[发明专利]一种复合微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电材料，特别是一种复合微球导电材料的制备方法。

背景技术

导电材料在电子设备的微电极之间的电连接领域广泛应用，其主要导电连接是经由导电复合微球构成，因此导电复合微球的性能至关重要。导电复合微球一般由绝缘的内核和导电金属外壳组成，绝缘内核与导电金属外壳的硬度不同而且组成彼此不兼容，通常与金属外壳接触不好，金属外壳受压易起褶皱，产生破裂而自绝缘内核上脱落，特别是在进行微电极电连接的热压加工工艺中，由于绝缘内核与导电金属外壳对机械应力弹性反应不同加上热压不均而容易导致部分微电极接触不良，即一部分微电极通过导电微球电连接，另一部分微电极由于导电微球内核与金属外壳在加压时弹性反应不同而造成导电金属外壳和绝缘内核分裂并脱离，使导电连接失效。为了解决导电金属外壳和绝缘内核接合不良的问题，过去曾提出过许多不同方法制作导电复合微球，特别是制作软性的复合微球，而且软的部分在复合微球的含量要多。

中国专利101550213 公开了一种金属／聚合物软性复合粒子及其制备方法，外层壳是导电金属，内层核是空心有机聚合物，但有机聚合物微球球壁机械强度无法承受热压，复合粒子因而易破碎，无法应用于微电极之间的电连接。

日本专利08-193186 公开了一种含有包裹导电金属层的绝缘颗粒。每个颗粒具有硬的核和软的外层，软的外层在热压下变形连接电极，而为了弥补任何多个电极热压下的不平衡，软的外层要厚。

日本专利11-209714介绍了由丙烯酸类树脂组成的导电颗粒，每个颗粒有个弹性的核和比核硬的壳和镀在上面的金属层。然而，占导电颗粒大部分的核必须柔软才有弹性。

日本专利2002-302506公开了一种内核具有还原剂的导电颗粒的制备方法。还原剂与氧化剂发生反应产生自由基激发聚合反应，在核上形成聚合物层，因其玻璃化温度在0°C或低于颗粒的常用橡胶态温度之下，故而整个颗粒全是软的。

但是较厚或较多的软层容易变形，易导致金属外壳的变形、褶皱、破裂和剥落，产品的使用寿命和可靠性都随之下降；另外，在内核或者软层上化学镀金属外壳的紧密度和附着性能较差，也导致产品质量不能满足较高的应用要求。

后来又有方法提出在导电金属层和树脂内核之间加入聚合物层，该发明对前述问题获得了有益效果，但是树脂内核的直径及加入的聚合物层不易做得均匀，依然不能满足较高的应用要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种能克服复合微球内核与导电金属外壳因对机械应力弹性反应不同、热膨胀不同及热压不均而产生的变形、褶皱、破裂和剥落等缺陷，并且能满足更高应用高求的复合微球的制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种复合微球的制备方法，所述复合微球含有一个聚合物内核和至少一层金属导电层在所述复合微球的最外层，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一、制备聚合物内核；

步骤二、在步骤一所得聚合物内核外部生成功能团；

步骤三、在步骤二所得具有功能团的聚合物微球外吸附具有还原性的聚合物；

步骤四、将步骤三所得具有还原性聚合物的功能化微球分散在贵金属离子溶液中，使其吸附且还原贵金属离子成贵金属催化剂；

步骤五、在步骤四所得含贵金属催化剂的聚合物微球最外层形成至少一层金属导电层。

优选的，所述步骤一制备的聚合物内核组成中包括一种、两种或多种含至少一个不饱和键的甲基丙烯酸酯单体。

优选的，所述步骤一制备的聚合物内核组成中包括一种、两种或多种含至少一个不饱和键的芳香族单体，并且所述芳香族单体能够与所述含至少一个不饱和键的甲基丙烯酸酯单体聚合。

优选的，所述步骤二中生成的所述功能团包括羟基、羧基、磺酸基、磷酸基中的一种、两种或数种。

优选的，步骤三所述具还原性的聚合物含季铵盐。

优选的，步骤三所述的季铵盐经由化学键连接聚合物。

优选的，步骤三所述季铵盐为烷基季铵盐。

优选的，步骤三所述季铵盐为取代烷基季铵盐均聚合物及其共聚合物。

优选的，步骤三所述季铵盐聚合物为混合烷基季铵盐和取代烷基季铵盐聚合物及其共聚合物。

本发明所述复合微球，包括高分子聚合物内核和至少一层金属导电层。所述聚合物微球内核是通过聚合反应制备的；聚合反应包括乳液聚合、无皂乳液聚合、微乳液聚合、细乳液聚合、分散聚合、悬浮聚合和种子聚合。