一種異方性導電膠膜的製備方法

2023-05-12 06:44:21

專利名稱：一種異方性導電膠膜的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種各向異性導電膠膜的製備方法，本發明將各向異性導電膠膜稱為異方性導電膠膜(ACF)。該膠膜僅沿其厚度方向(Z軸)具有導電性，其他方向(XY軸)不導電。
背景技術：
異方性導電膠膜，是將導電顆粒分散於粘合劑絕緣樹脂組合物中形成的。將其安裝在彼此相對的電路之間，在瞬間加壓加熱條件下，電路之間通過導電粒子連接，並牢固粘結電路。
異方性導電膠膜主要由絕緣樹脂、固化劑和導電粒子構成，絕緣樹脂含熱固性樹脂與熱塑性樹脂。熱固性樹脂作為主要成膜物質，與固化劑在受熱壓作用下反應起主粘接作用。傳統的熱塑性樹脂不參與反應，加熱熔化後立即固化，起初粘接作用。熱固性樹脂常用環氧樹脂和自由基聚合樹脂。其中各類環氧樹脂(JP9-25967、JP2001207133、CN200410222202.8)是專利中所見使用最多的。固化劑為潛伏性咪唑類固化劑，如US5733954、JP611268721、JP59-227925、EP0193068、JP3-129607、JP09-165435。自由基聚合樹脂有聚氨酯丙烯酸酯，環氧丙烯酸酯(JP2001171033)，胺改性雙馬來醯亞胺樹脂(CN1242403A)，不飽和聚醯樹脂(JP2001171033)等，採用過氧化物自由基引發劑，如偶氮二異丁腈，過氧化氫異丙苯，1，1-3，3-過氧-2-乙基己酸酯(NO1130200.3)。與環氧樹脂協同作用的熱塑性樹脂有SBS，SIS，SERS，聚乙烯醇縮醛(JP2001064207)，羧基丁腈橡膠(CN991033728，CN200410022028.1)，矽酮。與自由基聚合樹脂協同使用的有聚乙烯酸縮丁醛，環氧化的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(CN991033728)，羧基丁腈橡膠。
現有的異方性導電膠膜，在熱壓使用過程中，普遍存在固化率不均，固化收縮率大和固化溫度偏高以及接合強度低等技術問題。

發明內容
本發明的目的在於提供一種綜合性能優異的異方性導電膠膜的製備方法。所要解決的技術問題是通過對熱塑性彈性體進行改性，使其能夠參與反應，增加剝離強度；通過對固化劑進行改性使其膠膜的固化溫度降低，貯存穩定性增加。
為解決上述技術問題，本發明採用了以下技術方案。
一種異方性導電膠膜的製備方法，其特徵在於包括以下步驟，首先，將絕緣樹脂中的熱塑性彈性體和環氧樹脂加入到甲苯與乙酸乙酯的混合溶劑中，加熱攪拌；溶解後，將導電粒子加入並攪拌均勻；降溫後，加入潛伏性固化劑以及絕緣樹脂中的抗氧劑、觸變劑、矽烷偶聯劑，攪拌均勻製成膠液。
將所製成膠液塗布到經脫膜劑處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯構成的剝離薄膜上，經烘乾後，成膜。
使用的基本配方如下熱塑性彈性體5-12份潛伏性固化劑6-8份液態環氧樹脂10-20份固態環氧樹脂0-4份導電粒子2-3份抗氧劑 0-0.5份觸變劑 0-0.5份矽烷偶聯劑 0-1份其中，甲苯/乙酸乙酯混合溶劑佔膠液總量的60-70％。
所述的熱塑性彈性體由端羥基液體丁腈橡膠與環氧樹脂以及異氰酸酯按照1∶2∶2的比例反應合成。
所述的端羥基液體丁腈橡膠的羥基含量為0.6~0.7％。
所述的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯。
所述的環氧樹脂為雙酚A型液體環氧樹脂或固體環氧樹脂以及它們按任意比例的組合物。
所述的潛伏性固化劑為柔韌性好的2-十七烷基咪唑改性固化劑；改性方法為由2-十七烷基咪唑與液體環氧樹脂按照2∶1的物質量之比反應之後，再與甲苯二異氰酸酯(TDI)按摩爾比為1∶1反應合成。
所述的抗氧劑為四[β(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，觸變劑為氣相二氧化矽，矽烷偶聯劑為γ-(甲基丙烯醯氧基)丙基三甲氧基矽烷。
本發明的積極效果在於所製備的異方性導電膠膜使用溫度在130-150℃的較低溫度範圍內；固化時間較短，為15-20秒；剝離強度較高，為1000gf/cm以上；儲存穩定性較好，儲存期超過30天(40℃環境下)。
具體實施例方式
下面通過具體的實例進一步說明本發明。
本發明使用的熱塑性彈性體為自行研製的端羥基液體丁腈橡膠改性環氧樹脂。環氧樹脂選用固體雙酚A環氧樹脂。固化劑選用自行研製的咪唑改性固化劑JQE6114。導電粒子選用自行研製的鍍Ni/Au交聯聚合物微球(其中球粒徑有2.5μm，3.5μm，4.5μm，7.5μm多種規格，Ni鍍層厚度0.2μm，Au鍍層厚度0.02μm)，溶劑為甲苯/乙酸乙酯(1∶1)混合溶劑。
使用的基本配方如下熱塑性彈性體JEC6112 5-12份潛伏性固化劑JQE6114 6-10份液態環氧樹脂JE6110-1(環氧當量185-195g/ep)5-10份液態環氧樹脂JE6110-2(環氧當量245-270g/ep)5-10份固態環氧樹脂JE6110-3(環氧當量450-500g/ep)0-4份導電粒子2-3份抗氧劑0-0.5份觸變劑0-0.5份矽烷偶聯劑KH570 0-1份甲苯/乙酸乙酯混合溶劑佔膠液總量的60-70％本發明按上述配方製成膠液，塗布，烘乾成膜。
在130-150℃，4kgf/cm2，17-20秒下進行壓縮，測試剝離強度，導電接觸電阻和絕緣電阻。
實施步驟1、熱塑性彈性體的合成。稱量甲苯二異氰酸酯29克，端羥基液體丁腈橡膠122克，控溫70℃，在催化劑二月桂酸二丁基錫的作用下反應2小時，測定-NCO達理論設計值後，加入35g液體環氧樹脂JE6110-1，控溫90℃反應1小時，測定-NCO值，含量小於0.5％停止反應，趁熱出料。
2、潛伏性固化劑的合成。稱取44.4克2-十七烷基咪唑和18.9克液體環氧樹脂在80℃下反應3-5小時，當瓶內反應液由液體變為半固態粘稠物時，停止加熱，趁熱出料，冷卻。粉碎至3-5μm顆粒後，加入17.4克甲苯二異氰酸酯，50克甲苯/乙酸乙酯的混和溶劑，在70℃下反應2小時後冷卻出料。
3、取步驟1中合成的熱塑性彈性體JEC6112 120克，液體環氧樹脂JE6110-180克，液體環氧樹脂JE6110-2 100克，固體環氧樹脂JE6110-3 20克，加入甲苯/乙酸乙酯的混合溶劑670克，加熱溶解後加入20克粒徑8μm的鍍Ni/Au導電粒子，攪拌均勻，降溫後加入步驟2合成的潛伏性固化劑JQE6114的甲苯溶液(取用時混勻)150g，抗氧劑5g，觸變劑5g，矽烷偶聯劑10g，攪拌均勻製成膠液。
將上述膠液塗布在經脫模劑處理過的聚鄰苯二甲酸乙二醇酯剝離薄膜上，120℃烘乾3分鐘，分切成2毫米寬，單卷50米長異方性導電膠膜，冷貯。
上述導電膠膜置於兩連接電路間，在130℃，4kgf/cm2m2壓力，20秒的條件下壓縮，剝離強度1600gf/cm，導電電阻5Ω，絕緣電阻5×1011Ω，耐溶劑腐蝕性佳。40℃貯存穩定性達1月以上。
下面針對異方性導電膠膜的特性進行評價。就表一所見的評價項目及評價方法進行說明。
剝離強度1100gf/cm以上標記為○，不足1100gf/cm標記為×。
導電電阻10Ω以下標記為○，否則標記為×。
40℃環境1個月後仍有粘性標記為○，否則標記為×。
表一

權利要求
1.一種異方性導電膠膜的製備方法，其特徵在於包括以下步驟，首先，將絕緣樹脂中的熱塑性彈性體和環氧樹脂加入到甲苯與乙酸乙酯的混合溶劑中，加熱攪拌；溶解後，將導電粒子加入並攪拌均勻；降溫後，加入潛伏性固化劑以及絕緣樹脂中的抗氧劑、觸變劑、矽烷偶聯劑，攪拌均勻製成膠液。將所製成膠液塗布到經脫膜劑處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯構成的剝離薄膜上，經烘乾後，成膜。使用的基本配方如下熱塑性彈性體 5-12份潛伏性固化劑 6-8份液態環氧樹脂 10-20份固態環氧樹脂 0-4份導電粒子 2-3份抗氧劑0-0.5份觸變劑0-0.5份矽烷偶聯劑0-1份其中，甲苯/乙酸乙酯混合溶劑佔膠液總量的60-70％。
2.根據權利要求1所述的異方性導電膠膜的製備方法，其特徵在於所述的熱塑性彈性體由端羥基液體丁腈橡膠與環氧樹脂以及異氰酸酯按照1∶2∶2的比例反應合成。
3.根據權利要求2所述的異方性導電膠膜的製備方法，其特徵在於所述的端羥基液體丁腈橡膠的羥基含量為0.6~0.7％。
4.根據權利要求2所述的異方性導電膠膜的製備方法，其特徵在於所述的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯。
5.根據權利要求1所述的異方性導電膠膜的製備方法，其特徵在於所述的環氧樹脂為雙酚A型液體環氧樹脂或固體環氧樹脂以及它們按任意比例的組合物。
6.根據權利要求1所述的異方性導電膠膜的製備方法，其特徵在於所述的潛伏性固化劑為柔韌性好的2-十七烷基咪唑改性固化劑；改性方法為由2-十七烷基咪唑與液體環氧樹脂按照2∶1的物質量之比反應之後，再與甲苯二異氰酸酯(TDI)按摩爾比為1∶1反應合成。
7.根據權利要求1所述的異方性導電膠膜的製備方法，其特徵在於所述的抗氧劑為四[β(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，觸變劑為氣相二氧化矽，矽烷偶聯劑為γ-(甲基丙烯醯氧基)丙基三甲氧基矽烷。
全文摘要
本發明是一種異方性導電膠膜的製備方法，首先，將絕緣樹脂中的熱塑性彈性體和環氧樹脂加入到甲苯與乙酸乙酯的混合溶劑中，加熱攪拌；溶解後，將導電粒子加入並攪拌均勻；降溫後，加入潛伏性固化劑以及絕緣樹脂中的抗氧劑、觸變劑、矽烷偶聯劑，攪拌均勻製成膠液。將所製成膠液塗布到經脫膜劑處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯構成的剝離薄膜上，經烘乾後，成膜。所製備的異方性導電膠膜使用溫度在130－150℃的較低溫度範圍內；固化時間較短，為15－20秒；剝離強度較高，為1000gf/cm；儲存穩定性較好，儲存期超過30天(40℃環境下)。
文檔編號C08K3/00GK1919900SQ200610068710
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月1日 優先權日2006年9月1日
發明者紀克兵, 李興存, 周小平, 豆帆, 朱洪維 申請人:煙臺碩德新材料有限公司