CN102191002A

CN102191002A - 一种耐高湿高热单组分环氧胶粘剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102191002A
Application number: CN2011100836984A
Authority: CN
Inventors: 骆万兴; 王建斌; 解海华
Original assignee: Yantai Darbond Technology Co Ltd
Current assignee: Yantai Darbond Technology Co Ltd
Priority date: 2011-04-02
Filing date: 2011-04-02
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2031-04-02
Also published as: CN102191002B

Abstract

本发明涉及一种耐高湿高热单组分环氧胶粘剂及其制备方法。所述环氧胶粘剂由以下重量百分比的各原料组成：环氧树脂40～60%、活性稀释剂1～5%、填料30～50%、偶联剂0.5～1%、交联剂0～1%、增韧剂1～10%、潜伏性固化剂3～8%和固化促进剂3～5%。采用本发明的耐高温高湿单组份环氧胶粘剂可以解决电子封装后应用中的耐高温高湿性能要求，使电子电器的应用范围有了极大的扩展，并且固化后的体系，粘接可靠性高，适用范围广泛。

Description

一种耐高湿高热单组分环氧胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种应用于电子封装的环氧结构胶及其制备方法，尤其涉及一种耐高湿高热单组分环氧胶粘剂及其制备方法，属于环氧树脂胶粘剂领域。

背景技术

近年来，随着电子材料及复合材料的飞速发展，电子设备对封装用环氧树脂的特性要求越来越高，尤其是微电子技术的不断发展，对电子封装用环氧胶的耐高温高湿性能提出了更高的要求。例如，薄型化电子封装器件安装到印刷线路板上时，后续的包封焊工艺要把封装件整体放到锡浴中浸渍，这种焊接工艺要在200℃以上的高温进行，因此包封用环氧胶必须达到同样的耐高温性能；在航天航空、国防等高科技领域，由于使用环境恶劣，同样要求封装材料必须具备耐高温性能。而且随着封装器件的高性能化，要求环氧胶不仅要具有耐高温性能，还必须具有低吸水率，即耐高湿性能同样要好，如果所用环氧胶封装材料的耐湿性不好，则封装件金属配线易被腐蚀钝化；另一方面，如果封装件处在高温高湿环境中，则水分易从封装材料和引出线界面或孔隙处浸入，使配线结构产生松动等不良缺陷；此外，吸收了水分子的环氧胶封装材料，会因水分子的汽化膨胀而发生爆裂现象，将导致环氧树脂胶的热性能、电性能和力学性能等发生恶化。因此，不具有耐高温高湿性能的环氧胶，其在电子封装领域的应用受到了很大的限制。为了使环氧胶能够全面适应电子封装行业的需求，改进制备工艺技术、探索耐高温高湿性能的环氧胶体系，使电子封装用环氧胶具有高纯度、低收缩性、优良的耐高温高湿性能和快速固化等特点，将是该研究领域的发展方向。

发明内容

本发明针对不具有耐高温高湿性能的环氧胶，其在电子封装领域的应用受到了很大的限制的不足，提供了一种耐高温高湿单组份环氧胶粘剂及其制备方法，该胶粘剂属单组份胶，固化温度适中，操作方便，该类环氧胶固化后，有极高的耐高温高湿能力，耐高温高湿能力的提高，使其应用于电子封装时具有更强的防护能力，从而相应的延长了电子电器的寿命，这一点对于电子电器设备尤其重要。

本发明解决上述问题的技术方案如下：一种耐高温高湿单组份环氧胶粘剂及其制备方法，由以下重量百分比的各原料组成：环氧树脂40～60％、活性稀释剂1～5％、填料30～50％、偶联剂0.5～1％、交联剂0～1％、增韧剂1～10％、潜伏性固化剂3～8％和固化促进剂3～5％。

本发明的有益效果是：采用本发明的耐高温高湿单组份环氧胶粘剂可以解决电子封装后应用中的耐高温高湿性能要求，使电子电器的应用范围有了极大的扩展，并且固化后的体系，粘接可靠性高，适用范围广泛。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述环氧树脂为至少两个环氧基团的化合物。

进一步，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂，多官能环氧基环氧树脂，酚醛型环氧树脂，邻-甲酚醛型环氧树脂和橡胶增韧型环氧树脂中的一种或任意几种的混合物。

进一步，所述的填料为憎水型硅微粉、碳酸钙、硅酸盐、硅藻土、高岭土和球形硅微粉中的一种或任意几种的混合物。

进一步，所述活性稀释剂为双官能度的环氧树脂活性稀释剂或多官能度的环氧树脂活性稀释剂。

进一步，所述活性稀释剂为乙二醇二缩甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、1，2-环己二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或任意几种的混合物。

进一步，所述潜伏性固化剂为双氰胺潜伏性固化剂；所述交联剂为3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐或偏苯三酐；所述增韧剂为端环氧基丁腈橡胶，端羧基丁腈橡胶，液体丁腈橡胶；所述偶联剂为硅烷活性偶联剂。

进一步，所述固化促进剂为常州马蹄莲树脂公司改性咪唑跟改性胺混合物M-10，福清王牌精细化工有限公司改性咪唑Kingcure-390和日本味之素的改性咪唑PN系列中的一种或任意几种的混合物。所述日本味之素的改性咪唑PN系列包括PN-40、PN-H等。

本发明还提供一种耐高温高湿单组份环氧胶粘剂的制备方法，包括：按重量百分比计称取40～60％环氧树脂、1～5％活性稀释剂、30～50％填料、1～10％增韧剂、0.5～1％偶联剂、0～1％交联剂、3～8％潜伏性固化剂和3～5％固化促进剂，依次加入搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08～-0.05MPa，于500～1000转/分搅拌0.5～2小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，密封包装即可。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

按以下重量百分比准确称取各原料，双酚F型环氧树脂：30％、酚醛型环氧树脂10％、乙二醇二缩甘油醚：2％、硅微粉：43％、硅烷活性偶联剂0.5％、偏苯三酐0.5％、液体丁腈橡胶3％、潜伏性固化剂咪唑：8％、改性胺混合物M-10：3％，将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08～-0.05MPa，于500转/分搅拌2小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，密封包装即可。

实施例2

按以下重量百分比准确称取各原料，双酚A型环氧树脂：30％、酚醛型环氧树脂10％、丁二醇二缩水甘油醚：5％、高岭土：33％、硅烷活性偶联剂1.5％、偏苯三酐0.5％、端环氧基丁腈橡胶10％、潜伏性固化剂咪唑：5％、改性咪唑Kingcure-390：5％，将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08～-0.05MPa，于500转/分搅拌2小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，密封包装即可。

实施例3

按以下重量百分比准确称取各原料，双酚A型环氧树脂：25％、双酚F型环氧树脂：25％、多官能环氧基环氧树脂10％、1，2-环己二醇二缩水甘油醚：1％、硅藻土：21％、硅烷活性偶联剂1％、3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐1％、端环氧基丁腈橡胶5％、潜伏性固化剂咪唑：8％、改性咪唑PN-40：3％，将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08～-0.05MPa，于500转/分搅拌2小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，密封包装即可。

实施例4

按以下重量百分比准确称取各原料，脂肪型环氧树脂：35％、酚醛型环氧树脂10％、间苯二酚二缩水甘油醚：3％、碳酸钙：32％、硅烷活性偶联剂2％、3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐1％、端羧基丁腈橡胶10％、潜伏性固化剂咪唑：4％、改性咪唑PN-40：3％，将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08～-0.05MPa，于500转/分搅拌2小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，密封包装即可。

实施例5

按以下重量百分比准确称取各原料，邻-甲酚醛型环氧树脂：35％、多官能环氧基环氧树脂10％、间苯二酚二缩水甘油醚：3％、球形硅微粉：32％、硅烷活性偶联剂2％、端羧基丁腈橡胶9％、3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐1％、潜伏性固化剂咪唑：5％、改性咪唑PN-H：3％，将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08～-0.05MPa，于500转/分搅拌2小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，密封包装即可。

通过下面的试验测试本发明的耐高温高湿单组份环氧胶粘剂的性能。耐高温高湿性能测试，是通过环氧胶的力学性能进行表征，具体操作方法是：将环氧胶在140℃固化60min后，放入高压锅中，在121℃，2Mpa条件下水煮48h，然后按力学性能测试方法将实施例1-5的样品和现有的普通单组分环氧胶粘剂进行力学性能的对比。

试验实施例1硬度Shore测试及其耐高温高湿性能测试

硬度测试：依据GB/T 531-1999测试

硬度测试实施方案按以下方法进行：将实施例1-5的样品和现有的普通单组分环氧胶粘剂在140℃固化60min后，放入高压锅中，在121℃，2Mpa条件下水煮48h，然后依据GB/T 531-1999分别测试水煮样和未水煮样的硬度。

具体数据见表1。

试验实施例2拉伸强度测试及其耐高温高湿性能测试

拉伸强度测试：依据GB/T528-1998测试；

拉伸强度测试实施方案按以下方法进行：将实施例1-5的样品和现有的普通单组分环氧胶粘剂在140℃固化60min后，放入高压锅中，在121℃，2Mpa条件下水煮48h，然后依据GB/T528-1998分别测试水煮样和未水煮样的拉伸强度。

具体数据见表2。

试验实施例3剪切强度测试及其耐高温高湿性能测试

剪切强度测试：依据GB/T7124-1986测试。

剪切强度测试实施方案按以下方法进行：将实施例1-5的样品和现有的普通单组分环氧胶粘剂在140℃固化60min后，放入高压锅中，在121℃，2Mpa条件下水煮48h，然后依据GB/T7124-1986分别测试水煮样和未水煮样的剪切强度。

具体数据见表3。

表1实施例1-5与普通单组分环氧胶粘剂Shore硬度及耐高温高湿性能对比测试结果

表2实施例1-5与普通单组分环氧胶粘剂拉伸强度及耐高温高湿性能测试对比测试结果

表3实施例1-5与普通单组分环氧胶粘剂剪切强度及耐高温高湿性能对比测试结果

从以上数据分析，实施例样品的邵氏硬度，拉伸强度，剪切强度等力学性能，在经过水煮试验后，均有一定程度的下降，但与对比实施例结果相对照，对比实施例样品的下降程度远远大于本发明的降低程度，说明本发明的单组分环氧胶粘剂具有极高的耐高湿高热能力，是一类新型的环氧胶粘剂。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，其特征在于，由以下重量百分比的各原料组成：环氧树脂40～60%、活性稀释剂1～5%、填料30～50%、偶联剂0.5～1%、交联剂0～1%、增韧剂1～10%、潜伏性固化剂3～8%和固化促进剂3～5%。

2.根据权利要求1所述的耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，其特征在于，所述环氧树脂为至少两个环氧基团的化合物。

3.根据权利要求1所述的耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂，多官能环氧基环氧树脂，酚醛型环氧树脂，邻-甲酚醛型环氧树脂和橡胶增韧型环氧树脂中的一种或任意几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，其特征在于，所述填料为憎水型硅微粉、碳酸钙、硅酸盐、硅藻土、高岭土和球形硅微粉中的一种或任意几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，其特征在于，所述活性稀释剂为双官能度的环氧树脂活性稀释剂或多官能度的环氧树脂活性稀释剂。

6.根据权利要求4所述的耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，其特征在于，所述活性稀释剂为乙二醇二缩甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、1,2-环己二醇二缩水甘油醚和间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或任意几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，其特征在于，所述潜伏性固化剂为双氰胺潜伏性固化剂；所述交联剂为3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐或偏苯三酐；所述增韧剂为端环氧基丁腈橡胶，端羧基丁腈橡胶和液体丁腈橡胶中的一种或任意几种的混合物；所述偶联剂为硅烷活性偶联剂。

8.根据权利要求1所述的耐高温高湿单组份环氧胶粘剂，其特征在于，所述固化促进剂为常州马蹄莲树脂公司改性咪唑跟改性胺混合物M-10、福清王牌精细化工有限公司改性咪唑Kingcure-390和日本味之素的改性咪唑PN系列中的一种或任意几种的混合物。

9.一种耐高温高湿单组份环氧胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：按重量百分比计称取40～60%环氧树脂、1～5%活性稀释剂、30～50%填料、1～10%增韧剂、0.5～1%偶联剂、0～1%交联剂、3～8%潜伏性固化剂和3～5%固化促进剂，依次加入搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08～-0.05MPa，于500～1000转/分搅拌0.5～2小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，密封包装即可。