CN102149761A - 低温固化的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热固性树脂组合物,其包括含有马来酰亚胺-、纳迪克酰亚胺-或衣康酰亚胺-的化合物,以及金属/羧酸盐复合物和过氧化物,其可在低温下在相对短的时间内固化,例如在小于约100℃、在例如55-70℃下在约30至90分钟的时间段内固化。本发明还提供制备所述组合物的方法,施用所述组合物至基板表面的方法,以及由此制备的用于连接微电路的封装体和组件。

Description

低温固化的组合物
技术领域
本发明涉及热固性树脂组合物,其包括含马来酰亚胺-、纳迪克酰亚胺(nadimide)-或衣康酰亚胺-的化合物,以及金属/羧酸盐和过氧化物,其可在低温下在相对较短的时间内固化,例如在小于约100℃、例如在55-70℃的范围内,例如在约30至90分钟的时间段内固化。
背景技术
热固性树脂通常被用于粘合剂配制品中,原因在于其出色的性能特征,该特征可以通过形成全交联的三维网络而得以实现。这些性质包括内聚结合强度、耐热和耐氧化侵害以及低的水分吸收。结果,通常的热固性树脂例如环氧树脂、双马来酰亚胺树脂和氰酸酯树脂已广泛用于各种应用中,其范围包括结构粘合剂(例如建筑和航空应用)至微电子粘合剂(例如裸芯固着(die-attach)和底部填充应用)。
双马来酰亚胺在热固性树脂产品系列中占据重要位置。双马来酰亚胺已经被用来生产模制品和粘合接头、耐热性复合材料及高温涂料。更近些时候,Henkel公司已经将多种部分基于某些双马来酰亚胺的产品商业化,用于半导体晶片(semiconductor chip)与电路板的连接(attachment),这已在微电子工业业内得到了良好反映。这些产品为以下一个或多个专利所涵括:US 5,789,757(Husson)、6,034,194(Dershem)、6,034,195(Dershem)和6,187,886(Husson)。
US 5,298,562报道了使用甲基丙烯酸镁来固化顺-1,4-聚丁二烯弹性体,其描述在″Elastic Properties and Structures of Polybutadiene Vulcanized with Magnesium甲基丙烯酸酯″,J.Appl.Polym.Sci.,16,505-518(1972)。该‘562号专利也报道了A.A.Dontsov的″General Regularities of Heterogeneous Vulcanization″,Rubbercon第77届International Rubber Conference,2,26-1至26-12页(1977)描述了苯乙烯-丁二烯橡胶或乙丙橡胶的可硫化组合物,其采用甲基丙烯酸、马来酸、β-苯基丙烯酸的镁、钠、锌或镉盐以及自由基引发剂如过氧化二异丙苯固化。
另外,‘562号专利本身也教导了使用丙烯酸钙和甲基丙烯酸钙作为交联剂,并清楚地说明了提供改进的自由基可固化组合物作为其发明目的,该组合物具有良好的化学耐受性和耐热性。该目的是通过含有卤化聚乙烯聚合物的组合物实现的,相比于现有技术的使用不同交联助剂的组合物,该聚合物由二(甲基)丙烯酸钙交联剂交联,并且报道其可以改进拉伸强度和抗焦烧性。‘562号专利还言及一种新的且改进的方法,用于制备自由基可固化的二(甲基)丙烯酸钙交联的卤化聚乙烯共聚物。
US 5,776,294描述了使用某些α,β-烯键式不饱和羧酸的金属盐,尤其是丙烯酸和甲基丙烯酸的金属盐作为交联助剂,以生成固化的弹性体组合物,其对极性表面有改进的粘结性能。所报道的粘结性能包括与冷轧钢、不锈钢、黄铜、锌、铝和尼龙纤维的搭接剪切粘合力。丙烯酸和甲基丙烯酸金属盐的金属组分的实例报道为锌、镁、钠、钾、钙、钡、钴、铜、铝和铁。同样参见US 6,194,504,其要求保护一种包含MAn盐的颗粒状的组合物,其具有在弹性体中改进的分散性,其中M是锌、钙、镁、钾、钠、锂、铁、锆、铝、钡和铋;A是丙烯酸盐或甲基丙烯酸盐;n是1-4;其中所述盐被选自以下的聚合物包封:聚丁二烯、羟基封端的聚丁二烯、聚丁二烯二甲基丙烯酸酯、乙烯-丁烯二丙烯酸酯、天然橡胶、聚丁烯、和EPDM;其中所述聚合物借助于干燥所述盐的聚合物溶液、聚合物和有机溶剂而包封所述盐。
尽管有这些现有技术,仍然希望的是能够为用于双马来酰亚胺组合物提供更低温度下的固化特性,以用于微电子封装和组件应用,原因至少部分在于半导体裸片(semiconductor die)的敏感特性、镶嵌于其上的电路、半导体裸片将要连接(attach)于其上和与其相连的基板、以及其间形成的相互电连接不是通过线连接,就是通过焊锡球连接。
迄今为止,相信还未曾报道或观察到这样的组合物类型。
发明内容
本发明涉及可固化的组合物,其包括:
a.可固化组分,其包含一种或多种含马来酰亚胺-、纳迪克酰亚胺-或衣康酰亚胺-的化合物,分别包含:
Figure BPA00001329001100031
其中,
m=1-15,
p=0-15,
每个R2独立地选自氢或低级烷基,J包含一价或多价的部分,其包含有机或有机硅氧烷基,及它们的组合;和
b.固化性组分,其包含金属/羧酸盐复合物和过氧化物的组合。
本发明还提供一种制备本发明组合物的方法,一种粘性连接一种基板例如半导体晶片与另一种基板例如另一半导体晶片、载体基板或电路板的方法,本发明组合物的固化反应产品、以及由此而得的制件,尤其是涉及半导体晶片,其与另一半导体晶片、载体基板或电路板连接和相互电连接,其中所述连接至少部分通过本发明的组合物进行。
具体实施方式
如上所述,本发明涉及可固化的组合物,其包括:
a.一种可固化组分,其包含一种或多种含马来酰亚胺-、纳迪克酰亚胺-或衣康酰亚胺-化合物,其分别包含:
Figure BPA00001329001100032
其中:
m=1-15,
p=0-15,
每个R2独立地选自氢或低级烷基,J包含一价或多价的部分,其包含有机或有机硅氧烷基,以及它们的两种或多种的组合;和
b.固化性组分,其包含金属/羧酸盐复合物和过氧化物的组合。
含马来酰亚胺-、纳迪克酰亚胺-或衣康酰亚胺-化合物的“J”附加基(appendage)可以被看成是选自以下的一价或多价基:烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子的烃基、亚烃基、取代的亚烃基、含杂原子的亚烃基、取代的含杂原子的亚烃基、聚硅氧烷、聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物,及它们的组合,其任选地含有一种或多种选自以下的连接物:共价键、-O-、-S-、-NR-、-O-C(O)-、-O-C(O)-O-、-O-C(O)-NR-、-NR-C(O)-、-NR-C(O)-O-、-NR-C(O)-NR-、-S-C(O)-、-S-C(O)-O-、-S-C(O)-NR-、-S(O)-、-S(O)2-、-O-S(O)2-、-O-S(O)2-O-、-O-S(O)2-NR-、-O-S(O)-、-O-S(O)-O-、-O-S(O)-NR-、-O-NR-C(O)-、-O-NR-C(O)-O-、-O-NR-C(O)-NR-、-NR-O-C(O)-、-NR-O-C(O)-O-、-NR-O-C(O)-NR-、-O-NR-C(S)-、-O-NR-C(S)-O-、-O-NR-C(S)-NR-、-NR-O-C(S)-、-NR-O-C(S)-O-、-NR-O-C(S)-NR-、-O-C(S)-、-O-C(S)-O-、-O-C(S)-NR-、-NR-C(S)-、-N R-C(S)-O-、-NR-C(S)-NR-、-S-S(O)2-、-S-S(O)2-O-、-S-S(O)2-NR-、-NR-O-S(O)-、-NR-O-S(O)-O-、-NR-O-S(O)-NR-、-NR-O-S(O)2-、-NR-O-S(O)2-O-、-NR-O-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)-、-O-NR-S(O)-O-、-O-NR-S(O)-NR-、-O-NR-S(O)2-O-、-O-NR-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)2-、-O-P(O)R2-、-S-P(O)R2-、-NR-P(O)R2-,其中每个R独立地是氢、烷基或取代烷基,及其任意两种或多种的组合。
当一种或多种的上述一价或多价基团包含一种或多种上述连接基,以形成马来酰亚胺、纳迪克酰亚胺或衣康酰亚胺基团的“J”附加基时,如所属领域技术人员容易知晓的,可以产生多种的连接基,例如,氧代烷基、硫代烷基、氨基烷基、羧基烷基、氧代烯基、硫代烯基、氨基烯基、羧基烯基、氧代炔基、硫代炔基、氨基炔基、羧基炔基、氧代环烷基、硫代环烷基、氨基环烷基、羧基环烷基、氧代环烯基、硫代环烯基、氨基环烯基、羧基环烯基、杂环、氧代杂环、硫代杂环、氨基杂环、羧基杂环、氧代芳基、硫代芳基、氨基芳基、羧基芳基、杂芳基、氧代杂芳基、硫代杂芳基、氨基杂芳基、羧基杂芳基、氧代烷基芳基、硫代烷基芳基、氨基烷基芳基、羧基烷基芳基、氧代芳基烷基、硫代芳基烷基、氨基芳基烷基、羧基芳基烷基、氧代芳基烯基、硫代芳基烯基、氨基芳基烯基、羧基芳基烯基、氧代烯基芳基、硫代烯基芳基、氨基烯基芳基、羧基烯基芳基、氧代芳基炔基、硫代芳基炔基、氨基芳基炔基、羧基芳基炔基、氧代炔基芳基、硫代炔基芳基、氨基炔基芳基或羧基炔基芳基、氧代亚烷基、硫代亚烷基、氨基亚烷基、羧基亚烷基、氧代亚烯基、硫代亚烯基、氨基亚烯基、羧基亚烯基、氧代亚炔基、硫代亚炔基、氨基亚炔基、羧基亚炔基、氧代环亚烷基、硫代环亚烷基、氨基环亚烷基、羧基环亚烷基、氧代环亚烯基、硫代环亚烯基、氨基环亚烯基、羧基环亚烯基、氧代亚芳基、硫代亚芳基、氨基亚芳基、羧基亚芳基、氧代烷基亚芳基、硫代烷基亚芳基、氨基烷基亚芳基、羧基烷基亚芳基、氧代芳基亚烷基、硫代芳基亚烷基、氨基芳基亚烷基、羧基芳基亚烷基、氧代芳基亚烯基、硫代芳基亚烯基、氨基芳基亚烯基、羧基芳基亚烯基、氧代烯基亚芳基、硫代烯基亚芳基、氨基烯基亚芳基、羧基烯基亚芳基、氧代芳基亚炔基、硫代芳基亚炔基、氨基芳基亚炔基、羧基芳基亚炔基、氧代炔基亚芳基、硫代炔基亚芳基、氨基炔基亚芳基、羧基炔基亚芳基、杂亚芳基、氧代杂亚芳基、硫代杂亚芳基、氨基杂亚芳基、羧基杂亚芳基、含杂原子的二或多价环部分、氧代含杂原子的二或多价环部分、硫代含杂原子的二或多价环部分、氨基含杂原子的二或多价环部分、羧基含杂原子的二或多价环部分、二硫化物、磺酰胺等。
在另一个实施方案中,预期在本发明实践中使用的马来酰亚胺、纳迪克酰亚胺和衣康酰亚胺具有结构I、II或III,其中m=1-6、p=0-6,且J选自饱和的直链烷基或支链烷基,其任选地包含任选取代的芳基部分,作为烷基链上的取代基或作为烷基链骨架的一部分,其中烷基链具有至多约20个碳原子;
具有以下结构的硅氧烷:-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-、-(C(R3)2)d-C(R3)-C(O)O-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-O(O)C-(C(R3)2)e-或-(C(R3)2)d-C(R3)-O(O)C-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-C(O)O-(C(R3)2)e-,其中:
每个R3独立地是氢、烷基或取代烷基,
每个R4独立地是氢、低级烷基或芳基,
d=1-10,
e=1-10,且
f=1-50;
具有以下结构的聚环氧烷烃:
[(CR2)r-O-]f-(CR2)s-
其中:
这里每个R独立地是氢、低级烷基或取代烷基,
r=1-10,
s=1-10,和
f定义如上;
具有以下结构的芳族基:
Figure BPA00001329001100061
其中:
每个Ar是单取代的、二取代的或三取代的具有3-10个碳原子的芳族或杂芳族环,和
Z是:
饱和的直链亚烷基或支链亚烷基,其任选含有饱和的环部分,作为亚烷基链上的取代基,或作为亚烷基链骨架的一部分,或
具有以下结构的聚环氧烷烃:
-[(CR2)r-O-]q-(CR2)s-
其中:
每个R独立地选自氢或低级烷基,r和s各自定义如上,和
q的范围是1-50;
具有以下结构的二-或三-取代的芳族部分:
Figure BPA00001329001100071
其中:
每个R独立地选自氢或低级烷基,
t的范围是2-10,
u的范围是2-10,和
Ar定义如上;
具有以下结构的芳族基:
Figure BPA00001329001100072
其中:
每个R独立地选自氢或低级烷基,
t=2-10,
k=1、2或3,
g=1-约50,
每个Ar定义如上,
E是-O-或-NR5-,其中R5是氢或低级烷基,且
W是直链或支链的烷基、亚烷基、氧代亚烷基、烯基、亚烯基、氧代亚烯基、酯基或聚酯基,具有以下结构的硅氧烷:-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-、-(C(R3)2)d-C(R3)-C(O)O-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-O(O)C-(C(R3)2)e-或-(C(R3)2)d-C(R3)-O(O)C-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-C(O)O-(C(R3)2)e-,其中:
每个R3独立地是氢、烷基或取代烷基,
每个R4独立地是氢、低级烷基或芳基,
d=1-10,
e=1-10,且
f=1-50;或者
具有以下结构的聚环氧烷烃:
-[(CR2)r-O-]f-(CR2)s-
其中:
每个R独立地是氢、烷基或取代烷基,
r=1-10,
s=1-10,和
f定义如上;
其任选包含选自以下的取代基:羟基、烷氧基、羧基、腈基、环烷基或环烯基;
具有以下结构的氨基甲酸酯:
R7-U-C(O)-NR6-R8-NR6-C(O)-(O-R8-O-C(O)-NR6-R8-NR6-C(O))v-U-R8-
其中:
每个R6独立地是氢或低级烷基,
每个R7独立地是具有1-18个碳原子的烷基、芳基、或芳基烷基,
每个R8是在链中具有约100个原子的烷基或烷基氧(alkyloxy)链,其任选由Ar取代,
U是-O-、-S-、-N(R)-或-P(L)1,2-,
其中R定义如上,并且其中每个L独立地是=O、=S、-OR或-R;和
v=0-50;
多环烯基;或它们的组合。
在本发明特别希望的一个方面,马来酰亚胺、衣康酰亚胺和/或纳迪克酰亚胺化合物的马来酰亚胺、衣康酰亚胺和/或纳迪克酰亚胺官能团连接至一价基J,或马来酰亚胺、衣康酰亚胺和/或纳迪克酰亚胺化合物的马来酰亚胺、衣康酰亚胺和/或纳迪克酰亚胺官能团被多价基J分开,每个所述一价基或多价基具有足够的长度或支化,以使马来酰亚胺、衣康酰亚胺和/或纳迪克酰亚胺化合物为液体。
在其更具体的方面,J包含支链的烷基、亚烷基或环氧烷烃物种,其具有足够的长度或支化,以使马来酰亚胺、衣康酰亚胺或纳迪克酰亚胺为液体,每个R2独立地选自氢或甲基,且m是1、2或3。
某些可用于本发明实践中的含马来酰亚胺的化合物包括例如具有以下结构的马来酰亚胺:
Figure BPA00001329001100091
Figure BPA00001329001100101
另外的式I的含马来酰亚胺的化合物包括:硬脂基马来酰亚胺、油基马来酰亚胺、山萮基马来酰亚胺、1,20-双马来酰亚胺-10,11-二辛基-二十烷等,以及它们的组合。
由式I所涵括的特别希望的马来酰亚胺化合物包括由马来酸酐和二聚体酰胺反应制备的双马来酰亚胺。可以从这种二聚体酰胺制备的示例性双马来酰亚胺是1,20-双马来酰亚胺-10,11-二辛基-二十烷,其通常可以与其它异构体的掺混物形式存在,该异构体是在制备二聚体酸所采用的烯式反应中产生的。其它可预期用于本发明实践中的双马来酰亚胺包括由以下物质制备的双马来酰亚胺:氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷(例如由NJ、Piscataway的Hüls America销售的“PS510”),聚氧丙烯胺(例如由TX、Houston的Texaco Chemical Company销售的“D-230”、“D-400”、“D-2000”和“T-403”),聚亚丁基氧-二对氨基苯甲酸酯(例如由PA、Allentown的Air Products以商品名“VERSALINK”,例如“VERSALINK”P-650销售的这类产品族)等。优选式I的马来酰亚胺树脂包括硬脂基马来酰亚胺、油基马来酰亚胺、山萮基马来酰亚胺、1,20-双马来酰亚胺-10,11-二辛基-二十烷等,以及其任何两种或多种的混合物。
双马来酰亚胺可以采用所属领域技术人员熟知的技术制备,因此在此不复赘述。
金属/羧酸盐复合物包括选自IVA族、IVB族、VIII族和镧系元素的金属。例如,所述金属/羧酸盐复合物是以下金属的羧酸盐:钴、锆、铅、铈和铁。所述盐的说明性实例包括苯甲酸钴、辛酸钴、辛酸锆、辛酸铈、辛酸铁、油酸钴、癸酸钴、甲酸钴、乙酸钴、水杨酸钴、硬脂酸钴、硬脂酸铅、辛酸镍和2-乙基己酸钴(II)。
金属/羧酸盐复合物的存在量应为0.01-约50份/100份,例如0.05-20份/100份,满意为0.1-10份/100份,以100份可固化组分计。
过氧化物为含氧-氧单键的具有低分解温度的自由基引发剂,例如分解温度低于约100℃的。过氧化物的实例包括过氧二碳酸酯,例如二-(4-叔丁基环己基)过氧二碳酸酯和芳族过氧新癸酸酯。
过氧化物的存在量应为0.05-约20份/100份,例如5-10份/100份,满意为8-10份/100份,以100份可固化组分计。
组合物可以在温度条件低于100℃下固化,例如在55-70℃下在约30至90分钟的时间段内固化。在这些条件下,可以测量使用了本发明组合物的半导体封装体的导电性。
除了马来酰亚胺、衣康酰亚胺和/或纳迪克酰亚胺外,也可以包括其它助反应性单体或树脂,例如环氧化物、环硫化物、氧杂环丁烷、(甲基)丙烯酸酯、富马酸酯、马来酸酯、乙烯基醚、乙烯基酯、苯乙烯及其衍生物、聚(亚烯基)类、烯丙基酰胺、降冰片烯基类、硫醇烯、丙烯腈及它们的组合。
(甲基)丙烯酸酯可以选自许多不同的化合物。这里所使用的术语(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯就含单体组分而言可等同使用。术语(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
(甲基)丙烯酸酯组分可以包括一种或多种选自由下式所代表的单体:
Figure BPA00001329001100111
其中G是氢、卤素或具有1-4个碳原子的烷基,其中R1具有1-16个碳原子,并且是烷基、环烷基、烯基、环烯基、烷芳基、芳烷基或芳基,其任选被取代或插入有硅烷、硅、氧、卤素、羰基、羟基、酯、羧酸、脲、氨基甲酸酯(urethane)、氨基甲酸酯(carbamate)、胺、酰胺、硫、磺酸酯或砜;
由下式表示的氨基甲酸酯丙烯酸酯或酰脲丙烯酸酯:
其中
G是氢、卤素或具有1-4个碳原子的烷基;
这里的R8表示二价的脂族、环脂族、芳族或芳脂族基团,其通过-O-原子和-X-原子或基团表示的其一个或多个碳原子键合;
X是-O-、-NH-或-N(烷基)-,其中烷基具有1-8个碳原子;
Z是2-6;且
这里的R9是z-价的环脂族、芳族或芳脂族基团,其是通过通过它的一个或多个碳原子与一个或多个NH基团键合;以及
二-或三-(甲基)丙烯酸酯,选自聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、双酚-F二(甲基)丙烯酸酯、双酚-S二(甲基)丙烯酸酯、四氢呋喃二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,或它们的组合。
适宜的可聚合(甲基)丙烯酸酯单体包括二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、双丙甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四丙甘醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二-季戊四醇单羟基五(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、双酚-A-乙氧基化物二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化物三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙氧基化物三(甲基)丙烯酸酯、和双酚-A-二环氧化物二甲基丙烯酸酯。
另外,(甲基)丙烯酸酯单体包括四氢呋喃(甲基)丙烯酸酯和二(甲基)丙烯酸酯,香茅基(甲基)丙烯酸酯、羟丙基(甲基)丙烯酸酯、四氢二环戊二烯基(甲基)丙烯酸酯、三甘醇(甲基)丙烯酸酯、三甘醇(甲基)丙烯酸酯,及它们的组合。
当然,(甲基)丙烯酸酯化的硅酮也可以使用,只要所述硅酮的骨架不是太大,以至于在固化时可使(甲基)丙烯酸酯的影响最小化。
其它适宜用于本发明中的丙烯酸酯包括低粘度丙烯酸酯,其公开并要求在US 6,211,320(Dershem)中保护,其公开内容通过引用结合在此。
富马酸酯包括包含在以下通式结构中的那些:
Figure BPA00001329001100131
马来酸酯包括包含在以下通式结构中的那些:
Figure BPA00001329001100132
其中对每个富马酸酯和马来酸酯的R都可以选自定义如上的R1
乙烯基醚和乙烯基酯包括包含以下通式结构的那些:
Figure BPA00001329001100133
其中:
q为1、2或3,
这里的每个R都独立地选自氢或低级烷基,每个Q都独立地选自-O-、-O-C(O)-、-C(O)-或-C(O)-O-,和
Y定义如以上结构I、II和III中所定义的J。
由以上通式结构所涵括的乙烯基醚或乙烯基酯的实例包括:硬脂基乙烯基醚、山萮基乙烯基醚、二十烷基乙烯基醚、异二十烷基乙烯基醚、异二十四烷基乙烯基醚、聚(四氢呋喃)二乙烯基醚、四甘醇二乙烯基醚、三-2,4,6-(1-乙烯基氧-丁-4-氧-1,3,5-三嗪、双-1,3-(1-乙烯基氧-丁-4-)氧羰基-苯(或称为双(4-乙烯基氧丁基)间苯二甲酸酯;可以商品名VECTOMER 4010购自NJ、Morristown的Honeywell Corporation),二乙烯基醚,其通过在低级乙烯基醚和高分子量二醇之间的反乙烯基化反应制得。
特别期望的二乙烯基树脂包括:硬脂基乙烯基醚、山萮基乙烯基醚、二十烷基乙烯基醚、异二十烷基乙烯基醚、聚(四氢呋喃)二乙烯基醚,通过在低级乙烯基醚和高分子量二醇之间的反乙烯基化反应制得的二乙烯基醚。
苯乙烯及其衍生物包括包含以下结构通式的那些:
Figure BPA00001329001100141
其中n为1-6,如上所述连接至J。
就烯丙基酰胺而言,多种化合物可以选择,例如满足以上就马来酰亚胺、衣康酰亚胺和/或纳迪克酰亚胺而言为标准的那些。
例如,在更具体的表示式中,对应于以下结构的那些:
其中
R’是氢,C1-约C18的烷基或氧代烷基、烯丙基、芳基或取代芳基,
m是1-6,且
X定义如上面对J的那些。
降冰片烯基组分包括包含以下结构通式的那些:
Figure BPA00001329001100143
其中m为1-6,如上所述连接至J。
硫醇烯组分包括包含以下结构通式的那些:
Figure BPA00001329001100144
其中m是1-6,如上所述连接至J。
所述组合物还可以包括填料,例如传导性的、非传导性的,或两者。当采用传导性填料时,填料可以是导电性的和/或导热性的填料。
传导性填料包括例如银、镍、金、钴、铜、铝、石墨、涂银的石墨、涂镍的石墨、这些金属的合金等,以及它们的混合物。粉末和片状形式的填料在本发明中都可以使用。优选地,所述片状物厚度为小于约2微米,平面尺寸为约20-约25微米。所采用的片状物通常应具有的表面积为约0.15-5.0m2/g,且夯实密度为约0.4-约5.5g/cc。所采用的粉末通常应具有的直径为约0.5-15微米。
其它传导性填料经常用于带来导热性,该填料包括例如氮化铝、氮化硼、碳化硅、金刚石、石墨、氧化铍、氧化镁、氧化硅、氧化铝等。优选这些填料的粒度为约5-约30微米,例如约20微米。
导热性填料通常占总组合物的约1重量%-约95重量%,例如约50重量%-约85重量%,满意为约70-约80重量%。
本发明的组合物还可以包含其它添加剂,例如消泡剂、流平剂、染料和颜料。
本发明的组合物可以通过传统的涂布方法施用到选择的基板上,例如晶片或裸片上,例如通过刻版印花、丝网印刷或喷涂。
在本发明的另外的方面,提供了粘性地连接器件至基板的方法,包括在适于固化发明组合物的条件下将足量的发明组合物布置到基板和器件之间。在本发明实践中预期使用的器件包括任何表面装配的部件,例如半导体晶片、电阻、电容等。
优选在本发明的方法实践中预期使用的设备是半导体晶片。预期使用的基板包括金属基板(例如铅框),有机基板(例如层压物,球型栅格阵列、聚合物薄膜)等。
实施例
下表1中列出了可固化的组合物,将具有注明的以克计的各自用量的组分在室温下混合在一起,约10-15分钟。
表1
Figure BPA00001329001100161
1X-BMI(10,11-二辛基-二十烷的1,20-双马来酰胺衍生物),其根据US 5,973,166中描述的程序制备,其公开内容通过引用结合在此。
样品号1-3在本发明的保护范围内,而样品4和5号是出于对比的目的。
将等分部分的每个样品放置在基板上,将硅裸片布置在该等分部分上,将组件在160℃下固化30分钟。
对样品的导电性进行评价:通过分配每个样品在载玻片上,在约60℃的温度下固化样品90分钟的时间。一旦固化,就对固化样品进行测量,确定其厚度,然后将固化样品连接至欧姆计,测量并记录以欧姆计的其电阻。
然后计算每个固化样品的体积电阻率。更低的体积电阻率表示更大的导电性,因此是令人满意的。
每个样品在温度约60℃下固化90分钟后的体积电阻率(欧姆-厘米)见下表2中所示。在这些测试中,较低的数值表示更好的导电性。
表2
Figure BPA00001329001100171

Claims (19)

1.一种可固化的组合物,其包括:
a.一种或多种马来酰亚胺-、纳迪克酰亚胺-或衣康酰亚胺-化合物,这些化合物分别包含:
Figure FPA00001329001000011
其中:
m=1-15,
p=0-15,
每个R2独立地选自氢或低级烷基,J包含一价或多价的部分,该部分包含有机或有机硅氧烷基,以及它们的两种或多种的组合;和
b.固化性组分,其包含金属/羧酸盐复合物和过氧化物的组合。
2.权利要求1的组合物,其中金属/羧酸盐复合物包括选自以下的金属:IVA族、IVB族、VIII族和镧系元素金属。
3.权利要求1的组合物,其中金属/羧酸盐复合物包括选自以下的成分:苯甲酸钴、辛酸钴、辛酸锆、辛酸铈、辛酸铁、油酸钴、癸酸钴、甲酸钴、乙酸钴、水杨酸钴、硬脂酸钴、硬脂酸铅、和辛酸镍。
4.权利要求1的组合物,其中过氧化物是含氧-氧单键的具有低于100℃的低分解温度的自由基引发剂。
5.权利要求1的组合物,其可以在55-70℃的温度下在约30-90分钟的时间段内固化。
6.权利要求1的组合物,其还包括填料。
7.权利要求1的组合物,其中填料是导电性的。
8.权利要求1的组合物,其中填料是导热性的。
9.权利要求1的组合物,其中金属/羧酸盐复合物是选自以下组中的金属的羧酸盐:钴、锆、铅、铈和铁。
10.权利要求1的组合物,其中金属/羧酸盐复合物的存在量为0.05-20份/100份。
11.权利要求1的组合物,其中过氧化物是选自以下组中的成分:过氧二碳酸酯和芳族过氧新癸酸酯。
12.权利要求1的组合物,其中过氧化物的存在量是0.05-20份/100份。
13.权利要求1的组合物,其中含马来酰亚胺的化合物、含纳迪克酰亚胺的化合物以及含衣康酰亚胺化合物分别包含连接至一价基的马来酰亚胺官能团、衣康酰亚胺官能团或纳迪克酰亚胺官能团,或分别包含被多价基分开的马来酰亚胺官能团、衣康酰亚胺官能团或纳迪克酰亚胺官能团,每个一价基或多价基具有足够的长度或支化,以使含马来酰亚胺的化合物、含衣康酰亚胺化合物或含纳迪克酰亚胺的化合物分别为液体。
14.权利要求1的组合物,其中含马来酰亚胺的化合物、含纳迪克酰亚胺的化合物和含衣康酰亚胺化合物的J是选自以下组中的成分:
(a)饱和的直链烷基或支链烷基,任选地包含任选取代的芳基部分,以作为烷基链上的取代基或作为烷基链骨架的一部分,其中烷基链具有至多约20个碳原子;
(b)具有以下结构的硅氧烷:-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-、-(C(R3)2)d-C(R3)-C(O)O-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-O(O)C-(C(R3)2)e-、或-(C(R3)2)d-C(R3)-O(O)C-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-C(O)O-(C(R3)2)e-,其中:
每个R3独立地是氢、烷基或取代烷基,
每个R4独立地是氢、低级烷基或芳基,
d=1-10,
e=1-10,和
f=1-50;
(c)具有以下结构的聚环氧烷烃:
[(CR2)r-O-]f-(CR2)s-
其中:
每个R独立地是氢、烷基或取代烷基,
r=1-10,
s=1-10,和
f定义如上;
(d)具有以下结构的芳族基:
Figure FPA00001329001000031
其中:
每个Ar是单取代的、二取代的或三取代的具有3-10个碳原子的芳族或杂芳族环,且
Z是:
(i)饱和的直链亚烷基或支链亚烷基,其任选含有饱和的环部分,以作为亚烷基链上的取代基,或作为亚烷基链骨架的一部分,或
(ii)具有以下结构的聚环氧烷烃:
-[(CR2)r-O-]q-(CR2)s-
其中:
每个R独立地是氢、烷基或取代烷基,r和s各自定义如上,且
q的范围是1-50;
(e)具有以下结构的二-或三-取代的芳族部分:
Figure FPA00001329001000032
其中:
每个R独立地是氢、烷基或取代烷基,
t的范围是2-10,
u的范围是2-10,和
Ar定义如上;
(f)具有以下结构的芳族基:
其中:
每个R独立地是氢、烷基或取代烷基,
t=2-10,
k=1、2或3,
g=1-约50,
每个Ar定义如上,
E是-O-或-NR5-,其中R5是氢或低级烷基;和
W是
(i)直链或支链的烷基、亚烷基、氧代亚烷基、烯基、亚烯基、氧代亚烯基、酯基或聚酯基,
(ii)具有以下结构的硅氧烷:-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-、-(C(R3)2)d-C(R3)-C(O)O-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-O(O)C-(C(R3)2)e-、或-(C(R3)2)d-C(R3)-O(O)C-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-C(O)O-(C(R3)2)e-,其中:
每个R3独立地是氢、烷基或取代烷基,
每个R4独立地是氢、低级烷基或芳基,
d=1-10,
e=1-10,和
f=1-50;或
(iii)具有以下结构的聚环氧烷烃:
-[(CR2)r-O-]f-(CR2)s-
其中:
每个R独立地是氢、烷基或取代烷基,
r=1-10,
s=1-10,和
f定义如上;
任选包含选自以下的取代基:羟基、烷氧基、羧基、腈基、环烷基或环烯基;
(g)具有以下结构的氨基甲酸酯:
R7-U-C(O)-NR6-R8-NR6-C(O)-(O-R8-O-C(O)-NR6-R8-NR6-C(O))v-U-R8-
其中:
每个R6独立地是氢或低级烷基;
每个R7独立地是具有1-18个碳原子的烷基、芳基、或芳基烷基;
每个R8是在链中具有至多约100个原子的烷基或烷氧基,其任选被Ar取代;
U是-O-、-S-、-N(R)-或-P(L)1,2-,
其中R定义如上,其中每个L独立地是=O、=S、-OR或-R;且
v=0-50;
(h)多环烯基;及它们的组合。
15.权利要求14的组合物,其中m=1-6,p=0,每个R2独立地选自氢或低级烷基,J是一价或多价基,并选自:烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基,取代的含杂原子的烃基、亚烃基、取代的亚烃基、含杂原子的亚烃基、取代的含杂原子的亚烃基、聚硅氧烷、聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物、以及它们的两种或多种的组合,其任选含有一种或多种选自以下的连接物:共价键、-O-、-S-、-NR-、-O-C(O)-、-O-C(O)-O-、-O-C(O)-NR-、-NR-C(O)-、-NR-C(O)-O-、-NR-C(O)-NR-、-S-C(O)-、-S-C(O)-O-、-S-C(O)-NR-、-S(O)-、-S(O)2-、-O-S(O)2-、-O-S(O)2-O-、-O-S(O)2-NR-、-O-S(O)-、-O-S(O)-O-、-O-S(O)-NR-、-O-NR-C(O)-、-O-NR-C(O)-O-、-O-NR-C(O)-NR-、-NR-O-C(O)-、-NR-O-C(O)-O-、-NR-O-C(O)-NR-、-O-NR-C(S)-、-O-NR-C(S)-O-、-O-NR-C(S)-NR-、-NR-O-C(S)-、-NR-O-C(S)-O-、-NR-O-C(S)-NR-、-O-C(S)-、-O-C(S)-O-、-O-C(S)-NR-、-NR-C(S)-、-NR-C(S)-O-、-NR-C(S)-NR-、-S-S(O)2-、-S-S(O)2-O-、-S-S(O)2-NR-、-NR-O-S(O)-、-NR-O-S(O)-O-、-NR-O-S(O)-NR-、-NR-O-S(O)2-、-NR-O-S(O)2-O-、-NR-O-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)-、-O-NR-S(O)-O-、-O-NR-S(O)-NR-、-O-NR-S(O)2-O-、-O-NR-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)2-、-O-P(O)R2-、-S-P(O)R2-、-NR-P(O)R2-,其中每个R独立地是氢、烷基或取代烷基,以及其中任意一种或多种的组合。
16.根据权利要求1所述的组合物,其中含马来酰亚胺的化合物、含纳迪克酰亚胺的化合物以及含衣康酰亚胺化合物分别包含连接至一价基的马来酰亚胺官能团、纳迪克酰亚胺官能团或衣康酰亚胺官能团,或分别包含被多价基隔开的马来酰亚胺官能团、纳迪克酰亚胺官能团或衣康酰亚胺官能团,其中每个一价基或多价基具有足够的长度或支化,以使含马来酰亚胺的化合物、含纳迪克酰亚胺的化合物或含衣康酰亚胺化合物分别为液体。
17.一种用于粘性连接芯片与电路板的方法,所述方法包括:
(a)施用权利要求1的组合物至所述芯片,
(b)连接所述芯片与所述电路板以形成组件,其中所述芯片和所述电路板被步骤(a)中施用的组合物分开,以及
(c)使在步骤(b)中形成的所述组件经受适于固化所述组合物的条件。
18.一种制件,其包括与载体基板连接并相互电连接的半导体晶片,该半导体晶片具有第一表面和第二表面,第一表面具有布置在其上的预定图案中的电触点,该电触点用于提供与载体基板的电接合,第二表面具有固化的权利要求1的组合物,其布置在其层上或其一部分上,以便提供半导体晶片与载体基板之间的连接。
19.权利要求1的组合物的反应产物。
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