[发明专利]一种光热双重固化各向异性导电胶膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于各向异性导电胶膜领域，特别涉及一种光热双重固化各向异性导电胶膜及其制备方法。

背景技术

在21世纪的今天，随着科学技术突飞猛进的变革，电子器件也不断更新进步，逐步朝向便携、轻柔、高速、高性能的方向发展，各种电子器件诸如手机、平板电脑、全球定位系统等也逐步实现了更轻、更薄、更小的目标。作为传统的焊接材料，锡铅类金属在电子封装领域占据着举足轻重的地位，但其对环境的污染限制了其广泛应用。以高分子聚合物为基体的导电胶黏剂是一种相对绿色环保材料，可以很好地解决微电子产业细间距连接问题，具有广阔的应用前景。

聚合物基导电胶黏剂材料主要由聚合物和导电金属粒子组成。各向异性导电胶膜是一种优异的二维导电胶黏剂，以高分子聚合物作为基体材料，固化粘结过程中，XY平面方向绝缘的同时，Z垂直方向导通，实现了精细电路连接以及封装，如液晶玻璃和柔性电路、柔性电路与硬板线路、集成电路与柔性电路等。作为一种具有优良导电性能且二维导电的锡铅焊料替代品，各向异性导电胶膜受到广泛关注，该材料在电子器件连接中展现出的优异性能，具有绿色环保的特点，可有效降低粘结层的厚度，降低层间电阻和材料封装中的温度限制要求，有利于制备高精度电子仪器；同时也可以根据不同的应用要求选择不同的导电填充粒子；此外，选用聚合物材料可大大降低了材料生产及应用过程中对设备的要求。

然而，目前市场上所用各向异性导电胶膜在应用过程中存在导电粒子的不均匀分布，以及导电率较高的问题，另外具备光热双重固化特征导电胶膜的相关报导较少。如中国专利CN 103194166B公开了一种光热双重固化导电胶的制备方法，仅仅采用导电粉作为导电材料，导电粉在热压过程中容易造成团聚，不能满足微电子连接过程中的各向异性要求。专利CN102634286B公开了一种光热双重固化各向异性导电胶膜的制备方法，所制备导电胶膜热固化温度高、时间长，也会因不同材料的热膨胀系数差异问题，容易引起胶膜连接处的断裂。随着电子信息产业的高速发展，多组分体系的胶黏剂的应用已经不能满足电子产业快速发展的要求。国外专利US2013/0323501A1公开了一种各向同性导电胶膜的制备方法，采用了聚合物基金属包覆小球作为导电粒子，但利用其制备各向同性导电胶膜的方法制备的各向异性导电胶膜在热压固化过程中，导电粒子容易发生流动，导致电极间导电粒子数量较少，导电率降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光热双重固化各向异性导电胶膜及其制备方法，该各向异性导电胶膜解决了单独采用光固化方式固化不完全，非透明柔性电路连接过程中的应用限制，解决了单纯热固化过程中固化温度高、固化时间长的难题、导电胶膜电导率低、电阻大等问题。

本发明的一种光热双重固化各向异性导电胶膜，所述各向异性导电胶膜由以下原料制备而得：质量百分比为35-45％、10-25％、5-10％、2-7％、0.6-1％、2.5-4％、5-10％、0.5-2％、20-35％的环氧树脂、丙烯酸类树脂、交联剂、稀释剂、光引发剂、热固化剂、促进剂、硅烷偶联剂和导电小球。

所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂或脂肪族环氧树脂。

所述丙烯酸类树脂为双丙烯基树脂或单丙烯基改性环氧树脂。

制备方法如下：将双酚A环氧树脂置于装有温度计和搅拌器的并带有冷却回流装置的四口烧瓶中，油浴锅加热搅拌，调节反应温度，当温度升至55-75℃时，缓慢滴加丙烯酸或α-甲基丙烯酸、催化剂(对羟基苯甲醚或三苯基膦)、阻聚剂(对苯二酚或对羟基苯甲醚)，滴加完成后将温度升高至90-120℃，并恒定反应4h，其中根据丙烯酸或α-甲基丙烯酸与环氧树脂的不同比例(物质的量之比为2:1～1:1)，制备双丙烯基树脂或单丙烯基改性环氧树脂。

所述交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或二丙烯酸-(1-甲基-1,2-亚乙基)双[氧基(2-羟基-3,1-亚丙基)]酯。

所述稀释剂为三丙二醇二丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

所述光引发剂为1-羟基环己基苯基丙酮或2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。

所述热固化剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑或混合型三芳基六氟锑酸硫翁盐。

所述促进剂为三乙胺或三乙醇胺。

所述硅烷偶联剂为3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。