CN103497728A - 室温储存型丙烯酸酯底部填充胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种室温储存型丙烯酸酯底部填充胶及其制备方法，所述底部填充胶按重量份由以下组分构成：改性丙烯酸酯树脂50-70份；丙烯酸酯单体20-30份；引发剂1.0-5.0份；阻聚剂0.1-1.0份；助剂0.1-5.0份；颜料0-5.0份。本发明体系卤素含量低，更加安全环保；体系粘度低，浸润性好，可靠性高，完全满足SMT的生产工艺要求和可靠性要求；材料具有优异的室温稳定性，可室温储运，无需冷藏储运，大大降低运输及使用的成本。

Description

室温储存型丙烯酸酯底部填充胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种低粘度、高可靠性、室温储存型丙烯酸酯底部填充胶及其制备方法，该底部填充胶主要应用于表面贴装（SMT）工艺中芯片级封装（Chip Scale Package）和球栅阵列（Ball Grid Array）封装。 

背景技术

随着电子电器产品的小型化集成化的需求逐渐升级，电子封装技术不断提高，其中表面组装技术（SMT）已经成为主流封装技术。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件安装在印制电路板或其它基板的表面，通过回流焊或波峰焊焊接组装的电路封装技术。 

在SMT工艺中，涉及芯片级封装（CSP）和球栅阵列（BGA）封装工艺就需要引入底部填充技术。采用底部填充可以分散芯片表面承受的应力进而提高了整个产品的可靠性，但是由于芯片的功能性越来越复杂，其底部的焊锡球的尺寸和间距越来越小，排布越来越复杂，传统的单组份环氧底部填充胶由于其粘度较大，在填充过程中会出现浸润性差，将气泡裹入的问题，这严重影响了产品的可靠性。 

目前的底部填充材料多为热固化型单组份环氧类，其储存方式基本为冷冻储存以维护其可使用性。这一方面影响产品的使用期限，同时对运输有着苛刻的要求。此外对客户的冷冻储存条件需求增加了使用的成本。 

此外，随着社会的进步，人们对环保越来越重视，欧盟对电子类产品的卤素含量也做出了严格的规定。传统单组份环氧底部填充胶中控制其卤素含量会导致材料成本的急剧上升。 

因此，需要重点解决了底部填充工艺中的以下关键技术： 

1、产品可靠性问题

传统的单组份环氧底部填充胶由于其粘度较大，在填充过程中会出现浸润性差，将气泡裹入的问题，这严重影响了产品的可靠性。

2、环保问题 

传统单组份环氧底部填充胶的卤素含量一直是行业里一个关注点，尤其是生产的产品需要出口欧洲的企业，对胶水的卤素含量要求更为严格。为了达到卤素含量的要求，往往只能选择价格高出数十倍的精馏环氧树脂作为原料，成本压力很大。

3、传统单组份环氧底部填充胶需要冷藏甚至冷冻储运，条件苛刻且储运成本高。 

因此，开发一种低粘度、高可靠性、室温储存型丙烯酸酯底部填充胶是解决上述问题的一个有效方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种低粘度、高可靠性、室温储存型丙烯酸酯底部填充胶及其制备方法，该底部填充胶主要应用于表面贴装（SMT）工艺中芯片级封装（CSP）和球栅阵列（BGA）封装。该胶水粘度低，在填充过程中浸润性好，可靠性高；产品可在室温情况下储存和运输，大大降低使用成本， 同时该材料卤素含量符合欧盟低卤法规的要求。 

为了实现本发明的目的，提出以下技术方案： 

一种室温储存型丙烯酸酯底部填充胶，所述底部填充胶按重量份由以下组分构成：

改性丙烯酸酯树脂          50-70份

丙烯酸酯单体              20-40份

引发剂                    1.0-5.0份

阻聚剂                    0.1-1.0份

助剂                      0.1-5.0份

颜料                      0-5.0份；

所述改性丙烯酸酯树脂为聚氨酯改性丙烯酸酯树脂、脂肪族聚氨酯改性丙烯酸酯树脂、环氧改性丙烯酸酯树脂、有机硅改性丙烯酸酯树脂、有机氟改性丙烯酸酯树脂、聚酯改性丙烯酸树脂、聚醚改性丙烯酸酯树脂中的一种或几种；

所述丙烯酸酯单体为（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、（甲基）丙烯酸四氢呋喃酯、2-苯氧乙基甲基丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基）丙烯酸月桂酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、乙氧化双份A二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸四氢糠基酯中的一种或几种；

所述引发剂为叔丁基过氧化氢、叔戊基过氧化氢、2,5-二甲基-2,5双(过氧化氢)己烷、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己炔、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化马来酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔戊酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔戊酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化2-乙基己酸叔戊酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、2,5-二甲基-2,5-双(2-乙基己酰过氧)己烷、3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷、1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、过氧化苯甲酰、过氧化二-(3,5,5-三甲基己酰)、过氧化二月桂酰、过氧化二碳酸双(2-乙基己酯)、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己酯)、过氧化二碳酸双十四酯、过氧化二碳酸双十六酯中的一种或几种；

所述的阻聚剂为苯酚、对苯二酚、对苯醌、叔丁基邻苯二酚、有机铜盐、季胺盐、硫磺中的一种或几种；

所述的助剂为流平剂、消泡剂；

所述的颜料为炭黑色浆。

根据实施例1，所述底部填充胶按重量份由以下组分构成： 

聚氨酯改性丙烯酸酯树脂    30份

环氧改性丙烯酸酯树脂      30份

丙烯酸异冰片酯            33.5份

异丙苯过氧化氢            3.0份

对苯醌                    0.5份

流平剂                    1.0份

消泡剂                    1.0份

炭黑色浆                  1.0份。

根据实施例21，所述底部填充胶按重量份由以下组分构成： 

环氧改性丙烯酸酯树脂      60份

丙烯酸异冰片酯            33.5份

异丙苯过氧化氢            3.0份

对苯醌                    0.5份

流平剂                    1.0份

消泡剂                    1.0份

炭黑色浆                  1.0份。

本发明还提出室温储存型丙烯酸酯底部填充胶的制备方法，所述制备方法为： 

按所述配方比例准确称取各种原料，先将聚氨酯改性丙烯酸酯树脂、环氧改性丙烯酸酯树脂、丙烯酸异冰片酯、流平剂、消泡剂、对苯醌、炭黑色浆依次加入反应釜中搅拌，待搅拌均匀后，加入异丙苯过氧化氢，分散均匀后出料。

本发明的优点： 

1、该体系卤素含量低，更加安全环保；

2、粘度低，浸润性好，可靠性高；

3、材料具有优异的室温稳定性，可室温储运，无需冷藏储运，大大降低运输及使用成本。

根据上述结果，该底部填充胶完全满足SMT的生产工艺要求，可靠性更高，卤素含量低，更加环保，且可室温储运， 大大降低运输及使用成本。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，对本发明进一步详细说明。 

实施例1 

聚氨酯改性丙烯酸酯树脂    30份

环氧改性丙烯酸酯树脂      30份

丙烯酸异冰片酯            33.5份

异丙苯过氧化氢            3.0份

对苯醌                    0.5份

流平剂                    1.0份

消泡剂                    1.0份

炭黑色浆                  1.0份

制备方法：

按配方比例准确称取各种原料，先将聚氨酯改性丙烯酸酯树脂、环氧改性丙烯酸酯树脂、丙烯酸异冰片酯、流平剂、消泡剂、对苯醌、炭黑色浆依次加入反应釜中搅拌，待搅拌均匀后，加入异丙苯过氧化氢，分散均匀后出料。

实施例2 

环氧改性丙烯酸酯树脂      60份

丙烯酸异冰片酯            33.5份

异丙苯过氧化氢            3.0份

对苯醌                    0.5份

流平剂                    1.0份

消泡剂                    1.0份

炭黑色浆                  1.0份

制备方法：

按配方比例准确称取各种原料，先将环氧改性丙烯酸酯树脂、丙烯酸异冰片酯、流平剂、消泡剂、对苯醌、炭黑色浆依次加入反应釜中搅拌，待搅拌均匀后，加入异丙苯过氧化氢，分散均匀后出料。

表1所列实施例及其固化后性能测试结果。测试结果表明：本发明的底部填充胶具有良好的存储稳定性、粘度低、优异的工艺适应性、良好的可靠性，能全面满足触SMT的工艺要求。 

表1 

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种室温储存型丙烯酸酯底部填充胶，其特征在于，所述底部填充胶按重量份由以下组分构成：

改性丙烯酸酯树脂          50-70份；

丙烯酸酯单体              20-40份；

引发剂                      1.0-5.0份；

阻聚剂                    0.1-1.0份；

助剂                      0.1-5.0份；

颜料                      0-5.0份；

所述改性丙烯酸酯树脂为聚氨酯改性丙烯酸酯树脂、脂肪族聚氨酯改性丙烯酸酯树脂、环氧改性丙烯酸酯树脂、有机硅改性丙烯酸酯树脂、有机氟改性丙烯酸酯树脂、聚酯改性丙烯酸树脂、聚醚改性丙烯酸酯树脂中的一种或几种；

所述丙烯酸酯单体为（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、（甲基）丙烯酸四氢呋喃酯、2-苯氧乙基甲基丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基）丙烯酸月桂酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、乙氧化双份A二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸四氢糠基酯中的一种或几种；

所述引发剂为叔丁基过氧化氢、叔戊基过氧化氢、2,5-二甲基-2,5双(过氧化氢)己烷、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己炔、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化马来酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔戊酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔戊酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化2-乙基己酸叔戊酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、2,5-二甲基-2,5-双(2-乙基己酰过氧)己烷、3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷、1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、过氧化苯甲酰、过氧化二-(3,5,5-三甲基己酰)、过氧化二月桂酰、过氧化二碳酸双(2-乙基己酯)、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己酯)、过氧化二碳酸双十四酯、过氧化二碳酸双十六酯中的一种或几种；

所述的阻聚剂为苯酚、对苯二酚、对苯醌、叔丁基邻苯二酚、有机铜盐、季胺盐、硫磺中的一种或几种；

所述的助剂为流平剂、消泡剂；

所述的颜料为炭黑色浆。

2.根据权利要求1所述的底部填充胶，其特征在于，所述底部填充胶按重量份由以下组分构成：

聚氨酯改性丙烯酸酯树脂    30份；

环氧改性丙烯酸酯树脂      30份；

丙烯酸异冰片酯            33.5份；

异丙苯过氧化氢            3.0份；

对苯醌                    0.5份；

流平剂                    1.0份；

消泡剂                    1.0份；

炭黑色浆                  1.0份。

3.根据权利要求1所述的底部填充胶，其特征在于，所述底部填充胶按重量份由以下组分构成：

环氧改性丙烯酸酯树脂      60份；

丙烯酸异冰片酯            33.5份；

异丙苯过氧化氢            3.0份；

对苯醌                    0.5份；

流平剂                    1.0份；

消泡剂                    1.0份；

炭黑色浆                  1.0份。

4.制备如权利要求1-3其中之一所述的室温储存型丙烯酸酯底部填充胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：

按所述配方比例准确称取各种原料，先将聚氨酯改性丙烯酸酯树脂、环氧改性丙烯酸酯树脂、丙烯酸异冰片酯、流平剂、消泡剂、对苯醌、炭黑色浆依次加入反应釜中搅拌，待搅拌均匀后，加入异丙苯过氧化氢，分散均匀后出料。