CN115651579B - 一种可快速固化的环氧胶及其制备方法 - Google Patents
一种可快速固化的环氧胶及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115651579B CN115651579B CN202211361384.0A CN202211361384A CN115651579B CN 115651579 B CN115651579 B CN 115651579B CN 202211361384 A CN202211361384 A CN 202211361384A CN 115651579 B CN115651579 B CN 115651579B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- epoxy resin
- epoxy
- curing accelerator
- curing
- bisphenol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 11
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 75
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 38
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 38
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000004842 bisphenol F epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 11
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical group C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 10
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000001802 infusion Methods 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 229920006335 epoxy glue Polymers 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 17
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- ULKLGIFJWFIQFF-UHFFFAOYSA-N 5K8XI641G3 Chemical compound CCC1=NC=C(C)N1 ULKLGIFJWFIQFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 3
- -1 glycidyl ester Chemical class 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical class CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- CBOLARLSGQXRBB-UHFFFAOYSA-N 1-(oxiran-2-yl)-n,n-bis(oxiran-2-ylmethyl)methanamine Chemical compound C1OC1CN(CC1OC1)CC1CO1 CBOLARLSGQXRBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HPILSDOMLLYBQF-UHFFFAOYSA-N 2-[1-(oxiran-2-ylmethoxy)butoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COC(CCC)OCC1CO1 HPILSDOMLLYBQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(oxiran-2-ylmethoxy)ethoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCOCC1CO1 AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KUAUJXBLDYVELT-UHFFFAOYSA-N 2-[[2,2-dimethyl-3-(oxiran-2-ylmethoxy)propoxy]methyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCC(C)(C)COCC1CO1 KUAUJXBLDYVELT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 2-aminophenol Chemical compound NC1=CC=CC=C1O CDAWCLOXVUBKRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCNCZASVJWGNBZ-UHFFFAOYSA-N 3-(2-ethyl-5-methyl-1h-imidazol-4-yl)propanenitrile Chemical compound CCC1=NC(CCC#N)=C(C)N1 UCNCZASVJWGNBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003319 Araldite® Polymers 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- XUCHXOAWJMEFLF-UHFFFAOYSA-N bisphenol F diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COC(C=C1)=CC=C1CC(C=C1)=CC=C1OCC1CO1 XUCHXOAWJMEFLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- LPUQAYUQRXPFSQ-DFWYDOINSA-M monosodium L-glutamate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O LPUQAYUQRXPFSQ-DFWYDOINSA-M 0.000 description 1
- 235000013923 monosodium glutamate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004223 monosodium glutamate Substances 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
本发明提供了一种可快速固化的环氧胶，包括：环氧树脂；所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂与三官能度环氧树脂的混合物；其中双酚F型环氧树脂占环氧树脂总质量的25％～50％；酚醛固化剂；所述酚醛固化剂相对环氧树脂的质量的25％～50％；反应型弹性体；所述反应型弹性体相对环氧树脂的质量的50％～80％；所述反应型弹性体为端基为缩水甘油醚的改性聚氨酯预聚物，环氧值为0.20～0.4；固化促进剂1；所述固化促进剂1为2E4MZ，为环氧质量的2.5％～5％；固化促进剂2；所述固化促进剂2为2E4MZ‑CN，为固化促进剂1的2.0～3.0倍；片状Ag粉；所述片状Ag粉添加量占组合物总质量分数的75％以上。该产品采用特定含量组分，实现整体较好的相互作用，具有固化速度快的特性，且固化后的模量低，内应力小，粘接强度高。
Description
技术领域
本发明涉及导电胶技术领域，更具体地说，是涉及一种可快速固化的环氧胶及其制备方法。
背景技术
在集成电路IC封装生产中，用贴片胶粘剂（又名固晶胶）将IC芯片跟镀银铜框架或铜框架进行粘接是重要的一步生产工艺。传统固晶胶一般采用以环氧树脂为基体树脂的组合物，在175℃~200℃条件下，烘烤时间从30min到1h不等。总体来说，固化时间长，大大影响了生产速率。
另外，固晶贴片经历热固化后，在后道的生产工艺中，包括芯片、框架、粘接胶层在内的各部分还会经历多次循环的热处理过程（比如引线键合、回流焊）。由于固化后的粘接层跟基材存在热膨胀系数方面的差异，且热处理过程很容易在胶层内部形成应力集中，易造成基材的翘曲变形，或基材跟粘接层的分离，或芯片在反复应力作用下出现开裂，最终使得器件失效或报废。因此在保证粘接强度高的前提下，赋予固晶胶一定的柔韧性，降低模量以消除热应力就很重要。柔韧性的赋予一般是通过加入弹性体材料实现的。但这些材料加入环氧树脂体系中后，由于存在分子量大，相容性不好以及降低环氧基团在体系中的总体浓度而导致胶的反应活性不高。
公开号为CN106497448A的中国专利采用了味之素PN23J固化剂，制备一种环氧快固型导电胶，固化条件是175℃×0.5h，固化时间大大缩短，但相对来说时间仍很长，且胶的剪切强度只有12MPa。
公开号为CN103740311A的中国专利采取环氧树脂阳离子热引发固化及丙烯酸酯自由基热引发固化的双重固化机理，虽然可实现快固，但由于大量丙烯酸单体参与固化，降低了环氧固化物的耐热性能。
综上，IC封装用导电胶固化速度慢、模量高、内应力大的问题成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可快速固化的环氧胶及其制备方法，本发明提供的可快速固化的环氧胶具有固化速度快的特性，且固化后的模量低，内应力小，粘接强度高。
本发明提供了一种可快速固化的环氧胶，包括：
环氧树脂；所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂与三官能度环氧树脂的混合物；其中双酚F型环氧树脂占环氧树脂总质量的25%~50%；
酚醛固化剂；所述酚醛固化剂相对环氧树脂的质量的25%~50%；
反应型弹性体；所述反应型弹性体相对环氧树脂的质量的50%~80%；
所述反应型弹性体为端基为缩水甘油醚的改性聚氨酯预聚物，环氧值为0.20~0.4；
固化促进剂1；所述固化促进剂1为2E4MZ，为环氧树脂质量的2.5%~5%；
固化促进剂2；所述固化促进剂2为2E4MZ-CN，为固化促进剂1质量的2.0~3.0倍；
片状Ag粉；所述片状Ag粉添加量占组合物总质量分数的75%以上。
优选的，所述三官能度环氧树脂的环氧当量为90~120g/Eq。
优选的，所述双酚F型环氧树脂的环氧当量为160~200g/Eq，粘度为1500~4000kcps@25℃。
优选的，所述反应型弹性体具有下式结构：
；
其中，R1、R2独立地选自脂肪碳链、脂环碳链或芳香环碳链，n为10~80；
所述反应型弹性体的环氧值为0.35~0.40eq/100g，粘度为100~500mpa·s@25℃。
优选的，所述酚醛固化剂选自线性苯酚型酚醛树脂、双酚A型酚醛树脂、双酚F型酚醛树脂和间苯二酚型酚醛树脂中的一种或多种。
优选的，所述稀释剂为活性环氧稀释剂。
优选的，所述片状Ag粉的振实密度为4.0~4.5g/cm3，片径分布为1.5~35μm，平均片径为5~7μm。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的可快速固化的环氧胶的制备方法，包括以下步骤：
将酚醛固化剂、反应型弹性体和稀释剂在90℃~110℃混合至没有固体不熔物；冷却至30℃以下后，加入三官能度环氧树脂和双酚F型环氧树脂混匀；再加入固化促进剂1、固化促进剂2和片状Ag粉，进行分散，脱泡后出料，得到可快速固化的环氧胶。
优选的，所述分散的过程具体为：
先在5rpm~15rpm下搅拌5min~15min，再在20rpm~30rpm下搅拌25min~35min，完成分散过程。
优选的，所述脱泡的真空度≤-0.095MPa，时间为15min~25min。
本发明提供了一种可快速固化的环氧胶，包括：环氧树脂；所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂与三官能度环氧树脂的混合物；其中双酚F型环氧树脂占环氧树脂总质量的25%~50%；酚醛固化剂；所述酚醛固化剂相对环氧树脂的质量的25%~50%；反应型弹性体；所述反应型弹性体相对环氧树脂的质量的50%~80%；所述反应型弹性体为端基为缩水甘油醚的改性聚氨酯预聚物，环氧值为0.20~0.4；固化促进剂1；所述固化促进剂1为2E4MZ，为环氧树脂质量的2.5%~5%；固化促进剂2；所述固化促进剂2为2E4MZ-CN，为固化促进剂1质量的2.0~3.0倍；片状Ag粉；所述片状Ag粉添加量占组合物总质量分数的75%以上。与现有技术相比，本发明提供的可快速固化的环氧胶采用特定含量组分，实现整体较好的相互作用，产品具有固化速度快的特性，且固化后的模量低，内应力小，粘接强度高。实验结果表明，本发明提供的可快速固化的环氧胶具有较快的固化速度：150℃×1min即可达到90%以上的固化程度；具有较高的粘接强度，表现在剪切强度：1mm×1mm芯片推力大于3kgF；固化物的模量低，弹性模量 @ 25℃小于2000MPa（DMA法）；具有较好的体积电阻率：<1×10-3Ω•cm。
另外，本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和、易控，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种可快速固化的环氧胶，包括：
环氧树脂；所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂与三官能度环氧树脂的混合物；其中双酚F型环氧树脂占环氧树脂总质量的25%~50%；
酚醛固化剂；所述酚醛固化剂相对环氧树脂的质量的25%~50%；
反应型弹性体；所述反应型弹性体相对环氧树脂的质量的50%~80%；
所述反应型弹性体为端基为缩水甘油醚的改性聚氨酯预聚物，环氧值为0.20~0.4；
固化促进剂1；所述固化促进剂1为2E4MZ，为环氧树脂质量的2.5%~5%；
固化促进剂2；所述固化促进剂2为2E4MZ-CN，为固化促进剂1质量的2.0~3.0倍；
片状Ag粉；所述片状Ag粉添加量占组合物总质量分数的75%以上。
在本发明中，所述可快速固化的环氧胶包括环氧树脂、酚醛固化剂、反应型弹性体、固化促进剂1、固化促进剂2和片状Ag粉，优选由环氧树脂、酚醛固化剂、反应型弹性体、固化促进剂1、固化促进剂2和片状Ag粉组成。
在本发明中，所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂与三官能度环氧树脂的混合物；其中双酚F型环氧树脂占环氧树脂总质量的25%~50%。
在本发明中，所述三官能度环氧树脂的环氧当量优选为90~120g/Eq；优选采用本领域技术人员熟知的三缩水甘油胺对（或间）氨基苯酚即可，对应牌号包括AFG-90、Araldite MY 0510、MY0610、jER 630LSD、SE-300P、EPIKOTE Resin 498、EPIKOTE Resin400。在本发明中，所述可快速固化的环氧胶包括45~80重量份的三官能度环氧树脂，优选为50~75重量份，可选的包括50重量份，62.4重量份，75重量份。
在本发明中，所述双酚F型环氧树脂的环氧当量优选为160~200g/Eq，粘度优选为1500~4000kcps@25℃；优选采用本领域技术人员熟知的EPON 862（壳牌化学），170双酚F环氧树脂（台湾南亚）。在本发明中，所述可快速固化的环氧胶包括20~55重量份的双酚F型环氧树脂，优选为25~50重量份，可选的包括25重量份，37.6重量份，50重量份。
在本发明中，所述反应型弹性体相对环氧树脂的质量的50%~80%；所述反应型弹性体为端基为缩水甘油醚的改性聚氨酯预聚物，环氧值为0.20~0.4。
在本发明中，所述反应型弹性体优选具有下式结构：
；
其中，R1、R2独立地选自脂肪碳链、脂环碳链或芳香环碳链，n为10~80；
所述反应型弹性体的环氧值为0.35~0.40eq/100g，粘度为100~500mpa·s@25℃。本发明对上述反应型弹性体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或自制品均可。在本发明中，所述可快速固化的环氧胶包括45~85重量份的反应型弹性体，优选为50~80重量份，可选的包括50重量份，63.1重量份，80重量份。
在本发明中，所述酚醛固化剂相对环氧树脂的质量的25%~50%；所述酚醛固化剂优选选自线性苯酚型酚醛树脂、双酚A型酚醛树脂（甲醛树脂）、双酚F型酚醛树脂（甲醛树脂）和间苯二酚型酚醛树脂中的一种或多种，更优选为线性苯酚型酚醛树脂、双酚A型酚醛树脂、双酚F型酚醛树脂或间苯二酚型酚醛树脂。本发明对所述酚醛固化剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述可快速固化的环氧胶包括20~55重量份的酚醛固化剂，优选为25~50重量份，可选的包括25重量份，36.3重量份，50重量份。
在本发明中，所述固化促进剂1为2E4MZ（2-乙基-4-甲基咪唑），为环氧树脂质量的2.5%~5%；所述固化促进剂2为2E4MZ-CN（2-乙基-4-甲基-氰乙基咪唑），为固化促进剂1质量的2.0~3.0倍。本发明对所述固化促进剂1和固化促进剂2的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述咪唑类促进剂的市售商品即可。在本发明中，所述可快速固化的环氧胶包括5~25重量份的固化促进剂1和固化促进剂2，优选为7.5~20重量份，可选的包括7.5重量份，10重量份，15重量份，20重量份。
在本发明中，所述稀释剂优选为活性环氧稀释剂，更优选为本领域技术人员熟知的双官能度环氧稀释剂；所述双官能度环氧稀释剂用于改善胶粘剂的粘度和流变属性，稀释剂中的环氧基团参与高温固化反应。在本发明中，所述双官能度环氧稀释剂优选为饱和脂肪族二醇的二缩水甘油醚，更优选为饱和脂肪族二醇的二缩水甘油醚（酯），如本领域技术人员熟知的丁二醇二缩水甘油醚、新戊醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、二聚酸缩水甘油酯等。本发明对所述双官能度环氧稀释剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可，如型号为XY748、XY205、XY207和XY678的双官能度环氧稀释剂中的一种或多种。在本发明中，所述可快速固化的环氧胶包括5~25重量份的稀释剂，优选为10~20重量份，可选的包括10重量份，15重量份，20重量份。
在本发明中，所述片状Ag粉的振实密度优选为4.0~4.5g/cm3，片径分布优选为1.5~35μm，平均片径优选为5~7μm。本发明对所述片状Ag粉的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可，如Metalor公司的EA-0295PH，TECHNIC Inc公司的SF-125。在本发明中，所述可快速固化的环氧胶包括600~800重量份的片状Ag粉，优选为607.5~772.5重量份，可选的包括607.5重量份，615重量份，660重量份，688.2重量份，690重量份，772.5重量份。
本发明采用三官能度环氧树脂与双酚F型环氧树脂为主体树脂，采用酚醛/咪唑复合固化助剂，并用环氧基为端基的聚氨酯作为弹性体增韧，以片状Ag粉为主填料，制备得到各向同性的导电胶，可在150℃下1min快速固化，粘接强度高，且固化物的DMA模量小于2000MPa。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的可快速固化的环氧胶的制备方法，包括以下步骤：
将酚醛固化剂、反应型弹性体和稀释剂在90℃~110℃混合至没有固体不熔物；冷却至30℃以下后，加入三官能度环氧树脂和双酚F型环氧树脂混匀；再加入固化促进剂1、固化促进剂2和片状Ag粉，进行分散，脱泡后出料，得到可快速固化的环氧胶。
在本发明中，所述环氧树脂、酚醛固化剂、反应型弹性体、固化促进剂1、固化促进剂2和片状Ag粉与上述技术方案中的相同，在此不再赘述。
本发明对所述混合的装置没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的行星机的反应釜即可。
在本发明中，所述将酚醛固化剂、反应型弹性体和稀释剂在90℃~110℃混合至没有固体不熔物，优选在100℃下以5rpm~15rpm转速搅拌20min~30min。
在本发明中，所述混匀的转速优选为5rpm~15rpm，时间优选为5min~15min。
在本发明中，所述分散的过程优选具体为：
先在5rpm~15rpm下搅拌5min~15min，再在20rpm~30rpm下搅拌25min~35min，完成分散过程。
在本发明中，所述脱泡的真空度优选≤-0.095MPa，时间优选为15min~25min。
本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和、易控，具有广阔的应用前景。
本发明提供了一种可快速固化的环氧胶，包括：环氧树脂；所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂与三官能度环氧树脂的混合物；其中双酚F型环氧树脂占环氧树脂总质量的25%~50%；酚醛固化剂；所述酚醛固化剂相对环氧树脂的质量的25%~50%；反应型弹性体；所述反应型弹性体相对环氧树脂的质量的50%~80%；所述反应型弹性体为端基为缩水甘油醚的改性聚氨酯预聚物，环氧值为0.20~0.4；固化促进剂1；所述固化促进剂1为2E4MZ，为环氧树脂质量的2.5%~5%；固化促进剂2；所述固化促进剂2为2E4MZ-CN，为固化促进剂1质量的2.0~3.0倍；片状Ag粉；所述片状Ag粉添加量占组合物总质量分数的75%以上。与现有技术相比，本发明提供的可快速固化的环氧胶采用特定含量组分，实现整体较好的相互作用，产品具有固化速度快的特性，且固化后的模量低，内应力小，粘接强度高。实验结果表明，本发明提供的可快速固化的环氧胶具有较快的固化速度：150℃×1min即可达到90%以上的固化程度；具有较高的粘接强度，表现在剪切强度：1mm×1mm芯片推力大于3kgF；固化物的模量低，弹性模量 @ 25℃小于2000MPa（DMA法）；具有较好的体积电阻率：<1×10-3Ω•cm。
另外，本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和、易控，具有广阔的应用前景。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例及对比例所用原料的基本信息参见表1所示。
表1 实施例及对比例所用原料的基本信息
实施例1~6及对比例1~3
（1）原料用量：
实施例1~6及对比例1~3的原料用量参见表2所示。
表2 实施例1~6及对比例1~3的原料用量
（2）制备方法（以实施例1为例）：
称取酚醛树脂固化剂50g SH5065，加入行星机的反应釜中，再加入弹性体50gjeff0211（反应型弹性体）、10g环氧稀释剂XY748，加热到100℃后，10rpm×25min充分搅拌均匀，直至没有固体不熔物；冷却至30℃以下后，加入75g三官能度环氧树脂AFG-90、25g双酚F环氧树脂NPEF 170，10rpm×10min充分搅拌均匀；再加入2.5g的2E4MZ（固化促进剂1）、7.5g的2E4MZ-CN（固化促进剂2）及660g的片状Ag粉EA-0295PH，混合物充分搅拌均匀（先10rpm×10min，再25rpm×30min分散）后，在真空度≤-0.095MPa下脱泡20min后出料，得到可快速固化的环氧胶。
性能表征及测试方法：
Die-Shear Strength 测试方法参考《HG/T 5912-2021 导电胶粘剂》，硅片尺寸为：1mm×1mm；基材为镀银铜片，固化条件为热台150℃×1min；测试设备DAGE-4000P多功能推拉力机，美国Nordson DAGE Precision Industries LTD，剪切强度为推力大小（单位是kgF）；每种胶5个样品，取平均值。
DMA @ 25℃下拉伸模量测试，参考《ASTM D5026-15》，样品尺寸为：15mm×4mm×1mm，升温速率5k/min；载荷频率=1Hz；
固化程度的表征：将胶涂布在有离型纸覆盖的2mm厚金属铝片上，转移至150℃热台上放置1min后取下自然冷却；经热台固化的胶样采用DSC方法，测量升温过程的放热量，并作归一化处理。以固化程度超过90%作为固化充分的标准线，固化程度90%~100%，记为∞，固化程度60%~89%记为□，固化程度≤59%记为▼。
体积电阻率的测试：参照行业标准《HG/T 5912 导电胶粘剂》
测试结果参见表3所示。
表3 实施例1~6及对比例1~3的性能测试结果
实验结果表明，对比例1相比实施例1，未加固化促进剂2E4MZ，结果在相同固化条件下，固化程度很低，因而相应的体电阻高，电导率低，粘接强度差；对比例2相比实施例2，提高了弹性体的含量，虽然整体固化程度没有显著下降，但造成固化物偏软，表现在弹性模量上较低，另外粘接强度也明显下降；对比例3采用了PN23J作为主固化剂，并用常规E51（双酚A型）树脂替代双酚F环氧树脂，虽然也能实现快速固化，但粘接强度较低，且模量高达4000MPa，容易形成应力集中；实施例3相对于实施例1（以及实施例5），弹性体含量提高，造成粘接强度及模量的下降，类似的情形还有实施例2；实施例6相对于实施例5调高了三官能度环氧树脂的含量，固化的交联密度增大提高了粘接强度，本体强度及模量。
综上，本发明提供的可快速固化的环氧胶具有如下有益效果：
（1）较快的固化速度；150℃×1min即可达到90%以上的固化程度；
（2）有较高的粘接强度，表现在剪切强度：1mm×1mm芯片推力大于3kgF；
（3）固化物的模量低，弹性模量 @ 25℃小于2000MPa（DMA法）；
（4）较好的体积电阻率：<1×10-3Ω•cm。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种可快速固化的环氧胶，包括：
环氧树脂；所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂与三官能度环氧树脂的混合物；其中双酚F型环氧树脂占环氧树脂总质量的25%~50%；
酚醛固化剂；所述酚醛固化剂相对环氧树脂的质量的25%~50%；
反应型弹性体；所述反应型弹性体相对环氧树脂的质量的50%~80%；
所述反应型弹性体为端基为缩水甘油醚的改性聚氨酯预聚物，环氧值为0.20~0.4；
固化促进剂1；所述固化促进剂1为2E4MZ，为环氧树脂质量的2.5%~5%；
固化促进剂2；所述固化促进剂2为2E4MZ-CN，为固化促进剂1质量的2.0~3.0倍；
片状Ag粉；所述片状Ag粉添加量占组合物总质量分数的75%以上。
2.根据权利要求1所述的可快速固化的环氧胶，其特征在于，所述三官能度环氧树脂的环氧当量为90~120g/Eq。
3.根据权利要求1所述的可快速固化的环氧胶，其特征在于，所述双酚F型环氧树脂的环氧当量为160~200g/Eq，粘度为1500~4000kcps@25℃。
4.根据权利要求1所述的可快速固化的环氧胶，其特征在于，所述酚醛固化剂选自线性苯酚型酚醛树脂、双酚A型酚醛树脂、双酚F型酚醛树脂和间苯二酚型酚醛树脂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的可快速固化的环氧胶，其特征在于，所述片状Ag粉的振实密度为4.0~4.5g/cm3，片径分布为1.5~35μm，平均片径为5~7μm。
6.一种权利要求1~5任一项所述的可快速固化的环氧胶的制备方法，包括以下步骤：
将酚醛固化剂、反应型弹性体和稀释剂在90℃~110℃混合至没有固体不熔物；冷却至30℃以下后，加入三官能度环氧树脂和双酚F型环氧树脂混匀；再加入固化促进剂1、固化促进剂2和片状Ag粉，进行分散，脱泡后出料，得到可快速固化的环氧胶。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述分散的过程具体为：
先在5rpm~15rpm下搅拌5min~15min，再在20rpm~30rpm下搅拌25min~35min，完成分散过程。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述脱泡的真空度≤-0.095MPa，时间为15min~25min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211361384.0A CN115651579B (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 一种可快速固化的环氧胶及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211361384.0A CN115651579B (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 一种可快速固化的环氧胶及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115651579A CN115651579A (zh) | 2023-01-31 |
| CN115651579B true CN115651579B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=84995996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211361384.0A Active CN115651579B (zh) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 一种可快速固化的环氧胶及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115651579B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116396708B (zh) * | 2023-06-08 | 2023-08-25 | 清华大学 | 一种高粘缓固型环氧胶泥组合物及其制备方法和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002284860A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 硬化性エポキシ樹脂組成物、接着剤、及びシール剤 |
| JP2004155982A (ja) * | 2002-11-08 | 2004-06-03 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体用樹脂ペースト及び半導体装置 |
| CN101864146A (zh) * | 2010-06-13 | 2010-10-20 | 宏昌电子材料股份有限公司 | 印刷电路覆铜板用环氧树脂组合物 |
| CN102079957A (zh) * | 2010-12-09 | 2011-06-01 | 深圳市库泰克电子材料技术有限公司 | 一种可低温快速固化的表面贴装胶粘剂 |
| CN104448693A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-03-25 | 深圳市亚太兴实业有限公司 | 环氧树脂组合物及其制备方法、应用 |
-
2022
- 2022-11-02 CN CN202211361384.0A patent/CN115651579B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002284860A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 硬化性エポキシ樹脂組成物、接着剤、及びシール剤 |
| JP2004155982A (ja) * | 2002-11-08 | 2004-06-03 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体用樹脂ペースト及び半導体装置 |
| CN101864146A (zh) * | 2010-06-13 | 2010-10-20 | 宏昌电子材料股份有限公司 | 印刷电路覆铜板用环氧树脂组合物 |
| CN102079957A (zh) * | 2010-12-09 | 2011-06-01 | 深圳市库泰克电子材料技术有限公司 | 一种可低温快速固化的表面贴装胶粘剂 |
| CN104448693A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-03-25 | 深圳市亚太兴实业有限公司 | 环氧树脂组合物及其制备方法、应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115651579A (zh) | 2023-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107987471B (zh) | 一种高频低介电性主链苯并噁嗪复合树脂、制备方法及其应用 | |
| CN115651579B (zh) | 一种可快速固化的环氧胶及其制备方法 | |
| CN107779147B (zh) | 一种高强度环氧蜂窝胶及其制备方法 | |
| CN111592849B (zh) | 一种半固化环氧胶膜及其制备方法 | |
| CN114854347B (zh) | 一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料 | |
| CN110317562B (zh) | 一种有机硅改性的环氧灌封胶 | |
| CN104694063A (zh) | 一种高性能含双键环氧树脂/液体橡胶胶黏剂 | |
| JP2017501265A (ja) | 硬化性組成物 | |
| CN106700997A (zh) | 一种大功率led照明灯用耐高温封装胶及其制备方法 | |
| JP7083474B2 (ja) | リサイクル可能なｌｅｄパッケージング導電性接着剤組成物及びその製造方法 | |
| CN107236249A (zh) | 一种苯并噁嗪树脂基复合材料及其制备方法 | |
| CN114752334B (zh) | 一种耐湿热贮存稳定的中温固化环氧结构胶膜及制备方法 | |
| US3948849A (en) | Adhesive compositions | |
| CN114702909A (zh) | 一种uv-热双固化胶黏剂及其制备方法 | |
| CN114207024A (zh) | 储存稳定的环氧树脂组合物 | |
| CN108148179A (zh) | 一种腰果酚改性聚酰胺固化剂的制备方法 | |
| CN101457132A (zh) | 高韧性环氧胶粘剂 | |
| CN114605948B (zh) | 一种中低温固化耐高温高强度环氧胶粘剂及其制备方法 | |
| CN113801431B (zh) | 一种高韧性高强度的酚醛树脂材料及其制备方法 | |
| CN114561180A (zh) | 一种耐高温环保胶粘剂及其制备方法 | |
| CN112194778B (zh) | 一种环氧基和活泼氢摩尔量不匹配的环氧树脂组合物 | |
| CN114058306A (zh) | 一种底部填充胶黏剂及其制备方法和应用 | |
| CN112920614A (zh) | 一种耐高温防水型环氧沥青及其制备方法 | |
| CN116875244B (zh) | 一种耐高温快固环氧胶粘剂及其制备方法 | |
| CN112521893A (zh) | 一种环氧干挂胶及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |