專利名稱：一種耐高濕高熱單組分環(huán)氧膠粘劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于電子封裝的環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠及其制備方法，尤其涉及一種耐高濕高熱單組分環(huán)氧膠粘劑及其制備方法，屬于環(huán)氧樹脂膠粘劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電子材料及復(fù)合材料的飛速發(fā)展，電子設(shè)備對封裝用環(huán)氧樹脂的特性要求越來越高，尤其是微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對電子封裝用環(huán)氧膠的耐高溫高濕性能提出了更高的要求。例如，薄型化電子封裝器件安裝到印刷線路板上時，后續(xù)的包封焊工藝要把封裝件整體放到錫浴中浸漬，這種焊接工藝要在200°C以上的高溫進(jìn)行，因此包封用環(huán)氧膠必須達(dá)到同樣的耐高溫性能；在航天航空、國防等高科技領(lǐng)域，由于使用環(huán)境惡劣，同樣要求封裝材料必須具備耐高溫性能。而且隨著封裝器件的高性能化，要求環(huán)氧膠不僅要具有耐高溫性能，還必須具有低吸水率，即耐高濕性能同樣要好，如果所用環(huán)氧膠封裝材料的耐濕性不好，則封裝件金屬配線易被腐蝕鈍化；另一方面，如果封裝件處在高溫高濕環(huán)境中，則水分易從封裝材料和引出線界面或孔隙處浸入，使配線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生松動等不良缺陷；此外，吸收了水分子的環(huán)氧膠封裝材料，會因水分子的汽化膨脹而發(fā)生爆裂現(xiàn)象，將導(dǎo)致環(huán)氧樹脂膠的熱性能、電性能和力學(xué)性能等發(fā)生惡化。因此，不具有耐高溫高濕性能的環(huán)氧膠， 其在電子封裝領(lǐng)域的應(yīng)用受到了很大的限制。為了使環(huán)氧膠能夠全面適應(yīng)電子封裝行業(yè)的需求，改進(jìn)制備工藝技術(shù)、探索耐高溫高濕性能的環(huán)氧膠體系，使電子封裝用環(huán)氧膠具有高純度、低收縮性、優(yōu)良的耐高溫高濕性能和快速固化等特點(diǎn)，將是該研究領(lǐng)域的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對不具有耐高溫高濕性能的環(huán)氧膠，其在電子封裝領(lǐng)域的應(yīng)用受到了很大的限制的不足，提供了一種耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑及其制備方法，該膠粘劑屬單組份膠，固化溫度適中，操作方便，該類環(huán)氧膠固化后，有極高的耐高溫高濕能力，耐高溫高濕能力的提高，使其應(yīng)用于電子封裝時具有更強(qiáng)的防護(hù)能力，從而相應(yīng)的延長了電子電器的壽命，這一點(diǎn)對于電子電器設(shè)備尤其重要。本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案如下一種耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑及其制備方法，由以下重量百分比的各原料組成環(huán)氧樹脂40 60%、活性稀釋劑1 5%、填料 30 50%、偶聯(lián)劑0.5 1%、交聯(lián)劑0 1%、增韌劑1 10%、潛伏性固化劑3 8%和固化促進(jìn)劑3 5%。本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明的耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑可以解決電子封裝后應(yīng)用中的耐高溫高濕性能要求，使電子電器的應(yīng)用范圍有了極大的擴(kuò)展，并且固化后的體系，粘接可靠性高，適用范圍廣泛。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述環(huán)氧樹脂為至少兩個環(huán)氧基團(tuán)的化合物。進(jìn)一步，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂，多官能環(huán)氧基環(huán)氧樹脂，酚醛型環(huán)氧樹脂，鄰-甲酚醛型環(huán)氧樹脂和橡膠增韌型環(huán)氧樹脂中的一種或任意幾種的混合物。進(jìn)一步，所述的填料為憎水型硅微粉、碳酸鈣、硅酸鹽、硅藻土、高嶺土和球形硅微粉中的一種或任意幾種的混合物。進(jìn)一步，所述活性稀釋劑為雙官能度的環(huán)氧樹脂活性稀釋劑或多官能度的環(huán)氧樹脂活性稀釋劑。進(jìn)一步，所述活性稀釋劑為乙二醇二縮甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、1，2_環(huán)己二醇二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚中的一種或任意幾種的混合物。進(jìn)一步，所述潛伏性固化劑為雙氰胺潛伏性固化劑；所述交聯(lián)劑為3，3’，4，4’_ 二苯酮四酸二酐或偏苯三酐；所述增韌劑為端環(huán)氧基丁腈橡膠，端羧基丁腈橡膠，液體丁腈橡膠；所述偶聯(lián)劑為硅烷活性偶聯(lián)劑。進(jìn)一步，所述固化促進(jìn)劑為常州馬蹄蓮樹脂公司改性咪唑跟改性胺混合物M-10， 福清王牌精細(xì)化工有限公司改性咪唑Kingcure-390和日本味之素的改性咪唑PN系列中的一種或任意幾種的混合物。所述日本味之素的改性咪唑PN系列包括PN-40、PN-H等。本發(fā)明還提供一種耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑的制備方法，包括按重量百分比計(jì)稱取40 60%環(huán)氧樹脂、1 5%活性稀釋劑、30 50%填料、1 10%增韌劑、0. 5
偶聯(lián)劑、0 交聯(lián)劑、3 8%潛伏性固化劑和3 5%固化促進(jìn)劑，依次加入攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-0. 08 -0. 05MPa,于500 1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?. 5 2小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，密封包裝即可。
具體實(shí)施例方式以下對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1按以下重量百分比準(zhǔn)確稱取各原料，雙酚F型環(huán)氧樹脂30 %、酚醛型環(huán)氧樹脂 10 %、乙二醇二縮甘油醚2 %、硅微粉43 %、硅烷活性偶聯(lián)劑0. 5 %、偏苯三酐0.5%、液體丁腈橡膠3%、潛伏性固化劑咪唑8%、改性胺混合物M-IO 3%,將上述各組分依次加入雙行星動力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-0. 08 -0. 05MPa,于500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?小時， 攪拌均勻，自然晾置至室溫，得到耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，密封包裝即可。實(shí)施例2按以下重量百分比準(zhǔn)確稱取各原料，雙酚A型環(huán)氧樹脂30%、酚醛型環(huán)氧樹脂 10%、丁二醇二縮水甘油醚5%、高嶺土 33%、硅烷活性偶聯(lián)劑1. 5%、偏苯三酐0. 5%、端環(huán)氧基丁腈橡膠10%、潛伏性固化劑咪唑5%、改性咪唑Kingcure-390 :5%，將上述各組分依次加入雙行星動力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-0. 08 -0. 05MPa,于500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，得到耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，密封包裝即可。實(shí)施例3按以下重量百分比準(zhǔn)確稱取各原料，雙酚A型環(huán)氧樹脂25%、雙酚F型環(huán)氧樹脂 25%、多官能環(huán)氧基環(huán)氧樹脂10%、1，2_環(huán)己二醇二縮水甘油醚1%、硅藻土 21%、硅烷活性偶聯(lián)劑1%、3，3’，4，4’_ 二苯酮四酸二酐1%、端環(huán)氧基丁腈橡膠5%、潛伏性固化劑咪唑8%、改性咪唑PN-40 :3%，將上述各組分依次加入雙行星動力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-0. 08 -0. 05MPa,于500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，得到耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，密封包裝即可。實(shí)施例4按以下重量百分比準(zhǔn)確稱取各原料，脂肪型環(huán)氧樹脂35%、酚醛型環(huán)氧樹脂 10%、間苯二酚二縮水甘油醚3%、碳酸鈣；？^^硅烷活性偶聯(lián)劑？^”力’，么^-二苯酮四酸二酐1%、端羧基丁腈橡膠10%、潛伏性固化劑咪唑4%、改性咪唑PN-40 :3%，將上述各組分依次加入雙行星動力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-0. 08 -0. 05MPa,于500轉(zhuǎn) /分?jǐn)嚢?小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，得到耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，密封包裝即可。實(shí)施例5按以下重量百分比準(zhǔn)確稱取各原料，鄰-甲酚醛型環(huán)氧樹脂35%、多官能環(huán)氧基環(huán)氧樹脂10%、間苯二酚二縮水甘油醚3%、球形硅微粉32%、硅烷活性偶聯(lián)劑 2<%、端羧基丁腈橡膠9%、3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐1(%、潛伏性固化劑咪唑5(%、 改性咪唑PN-H :3%，將上述各組分依次加入雙行星動力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-0. 08 -0. 05MPa,于500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，得到耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，密封包裝即可。通過下面的試驗(yàn)測試本發(fā)明的耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑的性能。耐高溫高濕性能測試，是通過環(huán)氧膠的力學(xué)性能進(jìn)行表征，具體操作方法是將環(huán)氧膠在140°C固化 60min后，放入高壓鍋中，在121°C，2Mpa條件下水煮48h，然后按力學(xué)性能測試方法將實(shí)施例1-5的樣品和現(xiàn)有的普通單組分環(huán)氧膠粘劑進(jìn)行力學(xué)性能的對比。試驗(yàn)實(shí)施例1硬度Shore測試及其耐高溫高濕性能測試硬度測試依據(jù)GB/T 531-1999測試硬度測試實(shí)施方案按以下方法進(jìn)行將實(shí)施例1-5的樣品和現(xiàn)有的普通單組分環(huán)氧膠粘劑在140°C固化60min后，放入高壓鍋中，在121°C，2Mpa條件下水煮48h，然后依據(jù) GB/T 531-1999分別測試水煮樣和未水煮樣的硬度。具體數(shù)據(jù)見表1。 試驗(yàn)實(shí)施例2拉伸強(qiáng)度測試及其耐高溫高濕性能測試?yán)鞆?qiáng)度測試依據(jù)GB/T528-1998測試；拉伸強(qiáng)度測試實(shí)施方案按以下方法進(jìn)行將實(shí)施例1-5的樣品和現(xiàn)有的普通單組分環(huán)氧膠粘劑在140°C固化60min后，放入高壓鍋中，在121°C，2Mpa條件下水煮48h，然后依據(jù)GB/T528-1998分別測試水煮樣和未水煮樣的拉伸強(qiáng)度。具體數(shù)據(jù)見表2。試驗(yàn)實(shí)施例3剪切強(qiáng)度測試及其耐高溫高濕性能測試剪切強(qiáng)度測試依據(jù)GB/T71M-1986測試。剪切強(qiáng)度測試實(shí)施方案按以下方法進(jìn)行將實(shí)施例1-5的樣品和現(xiàn)有的普通單組分環(huán)氧膠粘劑在140°C固化60min后，放入高壓鍋中，在121°C，2Mpa條件下水煮48h，然后依據(jù)GB/T71M-1986分別測試水煮樣和未水煮樣的剪切強(qiáng)度。
具體數(shù)據(jù)見表3。表1實(shí)施例1-5與普通單組分環(huán)氧膠粘劑Siore硬度及耐高溫高濕性能對比測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，其特征在于，由以下重量百分比的各原料組成 環(huán)氧樹脂40 60%、活性稀釋劑1 5%、填料30 50%、偶聯(lián)劑0. 5 1%、交聯(lián)劑0 1%、 增韌劑1 10%、潛伏性固化劑3 8%和固化促進(jìn)劑3 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為至少兩個環(huán)氧基團(tuán)的化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂，多官能環(huán)氧基環(huán)氧樹脂，酚醛型環(huán)氧樹脂，鄰-甲酚醛型環(huán)氧樹脂和橡膠增韌型環(huán)氧樹脂中的一種或任意幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，其特征在于，所述填料為憎水型硅微粉、碳酸鈣、硅酸鹽、硅藻土、高嶺土和球形硅微粉中的一種或任意幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，其特征在于，所述活性稀釋劑為雙官能度的環(huán)氧樹脂活性稀釋劑或多官能度的環(huán)氧樹脂活性稀釋劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，其特征在于，所述活性稀釋劑為乙二醇二縮甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、1，2-環(huán)己二醇二縮水甘油醚和間苯二酚二縮水甘油醚中的一種或任意幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，其特征在于，所述潛伏性固化劑為雙氰胺潛伏性固化劑；所述交聯(lián)劑為3，3’，4，4’_ 二苯酮四酸二酐或偏苯三酐；所述增韌劑為端環(huán)氧基丁腈橡膠，端羧基丁腈橡膠和液體丁腈橡膠中的一種或任意幾種的混合物；所述偶聯(lián)劑為硅烷活性偶聯(lián)劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑，其特征在于，所述固化促進(jìn)劑為常州馬蹄蓮樹脂公司改性咪唑跟改性胺混合物M-10、福清王牌精細(xì)化工有限公司改性咪唑Kingcure-390和日本味之素的改性咪唑PN系列中的一種或任意幾種的混合物。
9.一種耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括按重量百分比計(jì)稱取40 60%環(huán)氧樹脂、1 5%活性稀釋劑、30 50%填料、1 10%增韌劑、 0. 5 1%偶聯(lián)劑、0 1%交聯(lián)劑、3 8%潛伏性固化劑和3 5%固化促進(jìn)劑，依次加入攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至真空度為-0. 08 -0. 05MPa,于500 1000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?. 5 2小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，密封包裝即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐高濕高熱單組分環(huán)氧膠粘劑及其制備方法。所述環(huán)氧膠粘劑由以下重量百分比的各原料組成環(huán)氧樹脂40～60%、活性稀釋劑1～5%、填料30～50%、偶聯(lián)劑0.5～1%、交聯(lián)劑0～1%、增韌劑1～10%、潛伏性固化劑3～8%和固化促進(jìn)劑3～5%。采用本發(fā)明的耐高溫高濕單組份環(huán)氧膠粘劑可以解決電子封裝后應(yīng)用中的耐高溫高濕性能要求，使電子電器的應(yīng)用范圍有了極大的擴(kuò)展，并且固化后的體系，粘接可靠性高，適用范圍廣泛。
文檔編號C09J163/04GK102191002SQ201110083698
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者王建斌, 解海華, 駱萬興 申請人:煙臺德邦科技有限公司