KR20180029102A - 음이온성 경화성 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다이 부착 접착제, 코팅 및 언더필 재료를 포함하는 조성물을 제공하며, 이것은 전자장치 패키징 및 복합체 분야에서 유용하다. 구체적으로, 본 발명은 임의의 다른 경화 촉매의 부재하에 음이온성 경화 촉매의 첨가시 함께 경화하는 액체이며 용융점이 매우 낮은 에폭시-말레이미드 조성물을 제공한다.

Description

음이온성 경화성 조성물
이 출원은 2015년 8월 8일자 제출된 미국 임시출원 일련번호 62/202,823에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 이것의 전체 개시는 여기 참고로 포함된다.
본 발명은 열경화성 접착성 조성물 및 적용 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 에폭시 수지와 조합하여 말레이미드를 포함하는 새로운 음이온성 경화성, 소수성 제제에 관한 것이다. 이들 제제는 다양한 전자장치 용도뿐만 아니라 복합체에서 사용하기에 적합하다.
접착성 조성물, 특히 전도성 접착제는 반도체 패키지 및 마이크로전자장치 소자의 제작 및 조립에서 다양한 목적을 위해 사용된다. 접착성 조성물의 우세한 사용은 전자장치 요소, 예컨대 집적회로 칩을 리드 프레임 또는 다른 기판에 접합하는 것, 및 회로 패키지 또는 조립체를 프린티드 와이어 보드에 접합하는 것을 포함한다.
전자장치 패키징 용도에서 유용한 접착제는 전형적으로 양호한 기계 강도, 성분이나 캐리어에 영향을 미치지 않는 경화 특성, 및 마이크로전자장치 및 반도체 구성요소에 대한 적용과 양립성인 틱소트로피 특성(즉, 전형적으로 다이-부착 페이스트에 대해 4-6의 틱소트로피 지수)과 같은 특성을 나타낸다.
전자장치 패키징을 위한 접착성 조성물에 사용되는 경화성 모노머는 매우 바람직한 특성, 예컨대 소수성(즉, 압력 쿠커 시험 후 1% 미만의 수분 흡수); 낮은 이온 함량; 높은 열 안정성(즉, 300℃에서 1% 미만의 중량 손실 및 >400℃에서 분해 개시); 및 양호한 기계 강도를 가져야 한다.
저 점성 액체(즉, 10,000 cps 미만 또는 다이 부착 및 언더필의 경우 1,000 cps 미만)는 전형적으로 이들이 다른 성분들을 첨가할 수 있는 능력을 제공하고 최종 제제를 작업가능한 상태로 유지하며 표면에 쉽게 적용될 수 있기 때문에 접착성 제제를 위한 베이스로서 바람직하다. 다음에, 이들 제제는 구체적인 용도에 필요한 종류의 특성을 가져오기 위해 필요에 따라 미립자와 같은 적합한 필러와 함께 사용될 수 있다. 전도성 페이스트의 경우, 은, 구리 및 니켈과 같은 필러, 및 이들 금속으로 코팅된 나노입자가 적합하다. 비-전도성 페이스트의 경우, 실리카, 흑연, 질화붕소 및 TEFLON™(폴리테트라플루오로에틸렌 또는 PTFE) 등과 같은 필러가 적합할 수 있다.
전자장치 용도에서는 주로 투명한 논-필드 컨포말 코팅이 전자장치 구성요소를 보호하거나 캡슐화하기 위한 적합한 재료이다. 이 종류의 용도에서, 코팅은 충격에 의해 쉽게 손상될 수 있는 섬세한 와이어링, 및/또는 손상이나 부식에 민감한 회로망을 보호해야 한다.
솔더 리플로우(solder reflow)와 같은 전자장치 구성요소의 조립에서의 특정한 단계 동안 고온에 직면될 수 있다. 유사하게, 전자장치 구성요소의 작동 동안에도 열이 발생될 수 있다. 따라서, 접착제 및 코팅은 적어도 전자장치 구성요소의 조립 및 사용 동안 직면될 수 있는 온도에 대해 고온 저항성을 가질 필요가 있다.
전자장치 구성요소에서 접착제 및 코팅으로서 사용되는 재료는 또한 매우 소수성일 필요가 있다. 수분은 전자장치 구성요소의 가장 큰 적이다. 응축시 발견될 수 있는 이온성 불순물과 함께 수분은 부식으로 인해 전자장치 구성요소에 심한 손상을 야기할 수 있다.
언더필링(underfilling)과 같은 특정 용도에서, 매우 낮은 열 팽창 계수(CTE)(즉, 50ppm 근처 또는 그 이하)와 함께 매우 높은 유리전이 온도(Tg)(120℃ 미만)를 가진 재료가 필요하다. 다른 용도에서, 저 Tg(실온 근처 또는 그 아래)를 가진 더 연성인 재료가 필요하다. 이러한 연성 재료는 일반적으로 컨포말 코팅으로서 강성 재료보다 더 유용한데, 이들은 충격을 견디고 매우 저온에서도 가요성을 보유하기 때문이다.
전자장치 접착제는 또한 얇은 필름의 형태로 제조될 수 있다. 이들 필름 형태는 높은 정도의 소수성, 인성, 및 다양한 표면에 대한 강한 접착성을 필요로 한다. 접착성 필름에 대한 구체적인 요건은 다양할 수 있지만, 일반적으로 이들은 가요성이어야 하고, 매우 양호한 내화학성, 낮은 유전상수 및 낮은 유전 소산 인자, 및 높은 온도 저항성을 가져야 한다. 구리 클래드 라미네이트에서의 접착성 층; 히트 싱크 본딩; 리드 실링; 스트레스 흡수; 전자기 간섭(EMI) 및 라디오-주파수 간섭(RFI) 차폐; 및 구조 접합으로서의 사용을 포함하여 이들 필름에 대한 많은 용도가 있다.
전자장치 접착제를 위한 수지
매우 다양한 접착성 중합체, 수지 및 복합체가 전자장치 산업에서 사용되었다. 많은 다양한 말레이미드-종결 폴리이미드가 Designer Molecules, Inc.에 의해 이미 발명되었다. 이들 물질은 고온 안정성을 가지며 매우 소수성이고 상당한 내화학성을 가진다. 불행하게도, 이들은 일부 표면에 대해 접착성을 결여한다. 반면, 에폭시 수지는 대부분의 금속을 포함하는 매우 다양한 기판에 대해 놀라운 접착성을 가진다. 불행하게도, 에폭시 수지는 매우 소수성이지 않고, 이들은 고온에서는, 특히 전자장치에 대한 표준 압력-조리 시험(PCT)에서 직면되는 습기 있는 상태에 노출 후에는 접착성을 완전히 잃을 수 있다.
개선된 접착성 조성물, 특히 말레이미드-종결 폴리이미드와 에폭시의 유리한 특성들을 조합한 것들에 대한 필요가 계속되고 있다.
본 발명은 적어도 하나의 말레이미드를 포함하는 말레이미드 성분; 적어도 하나의 에폭시를 포함하는 에폭시 성분; 및 적어도 하나의 음이온성 경화 촉매를 포함하며, 단 자유-라디칼 개시제는 제제에 첨가되지 않는, 경화성 접착성 조성물을 제공한다. 특정 구체예에서, 조성물은 적어도 하나의 필러, 적어도 하나의 반응성 희석제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 구체예에서, 말레이미드 성분은 주위 온도에서 액체이다.
말레이미드 성분은 하기 구조를 가진 말레이미드를 포함한다:
Figure pct00001
여기서 Q는 치환 또는 미치환 알킬, 시클로알킬, 아릴, 다환, 헤테로환, 알켄일, 알킬렌, 옥시알킬, 에스테르, 폴리에스테르, 아미드, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에테르, 폴리우레탄 또는 실록산으로 구성되는 군으로부터 선택되고; R은 H, 또는 메틸로 구성되는 군으로부터 선택되고, n은 1 내지 약 10의 값을 가진 정수이다.
말레이미드 성분은 불포화 또는 불포화 다이머 디아민 단독의 또는 다른 말레이미드 및/또는 비스말레이미드와 조합된 비스말레이미드를 포함할 수 있다.
특정 양태에서, 말레이미드 성분은 다음으로 구성되는 군으로부터 선택된 구조를 가진 화합물을 포함한다:
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
또 다른 구체예에서, 말레이미드 성분은 디아민을 디앤하이드라이드와 접촉시킨 축합 생성물인 말레이미드-종결 폴리이미드, 예컨대 하기 구조식을 가진 화합물을 포함한다:
Figure pct00006
여기서 R'는 H 또는 메틸로 구성되는 군으로부터 선택되고; R 및 Q는 각각 독립적으로 치환 또는 미치환 지방족, 고리지방족, 방향족, 헤테로방향족, 폴리에테르, 또는 실록산 부분이고, n은 1 내지 약 10이다.
특정 구체예에서, R 및 Q는 각각 독립적으로 치환 또는 미치환 지방족, 고리지방족, 폴리에테르, 또는 실록산이다. 또 다른 구체예에서, R 및 Q 중 적어도 하나는 지방족, 고리지방족이다.
말레이미드-종결 폴리이미드는 다음으로 구성되는 군으로부터 선택된 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
에폭시 성분은 페닐 글리시딜 에테르; 크레실 글리시딜 에테르; 논일페닐 글리시딜 에테르; p-tert-부틸페닐 글리시딜 에테르; 비스페놀 A, 비스페놀 F, 에틸리덴비스페놀, 디하이드록시디페닐에테르, 비스(4-하이드록시페닐)설폰, 비스(하이드록시페닐)설파이드, 1,1-비스(하이드록시페닐)시클로헥산, 9,19-비스(4-하이드록시페닐)플루오렌, 1,1,1-트리스(하이드록시페닐)에탄, 테트라키스(4-하이드록시페닐)에탄, 트리하이드록시트리틸메탄, 4,4'-(1-알파-메틸벤질리덴)비스페놀, 4,4''-디하이드록시벤조페논, 디하이드록시 나프탈렌, 2,2''-디하이드록시-6,6''-디나프틸 디설파이드, 1,8,9-트리하이드록시안트라센, 레조르시놀, 카테콜 및 테트라하이드록시디페닐 설파이드 중 어느 것의 디글리시딜 또는 폴리글리시딜 에테르; 트리글리시딜-p-아미노페놀; N,N,N'',N''-테트라글리시딜-4,4''-디페닐메탄; 트리글리시딜 이소시아누레이트; 크레졸 폼알데하이드 축합물의 글리시딜 에테르; 페놀 폼알데하이드 축합물의 글리시딜 에테르; 크레졸 디시클로펜타디엔 부가 화합물의 글리시딜 에테르; 페놀 디시클로펜타디엔 부가 화합물의 글리시딜 에테르; 1,4-부탄디올의 디글리시딜 에테르; 디에틸렌 글리콜의 디글리시딜 에테르; 네오펜틸 글리콜의 디글리시딜 에테르; 시클로헥산 디메탄올의 디글리시딜 에테르; 트리시클로데칸 디메탄올의 디글리시딜 에테르; 트리메티올에탄 트리글리시딜 에테르; 트리메티올 프로판 트리글리시딜 에테르; 폴리글리콜의 글리시딜 에테르; 피마자유의 폴리글리시딜 에테르; 폴리옥시프로필렌 디글리시딜 에테르 및 방향족 아민의 글리시딜 유도체로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
특정 양태에서, 에폭시 성분은 에폭시-종결 폴리디메틸실록산, 및 에폭시-관능화 시클로실록산으로 구성되는 군으로부터 선택된다. 전형적으로, 에폭시 성분은 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 90 중량%, 약 5 내지 약 50 중량%, 또는 약 10 내지 약 25 중량%를 포함할 수 있다.
음이온성 경화 촉매는 이미다졸; 1-벤질-2-페닐이미다졸(1B2PZ); 1-벤질-2-메틸이미다졸(1B2MZ); 2-페닐-4-메틸이미다졸(2P4MZ); 2-페닐이미다졸(2PZ); 2-에틸-4-메틸이미다졸(2E4MZ); 1,2-디메틸이미다졸(1.2DMZ); 2-헵타데실이미다졸(C17Z); 2-운데실이미다졸(C11Z); 2-메틸이미다졸(2MZ); 이미다졸(SIZ); 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸(2MZ-CN); 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸(C11Z-CN); 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸(2E4MZ-CN); 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸(2PZ-CN); 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨-트리멜리테이트(2PZCNS-PW); 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨-트리멜리테이트(C11Z-CNS); 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(2E4MZ-A); 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(C11Z-A); 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(2MZA-PW); 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(2MZ-A); 2-페닐이미다졸이소시아누르산 애덕트(2PZ-OK); 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 애덕트 탈수물(2MA-OK); 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸(2P4MHZ-PW); 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸(2PHZ-PW); 1-도데실-2-메틸-3-벤질이미다졸륨 클로라이드(SFZ); 2,3-디하이드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸(TBZ); 2-페닐이미다졸린(2PZL-T); 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-1,3,5-트리아진(MAVT); 2,4-디아미노-6-비닐-1,3,5-트리아진이소시아누르산 애덕트(OK); 2,4-디아미노-6-비닐-1,3,5-트리아진(VT); 이미다졸-4-카복사알데하이드(4FZ); 2-페닐이미다졸-4-카복사알데하이드(2P4FZ); 이미다졸-2 카복사알데하이드(2FZ); 이미다졸-4-카보니트릴(4CNZ); 2-페닐이미다졸-4-카보니트릴(2P4CNZ); 4-하이드록시메틸이미다졸 염산염(4HZ-HCL); 2-하이드록시메틸이미다졸 염산염(2HZ-HCL); 이미다졸-4-카복실산(4GZ); 이미다졸-4-디티오카복실산(4SZ); 이미다졸-4-티오카복사미드(4TZ); 2-브로모이미다졸(2BZ); 2-머캡토이미다졸(2SHZ); 1,2,4-트리아졸-1-카복사미딘 염산염(TZA); (t-부톡시카보닐이미노-[1,2,4]트리아졸-1-일-메틸)-카밤산 t-부틸 에스테르(TZA-BOC); 티아졸-2-카복사알데하이드(2FTZ); 티아졸-4-카복사알데하이드(4FTZ); 티아졸-5-카복사알데하이드(5FTZ); 옥사졸-2-카복사알데하이드(2FOZ); 옥사졸-4-카복사알데하이드(4FOZ); 옥사졸-5-카복사알데하이드(5FOZ); 피라졸-4-카복사알데하이드(4FPZ); 피라졸-3-카복사알데하이드(3FPZ); 1-아자비시클로[2.2.2]옥탄(ABCO); 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄(DABCO); 1,5-디아자비시클로[4.3.0]논-5-엔(DBN); 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데크-7-엔(DBU); 1,5,7-트리아자비시클로[4.4.0]데크-5-엔(TBD); 7-메틸-1,5,7-트리아자비시클로[4.4.0]데크-5-엔(MTBD); 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(PMP); 및 4-(디메틸아미노)-1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
전형적으로, 음이온성 경화 촉매 성분은 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 10 중량% 또는 0.5 내지 약 5 중량%를 포함한다.
반응성 희석제는, 존재할 때, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 스티렌류, 이소프로펜일벤젠 유도체, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 말레에이트, 신나메이트, 비닐 피리딘; 알데하이드; 에피설파이드, 시클로실록산, 옥세탄, 락톤, 아크릴로니트릴, 시아노아크릴레이트, 비닐 케톤, 아크롤레인, 비닐 설폰, 비닐 설폭사이드, 비닐 실란, 글리시돌, 이소시아네이트 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
반응성 희석제는 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.
필러는, 존재할 때, 예를 들어 실리카, 퍼플루오로카본, 마이카, 탄소, 은, 은 합금, 구리 합금, 금속 합금, 질화붕소, 다면체 올리고머 실세스퀴옥산, 탄산칼슘 또는 이들의 조합일 수 있다.
필러는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0 to 90 중량%를 포함할 수 있다.
특정 구체예에서, 접착성 조성물은 납 프레임에 규소 다이를 접합하기에 적합한 다이-부착 페이스트, 예컨대 조성물의 경화된 알리쿼트가, 예를 들어 260℃에서 적어도 약 5.2 kg-힘의 전단 강도를 가질 수 있는 조성물이다.
다른 구체예에서, 접착성 조성물은 저 유전 가요성 구리 클래드 라미네이트를 형성하기 위해 구리 호일을 함께 접합하기에 적합한 접착제, 예컨대 조성물의 경화된 알리쿼트가 약 3.9 아래의 유전 상수, 적어도 약 150℃의 Tg, 및 약 60ppm/℃ 미만의 CTE를 갖는 조성물이다.
다른 구체예에서, 접착성 조성물은 폴리실록산, 흄드 실리카, 흄드 알루미나, 흄드 이산화티타늄, 탄산칼슘, 폴리퍼플루오로카본, 실리카, 그래파이트, 질화붕소, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 이들의 혼합물과 같은 절연 필러를 포함하는 전기 절연 접착제이다.
다른 구체예에서, 접착성 조성물은 플립 칩을 제조하는데 사용하기에 적합한 언더필이며, 여기서 조성물의 경화된 알리쿼트는 적어도 약 120의 Tg 및 이 Tg 아래에서 적어도 약 60ppm의 CTE를 가진다.
또 다른 구체예에서, 접착성 조성물은 마이크로일렉트로닉스 조립체를 보호하기에 적합한 가요성 컨포말 코팅이며, 여기서 조성물의 경화된 알리쿼트는 약 50℃ 아래의 Tg를 가지거나, 또는 금속 부분들을 함께 접합시키기에 적합한 접착제이며, 여기서 조성물은 에폭시 성분을 약 10 중량% 내지 약 20 중량%를 포함한다.
또한, 본 발명에 의해서 여기 개시된 접착성 조성물의 음이온적으로 경화된 알리쿼트를 포함하는 조성물이 제공된다.
본 발명은 또한 말레이미드-함유 조성물에 에폭시를 첨가하는 단계; 조성물 중의 자유-라디칼 개시제를 적어도 하나의 음이온성 경화 촉매로 대체함으로써 말레이미드-함유 조성물의 접착성을 증가시키는 단계를 포함하는, 말레이미드-함유 조성물의 접착성을 증가시키는 방법을 제공한다.
또 다른 구체예에서, 본 발명은 (a) 적어도 하나의 비말레이미드를 포함하는 비스말레이미드 성분; (b) 적어도 하나의 에폭시 수지; (c) 적어도 하나의 음이온성 경화 촉매; (d) 적어도 하나의 아크릴 반응성 희석제; (e) 은 필러; 및 (f) 적어도 하나의 실란 커플링제를 포함하는, 전기 전도성 다이 부착 접착성 조성물을 제공한다.
특정 양태에서, 비스말레이미드 성분은, 예를 들어 포화 다이머 디아민 또는 불포화 다이머 디아민의 비스말레이미드일 수 있다. 다른 양태에서, 에폭시 수지 성분은, 예를 들어 N,N-디글리시딜-4-글리시딜옥시아닐린일 수 있다. 또 다른 양태에서, 음이온성 경화 촉매는, 예를 들어 2-페닐이미다졸일 수 있다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 아크릴 반응성 희석제는 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트일 수 있고, 은 필러 성분은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 85 중량 퍼센트일 수 있다. 추가의 양태에서, 실란 커플링제는 아미노프로필트리메톡시실란, 아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 글리시독시프로필트리메톡시실란, (3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 및 N-페닐아미노프로필트리메톡시실란으로 구성되는 군으로부터 선택된다.
도 1은 180℃에서 1시간 동안 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸과 함께 경화된, 90 wt% BMI-689 수지 및 10 wt% EPON™-863 에폭시 수지의 샘플의 동적 TGA 흔적(10℃/min)을 도시한다.
도 2는 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸을 가진 BMI-689의 용액에 대한 DSC 분석 흔적(10℃/min) 및 경화 프로파일을 도시한다.
도 3은 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸을 가진 4 당량의 BMI-689 및 1 당량의 EPON™-863 에폭시 수지의 용액에 대한 DSC 분석 흔적(10℃/min) 및 경화 프로파일을 도시한다.
도 4는 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸을 가진 3 당량의 BMI-689 및 1 당량의 EPON-863 에폭시 수지의 용액에 대한 DSC 분석 흔적(10℃/min) 및 경화 프로파일을 도시한다.
도 5는 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸을 가진 2 당량의 BMI-689 및 1 당량의 EPON™-863 에폭시 수지의 용액에 대한 DSC 분석 흔적(10℃/min) 및 경화 프로파일을 도시한다.
도 6은 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸을 가진 1 당량의 BMI-689 및 1 당량의 EPON™-863 에폭시 수지의 용액에 대한 DSC 분석 흔적(10℃/min) 및 경화 프로파일을 도시한다.
도 7은 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸을 가진 1 당량의 BMI-689 및 2 당량의 EPON™-863 에폭시 수지의 용액에 대한 DSC 분석 흔적(10℃/min) 및 경화 프로파일을 도시한다.
도 8은 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸을 가진 1 당량의 BMI-689 및 3 당량의 EPON™-863 에폭시 수지의 용액에 대한 DSC 분석 흔적(10℃/min) 및 경화 프로파일을 도시한다.
도 9는 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸을 가진 EPON™-863 에폭시 수지의 용액에 대한 DSC 분석 흔적(10℃/min) 및 경화 프로파일을 도시한다.
전술한 일반적인 설명과 이후의 상세한 설명은 모두 예시 및 설명으로만 이해되어야 하며, 청구된 발명을 제한하지 않는다. 여기 사용된 단수형은 구체적으로 달리 언급되지 않는다면 복수형을 포함한다. 여기 사용된 "또는"은 달리 언급되지 않는다면 "및/또는"을 의미한다. 또한, 용어 "포함하는"뿐만 아니라 "포함한다" 및 "포함된"과 같은 다른 형태의 사용은 제한하는 것이 아니다.
여기 사용된 표제는 목적에 따른 조직화를 위해 사용되며, 설명된 주제를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
구체적인 정의가 제공되지 않는다면, 여기 설명된 실험실 과정 및 분석화학, 합성 유기 및 무기 화학의 기술과 관련하여 이용된 명명법들은 "IUPAC Compendium of Chemical Terminology: IUPAC Recommendations (The Gold Book)"(McNaught ed.; International Union of Pureand Applied Chemistry, 2nd Ed 1997) 및 "Compendium of Polymer Terminology 및 Nomenclature: IUPAC Recommendations 2008"(Jones et al., eds; International Union of Pureand Applied Chemistry, 2009)에 제시된 것들과 같은 본 분야에 알려진 것들이다. 표준 화학 기호들은 이러한 기호로 표시되는 전체 명칭과 상호 교환하여 사용된다. 따라서, 예를 들어 용어 "수소" 및 "H"는 동일한 의미를 갖는 것으로 이해된다. 표준 기술은 화학 합성, 화학 분석 및 조제에 사용될 수 있다.
정의
여기 사용된 "약"은 "약"으로서 언급된 수가 그 인용된 수의 인용된 수 플러스 또는 마이너스 1-10%를 포함한다는 것을 의미한다. 예를 들어, "약" 100도는 상황에 따라서 95-105도 또는 겨우 99-101도를 의미할 수 있다. 여기 언제든 드러나듯이 "1 내지 20"의 수치 범위는 주어진 범위의 각 정수를 말한다. 예를 들어, "1 내지 20개 탄소 원자"는 알킬 기가 단지 1개 탄소 원자, 2개 탄소 원자, 3개 탄소 원자 등, 20개 탄소 원자를 포함하여 최대 20개 탄소 원자를 함유할 수 있다는 것을 의미한다(용어 "알킬"은 또한 탄소 원자의 수치 범위가 지정되지 않은 예들을 포함하지만). 여기 설명된 범위가 "1.2% 내지 10.5%"와 같은 소수값을 포함하는 경우, 그 범위는 주어진 범위에 제시된 가장 작은 증분의 각 소수값을 말한다. 예를 들어, "1.2% 내지 10.5%"는 퍼센트가 1.2%, 1.3%, 1.4%, 1.5% 등, 10.5%를 포함하여 최대 10.5%일 수 있음을 의미하고, "1.20% 내지 10.50%"는 퍼센트가 1.20%, 1.21%, 1.22%, 1.23% 등 10.50%를 포함하여 최대 10.50%일 수 있음을 의미한다.
여기 사용된 용어 "실질적으로"는 상당한 규모 또는 정도를 말한다. 예를 들어, "실질적으로 전부"는 전형적으로 적어도 약 90%, 자주 적어도 약 95%, 주로 적어도 99%, 및 더욱 주로 적어도 약 99.9%를 말한다.
여기 사용된 "접착제" 또는 "접착성 화합물"은 2개의 물체를 함께 접착시키거나 접합시킬 수 있는 임의의 물질을 말한다. "접착성 조성물" 또는 "접착성 제제"의 정의에는 그 조성물 또는 제제가 접착성 모노머, 올리고머, 및/또는 폴리머를 다른 물질과 함께 포함할 수 있는 둘 이상의 종, 성분 또는 화합물의 조합 또는 혼합물이라는 사실이 내포되지만, "접착성 화합물"은 단일 종, 예컨대 접착성 폴리머 또는 올리고머를 말한다.
더 구체적으로, 접착성 조성물은 혼합물 중의 개별 성분이 혼합물을 구성하는 원래 개별 성분의 화학적 및 물리적 특징을 보유하는 미경화 혼합물을 말한다. 접착성 조성물은 전형적으로 가단성이며, 물체에 적용됨으로써 다른 물체에 접합될 수 있는 액체, 페이스트, 겔 또는 다른 형태일 수 있다.
여기 사용된 "복합체"는 주로 유의하게 상이한 물리적 또는 화학적 특성을 가진 둘 이상의 상이한 구성요소 물질로부터 제조된 접착제 또는 다른 물질을 말한다.
"경화된 접착제", "경화된 접착성 조성물" 또는 "경화된 접착성 화합물"은 원래 화합물(들) 또는 혼합물(들)이 고체, 실질적으로 비-유동 물질로 변형되는 화학적 및/또는 물리적 변화를 겪은 반응성 경화성 또는 원래 화합물(들) 또는 그들의 혼합물(들)로부터 얻어진 접착성 성분 및 혼합물을 말한다. 전형적인 경화 과정은 가교결합을 수반할 수 있다.
"경화성"은 원래 화합물(들) 또는 조성물 물질(들)이 화학 반응, 가교결합, 방사선 가교결합 등에 의해 고체, 실질적으로 비-유동 물질로 변형될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명의 접착성 조성물은 경화성이지만, 달리 언급되지 않는다면 원래 화합물(들) 또는 조성물 물질(들)은 경화되지 않는다.
여기 사용된 "열가소성"은 가열되었을 때 적합한 용매에서 용해하거나 액체로 용융하고 충분히 냉각되었을 때는 고체, 주로 취약한 유리질 상태로 동결할 수 있는 화합물, 조성물 또는 다른 물질(예를 들어, 플라스틱)의 능력을 말한다.
여기 사용된 "열경화성"은 비가역적으로 "경화"하여 비-경화된 생성물에 비해 더 큰 강도 및 더 적은 용해성을 가진 단일 3-차원 망구조를 가져오는 화합물, 조성물 또는 다른 물질의 능력을 말한다. 열경화성 물질은 전형적으로, 예를 들어 열(예를 들어, 200℃ 이상), 화학 반응(예를 들어, 에폭시 개환, 자유-라디칼 중합 등) 또는 조사(예를 들어, 가시광선, UV 광선, 전자빔 방사선, 이온빔 방사선, 또는 엑스레이 조사)를 통해서 경화될 수 있는 중합체이다.
열경화성 물질, 예컨대 열경화성 중합체 또는 수지는 전형적으로 경화 전에는 액체 또는 가단성 형태이며, 따라서 그것의 최종 형태로 성형되거나 형상화되고 및/또는 접착제로서 사용될 수 있다. 경화는 열경화성 수지를 견고한 불용해성 및 불용성 고체로 변형하거나 또는 가교결합 과정에 의해 고무로 변형한다. 따라서, 화학 활성 부위(예를 들어, 불포화 또는 에폭시 부위)에서 분자 사슬이 반응하여 중합체 사슬들이 결합해서 견고한 3D 구조가 되도록 하는 에너지 및/또는 촉매가 전형적으로 첨가된다. 가교결합 과정은 더 높은 분자량 및 결과의 더 높은 용융점을 가진 분자를 형성한다. 반응 동안 중합체의 분자량이 용융점이 주위의 주변 온도보다 높게 되는 지점까지 증가했을 때 중합체는 고체 물질이 된다.
여기 사용된 "가교결합"은 원소, 분자군, 화합물 또는 다른 올리고머나 폴리머의 브릿지에 의한 둘 이상의 올리고머 또는 더 긴 폴리머 사슬의 부착을 말한다. 가교결합은 가열 또는 빛 노출시 일어날 수 있다. 일부 가교결합 과정은 또한 실온이나 더 낮은 온도에서 일어날 수 있다. 가교결합 밀도가 증가됨에 따라 물질의 특성은 열가소성에서 열경화성으로 변화될 수 있다.
여기 사용된 "다이" 또는 "반도체 다이"는 기능적 회로가 그 위에 제작되는 반도체 물질의 작은 블록을 말한다.
"플립-칩" 반도체 소자는 반도체 다이가 와이어링 기판, 예컨대 세라믹 또는 유기 인쇄회로기판에 직접 장착된 것이다. 일반적으로 솔더 범프 형태의 반도체 다이 상의 전도성 단자가 와이어 본드, 테이프-자동 본딩(TAB) 등의 사용 없이 기판 상의 와이어링 패턴에 직접 물리적으로 전기적으로 접속된다. 기판과의 접속을 만드는 전도성 솔더 범프가 다이 또는 칩의 활성 표면에 있기 때문에 다이는 페이스-다운 방식으로 장착되고, 이로써 "플립-칩"으로 명명된다.
"언더필", "언더필 조성물" 및 "언더필 물질"은 상호 교환하여 사용되며, 반도체 구성요소, 예컨대 반도체 다이와 기판 사이의 갭을 메우는데 사용되는 물질, 전형적으로 중합성 조성물을 말한다. "언더필링"은 언더필 조성물을 반도체 구성요소-기판 인터페이스에 적용함으로써 구성요소와 기판 사이의 갭을 메우는 과정을 말한다.
용어 "모노머"는 중합 또는 공중합을 겪을 수 있고, 이로써 거대분자(중합체)의 본질적인 구조에 구성요소 단위를 기여하는 분자를 말한다.
용어 "프리-폴리머(pre-polymer)"는 모노머와 더 높은 분자량의 중합체 사이의 분자 질량 상태 중간체로 반응된 모노머 또는 모노머들의 조합을 말한다. 프리-폴리머는 이들이 함유하는 반응성 기를 통해서 충분히 경화된 고 분자량 상태로 더 중합될 수 있다. 반응성 중합체와 미반응된 모노머의 혼합물이 또한 "수지"로 언급될 수 있으며, 여기 사용된 "수지"는 전형적으로 반응성 기를 가진 프리-폴리머를 함유하는 물질을 말한다. 일반적으로, 수지는 단일 타입 또는 부류의 프리-폴리머, 예컨대 에폭시 수지 및 비스말레이미드 수지이다.
"중합체" 및 "중합체 화합물"은 여기서 상호 교환하여 사용되며, 일반적으로 단일 화학 중합 반응의 조합된 생성물을 말한다. 중합체는 모노머 서브유닛들을 공유 결합된 사슬로 조합함으로써 생성된다. 오직 한 가지 타입의 모노머만을 함유하는 중합체는 "동종중합체"로서 알려져 있고, 모노머의 혼합물을 함유하는 중합체는 "공중합체"로서 알려져 있다.
용어 "공중합체"는 2개의 모노머 종의 공중합에 의해 얻어진 생성물, 3개의 모노머 종으로부터 얻어진 것들(터폴리머), 4개의 모노머 종으로부터 얻어진 것들(쿼터폴리머) 등을 포함한다. 화학적 방법에 의해 합성된 공중합체는, 제한은 아니지만 다음의 타입의 모노머 배열을 가진 분자를 포함한다는 것이 본 분야에 잘 알려져 있다:
또한, 본 발명에 따른 중합체 사슬의 길이는 전형적으로 특정 반응에 의해 생성된 범위 또는 평균 크기에 걸쳐서 변할 것이다. 당업자는, 예를 들어 주어진 반응에서 생성된 중합체 사슬의 평균 길이를 제어하는 방법 및 또한 이들이 합성된 후 중합체의 크기를 선택하는 방법을 알고 있을 것이다.
더 제한적인 용어가 사용되지 않는다면, 중합체는 동종중합체, 및 모노머 서브유닛의 임의의 배열을 가진 공중합체뿐만 아니라 둘 이상의 배열을 가진 개별 분자를 함유하는 공중합체를 포함하는 것이 의도된다. 길이와 관련하여, 달리 나타내지 않는다면, 여기 설명된 중합체에 대해 인용된 임의의 길이 제한은 중합체에 존재하는 개별 분자의 길이의 평균으로서 고려되어야 한다.
여기 사용된 "열가소성 엘라스토머" 또는 "TPE"는 열가소성 특성과 엘라스토머성 특성을 둘 다 가진 물질로 구성된 공중합체의 부류를 말한다.
여기 사용된 "하드 블록" 또는 "하드 세그먼트"는 고 용융점(Tm) 또는 Tg 덕택으로 실온에서 단단한 공중합체의 블록(전형적으로 열가소성 엘라스토머)를 말한다. 반면, "소프트 블록" 또는 "소프트 세그먼트"는 실온 아래의 Tg를 가진다.
여기 사용된 "올리고머" 또는 "올리고머성"은 유한하며 중간 정도의 수의 반복되는 모노머 구조 단위를 가진 중합체를 말한다. 본 발명의 올리고머는 전형적으로 약 2 내지 약 100의 반복 모노머 단위; 자주 2 내지 약 30의 반복 모노머 단위; 및 주로 2 내지 약 10의 반복 모노머 단위를 가지며, 일반적으로 최대 약 3,000의 분자량을 가진다.
여기 사용된 "지방족"은 임의의 알킬, 알켄일, 시클로알킬, 또는 시클로알켄일 부분을 말한다.
여기 사용된 "방향족 탄화수소" 또는 "방향족"은 하나 이상의 벤젠 고리를 가진 화합물을 말한다.
여기 사용된 "알칸"은 오직 하나의 결합을 가진 포화 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 탄화수소를 말한다. 알칸은 일반식 CnH2n +2를 가진다.
"시클로알칸"은 그것의 구조에 하나 이상의 고리를 가진 알칸을 말한다.
여기 사용된 "알킬"은 1 내지 최대 약 500개 탄소 원자를 가진 직쇄 또는 분지쇄 하이드로카빌 기를 말한다. "저급 알킬"은 일반적으로 1 내지 6개 탄소 원자를 가진 알킬 기를 말한다. 용어 "알킬" 및 "치환된 알킬"은 각각 치환된 및 미치환된 C1-C500 직쇄 포화 지방족 탄화수소 기, 치환된 및 미치환된 C2-C200 직쇄 불포화 지방족 탄화수소 기, 치환된 및 미치환된 C4-C100 분지된 포화 지방족 탄화수소 기, 치환된 및 미치환된 C1-C500 분지된 불포화 지방족 탄화수소 기를 포함한다.
예를 들어, "알킬"의 정의는, 제한은 아니지만 메틸(Me), 에틸(Et), 프로필(Pr), 부틸(Bu), 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 논일, 데실, 운데실, 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 헥센일, 헵텐일, 옥텐일, 노넨일, 데센일, 운데센일, 이소프로필(i-Pr), 이소부틸(i-Bu), tert-부틸(t-Bu), sec-부틸(s-Bu), 이소펜틸, 네오펜틸, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로펜텐일, 시클로헥센일, 시클로헵텐일, 시클로옥텐일, 메틸시클로프로필, 에틸시클로헥센일, 부텐일시클로펜틸, 트리시클로데실, 아다만틸, 노르보르닐 등을 포함한다.
"치환된 알킬"은, 제한은 아니지만 알킬, 알켄일, 알킨일, 하이드록시, 옥소, 알콕시, 머캡토, 시클로알킬, 치환된시클로알킬, 헤테로환, 치환된 헤테로환, 아릴, 치환된아릴(예를 들어, 아릴C1 -10 알킬 또는 아릴C1 -10 알킬옥시), 헤테로아릴, 치환된헤테로아릴(예를 들어, 헤테로아릴C1 -10 알킬), 아릴옥시, 치환된아릴옥시, 할로겐, 할로알킬(예를 들어,트리할로메틸), 시아노, 니트로, 니트론, 아미노, 아미도, 카바모일, =O, =CH-, -C(O)H, -C(O)O-, -C(O)-, -S-, -S(O)2, -OC(O)-O-, -NR-C(O), -NR-C(O)-NR, -OC(O)-NR(여기서 R은 H 또는 저급 알킬, 아실, 옥시아실, 카복실, 카바메이트, 설포닐, 설폰아미드, 설푸릴, C1-10 알킬티오, 아릴C1 -10 알킬티오, C1-10 알킬아미노, 아릴C1 -10 알킬아미노, N-아릴-N-C1-10 알킬아미노, C1-10 알킬카보닐, 아릴C1-10 알킬카보닐, C1-10 알킬카복시, 아릴 C1-10 알킬카복시, C1- 10알킬 카보닐아미노, 아릴 C1-10 알킬카보닐아미노, 테트라하이드로푸릴, 몰폴린일, 피페라진일, 및 하이드록시피론일을 포함하는 치환체를 지닌 알킬 부분을 말한다.
이에 더하여, 여기 사용된 "C36"은 최대 3개의 탄소-탄소 이중결합을 백본에 가진 분지된 이성질체 및 고리형 이성질체를 포함하여, 36개 탄소 지방족 부분의 모든 가능한 구조 이성질체를 말한다. "C36"의 정의가 말하는 부분의 한 비제한적 예는 시클로헥산-기반 코어 및 코어에 부착된 4개의 긴 "암"을 포함하는 부분이며, 다음의 구조에 의해 나타낸다:
Figure pct00015
여기 사용된 "시클로알킬"은 탄소 원자를 약 3개 내지 최대 약 20개 탄소 원자, 전형적으로 약 3개 내지 약 15개의 범위로 함유하는 고리형 고리-함유 기를 말한다. 특정 구체예에서, 시클로알킬 기는 약 4개 내지 최대 약 12개 탄소 원자의 범위를 가지고, 또 다른 구체예에서 시클로알킬 기는 약 5 내지 최대 약 8개 탄소 원자의 범위를 가진다. "치환된 시클로알킬"은 아래 제시된 하나 이상의 치환체를 더 지닌 시클로알킬 기를 말한다.
여기 사용된 용어 "아릴"은 안정한 공유 결합을 형성할 수 있는 임의의 고리 위치에서 공유 부착된 미치환된, 모노-, 디- 또는 트리-치환된 1환, 다환, 비아릴 방향족 기를 나타내며, 특정한 바람직한 부착 지점은 당업자에게 명백하다(예를 들어, 3-페닐, 4-나프틸 등). 아릴 치환체는 독립적으로 할로, -OH, -SH, -CN, -NO2, 트리할로메틸, 하이드록시피론일, C1- 10알킬, 아릴C1 - 10알킬, C1- 10알킬옥시C1 - 10알킬, 아릴C1-10알킬옥시C1-10알킬, C1- 10알킬티오C1 - 10알킬, 아릴C1 - 10알킬티오C1 - 10알킬, C1-10알킬아미노C1-10알킬, 아릴C1 - 10알킬아미노C1 - 10알킬, N-아릴-N-C1- 10알킬아미노C1 - 10알킬, C1-10알킬카보닐C1-10알킬, 아릴 C1- 10알킬카보닐C1 - 10알킬, C1- 10알킬카복시C1 - 10알킬, 아릴C1-10알킬카복시C1-10알킬, C1- 10알킬카보닐아미노C1 - 10알킬, 및 아릴C1 - 10알킬카보닐아미노C1-10알킬로 구성되는 군으로부터 선택된다.
"아릴"의 정의에 의해 포함되는 부분의 일부 구체적인 예들은, 제한은 아니지만 페닐, 비페닐, 나프틸, 디하이드로나프틸, 테트라하이드로나프틸, 인덴일, 인단일, 아줄렌일, 안트릴, 페난트릴, 플루오렌일, 피렌일 등을 포함한다. "치환된 아릴"은 아래 제시된 하나 이상의 치환체를 더 지닌 아릴 기를 말한다.
여기 사용된 "아릴렌"은 2가 아릴 부분을 말한다. "치환된 아릴렌"은 상기 제시된 하나 이상의 치환체를 지닌 아릴렌 부분을 말한다.
여기 사용된 "알킬아릴"은 알킬-치환된 아릴 기를 말하고, "치환된 알킬아릴"은 아래 제시된 하나 이상의 치환체를 더 지닌 알킬아릴 기를 말한다.
여기 사용된 "아릴알킬"은 아릴-치환된 알킬 기를 말하고, "치환된 아릴알킬"은 아래 제시된 하나 이상의 치환체를 더 지닌 아릴알킬 기를 말한다. 일부 예들은, 제한은 아니지만 (4-하이드록시페닐)에틸, 또는 (2-아미노나프틸) 헥센일을 포함한다.
여기 사용된 "아릴알켄일"은 아릴-치환된 알켄일 기를 말하고, "치환된 아릴알켄일"은 아래 제시된 하나 이상의 치환체를 더 지닌 아릴알켄일 기를 말한다.
여기 사용된 "아릴알킨일"은 아릴-치환된 알킨일 기를 말하고, "치환된 아릴알킨일"은 아래 제시된 하나 이상의 치환체를 더 지닌 아릴알킨일 기를 말한다.
여기 사용된 "아로일"은 벤조일과 같은 아릴-카보닐 종을 말하고, "치환된 아로일"은 아래 제시된 하나 이상의 치환체를 더 지닌 아로일 기를 말한다.
여기 사용된 "헤테로"는 N, O, Si 및 S와 같은 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 기 또는 부분을 말한다. 따라서, 예를 들어 "헤테로환"은 고리 구조의 일부로서 예를 들어 N, O, Si 또는 S를 가지고, 3 내지 최대 14개 탄소 원자의 범위를 가진 고리형(즉, 고리-함유) 기를 말한다. "헤테로아릴" 및 "헤테로알킬" 부분은 각각 그것의 구조의 일부로서 예를 들어 N, O, Si 또는 S를 함유하는 아릴 및 알킬 기이다. 용어 "헤테로아릴", "헤테로시클" 또는 "헤테로환"은 고리 내에 1 내지 8개 탄소 원자와 질소, 황 또는 산소로부터 선택된 1 내지 4개 헤테로원자를 가진 단일 고리 또는 다중 축합 고리를 가진 1가 불포화 고리를 말한다.
헤테로아릴의 정의는, 제한은 아니지만 티엔일, 벤조티엔일, 이소벤조티엔일, 2,3-디하이드로벤조티엔일, 푸릴, 피란일, 벤조푸란일, 이소벤조푸란일, 2,3-디하이드로벤조푸란일, 피롤일, 피롤일-2,5-디온, 3-피롤린일, 인돌일, 이소인돌일, 3H-인돌일, 인돌린일, 인돌리진일, 인다졸일, 프탈이미딜(또는 이소인돌리-1,3-디온), 이미다졸일. 2H-이미다졸린일, 벤즈이미다졸일, 피리딜, 피라진일, 피라다진일, 피리미딘일, 트리아진일, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 4H-퀴놀리진일, 신놀린일, 프탈라진일, 퀴나졸린일, 퀸옥살린일, 1,8-나프티리딘일, 프테리딘일, 카바졸릴, 아크리딘일, 페나진일, 페노티아진일, 페녹사진일, 크로만일, 벤조디옥솔릴, 피페론일, 퓨린일, 피라졸일, 트리아졸일, 테트라졸일, 티아졸일, 이소티아졸일, 벤즈티아졸일, 옥사졸일, 이속사졸일, 벤족사졸일, 옥사디아졸일, 티아디아졸일, 피롤리딘일-2,5-디온, 이미다졸리딘일-2,4-디온, 2-티옥소-이미다졸리딘일-4-온, 이미다졸리딘일-2,4-디티온, 티아졸리딘일-2,4-디온, 4-티옥소-티아졸리딘일-2-온, 피페라진일-2,5-디온, 테트라하이드로-피리다진일-3,6-디온, 1,2-디하이드로-[1,2,4,5]테트라진일-3,6-디온, [1,2,4,5]테트라지난일-3,6-디온, 디하이드로-피리미딘일-2,4-디온, 피리미딘일-2,4,6-트리온, 1H-피리미딘일-2,4-디온, 5-요도-1H-피리미딘일-2,4-디온, 5-클로로-1H-피리미딘일-2,4-디온, 5-메틸-1H-피리미딘일-2,4-디온, 5-이소프로필-1H-피리미딘일-2,4-디온, 5-프로핀일-1H-피리미딘일-2,4-디온, 5-트리플루오로메틸-1H-피리미딘일-2,4-디온, 6-아미노-9H-퓨린일, 2-아미노-9H-퓨린일, 4-아미노-1H-피리미딘일-2-온, 4-아미노-5-플루오로-1H-피리미딘일-2-온, 4-아미노-5-메틸-1H-피리미딘일-2-온, 2-아미노-1,9-디하이드로-퓨린일-6-온, 1,9-디하이드로-퓨린일-6-온, 1H-[1,2,4]트리아졸일-3-카복실산 아미드, 2,6-디아미노-N.sub.6-시클로프로필-9H-퓨린일, 2-아미노-6-(4-메톡시페닐설판일)-9H-퓨린일, 5,6-디클로로-1H-벤조이미다졸일, 2-이소프로필아미노-5,6-디클로로-1H-벤조이미다졸일, 2-브로모-5,6-디클로로-1H-벤조이미다졸일 등을 포함한다. 또한, 용어 "포화된 헤테로환"은 안정한 공유 결합을 형성할 수 있는 임의의 고리 위치에서 공유 부착된 미치환된, 모노-, 디- 또는 트리-치환된 1환, 다환 포화 헤테로환 기를 표시하며, 특정한 바람직한 부착 지점은 당업자에게 명백하다(예를 들어, 1-피페리딘일, 4-피페라진일 등).
헤테로-함유 기는 또한 치환될 수 있다. 예를 들어, "치환된 헤테로환"은 하나 이상의 헤테로원자를 함유하고 또한 상기 제시된 하나 이상의 치환체를 지닌 3 내지 최대 14개 탄소 원자의 범위를 가진 고리-함유 기를 말한다. 치환체의 예들은, 제한은 아니지만 할로, -OH, -SH, -CN, -NO2, 트리할로메틸, 하이드록시피론일, C1- 10알킬, 아릴C1 - 10알킬, C1- 10알킬옥시C1 - 10알킬, 아릴C1 - 10알킬옥시 C1- 10알킬, C1-10알킬티오C1 -10알킬, 아릴C1 - 10알킬티오C1 - 10알킬, C1- 10알킬아미노C1 - 10알킬, 아릴C1 - 10알킬아미노 C1-10알킬, N-아릴-N-C1- 10알킬아미노C1 - 10알킬, C1- 10알킬카보닐C1 - 10알킬, 아릴C1 - 10알킬카보닐C1 -10알킬, C1- 10알킬카복시C1 - 10알킬, 아릴C1 - 10알킬카복시C1 - 10알킬C1 - 10알킬카보닐아미노C1-10알킬, 및 아릴C1-10알킬카보닐아미노C1-10알킬을 포함한다.
여기 사용된 용어 "페놀"은 분자당 하나 이상의 페놀 기능을 가진 화합물을 포함한다. 페놀을 설명하기 위해 사용되었을 때 용어 지방족, 고리지방족 및 방향족은 지방족, 고리지방족 및 방향족 잔기 또는 이들 백본의 조합이 직접 결합 또는 고리 융합에 의해 부착된 페놀을 말한다.
여기 사용된 "알켄일," "알켄" 또는 "올레핀"은 적어도 하나의 탄소-탄소 이중결합을 가지고, 약 2 내지 최대 500개 탄소 원자의 범위를 가진 직쇄 또는 분지쇄 불포화 하이드로카빌 기를 말한다. 특정 구체예에서, 알켄일 기는 약 5 내지 최대 약 250개 탄소 원자, 5 내지 최대 약 100개 탄소 원자, 5 내지 최대 약 50개 탄소 원자 또는 5 내지 최대 약 25개 탄소 원자의 범위를 가진다. 다른 구체예에서, 알켄일 기는 약 6 내지 최대 약 500개 탄소 원자, 8 내지 최대 약 500개 탄소 원자, 10 내지 최대 약 500개 탄소 원자 또는 20 내지 최대 약 500개 탄소 원자 또는 50 내지 최대 약 500개 탄소 원자의 범위를 가진다. 또 다른 구체예에서, 알켄일 기는 약 6 내지 최대 약 100개 탄소 원자, 10 내지 최대 약 100개 탄소 원자, 20 내지 최대 약 100개 탄소 원자 또는 50 내지 최대 약 100개 탄소 원자의 범위를 가지고, 다른 구체예에서 알켄일 기는 약 6 내지 최대 약 50개 탄소 원자, 6 내지 최대 약 25개 탄소 원자, 10 내지 최대 약 50개 탄소 원자, 또는 10 내지 최대 약 25개 탄소 원자의 범위를 가진다. "치환된 알켄일"은 상기 제시된 하나 이상의 치환체를 더 지닌 알켄일 기를 말한다.
여기 사용된 용어 "알킬렌"은 2가 알킬 부분을 말하고, "옥시알킬렌"은 메틸렌(CH2) 단위 대신 적어도 하나의 산소 원자를 함유하는 알킬렌 부분을 말한다. "치환된 알킬렌" 및 "치환된 옥시알킬렌"은 상기 제시된 하나 이상의 치환체를 더 지닌 알킬렌 및 옥시알킬렌 기를 말한다.
여기 사용된 "알킨일"은 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중결합을 가지고, 2 내지 최대 약 100개 탄소 원자, 전형적으로 약 4 내지 약 50개 탄소 원자, 및 자주 약 8 내지 약 25개 탄소 원자의 범위를 가진 직쇄 또는 분지쇄 하이드로카빌 기를 말한다.
여기 사용된 "아릴렌"은 2가 아릴 부분을 말한다. "치환된 아릴렌"은 상기 제시된 하나 이상의 치환체를 지닌 아릴렌 부분을 말한다.
여기 사용된 "이미다졸"은 아래 일반식을 가진 부분을 말한다:
Figure pct00016
여기 사용된 "이미드"는 1차 아민 또는 암모니아에 결합된 2개의 카보닐 기를 가진 관능기를 말한다. 본 발명의 이미드의 일반식은 다음과 같다:
Figure pct00017
"폴리이미드"는 이미드-함유 모노머의 중합체이다. 폴리이미드는 전형적으로 선형 또는 고리형이다. 선형 및 고리형(예를 들어, 방향족 헤테로환 폴리이미드) 폴리이미드의 비제한적 예들이 예시의 목적을 위해 아래 제시된다:
Figure pct00018
여기 사용된 "말레이미드"는 아래 나타낸 식을 가진 N-치환된 말레이미드를 말한다:
Figure pct00019
여기서 R은 방향족, 헤테로방향족, 지방족, 또는 중합성 부분이다.
여기 사용된 "비스말레이미드" 또는 "BMI"는 2개의 이미드 부분이 브릿지에 의해 연결된 화합물, 즉 아래 나타낸 일반 구조를 가진 폴리이미드 화합물을 말한다:
Figure pct00020
여기 사용된 "옥시란일렌" 또는 "에폭시"는 아래 구조를 가진 2가 부분을 말한다:
Figure pct00021
용어 "에폭시"는 또한 촉매제 또는 "경화제(curing agent)" 또는 "큐러티브(curative)"라고도 하는 "하드너(강성ener)"와 혼합되었을 때 중합 및 가교결합에 의해 경화하는 열경화성 에폭사이드 중합체를 말한다. 본 발명의 에폭시는, 제한은 아니지만 지방족, 고리지방족, 글리시딜 에테르, 글리시딜 에스테르, 글리시딜 아민 에폭시 등, 및 이들의 조합을 포함한다.
여기 사용된 용어 "옥세탄"은 아래 구조를 가진 적어도 하나의 부분을 지닌 화합물을 말한다:
Figure pct00022
여기 사용된 용어 "할로겐", "할로겐화물" 또는 "할로"는 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 포함한다.
여기 사용된 "노르보르닐"은 아래 구조를 가진 적어도 하나의 부분을 지닌 화합물을 말한다:
Figure pct00023
여기 사용된 용어 "자유 라디칼 개시제"는 충분한 에너지(예를 들어, 빛, 열 등)에 노출시 하전되지 않은 부분들로 분해되지만 이러한 부분들은 전부 적어도 하나의 홀전자를 지닌 임의의 화학 종을 말한다.
여기 사용된 용어 "커플링제"는 광물질 표면과 결합할 수 있고 또한 접착성 조성물과의 상호작용을 가능하게 하는 중합가능한 반응성 관능기(들)를 함유하는 화학 종들을 말한다. 따라서, 커플링제는 다이-부착 페이스트와 그것이 적용된 기판의 결합을 용이하게 한다.
여기 사용된 "유리전이 온도" 또는 "Tg"는 중합체와 같은 비정질 고체가 냉각시 취약해지거나 가열시 연화되는 온도를 말한다. 더 구체적으로, 그것은 과냉각 용융물이 냉각시 유리질 구조 및 예를 들어 등방성 고체 물질의 결정질 물질과 유사한 특성을 제공하는 위 2차 상전이를 정의한다.
여기 사용된 "저 유리전이 온도" 또는 "저 Tg"는 약 50℃ 이하의 Tg를 말한다. 여기 사용된 "고 유리전이 온도" 또는 "고 Tg"는 적어도 약 60℃, 적어도 약 70 ℃, 적어도 약 80℃, 적어도 약 100℃의 Tg를 말한다. 여기 사용된 "매우 높은 유리전이 온도" 및 "매우 높은 Tg"는 적어도 약 150℃, 적어도 약 175℃, 적어도 약 200℃, 적어도 약 220℃ 또는 그 이상의 Tg를 말한다. 본 발명의 조성물은 전형적으로 약 70℃ 내지 약 300℃의 범위의 Tg를 가진다.
여기 사용된 "탄성율" 또는 "영률"은 물질의 강성의 척도이다. 탄성 한계 내에서 탄성율은 선형 스트레인에 대한 선형 스트레스의 비율이며, 이것은 인장 시험 동안 생성된 스트레스-스트레인 곡선의 기울기로부터 결정될 수 있다.
"열 팽창 계수" 또는 "CTE"는 물질의 열역학적 특성을 설명하는 기술 용어이다. CTE는 물질의 선형 치수의 변화에 대한 온도의 변화를 말한다. 여기 사용된 "α1 CTE" 또는 "α1"은 Tg 이전의 CTE를 말하고, "α2 CTE"는 Tg 이후의 CTE를 말한다.
여기 사용된 "저 열 팽창 계수" 또는 "저 CTE"는 약 50 ppm/℃ 미만의 CET를 말한다.
"점성"은 전단 스트레스 또는 인장 스트레스에 의한 점진적인 변형에 대한 저항성을 말한다. 액체의 점성은 비공식적으로 "증점성"으로 이해될 수 있다. 여기 사용된 "저 점성"은 물(0.894 센티포이즈(cP))에 의해 예시되며, 전형적으로 25℃에서 약 10,000 cP 미만, 주로 약 1,000 cP 미만, 전형적으로 약 100 cP 미만 및 주로 약 10 cP 미만의 점도를 말한다. "고 점성" 유체는 25℃에서 약 20,000 cP 초과, 전형적으로 약 50,000 cP 초과 및 주로 약 100,000 cP 초과의 점도를 가진다. 일반적으로, 용이한 취급 및 가공을 위해 본 발명의 조성물의 점성은 약 10 내지 약 12,000 cP, 전형적으로 약 10 내지 약 2,000 cP, 및 주로 약 10 내지 약 1,000 cP의 범위 내여야 한다.
여기 사용된 "틱소트로피"는 방치시 비교적 단시간에 굳거나 점증되는 것이 가능하지만 교반하거나 조작시 저 점성 유체로 변할 수 있는 물질의 특성을 말한다. 유체가 더 오래 전단 스트레스를 격을수록 점성은 더 낮아진다. 따라서, 틱소트로피성 물질은 그대로 두면 겔과 유사하지만 교반되었을 때는 높은 정적 전단 강도와 낮은 동적 전단 강도를 동시에 갖는 유체이다.
"열중량 분석" 또는 "TGA"는 온도의 변화와 관련하여 가열중인 샘플의 중량 변화를 결정하기 위해 물질을 시험하고 분석하는 방법을 말한다. "분해 개시"는 온도의 증가에 대응한 중량 손실이 샘플이 분해가 시작되고 있음을 나타낼 때의 온도를 말한다.
여기 사용된 용어 "85/85"는 전자장치 구성요소에 대해 수행된 고도 가속 스트레스 시험(HAST)를 설명하기 위해 사용된다. 이 시험에서, 전자장치 부품은 수백 내지 수천 시간 동안 85℃ 및 85% 상대습도에 노출된다. 다음에, 부품은 접착성 및/또는 전기적 성능에 대해 점검된다.
여기 사용된 용어 "PCT" 또는 "압력-조리 시험"은 전자장치 구성요소에 대해 수행된 HAST 시험을 설명하기 위해 사용된다. 이 경우, 전자장치 부품이 압력 쿠커에 놓이고 최대 96시간 동안 100% 상대습도에서 121℃에 노출된다. 다음에, 부품은 접착성 또는 전기적 성능에 대해 점검된다. 이것은 전형적으로 전자장치 구성요소에 대해 수행되는 가장 신뢰도가 높은 시험이다.
여기 사용된 용어 "유전 상수" 또는 "상대적 유전율"(Dk)은 자유 공간의 유전율(이것은 1의 값으로 주어진다)에 대한 물질의 유전율(전기 저항의 척도)의 비율이다. 간단하게, 물질의 Dk가 낮을수록 그것은 절연체로서 더 잘 작동할 것이다. 여기 사용된 "저 유전 상수"는 3.9의 Dk를 갖는 이산화규소의 유전 상수보다 낮은 Dk를 가진 물질을 말한다. 따라서, "저 유전 상수"는 3.9 미만, 전형적으로 약 3.5 미만, 및 가장 주로 약 3.0 미만의 Dk를 말한다.
여기 사용된 용어 "소산 유전 인자(dissipation dielectric factor)", "소산 유전 인자" 및 약어 "Df"는 열역학적으로 개방된 소산 시스템에서 에너지의 소실율의 척도를 말하기 위해 사용된다. 간단하게, Df는 커패시터의 절연 물질이 얼마나 비효과적인지의 척도이다. 그것은 전형적으로 유전물질과 같은 절연체가 전기의 교류장에 노출되었을 때 소실되는 열을 측정한다. 물질의 Df가 낮을수록 그것의 효율은 더 좋다. "저 소산 유전 인자"는 전형적으로 1-GHz 주파수에서 약 0.01 미만, 주로 1-GHz 주파수에서 약 0.005 미만, 및 가장 자주 1-GHz 주파수에서 0.001 이하의 Df를 말한다.
본 발명의 설명 및 구체예
본 발명은 말레이미드 화합물이 자유 라디칼 개시제의 부재하에 에폭시를 절단하기에 적합한 이미 발견된 순수한 음이온성 조건하에서 경화될 수 있다는 관찰에 기초한다. 이런 관찰은 말레이미드와 에폭시 수지를 둘 다 함유하는 조성물의 조제를 위해 조사될 수 있으며, 이 경우 이 둘은 모두 동일한 음이온성 경화 화학을 이용하고, 두 수지는 함께 경화하여 다양한 표면에 대해 뛰어난 접착성을 갖는 동시에 고온 습윤 조건하에서 뛰어난 성능을 가진 물질을 형성한다.
어느 특정 이론에 결부되기를 원치 않지만, 본 발명의 기본적인 전제는 BMI 및 에폭시가 둘 다 음이온성 중합을 거치므로 이 둘의 조합에 의해 이 둘의 바람직한 특징들의 이익을 얻는 한편 음이온성 경화될 때의 바람직하지 않은 특징은 회피할 수 있다는 것이다. 놀랍게도, 여기 설명된 실험의 결과는 제시된 예상을 뛰어넘었다.
따라서, 본 발명은 1) 적어도 하나의 말레이미드를 포함하는 말레이미드 성분; 2) 적어도 하나의 에폭시를 포함하는 에폭시 성분; 및 3) 적어도 하나의 음이온성 경화 촉매를 포함하는 조성물을 제공하며, 단 이 조성물은 임의의 자유-라디칼 개시제를 함유하지 않는다. 본 발명의 조성물의 특정 구체예는 또한 적어도 하나의 필러, 적어도 하나의 반응성 희석제 또는 이들의 조합을 포함한다.
본 발명의 조성물은 접착제(즉, 미경화 접착제)일 수 있다. 또한, 여기 설명된 에폭시, 말레이미드 및 음이온성 경화 촉매의 조합을 함유하는 경화된 접착제 및 다른 조성물이 제공된다.
공중합이 일어난다는 증거가 존재하며, 상호침투형 망구조가 있을뿐만 아니라 일부 동종중합도 일어날 것이다.
경화 메커니즘
에폭시 경화 메커니즘. 매우 다양한 경화 메커니즘이 에폭시에 대해 알려져 있다. 경화는 에폭시 자체 간 반응에 의해(동중중합) 또는 다관능성 큐러티브 또는 하드너와 공중합체를 형성함에 의해 달성될 수 있다. 원칙적으로, 반응성 수소를 함유하는 임의의 분자는 에폭시 수지의 에폭사이드 기와 반응할 수 있다. 에폭시 수지를 위한 하드너의 통상적인 부류는 아민, 산, 산 무수물, 페놀, 알코올 및 티올을 포함한다.
에폭시 수지는 음이온성뿐만 아니라 양이온성 중합을 겪는 것으로 알려져 있다. 에폭시 수지는 음이온성 촉매(3차 아민 또는 이미다졸과 같은 루이스 염기), 또는 양이온성 촉매(삼불화붕소 착체와 같은 루이스산)의 존재하에 동종중합될 수 있다. 촉매 동종중합이라고 알려진 이 과정은 많은 산업분야에서 사용되는 다양한 물질을 가져왔다. 결과의 동종중합체는 오직 에테르 브릿지만을 함유하고, 높은 내열성 및 내화학성을 나타내지만, 취약하고 경화를 행하기 위해 주로 고온이 필요하다.
말레이미드 및 비스말레이미드 경화 메커니즘. 비스말레이미드의 자유-라디칼 반응 및 경화는 잘 알려져 있으며, 전자장치 및 다른 용도들에서 유용한 조성물을 가져온다.
비스말레이미드 수지(뿐만 아니라 아크릴 수지)의 자유-라디칼 중합의 단점은 다량의 경화 수축이 일어난다는 것이다(최대 10%). 수축은 접착성을 감소시키고 박리를 초래할 수 있으며, 접착된 재료 사이에 보이드 부위를 생성하여 수분이 침투하고 부식을 일으킬 가능성을 가질 수 있다.
비스말레이미드 및 아크릴의 자유-라디칼 경화의 또 다른 유의한 단점은 산소가 반응의 억제제로서 작용한다는 것이다. 자유-라디칼 경화 동안 공기에 노출되었을 때 비스말레이미드-함유 조성물의 표면은 그것이 충분히 경화되지 않기 때문에 끈적한 상태를 유지할 수 있다. 자유-라디칼 경화에서 이러한 산소 표면 억제는 때로 더 높은 경화 온도 또는 무산소 조건의 사용에 의해 극복될 수 있다.
그러나, 비스말레이미드는 또한 음이온성 중합을 사용하여 경화될 수 있다. 아민, 특히 2차, 3차 또는 이미다졸 타입 아민의 첨가가 또한 말레이미드 부분의 중합을 가져올 것이지만, 이 반응은 매우 지지부진하고 DSC 상에 샤프한 경화 피크를 생성하지 않는다. 아래 실시예 3 참조. 말레이미드 이중결합은 매우 전자가 부족하므로 이들은 미카엘 첨가를 통해 아민과 매우 빠르게 반응한다.
유익하게, 음이온성 경화는 산소에 의해 영향받지 않는다. 따라서, 음이온성 중합을 통해서 경화되는 본 발명의 BMI 조성물은 이 문제가 없고, 심지어 더 낮은 온도(100℃ 이하)에서 경화되었을 때도 경화된 표면에 끈적임이 없다.
말레이미드는 전형적으로 자유-라디칼 조건하에서 경화되며, 일부 혼성체 타입 물질은 음이온성 경화 개시제와 조합하여 자유-라디칼 개시제가 이중 경화를 행하기 위해 혼합되는 경우가 보고되었다. 복합체에서 비스말레이미드는 주로 딜스알더 또는 알더-엔 반응을 통해서 경화되어 매우 높은 Tg 물질을 형성한다. 말레이미드 이중결합은 매우 전자가 부족하고, 에폭시 수지를 경화시키기 위해 사용된 많은 촉매를 포함하는 염기를 향해 매우 반응성이다.
말레이미드 -에폭시 혼합물의 음이온성 경화
본 발명의 구체예에서, 비스말레이미드의 음이온성 경화가 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다.
본 발명은 BMI와 에폭시의 혼합물의 동시 음이온성 경화가 하나만 단독으로 사용해서는 얻어질 수 없는 일부 매우 유익한 특성을 제공할 수 있다는 것을 개시한다. 이것은 에틸렌 불포화 화합물을 경화시킨 다음 에폭시의 음이온성 경화를 위해 퍼옥사이드 개시제를 조합하는 보고된 혼성체 화학과는 매우 상이하며, 이들은 심지어 두 종들과 함께 경화할 수 있는 어떤 종류의 브릿지 화합물을 가질 수 있다.
에폭시 수지는 개환 중합을 거치므로 이들은 일반적으로 BMI만큼 수축하지 않는다. 따라서, 일부 구체예에서, 에폭시/BMI 조합은 또한 BMI 단독보다 더 낮은 수축을 가질 수 있다.
에폭시가 첨가되고 음이온성 경화된 유사한 제제의 음이온성 경화는 휠 수 있고 파괴되지는 않는 매우 강인한 열경화성 수지를 생성한다.
다른 이점은 에폭시가 매우 다양한 기판에 대해 굉장한 접착성을 가진다는 것이다. 대부분의 기판(예를 들어, 금속, 광물질, 유리 및 세라믹)은 기판 재료의 고유한 극성으로 인한 높은 표면 에너지와 옥사이드가 표면에 층을 형성할 가능성을 가지며, 이것은 에폭시 수지에서 잠재적인 결합 부위가 된다. 본 발명에서 사용된 비스말레이미드는 에폭시 수지보다 휠씬 낮은 표면 에너지를 가지고, 저 표면 에너지 기판에 훨씬 잘 접합된다. 에폭시 수지와 비스말레이미드 수지의 조합은 에폭시 수지의 고 강도 극성 힘과 비스말레이미드 수지의 반데르발스 힘을 조합함으로써 매우 광범위한 표면에 대해 최적의 접착성을 제공한다.
특정 이론과 결부되기를 원치 않지만, 일부 증거는 이미다졸과 같은 음이온성 경화 개시제가 말레이미드 부분과 복합체를 형성할 수 있음을 나타내며, 이것은 에폭시 반응을 위한 촉매로서 작용하는 양쪽성이온 종일 수 있다. 이것은 DSC 분석이 발열 피크의 저하를 나타낸다는 사실에 의해 뒷받침된다. 이미다졸과 함께 BMI를 경화시키는 것은 DSC 상에 하나 또는 두 개의 매우 브로드한 저 에너지 범프를 생성한다. 소량의 에폭시 수지의 첨가는 DSC 상에 샤프한 고 에너지 발열 피크를 생성하며, 경화 피크의 이 온도는 에폭시만을 가진 이미다졸의 것보다 낮다. 경화된 열경화성 수지의 분석은 상분리의 징후를 나타내지 않으며, 이것은 두 물질이 함께 경화된 것을 시사한다. 또한, TGA를 사용한 경화된 열경화성 수지의 분석은 매우 고온 안정성을 보이며, 실제로 300℃ 아래에서 중량 손실이 없고, 미경화 수지가 존재했을 경우 그것이 TGA 상에 중량 손실로서 나타날 것이다.
말레이미드 성분
말레이미드 성분은 다음의 일반 구조식에 따른 임의의 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다:
Figure pct00024
여기서,
Q는 치환된 또는 미치환된 알킬, 시클로알킬, 아릴, 다환, 헤테로환, 알켄일, 알킬렌, 옥시알킬, 에스테르, 폴리에스테르, 아미드, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에테르, 폴리우레탄 또는 실록산으로 구성되는 군으로부터 선택되고;
R은 H 또는 메틸로 구성되는 군으로부터 선택되고,
n은 1 내지 약 10의 값을 가진 정수이다.
본 발명의 특정 구체예에서, 말레이미드 성분은 저 점성(즉, 실온에서 액체)이며, 이것은 에폭시와 쉽게 혼합될 수 있다. Q가 지방족인 상기 식의 것들과 같은 지방족 비스말레이미드는 전형적으로 액체이다.
말레이미드-종결 폴리이미드가 미국특허 7,157,587 및 7,208,566(Designer Molecules, Inc., San Diego, CA)에 설명되며, 이들은 참고로 여기 포함된다. 이들 화합물은 과량의 디아민과 디앤하이드라이드의 반응 후 축합 반응에 의해 물을 제거하고 아민-종결 폴리이미드를 생성함으로써 합성된다. 다음에, 말단 아미노 기는 무수말레산과 반응되고, 이후 2차 축합 반응에 의해 워크업 후 최종 생성물이 생성된다.
트리시클로데칸-디아민; 비스-메틸노르보르닐 디아민; 이소포론 디아민; 비스-아미노메틸 시클로헥산; 1,6-디아미노헥산; 1,12-디아미노도데칸; 1,5 디아미노펜탄; 1,5-디아미노-2-메틸펜탄; 1,9-디아미노노난; 2,2'-(에틸렌디옥시)비스(에틸아민); 2,2-비스(아미노에톡시)프로판; 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민; 4,4''-메틸렌비스(시클로헥실아민); 4,4'-메틸렌비스(2-메틸시클로헥실아민); 2,2,4(2,4,4)-트리메틸-1,6-헥산디아민; 4,7,10-트리옥사-1,13-트리데칸디아민; 4,9-디옥사-1,12-도데칸디아민 등 1차 아민에 기초한 것들과 같은 실험실에서 제조될 수 있는 많은 다른 지방족 비스말레이미드가 있다. 이들 물질은 모두 실온에서 액체, 저 용융점 고체 또는 유리질 고체이며, 이들은 실질적으로 다이머 디아민의 비스말레이미드(BMI)뿐만 아니라 많은 에폭시 수지와 혼화성이다. 이것은 조성물의 Tg 및 CTE를 변화시킬 수 있는 길을 제공한다.
방향족 및 지방족 모노말레이미드가 또한 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다. 이들 화합물은 점도를 감소시키고 탄성율을 저하시키기 위한 첨가제 및 접착성 촉진제로서 사용될 수 있다. 구체적인 예는 올레일말레이미드인데, 이것은 실온에서 매우 낮은 용융점 고체이지만 많은 수지에서 쉽게 용해하고 점성을 굉장히 저하시킨다.
다이머 디아민의 BMI의 Tg는 매우 낮고, 본 발명의 특정 구체예에서는 실온에 가까울 수 있다. 그러나, 다른 지방족 BMI들은 훨씬 더 높은 Tg 및 훨씬 더 낮은 CTE를 가진다.
또한, 일부 저 용융점 또는 고 용융점 방향족 비스말레이미드가 상업적으로 이용가능하다. 이들 물질의 일부는 블렌드될 수 있고 Tg 를 증가시키고 CTE를 더욱더 저하시킬 수 있다.
다이머 디아민의 비스말레이미드는 매우 소수성인 수지이며, 압력 쿠커 시험에서 72시간 후 1% 미만의 수분을 흡수한다. 다이머 디아민 BMI는 또한 저 점성을 가지고(25℃에서 1000-1500 센티포이즈), 또한 매우 양호한 고온 안정성을 가진다(동적 TGA에서 약 420℃에서 분해 개시). 이 물질은 매우 낮은 Tg(20-30℃) 및 매우 높은 CTE(180-200ppm)를 가진다. 이들 특성은 일부 용도에서 충분할 수 있지만, 훨씬 더 좋은 특성이 요구되므로 새로운 기술이 계속 개발되고 있다.
본 발명은 다이머 디아민의 비스말레이미드의 소수성 및 저 점성을 이용할 수 있다. 다음은 이 물질의 많은 이성질체 중 하나의 예시이다.
Figure pct00025
불포화 버전((PRIAMINE®-1071, PRIAMINE-1074®, Croda;VERSAMINE®-551, BASF) 및 더 포화된 버전(PRIAMINE®-1075, Croda; VERSAMINE®-552, BASF)을 포함하는 다이머 디아민의 몇몇 등급이 상업적으로 이용가능하다. 이들 다이머 디아미의 비스말레이미드가 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다.
매우 높은 Tg(>150℃) 및 낮은 CTE(약 50ppm)를 가진 지방족 및 방향족 BMI는 더 적다. 이들 물질의 대부분의 균질-경화는 매우 취약한 친수성 복합체를 가져온다. 이들 물질은 일반적으로 다이머 디아민의 BMI뿐만 아니라 대부분의 에폭시 수지에서 꽤 가용성인 저 용융점 고체(Tm 40-120℃)이다. 고리지방족, 알킬, 폴리에테르 및 다른 디아민의 BMI가 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다. 비제한적 예들은 TCD-디아민의 BMI, 시클로헥실 디아민의 BMI, 헥산 디아민의 BMI, 리모넨 디아민의 BMI, 제파민의 BMI, 및 다른 다양한 디아민의 BMI들을 포함하며, 이들은 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다. 다음의 구조는 본 발명의 실시에서 사용이 고려되는 비제한적 화합물을 표시한다.
Figure pct00026
Figure pct00027
Figure pct00028
Figure pct00029
Figure pct00030
Figure pct00031
말레이미드 수지는 N-페닐-말레이미드; N-페닐-메틸말레이미드; N-페닐-클로로말레이미드; N-(나프틸)말레이미드; N-(2,3-자일릴)말레이미드; N-(2,4-디플루오로페닐)말레이미드; N-(3-트리플루오로메틸페닐)말레이미드; N-(비스-3,5-트리플루오로메틸)말레이미드; N-(2,4-자일릴)말레이미드; N-(2,6-자일릴)말레이미드; N-(2,6-di에틸페닐)말레이미드; N-(2-메틸,6-에틸페닐)말레이미드; N-p-클로로페닐-말레이미드; N-p-메톡시페닐-말레이미드; N-p-메틸페닐-말레이미드; N-p-니트로페닐-말레이미드; N-p-페녹시페닐-말레이미드; N-p-페닐아미노페닐-말레이미드; N-p-페녹시카보닐페닐-말레이미드; 1-말레이미도-4-아세톡시석신이미도-벤젠; 4-말레이미도-4'-아세톡시석신이미도-디페닐메탄; 4-말레이미도-4'-아세톡시석신이미도-디페닐 에테르; 4-말레이미도-4'-아세트아미도-디페닐 에테르; 2-말레이미도-6-아세트아미도-피리딘; 4-말레이미도-4'-아세트아미도-디페닐메탄 및 N-p-페닐카보닐페닐-말레이미드; N-에틸말레이미드, N-2.6-자일릴말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, 및 이들의 조합과 같은 적어도 하나의 말레이미드 모노머를 함유하는 화합물을 포함한다.
본 발명의 구체예에서 포함될 수 있는 비스말레이미드 모노머의 비제한적 예들은 N,N'-에틸렌-비스-말레이미드; N,N'-헥사메틸렌-비스-말레이미드; N,N'-메타-페닐렌-비스-말레이미드; N,N'-파라-페닐렌-비스-말레이미드; N,N'-4,4'-비페닐렌-비스-말레이미드; N,N'-4,4'-디페닐메탄-비스-말레이미드; N,N'-4,4'-(디페닐 에테르)-비스-말레이미드; N,N'-4,4'-(디페닐 설파이드)-비스-말레이미드;N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, 4,4'-디페닐메탄비스말레이미드, N,N'-(4-메틸-m-페닐렌)-비스말레이미드, 폴리페닐메탄비스말레이미드; N,N'-4,4'-디페닐설폰-비스-말레이미드; N,N'-4,4'-디시클로헥실메탄-비스-말레이미드; N,N'-α,α'-4,4'-디메틸렌시클로헥산-비스-말레이미드; N,N'-메타-자일릴렌-비스-말레이미드; N,N'-파라-자일릴렌-비스-말레이미드; N,N'-4,4'-(1,1-디페닐시클로헥산)-비스-말레이미드; N,N'-4,4'-디페닐메탄-비스-클로로말레이미드; N,N'-4,4'-(1,1-디페닐프로판)-비스-말레이미드; N,N'-4,4'-(1,1,1-트리페닐에탄)-비스-말레이미드; N,N'-4,4'-트리페닐메탄-비스-말레이미드; N,N'-3,5-트리아졸-1,2,4-비스-말레이미드; N,N'-도데카메틸렌-비스-말레이미드; N,N'-(2,2,4-트리메틸헥사메틸렌)-비스-말레이미드; N,N'-4,4'-디페닐메탄-비스-시트라콘이미드; 1,2-비스-(2-말레이미도에톡시)-에탄; 1,3-비스-(3-말레이미도프로폭시)-프로판; N,N'-4,4'-벤조페논-비스-말레이미드; N,N'-피리딘-2,6-디일-비스-말레이미드; N,N'-나프틸렌-1,5-비스-말레이미드; N,N'-시클로헥실렌-1,4-비스-말레이미드; N,N'-5-메틸페닐렌-1,3-비스-말레이미드 또는 N,N'-5-메톡시페닐렌-1,3-비스-말레이미드를 포함한다.
말레이미드-관능화 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리우레탄, 실록산뿐만 아니라 다른 말레이미드-관능화 화합물이 또한 본 발명의 실시에서 사용하기에 적합하다. 3-, 4-, 뿐만 아니라 다중-관능성 말레이미드 수지가 또한 본 발명의 실시에서 적합할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서, 말레이미도카복실산 및 말레이미도페놀이 특정 기판에 대한 접착성을 증가시키기 위한 첨가제로서 사용된다. 이들 화합물은 또한 아민 촉매와의 염을 형성하기 위해 사용될 수 있으며, 이로써 조기 경화를 방지하고, 제제의 수명을 증가시키고, 또는 경화에 지연성을 더 제공할 수 있다. 다음은 본 발명의 실시에서 사용될 수 있는 이러한 화합물의 비제한적 예들이다.
Figure pct00032
다이머 디아민의 BMI의 첨가는 취약성의 제어에 도움을 줄 수 있고, 또한 물질을 훨씬 더 소수성으로 만들 수 있다. 아래 일반식의 이미드-확장형 말레이미드 수지(Designer Molecules, Inc., San Diego, California)의 첨가는 다이머 디아민의 BMI보다 훨씬 더 가요성인 더욱더 소수성인 복합체를 가져올 수 있다:
Figure pct00033
여기서,
R 및 Q는 각각 독립적으로 치환된 또는 미치환된 지방족, 고리지방족, 방향족, 헤테로방향족, 폴리에테르, 또는 실록산 부분이고;
R'는 H 또는 메틸이고;
n은 1 내지 약 10이다.
특정 구체예에서, R 및 Q는 각각 독립적으로 치환된 또는 미치환된 지방족, 고리지방족, 폴리에테르, 또는 실록산이다. 또 다른 구체예에서, R 및 Q 중 적어도 하나는 지방족 또는 고리지방족이다.
특정 양태에서, R 및 Q는 각각 독립적으로 치환된 또는 미치환된 지방족, 알켄일 및 실록산 부분으로부터 선택된다. 또 다른 구체예에서, R 및 Q 중 적어도 하나는 지방족이다.
상기 말레이미드-종결 폴리이미드는 25℃에서 매우 점성인 액체에서부터 비정질 분말까지의 범위이다. 이들 물질은 또한 저 Tg(50℃ 아래)에서부터 매우 높은 Tg(200℃ 위) 열경화수지의 범위인 유리전이 온도를 가진다. 아래 나타낸 말레이미드-종결 폴리이미드는 알려진 열경화성 접착제의 가장 낮은 유전상수 중 어떤 것을 가진다. 이들 물질의 Dk는 약 2.2 내지 약 2.6으로 측정되었고, 관능화되지 않은 가장 상업적으로 이용가능한 폴리이미드는 약 3.4의 Dk 값을 가진다. 이것이 바로 이들 물질이 현재 고 주파수 전자장치 환경에서 상당한 관심을 끌고 있는 이유이다. 다음의 표 1은 본 발명의 조성물에서 사용이 고려되는 BMI 중 일부의 평균 Dk(유전율) 및 평균 Df(유전정접)를 보여준다.
1.5 GHz 주파수에서 BMI 및 말레이미드-종결 폴리이미드의 평균 Dk(유전율) 및 평균 Df(유전정접)
수지 평균 Dk 평균 Df
BMI-689 2.44 0.005
BMI-1400 2.52 0.004
BMI-1500 2.50 0.005
BMI-1700 2.52 0.004
BMI-3000 2.21 0.001
BMI-FM30-120 2.27 0.001
BMI-FM30-131 2.60 0.011
BMI-FM30-133 2.72 0.005
BMI-FM30-194 2.70 0.003
BMI-FM30-183 2.58 0.009
당업자는 매우 적은 열경화성 수지가 표 1에 제시된 물질의 Dk 및 Df와 일치할 수 있는 유전 특성을 가진다는 것을 인정할 것이다. 이 수지는 아래 나타낸 화학 구조의 유도체들이며, 이들은 본 발명의 실시에서 사용이 고려되는 말레이미-종결 폴리이미드의 비제한적 예들이다:
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
여기서, n 및 m은 1-10의 정수이고, y는 0-100이다.
여기 설명된 모든 말레이미드 화합물의 이타콘이미드 및 시트라콘이미드 유도체가 또한 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다.
본 발명의 특정 구체예에 따라서, 말레이미드 성분의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 90%에서 변할 수 있다.
에폭시 성분
에폭시 수지는 분자당 적어도 하나의 옥시란 기를 함유하는 화합물을 포함한다. 이 부류의 화합물 중 가장 유용한 것은 적어도 2개의 옥시란 기를 함유하는 것들이다. 물질의 부류에 비해 중요한 화합물은 알코올 또는 페놀의 글리시딜 에테르이다. 이들 화합물은 에피할로히드린을 페놀 또는 알코올과 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
상업적으로 이용가능한 에폭시는 저 점성에서 고 점성까지 넓은 범위의 점성을 가지며, 대부분의 고체는 저 용융점 물질이고, BMI 수지, 특히 지방족 BMI 수지뿐만 아니라 말레이미드-종결 폴리이미드와 매우 상용성이다.
본 발명의 실시에서 사용이 고려되는 에폭시 수지는 글리시딜 에테르; 글리시딜 에스테르; 지방족 옥시란; 고리지방족 에폭사이드; 옥세탄; 글리시딜 아민; 에폭시 관능화 실록산 및 시클로실록산, 및 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS® Hybrid Plastics)을 포함하여 모든 부류의 에폭사이드 모노머를 포함한다.
에폭사이드 부분은 티오시아네이트 또는 티오유레아와의 반응을 통해서 에피설파이드 부분으로 쉽게 전환된다. 에피설파이드 유사체가 또한 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다.
에폭시 수지의 예들은 비스(4-하이드록시페닐)설파이드의 글리시딜 에테르, 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)설폰, 비스(4-하이드록시페닐)설폭사이드, 4,4'-(페닐포스핀일)디페놀, 5-시아노-1,3-디하이드록시벤젠, 4-시아노-1,3-디하이드록시벤젠, 2-시아노-1,4-디하이드록시벤젠, 2-메톡시하이드로퀴논, 2,2'-디메틸비페놀, 2,2',6,6'-테트라메틸비페놀, 2,2',3,3',6,6'-헥사메틸비페놀, 3,3',5,5'-테트라브로모-2,2',6,6'-테트라메틸비페놀, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로판, 4,4'-(3,3,5-트리메틸시클로헥실리덴)디페놀, 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)시클로헥산, 4,4-비스(4-하이드록시페닐)헵탄, 2,4'-디하이드록시디페닐메탄, 비스(2-하이드록시페닐)메탄, 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 비스(4-하이드록시-5-니트로페닐)메탄, 비스(4-하이드록시-2,6-디메틸-3-메톡시페닐)메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 1,2-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-하이드록시-2-클로로페닐)에탄, 2,2-비스(3-페닐-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시-3-에틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시-3-이소프로필페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 3,5,3',5'-테트라클로로-4,4'-디하이드록시페닐)프로판, 비스(4-하이드록시페닐)시클로헥실메탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐프로판, 2,4'-디하이드록시페닐 설폰,2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)시클로헥산, 2-(3-메틸-4-하이드록시페닐-2-(4-하이드록시페닐)프로판, 2-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)-2-(4-하이드록시페닐)프로판, 2-(3-메틸-4-하이드록시페닐)-2-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)프로판, 비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)메탄, 1,1-비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)에탄, 2,2-비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)프로판, 2,4-비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)-2-메틸부탄, 3,3-비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)펜탄, 1,1-비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)시클로펜탄, 1,1-비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)시클로헥산, 비스(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)설폭사이드, 비스(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)설폰, 비스(3,5-디메틸페닐-4-하이드록시페닐)설파이드, 2-카바모일하이드로퀴논, 2,3-di카바모일하이드로퀴논, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판(비스페놀-A), 레조르시놀, 카테콜, 하이드로퀴논, 2,6-디하이드록시 나프탈렌, 2,7-디하이드록시나프탈렌, 2,4'-디하이드록시페닐 설폭사이드,2-디페닐포스핀일하이드로퀴논, 비스(2,6-디메틸페놀) 2,2'-비페놀, 4,4'-비페놀, 4,4'-비스(3,5-디메틸)비페놀, 4,4'-비스(2,3,5-트리메틸)비페놀, 4,4'-비스(2,3,5,6-테트라메틸)비페놀, 4,4'-비스(3-브로모-2,6-디메틸)비페놀, 4,4'-이소프로필리덴비스(2,6-디브로모페놀)(테트라브로모비스페놀 A), 4,4'-이소프로필리덴비스(2,6-디메틸페놀)(테트라메틸비스페놀 A), 4,4'-이소프로필리덴비스(2-메틸페놀), 4,4'-이소프로필리덴비스(2-알릴페놀), 4,4'-이소프로필리덴비스(2-알릴-6-메틸페놀), 4,4'-이소프로필리덴-비스(2-페닐페놀), 4,4'(1,3-페닐렌디이소프로필리덴)비스페놀(비스페놀M), 4,4'-(1,4-페닐렌디이소프로일리덴)비스페놀(비스페놀P), 4,4'-설포닐비스(2,6-디메틸페놀), 4,4'-헥사플루오로이소프로일리덴)비스페놀(비스페놀AF), 4,4'-헥사플루오로이소프로필리덴) 비스(2,6-디메틸페놀), 4,4'(1-페닐에틸리덴)비스페놀(비스페놀AP), 4,4'-(1-페닐에틸리덴)비스(2,6-디메틸페놀), 3,3-(4-하이드록시페닐)펜탄, 비스(4-하이드록시페닐)-2,2-디클로로에틸렌(비스페놀 C), 비스(2,6-디메틸-4-하이드록시페닐)메탄, 4,4'-(시클로펜틸리덴)디페놀, 4,4'-(시클로헥실리덴)비스(2-메틸페놀), 4,4'-비스(4-하이드록시페닐)디페닐 에테르, 9,9-비스(3-메틸-4-하이드록시페닐)플루오렌, N-페닐-3,3-비스-(4-하이드록시페닐)프탈이미드, 4,4'-(시클로도데실리덴)디페놀, 4,4'-(비시클로[2.2.1]헵틸리덴)디페놀, 4,4'-(9H-플루오렌-9,9-디일)디페놀, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)이소벤조푸란-1(3H)-온, 1-(4-하이드록시페닐)-3,3-디메틸-2,3-디하이드로-1H-인덴-5-올, 1-(4-하이드록시-3,5-디메틸페닐)-1,3,3,4,6-펜타메틸-2,3-디하이드로-1H-인덴-5-올, 3,3,3',3'-테트라메틸-2,2',3,3'-테트라하이드로-1,1'-스피로비[인덴]-5- ,6'-디올(스피로비인단), 디하이드록시벤조페논(비스페놀 K), 트리스(4-하이드록시페닐)메탄, 트리스(4-하이드록시페닐)에탄, 트리스(4-하이드록시페닐)프로판, 트리스(4-하이드록시페닐)부탄, 트리스(3-메틸-4-하이드록시페닐)메탄, 트리스(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)메탄, 테트라키스(4-하이드록시페닐)에탄, 테트라키스(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)에탄, 비스(4-하이드록시페닐)페닐포스핀 옥사이드, 디시클로펜타디엔일비스(2,6-디메틸페놀), 디시클로펜타디엔일 비스(2-메틸페놀) 또는 디시클로펜타디엔일 비스페놀, 페놀-폼알데하이드 수지, 비스페놀-폼알데하이드 수지, 1,1,1-트리스(4-하이드록시페닐)에탄, 및 1,1,2,2-테트라(4-하이드록시페닐)에탄, 나프탈렌 글리시딜 에테르를 포함한다. 이 리스트에는 EPON® 수지(Hexion Corporation), ARALDITE® 수지(Huntsman Corporation), D.E.R™ 수지(Dow Chemical), 및 EPICLON® 수지(DIC Corporation)와 같은 상표명하의 제품도 포함된다.
또한, 다양한 고리지방족 에폭시 수지, 글리시딜 아민, 글리시딜 에스테르, 옥세탄, 실리콘 에폭시, 에폭시시클로실록산, 관능화된 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS®, Hybrid Plastics, Hattiesburg, MS)가 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다. 에폭시 화합물은 티오시아네이트 또는 티오유레아와의 반응을 통해서 에피설파이드 수지로 쉽게 전환된다. 에피설파이드 유사체가 또한 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다.
다음은 본 발명의 실시에서 사용이 고려되는 다른 에폭시 수지의 비제한적 예들이다.
Figure pct00041
Figure pct00042
Figure pct00043
Figure pct00044
Figure pct00045
본 발명의 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 에폭시 성분을 약 1% 내지 약 90%를 포함할 수 있다. 특정 구체예에서, 에폭시 성분은 약 5 내지 약 50 중량%, 자주 약 10 내지 약 25 중량%, 및 주로 약 15 내지 약 20 중량%로 존재할 것이다.
음이온성 경화 촉매
본 발명의 실시에서 사용하기에 적합한 경화 촉매 및 가속제는 3차 아민; 이미다졸 유도체; 다른 헤테로고리 질소 화합물; 피리딘 유도체; 핵산; 방향족 아민; 다관능 아민; 포스핀; 포스파젠; 아미드, 금속 아미드; 금속 알콕사이드, 금속 수산화물, 금속 시아나이드, 및 특정한 다른 금속 염들을 포함한다.
본 발명의 특정 구체예에서, 촉매는 수지 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%로 존재한다.
이미다졸 유도체 . 에폭시-말레이미드 열 경화에 유용한 촉매는 이미다졸 유도체를 포함한다. 다양한 이미다졸 유도체 촉매는 상표명 CUREZOL®(Shikoku Chemical Corporation, Japan) 하에 상업적으로 이용가능하다. 다음은 본 발명의 실시에서 촉매로서 사용되는 CUREZOL® 이미다졸 유도체의 비제한적 예들이며, 상표명은 괄호안에 표시된다: 1-벤질-2-페닐이미다졸(1B2PZ); 1-벤질-2-메틸이미다졸(1B2MZ); 2-페닐-4-메틸이미다졸(2P4MZ); 2-페닐이미다졸(2PZ); 2-에틸-4-메틸이미다졸(2E4MZ); 1,2-디메틸이미다졸(1.2DMZ); 2-헵타데실이미다졸(C17Z); 2-운데실이미다졸(C11Z); 2-메틸이미다졸(2MZ); 이미다졸(SIZ); 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸(2MZ-CN); 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸(C11Z-CN); 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸(2E4MZ-CN); 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸(2PZ-CN); 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨-트리멜리테이트(2PZCNS-PW); 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨-트리멜리테이트(C11Z-CNS); 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(2E4MZ-A); 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(C11Z-A); 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(2MZA-PW); 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(2MZ-A); 2-페닐이미다졸이소시아누르산 애덕트(2PZ-OK); 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 애덕트 탈수물(2MA-OK); 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸(2P4MHZ-PW); 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸(2PHZ-PW); 1-도데실-2-메틸-3-벤질이미다졸륨 클로라이드(SFZ); 2,3-디하이드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸(TBZ); 2-페닐이미다졸린(2PZL-T); 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-1,3,5-트리아진(MAVT); 2,4-디아미노-6-비닐-1,3,5-트리아진이소시아누르산 애덕트(OK); 2,4-디아미노-6-비닐-1,3,5-트리아진(VT); 이미다졸-4-카복사알데하이드(4FZ); 2-페닐이미다졸-4-카복사알데하이드(2P4FZ); 이미다졸-2-카복사알데하이드(2FZ); 이미다졸-4-카보니트릴(4CNZ); 2-페닐이미다졸-4-카보니트릴(2P4CNZ); 4-하이드록시메틸이미다졸 염산염(4HZ-HCL); 2-하이드록시메틸이미다졸 염산염(2HZ-HCL); 이미다졸-4-카복실산(4GZ); 이미다졸-4-디티오카복실산(4SZ); 이미다졸-4-티오카복사미드(4TZ); 2-브로모이미다졸(2BZ); 2-머캡토이미다졸(2SHZ); 1,2,4-트리아졸-1-카복사미딘 염산염(TZA); (t-부톡시카보닐이미노-[1,2,4]트리아졸-1-일-메틸)-카밤산 t-부틸 에스테르(TZA-BOC); 티아졸-2-카복사알데하이드(2FTZ); 티아졸-4-카복사알데하이드(4FTZ); 티아졸-5-카복사알데하이드(5FTZ); 옥사졸-2-카복사알데하이드(2FOZ); 옥사졸-4-카복사알데하이드(4FOZ); 옥사졸-5-카복사알데하이드(5FOZ); 피라졸-4-카복사알데하이드(4FPZ); 피라졸-3-카복사알데하이드(3FPZ).
아민 . 고리형 3차 아민은 말레이미드 부분뿐만 아니라 에폭시 부분을 향해 매우 반응성이다. 유익하게, 3차 아민의 반응성은 빠른 경화 속도를 야기하기 위해 조사될 수 있다. 다음은 본 발명의 실시에서 촉매로서 사용이 고려되는 고리형 3차 아민의 비제한적 예들의 일부이다: 1-아자비시클로[2.2.2]옥탄(ABCO); 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄(DABCO); 1,5-디아자비시클로[4.3.0]논-5-엔(DBN); 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데크-7-엔(DBU); 1,5,7-트리아자비시클로[4.4.0]데크-5-엔(TBD); 7-메틸-1,5,7-트리아자비시클로[4.4.0]데크-5-엔(MTBD); 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(PMP); 4-(디메틸아미노)-1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘 등.
본 발명의 다른 구체예에서, 경화 촉매는 시안아미드의 다이머인 2-시아노구아니디엔(DICY)이며, 이것은 매우 높은 용융점을 가지고, 후기 경화를 위한 촉매로서 주로 사용되며, 전형적으로 경화를 보조하기 위해 제제에 가속제가 첨가된다. 사용이 고려되는 다른 후기 촉매는 ECAT 수지(Designer Molecules, Inc)이다. 고도로 반응성인 3차 아민 및 이미다졸 촉매의 일부는 또한 지연성을 제공하기 위해 마이크로캡슐화될 수 있으며, 이들 캡슐은 특정 온도에서 용융하고 촉매를 방출하여 경화 과정을 시작할 것이다.
또한, 제한은 아니지만 포스핀; 포스파젠; 금속 탄산염; 금속 수소화물; 금속 수산화물; 금속 알콕사이드; 금속 시아나이드 등을 포함하는 음이온성 촉매가 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다.
오븐 경화 시스템에서, 수지 혼합물의 경화 또는 중합을 허용하기 위해 음이온성 개시제가 요구된다. 많은 질소계 촉매가 다양한 출처로부터 상업적으로 이용가능하다. 이들은 1차, 2차 및 3차 아민뿐만 아니라 고리 질소 화합물, 예컨대 이미다졸, 또는 ECAT 촉매(Designer Molecules, Inc., San Diego, CA)를 포함한다. 특정 용도에서, 아민은 카복실산 타입 부분의 첨가와 함께 안정한 염으로 변형됨으로써 수지 혼합물에 특정한 포트-라이프를 허용할 수 있다. 본 발명의 실시에서 사용이 고려되는 다른 음이온성 촉매는 포스핀, 아미드, 알콕사이드, 수산화물, 시아나이드, 및 특정한 금속염에 기초한 것들이다. 당업자는 에폭시 수지의 경화에서 몇몇 상이한 타입의 반응성 화합물이 함께 사용됨으로써 경화된 생성물에 최적의 특성을 제공할 수 있음을 인정할 것이다. 이들 반응성 화합물은 촉매, 가속제, 개시제, 촉진제, 및 건조제로서 분류될 수 있다.
가속제의 비제한적 예들은 트리스(디메틸아미노메틸)페놀(DMP-30); 2(디메틸아미노메틸)페놀(DMP-10); 벤질디메틸아민(BDMA); 트리에탄올아민; 아미노-n-프로필디에탄올아민; N,N-디메틸디프로필렌트리아민 등을 포함한다. 가속제는 경화의 가속을 돕기 위해 이미다졸 또는 3차 아민 촉매와 조합하여 첨가될 수 있는 것이다.
반응성 희석제. Tg, 탄성율, 점성, 인장강도, 신장률 및 다른 요건들을 제어하기 위해, 많은 희석제가 본 발명의 조성물에 포함될 수 있다. 본 발명의 특정 구체예에서, 희석제는 소수성, 낮은 휘발성 및 빠른 경화 속도와 같은 특징을 지녀야 한다. 희석제는 에폭시 또는 말레이미드와 같은 음이온 경화성 물질일 수 있다. 다른 음이온 경화성 희석제가 또한 첨가될 수 있으며, 이들은 제한은 아니지만 스티렌; 이소프로펜일벤젠 유도체; 다양한 디엔; 아크릴레이트; 메타크릴레이트; 비닐 피리딘; 알데하이드; 에피설파이드; 시클로실록산; 옥세탄; 락톤; 아크릴로니트릴; 시아노아크릴레이트; 비닐 케톤; 아크롤레인; 비닐 설폰; 비닐 설폭사이드; 비닐 실란; 이소시아네이트; 신나메이트; 말레에이트 등을 포함한다.
필러 . 일부 구체예에서, 전기전도성 및/또는 열전도성일 수 있는 필러, 및/또는 주로 결과의 조성물의 유동성을 조정하는 작용을 하는 필러가 본 발명의 실시에서 사용하기 위해 고려된다. 본 발명의 실시에서 이용될 수 있는 적합한 전기전도성 필러의 예들은 은, 니켈, 구리, 알루미늄, 팔라듐, 금, 흑연, 금속-코팅된 흑연(예를 들어, 니켈-코팅된 흑연, 구리-코팅된 흑연 등), 구리 합금 등을 포함한다. 본 발명의 실시에서 이용될 수 있는 적합한 열전도성 필러의 예들은 흑연, 질화알루미늄, 탄화규소, 질화붕소, 다이아몬드 더스트, 산화아연, 알루미나, 운모 등을 포함한다. 주로 유동성을 조정하는 작용을 하는 화합물은 폴리실록산(예컨대 폴리디메틸실록산), 실리카, 흄드 실리카, 흄드 알루미나, 흄드 이산화티타늄, 탄산칼슘, 폴리퍼플루오로카본 등을 포함한다. 필러는 일반적으로 조성물의 총 중량을 기준으로 0 내지 약 90 중량%의 범위 내에서 이용된다.
접착 촉진제. 접착 촉진제 및 실란 커플링제가 또한 본 발명의 제제에 사용될 수 있다. 예시적인 접착 촉진제 및 커플링제는, 제한은 아니지만 유기 티타네이트; 금속 아크릴레이트; 실리케이트 에스테르; 트리아졸 유도체 등을 포함한다. 존재할 때 접착 촉진제 및 커플링제는 일반적으로 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 약 3 중량%의 범위로 이용된다.
본 발명의 조성물에서 주요 말레이미드 수지로서 사용이 고려되지는 않지만, 방향족 및 지방족 모노말레이미드가 점성을 감소시키고 탄성율을 저하시키기 위한 첨가제 및 접착 촉진제로서 사용될 수 있다.
방염제. 방염제의 첨가가 본 발명의 실시에서 또한 사용이 고려된다. 특정 용도에서, 전자장치 및 항공우주 용도에서 사용되는 복합체를 위한 이러한 라미네이트는 방염제가 필수적이다. 모든 방염제가 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다. 특정한 전자장치 용도, 가정용 상품 및 항공우주 산업에서, 방염제의 포함은 필수적이다. 유기인(Exolit® 브랜드 Clarient) 및 포스파젠뿐만 아니라 무기 금속 수산화물을 포함하는 접착제 및 복합체에서 사용되는 모든 방염제가 본 발명의 실시에서 사용이 고려된다.
가요성 첨가제. 너무 취약할 경우 주로 가요성 물질이 이들 조성물에 첨가될 수 있다. 사용이 고려되는 가요성 물질은, 제한은 아니지만 말레에이트화된 리콘 유도체, 폴리부타디엔 유도체, ABS 고무 및 특히 말레이미드-종결 폴리이미드(Designer Molecules, inc., San Diego, California)이다.
추가의 경화제 및 경화 가속제 . 경화 개시제 또는 촉매와 조합하여 경화를 증가시킬 수 있는 다른 경화제 및 가속제가 또한 본 발명의 제제에 첨가될 수 있다. 본 발명의 실시에서 사용하기 위해 고려되는 다른 경화제는, 제한은 아니지만 카복실산 유도체; 다양한 무수물; 말레이미도산; 말레이미도페놀; 티올 유도체; 다양한 알코올; 및 이들의 조합과 같은 화합물을 포함한다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 가속제의 비제한적 예는 다음과 같다: 트리스(디메틸아미노메틸)페놀(DMP-30); 2(디메틸아미노메틸)페놀(DMP-10); 벤질디메틸아민(BDMA); 트리에탄올아민; 아미노-n-프로필디에탄올아민; N,N-디메틸디프로필렌트리아민 등.
말레이미드 -에폭시 조성물의 특성
본 발명의 가장 유용한 조성물은 액체 또는 용융점이 매우 낮은 고체인 조성물이다. 이들 재료는 또한 특히 가공 온도에서 매우 낮은 점도를 가질 것이다. 이것은 언더필, 다이-부착 접착제 또는 저 점도 재료가 필요한 복합체를 제조하는데 특히 유용하다.
고온 안정성. 전형적으로, 본 발명의 조성물은 안정한 상태를 유지하며 기판에 부착되고, 적어도 약 40℃, 적어도 약 50℃, 적어도 약 60℃, 적어도 약 100℃, 적어도 약 150℃, 적어도 약 200℃ 및 특정 양태에서 적어도 약 250℃의 온도에 반복 노출 후 분해나 열화를 거의 내지는 전혀 나타내지 않는다. 특정 구체예에서, 본 발명의 조성물은, 솔더 리플로우 동안 경험될 수 있는 90℃ 내지 450℃의 온도, 예를 들어 260℃에서 잠깐의 노출을 분해나 열화 없이 견딜 수 있다.
본 발명의 조성물의 사용
본 발명의 조성물은 전자장치 패키징 산업에서 광범위한 용도를 찾을 수 있다. 예들은 고온 접착제, 언더필, 다이-부착 접착제, 컨포말 코팅, 포팅 화합물, 고온 솔더 레지스트, EMI-차폐 코팅, 필라멘트 와인딩을 위한 복합체, 인터포저, 및 열 계면 재료를 포함한다. 조성물의 대부분이 매우 낮은 Dk(1-1.5 GHz에서 2.1 및 3.0) 및 DF(1-1.5 GHz에서 0.01 미만)를 가지며, 따라서 인쇄회로기판의 제작에서, 또는 구리 클래드 라미네이트의 제조를 위한 가요성 구리 클레임 라미네이트(FCCL) 용도에서 유용하다. 상기 조성물은 또한 자동차, 항공우주, 및 스포츠 상품 산업에서 일반적인 접착제로서 사용될 수 있다.
다이-부착 접착제 용도에서, 실시예 8의 BMI/에폭시 제제가 특히 본 발명의 조성물의 유용성을 증명한다. 실시예 8의 제제는 260℃에서 베어 구리 리드 프레임(약 5-6 Kg-힘)에 대해 유의한 접착성을 가진 유일한 다이-부착 페이스트이며, 압력 쿠커 테스트(PCT)를 통과할 수 있다. 전형적인 BMI 또는 아크릴계 다이-부착 페이스트는 260℃에서 베어 구리 리드 프레임에 접착성을 갖지 않는다. 상업용 에폭시 다이-부착 페이스트는 접착성을 위해 250℃까지만 평가되고, 85/85 테스팅에 대해서만 평가된다. 이러한 재료는 소수성의 결여로 인해 PCT 테스팅 후 완전히 망가진다.
본 발명의 다른 구체예에서, 본 발명의 제제는 섬유유리 또는 탄소섬유가 사출성형 또는 압축성형되는 상태에서 가공되는 벌크몰딩 또는 시트몰딩에서 사용될 수 있다. 이들 재료는 전기적 용도, 자동차, 트랜지트 및 내부식성 용도가 요구되는 데서 사용될 수 있다.
반도체 패키징에서 에폭시 몰딩 화합물이 소자로부터의 보호를 제공하기 위해 전체 패키지를 캡슐화하는데 사용된다. 다른 구체예에서, 본 발명의 조성물은 또한 양호한 침지(>180℃) 및 CTE(<50ppm) 하에 종래의 몰딩 화합물보다 훨씬 좋은 소수성 및 좋은 인성을 제공하기 위한 반도체 몰딩 화합물 대체재에서 사용될 수 있다.
본 발명의 실시에서 사용하기 위해 페놀계 화합물의 첨가가 또한 고려된다. 페놀/에폭시 경화 시스템의 화학은 일부 매우 양호한 특성을 제공하므로 이런 첨가는 여기서 동일한 거동을 수행할 것으로 예상된다. 이들 페놀계 화합물은 페닐 에스테르로 봉쇄될 수 있다(Designer Molecules, Inc., San Diego, CA).
실시예
실시예 1: BMI -에폭시 조성물에서 음이온성 경화 촉매의 평가
몇몇 상업적으로 이용가능한 이미다졸 타입 경화제가 BMI/에폭시 혼합물을 경화시키는 것에 대해 평가되었다. 아래의 구조:
Figure pct00046
를 가진 BMI-689(Designer Molecules, Inc.)를 에폭시 수지로서 비스페놀-A 디글리시딜 에테르(DGEBPA) 20 중량%와 함께 베이스 수지로서 사용했다. BMI/에폭시 혼합물에 다양한 에폭시 경화제를 4 중량%를 첨가하고, 이후 물질을 DSC를 사용하여 경화 프로파일에 대해 시험했다. 혼합물은 또한 실온 포트-라이프에 대해 시험되었으며, 이것은 BMI의 음이온성 경화를 나타내는 암색의 외형에 의해 결정된다. 또한, 경화된 물질의 물리적 특성을 관찰하기 위해 물질을 몰드에 넣고 1시간 동안 175℃에서 경화시켰다. 데이터는 표 2에 제시된다.
DGEBPA를 사용한 BMI-689의 음이온성 경화
CUREZOL ®
촉매 		포트라이프 (hrs)
실온 		DSC 개시
(℃) 		DSC 피크
최대(℃) 		물리적 특성
1-B2MZ < 24 100 125
샤프		 강성, 가요성, 균일한 경화
2MA-OK > 96 171 187
샤프		 비-균일 경화,
울퉁불퉁한 표면
2PZ > 72 150 163
중간		 강성, 가요성, 균일한 경화
2MZ-AZINE > 288 159 168
브로드		 강성, 가요성, 균일한 경화
C11Z-A > 96 155 181
브로드		 강성, 가요성, 균일한 경화
촉매의 선택이 경화 온도에서 중요한 역할을 했다는 것이 데이터로부터 분명하다. CUREZOL® 1-B2MZ의 사용은 저온에서 빨리 경화했고, CUREZOL® C11Z-A 및 CUREZOL® 2MZ-AZINE은 매우 양호한 포트-라이프와 함께 더 지연된 경화를 제공했다. CUREZOL® 2MA-OK의 DSC 프로파일은 매우 샤프한 경화 피크를 제공했지만 경화된 샘플은 비균일했다. 이 데이터에 기초하여, 대부분의 용도에서 이상적인 촉매는 150-160℃에서 경화되고 매우 양호한 포트-라이프를 가진 CUREZOL® 2PZ일 수 있다.
실시예 2: BMI -에폭시 조성물에서 경화 촉매 및 에폭시 퍼센트의 비교
아래 구조:
Figure pct00047
를 가진 말레이미드-종결 폴리이미드 R1191(BMI1700; Designer Molecules, Inc., San Diego, CA)을 스터드 당김 시험에서 다양한 기판에 대한 접착성에 대해 아민 경화 및 다양한 에폭시 농도의 효과를 시험하기 위한 베이스 수지로서 사용했다. 초기 대조군 A에서 2 중량%의 디쿠밀퍼옥사이드를 R1191에 용해하고, 종래의 자유-라디칼 경화 시스템을 사용하여 접착성을 시험했다. 대조군 B에서 4% CUREZOL® 1-B2MZ를 R1191에 용해하고, 에폭시의 첨가 없이 음이온성 경화를 사용하여 BMI 수지의 접착성을 시험했다. 본 발명의 혼합물 C는 85 중량% R1191과 15 중량% ARALDITE® MY-510 에폭시(Huntsman Corporation: The Woodlands, TX)를 포함했다. 본 발명의 혼합물 D는 75 중량% R1191과 25 중량% ARALDITE® MY-510을 포함했고, 본 발명의 혼합물 E는 65 중량% R1191과 35 중량% ARALDITE® MY-510을 포함했다. 본 발명의 혼합물은 또한 추가로 4 중량%의 CUREZOL® 1-B2MZ를 함유했다.
이들 혼합물을 4가지 종류의 기판(세라믹, 알루미늄, 스테인리스 스틸 및 구리)에서 인장 접착성에 대해 시험했다. 각 혼합물을 사용하여 새로 청소된 기판에 10개의 알루미늄 스터드를 접합시켰다. 이 부품을 175℃에서 1시간 동안 오븐에서 경화시켰다. 다음에, Sebastian III 스터드 당김 기구(Quad Group; Spokane, WA)를 사용하여 모든 부품에 대해 인장 접착성을 측정했으며, 이것은 파운드 단위로 힘을 측정한다. 시험 결과는 표 3에 제시된다.
15% 에폭시를 가진 본 발명의 혼합물 C가 가장 높은 접착성을 가졌다. 자유 라디칼 경화된 BMI는 꽤 잘 작동했고, 음이온 경화된 BMI는 가장 나쁜 접착성을 제공했다. 놀랍게도, 가장 높은 퍼센트의 에폭시를 가진 본 발명의 혼합물은 기판에 대해 더 적은 퍼센트의 것들보다 낮은 접착성을 나타냈고, 에폭시만으로도 잘 접착되었다. 이 데이터는 BMI와 에폭시가 함께 매우 잘 음이온성 경화하지만, 최대 접착성을 얻기 위해 BMI에 대한 에폭시의 비율이 최적화되어야 함을 증명했다.
평균 접착성 R1191/에폭시 혼합물(파운드 단위 힘)
대조군 A 대조군 B 본 발명
혼합물 C 		본 발명
혼합물 D 		본 발명
혼합물 E
기판 R1191
에폭시 없음
2% DCP		 R1191
에폭시 없음
4% 1-B2MZ		 R1191
15% 에폭시
4% 1-B2MZ 		R1191
25% 에폭시
4% 1-B2MZ 		R1191
35% 에폭시
4% 1-B2MZ
세라믹 109 67 >230 >230 211
스테인리스 스틸 162 75 >230 >230 >230
알루미늄 149 56 >230 215 207
구리 81 41 130 108 105
대조군 A 및 대조군 B로서 사용된 BMI-1700 수지는 다양한 표면에 대한 접착제로서 각각 자유 라디칼 및 음이온 방식으로 동종 경화되었다. BMI-1700의 음이온성 동종-경화는 잘 작동하지 않았다. 상기 논의된 대로, 동종-경화된 BMI는 매우 양호한 인장 강도를 갖지 않으며, 이것은 이 실시예에서 보이는 불량한 접착성 결과를 설명할 수 있다. 퍼옥사이드 동종-경화된 BMI-1700은 스테인레스 스틸과 알루미늄에서는 잘 작동하지만 세라믹과 구리에서는 불량하다. BMI-1700에 에폭시 수지의 첨가는 15%(본 발명의 혼합물 C)에서 접착성을 인장 시험기 상의 최대값까지 유의하게 개선한다. 더 많은 양의 에폭시 수지(본 발명의 혼합물 D 및 E)는 15% 에폭시를 가진 본 발명의 혼합물 C보다 낮은 접착성을 가져오는 것으로 나타났다. 조성물이 작동된 표면은 구리였는데, 이것은 주로 산화를 방지하기 위해 구리 표면에 코팅된 항산화제 벤조트리아졸로 인한 것이다. 조성물에 에폭시 수지를 포함하는 것의 한 가지 이점은 벤조트리아졸이 에폭시 수지와 반응하여 접착성을 증가시킬 수 있는 헤테로환 질소 화합물이라는 것이지만, 매우 약한 표면층으로 인해 높은 접착성은 달성하기 어려웠다.
실시예 3: BMI 대 에폭시의 다양한 비율을 함유하는 조성물의 비교
비스말레이미드 BMI-689를 아래 표 4에 따라서 에폭시(EPON™-863, (비스페놀-F(BPF) 및 에피클로로히드린으로부터 생성된 저 점성, 2관능성 에폭시 수지; Hexion, Houston, TX), 음이온성 경화 촉매 1-벤질-2-메틸이미다졸과 다양한 비율로 조합했다.
BMI-에폭시의 조성물
BMI
(BMI-689)
수지 중 wt%		 에폭시
(EPON™-863)
수지 중 wt%		 인장 강도
(Psi)
 DSC 발열
(℃)
 TGA
(℃)
No. 경화 촉매
4% 1-벤질-2-메틸이미다졸
185℃에서 경화됨
1 100 0 260 psi 156 N/A
2 90 10 3000 psi 152
178		 438
3 75 25 N/A 149.2
175.		 N/A
4 66.6 33.3 N/A 145.50
193.43		 N/A
5 50 50 N/A 131.33
158.41		 N/A
6 33.3 66.3 N/A 119.27
160.83		 N/A
7 25 75 N/A 114.43
157.32		 N/A
8 0 100 N/A 122.2
143.		 N/A
N/A = 분석되지 않음
도 2는 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸을 가진 BMI-689의 DSC 경화 프로파일을 도시한다(조성물 1). 매우 낮은 에너지의 브로드한 발열이 약 156℃에서 관찰된다. 조성물 1의 샘플은 1시간 동안 185℃에서 오븐에서 경화시켰다. 샘플은 어떤 표면 끈적임을 갖지 않았지만 부드럽고 유연했다. 샘플에 인장 시험을 행했고, 약 260 psi의 인장 강도를 갖는 것으로 결정되었다.
4-wt% 1-벤질-2-이미다졸을 가진 90-wt% BMI-689와 10-wt% EPON-863 에폭시 수지(조성물 2)의 음이온성 경화는 매우 상이한 경화 프로파일을 가져온다. 도 3은 조성물 2의 샘플의 DSC 흔적을 도시하며, 매우 샤프한, 고 에너지 발열이 약 152℃에서 관찰되었고, 적은 2차 범프가 약 178℃에서 있었다. 이 물질을 또한 1시간 동안 185℃에서 오븐에서 경화시켰다. 샘플은 매우 단단했지만 휠 수 있었고, 약 3,000 psi의 인장 강도를 갖는 것으로 결정되었다. 단지 10%의 에폭시 수지가 BMI-689에 첨가된 경우에도 인장 강도는 10배 이상 증가했다. 샘플에 TGA 분석을 행하여 열경화성 수지의 열 안정성을 결정했다. 도 1에서 조성물 2의 TGA 분석은 이 물질이 열적으로 매우 안정하고, 약 438℃에서 분해가 개시된다는 것을 보여준다.
경화 프로파일에 대한 많은 양의 에폭시의 효과를 결정하기 위해 BMI-689에 에폭시 수지를 첨가하면서 동일한 실험을 계속했다. 도 4는 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸을 가진 3 당량의 BMI-689와 1 당량의 EPON-863 에폭시 수지의 혼합물의 DSC 분석을 도시한다(조성물 3). 더 많은 에폭시 수지의 첨가는 3-4℃ 더 경화 피크를 아래로 이동시키는 것으로 보인다.
도 5는 2 당량의 BMI-689와 1 당량의 EPON-863 에폭시 수지의 혼합물에 대한 DSC 분석을 도시한다(조성물 4). 더 많은 에폭시 수지의 첨가는 조성물 3과 비교하여 3-4℃ 더 경화 피크를 아래로 이동시키는 것으로 보인다. 2차 피크는 증가한 것으로 보였다.
도 6은 BMI/에폭시의 1:1 당량 혼합물에 대한 DSC 분석을 나타내며(조성물 5), 이것은 경화 피크가 몇 도 정도 아래로 더 이동했지만, 2차 피크는 조성물 4에 대한 것보다 휠씬 더 많았다.
도 7은 2 당량의 에폭시 수지를 가진 1 당량의 BMI의 DSC 분석을 도시한다(조성물 6). 도 8은 3 당량의 에폭시 수지를 가진 1 당량의 BMI의 DSC 분석을 도시한다(조성물 6). 경화 피크는 더 많은 에폭시 수지가 첨가되었을 때 더 저온으로 이동을 계속했고, 2개의 깨끗한 피크가 BMI보다 에폭시를 더 많이 포함한 이들 샘플에서 관찰되었다.
도 9는 4-wt% 1-벤질-2-메틸이미다졸을 가진 EPON-863 에폭시 수지의 DSC 분석을 도시한다(조성물 8). 순수한 에폭시 음이온성 경화는 약 141℃에서 피크 최대값을 가진 2개의 분명한 중첩된 피크를 나타낸다.
어느 이론에 결부되기를 원치 않지만, 제한된 증거는 이미다졸과 같은 음이온성 경화 개시제가 말레이미드 부분과 복합체를 형성할 수 있고, 이것은 에폭시 반응을 위한 촉매로서 작용할 수 있는 양쪽성이온 종일 수 있다는 것을 시사했다. 이 이론은 DSC 분석이 발열 피크 온도의 저하를 나타낸다는 관찰에 의해 뒷받침된다. 이미다졸과 함께 BMI를 경화시키는 것은 DSC 상에 하나 또는 두 개의 매우 브로드한 저 에너지 범프를 생성한다. 소량의 에폭시 수지의 첨가는 DSC 상에 샤프한 고 에너지 발열 피크를 생성하며, 경화 피크의 이 온도는 에폭시만을 가진 이미다졸의 것보다 낮다.
경화된 열경화성 수지의 분석은 상분리의 징후를 나타내지 않는데, 이것은 두 물질이 함께 경화한 것을 시사한다. 또한, TGA를 사용한 경화된 열경화성 수지의 분석은 매우 높은 온도 안정성을 나타내며, 실제로 300℃ 아래에서 중량 손실이 없다. 미경화 수지가 존재하는 경우 그것이 TGA 분석에서 중량 손실로 나타날 것이다.
실시예 4: 고 안정성 BMI -에폭시 조성물
컵에서 다이머 디아민의 비스말레이미드 5g을 비스페놀-F의 디글리시딜 에테르 5g과 혼합했다. 이 용액에 CUREZOL® 1B2MZ 0.5g을 첨가했고, 물질을 질소하에 완전히 탈기했다. 이 수지를 몰드에 붓고 175℃에서 1시간 동안 오븐에서 가열했다. 생성된 열경화성 수지를 TGA 및 TMA를 사용하여 분석했다. 이 물질은 매우 온도 안정성인 것으로 판명되었으며, 400℃ 위에서 분해가 개시되었고, Tg는 70℃였다.
실시예 5: 언더필 타입 제제
비스(4-아미노-3-메틸시클로헥실)메탄의 비스말레이미드 4g, 비스페놀-A 디글리시딜에테르 2.5g, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트 2.5g, 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아네이트 트리아크릴레이트 0.5g 및 t-부틸스티렌 0.5g을 컵에 넣었다. 이 물질들을 완전히 혼합해서 균질한 용액을 얻고 거기에 CUREZOL® 1B2MZ 0.4g을 첨가했다. 물질의 점도는 약 1000 cPs로 측정되었다. 이 물질을 탈기하고 오븐에 넣어 175℃에서 1시간 동안 경화시켰다. 경화된 물질을 TMA에 의해 분석했고, 약 132℃의 Tg 및 Tg 아래에서 약 60ppm의 CTE를 갖는 것으로 판명되었다. 물질의 TGA 분석은 200℃에서 1% 미만의 중량 손실 및 350℃ 이상에서의 분해 개시를 보였다. 따라서, 이 물질은 언더필로서 사용하기에 적합했다.
실시예 6: BT-구리 라미네이트를 위한 저 탄성율 접착제
아래 식:
Figure pct00048
을 가진 말레이미드-종결된 폴리이미드(BMI-1500)를 2% 디쿠밀 퍼옥사이드와 함께 완전히 탈기하고 비스말레이미드-트리아진(BT) 복합체 상에 배치한 후 구리 호일을 배치했다. 샌드위치된 재료를 라미네이트하고 최대 200℃로 경화시켰다. 라미네이트의 분석은 접착제 층이 양쪽 표면으로부터 박리되었고, 특히 BT 표면으로부터 박리된 것을 보여주었다.
BMI-1500(80 중량%) 및 비스페놀-A의 디글리시딜 에테르(20 중량%)를 함께 첨가하고, 혼합물에 5% CUREZOL-1B2MZ를 첨가했다. 이 화합물을 완전히 혼합하고 탈기하여 균질한 용액을 형성했다. 용액을 BT 복합체 및 구리 호일에 적용한 후, 라미네이션 및 최대 200℃에서 경화했다. 경화된 라미네이트는 매우 가요성이었으며, 두 표면 모두에 완벽한 접착성을 나타냈고, 어느 표면으로부터도 박리의 징후는 없었는데, 이것은 구리 라미네이트의 제조를 위해 라미네이트 접착제에 에폭시를 포함시키고 음이온성 경화시키는 것의 이점을 증명한다.
실시예 7: 가요성 구리 클래드 라미네이트( FCCL ) 타입 접착제
아래 식:
Figure pct00049
(여기서 x 및 y는 0-100의 상대적인 몰 퍼센트이며, 이 특정한 예에서는 x는 35%, y는 65%이다)을 가진 M-DEA, 비스페놀-A 디앤하이드라이드 및 피로멜리틱 디앤하이드라이드(80 중량%) 기반 FM30-183 말레이미드-종결 폴리이미드는 CUREZOL®-2MZ-아진 4 중량%와 함께 탁틱스(Tactix)-556(20 중량%, huntsman)와 혼합되었다. 이 고체를 시클로헥사논과 테트랄린의 혼합물에 용해했다. 물질을 탈기하고 4 x 4 인치 몰드에 붓고 수 시간 동안 100℃에서 오븐에 넣어 용매를 서서히 증발시켰다. 이후 약 250℃까지 수 시간에 걸쳐서 온도를 점진적으로 증가시켜 용매를 완전히 제거하고 수지를 경화시켰다. 얇은 시트의 분석은 이 물질이 2.58의 유전상수를 가졌음을 보였다. 이 물질의 Tg는 약 221℃로 측정되었고, CTE는 Tg 아래에서 약 58 ppm이었다.
실시예 8: 전자기 차폐 코팅
BMI-689(60 중량%)를 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르(40 중량%)와 함께 컵에 넣었다. 이 용액에 4 중량%의 CUREZOL® 1B2MZ를 첨가하고 용액을 완전히 혼합하고 탈기하고 테플론 몰드에 넣었다. 이 물질을 100℃에서 20분간 오븐에서 경화시켰다. 물질은 완전히 경화되는 것처럼 보였고, 강인하며 질긴 열경화성 수지를 생성했으며, 표면 산소 역제의 증거는 없었다.
다른 제제에서 BMI-689(60 중량%)를 비스페놀-A의 디글리시딜 에테르(25 중량%) 및 1,4-부탄디올의 디글리시딜 에테르(15 중량%)와 함께 컵에 넣었다. 이 용액에 4 중량%의 CUREZOL® 1-B2MZ를 첨가했다. 용액을 몰드에 넣고 탈기하고 100℃에서 20분간 경화시켰다. 이 물질은 매우 강인한 열경화성 수지로 경화되었고, 표면 산소 억제의 증거는 없었다.
경화 전에 이들 용액은 500 cPs 근청의 점도를 가진다. 미경화 제제에 구리 합금 분말과 용매(예를 들어, 에틸아세테이트)를 첨가하고, 이 물질을 민감한 전자장치 소자(예를 들어, 셀폰)의 뒷면에 분무해서 전자기 차폐를 또한 제공하는 컨포말 코팅으로 작용하도록 저온에서 경화시켰다.
실시예 9: 모든 리드 프레임을 위한 다이 -부착 접착제
컵에 CUREZOL® 2PZ 0.3g을 Ardalite MY-510 1.5g과 함께 넣었다. 두 물질을 완전히 혼합한 다음, BMI-689 6.1g을 첨가하고 SR833 S(트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트; Sartomer) 2.0g과 함께 교반했다. 이 용액에 메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란 0.05g을 글리시딜 프로필 트리메톡시실란 0.05g과 함께 첨가했다. 용액을 은 플레이크(83 중량%)와 혼합하고, 혼합물을 교반하고 3-롤 밀에 넣어 완전히 혼합했다. 물질의 점도는 5 rpm에서 약 9,000 cPs였고, 틱소트로피 지수 0.5 rpm/5 rpm는 약 4.5였다.
이 페이스트를 구리 리드 프레임 상의 150 x 150 밀 다이를 위한 접착제로서 사용했다. 이 부품을 최대 175℃로 상승된 오븐에서 경화시키고 1시간 동안 유지했다. 표 5는 이 물질에 대한 데이터를 요약한다.
구리 리드 프레임에 대한 음이온성 경화된 BMI/에폭시 다이-부착 접착제
미경화 물질의 평균 특성
은 로딩 83%
틱소트로피 지수(0.5/5 rpm) 4.5
점도 5 rpm 9000 cPs
수명 @25℃ > 72 hrs
전형적인 경화 일정 175℃까지 상승; 1 hr 유지
경화된 물질의 평균 특성
유리전이 온도 대략 75℃
중량 손실 @ 300℃ < 1%
체적 저항률(ohms-cm) 0.00008
경화된 물질의 평균 성능
다이 전단 강도
구리 리드 프레임
150x150 밀 Si 다이
@25℃ 67.3 Kg-힘
@260℃ 5.2 Kg-힘
85/85 후 @25℃ 65.2 Kg-힘
PCT 후 @25℃ 54.3 Kg-힘
다이-부착 페이스트 제제는 표면에서의 항산화제(벤조트리아졸)로 인해 붙이는 것이 가장 어려운 구리 리드 프레임에서 매우 높은 접착성을 가졌다. 또한, BMI/에폭시 음이온성 경화에 기초한 다이-부착은 본 발명이 발명된 시점에서 알려진 260℃에서 접착성을 가지며 박리 없이 접착성을 보유함으로써 PCT 시험을 통과한 유일한 물질이다.
컵에 CUREZOL®-2PZ 0.3g을 Araldite MY-510 1.5g 및 부탄디올디글리시딜 에테르 2.6g과 함께 넣었다. 혼합물을 교반하여 분말을 용해시켰다. 이 용액에 BMI-1400 2.5g, SR833S(3.0g), 글리시독시프로필트리메톡시실란(0.05g) 및 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(0.05g)을 첨가했다. 용액을 은 플레이크(83 wt%)와 혼합하고 교반하고 밀에 넣어 완전히 블렌드했다. 이 다이-부착 페이스트의 특성이 아래 표 6에 요약된다.
다이 부착 페이스트 2의 특성
점도 @5 rpm 7440 cps
틱소트로피 지수 0.5/5 rpm 4.98
다이 전단 강도 구리 리드 프레임 150x150 밀 다이
평균 접착성 @25℃ 46.6 Kg-힘
실시예 11: 다이 -부착 제제 3
컵에 Curezol-2PZ 0.3g을 Araldite MY-510 1.5g 및 부탄디올디글리시딜 에테르 2.6g과 함께 넣었다. 혼합물을 교반하여 분말을 용해시켰다. 용액에 BMI-1500 2.5g, SR833S(3.0 g), 글리시독시프로필트리메톡시실란(0.05g) 및 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(0.05g)을 첨가했다. 이 용액을 은 플레이크(83 wt%)에 첨가하고 교반한 다음 밀에 넣어 완전히 블렌드했다. 이 다이-부착 페이스트의 특성이 아래 표 7에 요약된다.
다이-부착 페이스트 3의 특성
점도 @5 rpm 10,355 cps
틱소트로피 지수 0.5/5 rpm 4.40
다이 전단강도 구리 리드 프레임 150x150 밀 다이
평균 접착성 @25℃ 43.1 Kg-힘
실시예 12: 수축
BMI에 에폭시의 첨가가 BMI 단독일 때보다 더 적은 수축을 가져온다는 이론을 시험하기 위해, 자유 라디칼 경화된 BMI와 에폭시의 첨가하에 음이온성 경화된 BMI에서 수축을 비교했다. BMI-689는 자유 라디칼 반응을 통해서 경화되었고(2 중량%의 디쿠밀 퍼옥사이드), 25 wt% EPON™-863 에폭시 수지와 조합된 BMI-689는 1-벤질-2-메틸이미다졸을 사용하여 경화되었다. 20% 에폭시 수지를 가지고 4% 촉매하에 음이온성 경화된 BMI-689는 놀랍게도 9.8%의 체적 수축을 갖는 것으로 판명되었다. 이것은 매우 예상치 못한 결과였지만, 이것은 이들 물질이 도 2-9에 도시된 DSC 결과에 의해 입증된 대로 함께 잘 경화하는 이유를 설명할 수 있다. 이것은 또한 다이-부착 제제(실시예 9)에서 조성물의 체적 저항률이 단지 83 wt% 은 로딩에서 0.00008 ohm-cm만큼 낮았던 이유를 설명할 수 있다. 전형적으로, 최상의 전도성 다이-부착 제제는 85 wt% 또는 더 많은 양의 은 로딩에서 0.0002의 체적 저항율을 가진다.
실시예 13: 공-경화 실리콘
관능화된 폴리디메틸실록산 수지(실리콘)는 산소를 흡수하는 것으로 악명높고, 이들은 언제든 자유-라디칼 조건하에서 BMI 수지와 반응된다. 오븐에서 이 물질은 산소 억제로 인해 전혀 경화하지 않는다. 이전에 이들을 경화시킬 수 있는 유일한 방식은 이들은 진공 오븐에 넣거나 질소 또는 아르곤 하에 두는 것이었다.
BMI-689를 20% 에폭시 관능화된 폴리디메틸실록산과 혼합하고 4% 1-벤질-2-메틸이미다졸 촉매를 사용하여 음이온성 조건하에서 경화시켰다. 조성물은 1시간 동안 175℃에서 오븐에서 매우 잘 경화되었고, 약 40 kV/mm의 전압 항복점을 가진 가요성 열경화성 수지를 생성했다. 이 타입의 물질은 변압기 및 전기 모터를 위한 코일 함침 바니시로서 사용될 수 있다.

Claims (43)

  1. (a) 적어도 하나의 말레이미드를 포함하는 말레이미드 성분
    (b) 적어도 하나의 에폭시를 포함하는 에폭시 성분; 및
    (c) 적어도 하나의 음이온성 경화 촉매를
    포함하며,
    (d) 단 자유-라디칼 개시제는 제제에 첨가되지 않는, 경화성 접착성 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 필러, 적어도 하나의 반응성 희석제, 또는 이들의 조합을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 말레이미드 성분은 불포화 또는 불포화 다이머 디아민의 비스말레이미드를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 말레이미드 성분은 불포화 다이머 디아민의 비스말레이미드로 구성되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 3 항에 있어서, 말레이미드 성분은 포화 다이머 디아민의 비스말레이미드로 구성되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 말레이미드 성분은

    Figure pct00050

    Figure pct00051

    Figure pct00052

    Figure pct00053
    Figure pct00054

    로 구성되는 군에서 선택된 구조를 가진 화합물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 말레이미드 성분은 주위 온도에서 액체인 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 말레이미드 성분은 디아민을 디앤하이드라이드와 접촉시킨 축합 생성물인 말레이미드-종결 폴리이미드로 구성되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서, 말레이미드-종결 폴리이미드는 하기의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
    Figure pct00055

    여기서, R'는 H 또는 메틸로 구성되는 군에서 선택되고;
    R 및 Q는 각각 독립적으로 치환된 또는 미치환된 지방족, 고리지방족, 방향족, 헤테로방향족, 폴리에테르, 또는 실록산 부분이고,
    n은 1 내지 약 10이다.
  10. 제 9 항에 있어서, R 및 Q는 각각 독립적으로 치환된 또는 미치환된 지방족, 고리지방족, 폴리에테르, 또는 실록산 부분인 것을 특징으로 하는 조성물.
  11. 제 9 항에 있어서, R 및 Q의 적어도 하나는 지방족 또는 고리지방족인 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 제 9 항에 있어서, 말레이미드-종결 폴리이미드는
    Figure pct00056

    Figure pct00057

    Figure pct00058

    Figure pct00059
    Figure pct00060
    Figure pct00061
    Figure pct00062
    Figure pct00063

    로 구성되는 군에서 선택된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  13. 제 1 항에 있어서, 에폭시 성분은 페닐글리시딜 에테르; 크레실 글리시딜 에테르; 논일페닐 글리시딜 에테르; p-tert-부틸페닐 글리시딜 에테르; 비스페놀 A, 비스페놀 F, 에틸리덴비스페놀, 디하이드록시디페닐 에테르, 비스(4-하이드록시페닐)설폰, 비스(하이드록시페닐)설파이드, 1,1-비스(하이드록시페닐)시클로헥산, 9,19-비스(4-하이드록시페닐)플루오렌, 1,1,1-트리스(하이드록시페닐)에탄, 테트라키스(4-하이드록시페닐)에탄, 트리하이드록시트리틸메탄, 4,4'-(1-알파-메틸벤질리덴)비스페놀, 4,4''-디하이드록시벤조페논, 디하이드록시 나프탈렌, 2,2''-디하이드록시-6,6''-디나프틸 디설파이드, 1,8,9-트리하이드록시안트라센, 레조르시놀, 카테콜 및 테트라하이드록시디페닐 설파이드 중 어느 것의 디글리시딜 또는 폴리글리시딜 에테르; 트리글리시딜-p-아미노페놀; N,N,N'',N''-테트라글리시딜-4,4''-디페닐메탄; 트리글리시딜 이소시아누레이트; 크레졸 폼알데하이드 축합물의 글리시딜 에테르; 페놀 폼알데하이드 축합물의 글리시딜 에테르; 크레졸 디시클로펜타디엔 부가 화합물의 글리시딜 에테르; 페놀 디시클로펜타디엔 부가 화합물의 글리시딜 에테르; 1,4-부탄디올의 디글리시딜 에테르; 디에틸렌 글리콜의 디글리시딜 에테르; 네오펜틸글리콜의 디글리시딜 에테르; 시클로헥산 디메탄올의 디글리시딜 에테르; 트리시클로데칸 디메탄올의 디글리시딜 에테르; 트리메티올에탄 트리글리시딜 에테르; 트리메티올 프로판 트리글리시딜 에테르; 폴리글리콜의 글리시딜 에테르; 피마자유의 폴리글리시딜 에테르; 폴리옥시프로필렌 디글리시딜 에테르 및 방향족 아민의 글리시딜 유도체로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서, 에폭시 성분은 에폭시-종결 폴리디메틸실록산, 및 에폭시-관능화 시클로실록산으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  15. 제 1 항에 있어서, 에폭시 성분은 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  16. 제 1 항에 있어서, 에폭시 성분은 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5 내지 약 50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  17. 제 1 항에 있어서, 에폭시 성분은 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 약 10 내지 약 25 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  18. 제 1 항에 있어서, 음이온성 경화 촉매는 이미다졸; 1-벤질-2-페닐이미다졸(1B2PZ); 1-벤질-2-메틸이미다졸(1B2MZ); 2-페닐-4-메틸이미다졸(2P4MZ); 2-페닐이미다졸(2PZ); 2-에틸-4-메틸이미다졸(2E4MZ); 1,2-디메틸이미다졸(1.2DMZ); 2-헵타데실이미다졸(C17Z); 2-운데실이미다졸(C11Z); 2-메틸이미다졸(2MZ); 이미다졸(SIZ); 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸(2MZ-CN); 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸(C11Z-CN); 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸(2E4MZ-CN); 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸(2PZ-CN); 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨-트리멜리테이트(2PZCNS-PW); 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨-트리멜리테이트(C11Z-CNS); 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(2E4MZ-A); 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(C11Z-A); 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(2MZA-PW); 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진(2MZ-A); 2-페닐이미다졸이소시아누르산 애덕트(2PZ-OK); 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸일-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 애덕트 탈수물(2MA-OK); 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸(2P4MHZ-PW); 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸(2PHZ-PW); 1-도데실-2-메틸-3-벤질이미다졸륨 클로라이드(SFZ); 2,3-디하이드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸(TBZ); 2-페닐이미다졸린(2PZL-T); 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-1,3,5-트리아진(MAVT); 2,4-디아미노-6-비닐-1,3,5-트리아진이소시아누르산 애덕트(OK); 2,4-디아미노-6-비닐-1,3,5-트리아진(VT); 이미다졸-4-카복사알데하이드(4FZ); 2-페닐이미다졸-4-카복사알데하이드(2P4FZ); 이미다졸-2 카복사알데하이드(2FZ); 이미다졸-4-카보니트릴(4CNZ); 2-페닐이미다졸-4-카보니트릴(2P4CNZ); 4-하이드록시메틸이미다졸염산염(4HZ-HCL); 2-하이드록시메틸이미다졸염산염(2HZ-HCL); 이미다졸-4-카복실산(4GZ); 이미다졸-4-디티오카복실산(4SZ); 이미다졸-4-티오카복사미드(4TZ); 2-브로모이미다졸(2BZ); 2-머캡토이미다졸(2SHZ); 1,2,4-트리아졸-1-카복사미딘염산염(TZA); (t-부톡시카보닐이미노-[1,2,4]트리아졸-1-일-메틸)-카밤산 t-부틸 에스테르(TZA-BOC); 티아졸-2-카복사알데하이드(2FTZ); 티아졸-4-카복사알데하이드(4FTZ); 티아졸-5-카복사알데하이드(5FTZ); 옥사졸-2-카복사알데하이드(2FOZ); 옥사졸-4-카복사알데하이드(4FOZ); 옥사졸-5-카복사알데하이드(5FOZ); 피라졸-4-카복사알데하이드(4FPZ); 피라졸-3-카복사알데하이드(3FPZ); 1-아자비시클로[2.2.2]옥탄(ABCO); 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄(DABCO); 1,5-디아자비시클로[4.3.0]논-5-엔(DBN); 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데크-7-엔(DBU); 1,5,7-트리아자비시클로[4.4.0]데크-5-엔(TBD); 7-메틸-1,5,7-트리아자비시클로[4.4.0]데크-5-엔(MTBD); 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘(PMP); 및 4-(디메틸아미노)-1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  19. 제 1 항에 있어서, 음이온성 경화 촉매는 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  20. 제 1 항에 있어서, 음이온성 경화 촉매는 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  21. 제 2 항에 있어서, 반응성 희석제는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 스티렌, 이소프로펜일벤젠 유도체, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 말레에이트, 신나메이트, 비닐 피리딘; 알데하이드; 에피설파이드, 시클로실록산, 옥세탄, 락톤, 아크릴로니트릴, 시아노아크릴레이트, 비닐 케톤, 아크롤레인, 비닐 설폰, 비닐 설폭사이드, 비닐 실란, 글리시돌, 및 이소시아네이트로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  22. 제 2 항에 있어서, 반응성 희석제는 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  23. 제 2 항에 있어서, 필러는 실리카, 퍼플루오로카본, 마이카, 탄소, 은, 은 합금, 구리 합금, 금속 합금, 질화붕소, 다면체 올리고머 실세스퀴옥산, 및 탄산칼슘으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 접착성 조성물.
  24. 제 2 항에 있어서, 필러는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 접착성 조성물.
  25. 제 2 항에 있어서, 조성물은 납 프레임에 규소 다이를 접합하기에 적합한 다이-부착 페이스트인 것을 특징으로 하는 접착성 조성물.
  26. 제 25 항에 있어서, 조성물의 경화된 알리쿼트는 260℃에서 적어도 약 5.2 kg-힘의 전단 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 접착성 조성물.
  27. 제 1 항에 있어서, 조성물은 저 유전 가요성 구리 클래드 라미네이트를 형성하기 위해 구리 호일을 함께 접합하기에 적합한 접착제인 것을 특징으로 하는 접착성 조성물.
  28. 제 27 항에 있어서, 조성물의 경화된 알리쿼트는 약 3.9 아래의 유전 상수, 적어도 약 150℃의 Tg, 및 약 60ppm/℃ 미만의 CTE를 갖는 것을 특징으로 하는 접착성 조성물.
  29. 제 2 항에 있어서, 조성물은 절연 필러를 포함하는 전기 절연 접착제인 것을 특징으로 하는 접착성 조성물.
  30. 제 28 항에 있어서, 필러는 폴리실록산, 흄드 실리카, 흄드 알루미나, 흄드 이산화티타늄, 탄산칼슘, 폴리퍼플루오로카본, 실리카, 그래파이트, 질화붕소, 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 접착성 조성물.
  31. 제 2 항에 있어서, 조성물은 플립 칩을 제조하는데 사용하기에 적합한 언더필이며, 여기서 조성물의 경화된 알리쿼트는 적어도 약 120의 Tg 및 이 Tg 아래에서 적어도 약 60ppm의 CTE를 갖는 것을 특징으로 하는 접착성 조성물.
  32. 제 1 항에 있어서, 조성물은 마이크로일렉트로닉스 조립체를 보호하기에 적합한 가요성 컨포말 코팅이며, 여기서 조성물의 경화된 알리쿼트는 약 50℃ 아래의 Tg를 갖는 것을 특징으로 하는 접착성 조성물.
  33. 제 1 항에 있어서, 조성물은 금속 부분들을 함께 접합시키기에 적합한 접착제이며, 여기서 조성물은 에폭시 성분을 약 10 중량% 내지 약 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 접착성 조성물.
  34. 제 1 항의 경화성 접착성 조성물의 음이온적으로 경화된 알리쿼트를 포함하는 조성물.
  35. (a) 말레이미드-함유 조성물에 에폭시를 첨가하는 단계;
    (b) 조성물 중의 자유-라디칼 개시제를 적어도 하나의 음이온성 경화 촉매로 대체함으로써 말레이미드-함유 조성물의 접착성을 증가시키는 단계
    를 포함하는, 말레이미드-함유 조성물의 접착성을 증가시키는 방법.
  36. (c) 적어도 하나의 비말레이미드를 포함하는 비스말레이미드 성분;
    (d) 적어도 하나의 에폭시 수지;
    (e) 적어도 하나의 음이온성 경화 촉매;
    (f) 적어도 하나의 아크릴 반응성 희석제;
    (g) 은 필러; 및
    (h) 적어도 하나의 실란 커플링제
    를 포함하는, 전기 전도성 다이 부착 접착성 조성물.
  37. 제 36 항에 있어서, 비스말레이미드 성분은 포화 다이머 디아민의 비스말레이미드인 것을 특징으로 하는 다이 부착 접착성 조성물.
  38. 제 36 항에 있어서, 비스말레이미드 성분은 불포화 다이머 디아민의 비스말레이미드인 것을 특징으로 하는 다이 부착 접착성 조성물.
  39. 제 36 항에 있어서, 에폭시 수지 성분은 N,N-디글리시딜-4-글리시딜옥시아닐린인 것을 특징으로 하는 다이 부착 접착성 조성물.
  40. 제 36 항에 있어서, 음이온성 경화 촉매는 2-페닐이미다졸인 것을 특징으로 하는 다이 부착 접착성 조성물.
  41. 제 36 항에 있어서, 아크릴 반응성 희석제는 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 다이 부착 접착성 조성물.
  42. 제 36 항에 있어서, 은 필러 성분은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 85 중량 퍼센트를 구성하는 것을 특징으로 하는 다이 부착 접착성 조성물.
  43. 제 36 항에 있어서, 실란 커플링제는 아미노프로필트리메톡시실란, 아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 글리시독시프로필트리메톡시실란, (3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 및 N-페닐아미노프로필트리메톡시실란으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 다이 부착 접착성 조성물.
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