CN104342060A - Rfid用异向导电胶及其制备方法 - Google Patents

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徐良衡
姚红兵
杨凯
韩冰
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Abstract

本发明公开了一种RFID用异向导电胶及其制备方法，所述RFID用异向导电胶，由分散在环氧树脂及固化剂中的导电胶粒组成，所述导电胶粒包括金包镍粉和超声分散聚合包裹在所述的金包镍粉外的聚合物。本发明通过聚合的方法，在金包镍粉上超声分散聚合包裹上一层聚合物，使金包镍粉之间相互隔离，有效避免了金包镍粉之间的团聚；加热固化时，这层聚合物会熔化流动，不会影响导电粒子与电极间的导通；从而提高了RFID标签绑定芯片的成品率。

Description

RFID用异向导电胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种导电胶的制备方法，特别是涉及一种RFID用异向导电胶的制备方法。
背景技术
异向导电胶(Anisotropic Conductive Film；ACF)，通常由粘接剂及导电粒子组成，利用导电粒子连接IC芯片与基板两者之间的电极使之成为导通，同时又能避免相邻两电极间导通短路，从而达到只在Z轴方向导通之目的。
其中，导电粒子通常由金属微粒或表面镀有导电金属的聚合物微球组成。相对于金属微球来说，表面镀金属的聚合物微球的导电性能还是差一些。因此对于连接电阻要求较高的领域，如RFID标签等，还是使用金属微球如镍粉、金包镍粉作导电粒子。
但由于镍易于产生磁性，在使用过程中易团聚，从而导致短路的现象发生。于是有厂家对导电粒子进行了脱磁处理，如中国专利CN102959034。
即使经脱磁处理后，在异向导电胶的储存及使用过程中，如磁污染等仍有可能使含镍的导电粒子重新产生磁性，从而影响异向导电胶的性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种RFID用异向导电胶及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
一种导电胶粒，包括金包镍粉和超声分散聚合包裹在所述的金包镍粉外的聚合物；
所述的金包镍粉为一种金包裹的镍粉，平均粒径为1～3um，金的重量含量为5～20%；
所述的聚合物为聚苯乙烯；
导电胶粒中各组分的重量份数为：
金包镍粉  100份
聚合物    1～200份
进一步优选的，所述导电胶粒包括如下重量份数的组分：
金包镍粉  100份
聚合物    3-100份
一种RFID用异向导电胶，由分散在环氧树脂及固化剂中的上述的导电胶粒组成；
组分的重量份数为：
环氧树脂  100份
导电胶粒  10～35份
固化剂    30～100份
所述的环氧树脂，为双酚A或双酚F型环氧树脂；
所述的固化剂为潜伏型固化剂，优选聚酰胺改性类潜伏型固化剂，如深圳初创应用材料有限公司生产的ICAM-8407固化剂；
所述的RFID用异向导电胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）将金包镍粉、单体、分散剂、溶剂和引发剂混合后，超声分散，在超声分散下于氮气气氛下，45-80℃聚合反应0.5-12小时，然后从反应产物中收集所述的导电胶粒；
所述的单体为苯乙烯，用量为金包镍粉质量的10％～500％。
所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，用量为单体质量5%～30％。
所述的溶剂为无水乙醇或乙醇水溶液，乙醇水溶液乙醇体积浓度为50～99.5%，用量为单体重量的10～50倍；
所述的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰，用量为单体质量的1％－10％。
所述金包镍粉，采用商业化产品，如上海天臣射频有限公司生产的粒径1-3um、含金量在5-20%的产品；
（2）将步骤（1）得到的导电胶粒，与环氧树脂和固化剂混合，即获得所述的得RFID用异向导电胶；
本发明通过聚合的方法，在金包镍粉上超声分散聚合包裹上一层聚合物，使金包镍粉之间相互隔离，有效避免了金包镍粉之间的团聚；加热固化时，这层聚合物会熔化流动，不会影响导电粒子与电极间的导通；从而提高了RFID标签绑定芯片的成品率。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本专利，但实施例并不意味着限制本发明的范围。
实施例1
金包镍粉（上海天臣射频有限公司生产，粒径2.5um，金含量5%）20克、苯乙烯2克、聚乙烯吡咯烷酮0.6克、体积浓度50%乙醇水溶液100克、过氧化二苯甲酰0.2克加入250ml反应烧瓶中，通氮气保护，于250W超声水浴机中超声分散溶解后，继续超声分散，并在水浴温度80℃下聚合0.5小时，降温至30℃，过滤并用乙醇洗涤，真空干燥，获得得产物：包裹聚苯乙烯的金包镍粉。
所得产物在1000倍显微镜下观察无明显团聚，并可观察到金属微粉表面有近乎透明的聚苯乙烯层包裹。用甲苯以索氏提取法分析产物表明：聚合物的质量含量为4%。
实施例2
金包镍粉（上海天臣射频有限公司生产，粒径2.5um，金含量10%）5克、苯乙烯25克、聚乙烯吡咯烷酮1.25克、99.5%乙醇250克、偶氮二异丁腈0.25克加入500ml反应烧瓶中，通氮气保护，于250W超声水浴机中超声分散溶解后，继续超声分散，并在水浴温度45度下聚合12小时，降温至30度以下，过滤并用乙醇洗涤，真空干燥得产物：包裹聚苯乙烯的金包镍粉。
所得产物在1000倍显微镜下观察无明显团聚，并可观察到金属微粉表面有近乎透明的聚苯乙烯层包裹。用甲苯以索氏提取法分析产物表明：聚合物的质量含量为50%。
实施例3
金包镍粉（上海天臣射频有限公司生产，粒径1um，金含量20%）5克、苯乙烯10克、聚乙烯吡咯烷酮2克、70%乙醇水溶液200克、偶氮二异丁腈0.5克加入500ml反应烧瓶中，通氮气保护，于250W超声水浴机中超声分散溶解后，继续超声分散，并在水浴温度60度下聚合3小时，降温至30度以下，过滤并用乙醇洗涤，真空干燥得产物：包裹聚苯乙烯的金包镍粉。
所得产物在1000倍显微镜下观察无明显团聚，并可观察到金属微粉表面有近乎透明的聚苯乙烯层包裹。用甲苯以索氏提取法分析产物表明：聚合物的质量含量为30%。
对比实施例1
金包镍粉（上海天臣射频有限公司生产，粒径2.5um，金含量5%）5克、苯乙烯10克、聚乙烯吡咯烷酮2克、70%乙醇水溶液200克、偶氮二异丁腈0.5克加入500ml反应烧瓶中，通氮气保护，搅拌溶解后，继续搅拌，并在水浴温度60度下反应，0.5小时后可观察到金包镍粉有明显团聚，取样于显微镜下放大1000倍观察，金包镍粉团聚严重，无法再重新分散，实验失败。
实施例4
将上述三个实施例的产物按表1中各成分比例混合均匀，灌装于5ml注射器中，在同一台RFID自动贴片机上，各绑定10000只13.56MHzRFID芯片及相应天线，绑定固化时温度为190度、固化时间为12秒。成品率如下表1所示。
表1
术语“绑定成品率”，指的是RFID天线绑定芯片后，可通过RFID读写器正常读取芯片信息的天线数占总绑定天线数的百分率。
上表中所述的双酚A型环氧树脂为上海树脂厂有限公司生产的643型环氧树酯；双酚F型环氧树脂为上海树脂厂有限公司生产的F-51型环氧树脂；潜伏型固化剂为深圳初创应用材料有限公司生产的ICAM-8407潜伏性固化剂；未经处理的金包镍粉为上海天臣射频有限公司生产的、粒径2.5um、金含量5%。
从上表中可以看出，金包镍粉经苯乙烯超声聚合包裹后配制的异向导电胶，其成品率有明显上升。
上面的描述和实例公开了本发明的几种方法和材料，但本发明不限于上述的具体实例，它包括本发明权利要求书中所限定的本发明的精神和范围内的所有改进和变化。

Claims (8)

1.导电胶粒，其特征在于，包括金包镍粉和超声分散聚合包裹在所述的金包镍粉外的聚合物；所述的聚合物为聚苯乙烯；导电胶粒中各组分的重量份数为：
金包镍粉  100份
聚合物    1～200份。
2.根据权利要求1所述的导电胶粒，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
金包镍粉  100份
聚合物    3-100份。
3.根据权利要求1或2所述的导电胶粒，其特征在于，所述的金包镍粉平均粒径为1～3um，金的重量含量为5～20%。
4.RFID用异向导电胶，其特征在于，由分散在环氧树脂及固化剂中的权利要求1～3任一项所述的导电胶粒组成。
5.根据权利要求4所述的RFID用异向导电胶，其特征在于，组分的重量份数为：
环氧树脂  100份
导电胶粒  10～35份
固化剂    30～100份。
6.根据权利要求5所述的RFID用异向导电胶，其特征在于，所述环氧树脂，为双酚A或双酚F型环氧树脂。
7.根据权利要求5或6所述的RFID用异向导电胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将金包镍粉、单体、分散剂、溶剂和引发剂混合后，超声分散，在超声分散下于氮气气氛下，45-80℃聚合反应0.5-12小时，然后从反应产物中收集所述的导电胶粒；
（2）将步骤（1）得到的导电胶粒，与环氧树脂和固化剂混合，即获得所述的RFID用异向导电胶。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的单体为苯乙烯，用量为金包镍粉质量的10～500%，所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，用量为单体质量5～30%，所述的溶剂为无水乙醇或乙醇水溶液，乙醇水溶液乙醇体积浓度为50～99.5%，用量为单体重量的10～50倍；所述的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰，用量为单体质量的1～10%。
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