[發明專利]一種導電粒子及其制備方法

有效

• 申請號: 201610076436.8
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105513673B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 劉志遠;潘全喜;張丹丹;張紅濤;李勇軍
• 申請（專利權）人: 鄭州職業技術學院
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B13/00
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理事務所(普通合伙)11301
• 代理人: 潘光興

技術領域

本發明涉及電學領域，尤其涉及一種導電粒子及其制備方法。

背景技術

具有導電性的粒子可以與粘結樹脂混合，在半導體元件、液晶顯示器等電子制品中，用作使電路電極連接的所謂的電路連接材料。

隨著近幾年的液晶顯示的高精細化，作為液晶驅動的IC的電路電極的凸起實現了窄間距化和窄面積化，因此產生下述問題，各向異性導電性粘合劑的導電粒子向鄰接的電路電極間流出，使短路發生。

另外，如果導電粒子向鄰接的電路電極間流出，則產生下述問題：在凸起和玻璃面板之間所補足的各向異性導電性粘合劑中的導電粒子減少，對向的電路電極間的接觸電阻升高，引起接觸不良。

同時，近幾年盡管有提高導電性能、減少短路的導電粒子的技術，但其在使用一段時間后，絕緣可靠性都有不小程度的下降。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提供一種導電粒子，其包括：

中心絕緣粒子，其為有機絕緣材料；

導電性微粒，分散于中心絕緣粒子中；

鎳層，覆蓋于所述中心絕緣粒子；

金屬鍍敷層，覆蓋鎳層；

第一絕緣粒子，分散于金屬鍍敷層中并且包覆鎳層；

第二絕緣粒子，分散于金屬鍍敷層外圍；

其中，該有機絕緣材料的壓縮彈性模量為200-300kgf/mm²；

該導電性微粒選自金或銀；

該中心絕緣粒子和導電性微粒的體積比為10:6-10:8，中心絕緣粒子由二乙烯基苯、丙烯酸和丙烯腈的共聚物構成；

該金屬鍍敷層的材質為金或鈀，厚度為50-100nm；

該鎳層的厚度為50-80nm；

該第一絕緣粒子在鎳層上的包覆率為10％-80％；

該第一絕緣粒子選自氧化鋁或金剛石；

該第二絕緣粒子選自二氧化硅。

其中，所述金屬鍍敷層的厚度為80nm。

其中，所述第二絕緣粒子的粒徑大于金屬鍍敷層和鎳層的壁厚總和。

本發明另外提供一種導電粒子的制作方法，包括如下步驟：

S1：中心絕緣粒子制備工序：準備10g調整了交聯度的由二乙烯基苯、丙烯酸和丙烯腈的共聚物構成的中心絕緣粒子，該中心絕緣粒子表面具有羧基，中心絕緣粒子的壓縮彈性模量為200-300kgf/mm²；

S2：在中心絕緣粒子中分散導電性微粒：在制備得到的中心絕緣粒子中加入導電性微粒，并將其投入到10％質量濃度的聚乙烯醇水溶液中，充分攪拌，將得到的懸浮液在100攝氏度下聚合反應4小時，得到分散有導電性微粒的中心絕緣粒子；

S3：鎳層形成工序：在分散有導電性微粒的中心絕緣粒子的表面形成鎳層，通過取樣和原子吸收調節鎳層的厚度；

S4：官能團形成工序：用具有巰基、硫醚基和二硫醚基的任一基團的化合物處理鎳層的表面，在鎳層表面形成官能團；

S5：制備1-2％質量濃度的第一絕緣粒子分散液，在其中加入步驟S4得到的粒子，室溫下攪拌15分鐘、過濾，用超純水清洗濾餅，將得到的粒子在90攝氏度下干燥一小時；

S6：金屬鍍敷層形成工序：準備含有0.03mol/L的乙二胺四乙酸四鈉、0.04mol/L的檸檬酸三鈉和0.01mol/L的氰化金鉀的鍍敷液，將步驟S5中得到的復合粒子分散于該溶液中，使復合粒子上形成電解金層，通過取樣和原子吸收調整金層厚度，過濾，將得到的過濾物用純水洗滌10次；

S7：第二絕緣粒子形成工序：將步驟S6中得到的粒子分散在0.3％質量濃度的聚乙烯亞胺溶液中，攪拌、過濾、水洗、過濾，將得到的過濾物分散于0.5％質量濃度的二氧化硅粒子分散液中，攪拌、過濾、水洗、過濾，得到導電粒子。

其中，步驟S2中，所述導電性微粒選自金或銀，所述中心絕緣粒子和導電性微粒的體積比為10:6-10:8；

步驟S3中，所制備的鎳層的厚度為50-80nm；

步驟S5中，第一絕緣粒子選自氧化鋁或金剛石。

其中，所述步驟S6還包括在所鍍敷的金層上通過還原性化學鍍鈀鍍敷鈀層。

其中，所述步驟S6中制備的金屬鍍敷層的總厚度為50-100nm。

本發明中，所謂的第一絕緣粒子包覆鎳層，是指通過具有巰基、硫醚基和二硫醚基的任一基團的化合物處理鎳層表面，使鎳層表面形成羥基、羧基或烷氧基等官能團，使第一絕緣粒子與通過與這些官能團形成的共價鍵或氫鍵而吸附在鎳層表面。