CN112480847A - 一种高耐热、低应力环氧塑封料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐热、低应力环氧塑封料及其制备方法,该塑封料由无机填料、环氧树脂、固化剂、固化促进剂、偶联剂、应力改性剂、着色剂、离子捕捉剂等组分组成。通过本发明技术方案制备得到的塑封料,具有较高的玻璃化转变温度和较低的膨胀系数,在保持较高弯曲强度的前提下,弯曲模量显著降低,显示出了优异的耐热性和低应力特性,且吸水率得到相应降低,抗剪粘接力得到显著提升,显示出较优异的综合性能,能够应用于高端塑封领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种高耐热、低应力环氧塑封料及其制备方法,属于半导体封装用材料领域,具体属于环氧塑封料领域。
背景技术
集成电路产业已成为国民经济发展的关键。集成电路设计、制造和电子封装是集成电路产业发展的三大支柱。半导体封装发展的历史证明,封装材料在封装技术的更新换代过程中具有决定性的作用,形成了一代电路、一代封装、一代材料的发展定式。封装材料是封装技术的基础,要发展先进封装技术,必须首先研究和开发先进封装材料。电子封装根据材料的不同可分为塑料封装、陶瓷封装和金属封装三种,采用后两种封装的半导体产品主要用于航天、航空及军事领域,而塑料封装的半导体产品在民用领域得到了广泛的应用。目前95%以上的半导体器件的封装都采用塑料封装,而 90%以上的塑封料是环氧树脂塑封料和环氧液体灌封料。
环氧塑封料( EMC)是一类重要的集成电路与分立器件采用的电子化学品,其主要作用是保护半导体芯片免受外部环境的破坏,包括外部物理作用如冲击、压力等,外部化学作用如潮气、热能、紫外辐照等,同时 EMC 还为芯片提供散热通道以及充当芯片内部与外界电路沟通的桥梁。随着先进封装技术向着薄型化、微型化、高集成化、高密度方向不断发展,单位体积内生成的热量越来越高;另一方面,全球环境保护法案的实施(包括 WEEE 指令、 RoHS 法案等)对 EMC 的发展产生了很大的冲击,例如铅的禁止使用使互连工艺的回流焊温度从传统使用锡铅焊料的220℃提高到了无铅焊料的260℃左右,传统EMC的耐热稳定性受到了强烈的冲击,因此亟需提高传统塑封料的耐热性。此外,构成半导体器件的材料很多,如晶硅片、表面钝化膜、引线框架等,它们与环氧塑封料的热膨胀系数相差很大,由于制造过程中需经过更高温度焊接工序,应用中产生大量热量,将形成较大的热应力,容易造成芯片损失或封装体开裂,引发产品失效,因此需要塑封料具有低应力特性。传统的技术手段为向体系中添加与树脂不相容的硅油或者硅树脂作为应力改性剂以降低弯曲模量,进而降低应力,这些技术属于机械分散式形成海岛结构,该法改性剂易渗出,使封装器件出现斑痕并污染模具,对应力改善幅度有限,同时还会带来粘接不良和界面分层等其它问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足,提供一种具有高耐热、低应力性能特性的环氧塑封料,其使用反应性硅油有机硅类应力改性剂,材料粘接性能优良,不使用添加型阻燃剂,具有绿色、环保的特点,耐热性能优良。
本发明的目的还在于提供一种具有高耐热、低应力性能特性的环氧塑封料的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:
一种高耐热、低应力环氧塑封料,由以下重量份数的组分为原料制备而成:
I型环氧树脂 4.8-8.8份
II型环氧树脂 1.2-2.0份
低粘度双酚A型环氧树脂 0.2-0.6份
固化剂 4.4-8.3份
固化促进剂 0.2-0.5份
无机填料 75-85份
偶联剂 1.6-2.2份
着色剂 0.3-0.5份
I型应力改性剂 0.4-0.8份
II型应力改性剂 0.4-0.6份
脱模剂 0.3-0.5份
离子捕捉剂 0.2-0.5份
以上各组成总重量份数为100份;
其中:
所述的I型环氧树脂选自本领域常用的邻甲酚醛型环氧树脂(CNE)、二环戊二烯型环氧树脂(DCPD环氧)、多芳香环氧树脂(MAR环氧)、多官能环氧树脂(MFN环氧)、联苯型环氧树脂(BP环氧)、萘酚酚醛环氧树脂,这些环氧树脂可以单独使用,也可以根据具体情况进行两种或多种的优选搭配,不作特别限定;
所述的II型环氧树脂为异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC),其分子结构式如下式所示:
所述的低粘度双酚A环氧树脂(DGEBA)选自25℃下粘度为4000-6000mPa.S、环氧当量为172-176的分子蒸馏级结晶性双酚A环氧树脂;
所述的固化剂为酚醛树脂类固化剂,选自任何本领域常用的酚醛树脂,可以是线型苯酚酚醛树脂(PN)、苯酚芳烷基酚醛树脂(Xylok酚醛)、多芳香酚醛树脂(MAR酚醛)和多官能酚醛树脂(MFN酚醛),这些酚醛树脂可以单独使用,也可以根据具体情况进行两种或多种的优选搭配,不作特别限定;
所述的固化促进剂为本领域通用的常见促进剂,主要为咪唑类化合物,有机磷化合物和叔胺化合物及其衍生物中的一种或多种,优选三苯基膦(TPP)、2-甲基咪唑(2MI)、2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)、2-苯基-4-甲基咪唑(2P4MZ)、二氮杂化烯烃如1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一烯-7(DBU)及其衍生物中的一种或多种,不作特别限定;
所述的无机填料为本领域通用的二氧化硅,可以为结晶型角型粉,也可以为熔融角型粉和熔融球形粉,可以单独使用,也可以根据具体情况进行两种或多种的优选搭配,不作特别限定;
所述的偶联剂为本领域常用硅烷偶联剂,主要作为无机填料的表面改性剂,通过化学反应或者化学吸附的机理来改变无机填料表面的物化性能,提高其在树脂中的分散性,增加无机填料与界面的相容性,进而提高EMC的力学性能、化学性能以及电性能,优选自3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、3-巯基丙基三甲氧基硅烷(KH590)中的一种或多种,不作特别限定;
所述的着色剂为本领域常用的炭黑,不作特别限定;
所述的I型应力改性剂,选用液态端羧基丁腈橡胶(CTBN);
所述的II型应力改性剂,其结构为带环氧侧基的有机硅树脂,其分子结构式如下式所示:
其中,m为1-5的正整数,n为1-10的正整数;
所述的II型应力改性剂,其制备反应式如下:
其中,m为1-5的正整数,n为1-10的正整数。
所述的II型应力改性剂,其制备方法如下:取100质量份聚甲基含氢硅氧烷,加入适量铂催化剂,再加入按氢摩尔量1.1倍比换算得出的质量份烯丙基缩水甘油醚,搅拌混合均匀后,缓慢加热至100-120℃反应4-6h,降温,水洗除去催化剂,至80℃进行减压蒸馏至无低沸物,趁热放料,包装,储存备用;
所述的脱模剂为本领域常用的蜡系化合物,可以是天然蜡或合成蜡,优选巴西棕榈蜡、蒙旦酸酯蜡、氧化聚乙烯蜡,不作特别限定;
所述的离子捕捉剂为本领域常用的氢氧化镁铝型、铝硅酸盐、氢氧化铋型离子捕捉剂,用以减少EMC中的离子的含量,提高电性能,不作特别限定,本发明优选水滑石,为阴离子离子捕获剂,用以降低EMC中氯离子含量,以减少对金属引线的腐蚀,提高封装器件的长期可靠稳定性。
本发明提供的高耐热、低应力环氧塑封料,其制备方法如下:
a)首先将配方量的II型环氧树脂、低粘度双酚A环氧树脂、I型应力改性剂依次加入到带加热套和冷却水的反应釜中,通氮气保护,加热至物料熔融混合均匀,再向其中加入环氧树脂总重量0.2%的三苯基膦作为反应的催化剂,进一步搅拌均匀后,升温至150℃下维持反应3h,反应结束后,加入配方量II型应力改性剂,搅拌均匀后趁热放料至托盘冷却,经5℃以下温度下粉碎至颗粒度小于30目,备用;
b)将配方量的无机填料、着色剂、离子捕捉剂依次放入高速混合器中,在搅拌下通过高压喷嘴将偶联剂以雾状形态在10min内缓慢喷进混合器,喷完继续搅拌3min后停止搅拌;
c)将事先粉碎好的I型环氧树脂、固化剂、固化促进剂和脱模剂依次加入高速混合器中,开动搅拌,混合均匀;
d)将预混粉末通过双螺杆挤出机以80-130℃的温度和50-250rpm的螺杆转速挤出以获得挤出产物,冷却,粉碎,经磁选除去磁性金属后按照客户要求在打饼成型机上预成型成客户特定形状和压缩比要求的饼料。
本发明的理论基础如下:
a)经分析研究发现,TGIC由于含有一个稳定的六元杂环,因而具有优异的耐热性、耐候性、耐光性、耐腐蚀性、耐化学药品性和机械性能,且杂环羰基与金属具有较强的作用,能够提高与金属的粘接力,因此将其引入EMC配方体系中。能够极大的提高EMC的综合性能;
b)由于TGIC高官能团密度及杂环刚性,将其直接与酚醛树脂类固化剂反应,会增加体系的脆性,且由于空间位阻作用,TGIC的环氧基不能完全和酚醛树脂的酚羟基发生反应,将使得环氧基有残留,会影响最终EMC的性能,为此预先将TGIC与低粘度双酚A型环氧树脂混合,与应力改性剂端羧基丁腈橡胶进行预聚合反应,将有效改善上述缺陷,在增加EMC耐热性的同时,降低体系内应力;
c)传统添加型硅油类应力改性剂,在使用过程中改性剂易渗出,易使封装器件出现斑痕并污染模具,且对应力改善幅度有限,同时还会带来粘接不良和界面分层等其它问题,本发明将环氧基团接枝到硅油侧链上,克服了上述缺陷,使得有机硅树脂能够微相分离形成海岛结构的弹性体部分固定在EMC树脂基体中,达到增韧改性降低应力的目的外,不影响其它性能。以上,实现本发明技术目的。
与现有技术相比,本发明具有如下显著的技术优势和有益效果:
1)使用带有自熄性的含氮环氧树脂,在满足UL-94 V0的阻燃要求的同时,避免使用含卤素化合物和含锑化合物,具有显著的绿色环保特性;
2)合成制备带有环氧基团的有机硅树脂用其作为环氧塑封料EMC的复合应力改性剂,因带有反应性环氧基团,改变了有机硅应力改性剂的作用机理,使其从物理添加型变为化学反应型,不仅有效降低了所制备EMC的应力,且克服了其易渗出的缺陷,提高了所制备的EMC的粘接性能,改善了EMC的界面分层问题。
具体实施方式
以下为本发明的具体实施方式,所述的实施例是为了进一步描述本发明,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域人员理解,并不因此将本发明限制在所述的实施例发明中。
实施例1
II型应力改性剂的制备:将10Kg的聚甲基含氢硅油(运动粘度:25℃,134mm2/s;活泼氢含量:0.18%)加入到反应釜中,向其中加入100g铂催化剂,再向其中加入2.26Kg烯丙基缩水甘油醚,搅拌混合均匀后,缓慢加热至100℃反应4h,降温,水洗除去催化剂,至80℃进行减压蒸馏至无低沸物,趁热放料,包装,储存备用。运动粘度:25℃,178mm2/s;环氧值:0.162.
实施例2
II型应力改性剂的制备:将10Kg的聚甲基含氢硅油(运动粘度:25℃,108mm2/s;活泼氢含量0.35%)加入到反应釜中,向其中加入150g铂催化剂,再向其中加入4.39Kg烯丙基缩水甘油醚,搅拌混合均匀后,缓慢加热至110℃反应5h,降温,水洗除去催化剂,至80℃进行减压蒸馏至无低沸物,趁热放料,包装,储存备用。运动粘度:25℃,152mm2/s;环氧值:0.267.
实施例3
II型应力改性剂的制备:将10Kg的聚甲基含氢硅油(运动粘度:25℃,103mm2/s;活泼氢含量0.5%)加入到反应釜中,向其中加入200g铂催化剂,再向其中加入6.27Kg烯丙基缩水甘油醚,搅拌混合均匀后,缓慢加热至120℃反应6h,降温,水洗除去催化剂,至80℃进行减压蒸馏至无低沸物,趁热放料,包装,储存备用。运动粘度:25℃,136mm2/s;环氧值:0.338.
实施例4
环氧塑封料的制备:a)首先按配方量称取9.6Kg的TGIC、1.6Kg的市购低粘度双酚A环氧树脂、3.2Kg的市购端羧基丁腈橡胶依次加入到带加热套和冷却水的反应釜中,通氮气保护,加热至物料熔融混合均匀,再向其中加入22.4g的三苯基膦作为反应的催化剂,进一步搅拌均匀后,升温至150℃下维持反应3h,反应结束后,加入4Kg实施例1制备的II型应力改性剂,搅拌均匀后趁热放料至托盘冷却,经5℃以下温度下粉碎至颗粒度小于30目,备用;
b)按配方量称取660.8Kg的市购硅粉、2.4Kg的市购着色剂炭黑和2.4Kg的市购离子捕捉剂水滑石(DHT-4A)依次放入高速混合器中,在搅拌下通过高压喷嘴将7.2Kg的KH-550和5.6Kg的KH-590组成的偶联剂混合物以雾状形态在10min内缓慢喷进混合器,喷完继续搅拌3min后停止搅拌;
c)将事先粉碎好的a)步骤物料、12.8Kg的市购邻甲酚醛型环氧树脂、38.4Kg的市购二环戊二烯型环氧树脂、28.8Kg的市购线型苯酚酚醛树脂、19.2Kg的市购多芳香酚醛树脂、0.8Kg的三苯基膦、0.8Kg的2-甲基咪唑、2.4Kg的市售脱模剂巴西棕榈蜡依次加入高速混合器中,开动搅拌,混合均匀;
d)将预混粉末通过双螺杆挤出机以80℃的温度和250rpm的螺杆转速挤出以获得挤出产物,冷却,粉碎,经磁选除去磁性金属后按照客户要求在打饼成型机上预成型成客户特定形状和压缩比要求的饼料。
按本领域标准检测方法对所制备的EMC进行主要性能检测,检测结果列于表1.
实施例5
环氧塑封料的制备:a)首先按配方量称取12.8Kg的TGIC、2.4Kg的市购低粘度双酚A环氧树脂、4.8Kg的市购端羧基丁腈橡胶依次加入到带加热套和冷却水的反应釜中,通氮气保护,加热至物料熔融混合均匀,再向其中加入30.4g的三苯基膦作为反应的催化剂,进一步搅拌均匀后,升温至150℃下维持反应3h,反应结束后,加入3.2Kg实施例2制备的II型应力改性剂,搅拌均匀后趁热放料至托盘冷却,经5℃以下温度下粉碎至颗粒度小于30目,备用;
b)按配方量称取633.6Kg的市购硅粉、3.2Kg的市购着色剂炭黑和3.2Kg的市购离子捕捉剂水滑石(DHT-4A)依次放入高速混合器中,在搅拌下通过高压喷嘴将8Kg的KH-560和6.4Kg的KH-590组成的偶联剂混合物以雾状形态在10min内缓慢喷进混合器,喷完继续搅拌3min后停止搅拌;
c)将事先粉碎好的a)步骤物料、20.8Kg的市购邻甲酚醛型环氧树脂、25.6Kg的市购二环戊二烯型环氧树脂、12.8Kg的市购联苯型环氧树脂、36Kg的市购苯酚芳烷基酚醛树脂、20Kg的市购多官能酚醛树脂、0.8Kg的三苯基膦、0.8Kg的2E4MZ、2.4Kg的DBU、3.2Kg的市售脱模剂蒙旦酸酯蜡依次加入高速混合器中,开动搅拌,混合均匀;
d)将预混粉末通过双螺杆挤出机以80-130℃的温度和50-250rpm的螺杆转速挤出以获得挤出产物,冷却,粉碎,经磁选除去磁性金属后按照客户要求在打饼成型机上预成型成客户特定形状和压缩比要求的饼料。
按本领域标准检测方法对所制备的EMC进行主要性能检测,检测结果列于表1.
实施例6
环氧塑封料的制备:a)首先按配方量称取16Kg的TGIC、4.8Kg的市购低粘度双酚A环氧树脂、6.4Kg的市购端羧基丁腈橡胶依次加入到带加热套和冷却水的反应釜中,通氮气保护,加热至物料熔融混合均匀,再向其中加入41.6g的三苯基膦作为反应的催化剂,进一步搅拌均匀后,升温至150℃下维持反应3h,反应结束后,加入4.8Kg实施例3制备的II型应力改性剂,搅拌均匀后趁热放料至托盘冷却,经5℃以下温度下粉碎至颗粒度小于30目,备用;
b)按配方量称取600Kg的市购硅粉、4Kg的市购着色剂炭黑和4Kg的市购离子捕捉剂水滑石(DHT-4A)依次放入高速混合器中,在搅拌下通过高压喷嘴将6.4Kg的KH-550和9.6Kg的KH-590组成的偶联剂混合物以雾状形态在10min内缓慢喷进混合器,喷完继续搅拌3min后停止搅拌;
c)将事先粉碎好的a)步骤物料、12.8Kg的市购邻甲酚醛型环氧树脂、51.2Kg的市购多芳香环氧树脂、6.4Kg的市购萘酚酚醛环氧树脂、38.4Kg的市购线型苯酚酚醛树脂、28Kg的市购苯酚芳烷基酚醛树脂、1.6Kg的三苯基膦、1.6Kg的2P4MZ、4Kg的市售脱模剂氧化聚乙烯蜡依次加入高速混合器中,开动搅拌,混合均匀;
d)将预混粉末通过双螺杆挤出机以130℃的温度和50rpm的螺杆转速挤出以获得挤出产物,冷却,粉碎,经磁选除去磁性金属后按照客户要求在打饼成型机上预成型成客户特定形状和压缩比要求的饼料。
按本领域标准检测方法对所制备的EMC进行主要性能检测,检测结果列于表1.
实施例7
环氧塑封料的制备:
a)首先按配方量称取11.2Kg的TGIC、3.2Kg的市购低粘度双酚A环氧树脂、6.4Kg的市购端羧基丁腈橡胶依次加入到带加热套和冷却水的反应釜中,通氮气保护,加热至物料熔融混合均匀,再向其中加入28.8g的三苯基膦作为反应的催化剂,进一步搅拌均匀后,升温至150℃下维持反应3h,反应结束后,加入4Kg实施例1制备的II型应力改性剂,搅拌均匀后趁热放料至托盘冷却,经5℃以下温度下粉碎至颗粒度小于30目,备用;
b)按配方量称取648Kg的市购硅粉、3.2Kg的市购着色剂炭黑和1.6Kg的市购离子捕捉剂水滑石(DHT-4A)依次放入高速混合器中,在搅拌下通过高压喷嘴将6.4Kg的KH-560和7.2Kg的KH-590组成的偶联剂混合物以雾状形态在10min内缓慢喷进混合器,喷完继续搅拌3min后停止搅拌;
c)将事先粉碎好的a)步骤物料、6.4Kg的市购邻甲酚醛型环氧树脂、12.8Kg的市购二环戊二烯型环氧树脂、33.6Kg的市购多官能环氧树脂、30.4Kg的市购线型苯酚酚醛树脂、20.8Kg的市购多芳香酚醛树脂、0.8Kg的2MI、1.6Kg的DBU、1.6Kg的市售脱模剂巴西棕榈蜡、0.8Kg的蒙旦酸酯蜡依次加入高速混合器中,开动搅拌,混合均匀;
d)将预混粉末通过双螺杆挤出机以100℃的温度和150rpm的螺杆转速挤出以获得挤出产物,冷却,粉碎,经磁选除去磁性金属后按照客户要求在打饼成型机上预成型成客户特定形状和压缩比要求的饼料。
按本领域标准检测方法对所制备的EMC进行主要性能检测,检测结果列于表1.
实施例8
环氧塑封料的制备:
a)首先按配方量称取10.4Kg的TGIC、2.4Kg的市购低粘度双酚A环氧树脂、4Kg的市购端羧基丁腈橡胶依次加入到带加热套和冷却水的反应釜中,通氮气保护,加热至物料熔融混合均匀,再向其中加入25.6g的三苯基膦作为反应的催化剂,进一步搅拌均匀后,升温至150℃下维持反应3h,反应结束后,加入3.2Kg实施例2制备的II型应力改性剂,搅拌均匀后趁热放料至托盘冷却,经5℃以下温度下粉碎至颗粒度小于30目,备用;
b)按配方量称取680Kg的市购硅粉、2.4Kg的市购着色剂炭黑和2.4Kg的市购离子捕捉剂水滑石(DHT-4A)依次放入高速混合器中,在搅拌下通过高压喷嘴将8Kg的KH-550和9.6Kg的KH-590组成的偶联剂混合物以雾状形态在10min内缓慢喷进混合器,喷完继续搅拌3min后停止搅拌;
c)将事先粉碎好的a)步骤物料、16Kg的市购邻甲酚醛型环氧树脂、22.4Kg的市购联苯型环氧树脂、20.8Kg的市购苯酚芳烷基酚醛树脂、14.4Kg的市购多官能酚醛树脂、1.6Kg的2E4MZ、1.6Kg的市售脱模剂蒙旦酸酯蜡和0.8Kg的氧化聚乙烯蜡依次加入高速混合器中,开动搅拌,混合均匀;
d)将预混粉末通过双螺杆挤出机以120℃的温度和100rpm的螺杆转速挤出以获得挤出产物,冷却,粉碎,经磁选除去磁性金属后按照客户要求在打饼成型机上预成型成客户特定形状和压缩比要求的饼料。
按本领域标准检测方法对所制备的EMC进行主要性能检测,检测结果列于表1.
实施例9
环氧塑封料的制备:
a)首先按配方量称取14.4Kg的TGIC、4Kg的市购低粘度双酚A环氧树脂、4.8Kg的市购端羧基丁腈橡胶依次加入到带加热套和冷却水的反应釜中,通氮气保护,加热至物料熔融混合均匀,再向其中加入36.8g的三苯基膦作为反应的催化剂,进一步搅拌均匀后,升温至150℃下维持反应3h,反应结束后,加入4.8Kg实施例3制备的II型应力改性剂,搅拌均匀后趁热放料至托盘冷却,经5℃以下温度下粉碎至颗粒度小于30目,备用;
b)按配方量称取624Kg的市购硅粉、4Kg的市购着色剂炭黑和3.2Kg的市购离子捕捉剂水滑石(DHT-4A)依次放入高速混合器中,在搅拌下通过高压喷嘴将9.6Kg的KH-560和6.4Kg的KH-590组成的偶联剂混合物以雾状形态在10min内缓慢喷进混合器,喷完继续搅拌3min后停止搅拌;
c)将事先粉碎好的a)步骤物料、25.6Kg的市购邻甲酚醛型环氧树脂、16Kg的市购多芳香环氧树脂、16Kg的市购萘酚酚醛环氧树脂、19.2Kg的市购线型苯酚酚醛树脂、17.6Kg的市购苯酚芳烷基酚醛树脂、22.4Kg的市购多芳香酚醛树脂、2.4Kg的三苯基膦、1.6Kg的2P4MZ、1.6Kg的市售脱模剂蒙旦酸酯蜡和2.4Kg的氧化聚乙烯蜡依次加入高速混合器中,开动搅拌,混合均匀;
d)将预混粉末通过双螺杆挤出机以110℃的温度和150rpm的螺杆转速挤出以获得挤出产物,冷却,粉碎,经磁选除去磁性金属后按照客户要求在打饼成型机上预成型成客户特定形状和压缩比要求的饼料。
按本领域标准检测方法对所制备的EMC进行主要性能检测,检测结果列于表1.
对比例1
环氧塑封料的制备:
a)按配方量称取640Kg的市购硅粉、3.2Kg的市购着色剂炭黑和3.2Kg的市购离子捕捉剂水滑石(DHT-4A)依次放入高速混合器中,在搅拌下通过高压喷嘴将9.6Kg的KH-550和6.4Kg的KH-590组成的偶联剂混合物以雾状形态在10min内缓慢喷进混合器,喷完继续搅拌3min后停止搅拌;
b)将事先粉碎好的17.6Kg的市购邻甲酚醛型环氧树脂、16Kg的市购二环戊二烯型环氧树脂、16Kg的市购多芳香环氧树脂、12.8Kg的市购联苯型环氧树脂、30.4Kg的市购线型苯酚酚醛树脂、25.6Kg的市购多芳香酚醛树脂、12.8Kg的市购应力改性剂CTBN、1.6Kg的三苯基膦、1.6Kg的2MI、3.2Kg的市售脱模剂巴西棕榈蜡依次加入高速混合器中,开动搅拌,混合均匀;
c)将预混粉末通过双螺杆挤出机以110℃的温度和150rpm的螺杆转速挤出以获得挤出产物,冷却,粉碎,经磁选除去磁性金属后按照客户要求在打饼成型机上预成型成客户特定形状和压缩比要求的饼料。
按本领域标准检测方法对所制备的EMC进行主要性能检测,检测结果列于表1.
对比例2
环氧塑封料的制备:
a)按配方量称取640Kg的市购硅粉、3.2Kg的市购着色剂炭黑和3.2Kg的市购离子捕捉剂水滑石(DHT-4A)依次放入高速混合器中,在搅拌下通过高压喷嘴将9.6Kg的KH-550和6.4Kg的KH-590组成的偶联剂混合物以雾状形态在10min内缓慢喷进混合器,喷完继续搅拌3min后停止搅拌;
b)将事先粉碎好的17.6Kg的市购邻甲酚醛型环氧树脂、9.6Kg的市购二环戊二烯型环氧树脂、9.6Kg的市购多芳香环氧树脂、12.8Kg的市购联苯型环氧树脂、12.8Kg的TGIC、30.4Kg的市购线型苯酚酚醛树脂、25.6Kg的市购多芳香酚醛树脂、12.8Kg的市购应力改性剂添加型硅油、1.6Kg的三苯基膦、1.6Kg的2MI、3.2Kg的市售脱模剂巴西棕榈蜡依次加入高速混合器中,开动搅拌,混合均匀;
c)将预混粉末通过双螺杆挤出机以110℃的温度和150rpm的螺杆转速挤出以获得挤出产物,冷却,粉碎,经磁选除去磁性金属后按照客户要求在打饼成型机上预成型成客户特定形状和压缩比要求的饼料。
按本领域标准检测方法对所制备的EMC进行主要性能检测,检测结果列于表1.
由表1中实施例4-9和对比例1-2性能检测结果对比可知,采用本发明技术方案所制备的EMC具有较高的玻璃化转变温度和较低的膨胀系数,在保持较高弯曲强度的前提下,弯曲模量显著降低,显示出了优异的耐热性和低应力特性,且吸水率得到相应降低,抗剪粘接力得到显著提升,显示出较优异的综合性能,实现了本发明技术目的。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的本领域人员能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰,均应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高耐热、低应力环氧塑封料,其特征在于,由以下重量份数的组分为原料制备而成:
I型环氧树脂 4.8-8.8份
II型环氧树脂 1.2-2.0份
低粘度双酚A型环氧树脂 0.2-0.6份
固化剂 4.4-8.3份
固化促进剂 0.2-0.5份
无机填料 75-85份
偶联剂 1.6-2.2份
着色剂 0.3-0.5份
I型应力改性剂 0.4-0.8份
II型应力改性剂 0.4-0.6份
脱模剂 0.3-0.5份
离子捕捉剂 0.2-0.5份
以上各组成总重量份数为100份;
其中:
所述的II型环氧树脂为异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC),其分子结构式如下式所示:
所述的II型应力改性剂,其结构为带环氧侧基的有机硅树脂,其分子结构式如下式所示:
其中,m为1-5的正整数,n为1-10的正整数。
3.根据权利要求1所述的一种高耐热、低应力环氧塑封料,其特征在于其制备方法包括如下步骤:
a)首先将配方量的II型环氧树脂、低粘度双酚A环氧树脂、I型应力改性剂依次加入到带加热套和冷却水的反应釜中,通氮气保护,加热至物料熔融混合均匀,再向其中加入环氧树脂总重量0.2%的三苯基膦作为反应的催化剂,进一步搅拌均匀后,升温至150℃下维持反应3h,反应结束后,加入配方量II型应力改性剂,搅拌均匀后趁热放料至托盘冷却,经5℃以下温度下粉碎至颗粒度小于30目,备用;
b)将配方量的无机填料、着色剂、离子捕捉剂依次放入高速混合器中,在搅拌下通过高压喷嘴将偶联剂以雾状形态在10min内缓慢喷进混合器,喷完继续搅拌3min后停止搅拌;
c)将事先粉碎好的I型环氧树脂、固化剂、固化促进剂和脱模剂依次加入高速混合器中,开动搅拌,混合均匀;
d)将预混粉末通过双螺杆挤出机以80-130℃的温度和50-250rpm的螺杆转速挤出以获得挤出产物,冷却,粉碎,经磁选除去磁性金属后按照客户要求在打饼成型机上预成型成客户特定形状和压缩比要求的饼料。
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