一种光固化的各向异性导电胶及其固化方法与流程

文档序号:37943218发布日期:2024-05-11 00:23阅读:12来源:国知局
一种光固化的各向异性导电胶及其固化方法与流程

本发明涉及各向异性导电胶,尤其涉及一种光固化的各向异性导电胶及其固化方法,主要应用于倒装芯片封装领域。


背景技术:

1、各向异性导电胶(anisotropic conductive paste,acp)广泛应用于倒装芯片(flip chip)、射频识别(rfid)、显示面板、相机模块、光伏电池等设备中的各种电子元件和组件的封装以及粘结,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(即各向异性导电的性能),同时具有机械胶合固定的功能。

2、各向异性导电胶的主要成分是导电粒子和高分子树脂。其中,导电粒子起到电路导通的作用;而目前市场上较成熟的acp所采用的树脂体系,一般为环氧树脂或丙烯酸树脂。环氧树脂具有较高的机械粘接强度,而且可以经受长期的环境可靠性,被业界更广泛使用,比如德国delo、美国united adhesives等公司的各向异性导电胶产品以环氧树脂体系为主。然而,环氧树脂的邦定温度一般比较高(~200℃),不仅对热压接的电极产生较大热应力,而且不适用于一些对温度敏感的基材,比如射频识别中的纸基天线。各向异性导电胶在更低温甚至常温下固化的需求成为行业的研究热点。比如日本迪睿合电子材料有限公司的专利jp2010037539a,使用丙烯酸树脂制备各向异性导电胶膜,在130℃温度条件下,可以实现较好的粘接强度和导通可靠性。进一步地,使用光固化可以实现各向异性导电胶在常温条件下的邦定。比如清华大学的专利cn1367219a、深圳飞世尔新材料股份有限公司的专利cn104342058b、日本迪睿合电子材料有限公司的专利cn104109486b,均涉及到光固化的各向异性导电胶,实现了低温和常温下的邦定。然而,从他们公布的配方中的光引发剂类型可以发现,这些各向异性导电胶基本都是建立在丙烯酸树脂体系上。相比环氧树脂体系,丙烯酸树脂体系能够提供的机械粘接力相对较弱。现有技术中虽然有采用特定脂环族环氧树脂进行光固化的方案,但是采用提前光活化方法,而非在使用基底上直接施用后进行光活化。

3、因此如何在低温或者常温下,获得更高强度粘接力的各向异性导电胶是目前的一个挑战。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种光固化的各向异性导电胶及其固化方法。

2、本发明提供的一种光固化的各向异性导电胶,其成分按照质量份计包括:(a)环氧树脂20~100份、(b)活性稀释剂1~50份、(c)阳离子光引发剂0.5~30份、(d)硅烷偶联剂0~5份、(e)触变剂0.5~15份、(f)导电粒子0.1~30份;

3、其中,环氧树脂与活性稀释剂的质量比为85:15-99:1;优选为88:12-97:3,更有选为90:10-95:5。

4、进一步地,(a)环氧树脂选自脂环族环氧树脂、双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、双酚s环氧树脂、酚醛型环氧树脂、氢化双酚a环氧树脂、溴化环氧树脂、氟化环氧树脂、缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂的一种或几种。

5、其中,脂环族环氧树脂选自二-4-环氧环己烷、3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、3-环氧乙基-7-氧杂二环[4,1,0]庚烷、4-乙烯基环氧环己烷、3,4-环氧环己基甲基丙烯酸甲酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、双环戊二烯二环氧化物的一种或几种。

6、进一步地,(b)活性稀释剂选自单环氧基、双环氧基、三环氧基活性稀释剂的一种或几种,具体可以为3-乙基-3-氧杂丁环甲醇、3,3’-[氧基双亚甲基]双[3-乙基]氧杂环丁烷、叔碳酸缩水甘油酯、缩水甘油苯基醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚、4-乙烯基苯基缩水甘油醚、三甲醇基丙烷三缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚的一种或几种。

7、进一步地,(c)阳离子光引发剂选自二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、重氮盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮、三芳基硅氧醚的一种或几种。特别优选,二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟锑酸盐、二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐、4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸盐的一种或几种。

8、进一步地,(d)硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙三乙氧基硅烷的一种或几种。

9、进一步地,(e)触变剂选自气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有机膨润土,石棉、高岭土、凹凸棒土、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡的一种或几种。

10、进一步地,(f)导电粒子选自金属微粉、金属微球、碳材料微粉、碳材料微球、有机物微球表面包裹金属层的一种或几种。导电粒子的粒径可以是单分散的或多分散的,粒径范围为50nm~100μm。

11、进一步地,(a)环氧树脂20~100份,例如为20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份、90份、100份。

12、进一步地,(b)活性稀释剂1~50份,例如为5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份。

13、进一步地,(c)阳离子光引发剂0.5~30份、例如为1份、3份、5份、10份、15份、20份、25份、30份。

14、进一步地,(d)硅烷偶联剂0~5份,例如为1份、3份、5份。

15、进一步地,(e)触变剂0.5~15份,例如为1份、3份、5份、10份、15份。

16、进一步地,(f)导电粒子0.1~30份;例如为1份、3份、5份、10份、15份、20份、25份、30份。

17、进一步地,其成分按照质量份计由以下成分制成:(a)环氧树脂85-95份、(b)活性稀释剂5-15份、(c)阳离子光引发剂5-15份、(d)硅烷偶联剂0.5~2份、(e)触变剂5~10份、(f)导电粒子5~15份;

18、更进一步地,其成分按照质量份计由以下成分制成:(a)环氧树脂90-95份、(b)活性稀释剂5-10份、(c)阳离子光引发剂10份、(d)硅烷偶联剂1份、(e)触变剂7.5份、(f)导电粒子10份。

19、本发型另一个方面提供了上述各向异性导电胶的制备方法,按照上述称取所需原料,将原料投入混料设备中,混合均匀,装入避光容器中保存。

20、本发型再一个方面提供了上述各向异性导电胶的固化方法,所述固化方法为将上述各向异性导电胶设置在基材上,并采用紫外光进行照射固化。

21、进一步地,紫外光的波长为100nm~450nm;优选为365nm。

22、进一步地,紫外光固化方式包括单面固化、双面固化、侧面固化、环形固化的一种或几种组合。

23、进一步地,紫外光固化所需的单位面积光能量为200mj/cm2~100j/cm2;紫外光固化时间为500ms~60s。例如,2s、5s、10s、20s、30s、40s、50s。

24、进一步地,紫外光固化时反应温度为室温,优选为20-35℃。

25、进一步地,紫外光固化前,紫外固化后或者紫外固化过程中不进行加温处理。

26、进一步地,基材选自pet/al天线、pet膜、铝材、热敏纸、铜版纸、ito玻璃。

27、本发明又一个方面提供了包含上述各向异性导电胶的电子元件,所述电子元件选自倒装芯片(flip chip)、射频识别(rfid)、显示面板、相机模块、光伏电池中的各种电子元件。

28、有益效果

29、本发明提供了一种光固化的各向异性导电胶,该能够通过uv紫外光进行快速固化,实现低温条件下的封装,满足芯片的低温、快速封装的应用需求。

30、所述的各向异性导电胶原料易得,制备方法简单。且通过该各向异性导电胶封装后的电子元件剪切力高,应用于rfid时不影响rfid正常工作。

31、虽然现有技术中有存在将环氧树脂与光固化剂进行组合的组合物,但是这类组合物与本发明的用途不同,因此配方不完全相同。此外,现有技术中以光固化剂固化环氧树脂的方案中通常认为只有脂肪族环氧树脂与光固化剂组合进行光固化才能实现较高的剪切力,而无法使用双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂等常用树脂,本发明通过特殊配方实现了以双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂等常用树脂作为基质并达到较高的固化强度,能够用于倒装芯片等电子元件的固定,降低了成本,扩大了适用环氧树脂的范围。

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