些实施方案中，制品包括电子器件，所述电子器件包括具有第一主表面和第二主表面的基板，其中各种电子部件设置在所述基板的所述第一主表面上，以及设置在所述基板的所述第一主表面的至少一部分上的掩蔽粘合剂层和/或设置在所述基板的所述第一主表面上的至少一个电子部件。掩蔽粘合剂已在上文中有所描述，并且包含至少一种嵌段共聚物、至少一种增粘树脂、至少一种半结晶聚烯烃聚合物、至少一种增塑剂和至少一种抗氧化剂。所述粘合剂组合物为热稳定的可热熔加工的压敏粘合剂组合物，使得当所述组合物设置于表面上时，即使经受加热至260℃也不降解或流动，而保持光学透明，并且在加热至260℃后保持可干净地移除。
本发明还公开了使用上述可热熔加工的粘合剂制备器件的方法。在一些实施方案中，制备器件的方法包括提供电子器件，所述电子器件包括具有第一主表面和第二主表面的基板，其中各种电子部件设置在所述基板的所述第一主表面上，提供可热熔加工的掩蔽粘合剂，在容器中熔融所述粘合剂组合物，将所述熔融的可热熔加工的粘合剂组合物热熔融分配在所述基板的所述第一主表面的至少一部分上，设置在所述基板的所述第一主表面上的至少一个电子部件上，或所述第一主表面和至少一个电子部件的组合上，以形成掩蔽粘合剂层，处理所述电子器件，使得处理涉及至少使所述电子器件的至少一部分经受260℃的温度，以及在处理之后移除所述掩蔽粘合剂层。
附图说明
参照以下结合附图对本公开的各种实施方案的详细说明，可更全面地理解本申请。
图1为本公开的前体制品的实施方案的剖视图。
图2为本公开的掩蔽制品的实施方案的剖视图。
图3为已进行本公开的加工步骤的掩蔽制品的实施方案的剖视图。
图4为根据本公开的方法制备的制品的实施方案的剖视图。
在所示实施方案的以下描述中，参考了附图并通过举例说明的方式在这些附图中示出了其中可实践本公开的各种实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可利用实施方案并且可进行结构上的改变。图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一个图中用相同数字标记的部件。
具体实施方式
粘合剂制品的使用日益增加。除了粘合剂制品的将制品中的基板保持在一起的典型用途之外，粘合剂越来越多地用于加工应用中。在这些加工应用中，施加粘合剂制品，进行一种或多种加工，并移除粘合剂制品。可进行的加工的示例包括诸如晶片切片之类的加工，其中粘合剂用于切片加工步骤期间将晶片保持在适当位置，然后将经加工的晶片从粘合剂移除。
粘合剂制品的另一种加工用途是用于掩蔽。掩蔽带已用于例如涂漆领域数十年。将掩蔽带施加到使用者不希望涂漆的表面，使得当施加油漆时，所述油漆被施加到掩蔽带而不施加到掩蔽带覆盖的表面。然后移除掩蔽带以露出不含油漆的表面。
随着例如在电子和光学工业中制造工艺变得越来越复杂和专业化，同样已经开发出具有多种专用特征的加工带，诸如掩蔽带。在电子工业中变得越来越重要的一个特征是掩蔽带在加工步骤期间保护敏感性电子部件的能力。掩蔽带在诸如研磨、蚀刻和焊料回流的步骤期间保护电子部件免受热和污染。此类步骤可涉及可不利地影响敏感性电子部件的机械、化学和热加工或它们的组合。因此，掩蔽带在加工步骤期间保护敏感性电子部件，并且然后被移除以重新暴露敏感性电子部件。
随着电子部件变得更小并且随着自动化生产线变得更快，用于掩蔽目的的带的使用可能变得困难，因为带必须被切割成一定尺寸、正确定位等。为了克服这些困难，可使用液体掩模。将液体掩蔽材料分配到待保护的部件上，使液体固化以形成掩模，并且在执行加工步骤之后，移除固化的掩模。可热熔加工的粘合剂，尤其是可热熔加工的压敏粘合剂，特别适合用作液体掩模。
在粘合剂领域中，“热熔性粘合剂”和“可热熔加工的粘合剂”诸如“可热熔加工的压敏粘合剂”是非常不同的材料。热熔性粘合剂为热塑性材料，其在加热时流动，以熔融状态分配到基板上，然后粘附体在仍处于热和熔融状态时与热熔性粘合剂接触，并且在冷却时热塑性材料重新固化以形成粘合剂粘结。除非将材料再次重新加热至足以熔融热塑性材料的温度，否则热塑性材料保持固体。此类材料广泛用于制造工艺，诸如家具制造，其中两个木制部件被热熔融粘结并夹持在一起，直到热熔融粘合剂冷却并硬化以形成强粘合剂粘结。此类材料不太适合用作用于涉及加热的工艺的掩蔽材料，因为在加热时掩蔽材料可熔融和流动。这种熔融和流动可能是杂乱的，并且可能使电子部件暴露。
另一方面，可热熔加工的压敏粘合剂为可进行热熔融加工的压敏粘合剂。与热熔性粘合剂不同，可热熔加工的压敏粘合剂为粘弹性材料。这意指材料具有粘性流动材料(诸如蜂蜜)和弹性体材料(诸如橡胶)的特性。这种材料特性的组合赋予压敏粘合剂独特的特性，所述独特的特性限定了被指定为压敏粘合剂的材料类别。压敏粘合剂组合物是本领域普通技术人员所熟知的，其具有包括以下的特性：(1)在室温下有力且持久的粘性，(2)不超过指压进行粘附，(3)足够的保持到粘附体上的能力，和(4)足够的内聚强度以从粘附体上干净地移除。经发现良好地用作压敏粘合剂的材料为经设计和配制而表现出所需粘弹特性，从而使得粘性、剥离粘附力和剪切保持力达到期望平衡的聚合物。获得特性的适当平衡不是简单的方法。
然而，使用可热熔加工的压敏粘合剂作为液体掩模也可能存在困难。由于材料是可热熔加工的，因此在加热时可使它们流动，并因此可具有与热熔融粘合剂相同的问题，尽管由于它们是粘弹性材料，因此它们不如热塑性热熔融粘合剂那样容易流动。另外，压敏粘合剂虽然不希望掩蔽材料在涉及加热的加工步骤期间流动，但确实希望掩蔽材料保持其干净的可移除性，使得掩模在加工步骤之后可移除。这些矛盾的特性排除了可用于提供高温稳定的掩蔽材料的一些技术。例如，降低压敏粘合剂的流动性的一种方式可以为增加分配后交联步骤。这种交联可将可热熔加工的材料转化为不再能够流动的材料。然而，使分配到表面上的压敏粘合剂交联也增加了对该表面的粘附性，并且常常使得粘合剂层不可移除。
因此，仍然需要具有看似矛盾的特性要求的液体掩蔽组合物。因此，期望的液体掩蔽组合物能够以液态施加，在分配时，其快速形成保护性固体层以允许高速制造工艺，其能够经受多种加工条件，诸如施加热或机械压力，并且可干净地移除。干净的可移除性是重要的，因为如果留下来自掩模的残余物，则将必须采用附加的清洁步骤来移除残余物。因此，需要这样的材料，其可作为液体分配，在加工步骤期间在加热时不流动，并且可干净地移除。此类特性的组合极其难以实现。
除了已经非常严格的这些要求之外，在许多情况下，还期望或要求掩蔽层具有光学特性。在许多情况下，期望的光学特性为光学透明度，使得可在视觉上监测被掩蔽的部件。在其他情况下，期望的光学特性是掩蔽层被着色，尤其是以匹配掩蔽层所保护的部件的颜色的方式被着色。
在本公开中，描述了可热熔加工的粘合剂组合物，所述可热熔加工的粘合剂组合物具有以下期望的特性：热熔融可分配性、热稳定性，以便经受相对高的温度(诸如260℃)但不降解或流动、期望的光学特性和干净的可移除性。这些矛盾的特性可通过使用包含至少一种嵌段共聚物、至少一种增粘树脂、至少一种半结晶聚烯烃聚合物、至少一种增塑剂和至少一种抗氧化剂的混合物来实现。
本公开还包括包含可热熔加工的粘合剂组合物的制品以及使用这些可热熔加工的粘合剂组合物来制备制品的方法。
除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的表达结构尺寸、量和物理性质的所有数字在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。用端值来表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数字(如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)及该范围内的任何范围。
除非内容另外明确指明，否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖了具有多个指代物的实施方案。例如，对“一层”的引用涵盖了具有一个层、两个层或更多个层的实施方案。除非内容另外明确指明，否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的，术语“或”一般以包括“和/或”的意义使用。
如本文所用，术语“粘合剂”是指可用于将两个粘附体粘附在一起的聚合物组合物。粘合剂的示例为压敏粘合剂。
压敏粘合剂组合物是本领域普通技术人员所熟知的，其具有包括以下的特性：(1)在室温下有力且持久的粘性，(2)不超过指压进行粘附，(3)足够的保持到粘附体上的能力，和(4)足够的内聚强度以从粘附体上干净地移除。经发现良好地用作压敏粘合剂的材料为经设计和配制而表现出所需粘弹特性，从而使得粘性、剥离粘附力和剪切保持力达到期望平衡的聚合物。获得特性的适当平衡不是简单的方法。术语“可热熔加工的压敏粘合剂”是指可热熔加工的材料，意指其可被加热并使其流动，但在室温下为压敏粘合剂。可热熔加工的压敏粘合剂不同于热熔性粘合剂，因为热熔性粘合剂是熔融和流动的热塑性材料但在室温下为热塑性固体(非粘弹性材料)，并且不是压敏粘合剂。
除非另外指明，否则术语“透明”和“光学透明”可互换使用，并且是指在可见光光谱(约400nm至约700nm)的至少一部分上具有高透光率的制品、膜或粘合剂。术语“透明膜”是指具有一定的厚度的膜，并且当该膜设置在基板上时，图像(设置在基板上或邻近基板)透过该透明膜的厚度可见。在许多实施方案中，透明膜允许在不明显损失图像清晰度的情况下透过膜的厚度看到图像。在一些实施方案中，透明膜具有无光表面或光泽表面。光学透明材料通常具有至少50％、通常80％或更高的可见光的％T(透射百分比)。
如本文所用，术语“聚合物”是指为均聚物或共聚物的聚合物材料。如本文所用，术语“均聚物”是指为一种单体的反应产物的聚合物材料。如本文所用，术语“共聚物”是指为至少两种不同单体的反应产物的聚合物材料。嵌段共聚物是具有单个单体的序列以形成该单体的嵌段的聚合物。嵌段共聚物的示例为二嵌段、三嵌段、多嵌段、放射状嵌段或星形嵌段共聚物。
术语“增粘树脂”、“增粘剂”(“tackifying agent”和“tackifier”)在本文中可互换使用。
术语“增塑树脂”、“增塑剂”(“plasticizing agent”和“plasticizer”)在本文中可互换使用。
术语“室温”和“环境温度”可互换使用并且是指20℃至25℃的温度。
本文公开了可热熔加工的粘合剂组合物。这些可热熔加工的粘合剂组合物是包含至少一种嵌段共聚物、至少一种增粘树脂、至少一种半结晶聚烯烃聚合物、至少一种增塑剂和至少一种抗氧化剂的混合物的共混组合物。所述粘合剂组合物为热稳定的可热熔加工的压敏粘合剂组合物，使得当所述组合物设置于表面上时，即使经受加热至260℃也不降解或流动，而保持光学透明，并且在加热至260℃后保持可干净地移除。在一些实施方案中，可热熔加工的粘合剂组合物具有期望的光学特性。在一些实施方案中，期望的光学特性包括光学透明性。在其他实施方案中，可热熔加工的粘合剂组合物还包含至少一种着色剂，使得可热熔加工的粘合剂组合物匹配待被可热熔加工的粘合剂组合物掩蔽的表面的颜色。
在一些实施方案中，可热熔加工的粘合剂组合物包含20重量％至60重量％的至少一种嵌段共聚物、20重量％至40重量％的至少一种增粘树脂、3重量％至20重量％的至少一种半结晶聚烯烃聚合物、5重量％至40重量％的至少一种增塑剂和0.01重量％至4重量％的至少一种抗氧化剂，其中重量％由粘合剂组合物的总重量确定。
多种嵌段共聚物适合用作可热熔加工的粘合剂组合物的至少一种嵌段共聚物。通常，可热熔加工的粘合剂组合物包含至少一个嵌段，所述至少一个嵌段选自：苯乙烯、乙烯、丙烯、异戊二烯、丁烯、丁二烯、丁烯、丁二烯、辛烯、戊烯或它们的任意组合。
在一些实施方案中，所述至少一种嵌段共聚物包括光学透明的二嵌段、三嵌段、多嵌段、放射状嵌段或星形嵌段聚苯乙烯-聚烯烃嵌段共聚物或它们的组合。多种光学透明的嵌段共聚物是合适的，在一些实施方案中，所述至少一种嵌段共聚物包括苯乙烯和乙烯/丙烯的光学透明的二嵌段共聚物或苯乙烯和乙烯和丁烯的光学透明的三嵌段共聚物。合适的可商购获得的含苯乙烯嵌段共聚物的示例包括可以商品名KRATON G和KRATON D购自科腾公司(Kraton Corporation)的那些聚合物系列。
可热熔加工的粘合剂组合物还包含至少一种增粘树脂，也称为增粘剂。多种增粘树脂适用于可热熔加工的粘合剂组合物。在一些实施方案中，所述至少一种增粘树脂选自C4烃增粘剂、C9烃增粘剂、松香酯增粘剂、萜烯增粘剂和萜烯酚增粘剂、或它们的任意组合。在一些实施方案中，可能期望所述至少一种增粘树脂具有80℃至180℃的软化点。此类增粘树脂在本领域是众所周知的。合适的可商购获得的增粘树脂的示例包括以商品名REGALREZ购自伊士曼化工公司(Eastman Chemical Company)以及以商品名WINGTACK购自克雷威利公司(Cray Valley)以及以商品名ESCOREZ购自埃克森美孚公司(ExxonMobil)的那些。
可热熔加工的粘合剂组合物还包含至少一种半结晶烯烃聚合物。多种半结晶烯烃聚合物是合适的。在一些实施方案中，所述至少一种半结晶烯烃聚合物包含乙烯、丙烯、丁烯、己烯、辛烯或它们的任意组合的嵌段或链段。特别合适的半结晶烯烃聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、LLDPE(线性低密度聚乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、或它们的嵌段或无规共聚物。
一般来讲，期望半结晶烯烃聚合物不具有过高的结晶度水平。如果烯烃聚合物具有高水平的结晶度，则其可不利地影响可热熔加工的粘合剂组合物的光学特性。在一些实施方案中，如通过DSC所测定的，至少一种半结晶烯烃聚合物具有在1焦耳/克-80焦耳/克的范围内的结晶熔融焓。结晶熔融焓可按照标准测试程序通过DSC测定。
可热熔加工的粘合剂组合物还包含至少一种增塑剂或增塑剂包含加工油。多种加工油是合适的。合适的加工油的示例包括非芳族石蜡油、芳族油、环烷油或它们的组合。
可热熔加工的粘合剂组合物还包含至少一种抗氧化剂。合适的抗氧化剂的示例包括苯丙酸、羟甲基酯、季戊四醇四羟基苯丙酸酯、双(十二烷基硫代甲基)甲基苯酚、十八烷基羟苯基丙酸酯、亚磷酸丁基苯酯或它们的混合物。特别合适的抗氧化剂包括可以商品名IRGANOX从巴斯夫公司(BASF)商购获得的那些。
可热熔加工的粘合剂组合物还可包含一种或多种附加的添加剂，前提条件是该添加剂不会不利地影响可热熔加工的粘合剂组合物的特性。如果期望可热熔加工的粘合剂组合物着色，则可添加至少一种着色剂。着色剂的示例包括颜料和染料。
本文还公开了包括掩蔽粘合剂层的制品，所述掩蔽粘合剂层包含上述可热熔加工的粘合剂组合物。在一些实施方案中，制品包括电子器件，所述电子器件包括，其中所述电子器件包括具有第一主表面和第二主表面的基板，其中各种电子部件设置在该基板的第一主表面上，以及设置在基板的第一主表面的至少一部分上的掩蔽粘合剂层和/或设置在基板的第一主表面上的至少一个电子部件。如上所述，掩蔽粘合剂包含可热熔加工的粘合剂组合物，所述可热熔加工的粘合剂组合物包含至少一种嵌段共聚物、至少一种增粘树脂、至少一种半结晶聚烯烃聚合物、至少一种增塑剂和至少一种抗氧化剂。所述粘合剂组合物为热稳定的可热熔加工的压敏粘合剂组合物，使得当所述组合物设置于表面上时，即使经受加热至260℃也不降解或流动，而保持光学透明，并且在加热至260℃后保持可干净地移除。
在本公开的制品的一些实施方案中，掩蔽粘合剂层已通过3D(3维)印刷施加。在其他实施方案中，掩蔽粘合剂层已通过在100℃至200℃的温度下热熔融喷射来施加。
如上所述，在一些实施方案中，掩蔽粘合剂层是光学透明的。在其他实施方案中，掩蔽粘合剂层是着色层，其中掩蔽粘合剂层的颜色使得其掩蔽粘合剂层与其上设置有掩蔽粘合剂层的部件匹配。
掩蔽粘合剂层可以是连续的或不连续的，并且可具有各种厚度。掩蔽粘合剂层通常具有10微米至10毫米的厚度。
本文还公开了制备器件的方法。在一些实施方案中，制备器件的方法包括提供电子器件，其中该电子器件包括具有第一主表面和第二主表面的基板，其中各种电子部件设置在基板的第一主表面上，提供可热熔加工的掩蔽粘合剂，在容器中熔融所述粘合剂组合物，将所述熔融的可热熔加工的粘合剂组合物热熔融分配在电子器件的至少一部分上，以形成掩蔽粘合剂层，处理电子器件，使得处理涉及至少使电子器件的至少一部分经受260℃的温度，以及在处理之后移除掩蔽粘合剂层。将熔融的可热熔加工的粘合剂组合物分配在电子器件的至少一部分上包括将可热熔加工的粘合剂组合物分配在基板的第一主表面上、设置在基板的第一主表面上的至少一个电子部件上、或第一主表面与至少一个电子部件的组合上。
掩蔽粘合剂包含可热熔加工的粘合剂组合物，所述可热熔加工的粘合剂组合物包含至少一种嵌段共聚物、至少一种增粘树脂、至少一种半结晶聚烯烃聚合物、至少一种增塑剂和至少一种抗氧化剂，如上文详细描述的。如上所述的，粘合剂组合物为热稳定的可热熔加工的压敏粘合剂组合物，使得当所述组合物设置于表面上时，即使经受加热至260℃也不降解或流动，而保持光学透明，并且在加热至260℃后保持可干净地移除。
容器可以为任何合适的热熔融设备，诸如挤出机、熔体混合器等。可热熔加工的组合物可在分配之前进行热熔融混合并在熔融状态下保持延长的时间段。
可使用多种热熔融分配方法来分配可热熔融加工的粘合剂组合物。在一些实施方案中，可热熔加工的粘合剂组合物可通过在100℃至200℃的温度下热熔融喷射来分配。在其他实施方案中，可使用3D印刷装置通过3D(3维)印刷来分配可热熔加工的粘合剂组合物。
可对本公开的经掩蔽的电子器件进行多种处理技术。这些技术包括例如研磨、蚀刻和焊料回流。焊料回流是用于本公开的方法中的特别适用的技术。在该技术中，掩蔽制品包含连接两个电子部件的焊膏。在焊料回流工艺中，将制品加热至足够高的温度以熔融焊膏并形成永久性连接。
通过参见图1-4可进一步理解本公开的方法。图1示出了制品100的剖视图。制品100包括其上设置带导线120的电子部件的基板110，以及电子部件130，其中电子部件130包括焊膏凸块140和连接元件150。
图2示出了图1的制品的剖视图，已对所述制品施加掩蔽层260以覆盖导线220来形成制品200。掩蔽层260包括如上所述的可热熔加工的粘合剂层，并且已利用热熔融喷射装置或通过3D印刷装置施加。掩蔽层260与带导线220的电子部件接触并且与基板210的表面的一部分接触。具有焊膏凸块240和连接元件250的电子部件230未被掩蔽。
图3示出了制品300，该制品是来自图2的已通过加热至高达260℃的温度经历焊料回流的加工步骤的制品200。被掩蔽层360掩蔽的具有带导线320的电子部件的基板310与图2相比保持不变。电子部件330被改变，因为图2中的焊料凸块240已熔融成焊料345，所述焊料将连接元件350连接到基板310。
图4示出了制品400的剖视图，该制品为来自图3的已移除掩蔽层360的制品300。在制品400中，基板410具有带导线420的暴露的电子部件，其不含来自移除的掩蔽层的残余物，以及经加工的电子部件430，其包括通过焊料445附接到基板410的连接元件450。
实施例
这些实施例仅为了进行示意性的说明，并非意在限制所附权利要求书的范围。除非另外指明，否则实施例以及说明书的余下部分中的所有份数、百分数、比率等均按重量计。除非另外指明，否则所用溶剂和其它试剂均从Sigma-Aldrich Chemical公司；Milwaukee，Wisconsin获得。使用以下缩写：mm＝毫米；RPM＝转/分钟。术语“重量％”、“％重量”和“wt％”可互换使用。
缩写表
Figure BDA0002691640180000111
Figure BDA0002691640180000121
制备和测试方法
可热熔加工的掩蔽粘合剂的制备
使用30毫米(mm)的科倍隆(Werner&Pfleiderer)同向双螺杆挤出机制造实施例中使用的液体掩蔽粘合剂。将组分预混，然后定容地进料到挤出机进料喉中，并进行300转/分钟(rpm)的混合。对于所有比较例C1-C6和实施例1-5，将挤出机、熔体输送和模具温度设定在170℃至190℃之间。配混后，将材料作为厚度为0.5mm的片材收集在两个聚酯剥离衬件之间。
热稳定性焊料回流测试
使用热熔胶枪重新熔融上述制备的样品片材，并将其分配以在具有电子元件和导线的印刷电路板上提供掩蔽层。使组装的部件通过260℃下的标准焊料回流炉。然后使所得的印刷电路板经受掩蔽粘合剂层的移除，并评估清洁度/残余度，并将流动模式与原始掩蔽层形状进行比较，以评估过量流动的程度(如果有的话)。
比较例C1–C6
比较例C1：
可热熔加工的组合物如上所述制备和测试。组合物组分和热测试结果为：
组成：聚烯烃-1 70重量％；增粘剂-1 30重量％。
热测试结果：260℃焊料回流后的过量粘合剂残余
该实施例展示出聚烯烃和增粘剂的组合不提供期望的特性组合。
比较例C2：
可热熔加工的组合物如上所述制备和测试。组合物组分和热测试结果为：
组成：嵌段共聚物-1 20重量％；聚烯烃-2 30重量％；增粘剂-1 50重量％。
热测试结果：260℃焊料回流后的显著的粘合剂残余
该实施例展示出这种材料的组合不提供期望的特性组合。
比较例C3：
可热熔加工的组合物如上所述制备和测试。组合物组分和热测试结果为：
组成：嵌段共聚物-1 10重量％；聚烯烃-1 40重量％；聚烯烃-3 40重量％；增粘剂-1 10重量％。
热测试结果：260℃焊料回流后的过量粘合剂残余
该实施例展示出使用两种不同聚烯烃的这种材料的组合不提供期望的特性组合。
比较例C4：
可热熔加工的组合物如上所述制备和测试。组合物组分和热测试结果为：
组成：嵌段共聚物-1 69重量％；聚烯烃-4 5重量％；增粘剂-2 20重量％；增塑剂-1 5重量％；抗氧化剂-1 1重量％。
热测试结果：260℃焊料回流后粘合剂残余
该实施例展示出这种材料的组合不提供期望的特性组合。
比较例C5：
可热熔加工的组合物如上所述制备和测试。组合物组分和热测试结果为：
组成：嵌段共聚物-1 24重量％；嵌段共聚物-2 35重量％；聚烯烃-4 5重量％；增粘剂-2 30重量％；增塑剂-1 5重量％；抗氧化剂-1 1重量％。
热测试结果：260℃焊料回流后的粘合剂残余
该实施例展示出这种材料的组合不提供期望的特性组合。
比较例C6：
可热熔加工的组合物如上所述制备和测试。组合物组分和热测试结果为：
组成：嵌段共聚物-3 24重量％；聚烯烃-4 5重量％；增粘剂-3 30重量％；增塑剂-1 40重量％；抗氧化剂-1 1重量％。
热测试结果：260℃焊料回流后粘合剂残余
该实施例展示出这种材料的组合不提供期望的特性组合。
实施例1-5
实施例1：
可热熔加工的组合物如上所述制备和测试。组合物组分和热测试结果为：
组成：嵌段共聚物-3 39重量％；聚烯烃-4 5重量％；增粘剂-3 30重量％；增塑剂-1 25重量％；抗氧化剂-1 1重量％。
热测试结果：粘合剂在形状上稳定、光学透明、无过量流动，并且能够在260℃焊料回流后干净地移除而不留下残余物。
实施例2：
可热熔加工的组合物如上所述制备和测试。组合物组分和热测试结果为：
组成：嵌段共聚物-3 54重量％；聚烯烃-4 5重量％；增粘剂-3 30重量％；增塑剂-1 10重量％；抗氧化剂-1 1重量％。
热测试结果：粘合剂在形状上稳定、光学透明、无过量流动，并且能够在260℃焊料回流后干净地移除而不留下残余物。
实施例3：
可热熔加工的组合物如上所述制备和测试。组合物组分和热测试结果为：
组成：嵌段共聚物-3 29重量％；聚烯烃-4 10重量％；增粘剂-3 30重量％；增塑剂-1 30重量％；抗氧化剂-1 1重量％。
热测试结果：粘合剂在形状上稳定、光学透明、无过量流动，并且能够在260℃焊料回流后干净地移除而不留下残余物。
实施例4：
可热熔加工的组合物如上所述制备和测试。组合物组分和热测试结果为：
组成：嵌段共聚物-3 24重量％；聚烯烃-4 15重量％；增粘剂-3 30重量％；增塑剂-1 30重量％；抗氧化剂-1 1重量％。
热测试结果：粘合剂在形状上稳定、光学透明、无过量流动，并且能够在260℃焊料回流后干净地移除而不留下残余物。
实施例5：
可热熔加工的组合物如上所述制备和测试。组合物组分和热测试结果为：
组成：嵌段共聚物-3 29重量％；聚烯烃-4 5重量％；增粘剂-3 30重量％；增塑剂-1 35重量％；抗氧化剂-1 1重量％。
热测试结果：粘合剂在形状上稳定、光学透明、无过量流动，并且能够在260℃焊料回流后干净地移除而不留下残余物。

Claims (22)

1.一种可热熔加工的粘合剂组合物，包含：
至少一种嵌段共聚物；
至少一种增粘树脂；
至少一种半结晶聚烯烃聚合物；
至少一种增塑剂；和
至少一种抗氧化剂，其中所述粘合剂组合物为热稳定的可热熔加工的压敏粘合剂组合物，使得当所述组合物设置在表面上时，即使经受加热至260℃也不降解或流动，而保持光学透明，并且在加热至260℃之后可保持干净地移除。
2.根据权利要求1所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物包含：
20重量％至60重量％的至少一种嵌段共聚物；
20重量％至40重量％的至少一种增粘树脂；
3重量％至20重量％的至少一种半结晶聚烯烃聚合物；
5重量％至40重量％的至少一种增塑剂；和
0.01重量％至4重量％的至少一种抗氧化剂，其中重量％由所述粘合剂组合物的总重量确定。
3.根据权利要求1所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述至少一种嵌段共聚物包含至少一个嵌段，所述至少一个嵌段选自苯乙烯、乙烯、丙烯、异戊二烯、、、丁烯、丁二烯、辛烯、戊烯或它们的任意组合。
4.根据权利要求1所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述至少一种嵌段共聚物包括光学透明的二嵌段、三嵌段、多嵌段、放射状嵌段或星形嵌段聚苯乙烯-聚烯烃嵌段共聚物或它们的组合。
5.根据权利要求1所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述至少一种嵌段共聚物包括苯乙烯和乙烯/丙烯的光学透明的二嵌段共聚物或苯乙烯和乙烯和丁烯的光学透明的三嵌段共聚物。
6.根据权利要求1所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述至少一种增粘树脂选自C4烃增粘剂、C9烃增粘剂、松香酯增粘剂、萜烯增粘剂和萜烯酚增粘剂、或它们的任意组合。
7.根据权利要求6所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述至少一种增粘树脂具有80℃至180℃的软化点。
8.根据权利要求1所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述至少一种半结晶烯烃聚合物包含乙烯、丙烯、丁烯、己烯、辛烯或它们的任意组合的嵌段或链段。
9.根据权利要求1所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述至少一种半结晶烯烃聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、LLDPE(线性低密度聚乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、或它们的嵌段或无规共聚物。
10.根据权利要求1所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述至少一种半结晶烯烃聚合物具有如通过DSC所测定的在1焦耳/克-80焦耳/克的范围内的结晶熔融焓。
11.根据权利要求1所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述至少一种增塑剂包括加工油。
12.根据权利要求11所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述至少一种加工油包括非芳族石蜡油、芳族油、环烷油或它们的组合。
13.根据权利要求1所述的可热熔加工的粘合剂组合物，其中所述至少一种抗氧化剂包括苯丙酸、羟甲基酯、季戊四醇四羟基苯丙酸酯、双(十二烷基硫代甲基)甲基苯酚、十八烷基羟苯基丙酸酯、亚磷酸丁基苯酯或它们的混合物。
14.一种制品，所述制品包括：
电子器件，所述电子器件包括：
具有第一主表面和第二主表面的基板，其中多个电子部件设置在所述基板的所述第一主表面上；
设置在所述基板的所述第一主表面的至少一部分上的掩蔽粘合剂层和/或设置在所述基板的所述第一主表面上的至少一个电子部件，其中所述掩蔽粘合剂包含：
可热熔加工的粘合剂组合物，包含：
至少一种嵌段共聚物；
至少一种增粘树脂；
至少一种半结晶聚烯烃聚合物；
至少一种增塑剂；和
至少一种抗氧化剂，其中所述粘合剂组合物为热稳定的可热熔加工的压敏粘合剂组合物，使得当所述组合物设置在表面上时，即使经受加热至260℃也不降解或流动，而保持光学透明，并且在加热至260℃之后保持可干净地移除。
15.根据权利要求14所述的制品，其中所述掩蔽粘合剂层已通过3D(3维)印刷施加。
16.根据权利要求14所述的制品，其中所述掩蔽粘合剂层已通过在100℃至200℃的温度下热熔融喷射来施加。
17.根据权利要求14所述的制品，其中所述掩蔽粘合剂层为光学透明的。
18.根据权利要求14所述的制品，其中所述掩蔽粘合剂层具有10微米至10毫米的厚度。
19.根据权利要求14所述的制品，其中所述掩蔽粘合剂层为着色层，并且其中着色的掩蔽粘合剂层与其上设置有所述掩蔽粘合剂层的所述部件基本上匹配。
20.一种制备器件的方法，所述方法包括：
提供电子器件，所述电子器件包括：
具有第一主表面和第二主表面的基板，其中多个电子部件设置在所述基板的所述第一主表面上；
提供可热熔加工的掩蔽粘合剂，其中所述掩蔽粘合剂包含：
可热熔加工的粘合剂组合物，包含：
至少一种嵌段共聚物；
至少一种增粘树脂；
至少一种半结晶聚烯烃聚合物；
至少一种增塑剂；和
至少一种抗氧化剂，其中所述粘合剂组合物为热稳定的可热熔加工的压敏粘合剂组合物，使得当所述组合物设置于表面上时，即使经受加热至260℃也不降解或流动，而保持光学透明，并且在加热至260℃后保持可干净地移除；
在容器中熔融所述粘合剂组合物；
将所述熔融的可热熔加工的粘合剂组合物热熔融分配在所述基板的所述第一主表面的至少一部分上、设置在所述基板的所述第一主表面上的至少一个电子部件上、或所述第一主表面和至少一个电子部件的组合上，以形成掩蔽粘合剂层；
处理所述电子器件，使得所述处理涉及至少使所述电子器件的至少一部分经受260℃的温度；以及
在处理之后移除所述掩蔽粘合剂层。
21.根据权利要求20所述的方法，其中处理所述电子器件包括焊料回流工艺。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述可热熔加工的粘合剂组合物的热熔融分配包括3D(3维)印刷。
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