CN106189087B - 低介电poss型环氧树脂复合材料及其制备方法 - Google Patents

低介电poss型环氧树脂复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了低介电POSS型环氧树脂复合材料及其制备方法涉及高分子聚合物材料领域。按重量计，复合材料包括POSS型环氧树脂100份，固化剂4一40份，添加剂5份。本发明的复合材料，通过合成POSS型环氧树脂并对其进行改性而引入同样具有低介电常数的POSS单体等添加剂，可以显著降低复合材料的介电常数，降低其亲水性，并提高热稳定性，可以广泛地适用于电子封装等各种领域。而且，本发明的制备方法较简单，操作方便快捷，具有非常优良的开发及应用前景。

Description

低介电POSS型环氧树脂复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子聚合物材料领域。
背景技术
伴随着电子、微电子工业的快速发展，微电子元件功能在不断增强的同时，体积却在不断地缩小，因此其内部组件密度逐渐增加，这将会导致信号传输延时、串扰噪声增强等，其中讯号的延迟显得更为严重，为了加快信号的传输速度，降低信号干扰以及感应偶合，则迫切需要使用低介电常数材料。
目前工业界常用的印刷电路板基板树脂有环氧树脂、氰酸酯树脂、聚四氟乙烯、聚酰亚胺树脂等。塑料、橡胶弹性体、含不饱和双键的化合物进行改性。工业上氰酸酯树脂应用的主要问题包括固化时间长，固化反应温度高，成本高，固化物非常脆。聚四氟乙烯虽然具有非常优异的介电性能，但是存在着以下难以攻克的缺点：加工性差，粘接性能欠佳，成本也高。聚酰亚胺树脂的问题也是加工成型难度大，综合性能较差。与其同时，环氧树脂具有优异的粘接性能、电绝缘性能、机械性能、原料来源丰富，成本低廉，易于加工成型的优点，成为目前广泛应用于印刷线路板的复合材料。高性能环氧树脂对IC芯片的封装起到了极其重要的作用，使IC芯片在工作环境下稳定性提高、使用寿命增长。但是近年来微电子行业的飞速发展使得一般环氧树脂的介电性能根本无法满足当今低介电材料的要求，因此当前主要需要解决的问题是降低环氧树脂基体材料的介电常数。
目前降低环氧树脂介电常数的方法主要包括：一是采取与其他树脂共混或共固化的方法来降低环氧树脂的介电常数，如与聚酰亚胺树脂和氰酸酯树脂等共混或共固化，这是因为聚酰亚胺树脂和氰酸酯树脂等本身的介电常数较低；二是将F元素引入环氧树脂中合成具有特殊结构的环氧树脂，C-F键较C-H键有较低的极化率和较小的偶极，而且CF3基团具有较大的自由体积，但此方法一般合成过程复杂，成本较高，导致工业化应用受限；三是研究具有特殊结构的新型固化剂与环氧固化，进而降低固化物的介电常数；四是通过与具有微孔或介孔的无机材料进行复合来降低环氧树脂的介电常数，如笼型倍半硅氧烷、介孔二氧化硅、蒙脱土、中空玻璃微球等。
POSS型环氧树脂具有高孔隙率，其立方体结构能够储存介电常数为1的空气，POSS具有纳米孔结构不但可以降低介电常数同时可以提高材料材料的热稳性能等性能，POSS型环氧树脂直接进行固化也避免了加工时由于分散所带来的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供低介电POSS型环氧树脂复合材料及其制备方法，该方法能够降低环氧树脂的介电常数以及介电损耗，并保持十分优良的耐热性能，该材料可广泛应用于半导体集成电路芯片的塑封等领域。
本发明解决所述技术问题采用的技术路线是，
1.低介电POSS型环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)将POSS型环氧树脂单体、固化剂在60℃下混合搅拌均匀，放入真空烘箱中抽真空脱除气泡得到溶液；
(2)将添加剂加入到步骤(1)中的溶液中，超声搅拌混合均匀，抽真空，通入N2，升温至70℃，搅拌预聚1.5h得到预聚物；
(3)将步骤(2)所得预聚物倒入70℃下预热过的聚四氟乙烯模具中，分4个阶段固化，第一阶段70℃保持4h，第二阶段120℃保持2h，第三阶段160℃保持2h，第四阶段200℃保持2h，固化得到POSS型环氧树脂复合材料；
其中按照重量份数POSS型环氧树脂100份，固化剂4—40份，添加剂5份。
进一步，步骤(1)还加入促进剂1份。
更进一步，所述的促进剂为2一甲基咪唑。
所述的POSS型环氧树脂为，EP0408、EP0409、EP0435和EP0430的一种或几种混合。
所述的固化剂为聚醚胺D230、双氰胺(DICY)和二氨基双三氟甲基联苯(TFDB)的一种或几种混合物。
所述的添加剂为八乙烯基POSS(OVS)、八苯基POSS(OPS)和八氨苯基POSS(OAPS)的一种或几种混合物。
任意一项所述方法制备的POSS型环氧树脂复合材料。
本发明通过将具有微孔结构的POSS型环氧树脂代替常规的环氧树脂与各种固化剂一起进行固化，并加入一定质量的POSS型添加剂，添加剂以纳米级尺寸分散于环氧树脂中，充分利用POSS型环氧树脂和POSS型添加剂中的微孔孔道内低介电常数的空气，有效的降低了复合材料的介电常数和介电损耗，通过该方法制备出来的低介电环氧树脂复合材料同时具有低亲水性，耐热性好，制备工艺简单，成本低，绿色环保，能满足电子工业上低介电封装材料的需要。
具体实施方式
为了进一步理解此发明，下面的实施例仅用于进一步说明本发明，但不意味着对本发明的任何限制。
实施例1
(1)将30g POSS型环氧树脂单体EP0409，10g固化剂D230，不加促进剂在60℃下混合搅拌均匀，放入真空烘箱中抽真空脱除气泡；(2)将1.5g OVS添加剂加入到步骤(1)中的溶液中，超声搅拌混合均匀，抽真空，通入N2，升温至70℃，搅拌预聚1.5h；(3)将步骤(2)所得预聚物倒入70℃下预热过的聚四氟乙烯模具中，分4个阶段固化，第一阶段70℃保持4h，第二阶段120℃保持2h，第三阶段160℃保持2h，第四阶段200℃保持2h，固化得到低介电环氧树脂复合材料，其性能见表1；
实施例2
(1)将30g POSS型环氧树脂单体EP0408，12g固化剂TFDB，不加促进剂在60℃下混合搅拌均匀，放入真空烘箱中抽真空脱除气泡；(2)将1.5g OAPS添加剂加入到步骤(1)中的溶液中，超声搅拌混合均匀，抽真空，通入N2，升温至70℃，搅拌预聚1.5h；(3)将步骤(2)所得预聚物倒入70℃下预热过的聚四氟乙烯模具中，分4个阶段固化，第一阶段70℃保持4h，第二阶段120℃保持2h，第三阶段160℃保持2h，第四阶段200℃保持2h，固化得到低介电环氧树脂复合材料，其性能见表1；
实施例3
(1)将30g POSS型环氧树脂单体EP0435，1.2g固化剂DICY，0.3g促进剂2—甲基咪唑在60℃下混合搅拌均匀，放入真空烘箱中抽真空脱除气泡；(2)将1.5g OPS添加剂加入到步骤(1)中的溶液中，超声搅拌混合均匀，抽真空，通入N2，升温至70℃，搅拌预聚1.5h；(3)将步骤(2)所得预聚物倒入70℃下预热过的聚四氟乙烯模具中，分4个阶段固化，第一阶段70℃保持4h，第二阶段120℃保持2h，第三阶段160℃保持2h，第四阶段200℃保持2h，固化得到低介电环氧树脂复合材料，其性能见表1；
实施例4
(1)将15g POSS型环氧树脂单体EP0408、15g EP0409，10g固化剂D230，不加促进剂在60℃下混合搅拌均匀，放入真空烘箱中抽真空脱除气泡；(2)将1.5g OVS添加剂加入到步骤(1)中的溶液中，超声搅拌混合均匀，抽真空，通入N2，升温至70℃，搅拌预聚1.5h；(3)将步骤(2)所得预聚物倒入70℃下预热过的聚四氟乙烯模具中，分4个阶段固化，第一阶段70℃保持4h，第二阶段120℃保持2h，第三阶段160℃保持2h，第四阶段200℃保持2h，固化得到低介电环氧树脂复合材料，其性能见表1；
实施例5
(1)将15g POSS型环氧树脂单体EP0430和15g EP0435，1.2g固化剂DICY，0.3g促进剂2—甲基咪唑在60℃下混合搅拌均匀，放入真空烘箱中抽真空脱除气泡；(2)将1.5g OPS添加剂加入到步骤(1)中的溶液中，超声搅拌混合均匀，抽真空，通入N2，升温至70℃，搅拌预聚1.5h；(3)将步骤(2)所得预聚物倒入70℃下预热过的聚四氟乙烯模具中，分4个阶段固化，第一阶段70℃保持4h，第二阶段120℃保持2h，第三阶段160℃保持2h，第四阶段200℃保持2h，固化得到低介电环氧树脂复合材料，其性能见表1；
实施例6
(1)将15g POSS型环氧树脂单体EP0408、15g EP0435，12g固化剂TFDB，0.3g促进剂2—甲基咪唑在60℃下混合搅拌均匀，放入真空烘箱中抽真空脱除气泡；(2)将1.5g OAPS添加剂加入到步骤(1)中的溶液中，超声搅拌混合均匀，抽真空，通入N2，升温至70℃，搅拌预聚1.5h；(3)将步骤(2)所得预聚物倒入70℃下预热过的聚四氟乙烯模具中，分4个阶段固化，第一阶段70℃保持4h，第二阶段120℃保持2h，第三阶段160℃保持2h，第四阶段200℃保持2h，固化得到低介电环氧树脂复合材料，其性能见表1；
实施例7
(1)将10g POSS型环氧树脂单体EP0408、10g EP0409和10g EP0435，10g固化剂D230，不加促进剂在60℃下混合搅拌均匀，放入真空烘箱中抽真空脱除气泡；(2)将1.5gOVS添加剂加入到步骤(1)中的溶液中，超声搅拌混合均匀，抽真空，通入N2，升温至70℃，搅拌预聚1.5h；(3)将步骤(2)所得预聚物倒入70℃下预热过的聚四氟乙烯模具中，分4个阶段固化，第一阶段70℃保持4h，第二阶段120℃保持2h，第三阶段160℃保持2h，第四阶段200℃保持2h，固化得到低介电环氧树脂复合材料，其性能见表1；
实施例8
(1)将10g POSS型环氧树脂单体EP0408、10g EP0409和10g EP0435，5g固化剂D230和0.6g DICY，0.3g促进剂2—甲基咪唑在60℃下混合搅拌均匀，放入真空烘箱中抽真空脱除气泡；(2)将1g OVS和0.5g OPS添加剂加入到步骤(1)中的溶液中，超声搅拌混合均匀，抽真空，通入N2，升温至70℃，搅拌预聚1.5h；(3)将步骤(2)所得预聚物倒入70℃下预热过的聚四氟乙烯模具中，分4个阶段固化，第一阶段70℃保持4h，第二阶段120℃保持2h，第三阶段160℃保持2h，第四阶段200℃保持2h，固化得到低介电环氧树脂复合材料，其性能见表1和表2；
表1
实施例 介电常数(1MHz) 介电损耗(1MHz)
实施例1 2.65 0.0070
实施例2 2.92 0.0075
实施例3 3.04 0.0080
实施例4 2.62 0.0064
实施例5 2.98 0.0078
实施例6 2.84 0.0072
实施例7 2.60 0.0058
实施例8 3.12 0.0086
表2
实施例 分解温度(℃) 吸水率(％/7d)
实施例1 390 0.76
实施例2 420 0.45
实施例3 410 0.62
实施例4 394 0.73
实施例5 398 0.68
实施例6 416 0.49
实施例7 393 0.70
实施例8 406 0.64

Claims (5)

1.低介电POSS型环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)将POSS型环氧树脂单体、固化剂在60℃下混合搅拌均匀，放入真空烘箱中抽真空脱除气泡得到溶液；
(2)将添加剂加入到步骤(1)中的溶液中，超声搅拌混合均匀，抽真空，通入N2，升温至70℃，搅拌预聚1.5h得到预聚物；
(3)将步骤(2)所得预聚物倒入70℃下预热过的聚四氟乙烯模具中，分4个阶段固化，第一阶段70℃保持4h，第二阶段120℃保持2h，第三阶段160℃保持2h，第四阶段200℃保持2h，固化得到POSS型环氧树脂复合材料；
其中按照重量份数POSS型环氧树脂100份，固化剂4—40份，添加剂5份。
所述的添加剂为八乙烯基POSS、八苯基POSS和八氨苯基POSS的一种或几种混合物；所述的POSS型环氧树脂为EP0408、EP0409、EP0435和EP0430的一种或几种混合。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)还加入促进剂1份。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的促进剂为2-甲基咪唑。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的固化剂为聚醚胺D230、双氰胺和二氨基双三氟甲基联苯的一种或几种混合物。
5.如权利要求1-4任意一项所述方法制备的POSS型环氧树脂复合材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018226710A1 (en) 2017-06-09 2018-12-13 Hexion Inc. Epoxy resin systems for composites
CN111116869A (zh) * 2019-05-28 2020-05-08 杭州师范大学 一种液态环氧基功能化poss改性型环氧树脂及其制备方法
CN110305430A (zh) * 2019-06-30 2019-10-08 瑞声新材料科技(常州)有限公司 一种聚合物、半固化片及其制备方法和应用
CN110387054B (zh) * 2019-08-14 2021-08-10 北京化工大学 一种低成本透明杂化硅橡胶的制备方法
CN111187461B (zh) * 2020-01-09 2021-04-20 四川大学 具有高介电常数低介电损耗聚合物复合材料及其制备方法
CN111205597B (zh) * 2020-02-28 2022-05-17 厦门市宜帆达新材料有限公司 一种高性能环氧树脂及制备方法
CN112757727A (zh) * 2021-01-20 2021-05-07 中北大学 一种耐海洋环境结构功能一体化透波复合材料及其制备方法
CN114806091A (zh) * 2022-05-18 2022-07-29 陈全辉 一种POSS-CuPc-SiO2改性环氧树脂复合材料的制备方法
CN117924884B (zh) * 2024-03-22 2024-06-11 上海道宜半导体材料有限公司 一种高耐热性的低介电环氧树脂组合物及其制备和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102432729A (zh) * 2011-09-13 2012-05-02 武汉菲克斯复合材料有限公司 含有双键的不饱和单体原位聚合改性环氧树脂
CN102815071A (zh) * 2012-06-07 2012-12-12 北京化工大学 一种环氧树脂-poss杂化树脂及其复合材料的制备方法
CN102924691A (zh) * 2012-11-16 2013-02-13 西南科技大学 低介电环氧树脂复合材料的制备方法
CN103146141A (zh) * 2013-01-25 2013-06-12 西北工业大学 一种低介电系数poss/环氧树脂杂化材料及制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102432729A (zh) * 2011-09-13 2012-05-02 武汉菲克斯复合材料有限公司 含有双键的不饱和单体原位聚合改性环氧树脂
CN102815071A (zh) * 2012-06-07 2012-12-12 北京化工大学 一种环氧树脂-poss杂化树脂及其复合材料的制备方法
CN102924691A (zh) * 2012-11-16 2013-02-13 西南科技大学 低介电环氧树脂复合材料的制备方法
CN103146141A (zh) * 2013-01-25 2013-06-12 西北工业大学 一种低介电系数poss/环氧树脂杂化材料及制备方法

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