[发明专利]一种具有表面突起结构的导电微球及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种具有表面突起结构的导电微球及其制备方法和应用，所述制备方法包括：内核微球与单体在引发剂、表面活性剂和溶剂的存在下进行聚合反应，得到具有表面突起结构的聚合物包覆微球；所述溶剂包括水和有机溶剂的混合物；所述聚合物包覆微球依次经过功能化、活化和沉积金属层，得到所述导电微球。所述制备方法得到的导电微球上的突起结构具有分布均匀、密度和尺寸可调控的特点，且结构一体性好，稳定性优异，有效避免了突起结构破损或硬质突起损伤电极的情况。通过所述制备方法得到的具有表面突起结构的导电微球具有优异均一的导电性能，显著降低了连接电阻，可靠性高，稳定性好，适用于高性能的微电极连接。

技术领域

本发明属于导电材料技术领域，具体涉及一种具有表面突起结构的导电微球及其制备方法和应用。

背景技术

在电子设备中，微电极之间的电连接通过各向异性导电材料实现，常见的各向异性导电材料包括各向异性导电胶带、各向异性导电浆、各向异性导电片等，通常包括导电微球和粘合剂树脂或粘合接着剂，其中，导电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。伴随着近年来电子线路微型化的飞速进步和发展，迫切需要提高各向异性导电材料的导电性能，降低导电微球的连接电阻是改善各向异性导电材料导电性能的有效方法之一，是目前研究的热点。

研究发现，在导电微球的表面形成表面突起能够降低导电性微球的连接电阻，有望提高材料的导电性。CN103222013A公开了一种导电性粉体，其包含将金属或合金的皮膜形成于芯材粒子的表面而成的导电性粒子，具有自所述皮膜的表面突出的多个突起部，且突起部包含所述金属或合金的粒子成列状地连结多个而成的粒子连结体。所述导电性粉体的制备方法为化学镀法，在芯材粒子的表面进行化学镀时，利用化学镀反应中异常析出的现象在镀层表面形成微小的突起。但是，由于以异常析出法形成的突起是通过化学镀的反应条件进行控制和实现的，因此，要想获得突破各向异性导电膜的粘合剂树脂程度的粘合性好的突起，对突起的密度、均匀性和大小都具有很大的限制，制备难度高，难以充分确保导通性。

CN103748637A公开了一种导电性粒子，其包括基体材料粒子，配置于基体材料粒子的表现上、且在外表面具有多个突起的导电层，以及埋入导电层内的多个无机粒子；其中，导电层外表面的所述突起的内侧配置有无机粒子，多个无机粒子中的至少一部分未与所述基体材料粒子的表面接触，因此，当将导电性粒子用于电极间的连接时，可以降低连接电阻。该导电性粒子是在聚合物内核微球的表面先预镀一层金属，然后利用范得华力或静电作用吸附一层无机小颗粒(例如二氧化硅)，再进行化学镀将这些颗粒包在金属导电层中；粒子或突起部分使用的无机小颗粒具有较高的硬度，当所述导电性粒子用于制备各向异性导电膜等各向异性导电材料时，硬质的无机小颗粒会在压合时因压力而破坏电极，从而造成断路，影响整个电子设备的正常运转。

CN101006525A公开了一种导电性微粒及使用其的各向异性导电材料，所述导电性微粒的基体材料微粒的表面被导电性膜包覆，上述导电性膜在表面具有隆起的突起，其中，隆起的突起部分以与导电性膜不同的导电性物质作为芯物质，在导电性微粒的外周设有绝缘性包覆层或微粒。该导电性微粒是在聚合物内核微球的表面先利用范得华力或静电作用吸附一层小颗粒金属(例如金属镍粒子)，再通过化学镀将这些小颗粒金属包在金属导电层中形成具有突起的导电性微粒；虽然这些小颗粒金属与导电层为同一组分，在作为各向异性导电膜等各向异性导电材料时不会破坏电极。但是这种吸附小颗粒金属方法在密度或均匀度上同样有很大限制，难以充分降低导电微球的连接电阻。而且，在CN101006525A和CN103748637A为代表的现有技术中，以吸附微球得到的突起结构的导电性粒子中，内核微球与突起物芯材之间的接着性弱，因此突起部分的表面金属层、突起物芯材与内核之间缺乏结构的一体性，当导电性粒子受到压力时，突起部分容易破损。

因此，开发一种表面突起的密度和均匀度高、结构一体性好、不会损伤电极的具有低连接电阻的导电微球，是本领域亟待解决的问题。

发明内容