[发明专利]一种用于异方性导电胶/膜的导电微球及其制备方法

说明书

本发明属于导电材料制备领域，具体是涉及一种用于异方性导电胶/膜的导电微球，使用单分散高交联微球作为内核基球，从基球表面接枝线性聚合物形成软壳外层，制成“核壳型”微球；再经微球表面化学镀金属(镍、银)及二次电化学镀金而制成“核壳型”导电微球。本发明有效解决了现有普通导电微球在很大的贴合压力范围下导电微球产生破裂，这使得电极间有效导电微球数目下降，接触电阻增高的问题。

技术领域

本发明属于导电材料制备领域，具体是涉及一种用于异方性导电胶/膜的导电微球及其制备方法。

背景技术

以树脂微球为基材，经化学镀覆导电金属材料而成的导电微球，并经过与粘合剂树脂混合而成的各向异性导电材料，是现今微电子线路连接的主流方向。异方性导电材料广泛应用于微电子器件的封装，如液晶电视屏、个人电脑、照相机、手机。

异方性导电胶/膜是以相对低的导电微球与粘结剂配比组成，一般情况下并不导电，在将此导电胶/膜置于一对电极之间，施以一定压力后，使上下两电极与导电微球接触，于垂直方向(Z)导电，而水平方向(X-Y)则保持绝缘，因而称之为异方性导电胶/膜。导电性的好坏直接与导电微球性能相关，这其中包括微球的粒径大小、粒径分布、导电金属的导电率等等。减小微球粒径可以增加微球棵粒的数量，从而增加电极之间的连接点，进而提高导电性。均匀的粒径分布，可以使每一粒微球与上下电极接触，保证有效微球数量和高导电性。导电金属则选用高导电率的镍、铜、银、金。

随着微电子工业的进步，集成电路微型化。电子器件的线路连接技术更加依赖于高性能的异方性导电胶/膜。现有的异方性导电胶/膜，基本符合电子产品应用要求。但在集成电路及电子器件进一步微型化，或对导电性更高的应用，现有导电胶/膜的性能则面临挑战。微型化的挑战之一是连接各种电路的电极面积减少，及电极间的距离减少。由于电极面积减少，上下电极所能接触到的导电微球数目将会成比例减少，即电极间的电阻会成比例地增加。对于电极间的电阻有严格要求的电子线路，这不仅会带来不符合规格的电阻值，还会使电极接触不稳，产生较高的热量，这对一些穿戴电子装备，像手机、耳机、手表等，是一种不可接受的缺陷。

异方性导电胶/膜在应用过程中通常要施加一定的压力和温度，以保证较低的接触电阻及粘结剂快速固化。温度会使导电微球中高分子微球软化，软化的程度与温度相关。当压力下进行粘合时，导电微球发生形变，同时达到较大的接触面积，而取得低的接触电阻。但是施加过大的压力会导致部分导电微球破裂，而使导电微球失去导电性。尤其在微球颗粒分布不均匀的情况下，导电微球的破损率会更高。在实际粘合过程中，要从高的贴合压力取得大的接触面积与低的贴合力来减少微球破损率中寻找平衡点，这增加了贴合操作难度。尤其是在粘合不同电子线路，电极数量和电极面积均可能不同，电极间导电微球的数目会有很大的不同。这会直接改变每颗导电微球所承受的压力，导致极难掌控最佳贴合压力。此外，即使取得最佳的贴合压力，导电微球也存在一定的破损率，这使得电极间有效导电微球数目下降，接触电阻增高。

为了提高导电性，现有技术只能增加导电微球在胶/膜中的含量，但也增加了X- Y方向短路风险。这使得微型化集成电路贴合更加困难。迪睿合(索尼化学)使用了一种在导电微球表面涂覆一层绝缘膜的技术，以减少X-Y方向短路风险，便于增加导电微球在胶/膜中的含量。但绝缘膜必须在热压时被挤破而导电。热压的压力必须适中，压力太小不能挤破绝缘膜，压力太大可能挤破整个导电微球，总体提高导电性效果并不突出。日立化成使用了一种添加粒径更小的绝缘微球到导电微球胶/膜中，用于阻隔导电微球，防止X-Y方向短路。此方法也不能提高太多导电性。

发明内容

针对上述现有异方性导电胶/膜普遍存在的缺点和不足，本发明的目的是提供一种用于异方性导电胶/膜的导电微球的制备方法，以期在贴合异方性导电胶/膜时，导电微球获得更大的接触面积和高的多的导电性。在很大的贴合压力范围，导电微球的接触电阻均可保持一致性，在相对高的贴合压力下，导电微球不产生破裂，以保持有效导电微球数目。

为实现本发明的发明目的，发明人提供如下技术方案：