[发明专利]一种用于各向异性导电胶膜的耐热导电微球及制备方法

说明书

本发明涉及导电胶膜填料的技术领域，提供了一种用于各向异性导电胶膜的耐热导电微球及制备方法。该方法以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、六氯环三磷腈为单体，以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，以乙醇、水为溶剂，以偶氮二异庚腈为引发剂，通过分散聚合法制备了单分散的甲基丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酸‑六氯环三磷腈交联共聚微球，再进行粗化、敏化、活化、化学镀镍，制得核壳结构的耐热导电微球。以所得导电微球制备的环氧树脂导电胶膜（导电微球含量为20重量份）经固化后，在220℃的使用温度下，仍能保持良好的各向异性。

技术领域

本发明属于导电胶膜填料的技术领域，提供了一种用于各向异性导电胶膜的耐热导电微球及制备方法。

背景技术

电子工业封装材料在电子部件装配中占有主导地位，然而传统的焊接工艺存在环保性差、工艺较复杂等缺陷，因此，利用将兼具导电性和胶合固定功能的导电胶粘剂已逐步取代了传统的焊接技术。其中，导电胶膜便是非常重要的一类，导电胶膜主要由树脂粘结剂和导电粒子等组成。随着电子元器件不断向小型化、薄型化、挠型化发展，导电胶膜的应用也越来越广。

导电胶膜分为各向同性导电胶膜和各向异性导电胶膜。各向异性导电胶膜是由微米级导电粒子与可控快速固化的树脂胶粘剂共混成膜后制得的复合材料，其中，导电粒子用来实现互连凸点间的电导通，树脂粘结剂具有粘接、耐热、绝缘、固定互连凸点的相对位置、维持凸点与导电粒子间的接触面积的作用。其在X、Y方向上绝缘，在Z方向上导电，因而呈现出各向异性。

以微米级单分散聚合物为核、以导电金属为壳的复合微球，兼具聚合物微球真圆度高、粒径均一、弹性较好、质轻的优点以及金属良好的导电性能，因而被用作各向异性导电胶膜的导电粒子。聚合物/金属复合微球具有很大的设计空间，通过选择不同的芯层材料和壳层材料，可得到不同性能的复合粒子。其中，壳层通常选择金、银、铜、镍等金属，芯层通常选择单分散聚苯乙烯微球、单分散聚甲基丙烯酸甲酯微球等。

采用单分散聚甲基丙烯酸甲酯微球作为芯层时，由于线型聚甲基丙烯酸甲酯的耐热性能较差，热变形温度仅为100℃左右，熔点仅为130~140℃，在较高的使用温度下，复合微球的芯层软化或熔融，造成微球形状改变，严重时金属壳层发生破碎分离，金属晶粒分散，导致Z方向上导电性能降低，而X、Y方向上形成导电通路，从而使导电胶膜不再具有良好的各向异性。

可见，对于使用温度较高的导电胶膜，需提高聚甲基丙烯酸甲酯芯层的耐热性能。鉴于此，本发明创新性地采用六氯环三磷腈与甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸进行交联，制备了具有良好耐热性能的交联共聚微球。

发明内容

为了提高聚甲基丙烯酸甲酯芯层的耐热性能，本发明提出一种用于各向异性导电胶膜的耐热导电微球及制备方法，该方法创新性地采用六氯环三磷腈与甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸进行交联共聚再表面镀镍制得耐热导电微球，以所得导电微球制备的环氧树脂导电胶膜（导电微球含量为20重量份）经固化后，在220℃的使用温度下，仍能保持良好的各向异性。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

一种用于各向异性导电胶膜的耐热导电微球的制备方法，所述耐热导电微球制备的具体步骤如下：

（1）将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、六氯环三磷腈、聚乙烯吡咯烷酮加入乙醇与水的混合溶剂中，快速搅拌并持续通入氮气，20~30min后，加入偶氮二异庚腈，快速升温至65~70℃，反应10~12h，反应结束后以乙醇清洗2~4次，然后离心沉淀并用去离子水洗涤沉淀物2~3次，在70~80℃下真空干燥12~15h，制得单分散的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-六氯环三磷腈交联共聚微球；

（2）将步骤（1）制得的单分散交联微球依次进行粗化、敏化、活化，并在50~60℃下真空干燥18~24h；