一種柔韌導電微球及其應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子產品制造領域，具體涉及一種柔韌導電微球及其應用。
【背景技術】
[0002] 各向異性導電材料在電子設備的微電極之間的電連接領域廣泛應用，其主要由絕 緣樹脂粘結劑和分散在絕緣樹脂粘結劑中的導電復合微球構成，導電復合微球的性能對于 各向異性導電材料的質量和性能至關重要。導電微球一般由絕緣的樹脂球和導電金屬外 層復合而成，在進行微電極電連接的熱壓工藝中要求復合微球變形以增加與電極的接觸面 積，但由于樹脂球與金屬外層的硬度不同，因而受壓時復合微球極易破散成碎片，導致微電 極接觸不良，使連接失效。為了解決熱壓時導電微球變形的問題，出現(xiàn)了軟球或在硬球和金 屬之間增設軟層的設計。
[0003] 中國專利1769325A公開了以苯乙烯單體及一縮二乙二醇二甲基丙稀酸酯交聯(lián)單 體制備聚合物微球，然后將上述制備的聚合物表面鍍鎳和金得到導電性聚合物微球，這種 聚合物導電微球在熱壓粘結的條件下與電極面接觸，以提供導電的功能。
[0004] 中國專利102176337A公開了一種制備復合導電粒子和各向異性導電膠膜的方 法，聚苯乙烯微球是導電粒子基體，微球粒徑為5微米左右；聚苯乙烯微球表面鍍一層鎳， 然后在鎳層上再包覆一層銀層。該方法制備的復合導電粒子用于各向異性導電膠膜。
[0005] 中國專利1659188A公開了一種聚合物樹脂粒子，以此樹脂粒子為芯材，鍍金屬層 在樹脂粒子表面形成導電粒子。采用含該導電粒子的粘合材料進行配線板連接時，施加壓 力就可引起配線板中金屬配線之間的導電連接。
[0006] 日本專利11-209714提出了導電顆粒分散在絕緣膠粘劑中，形成各向異性導電膠 粘劑。這類導電顆粒由高分子樹脂組成，每個顆粒有核及比核硬的殼，然后在殼上面形成導 電金屬層。
[0007] 日本專利2002-033022敘述了一種具有多層結構的導電樹脂顆粒和各向異性導 電粘結劑。這種粘結劑含有的導電顆?？捎糜诒３謱щ娺B接的穩(wěn)定性，防止透明電極的破 壞。為了滿足上述的要求，導電顆粒至少有一層內樹脂層不比最外的樹脂層硬，然后將金屬 層包在樹脂顆粒的外面。
[0008] 隨著電子產品功能不斷的大幅提高，微電子電路設計不斷的要求精密和可靠，因 此不但微電極體積越變越小，其導電接觸面積隨之減小，相應的要求導電微球的球徑也減 小，同時在制作工藝過程中熱壓溫度也逐漸降低以避免損傷微電路。隨著熱壓溫度降低，以 上文獻中公開的導電復合微球或者在壓力下不易變形、容易破碎，使得金屬外層與微電極 接觸不好，引起電阻增高不適合導電使用，或者在壓力下變形后缺乏適當的反彈回復，應用 環(huán)境的冷熱變化引起導電材料熱脹冷縮，導致微球變形無法與微電極保持緊密連接，從而 造成電極連接失效，不能滿足高端導電材料的應用要求。

【發(fā)明內容】

[0009]為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有特殊機械性能的柔韌導電微 球，適合于電極日趨微小的導電連接，并使電極具有良好性能。
[0010] 本發(fā)明的另一目的是提供一種采用上述柔韌導電微球的各向異性導電材料。
[0011] 本發(fā)明的另一目的是提供一種各向異性導電膜，該各向異性導電膜含有上述具有 特殊機械性能的柔韌導電微球，適合電極日趨微小的導電連接又具有良好性能。
[0012] 本發(fā)明的又一目的是提供一種電流連接結構，該電流連接結構含有具特殊機械性 能結合的柔韌導電微球，適合電極日趨微小的導電連接又具有良好性能。
[0013]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是：一種柔韌導電微球，包括高分子聚合物樹 脂和至少一層金屬導電層，所述柔韌導電微球具有如下機械性能：所述柔韌導電微球柔軟， 受壓時隨著接觸壓力環(huán)境的幾何形狀而變形但又不破開分散成碎片，同時具有適當的反彈 回復功能。這樣的機械性能結合使得本發(fā)明復合微球的導電金屬層與微電極的接觸面積增 加，而且與微電極保持緊密接觸，附著力強，不易發(fā)生分離、接觸不良等現(xiàn)象，讓微電極使用 壽命更長、更可靠，能滿足高度精細的應用要求。在實際應用過程中，既解決了高溫高壓結 合微電子元件易發(fā)生分解、破裂、折損等問題，也解決了微電極因熱壓不均造成接觸不良的 問題。
[0014]優(yōu)選的，所述機械性能包括所述柔韌導電微球的規(guī)范化壓縮應力05。在球徑受壓 減半時小于400megapascal。
[0015] 優(yōu)選的，所述機械性能包括所述柔韌導電微球的規(guī)范化壓縮應力〇 5。在球徑以壓 速2. 66暈牛/秒受壓減半時小于300megapascal。
[0016]優(yōu)選的，所述機械性能包括所述柔韌導電微球的規(guī)范化壓縮應力〇 5。在球徑以壓 速0. 88毫牛/秒受壓減半時小于200megapascal。
[0017]優(yōu)選的，所述機械性能包括所述柔韌導電微球的彈性回復率R_VCTy大于20%。
[0018]優(yōu)選的，所述機械性能包括所述柔韌導電微球的彈性回復率R_VCTy大于40%。
[0019]優(yōu)選的，所述機械性能包括所述柔韌導電微球受壓至導電微球變形終止后仍是單 一體，而不是破開分散成碎片。
[0020] 上述導電微球的聚合物樹脂是通過聚合反應制備；聚合反應包括乳液聚合、無皂 乳液聚合、微乳液聚合、細乳液聚合、分散聚合、懸浮聚合和種子聚合。
[0021] 外部聚合，通過聚合反應制備聚合物在微球外部；聚合反應包括乳液聚合、無皂乳 液聚合、微乳液聚合、細乳液聚合、分散聚合和懸浮聚合。
[0022] 上述聚合反應適用單體如本專利所述，包括一種或多種含至少一個不飽和鍵的單 體。合適的單體可能包含有二、三、四個或更多不飽和鍵，如含不飽和鍵的（甲基）丙烯酸 酯類。包括但不限于（C2-C18)烷鏈二醇二（甲基）丙烯酸酯，特別優(yōu)選多功能（甲基）丙 烯酸酯單體，尤其是（C2-C10)烷鏈二醇二（甲基）丙烯酸酯，進一步優(yōu)選（C2-C8)烷鏈二 醇二（甲基）丙烯酸酯。合適的（C2-C18)烷鏈二醇二（甲基）丙烯酸酯包括但不限于1， 2-乙二醇二（甲基）丙烯酸酯，1，3_乙二醇二（甲基）丙烯酸酯，1，4_ 丁二醇二（甲基） 丙烯酸酯，1，5_戊二醇二（甲基）丙烯酸酯，1，6_己二醇二（甲基）丙烯酸酯，1，8_辛二醇 二（甲基）丙烯酸酯和1，10-癸二醇二（甲基）丙烯酸酯。
[0023]優(yōu)選的，聚合反應適用單體包括一種或多種含至少一個不飽和鍵的（甲基）丙烯 酸酯單體。
[0024] 聚合反應也可選擇包括適量的一種或多種含至少一個不飽和鍵的芳香族單體，并 且所述芳香族單體能夠與所述含至少一個不飽和鍵的（甲基）丙烯酸酯單體聚合。
[0025] 合適的芳香族單體含至少一個不飽和鍵，并且能夠與含至少一個不飽和鍵的（甲 基）丙烯酸酯單體聚合。合適的芳香族單體包括但不限于苯乙烯，二乙烯基苯，二乙烯基 萘，鄰苯二甲酸二烯丙酯，N，N-二乙烯苯胺。如同本說明書所述，各種可聚合的芳香族單體 都在本發(fā)明米用范圍內。
[0026] 然后對所得聚合物進行功能化。帶功能化基團的單體可選能與（甲基）丙烯酸酯 和芳香族單體共聚的單體。合適的帶功能團單體包括但不限于二烯基硫醚，二乙烯基砜，二 乙烯丙烯酰胺，三烯丙基異氰脲酸酯，二乙烯基丁二醚，二乙烯基醚，順丁烯二酸二烯丙酯， 烯丙基丙烯酰氧基丙酸酯，2,2'_二（4_(甲基）丙烯酸丙氧基苯基）丙烷，2,2'_二（4_(甲 基）丙烯酸二乙氧基苯基）丙烷，1，2,4_苯三甲酸三烯丙酯。
[0027] 適合于制備功能聚合物的其他特殊單體包括但不限于a -甲基苯乙烯，4-氯甲 基苯乙稀，4-硝基苯乙稀，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸異丁酯，丙烯腈，乙烯 基吡咯烷酮，甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯，甲基丙烯酸羥乙基酯，甲基丙烯酸十二酯，乙酸乙烯酯， 氯乙烯，丁二烯，異戊二烯，鄰苯二甲酸二烯丙酯，異丁烯?；谆籽趸柰?，甲基丙烯 酰氧基丙基三甲氧基硅烷，聚亞烷基二醇丙烯酸甲酯，2-溴乙基丙烯酸酯，2-乙基氰基丙 烯酯酯，甲基丙烯酸丙炔基酯，2-甲基-2-丙烯酸-2-磺乙酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，2-甲 基-2-丙烯酸-2-(膦酰氧基）乙酯，2-甲基-2-丙烯酸-2-(膦酰氧基）丙酯，2-甲基-2-丙 烯酸_2_(膦酰氧基）丁酯，磷酸氫二（甲基丙烯酰氧乙基）酯，乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇 酯，丙烯酸酯已內酯，2-氨乙基異丁烯酸，2-甲基-2-丙烯酸-2- (4-嗎啉基）乙基酯，甲