CN111574946A - 一种高强度晶元结构粘结胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度晶元结构粘结胶及其制备方法，该粘结胶包括以下质量百分比组分：改性线性酚醛环氧树脂:20‑30％；双酚A型环氧树脂：25‑30％；聚氨酯改性树脂：15‑20％；红色色料：1‑5％；疏水性气相二氧化硅：1‑5％；改性硫醇固化剂：15‑25％；咪脞改性促进剂：1‑5％；耐温添加剂：1‑5％。制备时先按上述配比将改性线性酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂和聚氨酯改性树脂加入反应釜中，升温搅拌，抽真空保持一段时间，加入红色色料、耐温添加剂和疏水性气象二氧化硅，搅拌后冷却，加入改性硫醇固化剂，搅拌；最后加入咪脞改性促进剂，搅拌后检测分装。本发明粘结胶的粘结强度高、固化速度快、膨胀系数低、大芯片弯曲性能好、耐候性能高。

Description

一种高强度晶元结构粘结胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶水，尤其涉及一种高强度晶元结构粘结胶及其制备方法。
背景技术
结构粘结胶相对于非结构粘结胶强度高、抗剥离、耐冲击、施工工艺简便。可用于金属、陶瓷、塑料、橡胶、木材等同种材料或者不同种材料之间的粘结。可部分代替焊接、铆接、螺栓连接等传统连接形式。对于光学芯片结构粘结来说，目前市场上大多是采用进口的结构粘结胶，其存在以下缺陷：1.粘结强度低：8×8MM芯片粘结强度只能200N-250N；2.固化速度慢：在120℃烘烤5-10 分钟固化；3.膨胀系数高：固化后膨胀TG点以下48PPM，TG点以上在135PPM； 4.大芯片弯曲：10×10MM芯片粘结后弯曲在10u以上；5.耐候性能差：最高可耐温120℃，最低耐温-35℃。
发明内容
鉴于现有技术存在的缺陷，本发明提供一种高强度晶元结构粘结胶及其制备方法。
为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：
一种高强度晶元结构粘结胶，其特征在于，包括以下质量百分比组分：
改性线性酚醛环氧树脂:20-30％；
双酚A型环氧树脂：20-30％；
聚氨酯改性树脂：15-25％；
红色色料：1-5％；
疏水性气相二氧化硅：1-5％；
改性硫醇固化剂：15-25％；
咪脞改性促进剂：1-5％；
耐温添加剂：1-5％。
进一步地，各所述组分的质量百分比为：
改性线性酚醛环氧树脂:26％；
双酚A型环氧树脂：28％；
聚氨酯改性树脂：20％；
红色色料：2％；
疏水性气相二氧化硅：1％；
改性硫醇固化剂：20％；
咪脞改性促进剂：2％；
耐温添加剂：1％。
一种高强度晶元结构粘结胶的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
第一步：按照上述质量百分比的各组分备料；
第二步：将准备好的改性线性酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂和聚氨酯改性树脂加入到反应釜中，升温至45-50℃后开始搅拌，并抽取真空，保持一段时间；
第三步：加入红色色料、耐温添加剂和疏水性气象二氧化硅，并搅拌混匀，冷却至20-25℃；
第四步：加入改性硫醇固化剂，搅拌混匀；
第五步：加入咪脞改性促进剂，搅拌混匀，检测合格后分装。
进一步地，所述聚氨酯改性树脂为用聚酯多元醇和聚酯HDI采用滴加法滴入HEA封端，控制温度在65-70℃的情况下反应一段时间(5-7小时)，检查到充分反应完全后降温至30℃左右出锅冷却得到。
进一步地，所述第二步和第三步中的搅拌为高速搅拌，对应的保持时间及搅拌时间为1小时。
进一步地，所述第四步和第五步中的搅拌为中速搅拌，搅拌时间均为1小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：粘结胶的粘结强度高、固化速度快、膨胀系数低、大芯片弯曲性能好、耐候性能高，用于光学芯片结构粘结，比国外产品明显优异，填补了国内的空白。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
附图说明
图1为三次元检测本发明粘结胶用于大尺寸芯片(10×10MM)粘结后的收缩图谱。
具体实施方式
一种高强度晶元结构粘结胶，包括以下质量百分比组分：改性线性酚醛环氧树脂为26％；双酚A型环氧树脂为28％；聚氨酯改性树脂为20％；红色色料为2％；疏水性气相二氧化硅为1％；改性硫醇固化剂为20％；咪脞改性促进剂为2％；耐温添加剂为1％。其制备方法为：先按照上述质量百分比的各组分备料；然后将准备好的改性线性酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂和聚氨酯改性树脂加入到反应釜中，升温至45-50℃后开始高速搅拌，并抽取真空，保持1小时；再向反应釜中加入红色色料、耐温添加剂和疏水性气象二氧化硅，并高速搅拌1小时，冷却至20-25℃；然后向反应釜中加入改性硫醇固化剂，中速搅拌1小时；最后再加入咪脞改性促进剂，搅拌1小时，检测合格后分装。其中，聚氨酯改性树脂可以选用市面上的现有的聚氨酯改性树脂，优选为自制聚氨酯改性树脂，自制的聚氨酯改性树脂为用聚酯多元醇和聚酯HDI采用滴加法滴入HEA封端，控制温度在65-70℃的情况下反应6小时，检查到充分反应完全后降温至30℃左右出锅冷却得到。
本发明通过在单组分环氧结构胶中加入聚氨酯改性树脂材料，有利于改善胶水内聚力，大大降低膨胀系数，耐温性能大大提高，加入改性双酚F型环氧树脂有助于改善胶水的粘结力，提高耐候性能，耐酸碱性。通过加入咪脞改性固化剂有助于低温固化，固化速度急速提快，胶粘密度大大提高。通过加入耐温添加剂，有助于改善单组分导热和结构粘结，提高了内聚力。通过对本发明上述配比制备的粘结胶进行检测(其中，原料聚氨酯改性树脂为按上述方案自制的聚氨酯改性树脂)，其粘结强度：8×8MM芯片为350N-400N；固化速度：在120℃烘烤1-3分钟固化；膨胀系数：固化后膨胀TG点以下38PPM，TG点以上在115PPM；大芯片弯曲：10×10MM芯片粘结后弯曲在2.5u以下(如图1所示)，耐候性能：最高可耐温150℃，最低耐温-45℃。本发明粘结胶可用于光学芯片结构粘结，比国外产品明显优异，填补了国内的空白。
本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高强度晶元结构粘结胶，其特征在于，包括以下质量百分比组分：
改性线性酚醛环氧树脂:20-30％；
双酚A型环氧树脂：20-30％；
聚氨酯改性树脂：15-25％；
红色色料：1-5％；
疏水性气相二氧化硅：1-5％；
改性硫醇固化剂：15-25％；
咪脞改性促进剂：1-5％；
耐温添加剂：1-5％。
2.根据权利要求1所述的一种高强度晶元结构粘结胶，其特征在于，各所述组分的质量百分比为：
改性线性酚醛环氧树脂:26％；
双酚A型环氧树脂：28％；
聚氨酯改性树脂：20％；
红色色料：2％；
疏水性气相二氧化硅：1％；
改性硫醇固化剂：20％；
咪脞改性促进剂：2％；
耐温添加剂：1％。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种高强度晶元结构粘结胶的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
第一步：按照上述质量百分比的各组分备料；
第二步：将准备好的改性线性酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂和聚氨酯改性树脂加入到反应釜中，升温至45-50℃后开始搅拌，并抽取真空，保持一段时间；
第三步：加入红色色料、耐温添加剂和疏水性气象二氧化硅，并搅拌混匀，冷却至20-25℃；
第四步：加入改性硫醇固化剂，搅拌混匀；
第五步：加入咪脞改性促进剂，搅拌混匀，检测合格后分装。
4.根据权利要求3所述的一种高强度晶元结构粘结胶的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯改性树脂为用聚酯多元醇和聚酯HDI采用滴加法滴入HEA封端，控制在65-70℃的情况下反应，检查到充分反应完全后降温至30℃出锅冷却得到。
5.根据权利要求3所述的一种高强度晶元结构粘结胶的制备方法，其特征在于，所述第二步和第三步中的搅拌为高速搅拌，对应的保持时间及搅拌混匀时间控制为1小时。
6.根据权利要求3所述的一种高强度晶元结构粘结胶的制备方法，其特征在于，所述第四步和第五步中的搅拌为中速搅拌，搅拌时间均控制为1小时。
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