一种各向异性导电胶黏剂及其导电膜制造技术

本发明专利技术提供了一种各向异性导电胶黏剂及其导电膜，其中所述导电胶黏剂是以热固化的丙烯酸酯体系为基础，其中含有丙烯酸酯单体、自由基引发剂、成膜性树脂、带羧基或羟基的橡胶、硅烷系偶联剂、防老化剂、碳纳米管修饰的聚苯乙烯小球以及溶剂。本发明专利技术提供了一种各向异性导电胶黏剂，其反应速度快，固化时间短。

【技术实现步骤摘要】
一种各向异性导电胶黏剂及其导电膜
本专利技术涉及半导体
，尤其是，一种用于半导体电子元器件之间电性连接的导电胶黏剂及其导电膜。
技术介绍
已知，半导体电子元器件的发展越来越趋向于微小化、精细化。相应的，小尺寸的半导体器件之间的电性连接，也为用于连接并导通电路的导电胶黏剂带来了巨大的挑战。这其中不仅要求导电胶黏剂要有高的粘接力和信赖性，还要能够精确导通微观电路，尤其是实现微观电路的各向异性导通，比如纵向导通上下电路，横向保证绝缘，即各向异性导电胶黏剂。与此同时，除了对于导电胶黏剂性能本身提高要求外，对于其应用制程也要同时能够满足生产流程的要求。这其中最重要的一点便是，各项异性导电胶黏剂需要在极短的时间内，通常小于15s，发生固化反应，完成电路板的粘接，从而提高生产效率，增大产量。对此，业界现在常用的各向异性导电胶从主体成分上主要可分为两大类：第一类是热固化型环氧树脂混合导电金球的体系；第二类是热固化型丙烯酸树脂混合导电金球的体系。而这两类导电胶，在实际的开发和应用过程中还是存在很多问题的，主要概括为以下几个方面：第一，固化时间过长，同时固化温度过高，这两点问题对于环氧体系的各向异性导电胶尤为突出；第二，粘接强度不够，只增加胶内部的胶粘程度是不够的，还需要考虑如何增加胶合基板界面处的接着力；第三，使用的导电微粒主要是金球，即将树脂小球的表面镀上一层金，一方面镀金的技术比较难，生产金球的工艺复杂，另一方面，金球的价格很高，不利于降低生产成本；因此，确有必要来研发一种新型的各向异性导电胶黏剂，来克服现有技术中的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是提供一种各向异性导电胶黏剂，其反应速度快，固化时间短。本专利技术采用的技术方案如下：一种各向异性导电胶黏剂(ACF)，其以热固化的丙烯酸酯体系为基础。其中所述丙烯酸酯体系按质量比包括以下组分：5％～40％的丙烯酸酯单体、0.5～10％的自由基引发剂、5％～40％的成膜性树脂、5％～40％的带羧基或羟基的橡胶、0.1～5％的硅烷系偶联剂、0.1～5％的防老化剂、1％～10％导电球和余量溶剂。进一步的，在不同实施方式中，其中所述丙烯酸酯单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯、双酚A型环氧丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸乙氧基二乙二醇酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等单官能团、双官能团以及多官能团的组合，其中所述单官能团和双官能团的丙烯酸酯单体占主体部分，所述多官能团的丙烯酸酯单体为附属部分，用以增加交联程度。进一步的，在不同实施方式中，其中所述丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯、乙二醇二丙烯酸酯以及季戊四醇三丙烯酸酯中的一种。进一步的，在不同实施方式中，其中所述导电球包括碳纳米管修饰的聚苯乙烯小球，其表面被所述碳纳米管均匀的包覆。其中通过调整所述聚苯乙烯小球的粒径，即可制备出不同粒径的导电小球，充分利用了碳纳米管的导电性，同时相对于镀金小球还大大降低了成本。进一步的，在不同实施方式中，其中所述自由基引发剂包括有机过氧化物，所述有机过氧化在常温及60℃以下的低温条件下能够稳定存在，不会分解为自由基；而在120℃-150℃下则会迅速分解成自由基物。进一步的，在不同实施方式中，其中所述过氧化物包括甲基环己酮过氧化物、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化甲苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化月桂酰以及过氧化硬脂酰中的一种。其中优选过氧化二苯甲酰和过氧化月桂酰，但不限于。进一步的，在不同实施方式中，其中所述成膜性树脂包括苯氧树脂、尿醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯甲缩醛、二甲苯树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂以及聚乙烯丁缩醛中的一种，且选择的树脂的分子量位于10000-100000。进一步的，所选树脂如果能够含有较多的羟基或者羧基就更适合了，这有利于提高胶黏剂的附着力；同时，所选树脂必须具有足够强的耐热性，温度变化时具有较小的体积变化率。这里优先选择分子量20000-60000之间的苯氧树脂。进一步的，在不同实施方式中，其中所述带羧基/羟基的橡胶包括带羧基/羟基的丙烯酸橡胶和/或末端带羧基的丁腈橡胶，其性能参数要求是分子量位于100000-1000000之间、玻璃化转变温度Tg<0℃。其中，选用的所述橡胶中羟基/羧基的含量越多越好，有利于增加附着力；另外，可根据酸价，优先选择酸价>10mgKOH/g的橡胶。进一步的，在不同实施方式中，其中所述带羧基/羟基的橡胶与所述成膜树脂中的苯氧树脂优选比例为1：1，但不限于。进一步的，在不同实施方式中，其中所述硅烷系偶联剂包括乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、A151(乙烯基三乙氧基硅烷)、A171(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)、2,3环氧丙基丙基三甲氧基硅烷、氨基官能团三甲氧基硅烷以及(3-氨丙基)三乙氧基硅烷中的一种。具体的，其优选(3-氨丙基)三乙氧基硅烷，但不限于。进一步的，在不同实施方式中，其中所述防老化稳定剂包括胺类、酚类、硫化物类以及亚磷酸酯类中的一种防老化剂。具体的，优选胺类防老化剂，可以是N-苯基-2-萘胺，但不限于。进一步的，在不同实施方式中，其中所述溶剂，主要选择原则是要对用到的高分子树脂和橡胶有较好的溶解性，其包括甲乙酮、正丁基缩水甘油醚、甲苯以及二氯甲烷中的一种。具体的，其优选带环氧基的正丁基缩水甘油醚，因为其带环氧基，残留的溶剂的还可以跟体系反应固化。进一步的，本专利技术的又一方面是提供一种导电膜，其包括离型膜。其中所述离型膜上附着有本专利技术涉及的所述各向异性导电胶黏剂。进一步的，本专利技术的又一方面是提供一种制备本专利技术涉及的所述导电膜的制备方法，包括以下步骤：将所述成膜树脂以预定浓度分散到所述溶剂中，而后将所述硅烷偶联剂、防老化剂、橡胶、丙烯酸酯单体以预定比例依次加入，进行混胶、搅拌和脱泡工序，得到预混胶材；待所述预混胶材冷却后，再加入预定量的所述自由基引发剂，进行混胶、搅拌和脱泡工序得到中混胶材，将所述导电球以预定比例分散于所述中混胶材中，再次进行混胶、搅拌和脱泡工序，得到终混胶材；将所述终混胶材于10～100um厚的离型膜上进行涂布，对其干燥处理后，得到本专利技术涉及的所述各向异性导电膜。进一步的，在不同实施方式中，其中所述离型膜的材质包括PET、PTFT或其复合膜材质中的一种。进一步的，在不同实施方式中，其中所述最终混合胶材的涂布方式包括刮涂、旋涂、丝网印刷等工艺成膜方式中的一种。进一步的，在不同实施方式中，其中所述干燥处理方式是在50～100℃下，对其加热3min～15min，或是使用红外灯干燥工艺；具体可随实际需要而定，并无限定。相对于现有技术，本专利技术的有益效果是：本专利技术涉及的一种各向异性导电胶黏剂，其采用自由基聚合的丙烯酸酯体系，反应速度快，固化时间短。进一步的，其通过在所述丙烯酸酯体系中掺入端羧基丁腈橡胶和丙烯酸橡胶，增加了粘结界面处的接着力，从而大大提高了粘接强度。另外，其采用表面用碳纳米管修饰的小球代替现有的导电金球，在获得同样功效的同时，还极大的降低了其整体的生产成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种各向异性导电胶黏剂；其特征在于，其以热固化的丙烯酸酯体系为基础，其中所述丙烯酸酯体系按质量比包括以下组分：5％～40％的丙烯酸酯单体；0.5～10％的自由基引发剂；5％～40％的成膜性树脂；5％～40％的带羧基或羟基的橡胶；0.1～5％的硅烷系偶联剂；0.1～5％的防老化剂；1％～10％导电球；以及余量溶剂；其中所述丙烯酸酯单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯、双酚A型环氧丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸乙氧基二乙二醇酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯以及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等单官能团、双官能团以及多官能团的组合，其中所述单官能团和双官能团的丙烯酸酯单体占主体部分，所述多官能团的丙烯酸酯单体为附属部分，用以增加交联程度。

【技术特征摘要】
1.一种各向异性导电胶黏剂；其特征在于，其以热固化的丙烯酸酯体系为基础，其中所述丙烯酸酯体系按质量比包括以下组分：5％～40％的丙烯酸酯单体；0.5～10％的自由基引发剂；5％～40％的成膜性树脂；5％～40％的带羧基或羟基的橡胶；0.1～5％的硅烷系偶联剂；0.1～5％的防老化剂；1％～10％导电球；以及余量溶剂；其中所述丙烯酸酯单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯、双酚A型环氧丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸乙氧基二乙二醇酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯以及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等单官能团、双官能团以及多官能团的组合，其中所述单官能团和双官能团的丙烯酸酯单体占主体部分，所述多官能团的丙烯酸酯单体为附属部分，用以增加交联程度。2.根据权利要求1所述的一种各向异性导电胶黏剂，其特征在于，其中所述丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯、乙二醇二丙烯酸酯以及季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种各向异性导电胶黏剂，其特征在于，其中所述导电球包括碳纳米管修饰的聚苯乙烯小球，其表面被所述碳纳米管均匀的包覆。4.根据权利要求1所述的一种各向异性导电胶黏剂，其特征在于，其中所述自由基引发剂包括甲基环己酮过氧化物、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化甲苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化月桂酰以及过氧化硬脂酰中的一种。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙作榜，张霞，王海军，李泳锐，
申请(专利权)人：深圳市华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44