一种各向异性导电胶及其紫外光固化方法技术

一种各向异性导电胶及其紫外光固化方法，涉及微电子封装技术。本发明专利技术的导电胶含有高分子聚合物、导电微粒、光引发剂和光敏化剂。高分子聚合物是由环氧树脂、丙烯酸及添加剂反应而成。将导电微粒（Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）加入到制备的基体胶中经研磨后得到导电胶，将导电胶涂在刻蚀好线路的氧化铟锡玻璃板上，金属片等压在胶膜表面，经紫外光固化后即可制得各向异性导电胶。本紫外光固化方法得到的各向异性导电胶，固化温度低，固化后结合强度大，垂直膜方向的接触电阻小，平行膜方向不导电，并可节能环保，不损坏电路性能，满足高密度微电子封装微细节距的引线连接，且连接工艺简单，适合大批量、流水线应用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属微电子封装
导电胶是高分子聚合物与导电粒子组合的复合材料，聚合物赋予连接性能，导电颗粒赋予导电性能，导电胶具有一定韧性，可以减小、消除热应力，提高器件可靠性；连接分辨率高，满足细线连接工艺；过程温度低。导电胶有两种固化方式热固化和辐照固化，热固化温度一般在150～180度，时间30分钟左右，辐照固化指电子束固化和紫外光固化，具有速度快(2分钟内)、温度低(室温)的优点，与热固化比，节约能量70％左右。从导电形式分，导电胶有各向同性和各向异性两种。各向同性指在三维方向导电，各向异性只在垂直表面方向导电。因此各向异性导电胶可以以膜形式进行连接，分辨率更高，适合更微细线条的连接。近年来电子显示技术迅速发展，如液晶显示、电致发光显示等，其关键技术是激励电路与氧化铟锡(ITO)玻璃的连接。采用热固化导电胶加热容易破坏液晶玻璃，由于氧化铟锡(ITO)具有透明的特性，可以采用光固化导电胶进行连接。国际上自90年代出现了导电胶的开发研究热潮。许多产品已经市场化，价格昂贵，主要是热固化导电胶。国内在此领域的研究还很少，开发的热固化导电胶主要是电极的连接，无法满足高密度微电子封装细线连接的需要。中国文献(见华东理工大学学报，Vol.20，No.2，Apr.1994，p 259-263 0253-9683)，该文献是采用紫外光固化压敏胶，其胶基体材料是丙烯酸酯，主要应用在医疗器件如B超仪与人体皮肤接触的电极上。美国专利US 5124076)是一种柔软的干燥水凝胶体系，应用于生物医学领域，由乙烯内酰胺、丙烯酸、水溶性交联剂、光引发剂等构成。文献(见Adhesives and Sealants Newsletter，13 No.9，11thSept.1989，)是一系列环氧树脂和聚酰亚胺导电胶。同时也包含了一些紫外光固化的不具有导电性的树脂体系。主要用于油墨、表面修饰、以及设备的导电涂层。美国专利US 4999136是一种用于丝网印刷的紫外光固化导电胶，具有较低电阻率和较好的连接强度。体系由环氧丙烯酸酯和氨基甲酸乙酯的共聚物、多官能团丙烯酸单体、光引发剂和导电填料组成。添加部分增粘剂和流动性调节剂。专利WO 9819311 AL是一种由水凝胶形成的导电胶体系。主要应用于医学仪器中与人体皮肤接触的电极。具有较好的导电性和人体适应性。文献(见SAMPE Journal，Vol.24，No.6，Nov.-Dec.1988，p 27-32)是一种丝网印刷用紫外光固化各向同性导电胶。本专利技术提出的一种各向异性导电胶，含有高分子聚合物和导电微粒，其特征在于还含有光引发剂和光敏化剂，所述的高分子聚合物是由环氧树脂、丙烯酸、二甲基苄胺和对二苯酚添加剂反应而成的聚合物，其化学结构式 本专利技术所述的一种各向异性导电胶，其特征在于所述的导电微粒为Cu，Ag，Au中的任何一种，其含量为8％～30％(体积比％)。所述的光引发剂为硫代苯基-对氧氮环丙酮、双甲基胺-4-对氧氮环-甲酮、米蚩酮中的至少一种，其含量为1％～7％(重量比％)。所述的光敏化剂为二苯甲酮、荧光素中的至少一种，其含量为0.5％～2％(重量比％)。一种制备各向异性导电胶及其紫外光固化方法，其特征在于该方法依次包括以下步骤(1)将环氧树脂加热至75～85℃，搅拌下缓慢加入丙烯酸化合物，并加入0.5～2wt％二甲基苄胺和1～3wt％对二苯酚添加剂，反应3～6小时，树脂∶丙烯酸＝2～3∶1；(2)将上述反应物冷却至室温，加入重量比为1％～7％的光引发剂和0.5％～2％的光敏剂，混合均匀，避光储存；(3)将体积比为8％～30％的平均直径为2μm的球状导电微粒(Cu，Ag，Au)与上述基体胶研磨混合均匀，即得导电胶；(4)将导电胶均匀涂在刻蚀好线路的氧化铟锡玻璃上，将引线或芯片压在导电胶膜表面，紫外光从玻璃面进行照射10～110秒，即可制得紫外光固化的各向异性导电胶。利用本专利技术制备的各向异性导电胶及其紫外光固化方法，固化温度低，固化后结合强度大，垂直膜方向的接触电阻小，平行膜方向不导电。并可节能环保，不损坏电路性能。满足高密度微电子封装微细节距的引线连接，连接工艺简单，适合大批量、流水线应用。本专利技术以环氧树脂为基体，将其加热至75～85℃，搅拌下缓慢加入丙烯酸化合物，并加入0.5～2wt％ 二甲基苄胺和1～3wt％对二苯酚添加剂，反应3～6小时，树脂∶丙烯酸＝2～3∶1；通过反应引入的活性基团对其进行改性，得到活性预聚体。室温下加入1％～7％的光引发剂和0.5％～2％光敏化剂，得到紫外光固化胶，光引发剂及光敏剂添加量大时，储存寿命降低，但固化速度加快。胶中加入体积比为8％～30％平均粒度为2微米的球状导电微粒(Cu，Ag，Au等)，经过研磨得到导电胶，随添加量增加，电阻降低，同时连接强度降低。将导电胶5均匀涂在刻蚀好线路的氧化铟锡(ITO)1玻璃板2上，芯片3上的引脚4压在胶膜表面，紫外光6从玻璃面2进行照射，10～110秒完成固化、连接。光固化条件为光源功率500～2000W，波长范围250～400nm，样品与光源距离15～30cm。固化后结合强度不小于5Mpa(剪切强度)，垂直膜方向的接触电阻小于8欧姆，平行膜方向不导电。经过500小时100℃老化，结合强度仍大于3MPa，接触电阻增加不超过20％。(ITO膜电阻为100～300Ω/□，导电胶老化接触电阻仍远小于ITO本身电阻，不影响使用。) 实施例2(1)将环氧树脂加热至80℃，搅拌下缓慢加入丙烯酸化合物，并加入0.6wt％二甲基苄胺和2wt％对二苯酚添加剂，反应5小时，树脂∶丙烯酸＝3∶1；(2)将上述反应物冷却至室温，加入重量比为4％的光引发剂和1.5％的光敏剂，混合均匀，避光储存，即可制得基体胶；(3)基体胶中加入体积比15％的2μmAg填料，固化时间60秒，连接Cu引线与ITO玻璃板，测得剪切强度为8Mpa，接触电阻7欧姆。权利要求1.一种各向异性导电胶，含有高分子聚合物和导电微粒，其特征在于还含有光引发剂和光敏化剂，所述的高分子聚合物是由环氧树脂、丙烯酸、二甲基苄胺和对二苯酚添加剂反应而成的聚合物，其化学结构式2.按照权利要求1所述的一种各向异性导电胶，其特征在于所述的导电微粒为Cu，Ag，Au中的任何一种，其含量为8％～30％(体积比％)。3.按照权利要求1所述的一种各向异性导电胶，其特征在于所述的光引发剂为硫代苯基-对氧氮环丙酮、双甲基胺-4-对氧氮环-甲酮、米蚩酮中的至少一种，其含量为1％～7％(重量比％)。4.按照权利要求1所述的一种各向异性导电胶，其特征在于所述的光敏化剂为二苯甲酮、荧光素中的至少一种，其含量为0.5％～2％(重量比％)。5.一种制备如权利要求1所述各向异性导电胶及其紫外光固化方法，其特征在于该方法依次包括以下步骤(1)将环氧树脂加热至75～85℃，搅拌下缓慢加入丙烯酸化合物，并加入0.5～2wt％ 二甲基苄胺和1～3wt％对二苯酚添加剂，反应3～6小时，树脂∶丙烯酸＝2～3∶1；(2)将上述反应物冷却至室温，加入重量比为1％～7％的光引发剂和0.5％～2％的光敏剂，混合均匀，避光储存；(3)将体积比为8％～30％的平均直径为2μm的球状导电微粒(Cu，Ag，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种各向异性导电胶，含有高分子聚合物和导电微粒，其特征在于：还含有光引发剂和光敏化剂，所述的高分子聚合物是由环氧树脂、丙烯酸、二甲基苄胺和对二苯酚添加剂反应而成的聚合物，其化学结构式：ＣＨ↓［２］＝＊－＊－Ｏ－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］ －［－Ｒ－ＣＨ－ＣＨ↓［２］－Ｏ－］↓［ｎ］－Ｒ－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－Ｏ－＊－＊＝ＣＨ↓［２］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪晓军，梁彤祥，唐春和，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]