專利名稱：樹脂膜的制備方法和電子元件的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及樹脂膜的制備方法和含有該樹脂膜的電子元件的制造方法。
背景技術：
樹脂膜用于各種各樣的領域，例如，用于電容器或PTC熱敏電阻等電子元件的組成部件。這樣的樹脂膜一般可以通過涂布溶解在溶劑中的樹脂而形成。近年來，隨著電子元件進一步小型化或高性能化，要求以可控性良好的方式制備膜厚薄的樹脂膜。
但是，涂布成膜法難以以可控性良好的方式制備膜厚薄的樹脂膜。另一方面，利用蒸鍍法制備樹脂膜的現(xiàn)有方法只能對數(shù)均分子量為300左右的樹脂進行蒸鍍。而對更高分子量的樹脂進行蒸鍍時，因為需要在高溫下加熱，所以導致樹脂的變性，由此出現(xiàn)作為蒸鍍源的樹脂和被蒸鍍后的樹脂間性能差異的問題。

發(fā)明內容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供用于制備樹脂膜的新方法和具有該樹脂膜的電子元件的制造方法，以及由此得到的新電子元件。另外，在以下的說明中，加熱溫度和熔點均由攝氏度(℃)來表示。
為了達到上述目的，本發(fā)明的樹脂膜的制備方法是通過蒸鍍樹脂材料來制備樹脂膜的方法，其包含在減壓條件下以高于所述樹脂材料熔點的加熱溫度加熱所述樹脂材料來蒸鍍所述樹脂材料的蒸鍍(vapordeposition)步驟。所述樹脂材料的粘均分子量例如是在500～1000000的范圍內。眾所周知，當以高于樹脂材料熔點的加熱溫度加熱樹脂材料時，樹脂材料被氧化，將導致其性能劣化。因此，尚未嘗試用粘均分子量在500以上的樹脂材料來進行蒸鍍鍍膜。與此相對，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，在減壓條件下進行加熱可以在不劣化樹脂材料的同時蒸鍍該樹脂材料。上述新發(fā)現(xiàn)是本發(fā)明的樹脂膜的制備方法的基礎，可以利用蒸鍍法鍍膜過去不能蒸鍍的粘均分子量在500以上的有機分子。由此，可以以可控性良好的方式制備膜厚薄的樹脂膜。
在上述樹脂膜的制備方法中，所述加熱溫度優(yōu)選是，高于大氣氣氛下所述樹脂材料的分解溫度，而低于所述減壓條件下所述樹脂材料的分解溫度。另外，在本說明書中所謂的“分解溫度”是指樹脂材料的性能由于氧化等開始劣化時的溫度。
在上述樹脂膜的制備方法中，樹脂材料可以是粘均分子量在500～10000范圍內的聚乙烯。在這種情況下，上述樹脂膜的制備方法中，所述加熱溫度(℃)優(yōu)選是所述聚乙烯的熔點(℃)的2.8倍～3.8倍。根據(jù)該構成，可以制備與蒸鍍前的聚乙烯有幾乎相同性能的聚乙烯薄膜。
另外，本發(fā)明的電子元件是具有樹脂膜的電子元件，所述樹脂膜是由粘均分子量在500～1000000范圍內的樹脂材料制成，該樹脂膜的厚度是在0.01～1微米的范圍內。該電子元件是應用本發(fā)明的制備方法首次可以被制造的電子元件。另外，在樹脂膜中，也可以添加導電性粒子等。
在所述電子元件中包含被配置成在中間夾持了所述樹脂膜的第一和第二電極，以及在所述樹脂膜的內部添加有導電性粒子，所述樹脂材料可以是粘均分子量在500～10000范圍內的聚乙烯，根據(jù)這種組成，得到具有膜厚薄的聚乙烯膜的PTC熱敏電阻。
另外，本發(fā)明的電子元件的制造方法是具有由樹脂材料制備的樹脂膜的電子元件的制造方法，其包含在減壓條件下以高于所述樹脂材料的熔點的加熱溫度加熱所述樹脂材料來蒸鍍所述樹脂材料從而制備樹脂膜的步驟。所述樹脂材料的粘均分子量例如是在500～1000000的范圍內。該制造方法是利用上述樹脂膜的制備方法。根據(jù)該制備方法，可以以可控性良好的方式制備膜厚薄的樹脂膜，因此可以可靠地制造薄的電子元件。另外，可以制備與樹脂材料的性能幾乎相同的樹脂膜，所以可以制造高性能的電子元件。
在上述電子元件的制造方法中，所述加熱溫度優(yōu)選是低于所述減壓條件下所述樹脂材料的分解溫度。
在上述電子元件的制造方法中，所述樹脂材料可以是粘均分子量在500～10000范圍內的聚乙烯。在這種情況下，上述樹脂膜的制備方法中，加熱溫度(℃)優(yōu)選是所述聚乙烯熔點(℃)的2.8倍～3.8倍。根據(jù)該構成，可以制備與蒸鍍前的聚乙烯有幾乎相同性能的聚乙烯薄膜。


圖1是表示本發(fā)明的PTC熱敏電阻的一例子的斷面圖。
圖2A和圖2B是表示本發(fā)明的PTC熱敏電阻的制造方法的一例子工序斷面圖。
圖3是表示在本發(fā)明的樹脂膜的制備方法中使用的制造裝置的一例子的圖形。
圖4是表示聚乙烯膜和殘存的聚乙烯的熔點和蒸鍍溫度間關系的曲線圖。
圖5是表示將聚乙烯升溫時的重量變化的曲線圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進行說明。
實施形態(tài)1在實施形態(tài)1中，對本發(fā)明的樹脂膜的制備方法進行說明。在實施形態(tài)1的制備方法中，首先將樹脂材料(以下稱為樹脂材料A)置放在減壓環(huán)境中。例如，在減壓的腔室內置放樹脂材料A，或者對置放了樹脂材料A的腔室進行減壓。
接著，在該減壓的環(huán)境中，通過高于樹脂材料A的熔點的加熱溫度加熱樹脂材料A，樹脂材料A被蒸發(fā)，使其在基材(基板或電極等)上堆積形成樹脂膜。即，在本發(fā)明的方法中，在減壓條件下蒸鍍樹脂材料A。另外，樹脂材料通過蒸鍍法制備成樹脂膜之后，通過對樹脂膜照射電子束等使之可以進行交聯(lián)。
樹脂材料A的粘均分子量例如是在100～1000000(例如500～1000000)的范圍內，優(yōu)選是在500～5000的范圍內。對于樹脂材料A，例如可以使用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、或者聚乙烯醇縮丁醛(PVB)。
樹脂材料A的蒸鍍可以通過以下步驟進行(i)將樹脂材料A置放在可減壓的容器內，(ii)將容器內進行減壓，(iii)將樹脂材料A以比其熔點更高的溫度加熱。這時，在比熔點低的溫度下被蒸發(fā)的物質對于樹脂材料A來說是雜質，如果這樣的物質混合在樹脂膜中，有時達不到預期性能。蒸鍍時的容器內的壓力隨所測定的位置而也有所不同，例如是在1.0×10-1Pa以下，比如是在1.0×10-3Pa～1.0×10-1Pa的范圍內。另外，樹脂材料A的蒸發(fā)部的附近的壓力例如是1Pa～10Pa左右。
樹脂材料A的加熱溫度優(yōu)選是，高于大氣氣氛下的樹脂材料A的分解溫度，而低于減壓條件(容器內的壓力)下的樹脂材料A的分解溫度。這里，所謂大氣氣氛是指1大氣壓(1.01×105Pa)的空氣。在本發(fā)明的制備方法中，因為在減壓條件下加熱樹脂材料A，所以可以是在高于大氣壓下樹脂材料A的分解溫度的溫度下加熱樹脂材料A。在樹脂材料A是粘均分子量為100～10000(例如500～10000，優(yōu)選500～5000)的聚乙烯時，加熱溫度的優(yōu)選是該聚乙烯熔點的2.8倍～3.8倍(更優(yōu)選是2.8倍～3.4倍)，或者是在350℃～480℃(更優(yōu)選是350℃～425℃)的范圍內。但是，根據(jù)容器內的壓力，可以使得加熱溫度為聚乙烯的熔點的2倍～4.5倍。同樣地，對于聚乙烯樹脂以外的樹脂材料，也可以使得加熱溫度為該樹脂的熔點的2倍～4.5倍(優(yōu)選是2.8倍～3.8倍左右)。
根據(jù)該制造方法，可以以可控性良好的方式制備例如厚度為0.01～1.0微米(通常為0.05～0.5微米)的薄的樹脂膜。
實施形態(tài)2在實施形態(tài)2中，對本發(fā)明的電子元件及其制造方法的一例子進行說明。本發(fā)明的電子元件含有樹脂膜，該樹脂膜是利用實施形態(tài)1中的方法制成的。另外，本發(fā)明的電子元件的制造方法包含用實施形態(tài)1中所述的制備方法制備樹脂膜的步驟。
以下，作為本發(fā)明的電子元件及其制造方法的一例，就PTC熱敏電阻及其制造方法進行說明。對于實施形態(tài)2的PTC熱敏電阻10，其斷面圖示于圖1中。
參照圖1所示，PTC熱敏電阻10具有添加了導電性粒子20的聚乙烯膜11、被配置成夾持了聚乙烯膜11的第一電極12和第二電極13。
聚乙烯膜11是由粘均分子量在100～10000范圍內(優(yōu)選是500～10000)的聚乙烯制成，厚度在0.01～1微米的范圍內。作為在聚乙烯膜11中添加的導電性粒子20，可以使用例如粒徑為0.01～0.05微米左右的碳粒子。在PTC熱敏電阻10中，通過分散分布在聚乙烯膜11中的導電性粒子來控制第一電極12和第二電極13之間的導電性。因此，在溫度上升時，聚乙烯膜11膨脹引起導電性粒子間的平均距離變長，所以第一電極12和第二電極13之間的電阻增大。這樣，PTC熱敏電阻10具有正的溫度系數(shù)(Positive temperature coefficientPTC)。
第一和第二電極12和13可以是導電性材料，例如可以使用金屬箔或金屬膜。具體地說，可以使用例如Al、Ni、Cu、Ag、Au，或者它們的合金等的金屬箔。
下面參照圖2對PTC熱敏電阻10的制造方法進行說明。在該制造方法中，首先，如圖2A中所示，在第一電極12上形成添加有導電性粒子20的聚乙烯膜11。聚乙烯膜11的材料是粘均分子量為100～10000(優(yōu)選是500～10000)的聚乙烯(以下稱為聚乙烯A)。此外，聚乙烯膜11是通過在減壓條件下高于聚乙烯A的熔點的溫度下加熱聚乙烯A，并將聚乙烯A蒸鍍在第一電極12上。這時，導電性粒子與聚乙烯A同時被蒸發(fā)，由此形成添加有導電性粒子的聚乙烯膜11。蒸鍍可以在下述實施例中說明的制造裝置30中進行。
蒸鍍時的聚乙烯A的加熱溫度優(yōu)選是高于在大氣氣氛下所述樹脂材料的分解溫度，而低于在所述減壓條件下所述樹脂材料的分解溫度。更具體地說，蒸鍍時的聚乙烯A的加熱溫度優(yōu)選是該聚乙烯的熔點的2.8倍～3.8倍(更優(yōu)選是2.8倍～3.4倍)，或者是350℃～480℃(更優(yōu)選是350℃～425℃)的范圍。而且，蒸鍍時的壓力隨所測定的位置也有所不同，例如是1.0×10-1Pa以下，比如在1.0×10-3Pa～1.0×10-1Pa的范圍內。另外，樹脂材料A的蒸發(fā)部的附近的壓力例如是1Pa～10Pa左右。
接著，如圖2(b)所示，在聚乙烯膜11上形成第二電極13。第二電極13可以通過例如蒸鍍法制成。這樣可以制造PTC熱敏電阻10。
另外，在實施形態(tài)2中，就PTC熱敏電阻進行說明，但本發(fā)明可適用于含有由粘均分子量為100～1000000(例如500～1000000，優(yōu)選500～5000)的樹脂材料構成的樹脂膜的電子元件。具體地說，例如可適用于電阻器或感應器、電池等。另外，在實施形態(tài)2中，就樹脂材料是聚乙烯的情況進行說明，但對樹脂材料而言，可以使用在實施形態(tài)1中說明的樹脂材料。
實施例以下，通過實施例更詳細地說明本發(fā)明。在該實施例中，對用本發(fā)明的制備方法制備樹脂膜的一例子進行說明。
圖3是該實施例中使用的制造裝置示意圖(省略了一部分的沖孔)。圖3的制造裝置包含可減壓的容器50、容器50內置放的冷卻輥31、坩堝32～34、閘板35～37和裝置38。裝置38是用于交聯(lián)樹脂的裝置，例如可以使用發(fā)射電子束的電子槍。
冷卻輥31是沿箭頭B的方向旋轉。在坩堝32、33和34中，分別配置電極材料39、導電性粒子40和樹脂材料41。坩堝32～34分別可以單獨加熱。閘板35～37是根據(jù)需要將從坩堝32～34中蒸發(fā)的物質阻擋使其不能到達冷卻輥31。這時，加有樹脂材料的坩堝34的閘板在坩堝加熱至所需的溫度后開放，且進行蒸鍍。通過以上方法，對于分子量分布寬的樹脂材料，可以蒸發(fā)得到所需的成分。從坩堝32～34中蒸發(fā)出來的物質堆積在冷卻輥31上。在制造PTC熱敏電阻的情況下，首先，從坩堝32中蒸發(fā)電極材料39而在冷卻輥31上蒸鍍第一電極。接著，從坩堝33和34蒸發(fā)導電性粒子40和樹脂材料41，由此在第一電極上蒸鍍含有導電性粒子的樹脂膜。與此同時，在所形成的樹脂膜上由裝置38照射電子束，使樹脂膜交聯(lián)。最后，從坩堝32蒸發(fā)電極材料39而在樹脂膜上蒸鍍第二電極。這樣，可以制得熱敏電阻10。
為了評價由本發(fā)明的方法制備的樹脂膜的性能，采用裝置30，通過蒸鍍形成僅由粘均分子量為2000的聚乙烯(熔點125℃)構成的樹脂膜。該聚乙烯在大氣氣氛中的分解溫度是300℃左右。這時，容器內的蒸發(fā)部的壓力設定為1～10Pa，裝有作為樹脂材料的聚乙烯的坩堝34的加熱溫度控制在150℃～500℃之間。然后，測定所形成的聚乙烯膜和坩堝34中殘存的聚乙烯的熔點。所形成的聚乙烯膜的熔點和坩堝34中殘存的聚乙烯的熔點同坩堝34的加熱溫度之間的關系示于圖4中。如圖4中所示，通過將加熱溫度設定為350～480℃(為作為材料的聚乙烯的熔點2.8～3.8倍)，由此可以形成與蒸鍍前的聚乙烯熔點幾乎相同的聚乙烯膜。
隨后，測定粘均分子量為900、2000或4000的聚乙烯在減壓條件下從室溫升溫至550℃附近時的重量變化。測定結果示于圖5中。縱軸的重量變化率表示由于隨著升溫而蒸發(fā)的聚乙烯而減少的重量。如圖5所示可知，即使分子量不同，在設定的溫度下，重量變化率也變?yōu)?100％，在設定的溫度下，聚乙烯全部蒸發(fā)。還可知，隨著加熱溫度上升，發(fā)生重量緩慢減少，不發(fā)生聚乙烯的分解等。在非減壓的條件下，若在超過熔點的高溫下進行蒸鍍，會發(fā)生聚乙烯的分解等現(xiàn)象，作為原材料的聚乙烯的性能和所制備的聚乙烯膜的性能有所差異。與此相對，本發(fā)明的方法可以制備保持作為原材料的聚乙烯的性能的聚乙烯膜。另外，本發(fā)明是通過蒸鍍法制備薄膜，所以可以以可控性良好的方式制備膜厚薄的聚乙烯膜。
本發(fā)明只要不脫離其意圖和本質的特征，也可適用于其它的實施形態(tài)。在本說明書中所公開的實施形態(tài)僅僅是說明性的，而本發(fā)明不限于此。本發(fā)明的范圍不限于上述說明，而是由所附的權利要求書所示，包含了與權利要求書等同意義和范圍內的所有變更。
如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的樹脂膜的制備方法，可以以可控性良好的方式制備膜厚薄的樹脂膜。另外，根據(jù)本發(fā)明的電子元件的制造方法，可以以可控性良好的方式制造具有膜厚薄的樹脂膜的電子元件。
權利要求
1.一種通過蒸鍍樹脂材料而制備樹脂膜的方法，其包含在減壓條件下以高于所述樹脂材料的熔點的加熱溫度加熱所述樹脂材料來蒸鍍所述樹脂材料的蒸鍍步驟。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備樹脂膜的方法，其中所述樹脂材料的粘均分子量是在500～1000000的范圍。
3.根據(jù)權利要求1所述的制備樹脂膜的方法，其中所述加熱溫度高于在大氣氣氛下所述樹脂材料的分解溫度，而低于在所述減壓條件下所述樹脂材料的分解溫度。
4.根據(jù)權利要求1所述的制備樹脂膜的方法，其中所述樹脂材料是粘均分子量在500～10000的范圍內的聚乙烯。
5.根據(jù)權利要求4所述的制造樹脂膜的方法，其中所述加熱溫度(℃)是所述聚乙烯的熔點(℃)的2.8倍～3.8倍。
6.一種含有由樹脂材料制備的樹脂膜的電子元件的制造方法，其包含通過在減壓條件下以高于所述樹脂材料的熔點的加熱溫度加熱所述樹脂材料而制備所述樹脂膜的步驟。
7.根據(jù)權利要求6所述的電子元件的制造方法，其中所述樹脂材料的粘均分子量是在500～1000000的范圍。
8.根據(jù)權利要求7所述的電子元件的制造方法，其中所述加熱溫度高于在大氣氣氛下所述樹脂材料的分解溫度，而低于在所述減壓條件下所述樹脂材料的分解溫度。
9.根據(jù)權利要求7所述的電子元件的制造方法，其中所述樹脂材料是粘均分子量在500～10000的范圍內的聚乙烯。
10.根據(jù)權利要求9所述的電子元件的制造方法，其中所述加熱溫度(℃)是所述聚乙烯熔點(℃)的2.8倍～3.8倍。
全文摘要
本發(fā)明的樹脂膜的制備方法包含通過在減壓條件下以高于所述樹脂材料的熔點的加熱溫度加熱所述樹脂材料而蒸鍍所述樹脂材料的蒸鍍步驟。所述樹脂材料的粘均分子量是在500～1000000的范圍內。另外，本發(fā)明的電子元件的制造方法應用該樹脂膜的制備方法。根據(jù)本發(fā)明，可以以可控性良好的方式制備膜厚薄的樹脂膜，可得到具有這樣的樹脂膜的電子元件。
文檔編號H05K1/16GK1494600SQ0280564
公開日2004年5月5日 申請日期2002年9月25日 優(yōu)先權日2001年9月28日
發(fā)明者高井順子, 本田和義, 池田隆志, 義, 志 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社