一种柔韧导电微球及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子产品制造领域，具体涉及一种柔韧导电微球及其应用。
【背景技术】
[0002] 各向异性导电材料在电子设备的微电极之间的电连接领域广泛应用，其主要由绝 缘树脂粘结剂和分散在绝缘树脂粘结剂中的导电复合微球构成，导电复合微球的性能对于 各向异性导电材料的质量和性能至关重要。导电微球一般由绝缘的树脂球和导电金属外 层复合而成，在进行微电极电连接的热压工艺中要求复合微球变形以增加与电极的接触面 积，但由于树脂球与金属外层的硬度不同，因而受压时复合微球极易破散成碎片，导致微电 极接触不良，使连接失效。为了解决热压时导电微球变形的问题，出现了软球或在硬球和金 属之间增设软层的设计。
[0003] 中国专利1769325A公开了以苯乙烯单体及一缩二乙二醇二甲基丙稀酸酯交联单 体制备聚合物微球，然后将上述制备的聚合物表面镀镍和金得到导电性聚合物微球，这种 聚合物导电微球在热压粘结的条件下与电极面接触，以提供导电的功能。
[0004] 中国专利102176337A公开了一种制备复合导电粒子和各向异性导电胶膜的方 法，聚苯乙烯微球是导电粒子基体，微球粒径为5微米左右；聚苯乙烯微球表面镀一层镍， 然后在镍层上再包覆一层银层。该方法制备的复合导电粒子用于各向异性导电胶膜。
[0005] 中国专利1659188A公开了一种聚合物树脂粒子，以此树脂粒子为芯材，镀金属层 在树脂粒子表面形成导电粒子。采用含该导电粒子的粘合材料进行配线板连接时，施加压 力就可引起配线板中金属配线之间的导电连接。
[0006] 日本专利11-209714提出了导电颗粒分散在绝缘胶粘剂中，形成各向异性导电胶 粘剂。这类导电颗粒由高分子树脂组成，每个颗粒有核及比核硬的壳，然后在壳上面形成导 电金属层。
[0007] 日本专利2002-033022叙述了一种具有多层结构的导电树脂颗粒和各向异性导 电粘结剂。这种粘结剂含有的导电颗粒可用于保持导电连接的稳定性，防止透明电极的破 坏。为了满足上述的要求，导电颗粒至少有一层内树脂层不比最外的树脂层硬，然后将金属 层包在树脂颗粒的外面。
[0008] 随着电子产品功能不断的大幅提高，微电子电路设计不断的要求精密和可靠，因 此不但微电极体积越变越小，其导电接触面积随之减小，相应的要求导电微球的球径也减 小，同时在制作工艺过程中热压温度也逐渐降低以避免损伤微电路。随着热压温度降低，以 上文献中公开的导电复合微球或者在压力下不易变形、容易破碎，使得金属外层与微电极 接触不好，引起电阻增高不适合导电使用，或者在压力下变形后缺乏适当的反弹回复，应用 环境的冷热变化引起导电材料热胀冷缩，导致微球变形无法与微电极保持紧密连接，从而 造成电极连接失效，不能满足高端导电材料的应用要求。
【发明内容】
[0009]为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有特殊机械性能的柔韧导电微 球，适合于电极日趋微小的导电连接，并使电极具有良好性能。
[0010] 本发明的另一目的是提供一种采用上述柔韧导电微球的各向异性导电材料。
[0011] 本发明的另一目的是提供一种各向异性导电膜，该各向异性导电膜含有上述具有 特殊机械性能的柔韧导电微球，适合电极日趋微小的导电连接又具有良好性能。
[0012] 本发明的又一目的是提供一种电流连接结构，该电流连接结构含有具特殊机械性 能结合的柔韧导电微球，适合电极日趋微小的导电连接又具有良好性能。
[0013]为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种柔韧导电微球，包括高分子聚合物树 脂和至少一层金属导电层，所述柔韧导电微球具有如下机械性能：所述柔韧导电微球柔软， 受压时随着接触压力环境的几何形状而变形但又不破开分散成碎片，同时具有适当的反弹 回复功能。这样的机械性能结合使得本发明复合微球的导电金属层与微电极的接触面积增 加，而且与微电极保持紧密接触，附着力强，不易发生分离、接触不良等现象，让微电极使用 寿命更长、更可靠，能满足高度精细的应用要求。在实际应用过程中，既解决了高温高压结 合微电子元件易发生分解、破裂、折损等问题，也解决了微电极因热压不均造成接触不良的 问题。
[0014]优选的，所述机械性能包括所述柔韧导电微球的规范化压缩应力05。在球径受压 减半时小于400megapascal。
[0015] 优选的，所述机械性能包括所述柔韧导电微球的规范化压缩应力〇 5。在球径以压 速2. 66晕牛/秒受压减半时小于300megapascal。
[0016]优选的，所述机械性能包括所述柔韧导电微球的规范化压缩应力〇 5。在球径以压 速0. 88毫牛/秒受压减半时小于200megapascal。
[0017]优选的，所述机械性能包括所述柔韧导电微球的弹性回复率R_VCTy大于20%。
[0018]优选的，所述机械性能包括所述柔韧导电微球的弹性回复率R_VCTy大于40%。
[0019]优选的，所述机械性能包括所述柔韧导电微球受压至导电微球变形终止后仍是单 一体，而不是破开分散成碎片。
[0020] 上述导电微球的聚合物树脂是通过聚合反应制备；聚合反应包括乳液聚合、无皂 乳液聚合、微乳液聚合、细乳液聚合、分散聚合、悬浮聚合和种子聚合。
[0021] 外部聚合，通过聚合反应制备聚合物在微球外部；聚合反应包括乳液聚合、无皂乳 液聚合、微乳液聚合、细乳液聚合、分散聚合和悬浮聚合。
[0022] 上述聚合反应适用单体如本专利所述，包括一种或多种含至少一个不饱和键的单 体。合适的单体可能包含有二、三、四个或更多不饱和键，如含不饱和键的（甲基）丙烯酸 酯类。包括但不限于（C2-C18)烷链二醇二（甲基）丙烯酸酯，特别优选多功能（甲基）丙 烯酸酯单体，尤其是（C2-C10)烷链二醇二（甲基）丙烯酸酯，进一步优选（C2-C8)烷链二 醇二（甲基）丙烯酸酯。合适的（C2-C18)烷链二醇二（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]优选的，聚合反应适用单体包括一种或多种含至少一个不饱和键的（甲基）丙烯 酸酯单体。
[0024] 聚合反应也可选择包括适量的一种或多种含至少一个不饱和键的芳香族单体，并 且所述芳香族单体能够与所述含至少一个不饱和键的（甲基）丙烯酸酯单体聚合。
[0025] 合适的芳香族单体含至少一个不饱和键，并且能够与含至少一个不饱和键的（甲 基）丙烯酸酯单体聚合。合适的芳香族单体包括但不限于苯乙烯，二乙烯基苯，二乙烯基 萘，邻苯二甲酸二烯丙酯，N，N-二乙烯苯胺。如同本说明书所述，各种可聚合的芳香族单体 都在本发明米用范围内。
[0026] 然后对所得聚合物进行功能化。带功能化基团的单体可选能与（甲基）丙烯酸酯 和芳香族单体共聚的单体。合适的带功能团单体包括但不限于二烯基硫醚，二乙烯基砜，二 乙烯丙烯酰胺，三烯丙基异氰脲酸酯，二乙烯基丁二醚，二乙烯基醚，顺丁烯二酸二烯丙酯， 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] 适合于制备功能聚合物的其他特殊单体包括但不限于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，甲基丙烯酸异丁酯，丙烯腈，乙烯 基吡咯烷酮，甲基丙烯酸环氧丙酯，甲基丙烯酸羟乙基酯，甲基丙烯酸十二酯，乙酸乙烯酯， 氯乙烯，丁二烯，异戊二烯，邻苯二甲酸二烯丙酯，异丁烯酰基甲基三甲氧基硅烷，甲基丙烯 酰氧基丙基三甲氧基硅烷，聚亚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，磷酸氢二（甲基丙烯酰氧乙基）酯，乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇 酯，丙烯酸酯已内酯，2-氨乙基异丁烯酸，2-甲基-2-丙烯酸-2- (4-吗啉基）乙基酯，甲