一种各向异性导电胶及其固化方法与流程

本发明涉及各向异性导电胶，尤其涉及一种各向异性导电胶及其固化方法。

背景技术：

1、各向异性导电胶(anisotropic conductive paste,acp)是一种特殊的胶粘剂，其在垂直方向具有导电性，而在水平方向为绝缘性。这种特性使得各向异性导电胶能够实现电信号的传输和电流的流动，同时保持接触点的稳定。各向异性导电胶广泛应用于液晶显示器、触摸屏、柔性电路板、3d打印电子元件等领域，为电子设备的性能和稳定性提供支持。

2、各向异性导电胶的主要成分是高分子树脂和导电粒子，其中，高分子树脂作为载体，起到固化和连接导电粒子的作用；导电粒子的作用是使胶体具有导电性能。目前各向异性导电胶所采用的高分子树脂一般为环氧树脂和丙烯酸树脂。其中，环氧树脂因其固化后具有高粘接性、高强度和高可靠性被广泛应用；然而，各向异性环氧树脂导电胶一般通过热固化的方式实现封装，而且热固化温度比较高(180～200℃)，较高的温度会造成低熔点基材的变形翘曲，也可能导致芯片功能受损。丙烯酸树脂可以实现较低温度的固化，而且可以通过光固化的方式在常温下实现邦定，比如北京梦之墨科技有限公司的专利cn110964460a、清华大学的专利cn1367219a均公开了光固化的各向异性导电胶，实现了低温和常温下的快速邦定。然而，对于一些不透明的材料或结构，光线很难穿透，无法实现材料底部的暗固化，使得部分连接不够牢固或不可靠。进一步地，东华大学的专利cn104673113a开发了光热双重固化的各向异性导电胶膜，但是在其热固化温度为120℃，此温度对一些温度敏感的组件依然存在损害的可能。因此，如何实现各向异性导电胶在更低温度(≤100℃)下的固化，满足低温场景下的芯片电连接封装，依然是倒装芯片封装领域的严峻考验。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种各向异性导电胶及其固化方法，解决现有技术中各向异性光固化导电胶的暗固化问题以及各向异性热固化导电胶低温(≤100℃)条件下的有效固化问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一方面，本发明提供一种各向异性导电胶，按照质量份数计，包括：(a)脂环族环氧树脂20～100份、(b)活性稀释剂1～50份、(c)阳离子光引发剂0.5～30份、(d)热引发剂1～30份、(e)触变剂0.5～15份、(f)硅烷偶联剂0～5份、(g)导电粒子1～30份。

4、在某些具体的实施方式中，所述(a)脂环族环氧树脂的质量份数可列举出20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份、90份、100份。

5、在某些具体的实施方式中，所述(b)活性稀释剂的质量份数可列举出1份、20份、30份、40份、50份。

6、在某些具体的实施方式中，所述(c)阳离子光引发剂的质量份数可列举出0.5份、5份、15份、20份、25份、30份。

7、在某些具体的实施方式中，所述(d)热引发剂的质量份数可列举出1份、5份、15份、20份、25份、30份。

8、在某些具体的实施方式中，所述(e)触变剂的质量份数可列举出0.5份、5份、7份、15份。

9、在某些具体的实施方式中，所述(f)硅烷偶联剂的质量份数可列举出0份、1份、2份、3份、4份、5份。

10、在某些具体的实施方式中，所述(g)导电粒子的质量份数可列举出1份、5份、15份、20份、25份、30份。

11、优选地，所述(a)脂环族环氧树脂选自4-乙烯基环氧环己烷、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、3，4-环氧环己基甲基丙烯酸甲酯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、3-环氧乙基-7-氧杂二环[4,1,0]庚烷、二-4-环氧环己烷和六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯中的一种或多种。

12、优选地，所述(b)活性稀释剂选自3,3’-[氧基双亚甲基]双[3-乙基]氧杂环丁烷、3-乙基-3-氧杂丁环甲醇、叔碳酸缩水甘油酯、缩水甘油苯基醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6己二醇二缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚、新戊二醇二缩水甘油醚和4-乙烯基苯基缩水甘油醚中的一种或多种。

13、优选地，所述(c)阳离子光引发剂选自二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、三芳基硅氧醚、二苯基碘鎓六氟磷酸盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐和磺酰氧基酮中的一种或多种。

14、优选地，所述(d)热引发剂选自六氟锑酸盐、封闭型二苯基碘鎓锑酸盐、封闭型二苯基碘鎓磷酸盐、封闭型三芳基硫鎓六氟磷酸盐、铵封闭路易斯酸盐和五氟苯硼酸锍鎓盐中的一种或多种。

15、优选地，所述(e)触变剂选自气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有机膨润土、石棉、高岭土、凹凸棒土和乳液法氯乙烯化合物中的一种或多种。

16、优选地，所述(f)硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

17、优选地，所述(g)导电粒子选自金属微粉、金属微球、碳材料微粉、碳材料微球和有机物微球表面包裹金属层复合材料中的一种或多种；所述导电粒子的粒径为单分散或多分散，粒径范围为50nm～100μm。

18、在某些具体的实施方式中，所述各向异性导电胶的制备方法为本领域常规方法，具体包括以下步骤：按比例称取各组分，投入混料设备中进行混料，混合均匀后装入避光容器中低温保存。

19、又一方面，本发明提供上述各向异性导电胶的固化方法，所述固化方法为光热双重固化；所述光热双重固化为①紫外光固化后，再进行热固化；或，②紫外光固化和热固化同时进行。

20、优选地，所述紫外光固化的紫外光的波长为100nm～450nm；

21、优选地，所述紫外光固化的方式选自单面固化、双面固化、侧面固化和环形固化中的一种或多种；

22、优选地，所述紫外光固化的单位面积光能量为200mj/cm2～100j/cm2；

23、优选地，所述紫外光固化的时间为500ms～120s；

24、优选地，所述热固化的温度为25℃～100℃；

25、优选地，所述热固化的时间为2s～300min。

26、上述技术方案具有如下优点或者有益效果：

27、本发明提供了一种各向异性导电胶，解决了各向异性光固化导电胶的暗固化问题，以及各向异性热固化导电胶在低温(≤100℃)条件下的有效固化问题。本发明提供的各向异性导电胶为光热双重固化导电胶，其固化方式可以为①紫外光固化后，再进行热固化；或，②紫外光固化和热固化同时进行。其中，固化方式①中，紫外光照射后能够使导电胶迅速固化，起到定位的作用，再进行热固化赋予其良好的粘接性能和优异的可靠性。本发明提供的光热双重固化的各向异性导电胶在芯片封装中，能有效实现低温(≤100℃)条件下的暗固化。