一种各项异性导电胶膜的制备方法及各项异性导电胶膜与流程

本技术涉及新材料，特别涉及一种各项异性导电胶膜的制备方法及各项异性导电胶膜。

背景技术：

1、各向异性导电胶膜(anisotropic conductive film,acf)广泛应用于显示面板、相机模块等设备中电路板的连接，其最显著的特点是在垂直方向上电路导通，而在水平方向上是绝缘的，同时具有胶合固定的功能。acf胶膜的主要成分是绝缘树脂和导电粒子。根据导电粒子在树脂中的分布特点，acf胶膜可以分为粒子随机分布型和粒子阵列型。传统acf胶膜的导电粒子随机分布，通过混料、涂布等工艺可以较容易实现。粒子阵列型acf胶膜在面向超细间距电极的邦定需求上更有优势，可有效降低短路的风险。然而，粒子阵列型acf的制备过程需要实现微观尺度的粒子的阵列分布，而且粒子的阵列形态需要在胶膜制备和邦定过程中保持基本不变，在制备工艺、树脂配方选择方面存在巨大挑战。

2、acf胶膜的树脂一般为环氧树脂或丙烯酸树脂，普遍采用单一的热固化体系。环氧树脂可以提供较高的粘接强度，而且可以经受长期的可靠性测试，被广泛使用。然而，环氧树脂的热压温度一般比较高(180-250℃)、热压时间比较长(5-10s)，会对热压接的电极产生较大热应力。丙烯酸树脂的方案可以较好解决这一问题，比如日本迪睿合电子材料有限公司的专利jp2010037539a，使用丙烯酸系化合物制备acf胶膜，在130℃、3s的热压接条件下，可以实现较好的粘接强度和导通可靠性。另外，丙烯酸树脂体系可以较好的与光固化方式兼容。

3、相比传统的单一热固化体系，近些年，人们开始研究双重固化体系的树脂配方以进一步优化acf胶膜。比如，深圳市撒比斯科技有限公司的专利cn111100562a，采用分段热固化和磁力固化制备双重固化型acf胶膜，主要为了解决电极连接的可靠性和返修困难的问题。深圳市飞世尔实业有限公司的专利cn102634286b，采用光热双重固化技术制备acf胶膜，其中引入的光固化的目的，是为了避免使用溶剂，保护环境。东华大学的专利cn104673113a，提出光热双重固化acf胶膜，解决单一采用光固化方式固化不完全、单一采用热固化方式固化温度高和固化时间长的难题。然而，以上双重固化树脂均用于粒子随机分布的传统acf胶膜。双重固化的优势有望解决粒子阵列型acf胶膜的制备难题。

技术实现思路

1、鉴于此，有必要针对现有技术中存在的缺陷提供一种更优良的粒子阵列排布、导电性能和粘接强度的各项异性导电胶膜及其制备方法。

2、为解决上述问题，本技术采用下述技术方案：

3、本技术目的之一，提供了一种各项异性导电胶膜的制备方法，包括下述步骤：

4、获取阵列分布的导电微球；

5、获取阵列分布有导电微球的第一层树脂胶膜；

6、将第二层树脂胶膜覆膜到所述第一层树脂胶膜上；

7、对所述第一层树脂胶膜进行预固化处理，获得所述各项异性导电胶膜。

8、在其中一些实施例中，在获取阵列分布的导电微球的步骤中，具体包括下述步骤：

9、制备微孔阵列模板；

10、使用含氟有机表面修饰剂对所述微孔阵列模板表面进行修饰，获得低表面能的微孔阵列模板；

11、将导电微球填充到所述低表面能的微孔阵列模板的各个微孔中，获得阵列分布的导电微球。

12、在其中一些实施例中，在制备微孔阵列模板的步骤中，具体包括下述步骤：

13、采用光刻或激光刻蚀或软光刻或丝网印刷或电子束光刻制备得到所述微孔阵列模板，其中：在制备微孔阵列模板中使用的基材为纯硅基材或金属基材或陶瓷基材或有机物基材，所述基材为平板形状或者可用于连续化制备的滚轴形状，所述微孔阵列模板的微孔孔径d1为150nm～150μm，孔深h为50nm～150μm。

14、在其中一些实施例中，在使用含氟有机表面修饰剂对所述微孔阵列模板表面进行修饰，获得低表面能的微孔阵列模板的步骤中，所述含氟有机表面修饰剂为全氟硅烷或全氟聚醚或全氟聚醚醇或全氟聚酯或防指纹液，所述修饰包括浸涂、喷涂或者刮涂。

15、在其中一些实施例中，在将导电微球填充到所述低表面能的微孔阵列模板的各个微孔中，获得阵列分布的导电微球的步骤中，所述导电微球包括纯金属微球或碳材料微球或有机物微球表面包裹金属层，所述导电微球的填充方法包括刮涂或喷射或溶液自组装。

16、在其中一些实施例中，所述导电微球的粒径d2为100nm～100μm，且d2＜d1，0.5h＜d2＜1.5h。

17、在其中一些实施例中，在获取阵列分布有导电微球的第一层树脂胶膜的步骤中，具体包括下述步骤：

18、将丙烯酸树脂涂覆在离型膜上，获得丙烯酸树脂胶膜；

19、将所述丙烯酸树脂胶膜覆膜到微孔阵列模板上，通过剥离胶膜，将导电微球转移到所述丙烯酸树脂胶膜上，获得阵列分布有导电微球的第一层树脂胶膜。

20、在其中一些实施例中，所述的丙烯酸树脂包括质量份数为0.5～20份的光引发剂、质量份数为0.5～20份的热引发剂及质量份数为5～200份的丙烯酸脂；其中：

21、所述的光引发剂包括烷基苯酮类、苯偶酰类、酰基磷氧化物、苯偶姻及衍生物、苯偶酰类、二苯甲酮类、硫杂蒽酮类、芳香基碘鎓盐、烷基碘鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐的一种或几种混合；

22、所述的热引发剂包括过硫酸盐、过氧化氢类、过氧化二叔烷基类、过氧化酰类、过氧化羧酸酯类、过氧化二碳酸酯类、偶氮氰基类、偶氮硝基类、偶氮酯基类、偶氮羟基类的一种或几种混合；

23、所述的丙烯酸树脂包括环氧丙烯酸酯、磷酸酯型丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、单官能度丙烯酸酯、双官能度丙烯酸酯、三官能度丙烯酸酯或多官能度丙烯酸酯的一种或几种混合；

24、在其中一些实施例中，所述的第一层树脂胶膜的厚度为500nm～20μm。

25、在其中一些实施例中，在将第二层树脂胶膜覆膜到所述第一层树脂胶膜上的步骤中，具体包括下述步骤：

26、将第二层树脂胶膜覆膜到所述第一层树脂胶膜，并剥离去除掉所述第一层树脂胶膜一侧的离型膜。

27、在其中一些实施例中，所述第二层树脂胶膜通过下述方法制备得到：在离型膜上涂覆树脂胶膜得到所述第二层树脂胶膜。

28、在其中一些实施例中，所述第一层树脂胶膜一侧的离型膜的离型力小于所述第二层树脂胶膜一侧的离型膜的离型力。

29、在其中一些实施例中，所述的第二层树脂胶膜的厚度为1μm～100μm。

30、在其中一些实施例中，所述的第二层树脂胶膜包括热固化树脂，所述热固化树脂包括环氧树脂或丙烯酸树脂；其中：

31、所述的环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、环氧化烯烃化合物或杂环型和混合型环氧树脂的一种或几种；所述的环氧树脂的热固化剂包括常规型固化剂或者潜伏性固化剂，所述常规型固化剂包括咪唑类化合物、三氟化硼络合物、有机酸酐、聚酰胺、叔胺、脂肪族多胺、脂环族多胺、芳香族多胺或其改性物的一种或几种组合，所述潜伏性固化剂包括双聚氰胺、微胶囊型咪唑、三氟化硼胺或改性胺类的一种或几种组合，所述环氧树脂的质量份数为5～200份，所述的环氧树脂的热固化剂的质量份数为0.5～20份；

32、所述的丙烯酸树脂包括环氧丙烯酸酯、磷酸酯型丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、单官能度丙烯酸酯、双官能度丙烯酸酯、三官能度丙烯酸酯或多官能度丙烯酸酯的一种或几种混合；所述的丙烯酸树脂的热固化剂包括有机过氧化物、无机过氧化物或偶氮化合物的一种或几种混合，所述丙烯酸树脂的质量份数为5～200份，所述丙烯酸树脂的热固化剂的质量份数为0.5～20份。

33、在其中一些实施例中，在对所述第一层树脂胶膜进行预固化处理，获得所述各项异性导电胶膜的步骤中，具体包括下述步骤：

34、使用紫外光从所述第二层树脂胶膜一侧照射，对所述第一层树脂胶膜进行预固化处理，获得所需的粒子阵列型各向异性的各项异性导电胶膜。

35、在其中一些实施例中，所述的紫外光强度为0.1～50mw cm-2，固化时间为1s～10min。

36、本技术目的之二，还提供了一种各项异性导电胶膜，由所述的各项异性导电胶膜的制备方法制备得到。

37、本技术采用上述技术方案，其有益效果如下：

38、本技术提供的各项异性导电胶膜的制备方法及各项异性导电胶膜，通过微孔模板的制备路线获取阵列分布的导电微球，将获取的阵列分布的导电微球转移到第一层光热双重固化的树脂胶膜，再将第二层树脂胶膜覆膜到所述第一层树脂胶膜上，对所述第一层树脂胶膜进行紫外光预固化处理，预固化保证导电微球的阵列形态在树脂胶膜中被初步固定，获得所述粒子阵列型各项异性导电胶膜。使用热固化进一步保证胶膜在邦定过程中获得良好的粘接强度和导电性能，所获得的粒子阵列型各向异性导电胶膜相比单一固化剂体系的各向异性导电胶膜，在应用于邦定电极组件时，表现出更优良的粒子阵列排布、导电性能和粘接强度。