[發明專利]一種各向異性導電膠及其紫外光固化方法

無效

• 申請號: 02104074.5
• 申請日: 2002-03-08
• 公開（公告）號: CN1367219A
• 公開（公告）日: 2002-09-04
• 發明（設計）人: 倪曉軍;梁彤祥;唐春和
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C09J9/02
• 分類號: C09J9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種各向異性導電膠及其紫外光固化方法，屬微電子封裝技術領域。

背景技術

微電子封裝技術向高速化、高密度、輕型化方向發展，高分子基板的廣泛應用，傳統的連接材料Sn-Pb焊料受到嚴重挑戰。Sn-Pb焊料的缺點是：連接點的分辨率低，間距大于0.65mm，不適合高密度封裝(引線間距小于0.5mm)的需要；焊接工藝溫度高(230度)，大于高分子基板和印刷電路板的玻璃化溫度，使基板變形、開裂。Sn-Pb焊料連接屬于剛性連接，器件工作發熱產生熱應力疲勞，降低器件可靠性；Pb是有毒元素，污染環境和對人體有害，從環境保護角度出發，目前人們致力于開發無鉛焊料和導電膠替代Sn-Pb焊料。國外先進企業承諾在2005年后不使用Sn-Pb焊料。

導電膠是高分子聚合物與導電粒子組合的復合材料，聚合物賦予連接性能，導電顆粒賦予導電性能，導電膠具有一定韌性，可以減小、消除熱應力，提高器件可靠性；連接分辨率高，滿足細線連接工藝；過程溫度低。導電膠有兩種固化方式：熱固化和輻照固化，熱固化溫度一般在150～180度，時間30分鐘左右，輻照固化指電子束固化和紫外光固化，具有速度快(2分鐘內)、溫度低(室溫)的優點，與熱固化比，節約能量70％左右。

從導電形式分，導電膠有各向同性和各向異性兩種。各向同性指在三維方向導電，各向異性只在垂直表面方向導電。因此各向異性導電膠可以以膜形式進行連接，分辨率更高，適合更微細線條的連接。

近年來電子顯示技術迅速發展，如液晶顯示、電致發光顯示等，其關鍵技術是激勵電路與氧化銦錫(ITO)玻璃的連接。采用熱固化導電膠加熱容易破壞液晶玻璃，由于氧化銦錫(ITO)具有透明的特性，可以采用光固化導電膠進行連接。

國際上自90年代出現了導電膠的開發研究熱潮。許多產品已經市場化，價格昂貴，主要是熱固化導電膠。國內在此領域的研究還很少，開發的熱固化導電膠主要是電極的連接，無法滿足高密度微電子封裝細線連接的需要。中國文獻(見華東理工大學學報，Vol.20，No.2，Apr.1994，p?259-263?0253-9683)，該文獻是采用紫外光固化壓敏膠，其膠基體材料是丙烯酸酯，主要應用在醫療器件如B超儀與人體皮膚接觸的電極上。美國專利US?5124076)是一種柔軟的干燥水凝膠體系，應用于生物醫學領域，由乙烯內酰胺、丙烯酸、水溶性交聯劑、光引發劑等構成。文獻(見Adhesives?and?Sealants?Newsletter，13?No.9，11^th?Sept.1989，)是一系列環氧樹脂和聚酰亞胺導電膠。同時也包含了一些紫外光固化的不具有導電性的樹脂體系。主要用于油墨、表面修飾、以及設備的導電涂層。美國專利US?4999136是一種用于絲網印刷的紫外光固化導電膠，具有較低電阻率和較好的連接強度。體系由環氧丙烯酸酯和氨基甲酸乙酯的共聚物、多官能團丙烯酸單體、光引發劑和導電填料組成。添加部分增粘劑和流動性調節劑。專利WO?9819311?AL是一種由水凝膠形成的導電膠體系。主要應用于醫學儀器中與人體皮膚接觸的電極。具有較好的導電性和人體適應性。文獻(見SAMPE?Journal，Vol.24，No.6，Nov.-Dec.1988，p?27-32)是一種絲網印刷用紫外光固化各向同性導電膠。

發明內容

本發明的目的是提供一種固化溫度低，節能環保，適合高密度微電子封裝細線連接的各向異性導電膠及其紫外光固化方法。

本發明提出的一種各向異性導電膠，含有高分子聚合物和導電微粒，其特征在于：還含有光引發劑和光敏化劑，所述的高分子聚合物是由環氧樹脂、丙烯酸、二甲基芐胺和對二苯酚添加劑反應而成的聚合物，其化學結構式：

本發明所述的一種各向異性導電膠，其特征在于：所述的導電微粒為Cu，Ag，Au中的任何一種，其含量為8％～30％(體積比％)。所述的光引發劑為硫代苯基-對氧氮環丙酮、雙甲基胺-4-對氧氮環-甲酮、米蚩酮中的至少一種，其含量為1％～7％(重量比％)。所述的光敏化劑為二苯甲酮、熒光素中的至少一種，其含量為0.5％～2％(重量比％)。

一種制備各向異性導電膠及其紫外光固化方法，其特征在于：該方法依次包括以下步驟：

(1)將環氧樹脂加熱至75～85℃，攪拌下緩慢加入丙烯酸化合物，并加入0.5～2wt％二甲基芐胺和1～3wt％對二苯酚添加劑，反應3～6小時，樹脂∶丙烯酸＝2～3∶1；

(2)將上述反應物冷卻至室溫，加入重量比為1％～7％的光引發劑和0.5％～2％的光敏劑，混合均勻，避光儲存；