一种基于2D打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法与流程

本发明属于导电胶膜，具体涉及一种基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法。

背景技术：

1、异方性导电胶膜(anisotropic conductive film，acf)是同时具有导电、绝缘、粘结三个功能的高分子膜。通过对芯片/基板进行热压，可以使得导电粒子在两个电极中捕获，并挤出接触位点的树脂，实现在z轴方向导电，在x-y平面，因为有机树脂包覆住导电粒子，使得导电粒子相互间不触碰，表现出绝缘的特点，避免相邻电极之间的短路。

2、目前导电粒子的分散，主要是通过与有机树脂直接共混实现。这种共混方式，使得导电粒子在异方性导电胶膜中以无规分散为主，同时不可避免地存在分布不均匀、团聚等问题，使得导电粒子在局部部分含量较少。为了满足电极之间导通的最低导电粒子数量要求，往往需要添加过量的导电粒子。然而这样又会使得导电粒子在部分电极之间富集、团聚，存在短路的风险，也在一定程度上增加了异方性导电胶膜的制备成本。

3、采用含绝缘层保护的绝缘粒子替代无绝缘层的导电粒子，可以有效减少短路的风险。然而绝缘层无法做到100％的保护，在受到外力挤压、高速剪切时也会因为绝缘层破裂导致短路。此外，有绝缘层的导电粒子的成本要远高于普通导电粒子，使用有绝缘层的导电粒子，会导致acf的成本大幅上升。

4、中国专利(公开号：cn110277186a)公布了一种具有固定阵列的acf及其加工方法，通过将导电球嵌于固定阵列排布的凹槽中，再用胶将导电球以阵列排布的形式收集，还提出了多种基于此方法的连续化生产工艺，然而该种方法所要用到的凹槽适配的导电粒子尺寸范围是较小的，当导电颗粒尺寸改变时需要重新制备新的凹槽。这样先制备阵列式的粒子捕获位置，再进行粒子附着，工序复杂，生产成本高，效率低。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种一种基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，通过2d打印阵列式导电粒子制备得到acf胶膜，具有可连续化生产、操作简单的特点。

2、本发明技术方案中基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，包括在pet膜上以导电粒子分散液为打印液，使用打印机2d打印得到导电粒子，干燥后涂覆胶膜液，最后进行烘干。

3、使用打印机通过导电粒子分散液进行2d打印，在pet膜上得到均匀分布的导电粒子，再涂覆胶膜液烘干固化，导电粒子嵌入在胶膜内部，得到性能优异的阵列式异方性导电胶膜。

4、进一步地，pet膜的厚度为50～100μm，轻剥离力为2～10gf/25cm，重剥离力为30～100gf/25cm。

5、作为列举，pet膜的长度为100～300m，宽度为0.1～0.5m，以上参数仅仅作为列举，不做限制。

6、进一步地，导电粒子分散液包括以下重量份数的组分：10～30份导电粒子、800～1200份溶剂、1～5份分散剂和10～30份粘接剂。

7、作为优选，导电粒子为镀金聚苯乙烯微球、镀镍聚苯乙烯微球中的一种或两种。

8、进一步地，导电粒子的直径为2～10μm，优选为2～4μm。

9、作为优选，溶剂为丙酮、丁酮、四氢呋喃、甲醇、乙醇、甘油、水中的一种或多种。

10、作为优选，分散剂为聚乙二醇、聚醚胺、聚醚多元醇、聚丙烯酸中的一种或多种。

11、作为优选，粘结剂为环氧树脂粘结剂、聚氨酯粘结剂中的一种或两种。

12、进一步地，导电粒子分散液中导电粒子的浓度为1.0～2.0×108pcs/ml。

13、进一步地，打印机的打印模头由一个或若干个模块组成，每个模块上排布有若干个枪头，相邻两行和相邻两列枪头之间均呈均匀错位排列。

14、进一步地，每个模块的宽度为50～100μm，长度为1000～1500μm。并以平行于模块宽度方向为行，垂直于模块宽度方向为列。

15、进一步地，每个模块中每行排布有12～240个枪头，每行中相邻枪头之间的距离为10.0～15.0μm，相邻两行枪头之间的距离为2.0～5.0μm。

16、进一步地，每个模块中每列排布有24～480个枪头，每列中相邻枪头之间的距离为10.0～15.0μm，相邻两列枪头之间的距离为2.0～5.0μm。

17、作为优选，枪头的内直径为4.0～5.0μm。

18、进一步地，每个打印枪头中导电粒子分散液的注入量为5～10×10-9ml。使得每次注入的导电粒子分散液中都只含有1颗导电粒子，即每次打印1颗导电粒子。

19、进一步地，打印机打印时枪头与pet膜的间距为250～2000μm。

20、进一步地，胶膜液包括以下质量份数的组分：35～70份热塑性树脂、15～50份环氧树脂、1～5份催化剂和2～10份填料。

21、作为优选，热塑性树脂为顺丁橡胶、丁晴橡胶、苯氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。

22、作为优选，环氧树脂为双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、酚醛环氧树脂中的一种或多种。

23、作为优选，催化剂为三氟化硼乙胺络合物、三氟甲烷磺酸镧、4-乙基-2-甲基-咪唑中的一种或多种。

24、进一步地，填料为粒径8～1000nm的二氧化硅，优选为粒径10～100nm的二氧化硅。

25、进一步地，干燥温度为80～150℃，时间为3～10s。

26、进一步地，烘干温度为50～100℃，时间为1～10min。

27、进一步地，胶膜液烘干后得到厚度为4～40μm的胶膜层。

28、本发明还提供一种阵列式异方性导电胶膜，由上述基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法制备得到。

29、进一步地，上述阵列式异方性导电胶膜中相邻两行和相邻两列导电粒子之间均呈错位排列。

30、进一步地，上述阵列式异方性导电胶膜中每行和每列相邻两个导电粒子之间的距离均为10.0～15.0μm，和/或相邻两行和相邻两列导电粒子之间的距离均为2.0～5.0μm。

31、相比现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：

32、(1)通过2d打印方法在pet膜上均匀排布导电粒子，再制备胶膜层，最终得到性能良好的阵列式异方性导电胶膜；

33、(2)先使用打印机通过导电粒子分散液在pet膜上2d打印得到均匀分布的导电粒子，再涂覆胶膜液烘干固化，可使导电粒子均匀嵌入在胶膜内部，保证acf较好的导电性能和使用性能；

34、(3)通过合适的导电粒子分散液和打印液体注入量，使得每次打印出一颗导电粒子，保证了导电粒子排布的均匀性；

35、(4)本发明2d打印制备阵列式异方性导电胶膜的方法，具有可连续化生产、操作简单的特点，适宜于大规模应用。

技术特征：

1.一种基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，其特征在于，包括在pet膜上以导电粒子分散液为打印液，使用打印机2d打印得到导电粒子，干燥后涂覆胶膜液，最后进行烘干。

2.根据权利要求1所述的基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，其特征在于，导电粒子的分散液包括以下重量份数的组分：10～30份导电粒子、800～1200份溶剂、1～5份分散剂和10～30份粘接剂。

3.根据权利要求1所述的基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，其特征在于，打印机的打印模头由一个或若干个模块组成，每个模块上排布有若干个枪头，相邻两行和相邻两列枪头之间均呈均匀错位排列。

4.根据权利要求3所述的基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，其特征在于，每个模块中每行排布有12～240个枪头，每行中相邻枪头之间的距离为10.0～15.0μm，相邻两行枪头之间的距离为2.0～5.0μm。

5.根据权利要求3所述的基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，其特征在于，每个模块中每行排布有24～480个枪头，每列中相邻枪头之间的距离为10.0～15.0μm，相邻两列枪头之间的距离为2.0～5.0μm。

6.根据权利要求1所述的基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，其特征在于，打印机打印时抢头与pet膜的间距为250～2000μm。

7.根据权利要求1所述的基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，其特征在于，胶膜液包括以下质量份数的组分：35～70份热塑性树脂、15～50份环氧树脂、1～5份催化剂和2～10份填料。

8.根据权利要求1所述的基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，其特征在于，烘干温度为50～100℃，时间为1～10min。

9.根据权利要求1所述的基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，其特征在于，胶膜液烘干后得到厚度为4～40μm的胶膜层。

10.一种阵列式异方性导电胶膜，其特征在于，由权利要求1所述的基于2d打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法制备得到。

技术总结本发明属于导电胶膜技术领域，具体涉及一种基于2D打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法。所述基于2D打印法制备阵列式异方性导电胶膜的方法，包括在PET膜上以导电粒子分散液为打印液，使用打印机2D打印得到导电粒子，干燥后涂覆胶膜液，最后进行烘干；打印机的打印模头由一个或若干个模块组成，每个模块上排布有若干个枪头，相邻两行和相邻两列枪头之间均呈均匀错位排列；每个打印枪头中导电粒子分散液的注入量为5～10×10<supgt;‑9</supgt;mL。通过2D打印方法均匀排布在PET膜上的导电粒子，再形成胶膜层，最终得到性能良好的阵列式异方性导电胶膜。技术研发人员：徐锡威,吴飞翔,钱建峰受保护的技术使用者：宁波连森电子材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30