[发明专利]能常温固化的各向异性导电胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种各向异性导电材料，特别是一种可以在常温中固化的各向异性导电材料。

背景技术

由于科技的日新月异，目前各种消费性电子产品皆已朝着轻薄短小的趋势发展，同时，在消费者及消费市场对于电子产品的资料处理速度能够进一步提升的高度期待下，也使得各个电子产品制造厂商莫不戮力提升电子产品中各种电子元件之间连结的精密度，以提高产品的可靠度及产品良率。

传统连结电子产品中各种电子元件的作法通常是利用焊接方式，其具有操作容易的优点，也具有相当程度的可靠度。然而，由于电路元件之间的间距越来越小，传统的焊接技术已无法满足需求。在某些特殊场合中，必须另以各种具备不同用途的各向异性导电材料来代替，例如各向异性导电薄膜(ACF)、各向异性导电浆(ACP)等，皆可克服上述问题。然而，上述的各向异性导电材料本身仍有许多缺点仍须解决。

各向异性导电薄膜的组成通常包括导电颗粒，例如镀金颗粒，其分散在热固型潜固化(thermosetting latent-curing)环氧树脂体系中。电的传导途径是通过这些与基材表面接触的导电颗粒来完成，由于导电颗粒在各向异性导电薄膜中是分散的，彼此间不相接触，因此电流并不会沿着薄膜方向横向传导。各向异性导电薄膜通常为长条状薄膜，其背后由离型膜(release liner)所支撑。各向异性导电薄膜于使用时通常有两个步骤。首先，在预压合步骤中，通过热杆(hot bar)将具有离型膜的各向异性导电薄膜压合至第一基材上，压合温度约为100℃。然后移除离型膜以暴露出各向异性导电薄膜的表面。接着将此第一基材与各向异性导电薄膜经由热杆再压合至第二基材上，并完成最后压合与对准步骤，此压合步骤温度约在160-220℃的高温中进行。上述各向异性导电薄膜的制程在TFT-LCD面板应用中已可完全自动化，并有良好的信赖度。但是各向异性导电薄膜在其他应用层面，例如将柔性印刷电路板(FPCB)粘合至硬性印刷电路板上时，由于基材表面均匀度难以维持，因此失败率相当高。

需要较高的热压合温度则是另一个各向异性导电薄膜普及率不高的原因。在这样的高温热压合温度下，容易造成基材的收缩，特别是在触碰式荧幕中，由于其基材具有PET材质，因此易产生收缩的现象。这项问题并不容易解决，因为通常各向异性导电薄膜为干式膜且具有慢反应单组成的潜固化体系。因此，为了保持其保质期(shelf life)在合理的范围，通常会在低温的环境下保存。此慢反应固化体系也因此无法在正常的状态下快速地固化。为了克服此问题，压合的温度会提高到180℃以加速固化的速度，但这也限制了一些无法在高温中运作的基材的使用，例如前述常在触碰式面板或可挠式面板中使用的PET薄膜。

各向异性导电膏可用来解决上述问题，例如在基材表面不均匀的情况下，各向异性导电膏还是可以正常使用，因此各向异性导电膏也常被应用在柔性印刷电路板以及硬性印刷电路板的结合上。各向异性导电膏通常是一种可网版印刷(screen-printable)的液态膏体。通过网版印刷步骤将各向异性导电膏涂布至基材表面后，接着进行简单的干化步骤，温度约100℃，以移除各向异性导电膏中的溶液，以获得无粘性(non-tacky)的表面，然后再以热杆进行定位与热压合以和另一基材结合。通常，各向异性导电膏的热压合温度约在140℃左右，比各向异性导电薄膜来的低。然而，由于一般的各向异性导电膏液体的粘度较高，相对在网版印刷的过程也容易产生问题，使得涂布品质下降。且虽然其压合温度较各向异性导电薄膜来的低，但是140℃以上的操作温度依旧显得过高，此高温还是限制了其在触碰面板组装上的应用。

相关的现有技术中，如美国专利第7,077,659号公开了一种各向异性导电片的制备方法，包括将磁性颗粒混入液态树脂中，然后将此混合树脂成分制成连续片状，在具有磁场的环境下固化该片状薄膜。如此，可以在片状薄膜中沿着其厚度方向形成具有导电特性的柱状结构。

美国专利第7,071,722号公开了一种在含有固化剂的液态硅橡胶中混合较大的磁性导电颗粒，其平均粒径介于5-50微米，例如，以铁、镍、钴或复合材料为核心，外面镀以金或银。最后再利用片模法，在强磁场环境中加压形成各向异性导电橡胶片。

美国专利第6,849,335号则公开了一种模塑料(molding compound)，其具有较小的磁性导电颗粒，粒径分布在1-10微米之间，以及液态硅橡胶，同样利用片模法，在磁场中加热形成各向异性导电橡胶片。