一种光固化导电胶及其制法制造技术

一种光固化导电胶，是由光敏高分子聚合物、反应性稀释单体、导电粒子、光和热引发剂、抗氧剂经混合、研磨制成。其中光敏高分子聚合物为环氧丙烯酸树脂或／和聚氨酯丙烯酸酯；反应性稀释单体为丙烯酸的单、双、多关能团单体；导电粒子为银粉、铜粉或镀银铜粉；光引发剂为α－胺烷基丙酮、安息香（或取代安息香）醚或酰基膦化物；热引发基为偶氮化合物或过氧化合物；抗氧基为对苯二酚、对羟基苯甲醚、２、６－二叔丁基－４－甲基酚等。产品固化温度低，尤以对热敏材料使用为优，且能解决深层固化；固化能耗低，固化后有良好的粘着性、耐溶剂性；粘接强度高、电阻率低，能满足聚酯、薄膜电路、ＰＣＢ电路板等微电子封装技术的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物胶合剂的制备技术，特别涉及用于聚酯、薄膜电路、PCB电路板等电子封装
的连接用光固化导电胶膜的制备技术。
技术介绍
导电胶是把导电粒子均匀地分散在树脂中形成地一种导电材料。导电粒子赋予其导电性，树脂使其适于粘接，是兼具有导电和粘接双重性能的材料。它可以将多种导电材料连接在一起，使被连接材料间形成导电通路。区别于其他导电聚合物，导电胶要求体系在储存条件下具有流动性，通过加热或其他方式可以发生固化，从而形成具有一定强度的连接。随着科学技术的不断进步，电子元器件向小型化、微型化的迅速发展，推动了导电胶的发展。而高分子化学的技术进步，推动了工艺技术的变革，导电胶取代原来的焊接等方法用于导电性连接，取得了很好的进展。导电胶除了能满足导电和粘接两项最基本的要求外，还具有许多优点，如能在较低温度甚至室温下固化，可避免高温使材料变形、元气件的损坏，还可避免铆接的应力集中及电磁讯号的损失、泄露等，同时又不需要特殊设备。导电粘接作为一项新的工艺，其应用日益广泛，导电胶在电子工业中已经成为一种必不可少的新型材料。光固化导电胶是近年来开发的导电胶新品种，主要采用紫外光进行固化。与热固化导电胶相比，光固化导电胶将紫外光固化技术与导电胶结合起来，赋予了导电胶新的性能并扩大了导电胶的应用范围。光固化技术的特点是固化速度快，生产效率高，适合流水线生产，无溶剂排放，固化不需要强制加热固化，对热敏材料的固化尤为有利，同时固化能耗低，节约能源。固化后胶粘剂具有良好的附着性及耐溶剂性。光固化导电胶特别适用于对温度敏感的液晶显示、电致发光技术中ITO玻璃与激励电路的连接。使用这种技术可以有效减少热应力，避免固化过程中温度的变化对液晶材料及玻璃基板的破坏，提高器件可靠性和成品率。目前，国外对光固化导电胶研究得相对多一些，从90年代以后陆续有专利出现，国内在这方面起步晚，研究还很少。开发的导电胶主要是热固化胶，用于电极连接，无法满足高密度微电子封装技术的需要。美国专利US6218446是一种采用丙烯酸氨基甲酸乙酯低聚物，N-乙烯基吡咯烷酮和丙烯酸异冰片酯为活性稀释剂，圆柱状玻璃丝镀银导电填料，光引发剂为IRGACURE 184或CGI1700，光敏剂为二(2，6-二甲基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基戊基磷氧化物(BAPO)，配制成光固化导电胶，可应用于电子产品。美国专利US5514729采用低粘度的环氧树脂为基体树脂，添加丙烯酸酯稀释剂，导电填料采用了银片粒子。在选择引发剂时，考虑到自由基引发剂易收氧气阻聚，采用了阳离子引发剂三芳基硫蓊睇酸盐混合物，可用于丝网印刷。美国专利US 4959178配方提供了两种树脂基， 一是Goodyear Tire and Rubber公司商标为VITEL的一种热塑性树脂，这是一种芳香族聚酯树脂，其Tg＝117F°/47℃；二是二氯乙烯共聚物，DOW公司商标为SARANF-310，其Tg＝111F°/44℃，N-乙烯基吡咯烷酮为活性稀释剂，导电填料为片状银粒子，光引发剂为1-羟基环己基苯甲酮和二苯甲酮，产品可用于液晶显示器。中国文献(电子元件与材料，2002，21(1)1-3，7.)采用环氧丙烯酸酯树脂、光引发剂为硫代苯基-对氧氮环丙酮(BDMB)、二苯甲酮为光敏剂、铜粉或银粉为导电填料，配制成导电胶为紫外光固化各向异性导电胶，可用于高密度微电子封装微细节距的引线连接。以上研究引发体系均采用单独光引发体系，由于金属填料对紫外光的反射作用，难以解决光固化导电胶的深层固化难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种固化温度低、固化程度深、固化速度快、适合微电子封装细线连接的光固化导电胶。本专利技术提供了一种光固化导电胶，该光固化导电胶含有光敏高分子聚合物、反应性稀释单体、导电粒子、光引发剂、热引发剂、抗氧化剂等。所述的树脂基中光敏高分子聚合物可以是由环氧树脂、丙烯酸、N，N-二甲基苯胺和对苯二酚反应而成的环氧丙烯酸树脂或是由异氰酸酯、聚醚二元醇、丙烯酸-β-羟乙酯反应而成的聚氨酯丙烯酸树脂中的一种或二种混合物，MW为800～4000，其含量为5.00％～15.00％(重量比)。所述的导电粒子是微米级银粉、铜粉或镀银铜粉，导电粒子的粒径在0.10～10.00微米左右，其含量在65.00％～90.00％(重量比)，最佳范围在70.00％～85.00％。所述的一种光固化导电胶，采用由光引发剂和热引发剂组成的双重引发固化体系，光引发剂可以是安息香基或取代安息香醚(如安息香甲醚、安息香双甲醚等)、α-胺烷基苯酮〔如2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮等〕、酰基膦氧化物〔如2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、双(2，4，6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦等〕中至少一种。其含量为0.15％～2.00％(重量比)，最佳含量为0.30％～1.20％。热引发剂可以是偶氮类化合物，如偶氮二异丁睛或含有过氧基团的的化合物，如过氧化叔丁酯等的至少一种。其含量为0.15％～2.10％(重量比)，最佳含量为0.30％～1.00％。所述的抗氧化剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硫化二丙酸二月桂酯等中至少一种，其含量为0.001％～1.00％，最佳范围为0.01％～0.15％。所述的反应性稀释单体可以是单官能团，也可以是多官能团的反应单体，如丙烯酸或甲基丙烯酸与取代烷基、芳基、芳胺基醇反应而成的丙烯酸酯单官能团单体、双官能团单体、多官能团单体等稀释单体。丙烯酸酯中含有极性基团(如羟基、胺基、卤素、氰基等对导电胶有益。丙烯酸酯可以单独使用也可以几种配合使用，如丙烯酸异冰片酯、乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮、1，6-己二醇双丙烯酸酯等，其含量为3.00％～15.00％(重量比)。本专利技术提供了一种光固化导电胶的制备方法，该方法应包括以下步骤(1)光敏高分子聚合物的制备①环氧丙烯酸树脂的制备将环氧树脂(MW 800～4000)加热到70℃，搅拌下缓慢滴加溶有0.10～4.00wt％对苯二酚、0.5～2.0wt％N，N-二甲苯胺的丙烯酸混合溶液，反应1小时后，温度升高至85℃进行反应，反应1小时，降至室温备用。环氧树脂∶丙烯酸＝2.5～3.5∶1.0②聚氨酯丙烯酸树脂的制备将异佛尔酮二异氰酸酯加热到65℃，搅拌下缓慢滴加溶有0.2～1.0wt％二月桂酸二丁基锡的聚四氢呋喃二醇(MW1000～3000)混合溶液，反应3小时后，温度升高至75℃，逐滴加入甲基丙烯酸羟丙酯反应4小时，降至室温备用。异佛尔酮二异氰酸酯∶聚四氢呋喃二醇∶甲基丙烯酸羟丙酯＝1.5～2.5∶0.8～1.0∶2.0。(2)将上述高分子聚合物一种或两种的混合物冷却至室温，加入重量比为3.00～15.00wt％反应稀释性单体，0.01％～0.15％的抗氧化剂，搅拌使其混合均匀，再加入重量比为0.15％～2.0wt％光引发剂和0.30％～1.00wt％热引发剂，混合均匀，将重量比为65.00～90.00wt％粒径在0.10～10.00微米的片状导电粒子与上述基体胶混合研磨均匀，即可得到导电胶。导电胶的使用方法是将其均匀涂在或印刷在透明的基材上，将引线或另外的基材压在导电胶表面，紫外光从透明面进行照射50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光固化导电胶，含有光敏高分子聚合物、反应性稀释单体、导电粒子、光引发剂，其特征在于还含热引发剂、抗氧剂，光固化导电胶所含组分及其重量百分组成为：光敏高分子聚合物　５．００～１５．００导电粒子６５．００～９０．００光引发剂０．１５～２．００热引发剂０．１５～２．１０抗氧剂０．００１～１．００反应性稀释单体３．００～１５．００其中所述光敏高分子聚合物是环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯中的一种或两种混合物，分子量为８００～４０００；所述的导电粒子是银粉、铜粉或镀银铜粉，其粒径为１～１０微米；所述光引发剂是安息香基醚或取代安息香醚、α－胺烷基苯酮、酰基膦氧化物中一种或两种；所述热引发剂可以是偶氮类化合物或含有过氧基团的的化合物；所述抗氧化剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、２，６－二叔丁基－４－甲基苯酚、硫化二丙酸二月桂酯中一种或两种；所述的反应性稀释单体是丙烯酸或甲基丙烯酸与取代烷基、芳基、芳胺基醇反应而成的丙烯酸酯单官能团单体、双官能团单体、多官能团单体及氮乙烯基吡咯烷酮中１～３种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦军，常英，
申请(专利权)人：大连轻工业学院，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]