【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电子封装，涉及一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料及其制备方法。
技术介绍
1、acf(anisotropic conductive film，各向异性导电膜)作为现今至关重要的电子封装材料，在各类显示面板制造中被广泛应用，主要用于精密连接组件。相比于传统的锡焊技术，acf具备连接精度高、操作简易及易于实现工业化生产的多项优势。然而，当前acf技术面临的主要挑战是如何解决因导电粒子在acf体系内的随机分布而导致的导电性能不佳、短路、进一步降低成本，以及如何延长导电胶的使用寿命以更好地适应市场需求。
2、针对导电粒子排列问题，研究者们探索了几种阵列式acf的实现途径，主要包括利用磁场引导具有磁性导电粒子在胶体中有序排列；另一种方法是在acf胶膜内部预先设计阵列式的微孔结构，然后将导电粒子精确喷射填充至孔洞中。然而，这两种方法各自存在局限性：一方面，采用磁场定向排列的工艺成本较高；另一方面，无论哪种方法都难以确保导电粒子绝对精确地排列在预定位置，可能会出现粒子错位、局部区域粒子密集堆积或在后续切割与封装过程中粒子移位(尤其是在厚涂型acf中)，这些问题不仅会导致acf材料整体导电性能下降，而且在面对高压或大电流冲击时，导电填料间的连接易出现断裂，进一步恶化导电性能。
3、此外，现有的acf材料在应对机械应力方面表现较为脆弱，诸如外力冲击、挤压或剪切作用下，acf材料易出现破裂甚至解离的现象。而在温度变化的影响下，acf中的树脂基体也易于发生形变或软化。同时，acf材料暴露于强酸、强碱或有机
4、中国专利申请文件(cn104312471a)公开了一种含苯并恶嗪的异方性导电膜及其制备方法，但是其存在粒子分布不均、树脂基体无自修复功能、材料缺乏长期使用稳定性。
5、中国专利申请文件(cn105969237a)公开了一种异方性导电胶膜的制备方法，其存在孔洞制造工艺复杂且达不到微米级的间距精度，同时树脂基体也没有自修复作用。
6、中国专利申请文件(cn103666318a)公开了一种自修复导电胶及其制备方法，但是其粒子无规排布，导电胶存在短路的风险，同时制备成本也高，市场潜力较小。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种物理和化学性能稳定，且保证材料导电性良好的同时避免短路的基于二硫键的可自修复阵列式acf材料及其制备方法。
2、本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料，所述acf材料包括如下质量份数的原料：15-35份环氧树脂、10-25份丁腈橡胶、10-25份二氧化硅、1-10份4,4’-二氨基二苯二硫醚、5-10份导电粒子。
3、作为优选，二氧化硅的粒径为180-230nm。
4、本专利技术利用4,4’-二氨基二苯二硫醚这种同时含活性氨基和硫醚键的有机物作为环氧树脂的交联剂，其中氨基上的活泼氢可在加热条件下与环氧树脂的环氧基团发生反应并交联成网络结构(固化)，这种交联作用不仅加强了树脂的整体性能，更重要的是，硫醚基团间还可以形成独特的可逆二硫键。具体地，二硫醚分子两端的硫原子可以彼此间通过动态的s-s键连接，这种s-s键在一定条件下(如温度、光照或特定化学环境)能够开闭，形成可逆的二硫键交换反应。这意味着被二硫键交联着的树脂材料在受到损伤时，原本断裂的结构可以通过s-s键的重新排列和连接得以恢复，从而赋予了本专利技术阵列式acf材料自我修复的能力。
5、本专利技术当树脂材料内部的交联网络因为剧烈外力作用或长期使用等其它原因而遭受破坏时，所形成的s-s键网络可以在一定程度上重新形成，通过自组装过程重新建立新的连接，实现微观层面的结构修复，进而增强材料的耐用性和寿命。这样的自修复特性在许多高性能复合材料的设计与应用中具有重要意义，特别是在航空航天、汽车工业、电子封装和生物医学材料等领域，可显著提高产品的可靠性和安全性。
6、在上述一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料中，导电粒子为粒径2-16um的ps-ni粉。本专利技术通过控制导电粒子ps微球负载纳米ni颗粒的ps-ni粉粒径为2-16um，有利于提高微小间距的粘接，从而更好地满足国内外市场上对于高端精密电子设备所要求的精细封装的急迫需求。
7、本专利技术还提供了一种上述基于二硫键的可自修复阵列式acf材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
8、s1、配置上述原料；
9、s2、将导电粒子分散于溶剂中，然后加入增稠剂均匀搅拌得墨水；
10、s3、将环氧树脂、丁腈橡胶、二氧化硅、4,4’-二氨基二苯二硫醚倒入溶剂中均匀混合，然后过滤涂成薄膜，再进行烘干处理到异方性导电胶膜；
11、s4、通过3d打印将墨水在胶膜中进行粒子矩阵化排布作业。
12、在上述一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料的制备方法中，步骤s2溶剂包括水、乙醇、乙酸乙酯、二甲亚砜、磷酸、丙酮、丁酮、甲苯、乙二醇丁醚中的至少一种。
13、在上述一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料的制备方法中，步骤s2导电粒子和溶剂的质量比为2:(90-100)。
14、在上述一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料的制备方法中，步骤s2增稠剂为羧甲基纤维素钠、膨润土、二氧化硅、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
15、在上述一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料的制备方法中，步骤s2增稠剂的添加量为溶剂质量的1-3％。本专利技术使用的增稠剂用量少，增稠性强，在3d打印过程中打印粘度容易控制，但是对添加量有严格要求，添加过少稠度不够，打印的时候无法控制导电粒子精准定位在一个点，而且会使得导电粒子同时泄漏，导致无法打印；添加过多又会使得墨水粘度过高，挤出困难，也会导致无法打印。
16、在上述一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料的制备方法中，步骤s3溶剂为丁酮与乙酸乙酯的混合溶剂。
17、在上述一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料的制备方法中，丁酮与乙酸乙酯的体积比为1：(0.5-2)。
18、作为优选，步骤s3薄膜厚度为35-45μm。
19、作为优选，步骤s3烘干温度为70-90℃。
20、在上述一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料的制备方法中，步骤s4中3d打印过程打印机功率为350-450w，打印速度为1-5μm/s。
21、作为优选，3d打印过程中3d打印机空间最小精度为3-5um。
22、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
23、1.本专利技术利用4,4’-二氨基二苯二硫醚中的二硫醚分子结构的氨基官能团携带着活泼氢原子，这些氢原子可与环氧树脂的环氧基团发生反应，形成稳定的化学本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于二硫键的可自修复阵列式ACF材料，其特征在于，所述ACF材料包括如下质量份数的原料：15-35份环氧树脂、10-25份丁腈橡胶、10-25份二氧化硅、1-10份4,4’-二氨基二苯二硫醚、5-10份导电粒子。
2.根据权利要求1所述的一种基于二硫键的可自修复阵列式ACF材料，其特征在于，导电粒子为粒径2-16um的PS-Ni粉。
3.一种如权利要求1所述基于二硫键的可自修复阵列式ACF材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
4.据权利要求3所述一种基于二硫键的可自修复阵列式ACF材料的制备方法，其特征在于，步骤S2溶剂包括水、乙醇、乙酸乙酯、二甲亚砜、磷酸、丙酮、丁酮、甲苯、乙二醇丁醚中的至少一种。
5.据权利要求3所述一种基于二硫键的可自修复阵列式ACF材料的制备方法，其特征在于，步骤S2导电粒子和溶剂的质量比为2:(90-100)。
6.根据权利要求3所述一种基于二硫键的可自修复阵列式ACF材料的制备方法，其特征在于，步骤S2增稠剂为羧甲基纤维素钠、膨润土、二氧化硅、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种
7.根据权利要求3所述一种基于二硫键的可自修复阵列式ACF材料的制备方法，其特征在于，步骤S2增稠剂的添加量为溶剂质量的1-3％。
8.根据权利要求3所述一种基于二硫键的可自修复阵列式ACF材料的制备方法，其特征在于，步骤S3溶剂为丁酮与乙酸乙酯的混合溶剂。
9.根据权利要求8所述一种基于二硫键的可自修复阵列式ACF材料的制备方法，其特征在于，丁酮与乙酸乙酯的体积比为1：
10.根据权利要求3所述一种基于二硫键的可自修复阵列式ACF材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中3D打印过程打印机功率为350-450W，打印速度为1-5μm/s。
...【技术特征摘要】
1.一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料，其特征在于，所述acf材料包括如下质量份数的原料：15-35份环氧树脂、10-25份丁腈橡胶、10-25份二氧化硅、1-10份4,4’-二氨基二苯二硫醚、5-10份导电粒子。
2.根据权利要求1所述的一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料，其特征在于，导电粒子为粒径2-16um的ps-ni粉。
3.一种如权利要求1所述基于二硫键的可自修复阵列式acf材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
4.据权利要求3所述一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料的制备方法，其特征在于，步骤s2溶剂包括水、乙醇、乙酸乙酯、二甲亚砜、磷酸、丙酮、丁酮、甲苯、乙二醇丁醚中的至少一种。
5.据权利要求3所述一种基于二硫键的可自修复阵列式acf材料的制备方法，其特征在于，步骤s2导电粒子和溶剂的质量比...
【专利技术属性】
技术研发人员：何浪，苗意外，吴飞翔，钱建峰，
申请(专利权)人：宁波连森电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。