一种环保超薄导电胶的制备方法技术

本发明专利技术属于导电胶制备技术领域，具体涉及一种在不锈钢、铜等金属表面，ITO玻璃、FTO玻璃、氧化锌等金属氧化物表面，以及导电塑料等基底上制备水溶性的环保超薄导电胶的方法。本发明专利技术包括基底的前期处理、导电物质的制备与引入、超薄导电胶的制备与厚度控制等步骤。这种环保超薄导电胶制备和使用方便，制备过程不受基底大小和形状限制，对平面、曲面和不规则表面的基底均适用。使用过程不需有机溶剂、不需高温加热。制备出的超薄导电胶厚度小于5μm，并且厚度均匀。适用于导电粘结、抗静电连接、防静电涂层、太阳能电池封装、计算机制造、无铅印刷电路板、倒装芯片、微电机机械系统、电磁屏蔽、防静电包装、汽车工业、移动通信等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于导电胶制备
，具体涉及一种在不锈钢、铜等金属表面，ITO玻璃、FTO玻璃、氧化锌等金属氧化物表面，以及导电塑料等任意形状基底上制备水溶性的环保超薄导电胶的方法。
技术介绍
导电胶能实现电子元件和载体间电路和力学上的连接，一般用于电视、计算机等行业，汽车工业、移动通信等方面，微电子封装、电磁屏蔽等电子领域，以及其他不易焊接又要求具有导电性的粘接。相对于传统的金属焊接和热压连接技术，导电胶具有操作简单、条件温和、相对安全等特点，目前正逐渐取代传统的电子连接技术，成为工业领域重要的器件连接方式之一 (J.Adh. Sci. & Tech. 2008，22，1593-1630)。按照导电基体组成的不同，可将导电胶分为结构型和填充型两大类。结构型是指作为导电胶基体的高分子材料本身即具有导电性的导电胶；填充型是指通常胶粘剂作为主体材料，而依靠添加导电性填料使胶液与填料整体具有导电性的导电胶。目前导电高分子材料的制备原理与工艺十分复杂，离实际应用尚有较大距离，因此广泛使用的均为填充型导电胶。在填充型导电胶中，一般需要加入助剂、固化剂等，使导电胶和待粘结样品一同固化。然而，由于结构的限制，导电填料、固化剂和填料之间的均匀分散一直是实际应用中的难点。并且在实际应用中，可能出现局部胶液施加不均匀。局部缺少可能导致整体强度下降，而且导电效果也会降低。局部的胶液过多会导致浪费，过厚的胶层反而会导致胶结强度的降低。过厚的导电层一般需要更高的压力才能达到理想的电阻值(Advanced adhesives in electronics, Woodhead Publishing Limited, 2011 ;电子工艺技术，2011，32，268-271)。同时由于电子元件的小型化、微型化，以及印刷电路板的高密度化、高度集成化的迅速发展，越来越需要一种可以在很薄的厚度范围内发挥作用的导电胶，这也有利于提高电路板的线分辨率。层层组装技术是制备功能涂层的重要方法之一。通过将待修饰基底在两种或多种分子之间进行交替沉积，可在基底表面修饰一层组成、厚度及结构可控的功能涂层。同时，由于可以将过程简化为简单的浸泡、漂洗，这种方法可在任意形状、大小的基底上进行沉积(J.Colloid Sci.，1966，21，569-594 ；Adv. Mater.，2004，16，1271-1293)。对层层组装完成了再发现(Science，1997，227，1232-1237)的Decher也在其专利中提及层层组装涂层的粘合功能(PCT/JP2005/021173，2005 ；W0/2006/054668, 2006 ；CN200580043241. 3，2005)。然而，最近对于层层组装制备粘合涂层，特别是多功能粘合涂层的关注较少(Langmuir 2009,25,9824-9830)。有的工作条件苛刻，如需加热等(Bioresources 2010，5，1530-1541 )。由于可以在层层组装过程中方便的调节涂层的物质组成和结构，我们向其中引入具有纳米级别结构的导电填料，制备导电粘合涂层。并在水和压力的温和条件下，将两个带有导电涂层的基底粘接在一起，就实现了电路和力学上的连接，这样的连接可以作为超薄导电胶来使用。并且由于条件温和、环保、不需加热等，使得待粘结物质可以更好的保持其物理化学性质。现有商业化超薄导电胶厚度在80-100微米，甚至达到200微米。传统导电胶厚度一般最低可以控制在50微米，同时由于一般的填料粒子粒径范围为2-10微米，很少有可以在小于5微米的厚度上发挥作用而且表现很平整的超薄导电胶(Proceeding of4th International Conference on Adhesive Joining and Coating Technology inElectronics Manufacturing,2000，129-135 ；J.Adh. Sci. & Tech.2008，22，1593-1630)。如何简便、环保的制备兼具粘合性、导电性的厚度小于5微米的超薄导电胶正是现阶段需要迫切解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用层层组装技术，提供一种制备水溶性的环保超薄导电胶的方法。本专利技术包括基底的前期处理、导电物质的制备与引入、超薄导电胶的制备与厚度控制、轻微压力和水的共同作用下粘合等步骤。这种环保超薄导电胶具有制备和使用方便、制备过程不受基底大小和形状限制、使用过程不需有机溶剂、不需高温加热、高剪切强度等优点，而且由于胶层很薄，在垂直于胶层平面方向上电阻很小。同时本专利技术所用方法简单、材 料易得、成本低廉、过程环保，使得本专利技术适用于导电粘结、抗静电连接、防静电涂层、太阳能电池封装、计算机制造、无铅印刷电路板、倒装芯片、微电机机械系统、电磁屏蔽、防静电包装、汽车工业、移动通信等领域。本专利技术所述的环保超薄导电胶的制备方法之一，其步骤如下A.将含有导电物质的阳离子构筑基元和含有导电物质的阴离子构筑基元分别溶于水，配成浓度为0. 5 20mg/mL、pH值为I 12的阳离子构筑基元溶液和阴离子构筑基元溶液；B.将经过清洁处理的基底浸入到含有导电物质的阳离子构筑基元溶液中I 40分钟，然后将基底从中取出；C.将步骤B得到的基底浸入到含有导电物质的阴离子构筑基元溶液中I 40分钟，然后将基底从中取出，从而完成一个沉积周期涂层的制备；D.重复步骤B、C，从而在基底上制备得到具有多个沉积周期的厚度为0. 2 3. O微米超薄导电胶。本专利技术所述的环保超薄导电胶的制备方法之二，其步骤如下A.将阳离子构筑基元和阴离子构筑基元分别溶于水，配成浓度为0. 5 20mg/mL、pH值为I 12的阳离子构筑基元溶液和阴离子构筑基元溶液；B.将基底分别浸入阳离子构筑基元和阴离子构筑基元，并真空干燥，在空气中晾干或气体吹干；C.将导电物质分散于水或有机溶剂，滴涂、喷涂或者旋涂在步骤B得到的基底表面，并真空干燥、在空气中晾干或气体吹干；D.多次重复步骤B、C，从而在基底上制备得到不同沉积周期的厚度为0. 3 2. 2微米超薄导电胶。本专利技术所述的环保超薄导电胶的制备方法之三，其步骤如下A.将导电物质、聚阳离子构筑基元、聚阴离子构筑基元分别溶解与水，配成浓度为O. 5 20mg/mL、pH值为I 12的溶液；B.将基底分别浸入步骤A中的导电物质溶液、聚阳离子构筑基元溶液和/或聚阴离子构筑基元溶液中；C.多次重复步骤B，从而在基底上制备得到不同沉积周期的厚度为O. 2 5. O微米超薄导电胶。上述方法中，阳离子构筑基元和阴离子构筑基元之间通过静电力、Ji-JI相互作用、氢键、配位键、电荷转移、主-客体相互作用、范德华力等相互结合，两种构筑基元单体的摩尔比为I :9 9 :1 ;导电物质与阳离子构筑基元或导电物质与阴离子构筑基元的质量比为I 20 :100 ;上述方法，基底每次从一种构筑基元溶液中取出后，水洗后再浸入到下一种构筑 基元溶液中；或基底每次从一种构筑基元溶液中取出后，水洗、空气中晾干或气体吹干后再浸入到下一种构筑基元溶液中；或基底每次从一种构筑基元溶液中取出后，水洗、真空干燥和空气中晾干或气体吹干后再浸入到下一种构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保超薄导电胶制备方法，其步骤如下：A、将含有导电物质的阳离子构筑基元和含有导电物质的阴离子构筑基元分别溶于水，配成浓度为0.5～20mg/mL、pH值为1～12的阳离子构筑基元溶液和阴离子构筑基元溶液；B、将经过清洁处理的基底浸入到含有导电物质的阳离子构筑基元溶液中1～40分钟，然后将基底从中取出；C、将步骤B得到的基底浸入到含有导电物质的阴离子构筑基元溶液中1～40分钟，然后将基底从中取出，从而完成一个沉积周期涂层的制备；D、重复步骤B、C，从而在基底上制备得到具有多个沉积周期的厚度为0.2～3.0微米超薄导电胶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊奇，张健夫，李洋，陈栋栋，陈栅栅，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：