工研院材化所獲證專利快訊 ─ 嵌有導線的軟性基板及其製造方法 / 用於鋰電池之有機-無機複合層及電極模組

 

刊登日期:2017/11/5
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■ 嵌有導線的軟性基板及其製造方法
主要技術特徵
本發明提供一種嵌有導線之軟性基板,包括:一軟性基板,由一高分子材料所構成;以及一連續導線圖案,包含複數個孔洞,嵌於該軟性基板中,其中該高分子材料填入該等孔洞。本揭露另提供一種嵌有導線之軟性基板之製造方法。

功效特點與產業效益
本發明係關於一種軟性基板,特別是關於一種嵌有導線之軟性基板及其製法。現行軟性印刷電路板主要以軟性銅箔基板(FCCL)為主。依層數可區分為無膠系軟性銅箔基板(2-layer FCCL)和有膠系軟性銅箔基板(3-layer FCCL),兩者最大差異在於銅箔和聚醯亞胺薄膜之間有無接著劑。2L FCCL具有耐熱性高、撓折性佳、尺寸安定性良好等優點,但成本相對較高,因此,大部份軟板主要使用3L FCCL,只有較高階軟板才會用到2L FCCL。3L FCCL需有環氧樹脂接著劑當作軟板與導線接著,但一般環氧樹脂接著劑的耐溫性較聚醯亞胺(Polyimide)差,因此,使用上會有溫度的限制。此外,在可靠度上也不甚理想。2L FCCL需藉由表面處理、鍍膜、蝕刻方式才能達到線路圖案化之需求,其製程複雜、耗時長。

本發明揭露之一實施例,提供一種嵌有導線之軟性基板,包括:一軟性基板,由一高分子材料所構成;以及一連續導線圖案,包含複數個孔洞,嵌於該軟性基板中,其中該高分子材料填入該等孔洞。另一實施例,提供一種嵌有導線之軟性基板之製造方法,包括:提供一載板;形成一連續導線圖案於該載板上,其中該連續導線圖案包含複數個孔洞;覆蓋一高分子材料於該連續導線圖案與該載板上,並填入該等孔洞;以及分離該高分子材料與該載板,以形成嵌有該連續導線圖案之一軟性基板。

本發明開發一種全印刷式結構設計,可將金屬導線嵌於軟性基板中,解決了現行基板與導線密著度、可靠度不佳的問題,其製程簡單化亦可達到更佳效益,可廣泛應用於軟性電子、軟性印刷電路、LED等相關產業。本揭露嵌有金屬導線之軟性基板結構主要是利用金屬導線與載板密著度不佳之特點,而其所搭配之高分子材料於塗佈成形後,可自載板輕易取下,並將金屬導線嵌於高分子材料中,其基板與導線密著度良好不易剝落且結構耐撓曲度佳。

申請專利範圍
1. 一種嵌有導線之軟性基板,包括:一軟性基板,由一高分子材料所構成;以及一連續導線圖案,包含複數個孔洞,嵌於該軟性基板中,其中該高分子材料填入該等孔洞。
2. 一種嵌有導線之軟性基板之製造方法,包括:提供一載板;形成一連續導線圖案於該載板上,其中該連續導線圖案包含複數個孔洞;覆蓋一高分子材料於該連續導線圖案與該載板上,並填入該等孔洞;以及分離該高分子材料與該載板,以形成嵌有該連續導線圖案之一軟性基板。

■ 用於鋰電池之有機-無機複合層及電極模組
主要技術特徵
本發明提供之鋰電池,包括:正極板;負極板;聚烯烴隔離膜,置於正極板與負極板之間;有機無機混成膜,置於正極板與聚烯烴隔離膜之間,及/或置於負極板與聚烯烴隔離膜之間,其中有機無機混成膜包括:無機氧化物粒子與氟系高分子黏結劑,且無機氧化物粒子與氟系高分子黏結劑之重量比約介於40:60至80:20之間。功效特點與產業效益本發明是有關於一種有機-無機複合層,特別是有關於一種用於鋰電池之有機-無機複合層及其電極模組。

傳統鋰電池發生內短路時,因為短時間釋放大量熱量,會使得結構中聚烯烴材質的隔離膜無法耐受高溫而熔融變形。若無法阻隔局部熱累積或中止內短路,則鋰電池的活性物質將分解形成高壓氣體,甚至產生爆炸等危害。有鑑於此,國際各鋰電池製造大廠無不投入大量資源,研究如何有效改善鋰電池內短路的安全問題。日本電芯廠松下(Panasonic)開發之熱阻隔材料(Heat-resistant Layer; HRL)可導入鋰電池內部,藉由強化隔離膜的機械性質,避免電池因受熱導致正/負極直接接觸產生內短路現象,進而提升電池安全性。然而熱阻隔材料主要是由高含量之無機粒子及低含量之有機高分子黏著劑組成,易造成電池內電阻上升。此外,無機粒子在使用充放電過程中易剝落而失去其保護功能,且因無機粒子容易聚集沉降,造成加工不便,影響熱阻隔材料的功效。

綜上所述,目前仍需新的材料組成來改善目前市售含熱阻隔層之電池阻抗,並具有良好加工性及維持其安全性。

申請專利範圍
1. 一種用於鋰電池之有機-無機複合層,包含:一有機高分子及多數個複合無機粒子,所述有機高分子與所述複合無機粒子的重量比為10:90~95:5,其中所述複合無機粒子具有交錯堆疊的一第一結構型態無機粒子與一第二結構型態無機粒子,且所述第一結構型態無機粒子為板狀、片狀或棒狀,所述第二結構型態無機粒子為球狀,其中所述第一結構型態無機粒子與所述第二結構型態無機粒子之重量比為10:90~90:10。

10. 一種電極模組,包括:一陽極板;一陰極板;一隔離膜,介於所述陽極板與所述陰極板之間;以及一有機-無機複合層,位於所述陽極板與所述隔離膜之間,及/或所述陰極板與所述隔離膜之間,其中所述有機-無機複合層包括一有機高分子及多數個複合無機粒子,所述有機高分子與所述複合無機粒子的重量比為10:90~95:5,且所述複合無機粒子具有交錯堆疊的一第一結構型態無機粒子與一第二結構型態無機粒子,所述第一結構型態無機粒子為板狀、片狀或棒狀,所述第二結構型態無機粒子為球狀,其中所述第一結構型態無機粒子與所述第二結構型態無機粒子之重量比為10:90~90:10。

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工研院材化所智權加值推廣室   趙弘儒主任,電話:03-5913737、E-mail: kevin_chao@itri.org.tw 


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