一种导电粒子在XYZ轴上方向可调的异方性导电胶膜及其制备方法与流程

一种导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜及其制备方法
技术领域
1.本发明属于异方性导电胶技术领域，涉及一种导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜及其制备方法。


背景技术：

2.现有技术中，异方性导电胶膜(acf)的导电粒子在胶层中的分布多为随机分布，部分区域导电粒子密度过大，存在造成相邻电极短路的风险；部分区域导电粒子密度过小，造成电路阻抗偏大、开路，进而造成电路失效；因此普通的异方性导电胶膜不适用于精密电极产品。
3.中国专利申请文本(公开号：cn105969237a)公开的异方性导电胶膜包括玻璃板、聚酰亚胺膜、树脂层，树脂层中有数个贯穿其的孔洞，将含有导电粒子的导电液滴入孔洞中，去除溶剂去除后得到异方性导电胶层；该方法虽然能控制导电粒子在xy方向上的位置，但是制备过程复杂、不环保，且容易造成导电粒子的浪费。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种通过网格结构多孔网垫层实现导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜。
5.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
6.一种导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜，所述导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜包括pet离型膜层、内嵌有多孔网垫层的导电胶层；
7.所述内嵌有多孔网垫层的导电胶层中的多孔网垫层为网格结构，在网格结构交点处设置有凹槽，凹槽内有导电粒子。
8.本发明在多孔网垫层的网格结构交点处设置有凹槽，当垂直吹扫时使少量的导电粒子留在凹槽内，多余的导电粒子从网格结构空心处穿过并被收集；通过设置凹槽的位置和深度，控制导电粒子在异方性导电胶膜xyz轴上的位置。
9.作为优选，所述内嵌有多孔网垫层的导电胶层的厚度为10～100微米。
10.作为优选，所述多孔网垫层的厚度大于凹槽开口深度。
11.进一步优选，所述多孔网垫层的厚度为10～50微米，所述凹槽开口深度为3～48微米。
12.本发明中通过凹槽控制导电粒子位置及数量，并且设置多孔网垫层的厚度大于凹槽开口深度，使得导电粒子不直接与离型膜接触，有利于粒子在胶体中的稳定，避免acf产品使用时，导电粒子被离型膜的重剥离面黏附，而导致产品失效。
13.作为优选，所述网格的形状为近菱形或近方形；所述凹槽的形状包括方形、圆形、菱形中的一种或多种，开口大小为3～20微米。
14.进一步优选，所述网格面积是凹槽开口面积的2～100倍。
15.作为优选，所述导电粒子具有三层结构，从内到外依次为树脂球核、镍/金镀层、绝缘镀层。
16.进一步优选，所述导电粒子中树脂球核的直径为1～20微米，镍/金镀层的厚度为0.1～2微米，绝缘镀层的厚度为0.05～0.5微米。
17.更一步优选，所述树脂球核为聚苯乙烯(ps)、聚苯胺(pani)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚丙烯酰胺(pma)、聚乙烯醇(pva)、聚己内酯(pcl)中的一种或多种；所述绝缘镀层的原料为高分子聚合粉末，包括聚苯乙烯(ps)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中的一种或多种。
18.本发明中优选具有树脂球核、镍/金镀层、绝缘镀层三层结构的导电粒子，目的有两个：(1)在终端产品使用过程中，随着时间的推移，z方向的界面间隙会不可避免的变大，具有树脂球核的粒子具有一定的形变能力，可以在一定程度上，减少间距变大对信赖性造成的影响；(2)在高粒子密度产品中，xy方向存在小概率由于树脂形变而导致的粒子接触，绝缘层的存在可以避免此接触导致的xy方向导通短路。
19.作为优选，所述多孔网垫层的原料包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯中的一种或多种。
20.作为优选，所述pet离型膜层、内嵌有多孔网垫层的导电胶层间的重剥离力为40～2000mn。
21.本发明还公开了一种导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜的制备方法，所述的制备方法包括：通过气流垂直吹扫往多孔网垫层的凹槽内吹扫导电粒子，再将pet离型膜、多孔网垫层通过辊压复合，然后在多孔网垫层上涂布导电胶液，烘干成膜后，将异方性导电胶膜进行分切、包装。
22.作为优选，所述气流垂直吹扫过程中，多余的粒子从网格中穿过；每个凹槽内保留1～5颗导电粒子。
23.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
24.1、本发明的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜中多孔网垫层为网格结构，在网格结构交点处设置有凹槽，通过在有一定深度的凹槽内放置导电粒子实现导电粒子在xyz轴上方向可调。
25.2、本发明的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜可精准控制导电粒子的分布，避免发生短路或断路。
26.3、本发明的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜制备方法采用一次涂布成型法，避免产品成型后还需进行后处理，提升产品合格率的同时减少废料的产生，使得生产过程更为环保、高效。
附图说明
27.图1为本发明制得的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜中的示意图。
28.图2为本发明实施例1中制得的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜中的多孔网垫层示意图。
29.1、离型膜层，2、多孔网垫层，3、内嵌有多孔网垫层的导电胶层，4、多孔网垫层网格结构空心处，5、凹槽。
具体实施方式
30.以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
31.本发明采用的原料为常规市售材料。
32.本发明的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜包括pet离型膜层1、内嵌有多孔网垫层的导电胶层3；
33.所述内嵌有多孔网垫层的导电胶层3中的多孔网垫层2为网格结构，在网格结构交点处设置有凹槽5，凹槽5内有1～5颗导电粒子；
34.所述多孔网垫层2的厚度为10～50微米，所述凹槽5开口深度为3～48微米；
35.所述网格的形状为近菱形或近方形；所述凹槽5的形状包括方形、圆形、菱形中的一种或多种，开口大小为3～20微米；
36.所述内嵌有多孔网垫层的导电胶层3的厚度为10～100微米；
37.所述离型膜层1、内嵌有多孔网垫层的导电胶层3间的重剥离力为40～2000mn；
38.所述导电粒子具有三层结构，从内到外依次为树脂球核、镍/金镀层、绝缘镀层；
39.所述导电粒子中树脂球核的直径为1～20微米，镍/金镀层的厚度为0.1～2微米，绝缘镀层的厚度为0.05～0.5微米；
40.所述树脂球核为聚苯乙烯(ps)、聚苯胺(pani)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚丙烯酰胺(pma)、聚乙烯醇(pva)、聚己内酯(pcl)中的一种或多种；所述绝缘镀层的原料为高分子聚合粉末，包括聚苯乙烯(ps)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中的一种或多种；
41.所述多孔网垫层2的原料包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯中的一种或多种；
42.所述涂布液为亚克力体系、聚氨酯体系、环氧体系、丙烯酸体系中的一种或多种。
43.实施例1
44.本实施例中导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜厚度为110微米，其中离型膜层1的厚度为75微米，多孔网垫层2的厚度为15微米，内嵌有多孔网垫层的导电胶层3的厚度为35微米；导电粒子从内之外的结构依次为直径2微米的树脂球核(聚苯乙烯)、厚度为0.5微米的镍/金镀层、厚度为0.1微米的绝缘镀层(聚甲基丙烯酸甲酯)；离型膜层1、内嵌有多孔网垫层的导电胶层3间的重剥离力为1800mn。
45.多孔网垫：
46.通过模具制得多孔网垫，材料为丙烯酸树脂；凹槽5的形状为方形，开口尺寸为5*5微米，深度为10微米；网格的形状也为方形，尺寸为30*30微米。示意图见图1。
47.导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜：
48.将多孔网垫中有凹槽5的一面朝上，通过气流垂直吹扫往多孔网垫的凹槽5内吹扫导电粒子，使每个凹槽5内保留1颗导电粒子，多余导电粒子从多孔网垫层网格结构空心处4穿过。然后将其覆盖在pet离型膜层1表面，通过辊轮压力的作用，形成一体结构。接着将涂布液涂布在载有多孔网垫层2的pet离型膜层1上，干燥后形成异方性导电胶膜；最后分切、包装。
49.将制得的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜进行性能测试，导电不良率为0.01％。
50.实施例2
51.本实施例中导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜厚度为110微米，其中离型膜层1的厚度为75微米，多孔网垫层2的厚度为10微米，导电胶层的厚度为35微米；导电粒子从内之外的结构依次为直径4微米的树脂球核(聚苯胺)、厚度为0.7微米的镍/金镀层、厚度为0.2微米的绝缘镀层(聚苯乙烯)；离型膜层1、内嵌有多孔网垫层的导电胶层3间的重剥离力为1900mn。
52.多孔网垫：
53.通过模具制得多孔网垫，材料为质量比为1：1的丙烯酸树脂、聚氨酯树脂的混合物；凹槽5的形状为圆形，开口直径为6微米，深度为7微米；网格的形状为方形，尺寸为30*30微米。
54.将多孔网垫中有凹槽5的一面朝上，通过气流垂直吹扫往多孔网垫的凹槽5内吹扫导电粒子，使每个凹槽5内保留2颗导电粒子，多余导电粒子从多孔网垫层网格结构空心处4穿过。然后将其覆盖在pet离型膜表面，通过辊轮压力的作用，形成一体结构。接着将涂布液涂布在载有多孔网垫层2的pet离型膜层1上，干燥后形成异方性导电胶；最后分切、包装。
55.将制得的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜进行性能测试，导电不良率为0.01％。
56.实施例3
57.本实施例中导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜厚度为155微米，其中离型膜层1的厚度为75微米，多孔网垫层2的厚度为40微米，导电胶层的厚度为80微米；导电粒子从内之外的结构依次为直径1.5微米的树脂球核(聚乙烯醇)、厚度为0.7微米的镍/金镀层、厚度为0.2微米的绝缘镀层(聚甲基丙烯酸甲酯)；离型膜层1、内嵌有多孔网垫层的导电胶层3间的重剥离力为1600mn。
58.多孔网垫：
59.通过模具制得多孔网垫，材料为环氧树脂；凹槽5的形状为菱形，开口处边长与较短的对角线均为4微米，深度分别为10、20、30微米，三种尺寸的凹槽5随机分布；网格的形状为菱形，开口处边长与较短的对角线均为30微米。
60.将多孔网垫中有凹槽5的一面朝上，通过气流垂直吹扫往多孔网垫的凹槽5内吹扫导电粒子，使每个凹槽5内保留1颗导电粒子，多余导电粒子从多孔网垫层网格结构空心处4穿过。然后将其覆盖在pet离型膜层1表面，通过辊轮压力的作用，形成一体结构。接着将涂布液涂布在载有多孔网垫层2的pet离型膜层1上，干燥后形成异方性导电胶；最后分切、包装。
61.将制得的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜进行性能测试，导电不良率为0.01％。
62.实施例4
63.本实施例中导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜厚度为95微米，其中离型膜层1的厚度为75微米，多孔网垫层2的厚度为10微米，导电胶层的厚度为20微米；导电粒子从内之外的结构依次为直径2微米的树脂球核(聚苯乙烯)、厚度为0.5微米的镍/金镀层、厚度为0.1微米的绝缘镀层(聚甲基丙烯酸甲酯)；离型膜层1、内嵌有多孔网垫层的导电胶层3间的重剥离力为1800mn。
64.多孔网垫：
65.通过模具制得多孔网垫，材料为丙烯酸树脂；凹槽5的形状为方形，开口尺寸为5*5微米，深度为5微米；网格的形状也为方形，尺寸为30*30微米。
66.导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜：
67.将多孔网垫中有凹槽5的一面朝上，通过气流垂直吹扫往多孔网垫的凹槽5内吹扫导电粒子，使每个凹槽5内保留1颗导电粒子。然后将其覆盖在pet离型膜层1表面，通过辊轮压力的作用，形成一体结构。接着将涂布液涂布在载有多孔网垫层2的pet离型膜层1上，干燥后形成异方性导电胶；最后分切、包装。
68.将制得的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜进行性能测试，导电不良率为0.02％。
69.实施例5
70.与实施例1相比，区别在于通过斜向45度的气流吹扫往多孔网垫的凹槽5内吹扫导电粒子，部分凹槽5内无导电粒子，部分凹槽5内有3～7个导电粒子。
71.将制得的异方性导电胶膜进行性能测试，导电不良率为0.06％。
72.实施例6
73.与实施例1相比，区别在于导电粒子为导电金球。
74.将制得的异方性导电胶膜进行性能测试，导电不良率为0.05％。
75.对比例1
76.与实施例1相比，区别在于本对比例中的异方性导电胶膜无多孔网垫层2，直接将导电粒子与涂布液混合后涂布在离型膜层1表面，导电粒子含量与实施例1相同。
77.将制得的异方性导电胶膜进行性能测试，导电不良率为0.12％。
78.对比例2
79.与实施例1相比，区别在于本对比例中的异方性导电胶膜中多孔网垫层2为表面挖孔的丙烯酸树脂层，部分凹槽5内无导电粒子，部分凹槽5内的导电粒子为3～10个，且多余的导电粒子在吹扫过程中难以收集，造成一定的浪费。
80.将制得的异方性导电胶膜进行性能测试，导电不良率为0.08％。
81.综上所述，本发明的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜中多孔网垫层为网格结构，在网格结构交点处设置有凹槽5，通过在由一定深度的凹槽5内放置导电粒子实现导电粒子在xyz轴上方向可调。
82.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：
1.一种导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜，其特征在于，所述导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜包括pet离型膜层、内嵌有多孔网垫层的导电胶层；所述内嵌有多孔网垫层的导电胶层中的多孔网垫层为网格结构，在网格结构交点处设置有凹槽，凹槽内有导电粒子。2.根据权利要求1所述的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜，其特征在于，所述内嵌有多孔网垫层的导电胶层的厚度为10～100微米。3.根据权利要求2所述的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜，其特征在于，所述多孔网垫层的厚度大于凹槽开口深度。4.根据权利要求3所述的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜，其特征在于，所述多孔网垫层的厚度为10～50微米，所述凹槽开口深度为3～48微米。5.根据权利要求1所述的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜，其特征在于，所述网格面积是凹槽开口面积的2～100倍。6.根据权利要求1所述的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜，其特征在于，所述导电粒子具有三层结构，从内到外依次为树脂球核、镍/金镀层、绝缘镀层。7.根据权利要求6所述的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜，其特征在于，所述导电粒子中树脂球核的直径为1～20微米，镍/金镀层的厚度为0.1～2微米，绝缘镀层的厚度为0.05～0.5微米。8.根据权利要求1所述的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜，其特征在于，所述多孔网垫层的原料包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜，其特征在于，所述pet离型膜层、内嵌有多孔网垫层的导电胶层间的重剥离力为40～2000mn。10.一种如权利要求1所述的导电粒子在xyz轴上方向可调的异方性导电胶膜的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：通过气流垂直吹扫往多孔网垫层的凹槽内吹扫导电粒子，再将pet离型膜、多孔网垫层通过辊压复合，然后在多孔网垫层上涂布导电胶液，烘干成膜后，将异方性导电胶膜进行分切、包装。

技术总结
本发明属于异方性导电胶技术领域，涉及一种导电粒子在XYZ轴上方向可调的异方性导电胶膜及其制备方法。本发明公开了一种导电粒子在XYZ轴上方向可调的异方性导电胶膜，所述导电粒子在XYZ轴上方向可调的异方性导电胶膜包括PET离型膜层、内嵌有多孔网垫层的导电胶层；所述内嵌有多孔网垫层的导电胶层中的多孔网垫层为网格结构，在网格结构交点处设置有凹槽，凹槽内有导电粒子。本发明还公开了一种导电粒子在XYZ轴上方向可调的异方性导电胶膜的制备方法，所述的制备方法包括：通过气流垂直吹扫往多孔网垫层的凹槽内吹扫导电粒子，再将PET离型膜、多孔网垫层通过辊压复合，然后在多孔网垫层上涂布导电胶液，烘干成膜后，将异方性导电胶膜进行分切、包装。包装。包装。


技术研发人员：钱建峰 巩绪建 吴飞翔
受保护的技术使用者：宁波连森电子材料有限公司
技术研发日：2023.01.18
技术公布日：2023/7/13