CN111675994A - 一种聚氨酯贴片胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯贴片胶，由以下按照质量百分比的原料组成：聚醚型TPU 35％‑45％、聚酯型TPU 15.3％‑45％、增粘树脂5‑12％、偶联剂0.5％‑1％、抗氧剂3％‑6％、阻燃剂3％‑6％、引发剂0.5％‑1.2％、无机填料6％‑10％、环氧固化剂2％‑3.5％。本发明制备的贴片胶贮存稳定性优异，触变性好，湿强度高，固化温度低，固化时间短，对各种元器件具有较好的粘结作用，耐高温性能和掉件率得到明显改善。

Description

一种聚氨酯贴片胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子粘合剂技术领域，具体为一种聚氨酯贴片胶及其制备方法。
背景技术
应当今全球范围性的环保标准，微电子行业在部分环节中要求采用无铅焊接技术。但无铅焊接的材料脆性强，致使在焊接组装过程中，出现热处理工艺周期中产生不良的缺陷。尤其由于无铅焊料的脆性增加和在焊接中积累的不平衡热应力，当成品元件发生碰撞或跌落时，撞击会导致焊点出现微裂纹，因此信号也会变弱或丢失甚至终端产品失效。当前的点胶技术效率低，同时无法对有缺陷问题的线路板进行返工。
目前的点胶技术是牺牲了热熔胶的精度和部分功能来实现的，而目前比较流行的可贴片式热熔胶已经很好地改善了这一缺陷。它是按无公害产品的要求，开发成高温耐热性的无铅焊接上适用的产品。
目前市场上的贴片红胶主要存在：胶点外形不好；湿强度低；固化温度高，速度慢；固化收缩率大，耐高温性能差，掉件率高，因此根本无法满足现在及未来高端工艺的使用要求。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种聚氨酯贴片胶及其制备方法，以解决背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种聚氨酯贴片胶，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 35％-45％、聚酯型TPU 15.3％-45％、增粘树脂5-12％、偶联剂0.5％-1％、抗氧剂3％-6％、阻燃剂3％-6％、引发剂0.5％-1.2％、无机填料6％-10％、环氧固化剂2％-3.5％。
一种聚氨酯贴片胶，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 35％、聚酯型TPU 45％、增粘树脂5％、偶联剂0.5％、抗氧剂3％、阻燃剂3％、引发剂0.5％、无机填料6％、环氧固化剂2％。
一种聚氨酯贴片胶，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 45％、聚酯型TPU 15.3％、增粘树脂12％、偶联剂1％、抗氧剂6％、阻燃剂6％、引发剂1.2％、无机填料10％、环氧固化剂3.5％。
一种聚氨酯贴片胶，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 40％、聚酯型TPU 30.7％、增粘树脂8％、偶联剂0.8％、抗氧剂4.5％、阻燃剂4.5％、引发剂0.8％、无机填料8％、环氧固化剂2.7％。
一种聚氨酯贴片胶，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 37％、聚酯型TPU 32.3％、增粘树脂10％、偶联剂0.8％、抗氧剂5％、阻燃剂4％、引发剂0.9％、无机填料7.5％、环氧固化剂2.5％。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂NDZ-201，加入了钛酸酯偶联剂NDZ-201的聚氨酯贴片胶粘贴后剥离强度有较大的提升，且浸水后仍有较高剥离强度。由于偶联剂存在两性基团，亲水基团更加利于粘结，亲油(疏水)基团具有疏水性，排斥水且不易浸入到聚氨酯贴片胶与粘合产品之间。
所述增粘树脂由萜烯树脂与加氢C5树脂按照15-18:1的比例复配而成。采用萜烯树脂与加氢C5树脂复配，能兼具两者的耐老化性和粘结性能，使聚氨酯贴片胶的综合性能得到提升。
所述的无机填料为纳米硅藻土、纳米云母粉和钠基膨润土按质量比2∶1∶3混合。无机填料的加入可以降低固化物的热膨胀系数，贴片胶在过波峰焊的过程中不会因受热膨胀而导致掉件的现象，更好的提高了贴片胶的品质，钠基膨润土的加入能加快固化速度；云母粉具有优异的耐热、耐酸、耐碱、绝缘性能。
所述环氧固化剂采用EH-4360S环氧固化剂，SMT专用潜伏性固化剂。
所述聚氨酯贴片胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚醚型TPU、聚酯型TPU加入反应釜中，搅拌，加热熔化后，加入增粘树脂继续保温充分搅拌90-120分钟，确保所有原料充分混合；
(2)再加入环氧稀释剂和引发剂，充分搅拌60分钟，确保所有原料充分混合；
(3)降温到30-60℃，加入偶联剂、抗氧剂、阻燃剂、引发剂、无机填料、环氧固化剂，充分搅拌120-150分钟，确保所有物料混合均匀，制得半成品；
(4)将半成品的各项指标检测合格后，经过300目不锈钢网过滤出料，制得聚氨酯贴片胶；
(5)将聚氨酯贴片胶存放于2-8℃冷库中储存。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的聚氨酯贴片胶通过聚醚型TPU、聚酯型TPU的使用，综合聚醚型TPU和聚酯型TPU的优点，提高产品的预粘接性能，降低封装过程中的掉件率；本发明制备的贴片胶贮存稳定性优异，触变性好，湿强度高，固化温度低，固化时间短，对各种元器件具有较好的粘结作用，耐高温性能和掉件率得到明显改善。
增黏树脂可赋予聚氨酯贴片胶黏附性能。无机填料的加入可以降低固化物的热膨胀系数，贴片胶在过波峰焊的过程中不会因受热膨胀而导致掉件的现象，更好的提高了贴片胶的品质，钠基膨润土的加入能加快固化速度；云母粉具有优异的耐热、耐酸、耐碱、绝缘性能。
本发明的聚氨酯贴片胶，加强BGA或者CSP与PCB之间的衔接可靠性，减少热冲击对PCB以及BGA和CSP的影响，提高成品芯片冲击后的牢固度。使用标准的贴片SMT生产线和工艺设备，无需再置换额外的生产设备设施和场地空间，贴片式在粘贴的过程无需额外的人工工时，100％可返工，以节省各方面的成本(节省电路板和BGA、CSP的成本)。
本发明的聚氨酯贴片胶配方中不含卤素，符合环保标准，准确的放置位置和粘合胶量，户化的产品，可设计定制适合的尺寸，适合客户需要的产品，可以结合当前高效的贴片方式生产，不需要其他的点胶设备以及空间置放，节省点胶等设备所需人力以及人力工时，可根据产品定制，更有利于产品，符合当前环保的ROHS规定，减少不可反修造成的损失
TPU(Thermoplastic polyurethanes)，名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。主要分为聚酯型和聚醚型，它硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油，透明，弹性好，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用，无卤阻燃TPU还可以代替软质PVC以满足越来越多领域的环保要求。
聚醚型(Ether):高强度、耐水解和高回弹性，低温性能好。
聚酯型(Ester):较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性以及耐溶剂性能和耐较高温度。
软质段的差异，对物性所形成的影响如下:
抗拉强度聚酯系>聚醚系
撕裂强度聚酯系>聚醚系
耐磨耗性聚酯系>聚醚系
耐药品性聚酯系>聚醚系
透明性聚酯系>聚醚系
耐菌性聚酯系<聚醚系
湿气蒸发性聚酯系<聚醚系
低温冲击性聚酯系<聚醚系
附图说明
图1为本发明聚氨酯贴片胶使用状态结构图。
图中，1-聚氨酯贴片胶，2-绕片机构，21-转轴。
具体实施方式
实施例1
一种聚氨酯贴片胶，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 35％、聚酯型TPU 45％、增粘树脂5％、偶联剂0.5％、抗氧剂3％、阻燃剂3％、引发剂0.5％、无机填料6％、环氧固化剂2％。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂NDZ-201，加入了钛酸酯偶联剂NDZ-201的聚氨酯贴片胶粘贴后剥离强度有较大的提升，且浸水后仍有较高剥离强度。由于偶联剂存在两性基团，亲水基团更加利于粘结，亲油(疏水)基团具有疏水性，排斥水且不易浸入到聚氨酯贴片胶与粘合产品之间。
所述增粘树脂由萜烯树脂与加氢C5树脂按照15:1的比例复配而成。采用萜烯树脂与加氢C5树脂复配，能兼具两者的耐老化性和粘结性能，使聚氨酯贴片胶的综合性能得到提升。
所述的无机填料为纳米硅藻土、纳米云母粉和钠基膨润土按质量比2∶1∶3混合。无机填料的加入可以降低固化物的热膨胀系数，贴片胶在过波峰焊的过程中不会因受热膨胀而导致掉件的现象，更好的提高了贴片胶的品质，钠基膨润土的加入能加快固化速度；云母粉具有优异的耐热、耐酸、耐碱、绝缘性能。
所述环氧固化剂采用EH-4360S环氧固化剂，SMT专用潜伏性固化剂。
所述聚氨酯贴片胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚醚型TPU、聚酯型TPU加入反应釜中，搅拌，加热熔化后，加入增粘树脂继续保温充分搅拌90-120分钟，确保所有原料充分混合；
(2)再加入环氧稀释剂和引发剂，充分搅拌60分钟，确保所有原料充分混合；
(3)降温到30-60℃，加入偶联剂、抗氧剂、阻燃剂、引发剂、无机填料、环氧固化剂，充分搅拌120-150分钟，确保所有物料混合均匀，制得半成品；
(4)将半成品的各项指标检测合格后，经过300目不锈钢网过滤出料，制得聚氨酯贴片胶；
(5)将聚氨酯贴片胶存放于2-8℃冷库中储存。
实施例2
一种聚氨酯贴片胶，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 45％、聚酯型TPU 15.3％、增粘树脂12％、偶联剂1％、抗氧剂6％、阻燃剂6％、引发剂1.2％、无机填料10％、环氧固化剂3.5％。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂NDZ-201，加入了钛酸酯偶联剂NDZ-201的聚氨酯贴片胶粘贴后剥离强度有较大的提升，且浸水后仍有较高剥离强度。由于偶联剂存在两性基团，亲水基团更加利于粘结，亲油(疏水)基团具有疏水性，排斥水且不易浸入到聚氨酯贴片胶与粘合产品之间。
所述增粘树脂由萜烯树脂与加氢C5树脂按照18:1的比例复配而成。采用萜烯树脂与加氢C5树脂复配，能兼具两者的耐老化性和粘结性能，使聚氨酯贴片胶的综合性能得到提升。
所述的无机填料为纳米硅藻土、纳米云母粉和钠基膨润土按质量比2∶1∶3混合。无机填料的加入可以降低固化物的热膨胀系数，贴片胶在过波峰焊的过程中不会因受热膨胀而导致掉件的现象，更好的提高了贴片胶的品质，钠基膨润土的加入能加快固化速度；云母粉具有优异的耐热、耐酸、耐碱、绝缘性能。
所述环氧固化剂采用EH-4360S环氧固化剂，SMT专用潜伏性固化剂。
所述聚氨酯贴片胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚醚型TPU、聚酯型TPU加入反应釜中，搅拌，加热熔化后，加入增粘树脂继续保温充分搅拌90-120分钟，确保所有原料充分混合；
(2)再加入环氧稀释剂和引发剂，充分搅拌60分钟，确保所有原料充分混合；
(3)降温到30-60℃，加入偶联剂、抗氧剂、阻燃剂、引发剂、无机填料、环氧固化剂，充分搅拌120-150分钟，确保所有物料混合均匀，制得半成品；
(4)将半成品的各项指标检测合格后，经过300目不锈钢网过滤出料，制得聚氨酯贴片胶；
(5)将聚氨酯贴片胶存放于2-8℃冷库中储存。
实施例3
一种聚氨酯贴片胶，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 40％、聚酯型TPU 30.7％、增粘树脂8％、偶联剂0.8％、抗氧剂4.5％、阻燃剂4.5％、引发剂0.8％、无机填料8％、环氧固化剂2.7％。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂NDZ-201，加入了钛酸酯偶联剂NDZ-201的聚氨酯贴片胶粘贴后剥离强度有较大的提升，且浸水后仍有较高剥离强度。由于偶联剂存在两性基团，亲水基团更加利于粘结，亲油(疏水)基团具有疏水性，排斥水且不易浸入到聚氨酯贴片胶与粘合产品之间。
所述增粘树脂由萜烯树脂与加氢C5树脂按照16:1的比例复配而成。采用萜烯树脂与加氢C5树脂复配，能兼具两者的耐老化性和粘结性能，使聚氨酯贴片胶的综合性能得到提升。
所述的无机填料为纳米硅藻土、纳米云母粉和钠基膨润土按质量比2∶1∶3混合。无机填料的加入可以降低固化物的热膨胀系数，贴片胶在过波峰焊的过程中不会因受热膨胀而导致掉件的现象，更好的提高了贴片胶的品质，钠基膨润土的加入能加快固化速度；云母粉具有优异的耐热、耐酸、耐碱、绝缘性能。
所述环氧固化剂采用EH-4360S环氧固化剂，SMT专用潜伏性固化剂。
所述聚氨酯贴片胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚醚型TPU、聚酯型TPU加入反应釜中，搅拌，加热熔化后，加入增粘树脂继续保温充分搅拌90-120分钟，确保所有原料充分混合；
(2)再加入环氧稀释剂和引发剂，充分搅拌60分钟，确保所有原料充分混合；
(3)降温到30-60℃，加入偶联剂、抗氧剂、阻燃剂、引发剂、无机填料、环氧固化剂，充分搅拌120-150分钟，确保所有物料混合均匀，制得半成品；
(4)将半成品的各项指标检测合格后，经过300目不锈钢网过滤出料，制得聚氨酯贴片胶；
(5)将聚氨酯贴片胶存放于2-8℃冷库中储存。
实施例4
一种聚氨酯贴片胶，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 37％、聚酯型TPU 32.3％、增粘树脂10％、偶联剂0.8％、抗氧剂5％、阻燃剂4％、引发剂0.9％、无机填料7.5％、环氧固化剂2.5％。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂NDZ-201，加入了钛酸酯偶联剂NDZ-201的聚氨酯贴片胶粘贴后剥离强度有较大的提升，且浸水后仍有较高剥离强度。由于偶联剂存在两性基团，亲水基团更加利于粘结，亲油(疏水)基团具有疏水性，排斥水且不易浸入到聚氨酯贴片胶与粘合产品之间。
所述增粘树脂由萜烯树脂与加氢C5树脂按照17:1的比例复配而成。采用萜烯树脂与加氢C5树脂复配，能兼具两者的耐老化性和粘结性能，使聚氨酯贴片胶的综合性能得到提升。
所述的无机填料为纳米硅藻土、纳米云母粉和钠基膨润土按质量比2∶1∶3混合。无机填料的加入可以降低固化物的热膨胀系数，贴片胶在过波峰焊的过程中不会因受热膨胀而导致掉件的现象，更好的提高了贴片胶的品质，钠基膨润土的加入能加快固化速度；云母粉具有优异的耐热、耐酸、耐碱、绝缘性能。
所述环氧固化剂采用EH-4360S环氧固化剂，SMT专用潜伏性固化剂。
所述聚氨酯贴片胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚醚型TPU、聚酯型TPU加入反应釜中，搅拌，加热熔化后，加入增粘树脂继续保温充分搅拌90-120分钟，确保所有原料充分混合；
(2)再加入环氧稀释剂和引发剂，充分搅拌60分钟，确保所有原料充分混合；
(3)降温到30-60℃，加入偶联剂、抗氧剂、阻燃剂、引发剂、无机填料、环氧固化剂，充分搅拌120-150分钟，确保所有物料混合均匀，制得半成品；
(4)将半成品的各项指标检测合格后，经过300目不锈钢网过滤出料，制得聚氨酯贴片胶；
(5)将聚氨酯贴片胶存放于2-8℃冷库中储存。
一、将本发明制备的聚氨酯贴片胶和江苏某公司生产的贴片胶进行检测，具体检测结果如下表表1：
检测方法：
将以上实施例制备得到的聚氨酯贴片胶按照标准SJ/T11187-1998进行检验进行性能测试。
表1聚氨酯贴片性能表征
Figure BDA0002574590390000091
由表1可知本发明制备的聚氨酯贴片，固化温度低，固化时间短，固化后表面坚硬无气泡产生，具有广阔的市场价值和应用前景，尤其实施例4制备的聚氨酯贴片各方面性能最好。
二、将以上实施例制备得到的聚氨酯贴片胶的耐火性和耐热性进行测试。结果如表2所示。
表2聚氨酯贴片耐火性和耐热性
Figure BDA0002574590390000092
Figure BDA0002574590390000101
由表2可知，本发明制备的聚氨酯贴片具有较好的耐火性能和耐热性能，且实施例4制备的聚氨酯贴片耐火性能和耐热性能最好。
三、将实施例4制备的聚氨酯贴片应用到电路板上进行测试，A组先贴锡膏再贴电路板，B直接贴在电路板上。测试设备为电子万能材料试验机，型号Z030，结果如表3所示。
表3实施例4制备的聚氨酯贴片平拉力测试
性能测试 A B
平拉力(N) 66.0 23.3
由表3可知，本发明制备的聚氨酯贴片具有较大的平拉力。
图1为本发明制备的聚氨酯贴片胶使用时的状态图，使用时，将聚氨酯贴片胶1缠绕在绕片机构2的转轴21上，通过转动转轴21对聚氨酯贴片1进行放张。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种聚氨酯贴片胶，其特征在于，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 35％-45％、聚酯型TPU 15.3％-45％、增粘树脂5-12％、偶联剂0.5％-1％、抗氧剂3％-6％、阻燃剂3％-6％、引发剂0.5％-1.2％、无机填料6％-10％、环氧固化剂2％-3.5％。
2.如权利要求1所述的一种聚氨酯贴片胶，其特征在于，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 35％、聚酯型TPU 45％、增粘树脂5％、偶联剂0.5％、抗氧剂3％、阻燃剂3％、引发剂0.5％、无机填料6％、环氧固化剂2％。
3.如权利要求1所述的一种聚氨酯贴片胶，其特征在于，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 45％、聚酯型TPU 15.3％、增粘树脂12％、偶联剂1％、抗氧剂6％、阻燃剂6％、引发剂1.2％、无机填料10％、环氧固化剂3.5％。
4.如权利要求1所述的一种聚氨酯贴片胶，其特征在于，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 40％、聚酯型TPU 30.7％、增粘树脂8％、偶联剂0.8％、抗氧剂4.5％、阻燃剂4.5％、引发剂0.8％、无机填料8％、环氧固化剂2.7％。
5.如权利要求1所述的一种聚氨酯贴片胶，其特征在于，由以下按照质量百分比的原料组成：
聚醚型TPU 37％、聚酯型TPU 32.3％、增粘树脂10％、偶联剂0.8％、抗氧剂5％、阻燃剂4％、引发剂0.9％、无机填料7.5％、环氧固化剂2.5％。
6.如权利要求1所述的一种聚氨酯贴片胶，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂NDZ-201；
所述增粘树脂由萜烯树脂与加氢C5树脂按照15-18:1的比例复配而成。
7.如权利要求1所述的一种聚氨酯贴片胶，其特征在于，所述的无机填料为纳米硅藻土、纳米云母粉和钠基膨润土按质量比2∶1∶3混合；
所述环氧固化剂采用EH-4360S环氧固化剂，SMT专用潜伏性固化剂。
8.一种聚氨酯贴片胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将聚醚型TPU、聚酯型TPU加入反应釜中，搅拌，加热熔化后，加入增粘树脂继续保温充分搅拌90-120分钟，确保所有原料充分混合；
(2)再加入环氧稀释剂和引发剂，充分搅拌60分钟，确保所有原料充分混合；
(3)降温到30-60℃，加入偶联剂、抗氧剂、阻燃剂、引发剂、无机填料、环氧固化剂，充分搅拌120-150分钟，确保所有物料混合均匀，制得半成品；
(4)将半成品的各项指标检测合格后，经过300目不锈钢网过滤出料，制得聚氨酯贴片胶；
(5)将聚氨酯贴片胶存放于2-8℃冷库中储存。
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