耐高温丙烯酸酯压敏胶带在柔性电路板中的应用

电子工艺技术

Electronics Process Technology

2012年5月169第33卷第3期

耐高温丙烯酸酯压敏胶带在柔性电路板中的应用

刘波，罗开清

（3M中国有限公司，上海 200233）

摘　要：双面压敏胶带在柔性电路板组装行业有着广泛和大量的应用。综述了柔性电路板行业对压敏胶带的常规性能要求，从被粘材质和胶带种类以及测试要求等方面逐一说明，提供了使用指南。此外，还特别介绍了耐高温丙烯酸酯压敏胶带在柔性电路板行业的应用和性能表现，适合于需要在柔性电路板回流焊工艺前进行表面粘贴的应用，也可用于其他有耐高温性能要求的粘接应用。

关键词：压敏胶带；耐高温；柔性电路板；回流焊；

中图分类号：TN604 文献标识码：A 文章编号：1001-3474（2012）03-0169-03

Application of High Temperature Resistant Acrylic

PSA Tape in FPC Industry

LIU Bo, LUO Kai-qing

(3M China Limited, Shanghai 200233, China)

Abstract: Double coated PSA tape has been widely and largely used in FPC assembly industry. The general performance requirements of tape in FPC industry is described, application guide is provided through detail explanation on bonding materials, tape varieties and related test requests, etc. Besides, a high temperature resistant acrylic tape was introduced which could be used in bonding application under high temperature condition, especially suitable for FPC surface bonding before reflow process.

Key words: PSA tape; High temperature resistant; FPC; Solder reflow;

Document Code: A Article ID: 1001-3474(2012)03-0169-03

柔性印刷电路板（FPC）是以聚脂薄膜或聚酰亚胺为基材制成的一种具有高度可靠性和绝佳曲挠性的印刷电路[1]。由于它体积小、质量轻和厚度薄等一系列优势而越来越为电子设计师们所青睐，被广泛应用于手机和笔记本电脑等各种便携式及其他电子产品中。

电子产品制造业是高性能双面压敏胶带最大的应用市场，据不完全统计，在中国其年销售额超过1亿美元。其中柔性电路板组装行业对压敏胶带的需求占有相当大的比例，在3G、智能型手机、数字相机及显示器的需求带动下，全球柔性电路板行业一直维持在8%～10%成长幅度。

目前在柔性电路板组装行业中，PET基材双面压敏胶带、无纺布基材双面胶带以及无基材的纯胶膜压敏胶产品都正在被大量地使用。每种类型的胶带产品都有各自的优势和短板，柔性电路板客户需要结合自身不同的产品结构设计和生产工艺流程以及下游客户的要求来考虑选择合适的胶带产品。

1 柔性电路板组装对胶带的性能要求

双面压敏胶带通常被贴附于柔性电路板表面用作与电子产品的机壳或框架的固定，以及柔性电路板补强片或某些电子元器件的组装，如图1所示。从这些被粘部件的材质看，机壳或框架大多为工程塑料或金属，如ABS、PC或ABS+PC、铝镁合金和不锈钢等，有时还会在工程塑料中掺加玻纤或滑石粉以提高强度。柔性电路板补强片的材质多为FR4的环氧玻纤复合片材，如图2所示。不同的材质决定了压敏

作者简介：刘波（1981- ），男，硕士，毕业于苏州大学，现从事工业胶带和胶粘剂产品技术服务工作。

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Electronics Process Technology2012年5月170

胶带对其表面具有不同的粘接强度，选择时需要针对应用做测试评估。

图1 双面压敏胶带用于柔性电路板粘接

图2 柔性电路板与补强片的粘接

此外，在电子产品尤其是手机相机等小尺寸产品的组装过程中，受到内部空间的限制，柔性电路板通常会被大幅度地弯曲变形和扭曲变形，导致其内部应力的产生, 如图3所示。这对压敏胶带的粘接应用提出了挑战。如果发生柔性电路板与被粘部件的脱落或分离，将会严重影响电子产品的功能和寿命。

图3 柔性电路板与手机机壳的粘接

产品组装完毕出厂后，其使用环境差异极大，从高温高湿的热带地区到严寒低温的两极地区都有可能，使用年限短则数年，长则数十年。因此对压敏胶的综合性能要求极高，需要进行一系列的粘接强度测试和耐老化及耐温性测试等。由于丙烯酸酯体系的压敏胶属于合成树脂型，通过高分子共聚反应可以引进各种官能基团，使粘附力和自身的内聚力都表现出色，对于金属和非金属材料的胶接都没有问题，可以覆盖柔性电路板组装行业所有的常用材料[2]。特别因为丙烯酸酯压敏胶没有不饱和键，与天然橡胶系或合成橡胶系压敏胶相比，具有优良的抗氧化性、良好的高低温性能和无色透明不黄变等优点，具有绝对应用优势[3]。因此柔性电路板行业所用的双面压敏胶带绝大多数都为丙烯酸酯体系的产品。

从国内各大柔性电路板制造及组装厂商当前常用的双面压敏胶带来看，为了确保柔性电路板对机壳或补强片的粘接牢固，对剥离强度有一定的要求。参照ASTMD3330（180°剥离角度）测试标准，以不锈钢为测试基板，压敏胶带在其表面的粘接强度下限至少应该大于3 N/cm，力值越大越好。由于对胶带厚度有一定的限制，最大剥离强度一般都不会超过20 N/cm。大多数常用的压敏胶带产品剥离力都在5 N/cm~15 N/cm，基本可以满足柔性电路板固定的应用要求。

当前在该行业内常用的双面压敏胶带厚度范围通常在0.03 mm ~ 0.15 mm（不包含离型纸），以求在满足粘接固定的要求下尽量减少对空间尺寸的占用，这也正是胶带产品较其他传统固定方法而言强大的优势所在。相同的胶带厚度和胶层组份时，纯胶膜压敏胶带较之PET基材双面压敏胶带和无纺布基材双面胶带，在剥离强度上通常有更好表现，也更适合于带有一定曲面弧度的粘接应用。反之，PET基材双面压敏胶带和无纺布基材双面胶带由于基材结构对胶层的支撑作用，更适合于需要进行形状复杂的模切加工，不易产生溢胶和离型纸剥离时的拉胶现象，尤其方便手持粘接作业，提高生产效率。此外，由于PET材料自身的耐温性问题，所有的PET基材双面压敏胶带耐温性都受到限制，短期耐温性不超过200 ℃，长期耐温性更低。而纯胶膜胶带和特别材质的无纺布双面胶带可以实现短期200 ℃甚至更高的耐温性能表现。

在压敏胶带使用时，足够的压力、保压时间和贴合环境温度对粘接效果有至关重要的影响。通常建议贴合参数为103 kPa压力下保持15 s ~20 s，环境温度在21 ℃~38 ℃最佳。施压后的静置停留时间也对粘接强度的建立有积极影响，尤其当环境温度偏低时差异显著。对于某些表面能偏低的材质粘接，以及需要承受持续内应力的粘接应用，粘接前使用一些底涂剂涂覆在被粘材质表面，有助于柔性电路板粘接更加牢固稳定。

2 耐高温压敏胶带的应用

考虑到精密电子元件通过SMT组装在柔性电路板