[发明专利]一种柔韧导电微球及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及电子产品制造领域，具体涉及一种柔韧导电微球及其应用。

背景技术

各向异性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，其主要由绝缘树脂粘结剂和分散在绝缘树脂粘结剂中的导电复合微球构成，导电复合微球的性能对于各向异性导电材料的质量和性能至关重要。导电微球一般由绝缘的树脂球和导电金属外层复合而成，在进行微电极电连接的热压工艺中要求复合微球变形以增加与电极的接触面积，但由于树脂球与金属外层的硬度不同，因而受压时复合微球极易破散成碎片，导致微电极接触不良，使连接失效。为了解决热压时导电微球变形的问题，出现了软球或在硬球和金属之间增设软层的设计。

中国专利1769325A公开了以苯乙烯单体及一缩二乙二醇二甲基丙稀酸酯交联单体制备聚合物微球，然后将上述制备的聚合物表面镀镍和金得到导电性聚合物微球，这种聚合物导电微球在热压粘结的条件下与电极面接触，以提供导电的功能。

中国专利102176337A公开了一种制备复合导电粒子和各向异性导电胶膜的方法，聚苯乙烯微球是导电粒子基体，微球粒径为5微米左右；聚苯乙烯微球表面镀一层镍，然后在镍层上再包覆一层银层。该方法制备的复合导电粒子用于各向异性导电胶膜。

中国专利1659188A公开了一种聚合物树脂粒子，以此树脂粒子为芯材，镀金属层在树脂粒子表面形成导电粒子。采用含该导电粒子的粘合材料进行配线板连接时，施加压力就可引起配线板中金属配线之间的导电连接。

日本专利11-209714提出了导电颗粒分散在绝缘胶粘剂中，形成各向异性导电胶粘剂。这类导电颗粒由高分子树脂组成，每个颗粒有核及比核硬的壳，然后在壳上面形成导电金属层。

日本专利2002-033022叙述了一种具有多层结构的导电树脂颗粒和各向异性导电粘结剂。这种粘结剂含有的导电颗粒可用于保持导电连接的稳定性，防止透明电极的破坏。为了满足上述的要求，导电颗粒至少有一层内树脂层不比最外的树脂层硬，然后将金属层包在树脂颗粒的外面。

随着电子产品功能不断的大幅提高，微电子电路设计不断的要求精密和可靠，因此不但微电极体积越变越小，其导电接触面积随之减小，相应的要求导电微球的球径也减小，同时在制作工艺过程中热压温度也逐渐降低以避免损伤微电路。随着热压温度降低，以上文献中公开的导电复合微球或者在压力下不易变形、容易破碎，使得金属外层与微电极接触不好，引起电阻增高不适合导电使用，或者在压力下变形后缺乏适当的反弹回复，应用环境的冷热变化引起导电材料热胀冷缩，导致微球变形无法与微电极保持紧密连接，从而造成电极连接失效，不能满足高端导电材料的应用要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有特殊机械性能的柔韧导电微球，适合于电极日趋微小的导电连接，并使电极具有良好性能。

本发明的另一目的是提供一种采用上述柔韧导电微球的各向异性导电材料。

本发明的另一目的是提供一种各向异性导电膜，该各向异性导电膜含有上述具有特殊机械性能的柔韧导电微球，适合电极日趋微小的导电连接又具有良好性能。

本发明的又一目的是提供一种电流连接结构，该电流连接结构含有具特殊机械性能结合的柔韧导电微球，适合电极日趋微小的导电连接又具有良好性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种柔韧导电微球，包括高分子聚合物树脂和至少一层金属导电层，所述柔韧导电微球具有如下机械性能：所述柔韧导电微球柔软，受压时随着接触压力环境的几何形状而变形但又不破开分散成碎片，同时具有适当的反弹回复功能。这样的机械性能结合使得本发明复合微球的导电金属层与微电极的接触面积增加，而且与微电极保持紧密接触，附着力强，不易发生分离、接触不良等现象，让微电极使用寿命更长、更可靠，能满足高度精细的应用要求。在实际应用过程中，既解决了高温高压结合微电子元件易发生分解、破裂、折损等问题，也解决了微电极因热压不均造成接触不良的问题。

优选的，所述机械性能包括所述柔韧导电微球的规范化压缩应力σ₅₀在球径受压减半时小于400megapascal。

优选的，所述机械性能包括所述柔韧导电微球的规范化压缩应力σ₅₀在球径以压速2.66毫牛/秒受压减半时小于300megapascal。

优选的，所述机械性能包括所述柔韧导电微球的规范化压缩应力σ₅₀在球径以压速0.88毫牛/秒受压减半时小于200megapascal。