摘要
各向异性导电胶膜（Anisotropic Conductive Film，ACF）是现代电子封装行业的一种环境友好型的互连材料，有希望替代锡铅焊料实现环保型制造业的目标。ACF是由亚微米结构的导电微球与绝缘热固性树脂粘合剂通过物理掺混后成膜的复合材料。导电微球是ACF的核心组成部分，它在ACF内随机分布，并在经过热压后用于提供Z方向的导电通路，而低于渗流阈值的填料含量又限制了其在X-Y方向的导电性，从而呈现出各向异性的电性能；绝缘树脂粘合剂用来提供ACF的机械性能，如刚性、韧性等。ACF在印刷电路互连装配过程中具有许多优势，如温和的加工条件、简单的加工操作、相对较低的成本等。 本论文以制备ACF中的导电微球为出发点，系统地研究了单分散聚合物金属核壳复合微球的形成机理以及制备工艺。首先通过使用一步法分散聚合制备了单分散聚苯乙烯（PS）微球。然后以PS微球为模板球，采用化学镀法制备了PS-Ni金属核壳复合微球。讨论了镀液中各组分包括还原剂浓度、络合剂浓度、主盐浓度、化学镀实施方式以及PS微球在化学镀液中的装载量对金属核壳复合微球表面微观结构与形貌的影响。得到的最佳工艺条件为：超声波辅助下进行机械搅拌、主盐浓度为0.2M，络合剂浓度为0.07M，还原剂浓度为0.23M。 通过使用改进后的化学镀法制备了PS-Ag金属核壳复合微球。相比于传统化学镀，活化使用尺寸更小的铂（Pt）代替钯（Pd）用来启动化学镀，使Ag壳的致密性及完整度得到改善。此外，还探讨了化学镀Ag过程中镀覆温度、时间以及PS微球装载量对PS-Ag金属核壳复合微球表面微观结构与形貌的影响。得到的最佳工艺条件为：镀覆温度为15℃、时间为60min、PS微球装载量为4g/L。 以环氧树脂（EP）为基体树脂，环境友好的聚酰胺树脂为固化剂，端羧基液态丁腈橡胶（CTBN）为增韧橡胶以及各种助剂开发了ACF的粘合剂体系。根据固化动力学预测了最佳固化工艺参数。通过计算后得出：固化温度为136℃、固化时间为11min。其次，借助超声波水浴，将PS-Ag、PS-Ni复合微球与增韧后的环氧树脂通过物理掺混构建了各向异性导电胶膜。由于各向异性的导电阵列中存在导电性能优良的金属核壳复合微球构成的亚微米结构，ACF创造性地在自制的试件中呈现出令人满意的各向异性电性能。 本论文对PS基金属核壳复合微球的形成机理和制备工艺进行了系统阐述，深析了EP基粘合剂体系的固化工艺，对于构建ACF材料有着重要意义。
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