一種紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備方法，其以三甲基氯硅烷和KH-550為主要制備原料，采用一步法合成含硅丙烯酸酯樹脂基體，再與濕磨后作導電填料的銅粉、活性稀釋劑NVP、固化劑TMPTA、光引發(fā)劑等混合后制得。本發(fā)明的導電壓印膠的制備方法，其工藝簡單、易控，所制得的導電壓印膠具有良好的脫模性能和抗干法刻蝕能力，可替代傳統(tǒng)的Pb-Sn焊料，成為一種新型的綠色環(huán)保的微電子封裝互連材料。
【專利說明】一種紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導電壓印膠的制備方法，尤其涉及一種紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著壓印復合材料的發(fā)展，紫外壓印技術逐漸得到普遍應用。紫外壓印工藝使用透明的模板和光聚化合物，其主要工藝流程一般為:先將一種有機的聚合物溶液噴(轉(zhuǎn)移層)涂在基底上，在轉(zhuǎn)移層上再旋涂(或滴加)一層極薄的低粘度單體溶液(壓印層)，在一定溫度壓力條件下壓印，待單體完全充滿模板空隙后，紫外光透過模板背面照射使單體聚合，固化成型后撤模，干法刻蝕除去剩余的刻蝕層和轉(zhuǎn)移層將圖案轉(zhuǎn)移至基底。
[0003]為了得到具有高保真度的圖案，壓印膠(刻蝕層)在壓印時應具有較好的流動變形能力，以使其在壓力作用下能夠完全填充滿模板空隙；
[0004]在撤膜時，為了使己壓印好的圖案能夠完整無損的保留下來，此時的壓印膠應具有很聞的機械穩(wěn)定性；
[0005]當壓印膠作為掩膜使用時為了保證圖案能順利從壓印膠上通過干法刻蝕轉(zhuǎn)移到基底，此時的壓印膠還應具有較高的抗干法刻蝕能力。
[0006]然而，目前己商業(yè)化生產(chǎn)的各種壓印膠的性能指標無法同時滿足上述要求，為滿足機械穩(wěn)定性與抗干法刻蝕能力的性能指標要求，往往具有較高的表面能。因而，在使用過程中普遍存在易于出現(xiàn)導電膠與模板粘連的技術問題。
[0007]《中國膠粘劑》2005年8月第14卷第8期第27-30頁公開了一種“紫外光固化環(huán)氧丙烯酸樹脂導電膠”，其原料與試劑為:自制的環(huán)氧丙烯酸樹脂、工業(yè)品N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、工業(yè)品三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、工業(yè)品安息香雙甲醚、化學純二苯甲酮、200目銅粉、工業(yè)品硅烷偶聯(lián)劑KH-570以及分析純乙二胺四乙酸；
[0008]其主要工藝步驟為:將銅粉在行星式球磨機中濕法粉磨成1-10微米的片狀粉末；以環(huán)氧丙烯酸樹脂、NVP、TMPTA、安息香雙甲醚和二苯甲酮均勻混合制得光敏樹脂；再將上述處理過的銅粉與光敏樹脂混合均勻，制得導電膠。所制得的導電膠“各向同性、固化后電阻率可達1.3X 1(Γ3歐姆.Cm，剪切強度可達1.3MPa。
[0009]但是，這種紫外光固化環(huán)氧丙烯酸樹脂導電膠，由于其基體使用的是純有機環(huán)氧丙烯酸樹脂，因而具有較高的表面能，這種較高表面能物料成分的引入，不可避免地將導致其最終產(chǎn)品導電壓印膠必然具有較高的粘度，在壓印過程中，易于出現(xiàn)模板與壓印膠之間粘連的問題。
[0010]由于壓印過程中模板與壓印膠粘連，一方面，制約了壓印質(zhì)量的提高，很難獲得具有高保真度的壓印圖案；另一方面，當這種粘連現(xiàn)象嚴重時，甚至可能造成模板的損壞，因而制約了模板壓印數(shù)量的提升，進而造成單位壓印成本偏高。
[0011]為解決壓印過程中易出現(xiàn)導電膠與模板粘連的技術問題，往往只能借助于使用具有較低表面能的抗粘劑修飾模板，以期改善模板的抗粘連能力。但這種方法實際使用過程中效果并不理想，在多次反復壓印之后，壓印膠的可脫模性劣化。特別是，當形成高深寬比圖案時，模板與壓印膠之間的接觸面積增大，常出現(xiàn)壓印膠與模板粘連的現(xiàn)象，造成了圖案出現(xiàn)缺陷。
[0012]因此，開發(fā)出具有更好壓印性能的聚合物壓印膠以滿足高質(zhì)量壓印的技術要求，進一步提高壓印質(zhì)量，己成為壓印膠技術的發(fā)展方向。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]本發(fā)明的目的在于，提供一種紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備方法，其制備工藝簡單，所制得的壓印膠具有粘度低、與底板的粘附力強且脫模性能好、抗干法刻蝕能力好等特點。
[0014]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是，一種紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0015]第一步，導電填料銅粉的制備步驟:
[0016]采用濕法球磨處理銅粉，在銅粉中加入無水乙醇作為介質(zhì)，氮氣保護下用行星式球磨機進行球磨，粉磨20h，得到呈珠光色、粒徑為1-10微米的片狀銅粉；
[0017]將上述片狀銅粉用濃度為5%的稀硫酸溶液洗滌三次，再用無水乙醇洗三次，過濾后，在濾渣中加入偶聯(lián)劑，快速放入真空干燥箱中，干燥備用；
[0018]第二步，合成含硅丙烯酸酯樹脂基體的步驟:
[0019]按質(zhì)量份數(shù)，將163份三甲基氯硅烷和62份硅烷偶聯(lián)劑KH-550混合，并在30min內(nèi)均勻滴加40.8份的去離子水和48份的甲醇的混合溶液，攪拌至均勻；反應溫度控制在低于 50 0C ；
[0020]室溫下繼續(xù)攪拌12h，將有機相水洗至中性、干燥后，減壓蒸餾除去低沸物得粗產(chǎn)物；
[0021]再在2mmHg下，將上述粗產(chǎn)物進行精餾，收集112-116?的餾分，得到含硅丙烯酸酷樹脂基體；
[0022]第三步，紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備步驟:
[0023]將制得的含硅丙烯酸酯樹脂基體作為基本樹脂，與活性稀釋劑NVP、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，按質(zhì)量份數(shù)1-2: 1-2: 3的比例混合，同時加入安息香雙甲醚或二苯甲酮作為光引發(fā)劑，并攪拌混合均勻，制得光敏樹脂；
[0024]上述安息香雙甲醚或二苯甲酮的加入量為基本樹脂、活性稀釋劑NVP和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯總重量的1-2% ；
[0025]再將銅粉與光敏樹脂按重量比1-5: I的比例均勻混合，即得。
[0026]上述技術方案直接帶來的技術效果是，通過樹脂基體中引入有機硅成分方式，有效降低了樹脂基體的表面能，進而有效降低了最終產(chǎn)品導電壓印膠的粘度。采用上述制備方法制得的導電壓印膠既具有良好的導電性能和較強的對底板材料的粘結(jié)力，又具有較低的表面能，因而具有良好的脫模性能。
[0027]原因在于:有機硅化合物具有比較低的表面能，利用其對材料改性或混入配方可以得到較好的預期效果。由于此類分子具有碳鏈和硅鏈兩種主鏈，其性質(zhì)類似于表面活性齊U，在涂覆到高表面能的石英、金屬、硅等底材表面上時，共聚物會發(fā)生微相分離，表面能低的聚二甲基硅氧烷基團有向壓印膠與空氣界面富集的趨勢，使表面能降低；
[0028]而有機硅化合物中的有機基團又有向壓印膠與底材界面富集的趨勢，使得壓印膠與底材之間形成良好的粘附力。
[0029]上述技術方案，以三甲基氯硅烷和硅烷偶聯(lián)劑KH-550為原料，采用“一步法”合成含娃丙稀酸酷樹脂基體，其樹脂基體制備工藝簡單；更為關鍵的是，合成的含娃丙稀酸酷樹脂基體的有機硅，其不僅具有柔韌的硅氧烷主鏈，而且其側(cè)鏈可攜帶大量官能團。
[0030]根據(jù)光固化基本理論，由于光固化反應速率較大,反應時體系的體積收縮速率遠小于固化速率，體積收縮來不及達到平衡，因此造成了大量暫時性的額外自由體積，這些自由體積提高了雙鍵和活性物種的活動能力，從而提高了雙鍵最終的轉(zhuǎn)化率，這種結(jié)構(gòu)形式的多官能團物質(zhì)具有引發(fā)階段固化速度快和存在自由體積效應的特點，因而更適宜于紫外光固化。
[0031]因此，本發(fā)明的制備方法所制備出的導電壓印膠，利用紫外光對導電壓印膠進行固化，可避免傳統(tǒng)的加熱固化方法可能導致聚合物的不完全位移，即不能完全填充印章的腔體等現(xiàn)象，進一步保證了高品質(zhì)壓印質(zhì)量；而且，紫外光固化工藝不需要高溫、高壓，工藝上廉價，有利于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0032]優(yōu)選為，上述銅粉與光敏樹脂的重量比為4: I。
[0033]該優(yōu)選技術方案直接帶來的技術效果是，銅粉與光敏樹脂的重量比為4: I時，所制得導電壓印膠導電性能和剪切強度最好。
[0034]進一步優(yōu)選，上述片狀銅粉的制備所用的原料銅粉，其粒徑為200目。
[0035]該優(yōu)選技術方案直接帶來的技術效果是，銅粉粒徑越小，其表面積越大，表面原子占比越高，燒結(jié)溫度越低；但若粒徑太小，在燒結(jié)前形成大粒徑團聚體，則導電膠難以整體燒結(jié)，而是形成分散塊體。因此，選用粒徑為200目銅粉作為原料最合適。
[0036]進一步優(yōu)選，上述硅烷偶聯(lián)劑KH-550、固化劑三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和安息香雙甲醚均為工業(yè)品；所述三甲基氯硅烷、甲醇和二苯甲酮均為化學純。
[0037]該優(yōu)選技術方案直接帶來的技術效果是，考慮到工業(yè)化生產(chǎn)的成本預算，工業(yè)品的硅烷偶聯(lián)劑KH-550、固化劑三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和安息香雙甲醚的價格較低，同時本身也能很好的滿足產(chǎn)品的性能；而對于三甲基氯硅烷、甲醇和二苯甲酮，考慮到用量小、純度要求高等原因，最好使用化學純以上的純度級別。
[0038]綜上所述，本發(fā)明的紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備方法具有制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低等特點，所制備出的導電壓印膠既具有良好的導電性能和較強的對底板材料的粘結(jié)力，又具有較低的表面能，可充分滿足高品質(zhì)壓印的技術要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]圖1為本發(fā)明制備出的導電壓印膠電阻率的測試結(jié)果曲線圖；
[0040]圖2為本發(fā)明制備出的導電壓印膠基體樹脂的質(zhì)量分數(shù)對導電膠表面能和導電膠剪切強度的影響測試結(jié)果曲線圖；
[0041]圖3為本發(fā)明制備出的導電壓印膠銅粉和基體樹脂質(zhì)量比對固化速率的影響曲線圖；
[0042]圖4為本發(fā)明所制備的導電壓印膠光引發(fā)劑對固化速率的測試結(jié)果圖；
[0043]圖5為本發(fā)明所制備的導電壓印膠光敏樹脂配方比對分離力和剪切強度的影響測試結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0044]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0045]說明:本申請文件中所涉及到的:
[0046]KH550:化學名稱為Y -氨丙基三乙氧基硅烷，結(jié)構(gòu)式為NH2CH2CH2CH2Si (OC2H5) 3)；
[0047]TMPTA:化學名稱為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，結(jié)構(gòu)式為(CH2 =
chcooch2) 3-cch2ch3 ；
[0048]NVP:化學名稱為N-乙烯基吡咯烷酮，分子式為C6H90N。
[0049]實施例1:
[0050]采用濕法球磨處理銅粉，在銅粉中加入無水乙醇作為介質(zhì)，氮氣保護下用行星式球磨機進行球磨，粉磨20h，得到呈珠光色、粒徑為1-10微米的片狀銅粉；
[0051]將上述片狀銅粉用濃度為5%的稀硫酸溶液洗滌三次，再用無水乙醇洗三次，過濾后，在濾渣中加入分散劑或偶聯(lián)劑，快速放入真空干燥箱中，干燥備用；
[0052]按質(zhì)量份數(shù)，將163份三甲基氯硅烷和62份KH-550混合，并在30min內(nèi)均勻滴加40.8份的去離子水和48份的甲醇的混合溶液，攪拌至均勻；反應溫度控制在低于50°C ；
[0053]室溫下繼續(xù)攪拌12h后，將有機相水洗至中性、干燥后，減壓蒸餾除去低沸物得粗產(chǎn)物；
[0054]再在2mmHg下，將上述粗產(chǎn)物進行精餾，收集112_116°C的餾分，得到含硅丙烯酸酷樹脂基體；
[0055]將制得的含硅丙烯酸酯樹脂基體作為基本樹脂，與活性稀釋劑NVP、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，按質(zhì)量份數(shù)1:1: 3的比例混合，同時加入安息香雙甲醚作為光引發(fā)劑，并攪拌混合均勻，制得光敏樹脂；
[0056]上述安息香雙甲醚的加入量為基本樹脂、活性稀釋劑NVP和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯總重量的2% ；
[0057]再將銅粉與光敏樹脂按重量比4: I的比例均勻混合，即得。
[0058]實施例2
[0059]采用濕法球磨處理銅粉，在銅粉中加入無水乙醇作為介質(zhì)，氮氣保護下用行星式球磨機進行球磨，粉磨20h，得到呈珠光色、粒徑為1-10微米的片狀銅粉；
[0060]將上述片狀銅粉用濃度為5%的稀硫酸溶液洗滌三次，再用無水乙醇洗三次，過濾后，在濾渣中加入分散劑或偶聯(lián)劑，快速放入真空干燥箱中，干燥備用；
[0061]按質(zhì)量份數(shù)，將163份三甲基氯硅烷和62份KH-550混合，并在30min內(nèi)均勻滴加40.8份的去離子水和48份的甲醇的混合溶液，攪拌至均勻；反應溫度控制在低于50°C ；
[0062]室溫下繼續(xù)攪拌12h后，將有機相水洗至中性、干燥后，減壓蒸餾除去低沸物得粗產(chǎn)物；
[0063]再在2mmHg下，將上述粗產(chǎn)物進行精餾，收集112_116°C的餾分，得到含硅丙烯酸酷樹脂基體；
[0064]將制得的含硅丙烯酸酯樹脂基體作為基本樹脂，與活性稀釋劑NVP、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，按質(zhì)量份數(shù)2: 2: 3的比例混合，同時加入二苯甲酮作為光引發(fā)劑，并攪拌混合均勻，制得光敏樹脂；
[0065]上述二苯甲酮的加入量為基本樹脂、活性稀釋劑NVP和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯總重量的1% ；
[0066]再將銅粉與光敏樹脂按重量比4: I的比例均勻混合，即得。
[0067]實施例3
[0068]采用濕法球磨處理銅粉，在銅粉中加入無水乙醇作為介質(zhì)，氮氣保護下用行星式球磨機進行球磨，粉磨20h，得到呈珠光色、粒徑為1-10微米的片狀銅粉；
[0069]將上述片狀銅粉用濃度為5%的稀硫酸溶液洗滌三次，再用無水乙醇洗三次，過濾后，在濾渣中加入分散劑或偶聯(lián)劑，快速放入真空干燥箱中，干燥備用；
[0070]按質(zhì)量份數(shù)，將163份三甲基氯硅烷和62份KH-550混合，并在30min內(nèi)均勻滴加40.8份的去離子水和48份的甲醇的混合溶液，攪拌至均勻；反應溫度控制在低于50°C ；
[0071]室溫下繼續(xù)攪拌12h后，將有機相水洗至中性、干燥后，減壓蒸餾除去低沸物得粗產(chǎn)物；
[0072]再在2mmHg下，將上述粗產(chǎn)物進行精餾，收集112_116°C的餾分，得到含硅丙烯酸酷樹脂基體；
[0073]將制得的含硅丙烯酸酯樹脂基體作為基本樹脂，與活性稀釋劑NVP、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，按質(zhì)量份數(shù)1:1: 2的比例混合，同時加入二苯甲酮作為光引發(fā)劑，并攪拌混合均勻，制得光敏樹脂；
[0074]上述二苯甲酮的加入量為基本樹脂、活性稀釋劑NVP和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯總重量的1% ；
[0075]再將銅粉與光敏樹脂按重量比4: I的比例均勻混合，即得。
[0076]實施例4
[0077]采用濕法球磨處理銅粉，在銅粉中加入無水乙醇作為介質(zhì)，氮氣保護下用行星式球磨機進行球磨，粉磨20h，得到呈珠光色、粒徑為1-10微米的片狀銅粉；
[0078]將上述片狀銅粉用濃度為5%的稀硫酸溶液洗滌三次，再用無水乙醇洗三次，過濾后，在濾渣中加入分散劑或偶聯(lián)劑，快速放入真空干燥箱中，干燥備用；
[0079]按質(zhì)量份數(shù)，將163份三甲基氯硅烷和62份KH-550混合，并在30min內(nèi)均勻滴加40.8份的去離子水和48份的甲醇的混合溶液，攪拌至均勻；反應溫度控制在低于50°C ；
[0080]室溫下繼續(xù)攪拌12h后，將有機相水洗至中性、干燥后，減壓蒸餾除去低沸物得粗產(chǎn)物；
[0081]再在2mmHg下，將上述粗產(chǎn)物進行精餾，收集112-116?的餾分，得到含硅丙烯酸酷樹脂基體；
[0082]將制得的含硅丙烯酸酯樹脂基體作為基本樹脂，與活性稀釋劑NVP、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，按質(zhì)量份數(shù)1:1: 2的比例混合，同時加入安息香雙甲醚作為光引發(fā)劑，并攪拌混合均勻，制得光敏樹脂；
[0083]上述安息香雙甲醚的加入量為基本樹脂、活性稀釋劑NVP和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯總重量的2% ；
[0084]再將銅粉與光敏樹脂按重量比4: I的比例均勻混合，即得。
[0085]實施例5
[0086]采用濕法球磨處理銅粉，在銅粉中加入無水乙醇作為介質(zhì)，氮氣保護下用行星式球磨機進行球磨，粉磨20h，得到呈珠光色、粒徑為1-10微米的片狀銅粉；
[0087]將上述片狀銅粉用濃度為5%的稀硫酸溶液洗滌三次，再用無水乙醇洗三次，過濾后，在濾渣中加入分散劑或偶聯(lián)劑，快速放入真空干燥箱中，干燥備用；
[0088]按質(zhì)量份數(shù)，將163份三甲基氯硅烷和62份KH-550混合，并在30min內(nèi)均勻滴加40.8份的去離子水和48份的甲醇的混合溶液，攪拌至均勻；反應溫度控制在低于50°C ；
[0089]室溫下繼續(xù)攪拌12h后，將有機相水洗至中性、干燥后，減壓蒸餾除去低沸物得粗產(chǎn)物；
[0090]再在2mmHg下，將上述粗產(chǎn)物進行精餾，收集112_116°C的餾分，得到含硅丙烯酸酷樹脂基體；
[0091]將制得的含硅丙烯酸酯樹脂基體作為基本樹脂，與活性稀釋劑NVP、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，按質(zhì)量份數(shù)1:1: 3的比例混合，同時加入安息香雙甲醚作為光引發(fā)劑，并攪拌混合均勻，制得光敏樹脂；
[0092]上述安息香雙甲醚的加入量為基本樹脂、活性稀釋劑NVP和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯總重量的2% ；
[0093]再將銅粉與光敏樹脂按重量比2: I的比例均勻混合，即得。
[0094]實施例6
[0095]采用濕法球磨處理銅粉，在銅粉中加入無水乙醇作為介質(zhì)，氮氣保護下用行星式球磨機進行球磨，粉磨20h，得到呈珠光色、粒徑為1-10微米的片狀銅粉；
[0096]將上述片狀銅粉用濃度為5%的稀硫酸溶液洗滌三次，再用無水乙醇洗三次，過濾后，在濾渣中加入分散劑或偶聯(lián)劑，快速放入真空干燥箱中，干燥備用；
[0097]按質(zhì)量份數(shù)，將163份三甲基氯硅烷和62份KH-550混合，并在30min內(nèi)均勻滴加40.8份的去離子水和48份的甲醇的混合溶液，攪拌至均勻；反應溫度控制在低于50°C ；
[0098]室溫下繼續(xù)攪拌12h后，將有機相水洗至中性、干燥后，減壓蒸餾除去低沸物得粗產(chǎn)物；
[0099]再在2mmHg下，將上述粗產(chǎn)物進行精餾，收集112_116°C的餾分，得到含硅丙烯酸酷樹脂基體；
[0100]將制得的含硅丙烯酸酯樹脂基體作為基本樹脂，與活性稀釋劑NVP、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，按質(zhì)量份數(shù)1:1: 3的比例混合，同時加入安息香雙甲醚作為光引發(fā)劑，并攪拌混合均勻，制得光敏樹脂；
[0101]上述安息香雙甲醚的加入量為基本樹脂、活性稀釋劑NVP和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯總重量的2% ；
[0102]再將銅粉與光敏樹脂按重量比3: I的比例均勻混合，即得。
[0103]實施例7
[0104]采用濕法球磨處理銅粉，在銅粉中加入無水乙醇作為介質(zhì)，氮氣保護下用行星式球磨機進行球磨，粉磨20h，得到呈珠光色、粒徑為1-10微米的片狀銅粉；
[0105]將上述片狀銅粉用濃度為5%的稀硫酸溶液洗滌三次，再用無水乙醇洗三次，過濾后，在濾渣中加入分散劑或偶聯(lián)劑，快速放入真空干燥箱中，干燥備用；
[0106]按質(zhì)量份數(shù)，將163份三甲基氯硅烷和62份KH-550混合，并在30min內(nèi)均勻滴加40.8份的去離子水和48份的甲醇的混合溶液，攪拌至均勻；反應溫度控制在低于50°C ；
[0107]室溫下繼續(xù)攪拌12h后，將有機相水洗至中性、干燥后，減壓蒸餾除去低沸物得粗產(chǎn)物；
[0108]再在2mmHg下，將上述粗產(chǎn)物進行精餾，收集112-116?的餾分，得到含硅丙烯酸酷樹脂基體；
[0109]將制得的含硅丙烯酸酯樹脂基體作為基本樹脂，與活性稀釋劑NVP、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，按質(zhì)量份數(shù)1:1: 3的比例混合，同時加入安息香雙甲醚作為光引發(fā)劑，并攪拌混合均勻，制得光敏樹脂；
[0110]上述安息香雙甲醚的加入量為基本樹脂、活性稀釋劑NVP和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯總重量的2% ；
[0111]再將銅粉與光敏樹脂按重量比5: I的比例均勻混合，即得。
[0112]為更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0113]圖1為實施例1-7所制備出的導電壓印膠電阻率的測試結(jié)果曲線圖；圖2為實施例1-7所制備出的導電壓印膠光敏樹脂的質(zhì)量分數(shù)對導電膠表面能和導電膠剪切強度的影響測試結(jié)果曲線圖；圖3為實施例1-7所制備出的導電壓印膠銅粉和光敏樹脂質(zhì)量比對固化速率的影響曲線圖；圖4為實施例1-7所制備的導電壓印膠光引發(fā)劑對固化速率的測試結(jié)果圖；圖5為實施例1-7中所制備的導電壓印膠光敏樹脂配方比對分離力和剪切強度的影響測試結(jié)果圖。
[0114]如圖1所示，當銅粉和光敏樹脂的質(zhì)量比為4:1時，此時的電阻率達到最佳值，在銅粉和光敏樹脂的比例為4:1時，可以看出，此時的電阻率最低為6.12X 10_4Ω.cm ；
[0115]導電壓印膠的電阻率和導電填料中加入的銅粉含量有關，若加入的銅粉過少，固化干燥后膠層中導電通路連接可能不導電或?qū)щ娦阅懿?，隨著加入銅粉的比例增加，電阻率逐漸提聞。
[0116]但是，當銅粉添加量達到一定值時，電阻率會隨之降低，分析因為當銅粉的質(zhì)量分數(shù)增大后，光敏樹脂的含量降低，導致導電壓印膠內(nèi)部的連接強度減小，導致導電性能變差。
[0117]如圖2所示，首先隨著光敏樹脂的質(zhì)量分數(shù)的增加，光敏樹脂中的含硅成分的增力口，而含硅材料的表面能較小，從而使得導電膠表面能逐步降低，但隨著光敏樹脂的質(zhì)量分數(shù)的不斷增大，后期的導電膠表面能降低的程度趨于平緩，由圖可得，導電壓印膠的表面能由30.2mJ.m_2降低到20.4mJ.m_2。在圖中還能看出，隨著光敏樹脂的增加，導電膠的剪切強度也在增強。當基體樹脂在25%左右時，剪切強度為1.74MPa，達到商用化導電膠粘接強度。而在此時的光敏樹脂的質(zhì)量分數(shù)下，導電膠的表面能和導電膠的剪切強度值均能達到最佳值。
[0118]說明了基體樹脂降低了導電壓印膠的表面能，原因分析為，含硅材料的表面能較小。
[0119]如圖3所示，在改變銅粉和光敏樹脂質(zhì)量比的情況下，固化速度和導電壓印膠中的光敏樹脂和銅粉有密切關系，隨著導電填料銅粉比例的提高，固化時間逐漸縮短，當質(zhì)量比為4:1時，固化時間接近最快值33s，之后，銅粉的加入固化速度不再增加，因為，光敏樹脂之間自由基接觸的幾率的減少。
[0120]如圖4所示，安息香雙甲醚和二苯甲酮兩種光引發(fā)劑對導電壓印膠的固化速率影響較小，均在添加量為2%時的固化速率最接近理想值。分析原因是，根據(jù)自由基固化機理，如果引發(fā)劑用量大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的自由基碎片多，固化速率雖然會增大，但是引發(fā)劑用量過大，不僅降低了導電膠的抗老化性，還不利于成本的控制。
[0121]如圖5所示，當含硅丙烯酸酯樹脂基體作為基本樹脂，與活性稀釋劑NVP、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，按質(zhì)量份數(shù)1:1: 3的比例混合時，分離力值最小為13N，而此時的剪切強度也達到理想值1.73MPa。
【權利要求】
1.一種紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，導電填料銅粉的制備步驟: 采用濕法球磨處理銅粉，在銅粉中加入無水乙醇作為介質(zhì)，氮氣保護下用行星式球磨機進行球磨，粉磨20h，得到呈珠光色、粒徑為1-10微米的片狀銅粉； 將上述片狀銅粉用濃度為5%的稀硫酸溶液洗滌三次，再用無水乙醇洗三次，過濾后，在濾渣中加入偶聯(lián)劑，快速放入真空干燥箱中，干燥備用； 第二步，合成含硅丙烯酸酯樹脂基體的步驟: 按質(zhì)量份數(shù)，將163份三甲基氯硅烷和62份硅烷偶聯(lián)劑KH-550混合，并在30min內(nèi)均勻滴加40.8份的去離子水和48份的甲醇的混合溶液，攪拌至均勻；反應溫度控制在低于50 0C ； 室溫下繼續(xù)攪拌12h，將有機相水洗至中性、干燥后，減壓蒸餾除去低沸物得粗產(chǎn)物； 再在2mmHg下，將上述粗產(chǎn)物進行精餾，收集112_116°C的餾分，得到含硅丙烯酸酯樹脂基體； 第三步，紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備步驟: 將制得的含硅丙烯酸酯樹脂基體作為基本樹脂，與活性稀釋劑NVP、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，按質(zhì)量份數(shù)1-2: 1-2: 3的比例混合，同時加入安息香雙甲醚或二苯甲酮作為光引發(fā)劑，并攪拌混合均勻，制得光敏樹脂； 上述安息香雙甲醚或二苯甲酮的加入量為基本樹脂、活性稀釋劑NVP和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯總重量的1-2% ； 再將銅粉與光敏樹脂按重量比1-5: I的比例均勻混合，即得。
2.根據(jù)權利要求1所述的紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備方法，其特征在于，所述銅粉與光敏樹脂的重量比為4: I。
3.根據(jù)權利要求1所述的紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備方法，其特征在于，所述片狀銅粉的制備所用的原料銅粉，其粒徑為200目。
4.根據(jù)權利要求1所述的紫外光固化含硅丙烯酸酯型導電壓印膠的制備方法，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑KH-550、固化劑三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和安息香雙甲醚均為工業(yè)品; 所述三甲基氯硅烷、甲醇和二苯甲酮均為化學純。
【文檔編號】C09J4/02GK104312453SQ201410546972
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權日:2014年10月16日
【發(fā)明者】李廷希, 蘇海波, 高麗, 王延敏, 王清, 崔洪芝 申請人:山東科技大學