能常温固化的各向异性导电胶制造技术

一种能常温固化的各向异性导电胶，其包含能常温固化的环氧树脂体系以及导电颗粒。本发明专利技术的各向异性导电胶可在常温下以一般磁铁进行压合，可以简化电子修复作业或者各种自助作业的应用。本发明专利技术的各向异性导电胶同样可使用传统的热杆压膜系统，且可适用于更低的温度，因此能提升更多的应用层面的可能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种各向异性导电材料，特别是一种可以在常温中固化的各向异性导 电材料。
技术介绍
由于科技的日新月异，目前各种消费性电子产品皆已朝着轻薄短小的趋势发展， 同时，在消费者及消费市场对于电子产品的资料处理速度能够进一步提升的高度期待下， 也使得各个电子产品制造厂商莫不戮力提升电子产品中各种电子元件之间连结的精密度， 以提高产品的可靠度及产品良率。传统连结电子产品中各种电子元件的作法通常是利用焊接方式，其具有操作容易 的优点，也具有相当程度的可靠度。然而，由于电路元件之间的间距越来越小，传统的焊接 技术已无法满足需求。在某些特殊场合中，必须另以各种具备不同用途的各向异性导电材 料来代替，例如各向异性导电薄膜(ACF)、各向异性导电浆(ACP)等，皆可克服上述问题。然 而，上述的各向异性导电材料本身仍有许多缺点仍须解决。各向异性导电薄膜的组成通常包括导电颗粒，例如镀金颗粒，其分散在热固型潜 固化(thermosetting latent-curing)环氧树脂体系中。电的传导途径是通过这些与基材 表面接触的导电颗粒来完成，由于导电颗粒在各向异性导电薄膜中是分散的，彼此间不相 接触，因此电流并不会沿着薄膜方向横向传导。各向异性导电薄膜通常为长条状薄膜，其背 后由离型膜(release liner)所支撑。各向异性导电薄膜于使用时通常有两个步骤。首先， 在预压合步骤中，通过热杆(hot bar)将具有离型膜的各向异性导电薄膜压合至第一基材 上，压合温度约为100°C。然后移除离型膜以暴露出各向异性导电薄膜的表面。接着将此第 一基材与各向异性导电薄膜经由热杆再压合至第二基材上，并完成最后压合与对准步骤， 此压合步骤温度约在160-220°C的高温中进行。上述各向异性导电薄膜的制程在TFT-LCD 面板应用中已可完全自动化，并有良好的信赖度。但是各向异性导电薄膜在其他应用层面， 例如将柔性印刷电路板(FPCB)粘合至硬性印刷电路板上时，由于基材表面均勻度难以维 持，因此失败率相当高。需要较高的热压合温度则是另一个各向异性导电薄膜普及率不高的原因。在这样 的高温热压合温度下，容易造成基材的收缩，特别是在触碰式荧幕中，由于其基材具有PET 材质，因此易产生收缩的现象。这项问题并不容易解决，因为通常各向异性导电薄膜为干式 膜且具有慢反应单组成的潜固化体系。因此，为了保持其保质期(shelf life)在合理的 范围，通常会在低温的环境下保存。此慢反应固化体系也因此无法在正常的状态下快速地 固化。为了克服此问题，压合的温度会提高到180°C以加速固化的速度，但这也限制了一些 无法在高温中运作的基材的使用，例如前述常在触碰式面板或可挠式面板中使用的PET薄 膜。各向异性导电膏可用来解决上述问题，例如在基材表面不均勻的情况下，各向异 性导电膏还是可以正常使用，因此各向异性导电膏也常被应用在柔性印刷电路板以及硬性印刷电路板的结合上。各向异性导电膏通常是一种可网版印刷(screen-printable)的液 态膏体。通过网版印刷步骤将各向异性导电膏涂布至基材表面后，接着进行简单的干化步 骤，温度约100°C，以移除各向异性导电膏中的溶液，以获得无粘性(non-tacky)的表面，然 后再以热杆进行定位与热压合以和另一基材结合。通常，各向异性导电膏的热压合温度约 在140°C左右，比各向异性导电薄膜来的低。然而，由于一般的各向异性导电膏液体的粘度 较高，相对在网版印刷的过程也容易产生问题，使得涂布品质下降。且虽然其压合温度较各 向异性导电薄膜来的低，但是140°C以上的操作温度依旧显得过高，此高温还是限制了其在 触碰面板组装上的应用。 相关的现有技术中，如美国专利第7，077，659号公开了一种各向异性导电片的制 备方法，包括将磁性颗粒混入液态树脂中，然后将此混合树脂成分制成连续片状，在具有磁 场的环境下固化该片状薄膜。如此，可以在片状薄膜中沿着其厚度方向形成具有导电特性 的柱状结构。美国专利第7，071，722号公开了一种在含有固化剂的液态硅橡胶中混合较大的 磁性导电颗粒，其平均粒径介于5-50微米，例如，以铁、镍、钴或复合材料为核心，外面镀以 金或银。最后再利用片模法，在强磁场环境中加压形成各向异性导电橡胶片。美国专利第6，849，335号则公开了一种模塑料(molding compound)，其具有较小 的磁性导电颗粒，粒径分布在1-10微米之间，以及液态硅橡胶，同样利用片模法，在磁场中 加热形成各向异性导电橡胶片。美国专利第6，669，869号公开了另一种各向异性导电片的形成方法，主要的步骤 是先将外覆有高分子绝缘材的铜线卷绕成数圈，然后裁切成薄片状。美国专利第6，878，435号公开了一种三层结构的各向异性导电胶膜，概念同样是 采用分散的导电颗粒。为增加各向异性导电胶膜的粘性，在各向异性导电胶膜的中间主要 材料层的上、下面覆以粘性增强层。其中，各向异性导电胶膜的中间主要材料层的厚度介于 25-50微米，具有重量百分比5-20%粒径在3-10微米的导电颗粒。粘性增强层的厚度则介 于1-10微米，含有重量百分比5-10%的导电颗粒。美国专利第6，939，431号公开了一种各向异性导电膏的组成，其所例示的导电颗 粒包括金、镍、银、钼等贵金属以及外覆镍或金的有机细粉微粒。该专利教导的高分子基质 包括酸酐、作为固化剂的酚醛树脂及环氧树脂所组成的热固型树脂，适当的催化剂、消泡剂 及其它必要的添加剂。此外，另添加有高软度的丙烯酸酯及有机硅弹性体颗粒。该专利教 导的导电颗粒的重量百分比为2-15%，而在其所举的大部分例子中，导电颗粒的重量百分 比为5%。美国专利第6，838，022号公开了一种各向异性导电化合物，包含有磁性导电颗 粒，如镍，混合热固型环氧树脂。该专利教导的各向异性导电化合物须在磁场中进行固化。 此外，由于必须另以可UV固化树脂进行预封(pre-sealing)的动作，使其制程繁杂而不实用。美国专利第6，827，880号公开了一种各向异性导电胶，其具有过氧处理 (peroxide-cured)乙烯基酯树脂以及导电颗粒，其宣称具有较佳的粘性与环境稳定性与耐 久性。美国专利第6，812，065号公开了一种各向异性导电膏，其成分包括具有特殊尺寸的导电颗粒、热固型环氧树脂、橡胶颗粒以及高软度高分子颗粒。
技术实现思路
在此，本专利技术人率先提出了一种新颖的各向异性导电胶，以解决上述问题，其为一 种双组分的各向异性导电液体胶，可以在常温下固化。具体来说，该各向异性导电胶是由导 电颗粒以及双组分的液态环氧树脂粘着体系所混合而成，其中环氧粘着体系由环氧树脂以 及能常温固化的硬化剂所组成。导电颗粒可以是微丝状粉末、微薄片镍粉、镀金树脂粉或者 微丝状铜粉。环氧树脂可以是任何液态环氧树脂，例如双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、 酚醛(phenolic)环氧树脂、邻甲酚(novolac)环氧树脂以及软性(flexibilized)环氧树 月旨，或是以上一种或多种的环氧混合树脂。而硬化剂则可以是如液态改性胺。上述新颖的各向异性导电胶可以手动且简便地适用于各种基材表面，就像一般双 组分的环氧胶一样将连结基材粘附至第一基材后，再把此组装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能常温固化的各向异性导电胶，包含：导电颗粒；以及能常温固化的环氧树脂体系，其中该导电颗粒散布在该能常温固化的环氧树脂体系中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：叶嗣韬，
申请(专利权)人：冠品化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]