一種導電粒子及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電學領域，尤其涉及一種導電粒子及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 具有導電性的粒子可以與粘結樹脂混合，在半導體元件、液晶顯示器等電子制品 中，用作使電路電極連接的所謂的電路連接材料。
[0003] 隨著近幾年的液晶顯示的高精細化，作為液晶驅動的1C的電路電極的凸起實現(xiàn)了 窄間距化和窄面積化，因此產(chǎn)生下述問題，各向異性導電性粘合劑的導電粒子向鄰接的電 路電極間流出，使短路發(fā)生。
[0004] 另外，如果導電粒子向鄰接的電路電極間流出，則產(chǎn)生下述問題:在凸起和玻璃面 板之間所補足的各向異性導電性粘合劑中的導電粒子減少，對向的電路電極間的接觸電阻 升尚，引起接觸不良。
[0005] 同時，近幾年盡管有提高導電性能、減少短路的導電粒子的技術，但其在使用一段 時間后，絕緣可靠性都有不小程度的下降。

【發(fā)明內容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種導電粒子，其包括：
[0007] 中心絕緣粒子，其為有機絕緣材料；
[0008] 導電性微粒，分散于中心絕緣粒子中；
[0009] 鎳層，覆蓋于所述中心絕緣粒子；
[0010]金屬鍍敷層，覆蓋鎳層；
[0011] 第一絕緣粒子，分散于金屬鍍敷層中并且包覆鎳層；
[0012] 第二絕緣粒子，分散于金屬鍍敷層外圍；
[0013] 其中，該有機絕緣材料的壓縮彈性模量為200-300kgf/mm2;
[0014] 該導電性微粒選自金或銀；
[0015] 該中心絕緣粒子和導電性微粒的體積比為10:6-10:8，中心絕緣粒子由二乙烯基 苯、丙烯酸和丙烯腈的共聚物構成；
[0016]該金屬鍍敷層的材質為金或鈀，厚度為50-100nm;
[0017] 該鎳層的厚度為50-80nm;
[0018] 該第一絕緣粒子在鎳層上的包覆率為10%-80% ;
[0019] 該第一絕緣粒子選自氧化錯或金剛石；
[0020] 該第二絕緣粒子選自二氧化硅。
[0021] 其中，所述金屬鍍敷層的厚度為80nm。
[0022] 其中，所述第二絕緣粒子的粒徑大于金屬鍍敷層和鎳層的壁厚總和。
[0023] 本發(fā)明另外提供一種導電粒子的制作方法，包括如下步驟：
[0024] S1:中心絕緣粒子制備工序:準備10g調整了交聯(lián)度的由二乙烯基苯、丙烯酸和丙 稀腈的共聚物構成的中心絕緣粒子，該中心絕緣粒子表面具有羧基，中心絕緣粒子的壓縮 彈性模量為200-300kgf/mm2;
[0025] S2:在中心絕緣粒子中分散導電性微粒:在制備得到的中心絕緣粒子中加入導電 性微粒，并將其投入到10%質量濃度的聚乙烯醇水溶液中，充分攪拌，將得到的懸浮液在 100攝氏度下聚合反應4小時，得到分散有導電性微粒的中心絕緣粒子；
[0026] S3:鎳層形成工序:在分散有導電性微粒的中心絕緣粒子的表面形成鎳層，通過取 樣和原子吸收調節(jié)鎳層的厚度；
[0027] S4:官能團形成工序:用具有巰基、硫醚基和二硫醚基的任一基團的化合物處理鎳 層的表面，在鎳層表面形成官能團；
[0028] S5:制備1-2%質量濃度的第一絕緣粒子分散液，在其中加入步驟S4得到的粒子， 室溫下攪拌15分鐘、過濾，用超純水清洗濾餅，將得到的粒子在90攝氏度下干燥一小時； [0029] S6:金屬鍍敷層形成工序:準備含有0.03mol/L的乙二胺四乙酸四鈉、0.04mol/L的 檸檬酸三鈉和0.01m 〇l/L的氰化金鉀的鍍敷液，將步驟S5中得到的復合粒子分散于該溶液 中，使復合粒子上形成電解金層，通過取樣和原子吸收調整金層厚度，過濾，將得到的過濾 物用純水洗滌10次；
[0030] S7:第二絕緣粒子形成工序:將步驟S6中得到的粒子分散在0.3%質量濃度的聚乙 烯亞胺溶液中，攪拌、過濾、水洗、過濾，將得到的過濾物分散于〇. 5 %質量濃度的二氧化硅 粒子分散液中，攪拌、過濾、水洗、過濾，得到導電粒子。
[0031] 其中，步驟S2中，所述導電性微粒選自金或銀，所述中心絕緣粒子和導電性微粒的 體積比為10:6-10:8;
[0032]步驟S3中，所制備的鎳層的厚度為50-80nm;
[0033] 步驟S5中，第一絕緣粒子選自氧化鋁或金剛石。
[0034] 其中，所述步驟S6還包括在所鍍敷的金層上通過還原性化學鍍鈀鍍敷鈀層。
[0035]其中，所述步驟S6中制備的金屬鍍敷層的總厚度為50-100nm。
[0036] 本發(fā)明中，所謂的第一絕緣粒子包覆鎳層，是指通過具有巰基、硫醚基和二硫醚基 的任一基團的化合物處理鎳層表面，使鎳層表面形成羥基、羧基或烷氧基等官能團，使第一 絕緣粒子與通過與這些官能團形成的共價鍵或氫鍵而吸附在鎳層表面。
[0037] 本發(fā)明提供的導電粒子及導電粒子制作方法，能保證導電粒子的導電性能和絕緣 可靠性，從而使得導電粒子位于兩個電極間時，第二絕緣粒子能提供很好的絕緣可靠性，避 免短路的情形發(fā)生，同時，當導電粒子位于玻璃基板間時，第二絕緣粒子被擠入導電粒子內 部，裸露在外的金屬鍍敷層實現(xiàn)其導電性能，本發(fā)明提供的導電粒子，其在使用相當長時間 后，仍能保證良好的絕緣可靠性。
【附圖說明】
[0038]圖1:本發(fā)明導電粒子的一個實施例的剖面圖。
[0039] 附圖標記說明
[0040] 1中心絕緣粒子
[0041] 2導電性微粒
[0042] 3 鎳層
[0043] 4第一絕緣粒子
[0044] 5金屬鍍敷層
[0045] 6第二絕緣粒子。
【具體實施方式】
[0046] 圖1表示本發(fā)明提供的導電粒子的一個實施方式的剖面圖。圖1所示的導電粒子具 有：中心絕緣粒子1和分散在中心絕緣粒子1上的導電性微粒2，包覆中心絕緣粒子1的鎳層 3,覆蓋中心絕緣粒子1和鎳層3的金屬鍍敷層5,分散于金屬鍍敷層5中并通過化學鍵吸附于 鎳層3上的第一絕緣粒子4以及吸附于金屬鍍敷層5上的第二絕緣粒子6。
[0047] 迄今為止的導電粒子的母粒子既可以是僅由金屬構成的粒子，也可以是使用鍍金 屬等方法用金屬覆蓋有機物或無機物中心粒子而得到的粒子，但是本申請中，在使用鍍敷 金屬覆蓋中心絕緣粒子1的同時，在中心絕緣粒子1中分散導電性微粒2,并且在中心絕緣粒 子1上覆蓋鎳層3,通過對比實驗證明，通過在中心絕緣粒子1中分散導電性微粒2能整體增 加導電粒子的導電性能和絕緣可靠性，同時，在其它各結構材質和壁厚相同的情況下，可以 減少鎳層3的用量，并且實現(xiàn)相同的導電性能，同時，此結構的設置，可以解決絕緣性的子粒 子覆蓋導電粒子表面的過程中存在的子粒子與中心絕緣粒子的粘合性問題，并且可以解決 鎳容易溶解析出、引起迀移的問題。
[0048]中心絕緣粒子1為有機絕緣材料，其壓縮彈性模量，即200攝氏度下粒子直徑變形 20 %時的壓縮彈性模量，20 %K值介于200-300kgf/mm2。
[0049] 導電性微粒2優(yōu)選自金或銀。
[0050] 中心絕緣粒子1和分散在中心絕緣粒子1上的導電性微粒2的體積比優(yōu)選為10:6-10:8〇
[00511鎳層3的厚度，優(yōu)選為50-80nm0
[0052]金屬鍍敷層5的材質，優(yōu)選常見的導電金屬，如金或鈀等。
[0053]金屬鍍敷層5的厚度，優(yōu)選為50-lOOnm，如果金屬鍍敷層5的厚度小于50nm，則得不 到充分的導電性，如果金屬鍍敷層5的厚度大于100nm，則整個中心絕緣粒子1、鎳層3和金屬 鍍敷層5有彈性降低的傾向，則當導電粒子被一對電極夾住、并在縱向被施壓時，中心絕緣 粒子1、鎳層3和金屬鍍敷層5的彈性降低，金屬鍍敷層5很難充分地壓貼電極表面，同時成本 偏尚。
[0054]第一絕緣粒子4的材料優(yōu)選比金屬鍍敷層5硬，例如，第一絕緣粒子4選擇氧化鋁或 金剛石時，能保證安裝時導電粒子刺入電極，提高導電性。
[0055]從絕緣性、成本和存在羥基易于吸附的角度考慮，第二絕緣粒子6優(yōu)選二氧化娃。 二氧化硅相比較其它材質，其能保證在需要實現(xiàn)導電性的時候順利擠進導電粒子上的金屬 鍍敷層5,同時在需要實現(xiàn)絕緣可靠性時，使整體的導電粒子不變形。
[0056]第二絕緣粒子6的粒徑大于金屬鍍敷層5和鎳層3的壁厚總和，這樣可以保證在熱 壓接時，第二絕緣粒子6可靠地陷入導電粒子內部。
[0057]為分析比較導電粒子中各導電性微粒2、第一絕緣粒子4、金屬鍍敷層5的材質、厚 度、粒徑，中心絕緣粒子1的壓縮彈性模量以及中心絕緣粒子1和導電性微粒2的體積比等對 導電粒子的導電效果和絕緣可靠性的影響，以下列舉實施例對本發(fā)明做更詳細的說明，但 本發(fā)明不受這些實施例的限定。
[0058] 實施例1
[0059] S1:中心絕緣粒子制備工序:準備10g調整了交聯(lián)度的由二乙烯基苯、丙烯酸和丙 稀腈的共聚物構成的中心絕緣粒子1，該中心絕緣粒子1表面具有羧基。中心絕緣粒子1的壓 縮彈性模量(200攝氏度下粒子直徑變形20 %時的壓縮彈性模量，20 %K值)為250kgf/mm2;
[0060] S2:在中心絕緣粒子1中分散導電性微粒2:在制備得到的中心絕緣粒子1中加入導 電性微粒2金，并將其投入到10%質量濃度的聚乙烯醇水溶液中，充分攪拌，將得到的懸浮 液在100攝氏度下聚合反應4小時，得到分散有導電性微粒2的中心絕緣粒子1，所述中心絕 緣粒子1和導電性微粒2金的