[发明专利]各向异性导电胶和胶膜及其制备方法

说明书

各向异性导电胶和胶膜及其制备方法。该导电胶膜由助焊粘结剂，锡基金属粉末构成，以质量百分比计，其中锡基金属粉末0.1%‑30%，助焊粘结剂70%‑99.9%；助焊粘结剂按质量百分比计，其中溶剂30%‑50%，树脂增粘剂45%‑65%，有机酸活性剂1%‑5%，表面活性剂0.1%‑1%。树脂增粘剂以质量百分比计，其中过氧化物引发剂0.1%‑0.5%，固化剂0.5%‑5%，树脂94.5%‑99%。锡基金属粉末的含量范围相对现有技术更高，在助焊粘结剂中加入了有机酸活性剂，且能非常有效地平衡锡基金属粉末表面氧化膜对形成冶金连接的影响，使冶金连接的效果更好。

技术领域

本申请涉及电子元件焊接材料技术领域，具体涉及各向异性导电胶和胶膜及其制备方法。

背景技术

随着5G通讯的快速发展，产品终端的应用场景更加丰富，芯片尺寸的大幅减小。随着芯片尺寸的缩小在原本相同面积大小的基板上芯片的数量以及芯片的引脚呈十倍乃至百倍的增加，而传统锡膏的使用工艺为点胶或者印刷后再将芯片贴装在相应位置上，这个过程所需要的时间也会呈十倍乃至百倍的增加，这个生产效率将会大幅下降。且因为传统锡膏的使用工艺窗口限制，实际上的贴装时间是不能被无限延长，否则必然导致焊接不良从而使良率大幅下降，因此急需具有快速贴片焊接，高强度连接，大功率导电导热的焊接产品。

各向异性导电胶，是同时具有各向粘接，纵向导电，横向绝缘三大特性的精密电极连接材料。各向异性导电胶具有在特定方向上导电而在其他方向绝缘的优良特性，这一特性在窄间距小尺寸芯片连接应用中有着非常广阔的应用场景。合适的工艺条件下使用各向异性导电胶可以让芯片与基板焊盘间快速形成高强度连接，并完成导电，导热，绑定，并且大幅度提升生产效率完成微小尺寸芯片的巨量转移，焊接等问题。

各向异性导电胶的显著特点是一张胶膜上实现垂直方向导通而水平方向绝缘。现广泛用于，FPC与LCD，IC与Film以及Micro LED之间的压合绑定。各向异性导电胶为层状结构，层中包括起导电作用的导电粒子以及起填充作用的填充物，填充物一般有热塑性和热固性两种。

目前市场上已有的类似产品中并不能达到上述要求，如公告号为CN107452438A的专利申请中公布了一种各向异性导电胶带，该胶带使用微胶囊结构，胶囊含有镍，金导电粒子和固化剂，当受热压后胶囊被破坏后，导电粒子流出胶体固化，从而实现电极之间的定向导电，但通过该方式形成的电极连接仅仅是物理接触并没有形成冶金焊点，导电导热效果都相对较差。如公告号为CN101392154A的专利申请中公布了一种各向异性导电胶黏剂组合物以及各向异性导电薄膜，该胶黏剂及薄膜在适当的工艺条件下仅能完成电极间的接触连接并未形成相应焊点或冶金，因此也无法达到大功率导电导热及高强度焊接效果。如CN104673111A中公布了一种环氧树脂基各向异性导电胶，该胶膜使用镀镍或镀金的聚苯乙烯微球做导电粒子，通过搭配潜伏型固化剂和固化促进剂从而各向异性导电胶的储存稳定性和热稳定性，但仍没有达到具有冶金连接的焊点效果，参考图3。

在本申请申请文件中，采用电子行业标准SJ/T 11391-2019电子产品焊接用焊合金粉或IPC J-STD-005A-2012中的颗粒尺寸规定；T7～T8这样的符号表示颗粒直径范围信号；单位是微米即μm；

T7型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：2μm～11μm；

T8型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：2μm～8μm；

T9型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：1μm～5μm；

T10型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：1μm～3μm。

在本申请申请文件中，涉及到的物质名称的解释列表如下表1中的CAS No是美国化学文摘服务社(Chemical Abstracts Service，CAS)为化学物质制订的登记号。

表1