CN109462937A - 新型异方导电胶膜及其制作方法 - Google Patents

新型异方导电胶膜及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型异方导电胶膜及其制作方法，其中导电胶膜包括第一载体膜层、导电粘着层、导电布层和第二载体膜层，导电粘着层包括第一和第二导电粘着层，第二导电粘着层形成于第二载体膜层的上表面，导电布层形成于第二导电粘着层的上表面，第一导电粘着层形成于导电布层的上表面；第一载体膜层形成于第一导电粘着层的上表面；导电粘着层由基材层和材料层组成，基材层由碳纤维编织而成，材料层由纳米线、金属导电粒子和胶粘剂树脂组成。本发明的新型多层异方导电膜不仅具有电阻率低、导通性佳，电磁波屏蔽性佳和导电性强等优异性能，而且具有较佳的挠曲性、抗弯折性和抗拉伸性等。

Description

新型异方导电胶膜及其制作方法
技术领域
本发明属于导电胶膜技术领域，更具体地说，涉及一种异方导电胶膜。
背景技术
异方性导电胶膜是利用导电粒子连接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，而达成只在z轴方向导通之目的，可以解决一些以往连接器无法处理的细微导线连接问题。
其中，用于软性印刷电路板的多为聚酰亚胺铜箔基板，一般区分为单面板或双面板。通常，聚酰亚胺铜箔基板在应用上的问题受限于聚酰亚胺材料的组成及其厚度。小型电子产品的配线材料大多采用设计自由度高、弯曲性良好的软性印刷电路板(FlexiblePrinted Circuit，以下简称FPC)，并且在不断向高速度化、高挠曲发展的同时制定了各种厚度、作业性的对策。在这种情况下，就对用于该种软性印刷电路板的导电胶膜提出了更高的要求，不仅需要具有良好的导通性，较佳的电磁波屏蔽性，还应具有良好的挠曲性、抗弯折性和韧性，只有这样才能满足市场对导电胶膜越来越高的要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供新型异方导电胶膜，该新型多层异方导电膜不仅具有电阻率低、导通性佳，电磁波屏蔽性佳和导电性强等优异性能，而且具有较佳的挠曲性、抗弯折性和抗拉伸性等。
为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：
本发明提供了一种新型异方导电胶膜，包括第一载体膜层、导电粘着层、导电布层和第二载体膜层，所述导电粘着层包括第一导电粘着层和第二导电粘着层，所述第二导电粘着层形成于所述第二载体膜层的上表面，所述导电布层形成于所述第二导电粘着层的上表面，所述第一导电粘着层形成于所述导电布层的上表面；所述第一载体膜层形成于所述第一导电粘着层的上表面；
所述导电粘着层由基材层和填充于所述基材层的材料层组成，所述基材层由碳纤维编织而成，所述材料层由纳米线、金属导电粒子和胶粘剂树脂组成；
所述第一导电粘着层的厚度为15-25μm；
所述导电布层的厚度为5-15μm；
所述第二导电粘着层的厚度为15-25μm。
为了解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：
所述碳纤维的抗拉强度为3500-4000MPa，且抗拉弹性模量为230-430GPa，所述碳纤维的直径为7-12μm，所述基材层的布满网格，且网格的面积为0.005-0.012cm2。
进一步地说，所述纳米线为铜镀银线和铜镀金线，所述纳米线的直径为60-80纳米，所述纳米线的长径比为310-330；
所述胶粘剂树脂包括乙二醇、聚酰亚胺、环氧树脂、三级丁醇、乙烯蜡、聚苯胺、钛酸四丁酯和酸酐类固化剂。
进一步地说，所述材料层的各组分的重量份数如下：
所述铜镀银线的份数为8-12份；所述铜镀金线的份数为12-15份；所述金属导电粒子的份数为15-18份；所述乙二醇的份数为50-60份；所述聚酰亚胺的份数为30-40份；所述环氧树脂的份数为8-12份；所述三级丁醇的份数为10-12份；所述乙烯蜡的份数为6-9份；所述聚苯胺的份数为10-15份；所述钛酸四丁酯的份数为2-4份；所述酸酐类固化剂的份数为3-6份。
进一步地说，所述导电布层为纤维布，所述纤维布为网格布、平织布或无纺布,所述纤维布的微孔的尺寸为5-10μm。
进一步地说，所述第一载体膜层和所述第二载体膜层的厚度均为25-125μm。
进一步地说，所述第一载体膜层和所述第二载体膜层均为PET氟塑载体膜、PET含硅油载体膜、PET亚光载体膜或PE载体膜。
进一步地说，所述金属导电粒子为纯金属导电粒子或合金属导电粒子，所述金属导电粒子的粒径为17-30μm。
进一步地说，所述金属导电粒子的形状为树枝形、三角形、球形和条状中的至少两种。
本发明还提供了一种所述的新型异方导电胶膜的制作方法，按照下述步骤进行：
步骤一：将碳纤维编织成基材层；
步骤二：将所述铜镀银线、铜镀金线、乙二醇和聚酰亚胺按重量份数加入三辊混料机，三辊混料机转速50-60转/分钟，时间10-20分钟，然后静置0.5-0.8小时，使其混合均匀，得到混合物A；
步骤三：将环氧树脂、乙烯蜡、聚苯胺、钛酸四丁酯和酸酐类固化剂按重量份数加入到三辊混料机与步骤二制得的混合物A混合，三辊混料机转速120-150转/分钟，时间40-60分钟，使其混合均匀，然后静置12-24小时，得到混合物B；
步骤四：将步骤二制得的混合物B涂布于所述基材层，采用180-220℃低温固化成型并得到所述第一导电粘着层和所述第二导电粘着层；
步骤五：在步骤四制得的第一导电粘着层和第二导电粘着层之一的表面贴合导电布层，之后与另一压合，且压合温度为200-250℃，即可得到所述新型异方导电胶膜。
本发明的有益效果是：
本发明依次包括第一载体膜层、第一导电粘着层、导电布层、第二导电粘着层和第二载体膜层，导电粘着层由基材层和材料层组成，且基材层由碳纤维编织而成，由于碳纤维具有较佳的抗拉伸性、强度和柔性，使得本发明的产品具有较佳的机械性能，比如具有较佳的挠曲性、抗弯折性和抗拉伸性等；而且材料层由纳米线、金属导电粒子和胶粘剂树脂组成，通过在导电粘着层增加了金属导电粒子和纳米线，使得本发明的产品具有优良的导电性和挠曲性，且材料层的成分配比合理，进一步提高本发明在热压合后的机械强度；
再者，采用导电布层，导电布层因其纤维状或网状结构有利于第一、第二导电粘着层中加入的金属导电粒子通过其中的微孔实现第一、第二导电粘着层的接通，同时因其良好的透气性，在FPC下游制程中经过SMT不会出现爆板现象，可有效解决现在市场流通的导电胶以及埋金属层导电胶会遇到的爆板问题；而且微孔便于金属导电粒子通过，具有更强的导通性和更低的电阻率；
再者，本发明的金属导电粒子的形状可以为树枝形、三角形、球形和条状中的至少两种，采用形状不同的金属导电粒子，因此在受到热压产生形变时会趋向多方向流动，使压合后金属导电粒子在导电粘着层中的分布具有多方向性和高分散性，进而与软板上的接地孔形成导通电路，使得第一导电粘着层和第二导电粘着层具有良好的异向导电性，大幅提升导电性能，能够降低软板的接地阻抗值
再者，采用的载体膜可有效避免产品在收卷时出现粘着现象，本发明的新型多层异方导电膜不仅具有电阻率低、导通性佳，电磁波屏蔽性佳和导电性强等优异性能，而且具有较佳的挠曲性、抗弯折性和抗拉伸性等。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中各部分的附图标记如下：
第一载体膜层10、第一导电粘着层20、导电布层30、第二导电粘着层40、第二载体膜层50和基材层60。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例：参见图1，一种新型异方导电胶膜，包括第一载体膜层10、导电粘着层、导电布层30和第二载体膜层50，所述导电粘着层包括第一导电粘着层20和第二导电粘着层40，所述第二导电粘着层形成于所述第二载体膜层的上表面，所述导电布层形成于所述第二导电粘着层的上表面，所述第一导电粘着层形成于所述导电布层的上表面；所述第一载体膜层形成于所述第一导电粘着层的上表面；
所述导电粘着层由基材层60和填充于所述基材层的材料层组成，所述基材层由碳纤维编织而成，所述材料层由纳米线、金属导电粒子和胶粘剂树脂组成；
所述第一导电粘着层的厚度为15-25μm；
所述导电布层的厚度为5-15μm；
所述第二导电粘着层的厚度为15-25μm。
所述碳纤维的抗拉强度为3500-4000MPa，且抗拉弹性模量为230-430GPa，所述碳纤维的直径为7-12μm，所述基材层的布满网格，且网格的面积为0.005-0.012cm2。
所述纳米线、金属导电粒子和胶粘剂树脂填充于所述基材层网格以及覆盖于所述基材层的上表面和下表面。
所述纳米线为铜镀银线和铜镀金线，所述纳米线的直径为60-80纳米，所述纳米线的长径比为310-330；
所述胶粘剂树脂包括乙二醇、聚酰亚胺、环氧树脂、三级丁醇、乙烯蜡、聚苯胺、钛酸四丁酯和酸酐类固化剂。
所述材料层的各组分的重量份数如下：
所述铜镀银线的份数为8-12份；所述铜镀金线的份数为12-15份；所述金属导电粒子的份数为15-18份；所述乙二醇的份数为50-60份；所述聚酰亚胺的份数为30-40份；所述环氧树脂的份数为8-12份；所述三级丁醇的份数为10-12份；所述乙烯蜡的份数为6-9份；所述聚苯胺的份数为10-15份；所述钛酸四丁酯的份数为2-4份；所述酸酐类固化剂的份数为3-6份。
所述导电布层为纤维布，所述纤维布为网格布、平织布或无纺布,所述纤维布的微孔的尺寸为5-10μm。
所述第一载体膜层和所述第二载体膜层的厚度均为25-125μm。
所述第一载体膜层和所述第二载体膜层均为PET氟塑载体膜、PET含硅油载体膜、PET亚光载体膜或PE载体膜。
所述金属导电粒子为纯金属导电粒子或合金属导电粒子，所述金属导电粒子的粒径为17-30μm。
所述金属导电粒子的形状为树枝形、三角形、球形和条状中的至少两种。
实施例1到实施例5的配方如下表，表1所示：
表1
实施例1到实施例5所述的新型异方导电胶膜的制作方法，按照下述步骤进行：
步骤一：将碳纤维编织成基材层；
步骤二：将所述铜镀银线、铜镀金线、乙二醇和聚酰亚胺按重量份数加入三辊混料机，三辊混料机转速50-60转/分钟，时间10-20分钟，然后静置0.5-0.8小时，使其混合均匀，得到混合物A；
步骤三：将环氧树脂、乙烯蜡、聚苯胺、钛酸四丁酯和酸酐类固化剂按重量份数加入到三辊混料机与步骤二制得的混合物A混合，三辊混料机转速120-150转/分钟，时间40-60分钟，使其混合均匀，然后静置12-24小时，得到混合物B；
步骤四：将步骤二制得的混合物B涂布于所述基材层，采用180-220℃低温固化成型并得到所述第一导电粘着层和所述第二导电粘着层；
步骤五：在步骤四制得的第一导电粘着层和第二导电粘着层之一的表面贴合导电布层，之后与另一压合，且压合温度为200-250℃，即可得到所述新型异方导电胶膜。
对剥离双面载体膜后的新型纳米多层异方导电胶膜进行导通性分析测试：用高桥测试仪进行导通性分析测试，在第一、二导电粘着层上下两面分别假贴镀镍钢片与FPC后，压合固化分别测试样片过回流焊前后导通性阻值数据，将对本发明所作测试作为实施例，以同样方法测试一般产品的导电性能作为比较例，将测得的导通性结果纪录于表2中。
对剥离双面载体膜后的新型纳米多层异方导电胶膜进行挠曲性测试：将使用滑台测试仪进行。测试条件：使用电压：AC220V，测试R角：0.8mm，频率：30次/分钟，移动行程：32mm；将对本发明所作测试作为实施例，以同样方法测试其导电胶的挠曲性作为比较例，将测得的挠曲性结果纪录于表2中。
表2
本发明提供的新型异方导电胶膜，经烘烤后，电阻低且稳定，不仅具有良好的导电效果和电磁波屏蔽性还具有良好挠曲性和机械强度，比如具有较佳的挠曲性、抗弯折性和抗拉伸性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型异方导电胶膜，其特征在于：包括第一载体膜层、导电粘着层、导电布层和第二载体膜层，所述导电粘着层包括第一导电粘着层和第二导电粘着层，所述第二导电粘着层形成于所述第二载体膜层的上表面，所述导电布层形成于所述第二导电粘着层的上表面，所述第一导电粘着层形成于所述导电布层的上表面；所述第一载体膜层形成于所述第一导电粘着层的上表面；
所述导电粘着层由基材层和填充于所述基材层的材料层组成，所述基材层由碳纤维编织而成，所述材料层由纳米线、金属导电粒子和胶粘剂树脂组成；
所述第一导电粘着层的厚度为15-25μm；
所述导电布层的厚度为5-15μm；
所述第二导电粘着层的厚度为15-25μm。
2.根据权利要求1所述的新型异方导电胶膜，其特征在于：所述碳纤维的抗拉强度为3500-4000MPa，且抗拉弹性模量为230-430GPa，所述碳纤维的直径为7-12μm，所述基材层的布满网格，且网格的面积为0.005-0.012cm2。
3.根据权利要求1所述的新型异方导电胶膜，其特征在于：所述纳米线为铜镀银线和铜镀金线，所述纳米线的直径为60-80纳米，所述纳米线的长径比为310-330；
所述胶粘剂树脂包括乙二醇、聚酰亚胺、环氧树脂、三级丁醇、乙烯蜡、聚苯胺、钛酸四丁酯和酸酐类固化剂。
4.根据权利要求3所述的新型异方导电胶膜，其特征在于：所述材料层的各组分的重量份数如下：
所述铜镀银线的份数为8-12份；所述铜镀金线的份数为12-15份；所述金属导电粒子的份数为15-18份；所述乙二醇的份数为50-60份；所述聚酰亚胺的份数为30-40份；所述环氧树脂的份数为8-12份；所述三级丁醇的份数为10-12份；所述乙烯蜡的份数为6-9份；所述聚苯胺的份数为10-15份；所述钛酸四丁酯的份数为2-4份；所述酸酐类固化剂的份数为3-6份。
5.根据权利要求1所述的新型异方导电胶膜，其特征在于：所述导电布层为纤维布，所述纤维布为网格布、平织布或无纺布,所述纤维布的微孔的尺寸为5-10μm。
6.根据权利要求1所述的新型异方导电胶膜，其特征在于：所述第一载体膜层和所述第二载体膜层的厚度均为25-125μm。
7.根据权利要求1所述的新型异方导电胶膜，其特征在于：所述第一载体膜层和所述第二载体膜层均为PET氟塑载体膜、PET含硅油载体膜、PET亚光载体膜或PE载体膜。
8.根据权利要求1所述的新型异方导电胶膜，其特征在于：所述金属导电粒子为纯金属导电粒子或合金属导电粒子，所述金属导电粒子的粒径为17-30μm。
9.根据权利要求1所述的新型异方导电胶膜，其特征在于：所述金属导电粒子的形状为树枝形、三角形、球形和条状中的至少两种。
10.一种根据权利要求1所述的新型异方导电胶膜的制作方法，其特征在于：按照下述步骤进行：
步骤一：将碳纤维编织成基材层；
步骤二：将所述铜镀银线、铜镀金线、乙二醇和聚酰亚胺按重量份数加入三辊混料机，三辊混料机转速50-60转/分钟，时间10-20分钟，然后静置0.5-0.8小时，使其混合均匀，得到混合物A；
步骤三：将环氧树脂、乙烯蜡、聚苯胺、钛酸四丁酯和酸酐类固化剂按重量份数加入到三辊混料机与步骤二制得的混合物A混合，三辊混料机转速120-150转/分钟，时间40-60分钟，使其混合均匀，然后静置12-24小时，得到混合物B；
步骤四：将步骤二制得的混合物B涂布于所述基材层，采用180-220℃低温固化成型并得到所述第一导电粘着层和所述第二导电粘着层；
步骤五：在步骤四制得的第一导电粘着层和第二导电粘着层之一的表面贴合导电布层，之后与另一压合，且压合温度为200-250℃，即可得到所述新型异方导电胶膜。
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