各向异性导电胶和胶膜及其制备方法技术

各向异性导电胶和胶膜及其制备方法。该导电胶膜由助焊粘结剂，锡基金属粉末构成，以质量百分比计，其中锡基金属粉末0.1%‑30%，助焊粘结剂70%‑99.9%；助焊粘结剂按质量百分比计，其中溶剂30%‑50%，树脂增粘剂45%‑65%，有机酸活性剂1%‑5%，表面活性剂0.1%‑1%。树脂增粘剂以质量百分比计，其中过氧化物引发剂0.1%‑0.5%，固化剂0.5%‑5%，树脂94.5%‑99%。锡基金属粉末的含量范围相对现有技术更高，在助焊粘结剂中加入了有机酸活性剂，且能非常有效地平衡锡基金属粉末表面氧化膜对形成冶金连接的影响，使冶金连接的效果更好。

【技术实现步骤摘要】
各向异性导电胶和胶膜及其制备方法
本申请涉及电子元件焊接材料
，具体涉及各向异性导电胶和胶膜及其制备方法。
技术介绍
随着5G通讯的快速发展，产品终端的应用场景更加丰富，芯片尺寸的大幅减小。随着芯片尺寸的缩小在原本相同面积大小的基板上芯片的数量以及芯片的引脚呈十倍乃至百倍的增加，而传统锡膏的使用工艺为点胶或者印刷后再将芯片贴装在相应位置上，这个过程所需要的时间也会呈十倍乃至百倍的增加，这个生产效率将会大幅下降。且因为传统锡膏的使用工艺窗口限制，实际上的贴装时间是不能被无限延长，否则必然导致焊接不良从而使良率大幅下降，因此急需具有快速贴片焊接，高强度连接，大功率导电导热的焊接产品。各向异性导电胶，是同时具有各向粘接，纵向导电，横向绝缘三大特性的精密电极连接材料。各向异性导电胶具有在特定方向上导电而在其他方向绝缘的优良特性，这一特性在窄间距小尺寸芯片连接应用中有着非常广阔的应用场景。合适的工艺条件下使用各向异性导电胶可以让芯片与基板焊盘间快速形成高强度连接，并完成导电，导热，绑定，并且大幅度提升生产效率完成微小尺寸芯片的巨量转移，焊接等问题。各向异性导电胶的显著特点是一张胶膜上实现垂直方向导通而水平方向绝缘。现广泛用于，FPC与LCD，IC与Film以及MicroLED之间的压合绑定。各向异性导电胶为层状结构，层中包括起导电作用的导电粒子以及起填充作用的填充物，填充物一般有热塑性和热固性两种。目前市场上已有的类似产品中并不能达到上述要求，如公告号为CN107452438A的专利申请中公布了一种各向异性导电胶带，该胶带使用微胶囊结构，胶囊含有镍，金导电粒子和固化剂，当受热压后胶囊被破坏后，导电粒子流出胶体固化，从而实现电极之间的定向导电，但通过该方式形成的电极连接仅仅是物理接触并没有形成冶金焊点，导电导热效果都相对较差。如公告号为CN101392154A的专利申请中公布了一种各向异性导电胶黏剂组合物以及各向异性导电薄膜，该胶黏剂及薄膜在适当的工艺条件下仅能完成电极间的接触连接并未形成相应焊点或冶金，因此也无法达到大功率导电导热及高强度焊接效果。如CN104673111A中公布了一种环氧树脂基各向异性导电胶，该胶膜使用镀镍或镀金的聚苯乙烯微球做导电粒子，通过搭配潜伏型固化剂和固化促进剂从而各向异性导电胶的储存稳定性和热稳定性，但仍没有达到具有冶金连接的焊点效果，参考图3。在本申请申请文件中，采用电子行业标准SJ/T11391-2019电子产品焊接用焊合金粉或IPCJ-STD-005A-2012中的颗粒尺寸规定；T7～T8这样的符号表示颗粒直径范围信号；单位是微米即μm；T7型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：2μm～11μm；T8型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：2μm～8μm；T9型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：1μm～5μm；T10型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：1μm～3μm。在本申请申请文件中，涉及到的物质名称的解释列表如下表1中的CASNo是美国化学文摘服务社(ChemicalAbstractsService,CAS)为化学物质制订的登记号。表1
技术实现思路
本申请的技术方案克服了现有技术的缺点提出了一种各向异性导电胶及其制备方法，能解决目前市场上传统锡膏，各向异性导电胶，各向异性导电胶薄膜等所不能具备的快速组装，各向异性导电连接，高强度冶金连接的问题，且本技术方案具有使用工艺简单具有优异的导电导热性能。解决上述技术问题的技术方案是一种各向异性导电胶，其组分包括助焊粘结剂和锡基导电金属粉末，以质量百分比计，包括锡基金属粉末0.1%-30%,助焊粘结剂70%-99.9%；所述助焊粘结剂中，以质量百分比计，包括溶剂30%-50%，树脂增粘剂45%-65%，有机酸活性剂1%-5%，表面活性剂0.1%-1%。所述树脂增粘剂中，以质量百分比计，包括树脂94.5%-99%，过氧化物引发剂0.1%-0.5%和固化剂0.5%-5%。所述树脂增粘剂中的树脂中，包括至少一种丙烯酸酯类树脂，并同时包括至少一种环氧类树脂。所述丙烯酸酯类树脂包括丙烯酸异辛酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯和丙烯酸-β-羟乙酯中的任意一种或多种。所述环氧类树脂包括南亚901环氧树脂，南亚904环氧树脂，DER332环氧树脂和E-51环氧树脂中的任意一种或多种。所述树脂增粘剂中还包括醋酸乙烯或丙烯酸。所述树脂增粘剂中的过氧化物引发剂包括过氧化苯甲酰，过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化甲乙酮中的至少一种。所述树脂增粘剂中的固化剂为顺丁烯二酸酐，邻苯二甲酸酐，乙二胺，己二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，二乙氨基丙胺，间苯二胺，双氰胺，2-乙基-4-甲基咪唑，2-甲基咪唑，DMP-30中的至少一种。所述助焊粘结剂中的溶剂包括甲苯，二甲苯，正己烷，环己烷，异丙醇，二乙二醇乙醚，二乙二醇丁醚，乙酸乙酯和柠檬酸三丁酯中的任意一种或多种。所述助焊粘结剂中的有机酸活性剂具有如下结构式：结构式中R1基团，R2基团，R3基团没有相关关系；结构式中R1基团，R2基团，R3基团分别是氢原子（-H），饱和烃基[-CH2-(CH2)m-CH3]，不饱和烯基，羟基（-OH），羧基(-COOH)，苯环，氨基（-NH2）结构中的任意一种；饱和烃基[-CH2-(CH2)m-CH3]中的m表示CH2链节的长度，m的取值包括零和自然数；结构式中的R2基团有n个，n表示R2基团链节的长度，n的取值包括零和自然数。上述有机酸为有机二元羧酸结构，结构两端官能团为羧基，中间为碳主链且碳主链的碳原子数在4-14之间任意取值，在碳主链上可以存在侧链取代基，如上所述取代基团可以任意为R1，R2，R3且互相无必要关联，而且以上侧链取代基团为不同结构时所述有机二元羧酸的性质不同，简单举例说明如下，当侧链取代基团任意位置存在苯环取代基时该二元羧酸表现出耐热性较好，可以提供更高温度的条件下的焊接活性。所述助焊粘结剂中的有机酸活性剂中，结构式中n的取值范围是0至6；结构式总的碳原子数范围是4至14。所述助焊粘结剂中的有机酸活性剂中，结构式中n的取值范围是0至6；结构式总的碳原子数范围是4至10。所述助焊粘结剂中的有机酸活性剂的结构式中n=0，R1基团是氢原子，R3基团是苯环，此时有机酸活性剂为苯基丁二酸。所述助焊粘结剂中的有机酸活性剂的结构式中n=1时，R1基团，R2基团，R3基团均为氢原子，此时有机酸活性剂为戊二酸。所述助焊粘结剂中的有机酸活性剂包括癸二酸，苯基丁二酸，甲基丁二酸，己二酸，戊二酸，丁二酸中的至少一种。所述助焊粘结剂中的表面活性剂包括巴斯夫LetensolXL-90，巴斯夫PE6100，巴斯夫WE3220，杜邦FS3100中的至少一种。所述锡基导电金属粉末中的金属合金成份包括SnAgCu系列合金，SnBi，SnBiAg系列合金；所述锡基导电金属粉末粒径范围1μm至11μm，包括T7，T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种各向异性导电胶，其特征在于，/n其组分包括助焊粘结剂和锡基导电金属粉末，以质量百分比计，包括锡基金属粉末0.1%-30%,助焊粘结剂70%-99.9%；/n所述助焊粘结剂中，以质量百分比计，包括溶剂30%-50%，树脂增粘剂45%-65%，有机酸活性剂1%-5%，表面活性剂0.1%-1%。/n

【技术特征摘要】
1.一种各向异性导电胶，其特征在于，
其组分包括助焊粘结剂和锡基导电金属粉末，以质量百分比计，包括锡基金属粉末0.1%-30%,助焊粘结剂70%-99.9%；
所述助焊粘结剂中，以质量百分比计，包括溶剂30%-50%，树脂增粘剂45%-65%，有机酸活性剂1%-5%，表面活性剂0.1%-1%。


2.根据权利要求1所述的各向异性导电胶，其特征在于，
所述树脂增粘剂中，以质量百分比计，包括树脂94.5%-99%，过氧化物引发剂0.1%-0.5%和固化剂0.5%-5%。


3.根据权利要求2所述的各向异性导电胶，其特征在于，
所述树脂增粘剂中的树脂中，包括至少一种丙烯酸酯类树脂，并同时包括至少一种环氧类树脂。


4.根据权利要求3所述的各向异性导电胶，其特征在于，
所述丙烯酸酯类树脂包括丙烯酸异辛酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯和丙烯酸-β-羟乙酯中的任意一种或多种。


5.根据权利要求3所述的各向异性导电胶，其特征在于，
所述环氧类树脂包括南亚901环氧树脂，南亚904环氧树脂，DER332环氧树脂和E-51环氧树脂中的任意一种或多种。


6.根据权利要求2所述的各向异性导电胶，其特征在于，
所述树脂增粘剂中还包括醋酸乙烯或丙烯酸。


7.据权利要求2所述的各向异性导电胶，其特征在于，
所述树脂增粘剂中的过氧化物引发剂包括过氧化苯甲酰，过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化甲乙酮中的至少一种。


8.根据权利要求2所述的各向异性导电胶，其特征在于，
所述树脂增粘剂中的固化剂为顺丁烯二酸酐，邻苯二甲酸酐，乙二胺，己二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，二乙氨基丙胺，间苯二胺，双氰胺，2-乙基-4-甲基咪唑，2-甲基咪唑，DMP-30中的至少一种。


9.根据权利要求1所述的各向异性导电胶，其特征在于，
所述助焊粘结剂中的溶剂包括甲苯，二甲苯，正己烷，环己烷，异丙醇，二乙二醇乙醚，二乙二醇丁醚，乙酸乙酯和柠檬酸三丁酯中的任意一种或多种。


10.根据权利要求1所述的各向异性导电胶，其特征在于，
所述助焊粘结剂中的有机酸活性剂具有如下结构式：
结构式中R1基团，R2基团，R3基团没有相关关系；
结构式中R1基团，R2基团，R3基团分别是氢原子（-H），饱和烃基[-CH2-(CH2)m-CH3]，不饱和烯基，羟基（-OH），羧基(-COOH)，苯环，氨基（-NH2）结构中的任意一种；饱和烃基[-CH2-(CH2)m-CH3]中的m表示CH2链节的长度，m的取值包括零和自然数；结构式中的R2基团有n个，n表示R2基团链节的长度，n的取值包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐朴，刘硕，王思远，
申请(专利权)人：深圳市福英达工业技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44