專利名稱：導電膠帶及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種導電膠帶及其制造方法，尤其涉及一種使用碳納米管陣 列的導電膠帶及其制造方法。
背景技術：
在進行掃描電鏡(SEM)和X-射線能語(EDS)分析時，人們常常需 要用一種導電且具有粘性的物體來固定所要觀測的樣品。目前，使用非常廣 泛的是碳導電膠帶(Carbon Conductive Tape, CCT)，其中的石友為無定形碳。但是上述碳導電膠帶存在二方面的缺點 一是電阻非常大， 一般都在約 700KQ/cm的級別；二是成本比較高(通常， 一巻8mmx20m的碳導電膠帶 的售價約為300元人民幣)。發明內容有鑒于此，有必要提供一種電阻低及成本低的導電膠帶及其制造方法。一種導電膠帶，其包括膠粘層及多個碳納米管。該多個碳納米管相互平 行地穿設于上述膠粘層中且垂直于該膠粘層兩側表面，該多個碳納米管的兩 端從該膠粘層兩側露頭。一種導電膠帶的制造方法，其包括以下步驟(1)制備膠粘劑及碳納 米管；(2)使該膠粘劑包覆該碳納米管；及(3)使該碳納米管從膠粘劑 的兩端露頭而形成導電膠帶。所述的導電膠帶，其碳納米管穿設于該膠粘層中，碳納米管的導電性要 優于無定形碳的導電性，故含碳納米管的導電膠帶的電阻低；制備導電膠帶 時，如要達到同樣的導電性，那么碳納米管的用量會更少，因此導電膠帶的 成本低。所述的導電膠帶的制造方法，通過將碳納米管穿設于膠粘劑中，制備方 法簡單且成本低。
圖1為本發明實施例提供的一種導電膠帶的截面示意圖。圖2為本發明實施例提供的 一 種導電膠帶的制造流程圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明實施例作進一步的詳細說明。請參閱圖l，本發明實施例提供一種導電膠帶IO,其包括膠粘層102及多個碳納米管104。該多個碳納米管104相互平行地穿設于上述膠粘層102中且垂直于該膠粘層102兩側表面，該多個碳納米管104的兩端從該膠粘層102兩側露頭。該多個碳納米管為碳納米管陣列，該碳納米管陣列104可選自多壁碳納米 管陣列、單壁碳納米管陣列或兩者的混合物。碳納米管陣列104可通過化學氣 相沉積法、電弧放電法或激光蒸發法等現有方法制備，優選地，該碳納米管 陣列104是超順排碳納米管陣列，該膠粘層102為壓敏膠粘層。請參閱圖2，本發明實施例提供一種導電膠帶的制造方法，該制造方法包 括以下步驟(100)制備膠粘劑及多個碳納米管； (200)使膠粘劑包覆該多個碳納米管；及 (300)使該多個碳納米管從膠粘劑的兩端露頭。 本實施例中，該多個碳納米管形成碳納米管陣列。在步驟(IOO)中，制備膠粘劑的方法包括將丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基已酯、醋酸乙烯、曱基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸、過氧化苯曱酰、曱 苯及醋酸乙酯混合均勻分散后得到該膠粘劑。上述各種物質的質量份數分別 為112.5份的丙烯酸丁酯、116.5份的丙烯酸-2-乙基已酯、12.5份的醋酸乙 烯、1.25份的曱基丙烯酸縮水甘油酯、7.5份的丙烯酸、0.5份的過氧化苯曱 酰、87.5份的曱苯及162.5份的醋酸乙酯，其分散可通過細胞破碎機及超聲 清洗機實現。該膠粘劑具有較高的內聚力和膠接強度，適用于制備膠粘帶、 自粘標簽及雙面膠帶等。當該膠粘劑用于雙面膠帶時，其膠接強度可達 5.6N/cm。當然，上述各種物質的質量份數可依實際需要而作相應變更，而 不必具體以本實施例為限。優選地，該碳納米管陣列為超順排碳納米管陣列。本實施例中，超順排碳納米管陣列的制備方法采用化學氣相沉積法，其具體步驟包括(lb)提 供一平整基底，本實施例優選為采用4英寸的硅基底；(2b)在硅基底表面 均勻形成一催化劑層，該催化劑層材料可選用鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni) 或其任意組合的合金之一；(3b)將上述形成有催化劑層的基底在700 卯0 。C的空氣中退火約30分鐘 90分鐘；(4b)將處理過的基底置于反應爐中， 在保護氣體環境下加熱到500~740°C，然后通入碳源氣體反應約5~30分鐘， 生長得到超順排碳納米管陣列，其高度為200-400微米。當然，還可以根據 實際需要改變碳納米管陣列制備方法中的各種參數而對應得到各種超順排 碳納米管陣列的高度。該超順排碳納米管陣列為多個彼此平行且垂直于基底生長的碳納米管 形成的純碳納米管陣列。通過上述控制生長條件，該超順排碳納米管陣列中 基本不含有雜質，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。該碳納米管陣列 中的碳納米管彼此通過范德華力緊密接觸形成陣列。上述的碳源氣可選用乙 炔等化學性質較活潑的碳氫化合物，保護氣體可選用氮氣、氨氣或惰性氣體。當然，碳納米管陣列還可選自其他陣列，這些陣列的制備方法包括化學 氣相沉積法、電弧放電法或激光蒸發法等現有制備方法。在步驟(200)中，所述的包覆碳納米管陣列的步驟包括(100a)將帶有碳納米管陣列的硅基底倒扣在一個容器內，碳納米管陣列向下位于容器內，該容器的深度大于碳納米管陣列的高度；及(200a)將膠粘劑傾倒入 容器內并填滿容器。在步驟(100a)中，容器的深度沒有特別要求，只要比在步驟(100) 中制備的碳納米管陣列的高度大即可，容器可以選擇為玻璃容器或鐵質容器 等。在步驟(300)中，所述的使碳納米管陣列從膠粘劑的兩端露頭的方法 包括以下步驟(100b)待膠粘劑凝固后將膠粘劑從容器內取出；(200b)分 別將硅基底及相對于硅基底的膠粘劑端固定；及(300b)利用多個平行的 刀片沿垂直于碳納米管陣列生長的方向對包覆有碳納米管陣列的膠粘劑進 行切割得到多片包覆有碳納米管陣列的膠粘劑，每片膠粘劑即為導電膠帶。在步驟(100b)中，膠粘劑的凝固可采用自然凝固或人工凝固等方法。人工凝固的方法包括風干、熱干或兩者相結合。在步驟(200b)中，可通過夾具或粘膠將硅基底固定于固定平臺上，而 相對于硅基底的膠粘劑端可利用其自身的粘性將其固定在如厚紙板等物體 上。優選的是，該固定平臺與該厚紙板是相互平行的。在步驟(300b)中，相鄰兩個刀片間的距離即為每片導電膠帶的厚度。可以理解的是，在由刀片切割形成的膠粘劑的切面中，碳納米管陣列中 的碳納米管的兩端是暴露于空氣中。另外，在步驟(300 )中，所述的另一種使碳納米管陣列從膠粘劑的兩 端露頭的方法包括以下步驟將膠粘層從容器內取出及將硅基底移除，以等露頭。在等離子體蝕刻中，碳納米管陣列的蝕刻速度比膠粘劑的聚合體蝕刻 速度慢，故可使碳納米管從膠粘劑中露頭。優選的是，該等離子體是氧離子 可以理解的是，膠粘劑形成的是本發明實施例的導電膠帶10的膠粘層102。本發明實施例所提供的導電膠帶10，其碳納米管陣列穿設于該膠粘層 中，碳納米管的導電性要優于無定形碳的導電性，故含碳納米管陣列的導電 膠帶的電阻低；制備導電膠帶10時，如要達到同樣的導電性，那么碳納米 管陣列的用量會更少，因此導電膠帶10的成本低；使用本發明實施提供的 膠粘劑，可使導電膠帶的粘性好。另外，本領域技術人員還可以在本發明精神內做其它變化。當然，這些 依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍之內。權利要求
1.一種導電膠帶，其包括膠粘層，其特征在于，該導電膠帶進一步包括多個碳納米管，該多個碳納米管相互平行地穿設于上述膠粘層中且垂直于該膠粘層兩側表面，該多個碳納米管的兩端從該膠粘層兩側露頭。
2. 如權利要求1所述的導電膠帶，其特征在于，所述的多個碳納米管形成 碳納米管陣列。
3. 如權利要求1所述的導電膠帶，其特征在于，所述的力交粘層為壓敏膠粘層。
4. 一種導電膠帶的制造方法，其包括以下步驟(1) 制備膠粘劑及多個碳納米管；(2) 使該膠粘劑包覆該多個碳納米管；及(3 )使該多個碳納米管從膠粘劑的兩端露頭而形成導電膠帶。
5. 如權利要求4所述的導電膠帶的制造方法，其特征在于，所述的制備膠 粘劑的步驟包括將丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基已酯、醋酸乙烯、曱基丙烯酸 縮水甘油酯、丙烯酸、過氧化苯曱酰、曱苯及醋酸乙酯混合均勻分散后得到該 膠粘劑。
6. 如權利要求4所述的導電膠帶的制造方法，其特征在于，所述的多個碳 納米管形成碳納米管陣列。
7. 如權利要求6所述的導電膠帶的制造方法，其特征在于，所述的制備碳 納米管的步驟包括在硅基底上通過化學氣相沉積法生成碳納米管陣列。
8. 如權利要求6所述的導電膠帶的制造方法，其特征在于，所述的包覆多 個碳納米管的步驟包括(la)將帶有多個碳納米管的硅基底倒扣在一個容器內，多個碳納米管向 下位于容器內，該容器的深度大于多個碳納米管的高度；及 (2a)將膠粘劑傾倒入容器內并填滿容器。
9. 如權利要求6所述的導電膠帶的制造方法，其特征在于，所述的使碳納 米管陣列從膠粘劑的兩端露頭的步驟包括(lb)待膠粘劑凝固后將膠粘劑從容器內取出；(2b)分別將硅基底及相對于硅基底的膠粘劑端固定；及個碳納米管的膠粘劑進行切割得到多片包覆有多個碳納米管的膠粘劑，每片膠 粘劑即為導電膠帶。
10.如權利要求6所述的導電膠帶的制造方法，其特征在于，所述的使多個 碳納米管從膠粘劑的兩端露頭的步驟包括(lc)將膠粘層從容器內取出及將硅基底移除；及(2c )以等離子體蝕刻該膠粘劑使多個碳納米管沿其生長方向的兩側從膠 粘劑的兩端露頭。
全文摘要
一種導電膠帶，其包括膠粘層及多個碳納米管。該多個碳納米管相互平行地穿設于上述膠粘層中且垂直于該膠粘層兩側表面，該多個碳納米管的兩端從該膠粘層兩側露頭。一種導電膠帶的制造方法，其包括以下步驟制備膠粘劑及多個碳納米管；使該膠粘劑包覆該多個碳納米管；及使該多個碳納米管從該膠粘劑的兩端露頭而形成導電膠帶。所述的導電膠帶，其碳納米管穿設于該膠粘層中，碳納米管的導電性要優于無定形碳的導電性，故含碳納米管的導電膠帶的電阻低；制備導電膠帶時，如要達到同樣的導電性，那么碳納米管的用量會更少，因此導電膠帶的成本低。所述的導電膠帶的制造方法，通過將碳納米管穿設于膠粘劑中，制備方法簡單且成本低。
文檔編號C09J7/02GK101323759SQ200710075060
公開日2008年12月17日 申請日期2007年6月15日 優先權日2007年6月15日
發明者付偉琦, 亮 劉, 楊遠超, 鵬 柳, 范守善 申請人:清華大學;鴻富錦精密工業(深圳)有限公司