[發明專利]一種用于各向異性導電膠膜的彈性導電微球及制備方法

有效

• 申請號: 201910025600.6
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109705770B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 蔣濤
• 申請（專利權）人: 蘇州紐勱特新材料科技有限公司
• 主分類號: C09J9/02
• 分類號: C09J9/02;C08J7/06;C08F293/00;C08F226/06;C23C18/24;C23C18/28;C23C18/30;C23C18/44
• 代理公司: 北京恒泰銘睿知識產權代理有限公司 11642
• 代理人: 楊佳

本發明涉及導電膠膜填料的技術領域，提供了一種用于各向異性導電膠膜的彈性導電微球及制備方法。該方法先以1?乙烯基咪唑與2?溴乙醇制備1?羥乙基?3?乙烯基咪唑溴鹽，然后與丁二烯進行嵌段共聚制得聚離子液體?丁二烯彈性微球，再進行粗化、敏化、活化及化學鍍銀，制得用于各向異性導電膠膜的彈性導電微球。與傳統方法相比，本發明以1?羥乙基?3?乙烯基咪唑溴鹽、丁二烯制備嵌段共聚彈性微球，柔性鏈段的引入明顯提高了微球的彈性，可減少微球在壓接互連時的破碎，增大可操作的壓接壓力范圍，降低操作難度。

技術領域

本發明屬于導電膠膜填料的技術領域，提供了一種用于各向異性導電膠膜的彈性導電微球及制備方法。

背景技術

電子工業封裝材料在電子部件裝配中占有主導地位，然而傳統的焊接工藝存在環保性差、工藝較復雜等缺陷，因此，利用將兼具導電性和膠合固定功能的導電膠粘劑已逐步取代了傳統的焊接技術。其中，導電膠膜便是非常重要的一類，導電膠膜主要由樹脂粘結劑和導電粒子等組成。隨著電子元器件不斷向小型化、薄型化、撓型化發展，導電膠膜的應用也越來越廣。

導電膠膜分為各向同性導電膠膜和各向異性導電膠膜。各向異性導電膠膜是由微米級導電粒子與可控快速固化的樹脂膠粘劑共混成膜后制得的復合材料，其中，導電粒子用來實現互連凸點間的電導通，樹脂粘結劑具有粘接、耐熱、絕緣、固定互連凸點的相對位置、維持凸點與導電粒子間的接觸面積的作用。其在X、Y方向上絕緣，在Z方向上導電，因而呈現出各向異性。

以微米級單分散聚合物為核、以導電金屬為殼的復合微球，兼具聚合物微球真圓度高、粒徑均一、彈性較好、質輕的優點以及金屬良好的導電性能，因而被用作各向異性導電膠膜的導電粒子。聚合物/金屬復合微球具有很大的設計空間，通過選擇不同的芯層材料和殼層材料，可得到不同性能的復合粒子。其中，殼層通常選擇金、銀、銅、鎳等金屬，芯層通常選擇單分散聚苯乙烯微球、單分散聚甲基丙烯酸甲酯微球等。

在各向異性導電膠膜進行互連時，需對互連兩電極之間施加壓力。如果施加的壓力過小，導電粒子的變形程度小，與電極之間的接觸面積小，不能實現Z方向上的導電能力。如果施加的壓力過大，導電粒子的變形程度過大而被壓碎，金屬層破裂，Z方向上的導電性降低，而X、Y方向上的導電性增加，從而喪失各向異性。因此，聚合物芯層應具備一定的彈性。而聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球的彈性較差，在互連時需嚴格限制壓接壓力，操作難度大。

發明內容

可見，現有技術用作導電微球芯層的聚合物微球的彈性較差，在互連時需嚴格限制壓接壓力，操作難度大。針對這種情況，本發明提出一種用于各向異性導電膠膜的彈性導電微球及制備方法，以1-羥乙基-3-乙烯基咪唑溴鹽、丁二烯制備嵌段共聚彈性微球，柔性鏈段的引入明顯提高了微球的彈性，可減少微球在壓接互連時的破碎，增大可操作的壓接壓力范圍，降低操作難度。

為實現上述目的，本發明涉及的具體技術方案如下：

一種用于各向異性導電膠膜的彈性導電微球的制備方法，所述彈性導電微球制備的具體步驟如下：

（1）將1-乙烯基咪唑與2-溴乙醇加入反應容器中，以120~150r/min的速度進行磁力攪拌，并加熱反應一定時間，然后加入無水乙醚，回流20~30min，停止加熱并冷卻至室溫，過濾，洗滌，真空干燥，制得1-羥乙基-3-乙烯基咪唑溴鹽；

（2）將步驟（1）制得的1-羥乙基-3-乙烯基咪唑溴鹽、丁二烯、乙二醇叔丁基醚、十二烷基硫酸鈉加入環己烷中，持續通入氮氣，攪拌20~30min后，加入烷基鋰引發劑，升溫進行聚合反應，反應結束后離心，洗滌，真空干燥，制得聚離子液體-丁二烯彈性微球；

（3）將步驟（2）制得的彈性微球依次進行粗化、敏化、活化、化學鍍銀，制得用于各向異性導電膠膜的彈性導電微球。