CN107914435B - 一种多层异向导电胶膜及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层异向导电胶膜，包括上导电胶层、薄金属层、下导电胶层，薄金属层形成于上导电胶层与下导电胶层之间，薄金属层的厚度为50‑3000nm，下导电胶层下方形成有离型膜层或载体膜层，该多层异向导电胶膜具有高导通性和高电磁波屏蔽功能。上导电胶层和下导电胶层含有的金属导电粒子为多种形状，而且薄金属层的厚度为纳米级，当导电胶膜导通时，金属导电粒子趋向多方向流动，可全方位导通，同时金属导电粒子会刺穿薄金属层，同样导通力下会减少金属导电粒子的数量，减少金属粉末污染，降低生产成本。

Description

一种多层异向导电胶膜及其制作方法

技术领域

本发明属于印刷线路板用导电胶技术领域，特别涉及一种多层异向导电胶膜。

背景技术

电子及通讯产品的发展趋势要求电路基板组件朝向轻薄短小及高集成化发展，传输信号频率带越来越宽，导致电磁干扰越来越严重；同时考虑到电子电路组件的使用安全性，对电子产品中电路组件接地可靠度又提出了新要求，目前市场中使用较普遍的导电胶产品虽然可以与一般印刷线路板中预留的接地孔连通，但同时也会出现因导电胶将接地孔填充太满影响其他组件的设计安装，或填充不满导致回流焊时连接部分存在空隙而使屏蔽效果不佳等缺陷，另外由于目前市场中流通的导电胶膜产品都是直接将导通性颗粒分散在导电胶中，导电胶层一般较厚，如果固化不充分，压合条件不均匀，会导致产品贴合至印刷线路板时出现粉体分布不均，进而影响导通性能等；此外，目前的导电胶层中所含金属导电粒子形状多为圆球形，形状单一，异向导通效果不佳。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种多层异向导电胶膜，具有压合时流动性佳、导通性好、接着强度佳、电磁波屏蔽性能高、传输损失少、传输质量高和信赖度佳等特性，相比一般的导电胶膜具有更好的导通效果，接着强度与接地效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多层异向导电胶膜，包括上导电胶层、薄金属层和下导电胶层，所述薄金属层形成于所述上导电胶层与所述下导电胶层之间，所述下导电胶层的下方形成有离型膜层或载体膜层；所述上导电胶层的厚度为5-20μm，所述下导电胶层的厚度为15-40μm，所述薄金属层的厚度为50-3000nm；所述上导电胶层和所述下导电胶层皆包括金属导电粒子，所述金属导电粒子为树枝状金属粉末、针状金属粉末、片状金属粉末和球状金属粉末中的至少两种，所述金属导电粒子的粒径为2-22μm。

为解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：

进一步地说，所述上导电胶层和所述下导电胶层皆为包括胶粘剂树脂的热固性胶层，所述胶粘剂树脂的比例为20-80％(重量比)，所述金属导电粒子的比例为30-80％(重量比)，所述金属导电粒子与所述胶粘剂树脂比例为1:1-5:1(重量比)。

进一步地说，所述下导电胶层的厚度大于等于所贴合的印刷线路板表面的覆盖膜的厚度，所述下导电胶层的厚度与所贴合的印刷线路板表面的覆盖膜的厚度差为0-5μm。

进一步地说，所述金属导电粒子的粒径为10-18μm。

进一步地说，所述金属导电粒子为树枝状金属粉末、针状金属粉末和片状金属粉末的三种混合，其中所述树枝状金属粉末与所述针状金属粉末的比例为1:5-5:1(重量比)，所述针状金属粉末与所述片状金属粉末的比例为1:4-4:1(重量比)。

进一步地说，所述金属导电粒子包括合金导电粒子。

进一步地说，所述胶粘剂树脂为环氧树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、聚对环二甲苯系树脂、双马来酰亚胺系树脂、酚树脂、三聚氰胺树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。

进一步地说，所述薄金属层为剥离载体后的载体金属层，所述薄金属层为铜箔层、银箔层以及镍金属层中的一种。

进一步地说，所述离型膜层或载体膜层的厚度为25-100μm；所述离型膜层为PET氟塑离型膜层、PET含硅油离型膜层、PET亚光离型膜层、PE离型膜层或PE淋膜纸层；所述离型膜层为双面离型膜层或单面离型膜层。

上述的一种多层异向导电胶膜的制作方法，包括如下步骤：

步骤一：将各形状的金属导电粒子的粉体分别经过筛分筛选得到所需粒径后，将各形状的金属导电粒子混合均匀得到金属粒子混合物；

步骤二：按比例添加金属导电粒子与所述胶粘剂树脂，使其充分混合均匀；

步骤三：在离型膜层或载体膜层指定离形面涂布步骤二制得的混合物即下导电胶层；

步骤四：将载体金属层的金属层一面贴合于下导电胶层并固化，之后撕除载体，即在下导电胶层上形成薄金属层；

步骤五：在薄金属层撕除载体的那一面涂布步骤二制得的混合物即上导电胶层；

步骤六：固化、收卷，即得成品。

本发明的有益效果是：本发明的一种多层异向导电胶膜至少具有以下优点：

一、本发明的上导电胶层和下导电胶层中包括至少两种形状的金属导电粒子，由于金属导电粒子具有多种形状，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胶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，使得上导电胶层和下导电胶层具有良好的异向导通性，大幅提升导通性能，能够降低软板的接地阻抗值；

二、本发明的薄金属层厚度较薄，为纳米级，且部分金属导电粒子的粒径大于薄金属层的厚度，压合时，多种形状的金属导电粒子会刺穿薄金属层，直接导通，大幅提升导通性能，能够降低软板的接地阻抗值；同时由于含有薄金属层，在同样导通力的情况下，上导电胶层和下导电胶层中加入的金属导电粒子比例可相应降低，可降低粉尘污染，减少成本。

三、压合后，经一段时间高温熟化，多方向性的金属导电粒子可提升胶粘剂树脂达到完全交联固化后的电气性及机械物性；

四、本发明的导电胶层与钢片等金属部件形成加强部件覆贴至印刷线路板上时，因具有良好的接地稳定性可实现有效屏蔽外来电磁波干扰的目的；

五、当本发明的金属粒子包含合金导电粒子时，具有极佳的抗氧化性及传导性，便于产品存储搬运，又不会影响产品物性，使产品稳定、信赖度更高；

六、本发明的下导电胶层厚度大于等于所贴合的印刷线路板表面的覆盖膜的厚度，且厚度差适宜，加之多种形状的金属导电粒子在胶层中的分布均匀及压合时向各方向的流动性佳，使导电胶可以在压合时恰到好处的填充接地孔，不仅提升屏蔽效果，更利于其他元件的设计和安装，以及避免安全隐患。

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并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明贴合覆盖膜后的结构示意图；

附图标记说明：

100—多层异向导电胶膜；

101—上导电胶层；

1011—金属导电粒子；

1012—胶粘剂树脂；

102—薄金属层；

103—下导电胶层；

104—离型膜层或载体膜层；

200—覆盖膜。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本本发明所揭示的范畴下，能于不同的修饰与改变。

实施例：一种多层异向导电胶膜100，如图1所示，包括上导电胶层101、薄金属层102和下导电胶层103，所述薄金属层102形成于所述上导电胶层101与所述下导电胶层103之间，所述下导电胶层103的下方形成有离型膜层或载体膜层104；所述上导电胶层101的厚度为5-20μm，所述下导电胶层103的厚度为15-40μm，所述薄金属层102的厚度为50-3000nm；所述上导电胶层101和所述下导电胶层103皆包括金属导电粒子1011，所述金属导电粒子1011为树枝状金属粉末、针状金属粉末、片状金属粉末和球状金属粉末中的至少两种，所述金属导电粒子1011的粒径为2-22μm。

传统上导电胶层和下导电胶层中只有单一形状的导电粒子，在分散和压合流动时皆趋于同一方向运动和排布，会使导电胶层在导通性上趋于同一方向，造成导电胶层整体导通性不佳，进而导致导电胶层的屏蔽效果不佳，本发明采用的多种形状的金属导电粒子在分散至胶层时以及受到热压产生形变后趋向多方向流动和排布，使压合后金属导电粒子在导电胶层中的分部具有多方向性和高分散性，从而使导电胶层具有较好的异向导通性，提升屏蔽性能。

所述薄金属层102厚度为50-3000nm，太厚会导致填孔性不佳，太薄不利于生产，大幅度增加生产成本，且薄金属层具有极佳的传导性，可以提高信赖度与屏蔽性能。本发明在使用时，因薄金属层较薄，导电胶膜经下游压合制程压合时，其中金属导电粒子会将薄金属层刺穿，大大增强了材料整体导通效果,与目前现有导电胶膜相比，还可有效减少上下导电胶层中的金属导电粒子含量而达到相同的导通效果。

所述上导电胶层101和所述下导电胶层103皆为包括胶粘剂树脂1012的热固性胶层，所述胶粘剂树脂1012的比例为20-80％(重量比)，所述金属导电粒子1011的比例为30-80％(重量比)，所述金属导电粒子与所述胶粘剂树脂比例为1:1-5:1(重量比)。本发明的上导电胶层和下导电胶层中可能还含有一些辅料(例如硬化剂或粘稠剂等)和非金属导电粒子(例如石墨或导电化合物等)。

优选的，所述胶粘剂树脂的添加比例为30-60％。胶粘剂树脂太少粘度太低，不利于上线生产，太多生产出的产品粘性较强，且金属导电粒子相对含量降低会导致导通性不佳。

优选的，金属导电粒子的混合比例为35-75％(重量比)。金属导电粒子含量太多会导致粉体过多，分散不均匀问题，太少恐导通效果不佳。

所述下导电胶层103的厚度大于等于所贴合的印刷线路板表面的覆盖膜200的厚度，所述下导电胶层的厚度与所贴合的印刷线路板表面的覆盖膜200的厚度差为0-5μm。

所述下导电胶层103的厚度可根据与印刷线路板中所贴合的覆盖膜的厚度选择厚度范围，确保下导电胶层的厚度大于等于覆盖膜的厚度，避免段差对上、下导电胶层填孔性造成影响，以使导通性不佳。如图2所示，举例：若覆盖膜200的厚度为37μm，下导电胶层的厚度可选择为40μm，若覆盖膜的厚度为27μm，下导电胶层的厚度可选择27μm，以确保填孔性优异。

所述金属导电粒子1011的粒径为10-18μm；所述的金属导电粒子为树枝状金属粉末、针状金属粉末和片状金属粉末的三种混合，其中所述树枝状金属粉末与所述针状金属粉末的比例为1:5-5:1(重量比)，所述针状金属粉末与所述片状金属粉末的比例为1:4-4:1(重量比)。金属导电粒子粒径太小会导致在印刷电路基板中填充导通孔效果不佳，粒径太大会增大涂布生产难度，不利于顺利生产。

所述金属导电粒子1011为单金属导电粒子和合金导电粒子中的至少一种。优选的，所述金属导电粒子包括合金导电粒子。

其中，所述的单金属导电粒子可以是金粒子、银粒子、铜粒子和镍粒子中的至少一种，但不限于此；所述合金导电粒子可以是镀银铜粒子、镀银金粒子、镀银镍粒子、镀金铜粒子和镀金镍粒子中的至少一种，但不限于此。

合金金属导电粒子的抗氧化性和传导性较好，且产品便于存储搬运，又不会影响产品物性，使产品稳定，信赖度高。

所述胶粘剂树脂1012为环氧树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、聚对环二甲苯系树脂、双马来酰亚胺系树脂、酚树脂、三聚氰胺树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。优选丙烯酸系树脂。

所述薄金属层102为剥离载体后的薄金属层，所述薄金属层为铜箔层、银箔层以及镍金属层中的一种。

所述离型膜层或载体膜层104的厚度为25-100μm；所述离型膜层为PET氟塑离型膜层、PET含硅油离型膜层、PET亚光离型膜层、PE离型膜层或PE淋膜纸层。

所述离型膜层可以双面或单面离型，以双面离型为佳，厚度以25-100μm为佳，太薄或太厚不利于后续加工冲切。

所述离型膜层颜色为纯白色、乳白色或透明色。优先选用纯白色或乳白色。数控自动化设备雕刻线路时，红外线感应，白色无反射光问题，可以快速精准定位,加工作业，且人工手工作业时，白色有识别作用，防止人为漏撕等。

所述一种多层异向导电胶膜的制作方法，包括如下步骤：

步骤一：将各形状的金属导电粒子的粉体分别经过筛分筛选得到所需粒径后，将各形状的金属导电粒子混合均匀，混合时可采取球磨(球磨转速不易过高，否则会将金属粒子表层合金层破坏，优先选择200-300r/min)或搅拌方式(转速700-2000r/min，转速高些混合均匀性会较好)，混合后得到金属粒子混合物；

步骤二：按比例添加金属导电粒子与所述胶粘剂树脂，使其充分混合均匀，需边添加金属粒子边混合，混合条件与步骤一类似；

步骤三：在离型膜层或载体膜层指定离形面涂布步骤二制得的混合物即下导电胶层；

步骤四：将载体金属层的金属层一面贴合于下导电胶层并预固化(预固化温度不宜超过胶粘剂树脂本身的固化温度，本发明中预固化温度选择在80-100℃中间，便于后续生产)之后撕除载体，即在下导电胶层上形成薄金属层；

步骤五：在薄金属层撕除载体的那一面涂布步骤二制得的混合物即上导电胶层；

步骤六：参考步骤四预固化条件固化、收卷，即得成品。

对剥离双面离型膜后的多层异向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，在上导电胶层和下导电胶层表面分别假贴镀镍钢片与印刷线路板后，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通性能作为比较例，将测得的导通性结果记录于表1中。

同样对剥离双面离型膜后的多层异向导电胶膜进行剥离力分析测试：用万能拉力机进行剥离力分析测试，在上导电胶层和下导电胶层表面分别假贴镀镍钢片与单面覆铜板后，压合固化取出测试剥离力值，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剥离力作为比较例，将测得的剥离力结果记录于表1。

表1

本发明的一种多层异向导电胶膜，具有良好的刺穿效果、导通效果及电磁波屏蔽性效果和机械强度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种多层异向导电胶膜，其特征在于：包括上导电胶层、薄金属层和下导电胶层，所述薄金属层形成于所述上导电胶层与所述下导电胶层之间，所述下导电胶层的下方形成有离型膜层或载体膜层；所述上导电胶层的厚度为5-20μm，所述下导电胶层的厚度为15-40μm，所述薄金属层的厚度为50-3000nm；所述上导电胶层和所述下导电胶层皆包括金属导电粒子，所述金属导电粒子为树枝状金属粉末、针状金属粉末、片状金属粉末和球状金属粉末中的至少两种，所述金属导电粒子的粒径为2-22μm；

所述下导电胶层的厚度大于等于所贴合的印刷线路板表面的覆盖膜的厚度，所述下导电胶层的厚度与所贴合的印刷线路板表面的覆盖膜的厚度差为0-5μm。

2.根据权利要求1所述的一种多层异向导电胶膜，其特征在于：所述上导电胶层和所述下导电胶层皆为包括胶粘剂树脂的热固性胶层，所述胶粘剂树脂的重量比例为20-80％，所述金属导电粒子的重量比例为30-80％，所述金属导电粒子与所述胶粘剂树脂的重量比为1:1-5:1。

3.根据权利要求1所述的一种多层异向导电胶膜，其特征在于：所述金属导电粒子的粒径为10-18μm。

4.根据权利要求1所述的一种多层异向导电胶膜，其特征在于：所述金属导电粒子为树枝状金属粉末、针状金属粉末和片状金属粉末的三种混合，其中所述树枝状金属粉末与所述针状金属粉末的重量比为1:5-5:1，所述针状金属粉末与所述片状金属粉末的重量比为1:4-4:1。

5.根据权利要求1所述的一种多层异向导电胶膜，其特征在于：所述金属导电粒子包括合金导电粒子。

6.根据权利要求2所述的一种多层异向导电胶膜，其特征在于：所述胶粘剂树脂为环氧树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、聚对环二甲苯系树脂、双马来酰亚胺系树脂、酚树脂、三聚氰胺树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种多层异向导电胶膜，其特征在于：所述薄金属层为剥离载体后的载体金属层，所述薄金属层为铜箔层、银箔层以及镍金属层中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种多层异向导电胶膜，其特征在于：所述离型膜层或载体膜层的厚度为25-100μm；所述离型膜层为PET氟塑离型膜层、PET含硅油离型膜层、PET亚光离型膜层、PE离型膜层或PE淋膜纸层；所述离型膜层为双面离型膜层或单面离型膜层。

9.根据权利要求2所述的一种多层异向导电胶膜的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将各形状的金属导电粒子的粉体分别经过筛分筛选得到所需粒径后，将各形状的金属导电粒子混合均匀，得到金属粒子混合物；

步骤二：按比例添加金属导电粒子与所述胶粘剂树脂，使其充分混合均匀；

步骤三：在离型膜层或载体膜层指定离形面涂布步骤二制得的混合物即下导电胶层；

步骤四：将载体金属层的金属层一面贴合于下导电胶层并固化，之后撕除载体，即在下导电胶层上形成薄金属层；

步骤五：在薄金属层撕除载体的那一面涂布步骤二制得的混合物即上导电胶层；

步骤六：固化、收卷，即得成品。