专利名称：：各向异性导电胶粘剂及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种新型高分子各向异性导电胶粘剂的组成及其制备方法，该胶粘剂可用于薄膜电路与LCD玻璃、PCB板和驱动电路等热压粘接连接，也可用于表面元器件与布线、多层布线与印刷线路板之间的热压粘接连接等。具有各向异性的导电高分子胶粘剂被用于LCD与驱动电路PCB之间的薄膜电路热压粘接方式适应电子产品自动化生产、轻型化、薄型化的发展，得到迅速的推广应用。日本公开特许昭61－276873、昭62－41227是采用聚酯热塑性弹体和丙烯酸酯热塑性弹体为绝缘胶粘剂体系，混入导电性物质，组成各向异性导电胶粘剂，这类胶粘剂的优点是热压时间短、配制简单，其缺点是耐热性差、热压时易滑动、剥离强度较低、连接电路的可靠性较差。随后的研究对其进行了改进，日本公开特许平1－113480采用环氧改性热固性树脂作为绝缘胶粘剂主体均匀分散导电颗粒形成热压各向异性导电胶粘剂；提高了胶粘剂的耐热性、剥离强度和可靠性，但存在固化温度高、时间长，对被粘接电子元器件易造成热损害等缺点。本发明的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种技术性、工艺性更好的各向异性导电胶粘剂的组成及其制备方法。该胶粘剂适用于聚酯、聚酰亚胺薄膜电路与LCD、PCB的热压连接，并可广泛用于电子产品的电路装配。具有较低的热压温度和较短热压时间，较高的剥离强度和可靠性，耐老化性、电性能优良，胶膜活性期、初粘性合适。同时工业实施方便，成本低廉。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种向异性导电胶粘剂，它主要由多元醇化合物、多异氰酸酯、扩链剂、环氧树脂、酚醛树脂、偶联剂、抗氧化剂、导电颗粒和溶剂组成，胶粘剂的固溶度为45～55％，其它各组份的组成按重量计为多元醇化合物100份多异氰酸酯1－100份扩链剂1－20份环氧树脂1－25份酚醛树脂1－40份偶联剂1－5份抗氧化剂0．5－3份导电颗粒1－10份。根据本发明，所述的多元醇化合物为聚乙二醇己二酸酯、聚丁二醇己二酸酯、聚己二醇己二酸酯、聚乙二醇－共－丙二醇－己二酸酯(50／50)或聚丙二醇醚中的一种或两种的混合物。根据本发明，所述的多异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯(80／20)，4，4’－二苯基甲烷二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯中的一种。根据本发明，所述的扩链剂是乙二醇、丁二醇、1，4－双(2－羟乙氧基)苯、1，4－双(羟甲基)环己烷、哌嗪、3，3’－二氯－4，4’－二氨基二苯基甲烷中的－种或两种。根据本发明，所述的环氧树脂为双酚A缩水甘油醚型的E－51、E－44、E－20、E－12，溴代双酚A缩水甘油醚型的EX－40，EX－20；线性分子基树脂多缩水甘油醚型F－44，F－51中的一种或一种以上的混合物。根据本发明，所述的酚醛树脂是热固性线型酚醛树脂。根据本发明，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，如γ－氨丙基三乙基硅烷(KH－550)，γ－缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(KH－560)，γ－甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷(KH－570)。根据本发明，所述的抗氧化剂为2，6－二叔丁－4－甲基苯酚、2，2，4－三甲基1，2－二氢化喹啉、硫化二丙酸二月桂酯中的一种或其中的两种混合物。根据本发明，所述的溶剂是甲苯、二甲苯、环乙烷、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二氯乙烷、三氯甲烷、丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种或一种以上的混合物。根据本发明，所述的导电颗粒为碳粉。一种制备本发明的各向异性导电胶粘剂的方法按导电胶粘剂的重量组成，将多元醇化合物加入异氰酸酯50～70℃反应1～3小时，加入扩链剂继续反应1～2小时，加入溶剂溶解后，加入环氧树脂、酚醛树脂、偶联剂、抗氧化剂、导电颗粒和溶剂调制成各向异性导电胶粘剂，充分搅拌均匀后，在PE薄膜电路上均匀涂膜，烘干后测试胶膜与LCD玻璃、PCB板粘接的机械性能和电性能。用该胶粘剂粘接薄膜电路具有如下特点(1)热压温度150－17℃(2)热压时间5－7秒(3)压力10kg／cm2(4)粘接强度≥450g／cm(5)热冲击性－40℃～+85℃，10次循环通过(6)耐湿热性50℃，95％相对湿度，24hr，无变化(7)电性能，线路电阻增加值＜10％本发明提供的各向异性导电胶粘剂的特点是(1)胶粘剂配方中既采用了热塑性聚氨酯弹性体增加初始粘附性，又采用了酚醛环氧改性热固性树脂增加了粘接强度，二者相互匹配，综合性能优良。(2)粘接时，热压时间短，热压温度低，粘接强度高。(3)胶粘剂液体单组份包装，贮存期长，工艺适用性好，成本低。(4)适用性强，广泛适用于电子行业电子元器件线路组装和布线连接，便于自动化生产线使用。以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明将此胶粘剂涂在聚酯薄膜电路上烘干后检测其性能，结果列于表1。在带有搅拌器、冷凝器、加热装置的反应瓶中，将聚己二醇己二酸酯加热熔化后，加入甲苯二异氰酸酯，在60℃下反应2小时，加入1，4－双(2－羟乙氧基)苯继续搅拌1小时，得均匀粘稠反应物。加入用适量溶剂溶解的环氧树脂E20、酚醛树脂、抗氧化剂、偶联剂的混合物，然后用环己酮∶乙酸乙酯=1∶1的混合溶剂稀释到固含量55％，最后加入导电颗粒碳粉，充分搅拌均匀即得到本发明的各向异性电胶粘剂。将上述胶粘剂涂在聚酯薄膜电路上烘干后检测其性能，结果列于表1。将上述胶粘剂均匀涂在聚酯薄膜电路上烘干后检测其性能，结果列于表1。将上述胶粘剂均匀涂在聚酯薄膜电路上，烘干后检测其性能，结果列于表1。比较例1在实施例1中，不加入环氧树脂和酚醛树脂改性，其他组份及配比不变，在同样的工艺条件下制备胶粘剂，用同样的方法，检测其性能，结果列于表1。比较例2在实施例5中，不加入环氧酚醛改性热固性树脂，其他组份配比不变，在同样的工艺条件下制备胶粘剂，用同样的方法检测其性能，结果列于表1。从表1的数据可见，实施例1－5，采用热塑性聚氨酯弹性体和热固性环氧酚醛改性树脂相匹配，再引入抗氧剂、偶联剂、导电碳粉，所得到的各向异性导电胶粘粒剂，比单独使用热塑性聚氨酯弹性体配制得的胶粘剂，用于薄膜电路与LCD、PCB粘接时，在粘接的工艺适用性、剥离强度、耐老化性都具有明显的提高。表1按热压温度170℃，压力10kg／cm2，热压时间5秒的相同条件粘接后检测<tablesid="table1"num="001"><table>测试项目测试条件实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5比较例1比较例2测试方法剥离强度g／cm常态628550585498610325350GB1040－79－40℃－85℃10次循环后61953757048660930828850℃，95％湿度，24hr后607543565475598255275导线电阻增加值长210mm，宽1．5mm，厚15μm印刷碳线5％7％9％6％8％9％11％欧姆计测算表面电阻(Ω)常态2．3×10121．9×10122．9×10122．4×10121．4×10121．2×10121．3×1012HGZ－59－78体积电阻(Ω．m)常态1．8×10132．1×10132．6×10131．7×10132．4×10131．3×10131．5×1013</table></tables>权利要求1．一种各向异性导电胶粘剂，其特征在于该各向异性导电胶粘剂主要由多元醇化合物、多异氰酸酯、扩链剂、环氧树脂、酚醛树脂、偶联剂、抗氧化剂、导电颗粒和溶剂组成，胶粘剂的固溶度为45－55％，其它各组份的组成按重量计为多元醇化合物100份多异氰酸酯1－50份扩链剂1－20份环氧树脂1－25份酚醛树脂1－40份偶联剂1－5份抗氧化剂0．5－3份导电颗粒1－10份。2．根据权利要求1所述的各向异性导电胶粘剂，其特征在于所述的多元醇化合物为聚乙二醇己二酸酯、聚丁二醇己二酸酯、聚己二醇己二酸酯、聚乙二醇－共－丙二醇－己二酸酯或聚丙二醇醚中的一种或两种的混合物。3．根据权利要求1所述的各向异性导电胶粘剂，其特征在于所述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4，4－二苯基甲烷二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯中的一种。4．根据权利要求1所述的各向异性导电胶粘剂，其特征在于所述的扩链剂为乙二醇、丁二醇、1，4一双(2－羟乙氧基)苯、1，4－双(羟甲基)环已烷、哌嗪、3，3’－二氯－4，4’－二氨基二苯基甲烷中的一种或两种。5．根据权利要求1所述的各向异性导电胶粘剂，其特征在于所述的环氧树脂为双酚A缩水甘油醚型、溴代双酚A缩水甘油醚型、线性分子基树脂多缩水甘油醚型中的一种或一种以上的混合物。6．根据权利要求1所述的各向异性导电胶粘剂，其特征在于所述的偶联剂为γ－氨丙基三乙基硅烷、γ－缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷或γ－甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷中的一种。7．根据权利要求1所述的各向异性导电胶粘剂，其特征在于所述的抗氧化剂为2，6－二叔丁－4－甲基苯酚、2，2，4－三甲基1，2－二氢化喹啉或硫化二丙酸二月桂酯中的一种或其中的两种混合物。8．根据权利要求1所述的各向异性导电胶粘剂，其特征在于所述的溶剂是甲苯、二甲苯、环乙烷、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二氯乙烷、三氯甲烷、丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的一种或一种以上的混合物。9．一种制备权利要求1所述的各向异性导电胶粘剂的方法，其特征在于按重量组成将多元醇化合物与多异氰酸酯于50－70℃下反应1－3小时，加入扩链剂得到聚氨酯热塑性弹性体后继续反应1－2小时，然后加入用溶剂溶解的环氧树脂和酚醛树脂，同时加入偶联剂、抗氧剂，用溶剂调制，最后加入导电碳粉充分搅拌均匀而成。全文摘要本发明公开了一种各向异性导电胶粘剂及制备方法。该胶粘剂主要由多元醇化合物、多异氰酸酯、扩链剂、环氧树脂、酚醛树脂、偶联剂、抗氧化剂、导电颗粒和溶剂组成,用化学反应的方法与物理混合法相结合制成,可以用于聚酯薄膜电路与LCD玻璃、PCB电路板等的热压粘接连接,具有热压时间短、温度低,粘接强度高,可靠性好,适用性强,便于生产线自动流水作业,是一种新型的电子元器件线路装配材料。文档编号C09J9/00GK1280156SQ0011469公开日2001年1月17日申请日期2000年7月11日优先权日2000年7月11日发明者于洁,袁明,王琛,宋文华,周厚阳,王洛礼申请人:湖北省化学研究所