CN104194271A - 用于指纹传感器感应层的介电复合材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于指纹传感器感应层的介电复合材料及制备方法，介电复合材料由下述组分制成：环氧树脂，酚醛树脂，第一类介电的无机填料，第二类介电的无机填料，固化剂，粘合力促进剂，脱模剂和阻燃剂。本发明的介电复合材料介电常数高，介电损耗较小，其介电性能非常稳定且随测试频率的变化很小，且非透明，硬度高，使制备形成的指纹传感器感应层的厚度达到要求的同时，满足可靠性和稳定性的要求，可以用于各种便携式电子产品中。本发明的用于指纹传感器感应层的介电复合材料不含重金属铅，绿色环保。具有便捷性，高安全性，固其终端应用不仅可以取代目前的数字输入式密码识别系统，而且可以使用在任何一种需要保密的电子元器件上。

Description

用于指纹传感器感应层的介电复合材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于指纹传感器感应层的介电复合材料及制备方法。
背景技术
在目前典型的指纹传感器的封装结构中包含硅晶片，其上形成感应电极和相关电路。指纹传感器(Finger Print Sensor，简写FPS)的功能是感应用户手指皮肤的脊(Ridge，即凸起纹路)和谷(Valley，即凹陷纹路)在电容电场中的相对距离，生成准确的指纹的脊和谷的纹路图像。为了保证传感器的精度，用户手指与硅晶片表面之间的距离不能太大；当手指与硅晶片表面距离拉大的时候，电场强度降低，传感器的感测精度变差，无法正确读取用户指纹。因此，指纹传感器要求硅晶片的感应电极与手指之间的介电材料保护层厚度尽量薄。
然而，指纹传感器必须具备很高的可靠性，为了避免受到环境(潮气、汗水、电解质污染等)、静电和机械破坏的影响，要求硅晶片表面的保护层或者包封层必须尽量满足一定的厚度。目前完全包封硅晶片的标准集成电路(IC)封装方式中，硅晶片覆盖的封装材料厚度一般为30～2000μm，显然指纹传感器的电场无法穿过这样厚的包封层，因而无法对指纹进行识别。指纹传感器的感测精度与可靠性要求之间存在着矛盾，亟需一种可以兼顾器件可靠性和感应精度，同时又是制备简单、低成本的包封方式和包封材料。
在现有的技术中，大多数指纹传感器往往采用不完全包封的方式(见图3)，即包封材料仅仅包裹和保护住硅晶片上的触点及键合金线，而传感器晶片与用户手指直接发生接触的感应区是暴露的，仅仅使用厚度很小的保护薄层来避免晶片受静电、机械损伤等破坏。世界专利WO2003098541、美国专利US6091082、US6114862、US6515488、欧洲专利EP1256899等介绍了使用氮化硅、碳化硅、氧化铝等材料薄层应用于传感器晶片的保护，同时作为介电材料层。但是，由于加工方法的限制(往往使用CVD,Chemical Vapor Deposition化学气相沉积法)，上述保护薄层的厚度一般仅有数百纳米～4微米之间，无法超过10微米，无法抵抗长时间机械磨损等，从而不能为传感器晶片提供足够的静电保护和环境防护。
另有一些技术尝试使用透明或者半透明的电容透镜(Capacitive Lens)包封硅晶片的封装方式，同时兼顾器件可靠性和感应精度(见图2)。这些封装方式有些已经应用在实际产品中。美国专利US5887343、世界专利WO20111304093、WO2010120646等介绍了使用介电常数大于5且小于20的透明或者半透明材料，包括Kapton(聚酰亚胺)、电气玻璃(electrical glass,3.8～14.5)、摄影玻璃(photographic glass7.5)、派勒克斯耐热玻璃(pyrex glass,4.6～5.0)、窗玻璃(7.6)、云母(4.0～9.0)尼龙(3.24～～22.4)，制成薄片状的电容透镜，使用环氧树脂(Epoxy)或者亚克力(Acrylic)粘合剂贴附到硅晶片，厚度可以达到40～100微米。苹果公司的专利WO2013173773公布并且在手机等便携式电子产品中开始工业化应用的是各向异性的蓝宝石作为电容透镜材料，使用粘合剂与硅晶片进行贴附，厚度可以达到40～200微米。
透镜封装的指纹传感器在IC包封制程之外，需要额外增加电容透镜的预切割、粘贴等包封工序，导致传感器封装过程特别复杂，因而其制造成本高。
总之，现有的包封硅晶片的技术都需要复杂的封装制造过程，成本高，效率低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
本发明的第二个目的是提供一种用于指纹传感器感应层的介电复合材料的制备方法。
本发明技术方案概述如下：
用于指纹传感器感应层的介电复合材料，按质量百分比由下述组分制成：
环氧树脂4％-20份％，酚醛树脂0.2％-10％，第一类介电的无机填料35.27％-90％，第二类介电的无机填料2％-60％，固化剂0.01％-5％，粘合力促进剂0.01％-5％，脱模剂0.01％-3％和阻燃剂0.5％-10％。
环氧树脂选自：牌号为EPO1431 310、EPO1441 310、EPO1451 310、EPO1551 310、EPO1661310、EPO1671 310或EPO1691 410所示的双酚A型环氧树脂；或牌号为YDF-161、YDF-161H、YDF-162、YDF-165、YDF-170、YDF-175、YDF-175S、YDF-2001、YDF-2004、DER354、NPON862、NPON863、EPICLON830、EPICLON830S、EPICLON830LVP、EPICLON835或EPICLON835LV所示的双酚F环氧树脂；或牌号为ST-1000、ST-3000、ST-4000D、ST-40100D、ST-5080、ST-5100或EPONEX1510所示的氢化双酚A型环氧树脂；或牌号为F-44,F-52或F-48所示的苯酚甲醛环氧树脂；或牌号为FJ-47或FJ-43所示的甲酚甲醛环氧树脂；或牌号为PGCN-700-2、PGCN-700-3、PGCN-701、PGCN-702、PGCN-703、PGCN-704L、PGCN-704ML、PGCN-704、PGCN-700-2S、PGCN-700-3S、PGCN-701S、PGCN-702S、PGCN-703S、PGCN-704S、JF-43、JF-45、JF-46、CNE-195XL、KI-3000，KI-5000所示的邻甲酚醛型环氧树脂；或牌号为YX-4000H，YX-4000K、YX4000H/K、YL6121H、YL6677、YX7399、YL6640所示的联苯型环氧树脂；或双(2,3-环氧基环戊基)醚、3,4-环氧基-6-甲基环己基甲酸-3’,4’-环氧基-6’-甲基环己基甲酯、乙烯基环己烯二环氧化合物、3,4-环氧基环己基甲酸-3’,4’-环氧基环己基甲酯、二异戊二烯二环氧化合物、己二酸二(3,4-环氧基-6-甲基环己基甲酯)、二环戊二烯二环氧化合物、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯、1,4-环己烷二甲醇双(3,4-环氧环己烷甲酸)酯、3-环氧乙烷基7-氧杂二环[4.1.0]庚烷至少一种。
酚醛树脂选自：牌号为2130、2127、2124、2123、2402、GS-180，GS-200、P-180、P-200、H-1、H-4或HF-1M所示的普通酚醛树脂；或牌号为MEH-7851S，MEH-7851-3H、MEH-7852M或MEH-7853-SS所示的联苯型酚醛树脂；或牌号为TXN-203所示的对叔辛基苯酚甲醛树脂；或牌号为2402所示的对叔丁基苯酚甲醛树脂；或牌号为TKM-O、SP1077、T6000或T3100所示的环氧改性烷基酚醛树脂；或牌号为SP6600(SP6700+HMT)、SP6700、SL2201、SL2202、urez12686、PFM-C、HRJ11995，PF221、PF222、PF223所示的腰果油改性烷基酚醛树脂；或牌号为SP6601(SP6701+HMT)、SP6701、SL2101、SL2102、Durez13355、PFM-T、HRJ12532所示的妥尔油改性烷基酚醛树脂；或牌号为202、R17152、SP-1044或SP-10458所示的羟甲基对辛基苯酚甲醛树脂；或牌号为201、SP-1055、SP-1056、Tackind250或P-124所示的溴化羟甲基对辛基苯酚甲醛树脂；或牌号为101所示的羟甲基对叔丁基苯酚甲醛树脂；或牌号为PF-231所示的环氧改性酚醛树脂至少一种。
第一类介电的无机填料优选为：最大粒径<100μm，同时平均粒径介于0.8μm至50μm之间的钛酸钡、钛酸铜钙、钛酸钙和钛酸锶钡至少一种。
第二类介电的无机填料优选为：最大粒径<100μm，同时平均粒径介于0.8μm至50μm之间的二氧化钛、三氧化二铝、二氧化硅、氮化硼、碳酸钙和云母至少一种。
固化剂选自：乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、哌嗪、N-氨乙基哌嗪、N-羟乙基哌嗪、间苯二胺、邻苯二胺、二氨基二苯基甲烷、异氟尔酮二胺、1,3-双(氨甲基)环己烷、4,4-二氨基二环己基甲烷、乙二胺双马来酰亚胺、己二胺双马来酰亚胺、间苯二胺双马来酰亚胺、对氨基苯酚马来酰亚胺、二氨基二苯砜、二氮杂萘酮、邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、氢化均苯四甲酸二酐、顺丁烯二酸酐、桐油酸酐、十二烯基丁二酸酐、四氢苯二甲酸酐、甲基四氢苯二甲酸酐、六氢苯二甲酸酐、甲基六氢苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、戊二酸酐、氢化甲基纳迪克酸酐、甲基环己烯四羧酸二酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、1,4,5,6-四溴苯二甲酸酐、1,8-二氮杂-双环[5,4,0]-7-十一碳烯、二氮杂双环-壬烯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化苯甲酸酯、2-苯基咪唑啉、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑偏苯三甲酸盐、1-氰乙基-2-苯基咪唑偏苯三甲酸盐、2-甲基咪唑三聚异氰酸盐、2,4-二氨基-6-(2-甲基咪唑-1-乙基)-S-三嗪、2,4-二氨基-6-(2-乙基-4-甲基咪唑-1-乙基)-S-三嗪、2,4-二氨基-6-(2-十一烷基咪唑-1-乙基)-S-三嗪、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基-4,5-二(氰乙氧亚甲基)咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑氯化物、1,3-二苄基-2-甲基咪唑氯化物、相对分子质量为200-1000的聚酰胺树脂、分子量为200-600的苯胺甲醛树脂、双氰胺、甲苯基双胍、2,5-二甲基苯基双胍、二苯基双胍、苯基双胍、苄基双胍、二甲基双胍、三氟化硼-甲基苯胺络合物、三氟化硼-单乙胺络合物、三氟化硼-苄胺络合物、三氟化硼-2,4-二甲基苯胺、三氟化硼-三苯基磷络合物、二氨基马来腈、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚的三(2-乙基己酸)盐、三苯基膦、甲基三辛基鏻二甲基磷酸盐、四丁基鏻乙酸盐、甲基三丁基鏻二甲基磷酸盐、苄基三苯基鏻氯化物、四丁基鏻氯化物、甲基三苯基鏻二甲基磷酸盐、三苯基乙基鏻碘化物、苄基三苯基溴化鏻、四丁基溴化鏻、三苯基膦三苯基硼酸酯、三苯基膦三苯基硼络合物和四苯基磷四苯基硼至少一种。
粘合力促进剂选自：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基三氯硅烷、γ-氯丙基甲基二氯硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、氯甲基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、异丙辛基三酰氧基钛酸酯、三硬脂酸钛酸异丙酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、二辛基磷酸酰氧基钛酸酯、异丙基二辛基四油磷酸基钛酸酯、三硬脂酸钛酸异丙酯、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、四异丙氧基钛、铝钛复合偶联剂XY-AL82和铝酸酯偶联剂XY-AL81至少一种。
脱模剂选自：液体石蜡、石蜡、相对分子量为1000-5000的聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、巴西棕榈蜡、硬脂酸蜡、褐煤蜡、棕榈蜡、油酸酰胺和芥酸酰胺至少一种。
阻燃剂选自：氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镍、氧化镁、氧化铝、氧化钙、三氧化二锑、碳酸钙、红磷、三(氯乙基)磷酸酯、三(2,3-二氯丙基)磷酸酯、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯、十溴二苯醚、2,4,6-三溴苯胺、3,5,3,5-四溴-4,4-二氨基二苯砜、N-(2,4,6-三溴苯)马来酰亚胺、五溴酚缩水甘油醚、四溴苯二甲酸酐、磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、磷酸二苯基(2-乙基己基)酯、磷酸二苯基(异丙基苯基)酯、磷酸二苯基(对叔丁基苯基)酯、磷酸二(2-乙基己基)苯基酯、三氯丙基磷酸酯、三氯乙基磷酸酯、牌号为DER-542，DER-534，DER-511，DER-580，Epikote DX-245，Araldite-8011,Araldite-9147,Resin EPX-92,BROC,123或145的含溴环氧树脂、四缩水甘油基-3,3’-二氨基苯基甲基磷氧、1-[二(2-氯乙氧)膦氧基甲基]-2,4-二氨基苯、1-[二(2-氯乙氧)膦氧基甲基]-2,6-二氨基苯、双(4-氨基苯氧)苯基膦氧、双(3-氨基苯基)苯基膦氧、双(3-氨基苯基)甲基膦氧、双(3-氨基苯基)膦氧和双(4-氨基苯基)磷酸酯至少一种。
用于指纹传感器感应层的介电复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按质量百分比称取：环氧树脂4％-20份％，酚醛树脂0.2％-10％，第一类介电的无机填料35.27％-90％，第二类介电的无机填料2％-60％，固化剂0.01％-5％，粘合力促进剂0.01％-5％，脱模剂0.01％-3％，和阻燃剂0.5％-10％；
(2)将环氧树脂、第一类介电的无机填料、第二类介电的无机填料和粘合力促进剂在80℃-150℃的条件下，经双辊炼胶机混炼0.5-1小时，加入脱模剂和阻燃剂，再混炼1-5分钟；调节温度至80℃-120℃，加入酚醛树脂和催化剂，再混炼1-10分钟至均匀，挤出成薄片，冷却至室温，经粉碎和打饼，得到用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
第二种用于指纹传感器感应层的介电复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按质量百分比称取：环氧树脂4％-20份％，酚醛树脂0.2％-10％，第一类介电的无机填料35.27％-90％，第二类介电的无机填料2％-60％，固化剂0.01％-5％，粘合力促进剂0.01％-5％，脱模剂0.01％-3％，和阻燃剂0.5％-10％；
(2)将步骤(1)的各种固体原材料分别研磨成粉，将固体粉末和液体原材料混合，高速粉料搅拌釜分散10-60分钟，经单螺杆挤出机或剖分式双螺杆挤出机挤出，经双辊冷却、传送带冷却后，破碎机打粉，均相混合釜混合均匀后，打饼，得到用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
本发明的优点：
本发明的一种用于指纹传感器感应层的介电复合材料介电常数高，远远高于普通的复合材料，介电损耗较小，其介电性能非常稳定且随测试频率的变化很小，且非透明，硬度高，使制备形成的指纹传感器感应层的厚度达到要求的同时，满足可靠性和稳定性的要求，可以用于各种便携式电子产品中。本发明的用于指纹传感器感应层的介电复合材料不含重金属铅，绿色环保。具有便捷性，高安全性，固其终端应用不仅可以取代目前的数字输入式密码识别系统，而且可以使用在任何一种需要保密的电子元器件上，为未来的安全提供可靠地保证。
附图说明
图1为本发明用于指纹传感器感应层的介电复合材料完全包封指纹传感器示意图。
图2为现有技术材料采用透镜包封指纹传感器示意图。
其中：6为封装基板；7为芯片粘结材料；8为普通模封塑料；9为键合引线；11为电容透镜(玻璃、蓝宝石)；10为树脂粘着剂；12为传感器芯片。
图3为现有技术材料采用不完全包封指纹传感器示意图。
其中：18为封装基板；16为传感器芯片；13为芯片粘结材料；14为普通模封塑料；15为键合引线；17为保护薄层(氮化硅、碳化硅、氧化铝、聚酰亚胺等)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。下面的实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
双酚A型环氧树脂：
GB/T13657-2011：牌号为EPO1431 310、EPO1441 310、EPO1451 310、EPO1551 310、EPO1661 310、EPO1671 310或EPO1691 410；
国都化工(昆山)有限公司：牌号为YDF-161、YDF-161H、YDF-162、YDF-165、YDF-170、YDF-175、YDF-175S、YDF-2001、YDF-2004；
陶氏化学：牌号为DER354；
Hexion公司：牌号为NPON862、NPON863；
大日本油墨公司：牌号为EPICLON830、EPICLON830S、EPICLON830LVP、EPICLON835或EPICLON835LV)；
氢化双酚A型环氧树脂：
国都化工(昆山)有限公司：牌号为ST-1000、ST-3000、ST-4000D、ST-40100D、ST-5080、ST-5100；
Hexion公司：牌号为EPONEX1510；
苯酚甲醛环氧树脂：
无锡树脂厂：牌号为F-44,F-52,F-48；
甲酚甲醛环氧树脂：
无锡树脂厂：牌号为FJ-47,FJ-43；
邻甲酚醛型环氧树脂：
大连齐化化工有限公司：牌号为PGCN-700-2、PGCN-700-3、PGCN-701、PGCN-702、PGCN-703、PGCN-704L、PGCN-704ML、PGCN-704、PGCN-700-2S、PGCN-700-3S、PGCN-701S、PGCN-702S、PGCN-703S、PGCN-704S；
蓝星化工新材料股份有限公司：牌号为JF-43、JF-45、JF-46；
长春化学生产的：牌号为CNE-195XL；
新日铁化学生产：牌号为KI-3000，KI-5000；
联苯型环氧树脂：
日本三菱化学：牌号为YX-4000H，YX-4000K、YX4000H/K、YL6121H、YL6677、YX7399、YL6640；
酚醛树脂：
普通酚醛树脂：酚醛树脂2130、2127、2124、2123、2402；
群荣化学株式会社：牌号为GS-180，GS-200；
荒川化学：牌号为P-180，P-200；
明和化成株式会社：牌号为H-1、H-4、HF-1M；
联苯型酚醛树脂：
明和化成：牌号为MEH-7851S，MEH-7851-3H、MEH-7852M、MEH-7853-SS；
对叔辛基苯酚甲醛树脂(TXN-203)；
对叔丁基苯酚甲醛树脂(2402)；
环氧改性烷基酚醛树脂(TKM-O、SP1077、T6000、T3100)；
腰果油改性烷基酚醛树脂(SP6600(SP6700+HMT)、SP6700、SL2201、SL2202、Durez12686、PFM-C、HRJ11995，PF221、PF222、PF223)；
妥尔油改性烷基酚醛树脂(SP6601(SP6701+HMT)、SP6701、SL2101、SL2102、Durez13355、PFM-T、HRJ12532)；
羟甲基对辛基苯酚甲醛树脂(202、R17152、SP-1044、SP-10458)；
溴化羟甲基对辛基苯酚甲醛树脂(201、SP-1055、SP-1056(高溴化)；
Tackind250、P-124；
羟甲基对叔丁基苯酚甲醛树脂101、环氧改性酚醛树脂PF-231。
实施例1-实施例39见表1。
表1 实施例1-39中组份含量(质量百分比％)(表中括号内的数为组份的含量)表中某一组份由两个化合物组成时，其比为质量比)
表1中，a:代表最大粒径<100μm，同时平均粒径为0.8μm；
b:代表最大粒径<100μm，同时平均粒径为2μm；
c:代表最大粒径<100μm，同时平均粒径为10μm；
d:代表最大粒径<100μm，同时平均粒径为15μm；
e:代表最大粒径<100μm，同时平均粒径为50μm,
f:代表最大粒径<100μm，同时平均粒径为5μm。
用EPO1671 310、EPO1691 410、YDF-175、YDF-175S、YDF-2001、YDF-2004、NPON863、EPICLON830LVP、EPICLON835、EPICLON835LV、ST-4000D、ST-40100D、ST-5080、ST-5100、F-48、FJ-43、PGCN-701、PGCN-702、PGCN-703、PGCN-704L、PGCN-704ML、PGCN-704、PGCN-700-2S、PGCN-700-3S、PGCN-701S、PGCN-702S、PGCN-703S、PGCN-704S、JF-46、KI-5000、YL6677、YL6640、3,4-环氧基-6-甲基环己基甲酸-3’,4’-环氧基-6’-甲基环己基甲酯、3,4-环氧基环己基甲酸-3’,4’-环氧基环己基甲酯、二异戊二烯二环氧化合物、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯、1,4-环己烷二甲醇双(3,4-环氧环己烷甲酸)酯、3-环氧乙烷基7-氧杂二环[4.1.0]庚烷分别替代实施例1中的EPO1431310，其它组份不变，组成新的实施例。
用2127、2124、2123、2402、MEH-7851-3H、MEH-7852M、MEH-7853-SS、SP6600(SP6700+HMT)、PF222、PF223、SP6601(SP6701+HMT)分别替代实施例2中的GS-180，其它组份不变，组成新的实施例。
用邻苯二胺、桐油酸酐、十二烯基丁二酸酐、四氢苯二甲酸酐、甲基四氢苯二甲酸酐、六氢苯二甲酸酐、甲基六氢苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、戊二酸酐、氢化甲基纳迪克酸酐、甲基环己烯四羧酸二酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、1,4,5,6-四溴苯二甲酸酐、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑偏苯三甲酸盐、1-氰乙基-2-苯基咪唑偏苯三甲酸盐、2-甲基咪唑三聚异氰酸盐、2,4-二氨基-6-(2-甲基咪唑-1-乙基)-S-三嗪、2,4-二氨基-6-(2-乙基-4-甲基咪唑-1-乙基)-S-三嗪、2,4-二氨基-6-(2-十一烷基咪唑-1-乙基)-S-三嗪、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基-4,5-二(氰乙氧亚甲基)咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑氯化物、1,3-二苄基-2-甲基咪唑氯化物、相对分子质量为1000的聚酰胺树脂、2,5-二甲基苯基双胍、二苯基双胍、苯基双胍、苄基双胍、三氟化硼-单乙胺络合物、三氟化硼-苄胺络合物、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚的三(2-乙基己酸)盐、甲基三辛基鏻二甲基磷酸盐、四丁基鏻乙酸盐、甲基三丁基鏻二甲基磷酸盐、苄基三苯基鏻氯化物、四丁基鏻氯化物、甲基三苯基鏻二甲基磷酸盐、三苯基乙基鏻碘化物、苄基三苯基溴化鏻、四丁基溴化鏻、三苯基膦三苯基硼酸酯、三苯基膦三苯基硼络合物、四苯基磷四苯基硼分别替代实施例14中的乙二胺双马来酰亚胺，其它组份不变，组成新的实施例。
用γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷分别替代实施例3中的3-氨丙基三乙氧基硅烷，其它组份不变，组成新的实施例。
用氢氧化钡、氢氧化镍、氧化铝、氧化钙、三氧化二锑、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯、双(3-氨基苯基)膦氧、双(4-氨基苯基)磷酸酯分别替代实施例5中的碳酸钙，其它组份不变，组成新的实施例。
实施例1-1
用于指纹传感器感应层的介电复合材料的制备
小批量制备方法:
(1)按实施例1称取原料；
(2)将环氧树脂、第一类介电的无机填料、第二类介电的无机填料和粘合力促进剂在150℃的条件下，经双辊炼胶机混炼0.5小时，加入脱模剂和阻燃剂，再混炼1分钟；调节温度至80℃，加入酚醛树脂和催化剂，再混炼10分钟至均匀，挤出成薄片，冷却至室温，经粉碎和打饼，得到用于指纹传感器感应层的介电复合材料，在低于零度冰箱储存备用。
上述工艺参数同表2中的实施例1-1。
表2中的实施例1-1，其“1-1”中的“-”前面的数字“1”指的是实施例1的原料配方，“-”后面的“1”代表表2中的工艺参数按上述方法制备的用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
表2中的实施例1-2，其“1-2”中的“1”指的是实施例1的原料配方，“2”指的是按表2中的工艺参数按上述方法制备的用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
表2中的所有实施例都如此解释。
表2.用于指纹传感器感应层的介电复合材料制备实施例的工艺参数
实施例40
用于指纹传感器感应层的介电复合材料的使用方法：
将用于指纹传感器感应层的介电复合材料通过高温模压注塑法(液压法成型)，覆盖在指纹传感器芯片上，通过加热固化使得用于指纹传感器感应层的介电复合材料完全固化，从而使得指纹传感器芯片能够感测到指纹上的电信号，最终识别不同的指纹图形而能够在指纹传感器上有得很好的应用(见图1)。
图1中，1为封装基板；2为传感器芯片；3为芯片粘结材料；4为键合引线；5为本发明用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
实施例41
表3.用于指纹传感器感应层的介电复合材料的性质
用于指纹传感器感应层的介电复合材料的第一类和第二类介电的无机填料最大粒径均<100μm，同时平均粒径介于0.8μm至50μm之间，将几种粒径的介电复合材料组合使用，所制备的指纹传感器感应层的介电复合材料螺旋流动长度更长，流动效果更佳。
表4.用于指纹传感器感应层的介电复合材料的包封性能
指纹传感器感应层的介电复合材料厚度200μm,固化条件是170℃，固化时间200秒。实施例5，8，10，13，16，20，24，26，28和37制备的复合材料固化后硬度达到90D以上，保护性能好，可靠性能高。
实施例42
本发明的用于指纹传感器感应层的介电复合材料与现有技术的材料比较。
下表列出了不同类型指纹传感器的比较信息。
表5.本发明的用于指纹传感器感应层的介电复合材料与目前技术比较
实施例43
用于指纹传感器感应层的介电复合材料的制备
大批量制备方法:
(1)按实施例1的组份质量百分比称取原料，共计500公斤；
(2)将步骤(1)的各种固体原材料分别研磨成粉，将固体粉末和液体原材料混合，高速粉料搅拌釜分散20分钟，经单螺杆挤出机挤出，经双辊冷却、传送带冷却后，破碎机打粉，均相混合釜混合均匀后，打饼，得到用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
实施例44
用于指纹传感器感应层的介电复合材料的制备
大批量制备方法:
(1)按实施例10的组份质量百分比称取原料，共计1000公斤；
(2)将步骤(1)的各种固体原材料分别研磨成粉，将固体粉末和液体原材料混合，高速粉料搅拌釜分散10分钟，经单螺杆挤出机挤出，经双辊冷却、传送带冷却后，破碎机打粉，均相混合釜混合均匀后，打饼，得到用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
实施例45
用于指纹传感器感应层的介电复合材料的制备
大批量制备方法:
(1)按实施例13的组份质量百分比称取原料，共计5000公斤；
(2)将步骤(1)的各种固体原材料分别研磨成粉，将固体粉末和液体原材料混合，高速粉料搅拌釜分散30分钟，经剖分式双螺杆挤出机挤出，经双辊冷却、传送带冷却后，破碎机打粉，均相混合釜混合均匀后，打饼，得到用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
实施例46
用于指纹传感器感应层的介电复合材料的制备
大批量制备方法:
(1)按实施例39的组份质量百分比称取原料，共计1000公斤；
(2)将步骤(1)的各种固体原材料分别研磨成粉，将固体粉末和液体原材料混合，高速粉料搅拌釜分散60分钟，经剖分式双螺杆挤出机挤出，经双辊冷却、传送带冷却后，破碎机打粉，均相混合釜混合均匀后，打饼，得到用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
实验证明，分别用实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7、实施例8、实施例9、实施例11、实施例12、实施例14、实施例15、实施例16、实施例17、实施例19、实施例19、实施例20、实施例21、实施例22、实施例23、实施例24、实施例25、实施例26、实施例27、实施例28、实施例29、实施例30、实施例31、实施例32、实施例33、实施例34、实施例35、实施例36、实施例37、实施例38的每个配方共称原料500公斤，采用本实施例的步骤(2)的方法，制备出相应的用于指纹传感器感应层的介电复合材料。并通过实验证明，这种方法制备的用于指纹传感器感应层的介电复合材料的性质、包封性能都与小批量制备方法制备的产品的性质、包封性能相近。
本发明的用于指纹传感器感应层的介电复合材料介电常数高，能在材料层较厚的情况下，使指纹传感器能够感应到指纹，具有较好的可靠性和稳定性，且可以使用于各种功能性的便携式电子产品中，具有高安全性，固其终端应用不仅可以取代目前的的数字输入式密码识别系统，而且可以使用在任何一种需要保密的电子元器件上，为未来的安全提供可靠地保证。

Claims (11)

1.用于指纹传感器感应层的介电复合材料，按质量百分比由下述组分制成：
环氧树脂4％-20份％，酚醛树脂0.2％-10％，第一类介电的无机填料35.27％-90％，第二类介电的无机填料2％-60％，固化剂0.01％-5％，粘合力促进剂0.01％-5％，脱模剂0.01％-3％和阻燃剂0.5％-10％。
2.根据权利要求1所述的用于指纹传感器感应层的介电复合材料，其特征是所述环氧树脂为：牌号为EPO1431 310、EPO1441 310、EPO1451 310、EPO1551 310、EPO1661 310、EPO1671310或EPO1691 410所示的双酚A型环氧树脂；或牌号为YDF-161、YDF-161H、YDF-162、YDF-165、YDF-170、YDF-175、YDF-175S、YDF-2001、YDF-2004、DER354、NPON862、NPON863、EPICLON830、EPICLON830S、EPICLON830LVP、EPICLON835或EPICLON835LV所示的双酚F环氧树脂；或牌号为ST-1000、ST-3000、ST-4000D、ST-40100D、ST-5080、ST-5100或EPONEX1510所示的氢化双酚A型环氧树脂；或牌号为F-44,F-52或F-48所示的苯酚甲醛环氧树脂；或牌号为FJ-47或FJ-43所示的甲酚甲醛环氧树脂；或牌号为PGCN-700-2、PGCN-700-3、PGCN-701、PGCN-702、PGCN-703、PGCN-704L、PGCN-704ML、PGCN-704、PGCN-700-2S、PGCN-700-3S、PGCN-701S、PGCN-702S、PGCN-703S、PGCN-704S、JF-43、JF-45、JF-46、CNE-195XL、KI-3000，KI-5000所示的邻甲酚醛型环氧树脂；或牌号为YX-4000H，YX-4000K、YX4000H/K、YL6121H、YL6677、YX7399、YL6640所示的联苯型环氧树脂；或双(2,3-环氧基环戊基)醚、3,4-环氧基-6-甲基环己基甲酸-3’,4’-环氧基-6’-甲基环己基甲酯、乙烯基环己烯二环氧化合物、3,4-环氧基环己基甲酸-3’,4’-环氧基环己基甲酯、二异戊二烯二环氧化合物、己二酸二(3,4-环氧基-6-甲基环己基甲酯)、二环戊二烯二环氧化合物、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯、1,4-环己烷二甲醇双(3,4-环氧环己烷甲酸)酯、3-环氧乙烷基7-氧杂二环[4.1.0]庚烷至少一种。
3.根据权利要求1所述的用于指纹传感器感应层的介电复合材料，其特征是所述酚醛树脂为：
牌号为2130、2127、2124、2123、2402、GS-180，GS-200、P-180、P-200、H-1、H-4或HF-1M所示的普通酚醛树脂；或牌号为MEH-7851S，MEH-7851-3H、MEH-7852M或MEH-7853-SS所示的联苯型酚醛树脂；或牌号为TXN-203所示的对叔辛基苯酚甲醛树脂；或牌号为2402所示的对叔丁基苯酚甲醛树脂；或牌号为TKM-O、SP1077、T6000或T3100所示的环氧改性烷基酚醛树脂；或牌号为SP6600(SP6700+HMT)、SP6700、SL2201、SL2202、urez12686、PFM-C、HRJ11995，PF221、PF222、PF223所示的腰果油改性烷基酚醛树脂；或牌号为SP6601(SP6701+HMT)、SP6701、SL2101、SL2102、Durez13355、PFM-T、HRJ12532所示的妥尔油改性烷基酚醛树脂；或牌号为202、R17152、SP-1044或SP-10458所示的羟甲基对辛基苯酚甲醛树脂；或牌号为201、SP-1055、SP-1056、Tackind250或P-124所示的溴化羟甲基对辛基苯酚甲醛树脂；或牌号为101所示的羟甲基对叔丁基苯酚甲醛树脂；或牌号为PF-231所示的环氧改性酚醛树脂至少一种。
4.根据权利要求1所述的用于指纹传感器感应层的介电复合材料，其特征是所述第一类介电的无机填料为：最大粒径<100μm，同时平均粒径介于0.8μm至50μm之间的钛酸钡、钛酸铜钙、钛酸钙和钛酸锶钡至少一种。
5.根据权利要求1所述的用于指纹传感器感应层的介电复合材料，其特征是所述第二类介电的无机填料为：最大粒径<100μm，同时平均粒径介于0.8μm至50μm之间的二氧化钛、三氧化二铝、二氧化硅、氮化硼、碳酸钙和云母至少一种。
6.根据权利要求1所述的用于指纹传感器感应层的介电复合材料，其特征是所述固化剂为乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、哌嗪、N-氨乙基哌嗪、N-羟乙基哌嗪、间苯二胺、邻苯二胺、二氨基二苯基甲烷、异氟尔酮二胺、1,3-双(氨甲基)环己烷、4,4-二氨基二环己基甲烷、乙二胺双马来酰亚胺、己二胺双马来酰亚胺、间苯二胺双马来酰亚胺、对氨基苯酚马来酰亚胺、二氨基二苯砜、二氮杂萘酮、邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、氢化均苯四甲酸二酐、顺丁烯二酸酐、桐油酸酐、十二烯基丁二酸酐、四氢苯二甲酸酐、甲基四氢苯二甲酸酐、六氢苯二甲酸酐、甲基六氢苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、戊二酸酐、氢化甲基纳迪克酸酐、甲基环己烯四羧酸二酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、1,4,5,6-四溴苯二甲酸酐、1,8-二氮杂-双环[5,4,0]-7-十一碳烯、二氮杂双环-壬烯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化苯甲酸酯、2-苯基咪唑啉、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑偏苯三甲酸盐、1-氰乙基-2-苯基咪唑偏苯三甲酸盐、2-甲基咪唑三聚异氰酸盐、2,4-二氨基-6-(2-甲基咪唑-1-乙基)-S-三嗪、2,4-二氨基-6-(2-乙基-4-甲基咪唑-1-乙基)-S-三嗪、2,4-二氨基-6-(2-十一烷基咪唑-1-乙基)-S-三嗪、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基-4,5-二(氰乙氧亚甲基)咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑氯化物、1,3-二苄基-2-甲基咪唑氯化物、相对分子质量为200-1000的聚酰胺树脂、分子量为200-600的苯胺甲醛树脂、双氰胺、甲苯基双胍、2,5-二甲基苯基双胍、二苯基双胍、苯基双胍、苄基双胍、二甲基双胍、三氟化硼-甲基苯胺络合物、三氟化硼-单乙胺络合物、三氟化硼-苄胺络合物、三氟化硼-2,4-二甲基苯胺、三氟化硼-三苯基磷络合物、二氨基马来腈、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚的三(2-乙基己酸)盐、三苯基膦、甲基三辛基鏻二甲基磷酸盐、四丁基鏻乙酸盐、甲基三丁基鏻二甲基磷酸盐、苄基三苯基鏻氯化物、四丁基鏻氯化物、甲基三苯基鏻二甲基磷酸盐、三苯基乙基鏻碘化物、苄基三苯基溴化鏻、四丁基溴化鏻、三苯基膦三苯基硼酸酯、三苯基膦三苯基硼络合物和四苯基磷四苯基硼至少一种。
7.根据权利要求1所述的用于指纹传感器感应层的介电复合材料，其特征是所述粘合力促进剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基三氯硅烷、γ-氯丙基甲基二氯硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、氯甲基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、异丙辛基三酰氧基钛酸酯、三硬脂酸钛酸异丙酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、二辛基磷酸酰氧基钛酸酯、异丙基二辛基四油磷酸基钛酸酯、三硬脂酸钛酸异丙酯、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、四异丙氧基钛、铝钛复合偶联剂XY-AL82和铝酸酯偶联剂XY-AL81至少一种。
8.根据权利要求1所述的用于指纹传感器感应层的介电复合材料，其特征是所述脱模剂为液体石蜡、石蜡、相对分子量为1000-5000的聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、巴西棕榈蜡、硬脂酸蜡、褐煤蜡、棕榈蜡、油酸酰胺和芥酸酰胺至少一种。
9.根据权利要求1所述的用于指纹传感器感应层的介电复合材料，其特征是所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镍、氧化镁、氧化铝、氧化钙、三氧化二锑、碳酸钙、红磷、三(氯乙基)磷酸酯、三(2,3-二氯丙基)磷酸酯、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯、十溴二苯醚、2,4,6-三溴苯胺、3,5,3,5-四溴-4,4-二氨基二苯砜、N-(2,4,6-三溴苯)马来酰亚胺、五溴酚缩水甘油醚、四溴苯二甲酸酐、磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、磷酸二苯基(2-乙基己基)酯、磷酸二苯基(异丙基苯基)酯、磷酸二苯基(对叔丁基苯基)酯、磷酸二(2-乙基己基)苯基酯、三氯丙基磷酸酯、三氯乙基磷酸酯、牌号为DER-542，DER-534，DER-511，DER-580，Epikote DX-245，Araldite-8011,Araldite-9147,Resin EPX-92,BROC,123或145的含溴环氧树脂、四缩水甘油基-3,3’-二氨基苯基甲基磷氧、1-[二(2-氯乙氧)膦氧基甲基]-2,4-二氨基苯、1-[二(2-氯乙氧)膦氧基甲基]-2,6-二氨基苯、双(4-氨基苯氧)苯基膦氧、双(3-氨基苯基)苯基膦氧、双(3-氨基苯基)甲基膦氧、双(3-氨基苯基)膦氧和双(4-氨基苯基)磷酸酯至少一种。
10.用于指纹传感器感应层的介电复合材料的制备方法，其特征包括如下步骤：
(1)按质量百分比称取：环氧树脂4％-20份％，酚醛树脂0.2％-10％，第一类介电的无机填料35.27％-90％，第二类介电的无机填料2％-60％，固化剂0.01％-5％，粘合力促进剂0.01％-5％，脱模剂0.01％-3％，和阻燃剂0.5％-10％；
(2)将环氧树脂、第一类介电的无机填料、第二类介电的无机填料和粘合力促进剂在80℃-150℃的条件下，经双辊炼胶机混炼0.5-1小时，加入脱模剂和阻燃剂，再混炼1-5分钟；调节温度至80℃-120℃，加入酚醛树脂和催化剂，再混炼1-10分钟至均匀，挤出成薄片，冷却至室温，经粉碎和打饼，得到用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
11.用于指纹传感器感应层的介电复合材料的制备方法，其特征包括如下步骤：
(1)按质量百分比称取：环氧树脂4％-20份％，酚醛树脂0.2％-10％，第一类介电的无机填料35.27％-90％，第二类介电的无机填料2％-60％，固化剂0.01％-5％，粘合力促进剂0.01％-5％，脱模剂0.01％-3％，和阻燃剂0.5％-10％；
(2)将步骤(1)的各种固体原材料分别研磨成粉，将固体粉末和液体原材料混合，高速粉料搅拌釜分散10-60分钟，经单螺杆挤出机或剖分式双螺杆挤出机挤出，经双辊冷却、传送带冷却后，破碎机打粉，均相混合釜混合均匀后，打饼，得到用于指纹传感器感应层的介电复合材料。
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