DE102007037621A1 - Harz-Formulierung auf Bismaleinimid-Basis zur Herstellung einer Folie, Herstellung einer Folie unter Verwendung der Harz-Formulierung und Verwendung der Folie - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Harz-Formulierung zur Herstellung einer Folie, wobei die Harz-Formulierung mindestens eine vernetzbare Bismaleinimid-Komponente, die eine Schmelztemperatur von unter 100°C aufweist, mindestens ein Thixotropierungsmittel und mindestens ein Co-Monomer zur Bildung eines Co-Polymerisats mit der Bismaleinimid-Komponente aufweist. Vorzugsweise liegt die Schmelztemperatur unter 90°C und insbesondere bei 80°C. Daneben wird ein Verfahren zur Herstellung einer Folie unter Verwendung der Harz-Formulierung mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a) Bereitstellen der Harz-Formulierung, b) Formgebungsprozess der Harz-Formulierung und c) Initiierung einer Vernetzung der Bismaleinimid-Komponente der Harz-Formulierung, wobei die Folie entsteht. Schließlich wird eine Verwendung der Folie zur planaren Kontaktierung einer elektrischen Kontaktstelle eines elektrischen Bauelements mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a') Bereitstellen des Bauelements mit der Kontaktstelle, b') Auflaminieren der Folie auf das Bauelement, so dass die Kontaktstelle von der Folie bedeckt ist, c') Öffnen eines Fensters in der Folie, so dass die Kontaktstelle des Bauelements freigelegt wird, und d') Kontaktieren der elektrischen Kontaktstelle durch das Fenster hindurch.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Harz-Formulierung auf Bismaleinimid-Basis zur Herstellung einer Folie, die Herstellung einer Folie unter Verwendung der Harz-Formulierung und die Verwendung der Folie.
  • Aus der WO 03/030247 A2 ein Verfahren zum planaren Kontaktieren eines elektrischen Bauelements bekannt. Dabei wird eine Kontaktfläche des Bauelements, beispielsweise ein auf einem Substrat angeordnetes Halbleiterbauelement, großflächig kontaktiert. Zur Kontaktierung wird eine Isolationsfolie auf das Halbleiterbauelement auflaminiert. Durch Erzeugen eines Fensters in der Isolationsfolie wird die Kontaktfläche des Halbleiterbauelements freigelegt. Nachfolgend wird die Kontaktfläche durch Metallabscheidung auf der Kontaktfläche und auf Bereichen der Isolationsfolie durch das Fenster hindurch elektrisch kontaktiert.
  • Das bekannte Verfahren wird beispielsweise in der Hochleistungselektronik zur Kontaktierung von Leistungshalbleiterbauelementen eingesetzt. Im Betrieb derartiger Bauelemente kann es zu einer hohen Wärmeentwicklung und in Folge davon zu einer erheblichen thermischen Belastung der Folie kommen. Die thermische Belastung führt bei den kommerziell erhältlichen Folien, beispielsweise auf Epoxid-Basis, zu Degradationsprozessen. Aufgrund der Degradationsprozesse verschlechtern sich beispielsweise die mechanischen Eigenschaften der Folie.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Harz-Formulierung zur Herstellung einer Folie anzugeben, die thermischen Belastungen bei Temperaturen von bis zu 225°C Stand hält.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird eine Harz-Formulierung zur Herstellung einer Folie angegeben, mit mindestens einer vernetzbaren Bismaleinimid-Komponente, die eine Schmelztemperatur von unter 100°C aufweist, mindestens einem Thixotropierungsmittel und mindestens einem Co-Monomer zur Bildung eines Co-Polymerisats mit der Bismaleinimid-Komponente. Vorzugsweise liegt die Schmelztemperatur unter 90°C und insbesondere bei 80°C.
  • Die Bismaleinimid-Komponente weist eine oder mehrere Bismaleinimide (BMI) auf. Bismaleinimid (Bismaleimid, Bismaleinsäureanhydrid) ist ein difunktionelles Reaktionsharz, das bei Temperaturen ab 200°C mit sich selbst reagiert. Bismaleinimid kann einer Vernetzung (Polymerisation oder Polykondensation) unterworfen werden. Die Vernetzung kann auf beliebige Weise initiiert werden, beispielsweise thermisch oder durch Einwirkung von Licht. Aufgrund ihrer hohen Vernetzungsdichte und hohen Kettensteifigkeit besitzen vernetzte Bismaleinimide eine sehr hohe thermische Beständigkeit und zeigen einen im Vergleich zu Epoxid-Harzen deutlich reduzierten Massenverlust über die Zeit. Darüber hinaus besitzen vernetzte Bismaleinimide einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Dadurch, dass die Schmelztemperatur der Bismaleinimid-Komponente unter 100°C liegt, kann die Harz-Formulierung sehr gut verarbeitet werden.
  • Das Co-Monomer reagiert mit Bismaleinimid. Bevorzugt findet eine Reaktion ab einer Temperatur von 150°C statt. Das Co-Monomer wird bei der Vernetzung in das Netzwerk durch Polykondensation eingebaut. Das Co-Monomer fungiert dabei als so genannter Toughening Modifier (TM). Es dient der Modifizierung der mechanischen Eigenschaften der resultierenden Folie.
  • Unter Thixotropie wird im Allgemeinen die Erscheinung verstanden, dass die Viskosität einer Flüssigkeit oder eines Gels durch Einwirken einer mechanischen Kraft reversibel erhöht wird. Das Thixotropierungsmittel der Harz-Formulierung führt dazu, dass die Harz-Formulierung Thixotropie zeigt. Somit lässt sich mit dem Thixotropierungsmittel die Verarbeitbarkeit der Harz-Formulierung steuern.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung weist die Bismaleinimid-Komponente Bismaleinimidophenylindan mit folgender Strukturformel auf:
    Figure 00030001
  • Die Reste R1, R2 und R3 sind beliebige gleiche oder verschiedene gesättigte oder ungesättigte organische Reste, beispielweise Ethyl- oder Phenyl-Gruppen. Wasserstoff ist ebenfalls denkbar. Vorzugsweise sind die Reste R1 bis R3 jeweils eine Methylgruppe. Bismaleinimidophenylindan (BMPI) zeichnet sich durch einen niedrigen Schmelzpunkt von unter 90°C aus. Darüber hinaus zeigt das BMPI bei der Schmelztemperatur eine niedrige Viskosität. Dies führt zu einer sehr guten Verarbeitbarkeit, auch in dem Fall, dass Zusätze, beispielsweise anorganische Füllstoff zum Einsatz kommen (siehe unten). Gleichzeitig weist BMPI eine gute thermische Stabilität auf. BMPI vereint somit eine gute Verarbeitbarkeit und eine zu erzielende hohe thermische Stabilität.
  • Wie im Fall des BMPIs kann ein einziges Bismaleinimid die niedrige Schmelztemperatur aufweisen. Denkbar ist aber auch, dass eine Mischung mehrerer Bismaleinimide vorliegt. Als besonders geeignet hat sich dabei Compimide C353A® der Firma Degussa gezeigt. Diese Bismaleinimid-Komponente weist eine Schmelztemperatur von unter 100°C auf. Darüber hinaus zeigt Compimide C353A® bei der Schmelztemperatur eine niedrige Viskosität (im Vergleich zu BMPI allerdings nicht so stark ausgeprägt). Compimide C353A® enthält neben Kristallisationsinhibitoren im Wesentlichen die Bismaleinimide MDAB® und TDAB® von Degussa. MDAB:
    Figure 00040001
    TDAB:
    Figure 00040002
  • Aufgrund der hohen Reaktivität der funktionellen Gruppen von BMIs sind beliebige Co-Monomere denkbar. Als besonderes geeignet hat sich ein Co-Monomer herausgestellt, das eine Allyl-Gruppe und/oder eine Phenolgruppe aufweist. Vorzugsweise sind beide Gruppen vorhanden, wie im Fall des Compimids TM 124® von Degussa:
    Figure 00040003
  • In einer besonderen Ausgestaltung ist in der Harz-Formulierung ein Entgasungsmittel vorhanden. Das Entgasungsmittel erleichtert ein Entgasen der Harz-Formulierung während der Verarbeitung. Somit sind Folien mit einer glatten Folienoberfläche erhältlich.
  • In einer besonderen Ausgestaltung weist das Entgasungsmittel mindestens ein Polyacrylat auf, wobei ein wesentlicher Bestandteil des Entgasungsmittels von dem Polyacrylat gebildet wird. Dabei sind verschiedenste Polyacrylate denkbar. Als besonders geeignet hat sich dabei Modaflow® von Monsanto herausgestellt.
  • Als Thixotropierungsmittel sind ebenfalls verschiedenste Materialien bzw. Materialkombinationen denkbar. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz hochdisperser Kieselsäure, die durch Flammenhydrolyse von Siliziumtetrachlorid hergestellt wird. Eine derartige Kieselsäure wird beispielsweise über den Handelsnamen Aerosil® von Degussa vertrieben. In einer besonderen Ausgestaltung weist daher das Thixotropierungsmittel Aerosil® auf. Dieses Thixotropierungsmittel erhöht eine Standfestigkeit einer nach einem Formgebungsprozess aus der Harz-Formulierung hergestellten, noch nicht ausgehärteten (vernetzten) Folie. Ansonsten würde sich nämlich die Folie beim Aushärten zusammenziehen oder es käme zum „Ausbluten". Es würden sich verflüssigte Harzanteile von den festen Harzanteilen trennen.
  • Neben dem Viskositätsmittel, dem Thixotropierungsmittel, dem Co-Monomer und gegebenenfalls dem Entgasungsmittel, die vor allen Dingen im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit der Harz-Formulierung eingesetzt werden, können weitere Bestandteile in der Harz-Formulierung vorhanden sein. Die weiteren Bestandteile können sowohl auf die Verarbeitbarkeit der Harz-Formulierung als auch auf die thermische Stabilität einer aus der Harz-Formulierung gewonnenen Folie abzielen. In einer besonderen Ausgestaltung ist daher mindestens ein Zusatz zur Einstellung einer chemischen, elektrischen und/oder physikalischen Eigenschaft der Harz-Formulierung und/oder einer aus der Harz-Formulierung hergestellten Folie vorhanden. Dabei sind verschiedenste organische und anorganische, reaktive oder nicht reaktive Zusätze denkbar.
  • In einer besonderen Ausgestaltung weist der Füllstoff mindestens einen gegenüber der Bismaleinimid-Komponente im Wesentlichen inerten Bruchzähigkeitsmodifikator auf. Der Bruchzähigkeitsmodifikator ist eine Substanz, mit der eine mechanische Eigenschaft, z. B. Weichheit, Biegsamkeit bzw. Elastizität, und damit die Verarbeitbarkeit einer resultierenden Folie verbessert werden kann. Der Bruchzähigkeitsmodifikator unterbindet insbesondere die Rissbildung und Rissfortpflanzung in der ganz oder nur teilweise ausgehärteten Folie. Im Wesentlichen inert bedeutet dabei, dass es während der Herstellung, der Lagerung und/oder der Weiterverarbeitung der Harz-Formulierung zu keiner oder nahezu keiner chemischen Reaktion zwischen dem Bruchzähigkeitsmodifikator und der Bismaleinimid-Komponente kommt.
  • In einer besonderen Ausgestaltung weist der Bruchzähigkeitsmodifikator ein Polyetherimid (PEI) auf. Als besonders geeignet hat sich dabei ULTEM 1010® von General Electric gezeigt. Dieser Bruchzähigkeitsmodifikator, ein Thermoplast, verbindet sehr gut die gewünschte niedrige Reaktivität gegenüber der Bismaleinimid-Komponente mit der gewünschten Elastizität einer resultierenden Folie.
  • Insbesondere können in der Harz-Formulierung anorganische Füllstoffe enthalten sein. Diese Füllstoffe können verschiedenste Funktionen ausüben. Beispielsweise wird durch anorganische Füllstoffe eine Brennbarkeit der Harz-Formulierung bzw. des resultierenden Folie herabgesetzt. Ebenso kann eine elektrische Durchschlagsfestigkeit der Folie erhöht werden. In einer besonderen Ausgestaltung weist der Zusatz zumindest einen aus der Gruppe Bornitrid und/oder Wollastonit ausgewählten anorganischen Füllstoff auf. Wollastonit erhöht aufgrund seiner nadelförmigen Kristallstruktur eine Flexibilität des Systems. Bornitrid, insbesondere wenn es fein vermahlen eingesetzt wird, zeigt sehr gute Kompabilität zu Bismaleinimid und führt somit zu einer verbesserten Temperaturstabilität. Darüber hinaus zeichnet sich Bornitrid durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus. Dies führt zu einer entsprechenden Wärmeleitfähigkeit der resultierenden Folie. Im Hinblick auf Hochtemperaturanwendungen ist dies besonders vorteilhaft.
  • Die genannten anorganischen Füllstoffe führen zu einer zusätzlichen Thixotropierung. Da dies eine Fließfähigkeit der Harz-Formulierung behindert und somit eine Verarbeitbarkeit einschränkt, ist gegebenenfalls der Anteil an Aerosil® anzupassen.
  • Zur Verbesserung einer Homogenität der Harz-Formulierung und der daraus gewonnenen Folie können weitere Additive, beispielsweise Bindemittel oder Dispergatoren enthalten sein. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf die Verteilung des Füllstoffs oder der Füllstoffe in der Harz-Formulierung bzw. der resultierenden Folie geworfen. Ebenso kann hier die spätere Anwendung der Folie im Blickpunkt stehen. In einer besonderen Ausgestaltung ist daher ein Haftvermittler vorhanden zur Verbesserung einer Haftung zwischen vernetztem Bismaleinimid, das durch eine Vernetzungsreaktion aus der Bismaleinimid-Komponente gebildet wird, und dem Füllstoff und/oder zur Verbesserung einer Haftung zwischen der durch die Vernetzung des Bismaleinimids gebildeten Folie und einem Untergrund, auf dem die Folie aufgebracht werden soll. Zur Anbindung der Füllstoffe Bornitrid und Wollastonit hat sich ein Haftvermittler in Form eines Silans als besonders günstig herausgestellt. Silan ist hat sich auch als Haftvermittler für Metall- oder Keramik-Untergründe bewährt, auf die eine aus der Harz-Formulierung gewonnene Folie auflaminiert wird. In einer besonderen Ausgestaltung weist daher der Haftvermittler ein Silan auf. Vorzugsweise weist dabei das Silan eine Epoxi-Gruppe auf. Sehr gute Erfahrungen wurden dabei mit dem Silan A-187 (3-(Trimethoxysilyl)-Propoxy-Methyl-Oxiran) gemacht.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Folie unter Verwendung der Harz-Formulierung mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a) Bereitstellen der Harz-Formulierung, b) Formgebungsprozess der Harz-Formulierung und c) Initiierung einer Vernetzung der Bismaleinimid-Komponente der Harz-Formulierung, wobei die Folie entsteht.
  • Das Bereitstellen beinhaltet u. a. ein Vermischen der Bestandteile der Harz-Formulierung miteinander. Der Formgebungsprozess umfasst einen Foliengieß-Prozess. Dazu wird beispielsweise die Harz-Formulierung bei 100°C bis 120°C auf eine thermofixierte, einseitig silikonisierte PET (Polyethylenterephthalat)-Trägerfolie in dünner Schicht (Schichtdicke z. B. 100 μm bis 200 μm) aufgetragen.
  • Nach dem Formgebungsprozess wird die Vernetzung initiiert. Dies gelingt beispielsweise durch Temperaturerhöhung. Dabei kann der Vernetzungsprozess vollständig durchlaufen werden. Vorzugsweise erfolgt die Vernetzung aber lediglich teilweise. In einer besonderen Ausgestaltung wird daher das Vernetzen abgebrochen. Es findet ein Anhärteprozess statt. Der Abbruch der Vernetzung erfolgt vorzugsweise bei einem Vernetzungsgrad von maximal 20%. Dies bedeutet, dass 20% oder weniger der Bismaleinimid-Komponente der Harz-Formulierung umgesetzt ist. Dies führt dazu, dass die Folie noch flexibel ist und bei der Weiterverarbeitung einer mechanischen Beanspruchung, beispielsweise beim Einspannen, Aufheizen, Auflaminieren, etc., Stand hält und nicht reißt. Gleichzeitig trägt sich die Folie durch das Anhärten selbst und kann von einer eventuell bei Formgebungsprozess verwendeten Trägerfolie abgelöst werden. Das Ablösen gelingt relativ leicht, da sich an einer Oberfläche der Folie und damit an einer Grenzfläche zu einer Trägerfolie Oligomere der Bismaleinimid-Komponente bilden, die zu einem Verlust einer Klebrigkeit der Harz-Formulierung bzw. der Folie führen. Durch den Einsatz von Thermoplasten als weitere Zusätze kann sowohl die Flexibilität als auch die Selbst-Tragfähigkeit der angehärteten Folie erhöht werden.
  • Da bei geeigneter Prozessführung selbstragende Folien hergestellt werden können, sind Folien mit beliebigen Foliestärken zugänglich. Vorzugsweise wird aber eine Folie mit einer aus dem Bereich von 20 μm bis 400 μm und insbesondere aus dem Bereich von 50 μm bis 200 μm ausgewählten Folienstärke. Diese Folienstärken eignen sich für beliebige, nachfolgende Folienverarbeitungsprozesse.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verwendung der Folie zur planaren Kontaktierung einer elektrischen Kontaktstelle eines elektrischen Bauelements mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a') Bereitstellen des Bauelements mit der Kontaktstelle, b') Auflaminieren der Folie auf das Bauelement, so dass die Kontaktstelle von der Folie bedeckt ist, c') Öffnen eines Fensters in der Folie, so dass die Kontaktstelle des Bauelements freigelegt wird, und d') Kontaktieren der elektrischen Kontaktstelle durch das Fenster hindurch. Einzelheiten dieser Art der Kontaktierung sind der WO 03/030247 A2 zu entnehmen. Dabei ist festzuhalten, dass sich die Folie gerade für diesen Prozess besonders eignet: Die Folie ist laminierbar (z. B. unter Vakuum) und zeigt eine gute Haftfähigkeit auf verschiedensten Materialien (Cu, Si). Darüber hinaus eignet sich die Folie für die zur planaren Kontaktierung vorgesehenen Laserablation.
  • Zusammenfassend sind mit der Erfindung folgende Vorteile verbunden:
    • – Durch den Einsatz von Bismaleinimid-Komponenten, die bei relativ niedriger Temperatur schmelzen (ca. 30°C bis 40°C unter der Schmelztemperatur von Standard-BMIs), wird die Verarbeitung stark vereinfacht.
    • – Durch die niedrige Schmelztemperatur und der damit einhergehenden niedrigen Viskosität ist es möglich, einen relativ hohen Füllgrad an Füllstoffen zu erzielen. Dadurch lässt sich eine Vielzahl von Eigenschaften der Folie, beispielsweise Wärmeleitfähigkeit, mechanische Stabilität (z. B. Bruchzähigkeit), Temperaturausdehungskoeffizient, Haftung am Untergrund, etc., in einem weiten Bereich einstellen.
    • – Durch das Anhärten und die Flexibilisierung mit Bruchzähigkeitsmodifikatoren (Thermoplasten) wird eine gut applizierbare Folie erhalten, die selbst tragend ist und bereits einer relativ niedrigen Prozesstemperatur von etwa 70°C für die planare Kontaktierung eingesetzt werden kann.
    • – Die angehärtete Folie zeigt eine gute Lagerbeständigkeit. Ein Einfrieren wie bei vergleichbaren Produkten ist nicht nötig.
    • – Eine aus der Harz-Formulierung gewonnene Folie zeigt bei 175°C über 1000 h lediglich Verfärbung, jedoch keine nennenswerte Zersetzung (gemessen am Masseverlust).
    • – Bereits im ungefüllten Zustand (ohne entsprechenden Füllstoff) zeigt die resultierende Folie einen niedrigen thermischen Ausdehungskoeffizienten. Daraus resultiert ein erhöhter Freiheitsgrad hinsichtlich anderer Eigenschaften wie Flexibilität und thermische Stabilität.
  • Anhand zweiter Ausführungsbeispiele und einer Figur wird die Erfindung näher erläutert. Die Figur ist schematisch und stellt keine maßstabsgetreue Abbildung dar.
  • Die Figur zeigt einen Ausschnitt eines Leistungshalbleitermoduls von der Seite.
  • Gemäß den Ausführungsbeispielen setzen sich die Harz-Formulierungen wie folgt zusammen: Beispiel 1:
    Bismaleinimidophenylindan 50 MT (Massenteile)
    Compimide TM 124® 50 MT
    Bornitrid (fein vermahlen)
    Aerosil®
    Modaflow®
    Silan A-187 0,5 MT
    Beispiel 2:
    Compimide C353A® 35 MT
    Ultem 1010® 30 MT
    Compimide TM 124® 35 MT
    Wollastonit 283-900
    Aerosil®
    Modaflow®
    Silan-187 0,5 MT
  • Diese Harz-Formulierungen werden zu teil-vernetzten Folien verarbeitet. Die teil-vernetzen Folien werden zur planaren Kontaktierung eines Bauteils verwendet.
  • Das Bauteil ist ein Leistungshalbleiterbauelement 10, das auf einem DCB (Direct Copper Bonding) Substrat mit einer Keramikplatte angeordnet ist, an deren Hauptflächen Kupferschichten 112 und 113 angebracht sind. Das Leistungshalbleiterbauelement ist auf die Kupferschicht 112 des Substrats aufgelötet.
  • Das Leistungshalbleiterbauelement weist auf der dem Substrat abgekehrten Seite eine Kontaktfläche 101 auf. Zur elektrischen Kontaktierung wird die teil-vernetzte Folie auf das Leistungshalbleiterbauelement und das Substrat auflaminiert.
  • Nach dem Auflaminieren wird in der Folie ein Fenster 121 erzeugt und so die Kontaktfläche freigelegt. Das Erzeugen des Fensters erfolgt durch Laserablation. In einer alternativen Ausführung wird zum Erzeugen des Fensters ein Photolithographie-Prozess durchgeführt.
  • Nach dem Erzeugen des Fensters wird elektrisch leitendes Material 14 auf der freigelegten Kontaktfläche und auf der auflaminierten Folie abgeschieden. Das elektrisch leitende Material wird in mehreren Schichten aus der Gasphase abgeschieden. Den Abschluss bildet eine galvanisch abgeschiedene Kupferschicht. Auf diese Weise werden die Kontaktierungsflache des Leistungshalbleiterbauelements mit einer elektrischen Leitungsbahn kontaktiert, die über eine hohe Stromtragfähigkeit verfügt. Bauelement, Substrat und die entsprechenden Leitungsbahnen bilden das Leistungshalbleitermodul.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 03/030247 A2 [0002, 0026]

Claims (19)

  1. Harz-Formulierung zur Herstellung einer Folie mit – mindestens einer vernetzbaren Bismaleinimid-Komponente, die eine Schmelztemperatur von unter 100°C aufweist, und – mindestens einem Thixotropierungsmittel und – mindestens einem Co-Monomer zur Bildung eines Co-Polymerisats mit der Bismaleinimid-Komponente.
  2. Harz-Formulierung nach Anspruch 1, wobei die Schmelztemperatur unter 90°C und insbesondere bei 80°C liegt.
  3. Harz-Formulierung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bismaleinimid-Komponente Bismaleinimidophenylindan mit folgender Strukturformel aufweist:
    Figure 00130001
  4. Harz-Formulierung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bismaleinimid-Komponente Compimide C353A® der Firma Degussa ist.
  5. Harz-Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Co-Monomer eine Allyl-Gruppe und/oder eine Phenolgruppe aufweist.
  6. Harz-Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens ein Entgasungsmittel vorhanden ist.
  7. Harz-Formulierung nach Anspruch 6, wobei das Entgasungsmittel mindestens ein Polyacrylat aufweist.
  8. Harz-Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Thixotropierungsmittel Aerosil® aufweist.
  9. Harz-Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mindestens einen Zusatz zur Einstellung einer chemischen, elektrischen und/oder physikalischen Eigenschaft der Harz-Formulierung und/oder einer aus der Harz-Formulierung hergestellten Folie vorhanden ist.
  10. Harz-Formulierung nach Anspruch 9, wobei der Zusatz mindestens einen gegenüber der Bismaleinimid-Komponente im Wesentlichen inerten Bruchzähigkeitsmodifikator aufweist.
  11. Harz-Formulierung nach Anspruch 10, wobei der Bruchzähigkeitsmodifikator ein Polyetherimid aufweist.
  12. Harz-Formulierung nach Anspruch 9, wobei der Zusatz zumindest einen aus der Gruppe Bornitrid und/oder Wollastonit ausgewählten anorganischen Füllstoff aufweist.
  13. Harz-Formulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei ein Haftvermittler vorhanden ist zur Verbesserung einer Haftung zwischen vernetztem Bismaleinimid, das durch eine Vernetzungsreaktion aus der Bismaleinimid-Komponente gebildet wird, und dem Füllstoff und/oder zur Verbesserung einer Haftung zwischen der durch die Vernetzung des Bismaleinimids gebildeten Folie und einem Untergrund, auf dem die Folie aufgebracht werden soll.
  14. Harz-Formulierung nach Anspruch 13, wobei der Haftvermittler ein Silan aufweist.
  15. Harz-Formulierung nach Anspruch 14, wobei das Silan eine Epoxi-Gruppe aufweist.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Folie unter Verwendung der Harz-Formulierung mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bereitstellen der Harz-Formulierung, b) Formgebungsprozess der Harz-Formulierung und c) Initiierung einer Vernetzung der Bismaleinimid-Komponente der Harz-Formulierung, wobei die Folie entsteht.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Vernetzen abgebrochen wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei eine Folie mit einer aus dem Bereich von 20 μm bis 400 μm und insbesondere aus dem Bereich von 50 μm bis 200 μm ausgewählten Folienstärke hergestellt wird.
  19. Verwendung einer Folie, die nach einem der Ansprüche 16 bis 18 hergestellt wurde, zur planaren Kontaktierung einer elektrischen Kontaktstelle eines elektrischen Bauelements mit folgenden Verfahrensschritten: a') Bereitstellen des Bauelements mit der Kontaktstelle, b') Auflaminieren der Folie auf das Bauelement, so dass die Kontaktstelle von der Folie bedeckt ist, c') Öffnen eines Fensters in der Folie, so dass die Kontaktstelle des Bauelements freigelegt wird, und d') Kontaktieren der elektrischen Kontaktstelle durch das Fenster hindurch.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106170520A (zh) 2014-04-10 2016-11-30 3M创新有限公司 增粘和/或抑尘涂层

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0232368B1 (de) * 1985-08-02 1991-01-16 Amoco Corporation Aromatische bismaleimide und prepregkunstharze, die sie enthalten
WO1993025386A1 (en) * 1992-06-16 1993-12-23 Ensign-Bickford Coatings Company Thermally resistant glass article
WO2003030247A2 (de) 2001-09-28 2003-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum kontaktieren elektrischer kontaktflächen eines substrats und vorrichtung aus einem substrat mit elektrischen kontaktflächen
US20060116476A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-01 3M Innovative Properties Company Hybrid thermosetting composition
US20070179232A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-02 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Thermal Interface Material

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4689378A (en) * 1985-12-16 1987-08-25 Ciba-Geigy Corporation Stable imide-containing composition from diamino phenyl indane-bis-maleimide and alkenyl phenol

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0232368B1 (de) * 1985-08-02 1991-01-16 Amoco Corporation Aromatische bismaleimide und prepregkunstharze, die sie enthalten
WO1993025386A1 (en) * 1992-06-16 1993-12-23 Ensign-Bickford Coatings Company Thermally resistant glass article
WO2003030247A2 (de) 2001-09-28 2003-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum kontaktieren elektrischer kontaktflächen eines substrats und vorrichtung aus einem substrat mit elektrischen kontaktflächen
US20060116476A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-01 3M Innovative Properties Company Hybrid thermosetting composition
US20070179232A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-02 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Thermal Interface Material

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