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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft Klebefilme und insbesondere Klebefilme zur Verwendung
in der Halbleiterverpackung.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine
gängige
Art der Verpackung von elektronischen Geräten involviert ein Fixieren
von Halbleitervorrichtungen mit Hilfe eines Klebebandes an Substrates.
Epoxid-Verbindungen und -harze sind derzeit unter den am häufigsten
verwendeten Materialien für
derzeitige Anwendungen von Klebern auf Filmbasis, z.B. Chipbefestigung,
bei der ein Halbleiterchip an einem Substrat befestigt ist. Bei
einer typischen Ausführungsform
wird ein filmbildendes Kautschukpolymer mit Epoxidharzen und einem
Härtemittel
vermischt. Diese Zusammensetzungen können dann bei Anwendung von
Wärme gehärtet werden,
was in der Entwicklung eines wärmehärtbaren
Netzwerkes resultiert. Ein Nachteil von wärmehärtenden Klebern ist ihre endgültige Latenz.
Typischerweise müssen
diese Materialien bei niedriger Temperatur gelagert werden, um eine
vorzeitige Reaktion des Klebers zu vermeiden. Darüber hinaus
ist die Härtungsgeschwindigkeit
für diese
Zusammensetzung relativ langsam, was den Chip-Befestigungsvorgang
zu dem am wenigsten effizienten Schritt im gesamten Bauteilherstellungsverfahren
für "wirebonded" integrierte Schaltkreis-Bauteile
macht. Dies schafft einen Bedarf für einen Klebefilm, der im Vergleich
zu den herkömmlichen
warmhärtenden
Klebefilmen schnell gehärtet
werden kann, und insbesondere für
Filme, die kein Epoxid enthalten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung ist ein Klebefilm, der aus einer Kleberzusammensetzung
hergestellt wird, die ein Polymersystem, eine filmbildende Kautschukverbindung
und Härtungsmittel
für das
Polymersystem umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Polymersystem
keine Epoxid-Funktionalität. Das Polymersystem
umfasst ein Basispolymer und Elektronendonor- und Elektronenakzeptor-Funktionalität. Die Elektronendonor- und Elektronenakzeptor-Funktionalität kann vom
Basispolymer überstehen
oder kann zwischen dem Basispolymer als unabhängige Verbindungen dispergiert
sein. In einigen Fällen
kann das Basispolymer als filmbildende Kautschukverbindung fungieren.
Der Film kann direkt als Monolayer aus der Kleberzusammensetzung
gebildet werden oder kann durch auf Auftragen der Kleberzusammensetzung
auf beide Seiten eines thermisch resistenten Bandsubstrats hergestellt
werden.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Das
Polymersystem zur Herstellung der Klebefilme bzw. Filmkleber wird
ein Basispolymer (im Folgenden "Polymer" oder "Basispolymer") und Elektronendonor-
und Elektronenakzeptor-Funktionalität enthalten. Das System kann
in verschiedene Klassen eingeteilt werden: (1) ein unsubstituiertes
Basispolymer, vermischt mit einer unabhängigen Elektronendonorverbindung
und einer unabhängigen
Elektronenakzeptorverbindung; (2) ein Basispolymer, substituiert
mit überstehender
Elektronenakzeptor-Funktionalität,
vermischt mit einer unabhängigen
Elektronendonorverbindung und gegebenenfalls einer unabhängigen Elektronenakzeptorverbindung;
(3) ein Basispolymer, substituiert mit überstehender Donor-Funktionalität, vermischt
mit einer unabhängigen
Elektronenakzeptorverbindung und gegebenenfalls einer unabhängigen Elektronendonorverbindung; (4)
ein Basispolymer, substituiert mit überstehender Elektronendonor-
und Elektronenakzeptor-Funktionalität, oder eine Kombination aus
einem Basispolymer, substituiert mit überstehender Elektronendonor-Funktionalität, und einem
Basispolymer, substituiert mit überstehender
Elektronenfunktionalität,
gegebenenfalls vermischt mit einer unabhängigen Elektronendonorverbindung
oder einer unabhängigen
Elektronenakzeptorverbindung, oder beiden.
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Vorzugsweise
wird das Molverhältnis
von Elektronendonor zur Elektronenakzeptor 1:1 sein, allerdings kann
das Molverhältnis
von 0,01–1,0:1,0–0,01 reichen.
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Ein
geeignetes Basispolymer im Polymersystem des erfindungsgemäßen Klebefilms
wird aus Acryl- und/oder Vinylmonomeren unter Anwendung von Standardpolymerisationstechniken
hergestellt. Die Acrylmonomere, die zur Bildung des Basispolymers
verwendet werden können,
umfassen α,β-ungesättigte Mono-
und Dicarbonsäuren,
die drei bis fünf
Kohlenstoffatome haben, und Acrylatestermonomere (Alkylester von
Acryl- und Methacrylsäure,
in denen die Alkylgruppen ein bis vierzehn Kohlenstoffatome enthalten).
Beispiele sind Methylacrylat, Methylmethacrylat, n-Octylacrylat,
n-Nonylmethacrylat und ihre entsprechenden verzweigten Isomere,
z.B. 2-Ethylhexylacrylat. Die Vinylmonomere, die zur Bildung des
Basispolymers eingesetzt werden können, umfassen Vinylester,
Vinylether, Vinylhalogenide, Vinylidenhalogenide und Nitrile von
ethylenisch ungesättigten
Kohlenwasserstoffen. Beispiele sind Vinylacetat, Acrylamid, 1-Octylacrylamid,
Acrylsäure,
Vinylethylether, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylnitril, Maleinsäureanhydrid
und Styrol.
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Ein
anderes geeignetes Basispolymer im Polymersystem des erfindungsgemäßen Klebefilms
wird aus konjugierten Dien- und/oder Vinylmonomeren unter Verwendung
von Standardpolymerisationstechniken hergestellt. Die konjugierte
Dienmonomere, die zur Bildung der Polymerbasis eingesetzt werden
können,
umfassen Butadien-1,3, 2-Chlorbutadien-1,3, Isopren, Piperylen und
konjugierte Hexadiene. Die Vinylmonomere, die zur Bildung des Basispolymers
verwendet werden können,
umfassen Styrol, α-Methylstyrol,
Divinylbenzol, Vinylchlorid; Vinylacetat, Vinylidenchloriden, Methylmethacrylat,
Ethylacrylat, Vinylpyridin, Acrylnitril, Methacrylnitril, Methacrylsäure, Itaconsäure und
Acrylsäure.
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Alternativ
kann das Basispolymer im Handel bezogen werden. Geeignete im Handel
verfügbare
Polymere umfassen Acrylnitril-Butadien-Kautschuke von Zeon Chemicals und Styrol-Acryl-Copolymere
von Johnson Polymer.
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In
solchen Systemen, in denen das Basispolymer mit Elektronendonor-
und/oder Elektronenakzeptor-Funktionalität substituiert ist, kann der
Substitutionsgrad variiert werden, um an die spezifischen Anforderungen
bezüglich
Vernetzungsdichte in den Endanwendungen angepasst zu werden. Geeignete
Substitutionslevel liegen im Bereich von 6 bis 500, vorzugsweise
von 10 bis 200.
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Das
Basispolymer, entweder substituiert oder unsubstituiert, wird ein
Molekulargewicht im Bereich von 2.000 bis 1.000.000 haben. Die Glasübergangstemperatur
(Tg) wird in Abhängigkeit
vom spezifischen Basispolymer variieren. Beispielsweise liegt die
Tg für
Butadienpolymere im Bereich von –100°C bis 25°C und für modifizierte Acrylpolymere
im Bereich von 15°C
bis 50°C.
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Geeignete
Elektronendono-Funktionalität
umfasst Vinylethergruppen, Vinylsilangruppen und Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen,
die zu einem aromatischen Ring extern sind und mit der Ungesättigtheit im
aromatischen Ring konjugiert sind. Geeignete Elektronenakzeptorgruppen
umfassen Maleimide, Acrylate, Fumarate und Maleate.
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Beispiele
für geeignete
Ausgangsmaterialien zur Umsetzung mit komplementärer Funktionalität am Basispolymer,
um die Elektronendonor- oder Elektronenakzeptor-Funktionalität, die an
dem Basispolymer hängt
bzw. aus dem Basispolymer übersteht,
anzufügen,
umfassen: für
Elektronendonor-Funktionalität Hydroxybutylvinylether,
Zimtalkohol, 1,4-Cyclohexan-dimethanolmonovinylether, 3-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat,
Isoeugenol und die Derivate der vorstehend genannten Verbindungen;
für Elektronenakzeptor-Funktionalität Dioctylmaleat,
Dibutylmaleat, Dioctylfumarat, Dibutylfumarat, N- (6-Hydroxyhexyl)maleimid, 6-Maleimidocapronsäure und
3-Maleimidopropionsäure.
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Unabhängige Elektronendonorverbindungen
zum Vermischen mit dem Basispolymer umfassen Verbindungen, die wenigstens
zwei Vinylethergruppen haben oder wenigstens zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen,
die zu aromatischen Ringen extern sind und mit der Ungesättigtheit
im aromatischen Ring konjugiert sind, haben. Geeignete Divinyletherbeispiele
umfassen Verbindungen, z.B. Bis[4-(vinyloxy)butyl]terephthalat,
Bis[4-(vinyloxy)butyl](4-methyl-1,3-phenylen)biscarbamat, Bis[4-(vinyloxy)butyl]1,6-hexandiylbiscarbamat,
4-(Vinyloxy)butylstearat und Bis[4-(Vinyloxy)butyl](methylendi-4,1-phenylen)biscarbamat
(verkauft unter dem Handelsnamen Vectomer von Morflex, Inc.). Beispielhafte
Verbindungen, die wenigstens zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen
extern zu aromatischen Ringen und konjugiert mit der Ungesättigtheit
in dem aromatischen Ring haben, umfassen:
das Addukt von Tricyclodecan-Dimethanol
und 3-Isopropylen-α,α-dimethylbenzylisocyanat
(m-TMI) mit der Struktur
das Addukt von 2-Hydroxyethyldisulfid
und m-TMI mit der Struktur
das Addukt von Cyanurat/trifunktionellem
Isocyanat und Zimtalkohol mit der Struktur
das Addukt
von 1,3-Propandiol und m-TMI mit der Struktur
das Addukt von 1,4-Butandiol
und m-TMI mit der Struktur
und das Addukt von Zimtalkohol
(Cinnamylalkohol) und 1,6-Diisocyanathexan mit der Struktur
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Diese
Verbindungen können
durch Standardsynthesemethoden, die dem Fachmann bekannt sind, ohne
unnötiges
Experimentieren hergestellt werden.
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Unabhängige Elektronenakzeptorverbindungen
zum Mischen mit dem Basispolymer umfassen Harze, die wenigstens
zwei intramolekulare Maleimid-, Acrylat-, Fumarat- oder Meleatgruppen
haben. Beispiele für Bismaleimide
umfassen: N,N'-Ethylen-bis-maleimid,
N,N'-Butylen-bis-maleimid,
N,N'-Phenylen-bis-maleimid, N,N'-Hexamethylen-bis-maleimid,
N,N'-4,4'-Diphenylmethan-bis-maleimid, N,N'-4,4'-Diphenylether-bis-maleimid,
N,N'-4,4'-Diphenylsulfon-bis-maleimid, N,N'-4,4'-Dicyclohexylmethan-bis-maleimid,
N,N'-Xylylen-bis-maleimid,
N,N'-Diphenylcyclohexan-bis-maleimid
und dergleichen.
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Geeignete
filmbildende Harze oder Verbindungen umfassen Acrylpolymere (verkauft
unter der Handelsbezeichnung TEISAN RESIN von Nagase ChemteX Corporation)
und Acrylnitril-Butadien-Elastomere (verkauft unter der Handelsbezeichnung
NIPOL von Zeon Chemicals). Diese Materialien werden im Allgemeinen
in der Klebezusammensetzung, aus der der Film hergestellt werden
wird, in einer Menge vorliegen, die im Bereich von 10 bis 70 Gew.-%,
vorzugsweise 15 bis 50 Gew.-% der Kleberformulierung liegt. Andere
Konzentrationen können
in Abhängigkeit
von der Endverwendung geeignet sein, und optimale Konzentrationen
können
ohne unnötiges
Experimentieren von Seiten desjenigen, der die Formulierung erstellt,
bestimmt werden.
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Geeignete
Härtungsmittel
für das
Polymersystem sind thermische Initiatoren und Photoinitiatoren,
die in einer Menge von 0,1 % bis 10 %, vorzugsweise 0,1 % bis 5,0
%, bezogen auf das Gewicht des Polymersystems, vorliegen. Bevorzugte
thermische Initiatoren umfassen Peroxide, z.B. Butylperoctoate und
Dicumylperoxid, und Azoverbindungen, z.B. 2,2'-Azobis(2-methyl-propannitril) und 2,2'-Azobis(2-methylbutannitril).
Eine bevorzugte Reihe von Photoinitiatoren sind die, die unter der
Marke Irgacure von Ciba Specialty Chemicals verkauft werden. In
einigen Formulierungen können
sowohl thermische Initiation als auch Photoinitiation wünschenswert
sein. Beispielsweise kann der Härtungsprozess
durch Bestrahlung gestartet werden, und in einer späteren Verfahrensstufe
kann das Härten
durch Anwendung von Wärme
vervollständigt
werden, wodurch das thermische Härten
erreicht wird. Im Allgemeinen werden diese Zusammensetzungen innerhalb
eines Temperaturbereichs von 70°C
bis 250°C
härten
und eine Härtung
wird in einer Zeit innerhalb des Bereichs von 10 s bis 3 h erreicht
werden. Das Zeit- und Temperaturhärtungsprofil jeder Formulierung
wird mit der spezifischen Elektronendonorverbindung und den anderen
Komponenten der Formulierung variieren, allerdings können die Parameter
eines Härtungsprofils
durch einen Fachmann in der Praxis ohne unnötiges Experimentieren bestimmt
werden.
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In
einigen Fällen
kann es von Vorteil sein, eine Epoxidverbindung oder ein Epoxidharz
der Klebezusammensetzung zuzusetzen. Geeignete Epoxidverbindungen
oder -harze umfassen bifunktionelle und polyfunktionelle Epoxidharze,
z.B. Epoxid vom Bisphenol A-Typ, Cresol-Novolak-Epoxid oder Phenol-Novolak-Epoxid.
Ein anderes geeignetes Epoxidharz ist ein multifunktionelles Epoxidharz
von Dainippon Ink and Chemicals, Inc. (verkauft unter der Produktnummer
HP-7200). Wenn das Epoxid zu der Formulierung gegeben wird, wird
es in einer Menge von bis zu 80 Gew.-% vorliegen.
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Wenn
eine Epoxidverbindung zugesetzt wird, muss die Formulierung einen
Härter
oder ein Härtemittel für das Epoxid
enthalten. Geeignete Härtemittel
umfassen Amine, Polyamide, Säureanhydride,
Polysulfide, Trifluorboron und Bisphenol A, Bisphenol F und Bisphenol
S, welche Verbindungen sind, die wenigstens zwei phenolische Hydroxylgruppen in
einem Molekül
haben. In Kombination mit dem Härtungsmittel
kann auch ein Härtungsbeschleuniger
verwendet werden. Geeignete Härtungsbeschleuniger
umfassen Imidazole, z.B. 2-Methylimidazol, 2-Ethyl-4-methylimidazol,
4-Methyl-2-phenylimidazol und 1-Cyanoethyl-2-phenylimidazoliumtrimellitat.
Die Härtungsmittel
und die Härtungsbeschleuniger
werden in Standardmengen, die dem Fachmann bekannt sind, verwendet.
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Andere
Materialien, z.B. Adhäsionspromotoren
(Epoxide, Silane), Farbstoffe, Pigmente und Rheologie-Modifizierungsmittel,
können
zugesetzt werden, wie es zur Modifizierung von Endeigenschaften
gewünscht
wird. Solche Materialien und die benötigten Mengen liegen innerhalb
der Erfahrung des Fachmanns.
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Füllstoffpartikel,
die die mechanische, elektrische Leitfähigkeit oder thermische Leitfähigkeit
erhöhen, können ebenfalls
zugesetzt werden. Geeignete leitfähige Füllstoffe sind Ruß, Graphit,
Gold, Silber, Kupfer, Platin, Palladium, Nickel, Aluminium, Siliciumcarbid,
Bornitrid, Diamant und Aluminiumoxid. Geeignete nicht-leitfähige Füllstoffe
sind Partikel aus Vermiculit, Glimmer, Wollastonit, Calciumcarbonat,
Titandioxid, Sand, Glas, geschmolzenes Siliciumdioxid, Siliciumdioxidstaub,
Bariumsulfat und halogenierten Ethylenpolymeren, z.B. Tetrafluorethylen,
Trifluorethylen, Vinylidenfluorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid
und Vinylchlorid. Wenn Füllstoffe
vorliegen, werden sie in Mengen von 0,1 % bis 90 %, vorzugsweise
von 5 % bis 90 Gew.-% der Formulierung vorliegen.
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POLYMERSYNTHESEBEISPIELE
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Beispiel 1.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Butadien/Acrylnitril-Basispolymer, das überstehende Acrylat-(Elektronenakzeptor)-Funktionalität enthält.
worin
x = 50, y = 5, n = 310, p = 678 und q = 59, basierend auf GPC- und
NMR-Analyse (ein Fachmann wird erkennen, dass diese Werte infolge
des polymeren Charakters des Materials leicht variieren können).
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Carboxyliertes
Butadien/Acrylnitrilpolymer (50,6 g) (Nipol 1072 von Zeon Chemicals)
wurde in 4-Methyl-2-pentanon (MIBK, 250 ml) in einem 500 ml-Vierhalskolben,
der mit einem mechanischen Rührer,
einem Kühler
und einem Trocknungsrohr ausgestattet war, solvatisiert. Glycidylmethacrylat
(9,78 g) und Tetrabutylphosphoniumacetat-Lösung (0,58 g) (TBPAAC, Katalysator,
70 Gew.-% Tetrabutylphosphoniumsäureacetat
in Methanol von Morton International, Inc.) wurden unter Rühren zu
dem Gemisch gegeben. Das Gemisch wurde auf 110°C erhitzt und für etwa 12
Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Das Endprodukt hat eine
Viskosität von
4870 mPa·s
bei Umgebungstemperatur und nach den Titrationsresultationen der
Restcarbonsäure
des modifizierten Nipol-Kautschuks ist die Carboxylumwandlung etwa
90 %. Nach GPC-Analyse sind das gewichtsmittlere Molekulargewicht
und das zahlenmittlere Molekulargewicht des modifizierten Nipol-Polymers 430.500
g/mol bzw. 60.900 g/mol.
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Beispiel 2.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Butadien/Acrylnitril-Basispolymer mit überstehender Styrol (Elektronendonor)-Funktionalität.
worin
x = 56, y = 16, n = 401, p = 877 und q = 76, basierend auf GPC-
und NMR-Analyse (ein Fachmann wird erkennen, dass diese Werte infolge
des polymeren Charakters des Materials leicht variieren können).
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Carboxyliertes
Butadien/Acrylnitril-Polymer (38,0 g) (Nipol 1072 von Zeon Chemicals)
wurde in 4-Methyl-2-pentanon (MIBK, 255 ml) in einem 500 ml-Vierhalskolben,
der mit einem mechanischen Rührer,
Kühler und
Trocknungsrohr ausgestattet war, solvatisiert. Isoeugenolglycidylether
(11,43 g) und Tetrabutylphosphoniumacetat-Lösung (0,62 g) (TBPAAC, Katalysator,
70 Gew.-% an Tetrabutylphosphoniumsäureacetat in Methanol von Morton
International, Inc.) wurden unter Rühren in das Gemisch gegeben.
Das Gemisch wurde auf 110°C
erhitzt und für
etwa 14 h bei dieser Temperatur gehalten. Nach den Titrationsresultaten
der restlichen Carbonsäure
des modifizierten Nipol-Kautschuks ist die Carboxylumwandlung etwa
87 %. Das Produkt wurde durch dreimalige Präzipitation in Methanol gereinigt.
Nach der GPC-Analyse sind das gewichtsmittlere Molekulargewicht
und das zahlenmittlere Molekulargewicht des modifizierten Nipol-Polymers
554.400 g/mol bzw. 89.100 g/mol.
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Beispiel 3.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Butadien/Acrylnitril-Basispolymer mit überstehender Styrol (Elektronendonor)-Funktionalität.
worin
x = 49, y = 7, n = 310, p = 739 und q = 59, basierend auf GPC- und
NMR-Analyse (ein Fachmann wird erkennen, dass diese Werte infolge
des polymeren Charakters des Materials leicht variieren können).
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Carboxyliertes
Butadien/Acrylnitril-Polymer (53,8 g) (Nipol 1072 von Zeon Chemicals)
wurde in 4-Methyl-2-pentanon (MIBK, 360 ml) in einem 1-Liter-Vierhalskolben,
der mit einem mechanischen Rührer,
Kühler und
Trocknungsrohr ausgestattet war, solvatisiert. Glycidyl-N-(3-isopropenyl-α,α- dimethylbenzyl)carbamat (14,8
g) und Tetrabutylphosphoniumacetat-Lösung (0,54 g) (TBPAAC, Katalysator)
wurden unter Rühren
in das Gemisch gegeben. Das Gemisch wurde auf 105°C erhitzt
und für
etwa 15 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Das Endprodukt hat
eine Viskosität
von 2000 mPa·s
bei Umgebungstemperatur und nach den Titrationsresultaten ist die
Carboxylumwandlung etwa 88 %. Nach der GPC-Analyse sind das gewichtsmittlere
Molekulargewicht und das zahlenmittlere Molekulargewicht des modifizierten
Nipol-Polymers 66.000 g/mol bzw. 75.600 g/mol.
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Beispiel 4.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Butadien/Acrylnitril-Basispolymer mit überstehender Cinnamyl- (bzw. Zimt-)
(Elektronendonor)-Funktionalität.
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Eine
Lösung
von carboxyliertem Butadien/Acrylnitril-Polymer (ein Moläquivalent,
bezogen auf die Carbonsäure)
in Toluol wird mit einem Überschuss
an Thionylchlorid bei 50°C
für etwa
14 Stunden umgesetzt. Der Überschuss
an Thionylchlorid und das Lösungsmittel
werden unter reduziertem Druck entfernt, um das Butadien/Acrylnitril-Polymer
mit überstehendem
Säurechlorid
zu erhalten.
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Ein
Moläquivalent
an Zimtalkohol und ein Moläquivalent
an Triethylamin werden in trockenem Toluol bei 0°C vermischt, dazu wird das Butadien/Acrylnitrilpolymer
mit überstehendem
Säurechlorid,
gelöst
in trockenem Toluol (1 Moläquivalent,
bezogen auf das Säurechlorid),
gegeben. Das Gemisch wird über
Nacht reagieren gelassen. Das Produkt wird durch Präzipitation
in Methanol dreimal gereinigt.
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Beispiel 5.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Butadien/Acrylnitril-Basispolymer mit überstehender Cinnamyl(Elektronendonor)-Funktionalität.
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Ein
Moläquivalent
Cinnamylamin und 1 Moläquivalent
Triethylamin werden in trockenem Toluol mit 0°C vermischt, dazu wird das Butadien/Acrylnitril-Polymer
mit überstehendem
Säurechlorid,
gelöst
in trockenem Toluol (1 Moläquivalent,
bezogen auf das Säurechlorid),
gegeben. Das Gemisch wird über
Nacht reagieren gelassen. Das Produkt wird durch Präzipitation
in Methanol dreimal gereinigt.
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Beispiel 6.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Butadien/Acrylnitril-Basispolymer mit überstehender Styrol(Elektronendonor)-Funktionalität.
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Ein
Moläquivalent
Isoeugenol und 1 Moläquivalent
Triethylamin werden in trockenem Toluol bei 0°C gemischt, dazu wird das Butadien/Acrylnitril-Polymer
mit überstehendem
Säurechlorid,
gelöst
in trockenem Toluol (1 Moläquivalent,
bezogen auf das Säurechlorid)
gegeben. Das Gemisch wird über
Nacht reagieren gelassen. Das Produkt wird durch dreimalige Präzipitation
in Methanol gereinigt.
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Beispiel 7.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Butadien/Acrylnitril-Basispolymer mit überstehender Styrol(Elektronendonor)-Funktionalität.
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Ein
Moläquivalent
4-Vinylbenzylamin und ein Moläquivalent
Triethylamin werden in trockenem Toluol bei 0°C vermischt, dazu wird das Butadien/Acrylnitril-Polymer
mit überstehendem
Säurechlorid,
gelöst
in trockenem Toluol (1 Moläquivalent,
bezogen auf das Säurechlorid),
gegeben. Das Gemisch wird über
Nacht reagieren gelassen. Das Produkt wird durch dreimalige Präzipitation
in Methanol gereinigt.
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Beispiel 8.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Butadien/Acrylnitril-Basispolymer mit anhängender bzw. überstehender Vinylether(Elektronendonor)-Funktionalität.
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Ein
Moläquivalent
4-Hydroxybutylvinylether und 1 Moläquivalent Triethylamin werden
in trockenem Toluol bei 0°C
gemischt, dazu wird das Butadien/Acrylnitril-Polymer mit überstehendem
Säurechlorid,
gelöst
in trockenem Toluol (1 Moläquivalent,
bezogen auf das Säurechlorid),
gegeben. Das Gemisch wird über
Nacht reagieren gelassen. Das Produkt wird durch dreimalige Präzipitation
in Methanol gereinigt.
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Beispiel 9.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Butadien/Acrylnitril-Basispolymer mit überstehender Vinylether(Elektronendonor)-Funktionalität.
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Ein
Moläquivalent
2-Aminoethylvinylether und ein Moläquivalent Triethylamin werden
in trockenem Toluol bei 0°C
vermischt; dazu wird das Butadien/Acrylnitril-Polymer mit überstehendem
Säurechlorid,
gelöst
in trockenem Toluol (1 Moläquivalent,
bezogen auf das Säurechlorid),
gegeben. Das Gemisch wird über
Nacht reagieren gelassen. Das Produkt wird durch dreimalige Präzipitation
in Methanol gereinigt.
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Beispiel 10.
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Dieses
Beispiel offenbart ein hydroxyliertes Styrol/Butadien-Basispolymer
mit überstehender
Styrol(Elektronendonor)-Funktionalität.
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Ein
Moläquivalent
(bezogen auf die Hydroxylfunktion) an hydroxyliertem Styrol/Butadien-Polymer
wird in trockenem Toluol bei 90°C
unter Stickstoff solvatisiert, gefolgt vom Zusatz von 1 Moläquivalent
3-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat
(m-TMI) zusammen mit 0,07 % Dibutylzinndilaurat (Katalysator), bezogen
auf die Gesamtmenge an Reaktanten. Das resultierende Gemisch wird
für weitere
24 Stunden unter Stickstoff erhitzt. Nach Entfernung des Lösungsmittels
unter reduziertem Druck wird das Produkt in fast quantitativer Ausbeute
erhalten.
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Beispiel 11.
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Dieses
Beispiel offenbart ein hydroxyliertes Styrol/Butadien-Basispolymer,
das überstehende
Styrol(Elektronendonor)-Funktionalität hat.
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Ein
Moläquivalent
an Butadien/Styrol-Polymer, bezogen auf die 1,2-Vinylbindungen,
wird unter Stickstoff in trockenem Toluol solvatisiert und 0,3 Moläquivalent
an 2-Mercaptoethanol werden in das Gemisch gegeben, gefolgt von
einem Erhitzen auf 75°C.
Dann wird eine Lösung
von Azodiisobutyronitril (AIBN) in Toluol zu dem Gemisch gegeben.
Das Gemisch wird für
7 Stunden bei 75°C
gerührt.
Das Produkt wird durch dreimalige Präzipitation in Methanol gereinigt.
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Ein
Moläquivalent
(bezogen auf die Hydroxylfunktion) an hydroxyliertem Styrol/Butadien-Polymer,
das wie oben hergestellt wurde, wird in trockenem Toluol bei 90°C unter Stickstoff
solvatisiert, gefolgt vom Zusatz von 1 Moläquivalent 3-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat
(m-TMI) zusammen mit 0,07 % Dibutylzinndilaurat (Katalysator), bezogen
auf die Geamtmenge an Reaktanten. Das resultierende Gemisch wird
für weitere 24
Stunden unter Stickstoff erhitzt. Nach Entfernen des Lösungsmittels
unter reduziertem Druck wird das Produkt in fast quantitativer Ausbeute
erhalten.
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Beispiel 12.
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Dieses
Beispiel offenbart ein hydroxyliertes Styrol/Butadien-Basis-Polymer,
das überstehende
Maleimid(Elektronenakzeptor)-Funktionalität hat.
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Ein
Moläquivalent
(bezogen auf die Hydroxylfunktion) an hydroxyliertem Styrol/Butadien-Polymer,
das wie in Beispiel 11 hergestellt war, wird in trockenem Toluol
mit 90°C
unter Stickstoff solvatisiert, gefolgt vom Zusatz von 1 Moläquivalent
6-Maleimidocapronsäure
in Toluol. Dann wird eine katalytische Menge an Schwefelsäure in das
Gemisch eingeführt.
Das Gemisch wird unter Rückfluss
erhitzt und während
der Reaktion gebildetes Wasser wird als Azeotrop entfernt. Die Reaktion
wird über
Nacht laufen gelassen. Das Produkt wird durch dreimalige Präzipitation
in Methanol gereinigt.
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Beispiel 13.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Polybutadien-Basispolymer mit überstehender
bzw. anhängender
Styrol(Elektronendonor)-Funktionalität.
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Ein
Moläquivalent
(bezogen auf die Anhydridfunktion) an Polybutadien mit adduktiertem
Maleinsäureanhydrid
(Handelsname: Ricon 131MA20, hergestellt von Sartorner Company)
wird in Aceton solvatisiert, gefolgt von der tropfenweisen Zugabe
von einem Moläquivalent
an Cinnamylamin bzw. Zimtamin. Das Reaktionsgemisch wird für 8 Stunden
gerührt.
Nachdem Aceton durch reduzierten Druck entfernt wurde, wird das Polymer
in Toluol solvatisiert und das Produkt wird durch dreimalige Präzipitation
in Methanol gereinigt.
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Beispiel 14.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Styrol/Acryl-Basispolymer mit überstehender Acrylat(Elektronenakzeptor)-Funktionalität.
worin
m = 11, basierend auf GPC- und NMR-Analyse (ein Fachmann wird erkennen,
dass dieser Wert infolge des polymeren Charakters des Materials
leicht variieren kann).
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In
einen 500 ml-Vierhalskolben, der mit einem mechanischen Rührer, einem
Kühler,
einem Zugabetrichter und einem N2-Einlass
ausgestattet war, wurden 45,02 g Styrol-Acryl-Polymer (Joncryl 587
von Johnson Polymer) in Methylenchlorid (100 ml) gefüllt. Nachdem
das Polymer unter Stickstoff bei Raumtemperatur solvatisiert war,
wurde die Lösung
auf 0°C
abgekühlt,
und zu dem Gemisch wurden 6,83 g Triethylamin gegeben. Zu diesem
resultierenden Gemisch wurden tropfenweise 6,11 g Acryloylchlorid
gegeben. Das Gemisch wurde für
weitere 6 Stunden reagieren gelassen. Nach mehrmaligem Waschen mit
wässrigen
Lösungen,
bis die wässrige
Phase neutral war, wurde die resultierende organische Schicht über MgSO4 und Silikagel getrocknet. Nachdem die Lösungsmittel
unter reduziertem Druck entfernt waren, wurde ein weißer Feststoff
erhalten.
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Beispiel 15.
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Dieses
Beispiel offenbart ein Styrol/Acrylbasis-Polymer mit überstehender Styrol(Elektronendonor)-Funktionalität.
worin
m = 11, basierend auf GPC- und NMR-Analyse (ein Fachmann wird erkennen,
dass dieser Wert infolge des polymeren Charakters des Materials
leicht varrieren kann).
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In
einen 1 Liter-Vierhalskolben, der mit einem mechanischen Rührer, Kühler, Zugabetrichter
und einem N2-Einlass ausgestattet war, wurden
126,7 g eines Styrol/Acryl-Polymers (Joncryl 587 von Johnson Polymer) in
Methylethylketon (620 ml) gefüllt.
Nachdem das Polymer bei Rückflusstemperatur
des Lösungsmittels
unter Stickstoff solvatisiert war, wurden 40,58 g 3-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat
(m-TMI) zusammen mit 0,12 g Dibutylzinndilaurat (Katalysator) zu
dem Gemisch gegeben. Das resultierende Gemisch wurde für weitere
24 Stunden unter Stickstoff erhitzt. Nach Entfernung des Lösungsmittels
unter reduziertem Druck wurde ein weißer Feststoff in fast quantitativer
Ausbeute erhalten. Nach der GPC-Analyse sind das gewichtsmittlere Molekulargewicht
und das zahlenmittlere Molekulargewicht des modifizierten Styrol-Acryl-Polymers
15.600 g/mol bzw. 8.400 g/mol. Nach der DSC-Analyse ist die Glasübergangstemperatur
des modifizierten Styrol-Acryl-Polymers etwa 40°C.
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BEISPIELE
FÜR DEN
KLEBEFILM
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Beispiel 16.
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Aus
einem Polymersystem, das ein unsubstituiertes Acryl/Kautschuk-Basispolymer,
ein unabhängiges Elektronenakzeptorharz,
ein unabhängiges
Elektronendonorharz und eine Epoxidverbindung umfasste, wurde ein
Klebefilm hergestellt; die Komponenten und die Gewichtsteile, die
verwendet wurden, sind in Tabelle 1 identifiziert. Die Filmformulierung
enthielt auch einen Radikalinitiator, Härter für das Epoxid, einen Füllstoff
und Adhäsionspromotoren.
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Der
Elektronendonor hatte die folgende Struktur:
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Die
Filmformulierung wurde hergestellt, indem die Komponenten unter
Rühren
in Methylethylketon gemischt wurden, worauf eine Vakuumentgasung
folgte. Der erhaltene Lack wurde zu einer Dicke von 2 mm auf ein
5 mm dickes, Silicium-behandeltes Releasepapier aufgetragen und
dann durch Erwärmen
bei 100°C
für 10
Minuten unter Bildung eines partiell gehärteten Klebefilms mit einer
Dicke von 1 mm getrocknet.
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Beispiel 17.
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Ein
Klebefilm wurde aus einem Polysystem hergestellt, umfassend ein
Poly(butadien)-Basispolymer, substituiert mit überstehender Elektronenakzeptor-Funktionalität, einem
unabhängigen
Elektronenakzeptorharz, einem unabhängigen Elektronendonorharz
und einem Epoxidharz, wobei die Komponenten und Gewichtsteile, die
verwendet wurden, in Tabelle 2 identifiziert sind. Die Filmformulierung
enthielt auch einen Radikalinitiator, Härter für das Epoxid und Adhäsionspromotoren.
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Die
Filmformulierung wurde hergestellt, indem die Komponenten unter
Rühren
in Methylethylketon gemischt wurden, worauf eine Vakuumentgasung
folgte. Der erhaltene Lack wurde zu einer Dicke von 2 mm auf ein
5 mm dickes, Silikon-behandeltes Releasepapier aufgetragen und dann
durch Erwärmen
bei 100°C
für 10 Minuten
getrocknet, wodurch ein partiell gehärteter Klebefilm mit einer
Dicke von 1 mm erhalten wurde.
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Beispiel 18.
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Ein
Klebefilm wurde aus einem Polymersystem hergestellt, umfassend ein
Styrol/Acryl-Basispolymer, substituiert mit überstehender Elektronendonor-Funktionalität, einem
unabhängigen
Elektronenakzeptorharz, einem unabhängigen Elektronendonorharz
und einem Acrylnitril/Butadien-Kautschuk, wobei Komponenten und
Gewichtsteile, die verwendet wurden, in Tabelle 3 identifiziert
sind. Die Filmformulierung enthielt auch einen Radikalinitiator
und Adhäsionspromotoren.
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Die
Filmformulierung wurde hergestellt, indem die Komponenten unter
Rühren
in Methylethylketon gemischt wurden, worauf eine Vakuumentgasung
folgte. Der erhaltene Lack wurde zu einer Dicke von 2 mm auf ein
5 mm dickes, Silikon-behandeltes Releasepapier aufgetragen und dann
durch Erwärmen
bei 100°C
für 10 Minuten
unter Bildung eines partiell gehärteten
Klebefilms mit einer Dicke von 1 mm getrocknet.
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Beispiel 19.
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Ein
Klebefilm wurde aus einem Polymersystem hergestellt, umfassend ein
Styrol/Acryl-Basispolymer, substituiert mit überstehender Elektronendonor-Funktionalität, einem
Acrylnitril/Butadien-Basispolymer,
substituiert mit überstehender
Elektronendonor-Funktionalität,
einem unabhängigen
Elektronenakzeptorharz, einem unabhängigen Elektronendonorharz,
wobei die verwendeten Komponenten und Gewichtsteile in Tabelle 4
identifiziert sind. Die Filmformulierung enthielt auch einen Radikalinitiator,
Füllstoff
und Adhäsionspromotoren.
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Die
Filmformulierung wurde hergestellt, indem die Komponenten unter
Rühren
in Methylethylketon gemischt wurden, gefolgt von einer Vakuumentgasung.
Der erhaltene Lack wurde zu einer Dicke von 2 mm auf ein 5 mm dickes,
Silikon-behandeltes Releasepapier aufgetragen und dann durch Erwärmen bei
100°C für 10 Minuten
unter Bildung eines partiell gehärteten
Klebefilms mit einer Dicke von 1 mm getrocknet.
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Beispiel 20.
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Ein
Klebefilm wurde aus einem Polymersystem, umfassend ein Acrylnitril/Butadien-Basispolymer,
substituiert mit überstehender
Elektronendonor-Funktionalität,
ein unabhängiges
Elektronenakzeptorharz, ein unabhängiges Elektronendonorharz
und ein Epoxid, hergestellt, wobei die verwendeten Komponenten und
Gewichtsteile in Tabelle 5 identifiziert sind. Die Filmbildung enthielt
auch einen Radikalinitiator, Härter
für das
Epoxid, Füllstoff
und Adhäsionspromotoren.
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Die
Filmformulierung wurde hergestellt, indem die Komponenten unter
Rühren
in Methylethylketon gemischt wurden, gefolgt von einer Vakuumentgasung.
Der erhaltene Lack wurde zu einer Dicke von 2 mm auf ein 5 mm dickes,
Silikon-behandeltes Releasepapier aufgetragen und dann durch Erwärmen bei
100°C für 10 Minuten
getrocknet, wobei ein partiell gehärteter Klebefilm mit einer
Dicke von 1 mm erhalten wurde.
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Beispiel 21.
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Ein
Klebefilm wurde aus einem Polymersystem, umfassend ein Acrylnitril/Butadien-Basispolymer,
substituiert mit überstehender
Elektronendonor-Funktionalität,
ein unabhängiges
Elektronenakzeptorharz, ein unabhängiges Elektronendonorharz
und ein Epoxid, hergestellt, wobei die verwendeten Komponenten und
Gewichtsteile in Tabelle 6 identifiziert sind. Die Filmbildung enthielt
auch einen Radikalinitiator, Härter
für das
Epoxid, Füllstoff
und Adhäsionspromotoren.
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Die
Filmformulierung wurde hergestellt, indem die Komponenten unter
Rühren
in Methylethylketon gemischt wurden, gefolgt von einer Vakuumentgasung.
Der erhaltene Lack wurde zu einer Dicke von 2 mm auf ein 5 mm dickes,
Silikon-behandeltes Releasepapier aufgetragen und dann durch Erwärmen bei
100°C für 10 Minuten
unter Bildung eines partiell gehärteten
Klebefilms mit einer Dicke von 1 mm getrocknet.
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Beispiel 22.
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Ein
Klebefilm wurde aus einem Polymersystem, umfassend ein Acrylnitril/Butadien-Basispolymer,
substituiert mit überstehender
Elektronenakzeptor-Funktionalität,
ein Styrol/Acryl-Basispolymer, substituiert mit überstehender Elektronendonor-Funktionalität, ein unabhängiges Elektronenakzeptorharz,
ein unabhängiges Elektronendonorharz,
hergestellt, wobei die Komponenten und Gewichtsteile, die verwendet
wurden, in Tabelle 7 identifiziert sind. Die Filmformulierung enthielt
auch einen Radikalinitiator.
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Die
Filmformulierung wurde durch Mischen der Komponenten in Methylethylketon
unter Rühren,
gefolgt von einer Vakuumentgasung, hergestellt. Der erhaltene Lack
wurde zu einer Dicke von 2 mm auf ein 5 mm dickes, Silikon-behandeltes
Releasepapier aufgetragen und dann durch Erwärmen bei 100°C für 10 Minuten
unter Bildung eines partiell getrockneten Klebefilms mit einer Dicke
von 1 mm getrocknet.
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KLEBEFILM-VERGLEICHSBEISPIEL
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Beispiel 23.
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Dieses
Beispiel offenbart einen Klebefilm, der mit einem Polymersystem
hergestellt wurde, das ein Acrylnitril/Butadien-Basispolymer und Epoxidharz und keine
Elektronendonor-Funktionalität
und keine Elektronenakzeptor-Funktionalität enthielt. Die Formulierung
enthielt auch ein Phenol-Novolakharz und Härtemittel. Die Formulierungskomponenten
und Gewichtsteile sind in Tabelle 8 offenbart.
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Die
Filmformulierung wurde hergestellt, indem die Komponenten unter
Rühren
in Methylethylketon gemischt wurden, worauf eine Vakuumentgasung
folgte. Der erhaltene Lack wurde zu einer Dicke von 2 mm auf ein
5 mm dickes, Silikon-behandeltes Releasepapier aufgetragen und dann
durch Erwärmen
bei 100°C
für 10 Minuten
unter Bildung eines partiell gehärteten
Klebefilms mit einer Dicke von 1 mm getrocknet.
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LEISTUNGSFÄHIGKEITSBEISPIELE
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Beispiel 24.
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Eine
Probe jedes Films, der in den Beispielen 16–22 und im Vergleichsbeispiel
23 hergestellt worden war, wurde verwendet, um einen Siliciumchip
mit 100 × 100
mm2 auf ein PI-Flex-Substrat bei 120°C in 5 Sekunden
zu kleben und bei 180°C
für 1 Minute
gehärtet.
Die Scherfestigkeit dieser blanken Verpackungen wurde bei 180°C auf einem
Dage Series 4000 Bondtester gemessen.
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Die
Resultate sind in Tabelle 9 offenbart und beweisen, dass die erfindungsgemäßen Filme
eine überlegene
Adhäsionsfestigkeit
haben.