TWI797061B - 藉由沉積高導電性組合物以達成電磁干擾屏蔽保護 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於電磁干擾(EMI)應用之使用含銀片、銀粉末或銀懸浮液之溶劑的高導電性組合物(其具有不超過1×10-3歐姆.厘米之體積電阻率)。此高導電性將允許將極薄的薄膜用於EMI屏蔽保護，其轉而將有助於減小封裝大小。在一些實施例中，該塗層組合物係藉由適合的手段塗覆於裝置表面上，該等手段例如藉由靜電噴塗製程製程、空氣噴塗製程、超音波噴塗製程、旋塗製程或其類似手段。

Description

藉由沉積高導電性組合物以達成電磁干擾屏蔽保護 相關申請案
本申請案主張2015年8月3日申請之美國臨時專利申請案第62/200,267號之優先權，該申請案之全部內容在此以引用之方式併入本文中。
本發明係關於高導電性組合物及採用適合的手段將其均勻、三維地塗覆在適合基板(例如，環氧樹脂模製化合物(EMC)表面)上之方法，該等手段例如藉由靜電噴塗製程、空氣噴塗製程、超音波噴塗製程、旋塗製程及其類似手段適合。用於電子封裝之高效電磁干擾屏蔽(EMI)保護已經證實具有極薄的塗層厚度。本發明亦係關於使用本發明調配物及方法製備之薄膜。在另一態樣中，本發明係關於包含黏著至其適合基板之如本文所描述薄膜的製品。在再一態樣中，本發明亦係關於製造賦予電子組件電磁干擾屏蔽(EMI)保護之導電性薄膜的方法。在又一態樣中，本發明亦係關於用於賦予電子組件電磁干擾屏蔽(EMI)保護之方法。
EMI屏蔽為藉由用由導電性或磁性材料製成之障壁阻斷電磁場而減小空間中之電磁場的實踐。通常將屏蔽應用於外殼以使電子裝置與 『外部世界』隔離。阻斷射頻電磁輻射之電磁屏蔽亦被稱為RF屏蔽。
EMI屏蔽可減少無線電波、電磁場及靜電場之耦合。用於阻斷靜電場之導電性外殼亦被稱為法拉第(Faraday)籠。可實現之減少的量取決於如所使用之材料、其厚度、塗層之導電性、所關注的場之頻率及其類似者之此類因素。
用於電磁屏蔽之典型材料包括成形薄片金屬(亦即，金屬罐)及藉由電鍍及/或濺鍍製程塗覆之金屬塗料。另一常用屏蔽方法，尤其就容納於塑料外殼中之電子商品而言，為使用導電性塗料。
成形金屬薄片通常用於板級屏蔽，其中金屬罐施加於電子封裝上。歸因於其尺寸，此方法並不適合於極微細之設計且在應用時不是非常靈活。
電鍍方法可在電子封裝上提供充分覆蓋且潛在地具有良好的厚度控制。此類方法具有極佳的每單位小時生產率(UPH)及相對較低的材料成本。然而，此等方法需要預處理待塗佈之表面且需要費力遮蔽基板。
濺鍍方法為用於EMI屏蔽應用之熟知且廣泛認可的製程。歸因於塗層之高導電率，此類方法通常產生較低材料成本又能夠提供極有效之EMI屏蔽。然而，此類方法需要使用極昂貴的設備；此外，其UPH極低。
目前，導電性膏狀黏著劑常用於EMI屏蔽保護。然而令人遺憾地，當膏狀黏著劑不具有高導電率時，需要極厚的薄膜以達成所要屏蔽效能。
導電性塗料藉由導電性組合物為電子封裝提供EMI保護，該導電性組合物由載體材料組成，該載體材料包括負載有呈極小顆粒形式之適合金屬(典型地銀、銅、鎳或其類似者)的熱固性材料及熱塑性材 料。塗料通常藉由噴塗或印刷製程塗覆於電子封裝上，且在乾燥後，產生可電連接至設備之框架接地線的連續導電層，由此提供有效的屏蔽。此方法之侷限性為，EMI屏蔽效果不如純金屬薄片或藉由電鍍及濺鍍提供之金屬塗層好(由於導電性塗層之較差導電率)。另一侷限性為，難以藉由常規噴塗或印刷製程在電子封裝上產生均勻、三維的較薄塗層。
在此藉由本發明解決先前技術方法之此等及其他侷限性。
根據本發明，提供適用於將導電性材料塗覆至適合基板之高導電性組合物；相對於採用先前技術方法塗佈有先前技術調配物之製品，所得經塗佈製品具有經改良之EMI屏蔽效能。
根據本發明之某些態樣，亦提供用於製備導電性薄膜及藉此屏蔽之製品的方法。本發明方法涵蓋使用各種塗覆方法，例如靜電噴塗製程、空氣噴塗製程、超音波噴塗製程、旋塗製程及其類似者，以在電子封裝之表面上達成實質上均勻、三維的較薄導電性塗層。有效的EMI屏蔽已經證實具有極薄的塗層厚度。舉例而言，就矩形EMC阻斷區而言，三維塗層意謂導電性組合物實質上均勻地覆蓋該阻斷區之頂部表面及四個側壁(例如參見圖1)。
靜電噴塗製程通常使用極高的電壓(約10KV)將塗佈材料分配至基板，在此期間電力克服塗佈溶液之表面張力，且塗佈材料之液滴分裂成帶電細微霧狀物(奈米大小液滴)。由電場強度驅動，帶電細微霧狀物接著將朝向工件被加速。與其他噴塗製程相比，在某些實施例中，藉由靜電噴塗製程產生之霧狀物傾向於更微細，從而有助於控制塗佈軌跡(foot print)。在一些實施例中，此有助於在電子封裝之表面上製造三維的較薄塗層。
空氣噴塗製程係使用空氣加壓噴槍來進行。該空氣槍具有噴 嘴、漆盆及空氣壓縮機。當按壓觸發器時，漆料與經壓縮空氣流混合且以細微噴霧釋放。
超音波噴塗為使用由作用於噴塗噴嘴頂端之壓電轉換器產生之高頻聲波的塗佈方法，其將使塗佈液體霧化且產生微小液滴以塗佈於塗佈物件表面上。
與空氣噴塗製程相比，藉由靜電噴塗製程產生之霧狀物更細微且更容易控制塗佈軌跡。此允許吾人以幾乎1比1之側壁塗層厚度與頂部表面塗層厚度比例在電子封裝之表面上製造三維的較薄塗層。超音波噴塗之霧狀物類似於靜電噴塗之霧狀物，因此藉由此方法獲得之塗層品質類似於藉由靜電方法獲得之塗層品質。
根據本發明，先前技術之侷限性已得以克服，且本發明組合物及其製備及使用方法之極佳效能已經證實如下：
-以三維方式塗覆於EMC表面上(例如，藉由靜電噴塗、空氣噴塗製程、超音波噴塗製程、旋塗製程或其類似者)之本發明組合物在該EMC表面上提供三維的較薄導電性塗層。該較薄塗層顯示對EMC之極佳黏著力。
-根據本發明之高導電性組合物改良其EMI屏蔽效能；有效的EMI屏蔽效能在低至1μm至2μm之塗層厚度下達成。
-相對於用濺鍍塗料獲得之UPH，用本發明調配物獲得高得多的UPH；此外，本發明方法提供與藉由濺鍍及電鍍製程製備之塗層類似的金屬塗層。
在本發明之某些態樣中，亦提供使用本發明調配物及方法製備之薄膜。在本發明之額外態樣中，亦提供包含黏著至其適合基板之如本文所描述薄膜的製品。
概言之，高導電性組合物(及其製備方法)已在本文中加以證實。可藉由各種方法將此等高導電性組合物塗覆至EMC表面，例如藉由靜 電噴塗製程、空氣噴塗製程、超音波噴塗製程、旋塗製程或其類似者。已在EMC表面上達成均勻、三維的較薄塗層(例如參見圖1)。測試結果顯示，此等高導電性組合物能夠以極薄的厚度為電子封裝提供極有效的EMI屏蔽保護。
至少就提供所需效能特性之以下組合而言，本發明為獨特的：a.良好的EMI屏蔽效果(例如，20dB或更佳)，b.高導電率及低固化溫度，c.極薄但均勻的塗層；及d.用於IC封裝保護之三維EMI屏蔽塗層。
圖1說明採用本發明方法將導電性塗料塗覆至需要EMI屏蔽之裝置的頂部表面及側壁之結果。
圖2展示在調節式A(參見實例1)之水分後，例示性導電性組合物對EMC之黏著力。
圖3說明式A1(參見實例5)之經固化等分試樣對例示性基板之黏著力的刮擦-剝離測試之結果。
圖4概述具有5μm厚度之不同調配物的EMI屏蔽效能。C850-6L可購自Henkel Electronic Materials LLC；式A1描述於實例5中；且式A描述於實例1中。Y軸為EMI屏蔽效果。數值愈低，EMI屏蔽效能愈佳。測試結果顯示用本文所描述調配物達成顯著的EMI屏蔽效能改良。
根據本發明，提供包含以下各者之導電性組合物：約10wt%至多達98.99wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；約0.01wt%至多達約40wt%範圍內之有機基質；及約1wt%至多達約80wt%範圍內之有機稀釋劑；其中： 該顆粒狀、導電性填料係選自由以下各者組成之群：金、銀、銅、鉑、鈀、鎳、鋁、銦、鎳合金(例如，合金42)、鋅合金、鐵合金、銦合金、鍍銀銅、鍍銀鋁、鉍、錫、鉍錫合金、鍍銀纖維、鍍銀石墨、鍍銀碳化矽、鍍銀氮化硼、鍍銀金剛石、鍍銀礬土、鍍銀合金42、鎘及鎘合金、鉛及鉛合金、銻及銻合金，及其任意兩者或多於兩者之混合物；且該顆粒狀、導電性填料具有約1nm至多達約50μm範圍內之粒徑；該有機基質包含至少一種熱塑性樹脂及/或至少一種熱固性樹脂；且該有機稀釋劑係選自由以下各者組成之群：芳族烴、飽和烴、氯化烴、醚、多元醇、酯、二元酯、α-萜品醇(α-terpineol)、β-萜品醇、煤油、鄰苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇(butyl carbitol)、丁基卡必醇乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、己二醇、高沸點醇及其酯、二醇醚、酮、醯胺、雜芳族化合物，以及其任意兩者或多於兩者之混合物；且其中該組合物，在曝露於不超過約250℃之高溫後：為電子封裝提供至少20dB之電磁干擾屏蔽(EMI)保護；當藉由適合的手段，例如藉由靜電噴塗製程、空氣噴塗製程、超音波噴塗製程、旋塗製程或其類似者，將該組合物以小於25μm之厚度塗覆至適合的三維基板時，具有小於1×10-3歐姆.厘米之體積電阻率；及對該基板具有良好黏著力。
對於矩形EMC阻斷區而言，三維塗層意謂導電性組合物覆蓋該阻斷區之頂部表面及四個側壁。
可以各種方式量測EMI效果，例如採用包括兩個波導-同軸轉接器及一個矢量網路分析器之波導系統(1.7GHz至2.8GHz)。將樣本製 備為塗佈在PET薄膜上、具有目標厚度之薄膜層。樣本大小為5×3吋。該材料適合於具有>14KHz頻率之應用，且在>1GHz下得到較佳效能。
填料
根據本發明，本文所採用之顆粒狀、導電性填料以本發明組合物之約10wt%至多達約98.99wt%的範圍存在；在一些實施例中，本發明調配物包含約10wt%至多達約95wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約10wt%至多達約90wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約10wt%至多達約80wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約10wt%至多達約70wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；本文所採用之顆粒狀、導電性填料以本發明組合物之20wt%至多達約98.99wt%的範圍存在；在一些實施例中，本發明調配物包含約20wt%至多達約95wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約20wt%至多達約90wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約20wt%至多達約80wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約20wt%至多達約70wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；本文所採用之顆粒狀、導電性填料以本發明組合物之30wt%至多達約98.99wt%的範圍存在；在一些實施例中，本發明調配物包含約30wt%至多達約95wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約30wt%至多達約90wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約30wt%至多達約80wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約30wt%至多達約70wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約40wt% 至多達約95wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約40wt%至多達約90wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約40wt%至多達約80wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約40wt%至多達約70wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；在一些實施例中，本發明調配物包含約40wt%至多達約60wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料。
本文所採用之顆粒狀、導電性填料可實質上為奈米顆粒；或本文所採用之顆粒狀、導電性填料可實質上為較大的非奈米顆粒；或本文所採用之顆粒狀、導電性填料可為奈米顆粒與非奈米顆粒之組合。
舉例而言，在本發明之一些實施例中，本文所採用顆粒狀、導電性填料中之至多100wt%具有約2奈米至1000奈米範圍內之粒徑及約2nm至1000nm範圍內之平均粒徑，且其餘顆粒狀、導電性填料具有不超過50微米之粒徑。
在本發明之一些實施例中，本文所採用顆粒狀、導電性填料中之至多100wt%具有不超過50微米之粒徑及約1μm至25μm範圍內之平均粒徑。
在本發明之一些實施例中，本文所採用顆粒狀、導電性填料中之至多10wt%具有約2奈米至1000奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多20wt%具有約2奈米至1000奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多30wt%具有約2奈米至1000奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多40wt%具有約2奈米至1000奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多50wt%具有約2奈米至1000奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實 踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多60wt%具有約2奈米至1000奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多70wt%具有約2奈米至1000奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多80wt%具有約2奈米至1000奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多90wt%具有約2奈米至1000奈米範圍內之粒徑。
在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多10wt%具有約2奈米至500奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多20wt%具有約2奈米至500奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多30wt%具有約2奈米至500奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多40wt%具有約2奈米至500奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多50wt%具有約2奈米至500奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多60wt%具有約2奈米至500奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多70wt%具有約2奈米至500奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多80wt%具有約2奈米至500奈米範圍內之粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多90wt%具有約2奈米至500奈米範圍內之粒徑。
在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多10wt%具有不超過50微米之粒徑及約1μm至25μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料 中之至多20wt%具有不超過50微米之粒徑及約1μm至25μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多30wt%具有不超過50微米之粒徑及約1μm至25μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多40wt%具有不超過50微米之粒徑及約1μm至25μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多50wt%具有不超過50微米之粒徑及約1μm至25μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多60wt%具有不超過50微米之粒徑及約1μm至25μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多70wt%具有不超過50微米之粒徑及約1μm至25μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多80wt%具有不超過50微米之粒徑及約1μm至25μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多90wt%具有不超過50微米之粒徑及約1μm至25μm範圍內之平均粒徑。
在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多10wt%具有不超過50微米之粒徑及約10奈米至10μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多20wt%具有不超過50微米之粒徑及約10奈米至10μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多30wt%具有不超過50微米之粒徑及約10奈米至10μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多40wt%具有不超過50微米之粒徑及約10奈米至10μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多50wt%具有不超過50微米之粒徑及約10奈米 至10μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多60wt%具有不超過50微米之粒徑及約10奈米至10μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多70wt%具有不超過50微米之粒徑及約10奈米至10μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多80wt%具有不超過50微米之粒徑及約10奈米至10μm範圍內之平均粒徑；在一些實施例中，本發明實踐中所採用顆粒狀、導電性填料中之至多90wt%具有不超過50微米之粒徑及約10奈米至10μm範圍內之平均粒徑。
有機基質
本文中涵蓋使用廣泛多種有機基質；例示性有機基質包含至少一種熱塑性樹脂及/或至少一種熱固性樹脂。
本文所採用之有機基質係以本發明組合物之約0.01wt%至多達約40wt%的範圍存在；在一些實施例中，本發明調配物包含約0.05wt%至多達約40wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約0.1wt%至多達約40wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約0.5wt%至多達約40wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約1wt%至多達約40wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約2wt%至多達約40wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約3wt%至多達約40wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約4wt%至多達約40wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約5wt%至多達約40wt%範圍內之有機基質。
在一些實施例中，本文所採用之有機基質係以本發明組合物之約0.01wt%至多達約30wt%的範圍存在；在一些實施例中，本發明調 配物包含約0.05wt%至多達約30wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約0.1wt%至多達約30wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約0.5wt%至多達約30wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約1wt%至多達約30wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約2wt%至多達約30wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約3wt%至多達約30wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約4wt%至多達約30wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約5wt%至多達約30wt%範圍內之有機基質。
在一些實施例中，本文所採用之有機基質以本發明組合物之約0.01wt%至多達約20wt%的範圍存在；在一些實施例中，本發明調配物包含約0.05wt%至多達約20wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約0.1wt%至多達約20wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約0.5wt%至多達約20wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約1wt%至多達約20wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約2wt%至多達約20wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約3wt%至多達約20wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約4wt%至多達約20wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約5wt%至多達約20wt%範圍內之有機基質。
在一些實施例中，本文所採用之有機基質以本發明組合物之約0.01wt%至多達約10wt%的範圍存在；在一些實施例中，本發明調配物包含約0.05wt%至多達約10wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約0.1wt%至多達約10wt%範圍內之有機基 質；在一些實施例中，本發明調配物包含約0.5wt%至多達約10wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約1wt%至多達約10wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約2wt%至多達約10wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約3wt%至多達約10wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約4wt%至多達約10wt%範圍內之有機基質；在一些實施例中，本發明調配物包含約5wt%至多達約10wt%範圍內之有機基質。
例示性熱塑性樹脂係選自由以下各者組成之群：聚酯、聚丙烯酸酯(例如，聚(甲基丙烯酸酯)、聚(甲基丙烯酸丁酯))、聚胺基甲酸酯、苯氧基類、聚乙氧唑啉、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯醇、聚丙烯醯胺、聚二醇及聚丙烯酸、聚(乙二醇)、芳族乙烯基聚合物、可撓性環氧樹脂、具有環氧官能基之聚合物、聚碳酸酯、ABS、PC/ABS合金、耐綸、固有導電性聚合物、聚矽氧聚合物、矽氧烷聚合物、橡膠、聚烯烴、乙烯基聚合物、聚醯胺、氟聚合物聚苯醚、共聚酯碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚芳酯醚碸或酮、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚(對苯二甲酸乙二酯)、聚(對苯二甲酸1,4-丁二酯)、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯-EPDM共混物、丁二烯、苯乙烯-丁二烯、腈、氯磺酸酯、氯丁橡膠、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚醚酯、苯乙烯/丙烯腈聚合物、聚苯硫醚、腈橡膠、纖維素樹脂，以及其任意兩者或多於兩者之混合物。
除存在至少一種熱塑性樹脂之外，涵蓋用於本文中之有機基質視情況進一步包含至少一種熱固性樹脂；例示性熱固性樹脂包括環氧樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯酸酯(acrylate)、丙烯酸酯(acrylate ester)、乙烯基、順丁烯二醯亞胺、納迪醯亞胺(nadimide)、衣康醯亞胺(itaconimide)、氰酸酯、醇酸樹脂氰酸酯、酚醛樹脂、苯并噁嗪、聚 醯亞胺、官能化之聚醯亞胺、氧雜環丁烷、乙烯基醚、聚胺基甲酸酯、三聚氰胺、尿素甲醛樹脂、苯酚甲醛樹脂、聚矽氧、三聚氰胺及其類似者，以及其任意兩者或多於兩者之混合物。
環氧樹脂
本文涵蓋使用廣泛多種環氧官能化樹脂，例如基於雙酚A之液體型環氧樹脂、基於雙酚A之固體型環氧樹脂、基於雙酚F之液體型環氧樹脂(例如，Epiclon EXA-835LV)、基於苯酚酚醛清漆樹脂之多官能性環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂(例如，Epiclon HP-7200L)、萘型環氧樹脂及其類似者，以及其任意兩者或多於兩者之混合物。
涵蓋用於本文中之例示性環氧官能化樹脂包括環脂族醇之二環氧化物、氫化雙酚A(市售如Epalloy 5000)、六氫鄰苯二甲酸酐之雙官能性環脂族縮水甘油酯(市售如Epalloy 5200)、Epiclon EXA-835LV、Epiclon HP-7200L及其類似者，以及其任意兩者或多於兩者之混合物。
在某些實施例中，環氧樹脂組分可包括兩種或多於兩種不同的基於雙酚之環氧樹脂的組合。此等基於雙酚之環氧樹脂可選自雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂或雙酚S環氧樹脂，或其組合。此外，可使用相同類型樹脂內的兩種或多於兩種不同雙酚環氧樹脂(諸如A、F或S)。
涵蓋用於本文中之雙酚環氧樹脂之市售實例包括雙酚F型環氧樹脂(諸如來自日本Nippon Kayaku之RE-404-S；及來自Dai Nippon Ink & Chemicals,Inc.之EPICLON 830(RE1801)、830S(RE1815)、830A(RE1826)及830W；及來自Resolution之RSL 1738及YL-983U)及雙酚A型環氧樹脂(諸如來自Resolution之YL-979及YL-980)。
可購自Dai Nippon及上文所提及之雙酚環氧樹脂經提昇為液體、未經稀釋之表氯醇-雙酚F環氧樹脂，其具有比基於雙酚A環氧樹脂之 習知環氧樹脂低得多的黏度，且具有類似於液體雙酚A環氧樹脂之物理性質。雙酚F環氧樹脂相較於雙酚A環氧樹脂具有更低的黏度，兩種類型環氧樹脂之間的其他物理性質皆相同，得到較低黏度且因此快速流動的底部填充密封劑材料。此等四種雙酚F環氧樹脂之EEW在165與180之間。在25℃下，黏度在3000cp與4500cp之間(除了RE1801，其黏度上限為4000cp)。RE1815及830W之可水解氯化物含量經報告為200ppm，且RE1826之可水解氯化物含量為100ppm。
可購自Resolution及上文所提及之雙酚環氧樹脂經提昇為含低氯化物之液體環氧樹脂。雙酚A環氧樹脂具有在180與195之間的EEW(g/eq)及在25℃下在100cp與250cp之間的黏度。YL-979之氯化物總含量經報告為在500ppm與700ppm之間，且YL-980之氯化物總含量經報告為在100ppm與300ppm之間。雙酚F環氧樹脂具有在165與180之間的EEW(g/eq)及在25℃下在30與60之間的黏度。RSL-1738之氯化物總含量經報告為在500ppm與700ppm之間，且YL-983U之氯化物總含量經報告為在150ppm與350ppm之間。
除雙酚環氧樹脂外，涵蓋將其他環氧化合物用作本發明調配物之環氧樹脂組分。舉例而言，可使用環脂族環氧樹脂，諸如3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己基碳酸酯。亦可使用單官能性、雙官能性或多官能性反應性稀釋劑來調整黏度及/或降低所得樹脂材料之Tg。例示性反應性稀釋劑包括丁基縮水甘油醚、甲苯基縮水甘油醚、聚乙二醇縮水甘油醚、聚丙二醇縮水甘油醚及其類似物。
適用於本文之環氧樹脂包括酚類化合物之聚縮水甘油衍生物，諸如以商標名EPON出售之彼等者，諸如來自Resolution之EPON 828、EPON 1001、EPON 1009及EPON 1031；來自Dow Chemical Co.之DER 331、DER 332、DER 334及DER 542；及來自Nippon Kayaku之BREN-S。其他適合的環氧樹脂包括由多元醇及其類似物製備之聚 環氧化物及苯酚-甲醛酚醛清漆之聚縮水甘油衍生物，該後者諸如來自Dow Chemical之DEN 431、DEN 438及DEN 439。甲酚類似物亦以商標名ARALDITE出售，諸如來自Ciba Specialty Chemicals Corporation之ARALDITE ECN 1235、ARALDITE ECN 1273及ARALDITE ECN 1299。SU-8為可購自Resolution之雙酚A型環氧樹脂酚醛清漆。胺、胺基醇及聚羧酸之聚縮水甘油加合物亦適用於本發明，其市售樹脂包括來自F.I.C.Corporation之GLYAMINE 135、GLYAMINE 125及GLYAMINE 115；來自Ciba Specialty Chemicals之ARALDITE MY-720、ARALDITE 0500及ARALDITE 0510；及來自Sherwin-Williams Co.之PGA-X及PGA-C。
本文中視情況使用之適當適合的單官能性環氧樹脂共反應物稀釋劑包括黏度小於環氧樹脂組分之黏度的彼等稀釋劑(一般小於約250cp)。
單官能性環氧樹脂共反應物稀釋劑應具有有約6個至約28個碳原子之烷基的環氧基，其實例包括C6-28烷基縮水甘油醚、C6-28脂肪酸縮水甘油酯、C6-28烷基苯酚縮水甘油醚及其類似者。
在包括此類單官能性環氧樹脂共反應物稀釋劑之情況下，此共反應物稀釋劑應以約0.5重量百分比至約10重量百分比之量(按組合物之總重量計)使用；在一些實施例中，此共反應物稀釋劑應以約0.25重量百分比至約5重量百分比之量(按組合物之總重量計)使用。
環氧樹脂組分應以約1重量百分比至約40重量百分比範圍內之量存在於組合物中；在一些實施例中，本發明調配物包含約2重量百分比至約18重量百分比之環氧樹脂；在一些實施例中，本發明調配物包含約5重量百分比至約15重量百分比之環氧樹脂。
在一些實施例中，本文所採用之環氧樹脂組分為經矽烷改質之環氧樹脂，例如，包括以下各者之主題組合物：
(A)由以下結構包含之環氧樹脂組分：
Figure 105124492-A0305-02-0019-2
其中：Y可存在或可不存在，且當Y存在時為直接鍵、CH2、CH(CH3)2、C=O或S；此處R1為烷基、烯基、羥基、羧基及鹵素，且此處x為1至4；(B)由以下結構包含之環氧官能化之烷氧基矽烷：R1-Si(OR2)3
其中R1為含環氧乙烷之部分，且R2為具有一至十個碳原子之烷基或經烷氧基取代之烷基、芳基或芳烷基；及(C)組分(A)及(B)之反應產物。
一種此類經矽烷改質之環氧樹脂的實例經形成為芳族環氧樹脂，諸如雙酚A、E、F或S環氧樹脂或聯二苯環氧樹脂，與環氧矽烷之反應產物，其中該環氧矽烷由以下結構包含：R1-Si(OR2)3
其中R1為含環氧乙烷之部分，其實例包括2-(乙氧基甲基)環氧乙烷、2-(丙氧基甲基)環氧乙烷、2-(甲氧基甲基)環氧乙烷及2-(3-甲氧基丙基)環氧乙烷，且R2為具有一至十個碳原子之烷基或經烷氧基取代之烷基、芳基或芳烷基。
在一個實施例中，R1為2-(乙氧基甲基)環氧乙烷且R2為甲基。
用以製備經矽烷改質之環氧樹脂之芳族環氧樹脂的理想結構包括：
Figure 105124492-A0305-02-0020-3
其中Y可存在或可不存在，且當Y存在時，其為直接鍵、CH2、CH(CH3)2、C=O或S，R1為烷基、烯基、羥基、羧基或鹵素，且x為1至4。
當然，當x為2至4時，亦涵蓋此結構包含芳族環氧樹脂之擴鏈形式。
舉例而言，芳族環氧樹脂之擴鏈形式可由以下結構包含：
Figure 105124492-A0305-02-0020-4
在一些實施例中，經矽氧烷改質之環氧樹脂具有以下結構：-(O-Si(Me)2-O-Si(Me)(Z)-O-Si(Me)2-O-Si(Me)2)n-
其中：Z為-O-(CH2)3-O-Ph-CH2-Ph-O-(CH2-CH(OH)-CH2-O-Ph-CH2-Ph-O-)n-CH2-環氧乙烷，且n在約1至4之範圍內。
在一些實施例中，經矽氧烷改質之環氧樹脂係藉由使以下組分之組合在適合於促進其反應之條件下接觸而製得：Me2Si(OMe)2+(MeO)3Si-(CH2)3-O-CH2-環氧乙烷+ 環氧乙烷-CH2-O-Ph-CH2-Ph-O-(CH2-CH(OH)-CH2-O-Ph-CH2-Ph-O-)n-CH2-環氧乙烷，其中「n」在約1至4之範圍內。
經矽烷改質之環氧樹脂亦可為芳族環氧樹脂、環氧矽烷及芳族環氧樹脂與環氧矽烷之反應產物的組合。反應產物可由芳族環氧樹脂及環氧矽烷以1：100至100：1之重量比(諸如1：10至10：1之重量比)製備。
涵蓋用於本發明組合物中之環氧樹脂單體的量係充足的，以使得所得調配物包含約1wt%至20wt%範圍內之該環氧樹脂。在某些實施例中，所得調配物包含約2wt%至18wt%範圍內之該環氧樹脂。在某些實施例中，所得調配物包含約5wt%至15wt%範圍內之該環氧樹脂。
環氧樹脂固化劑視情況與環氧樹脂單體組合使用。例示性環氧樹脂固化劑包括尿素、脂族及芳族胺、胺硬化劑、聚醯胺、咪唑、雙氰胺、醯肼、尿素-胺類混合固化系統、自由基引發劑(例如，過氧化酯、過氧化碳酸酯、氫過氧化物、烷基過氧化物、芳基過氧化物、偶氮化合物及其類似者)、有機鹼、過渡金屬催化劑、苯酚、酸酐、路易斯(Lewis)酸、路易斯鹼及其類似者。
當存在環氧樹脂固化劑時，本發明組合物包含約0.1wt%至2wt%範圍內之環氧樹脂固化劑。在某些實施例中，本發明組合物包含約0.5wt%至5wt%範圍內之環氧樹脂固化劑。
順丁烯二醯亞胺、納迪醯亞胺或衣康醯亞胺
涵蓋用於本文中之順丁烯二醯亞胺、納迪醯亞胺或衣康醯亞胺分別為具有以下結構之化合物：
Figure 105124492-A0305-02-0021-5
 其中：m為1至15，p為0至15，各R2獨立地選自氫或低碳數烷基(諸如C1-5)，且J為包含有機基團或有機矽氧烷基團之單價或多價基團，及其兩者或多於兩者之組合。
在本發明之一些實施例中，J係選自以下各者之單價或多價基團：- 通常具有約6個至多達約500個範圍內之碳原子的烴基或經取代之烴基種類，其中該烴基種類係選自烷基、烯基、炔基、環烷基、環烯基、芳基、烷芳基、芳烷基、芳烯基、烯芳基、芳炔基或炔芳基，然而其限制條件為，僅當X包含兩種或多於兩種不同種類之組合時，X可為芳基；- 通常具有約6個至多達約500個範圍內之碳原子的伸烴基或經取代之伸烴基種類，其中該等伸烴基種類係選自伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸環烷基、伸環烯基、伸芳基、烷基伸芳基、芳基伸烷基、芳基伸烯基、烯基伸芳基、芳基伸炔基或炔基伸芳基；- 通常具有約6個至多達約500個範圍內之碳原子的雜環或經取代之雜環種類；- 聚矽氧烷，或- 聚矽氧烷-聚胺基甲酸酯嵌段共聚物，以及上述中之一或多者與選自以下各者之連接基團的組合：共價鍵、-O-、-S-、-NR-、-NR-C(O)-、-NR-C(O)-O-、-NR-C(O)-NR-、-S-C(O)-、-S-C(O)-O-、-S-C(O)-NR-、-O-S(O)2-、-O-S(O)2-O-、-O-S(O)2-NR-、-O-S(O)-、-O-S(O)-O-、-O-S(O)-NR-、-O-NR-C(O)-、-O-NR-C(O)-O-、-O-NR-C(O)-NR-、-NR-O-C(O)-、-NR-O-C(O)-O-、- NR-O-C(O)-NR-、-O-NR-C(S)-、-O-NR-C(S)-O-、-O-NR-C(S)-NR-、-NR-O-C(S)-、-NR-O-C(S)-O-、-NR-O-C(S)-NR-、-O-C(S)-、-O-C(S)-O-、-O-C(S)-NR-、-NR-C(S)-、-NR-C(S)-O-、-NR-C(S)-NR-、-S-S(O)2-、-S-S(O)2-O-、-S-S(O)2-NR-、-NR-O-S(O)-、-NR-O-S(O)-O-、-NR-O-S(O)-NR-、-NR-O-S(O)2-、-NR-O-S(O)2-O-、-NR-O-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)-、-O-NR-S(O)-O-、-O-NR-S(O)-NR-、-O-NR-S(O)2-O-、-O-NR-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)2-、-O-P(O)R2-、-S-P(O)R2-或-NR-P(O)R2-；其中各R獨立地為氫、烷基或經取代之烷基。
例示性組合物包括其中J為以下各者之彼等者：氧基烷基、硫基烷基、胺基烷基、羧基烷基、氧基烯基、硫基烯基、胺基烯基、羧基烯基、氧基炔基、硫基炔基、胺基炔基、羧基炔基、氧基環烷基、硫基環烷基、胺基環烷基、羧基環烷基、氧基環烯基、硫基環烯基、胺基環烯基、羧基環烯基、雜環、氧基雜環、硫基雜環、胺基雜環、羧基雜環、氧基芳基、硫基芳基、胺基芳基、羧基芳基、雜芳基、氧基雜芳基、硫基雜芳基、胺基雜芳基、羧基雜芳基、氧基烷芳基、硫基烷芳基、胺基烷芳基、羧基烷芳基、氧基芳烷基、硫基芳烷基、胺基芳烷基、羧基芳烷基、氧基芳烯基、硫基芳烯基、胺基芳烯基、羧基芳烯基、氧基烯芳基、硫基烯芳基、胺基烯芳基、羧基烯芳基、氧基芳炔基、硫基芳炔基、胺基芳炔基、羧基芳炔基、氧基炔芳基、硫基炔芳基、胺基炔芳基、或羧基炔芳基、氧基伸烷基、硫基伸烷基、胺基伸烷基、羧基伸烷基、氧基伸烯基、硫基伸烯基、胺基伸烯基、羧基伸烯基、氧基伸炔基、硫基伸炔基、胺基伸炔基、羧基伸炔基、氧基伸環烷基、硫基伸環烷基、胺基伸環烷基、羧基伸環烷基、氧基伸環烯基、硫基伸環烯基、胺基伸環烯基、羧基伸環烯基、氧基伸芳基、硫基伸芳基、胺基伸芳基、羧基伸芳基、氧基烷基伸芳基、硫基烷基伸芳基、胺基烷基伸芳基、羧基烷基伸芳基、氧基芳基伸烷基、 硫基芳基伸烷基、胺基芳基伸烷基、羧基芳基伸烷基、氧基芳基伸烯基、硫基芳基伸烯基、胺基芳基伸烯基、羧基芳基伸烯基、氧基烯基伸芳基、硫基烯基伸芳基、胺基烯基伸芳基、羧基烯基伸芳基、氧基芳基伸炔基、硫基芳基伸炔基、胺基芳基伸炔基、羧基芳基伸炔基、氧基炔基伸芳基、硫基炔基伸芳基、胺基炔基伸芳基、羧基炔基伸芳基、伸雜芳基、氧基伸雜芳基、硫基伸雜芳基、胺基伸雜芳基、羧基伸雜芳基、含雜原子之二價或多價環狀部分、含氧基雜原子之二價或多價環狀部分、含硫基雜原子之二價或多價環狀部分、含胺基雜原子之二價或多價環狀部分或含羧基雜原子之二價或多價環狀部分。
丙烯酸酯
涵蓋用於實踐本發明之丙烯酸酯為此項技術中熟知的。舉例而言，參見美國專利第5,717,034號，該專利之全部內容在此以引用之方式併入本文中。
涵蓋用於本文中之例示性丙烯酸酯包括單官能性(甲基)丙烯酸酯、雙官能性(甲基)丙烯酸酯、三官能性(甲基)丙烯酸酯、多官能性(甲基)丙烯酸酯及類似物。
例示性單官能性(甲基)丙烯酸酯包括：苯基苯酚丙烯酸酯、丙烯酸甲氧基聚乙烯酯、丁二酸丙烯醯基氧基乙酯、脂肪酸丙烯酸酯、甲基丙烯醯基氧基乙基鄰苯二甲酸、苯氧基乙二醇甲基丙烯酸酯、脂肪酸甲基丙烯酸酯、丙烯酸β-羧基乙酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥基丙酯、丙烯酸二氫環戊二乙酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯、甲基丙烯酸第三丁基胺基乙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸四氫呋喃甲酯、丙烯酸苯甲酯、乙基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、單季戊四醇丙烯酸酯、二季戊四醇丙烯酸酯、三季戊四醇丙烯酸 酯、聚季戊四醇丙烯酸酯及其類似者。
例示性雙官能性(甲基)丙烯酸酯包括：己二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥基丙烯醯基氧基丙酯、己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸胺基甲酸酯、環氧丙烯酸酯、雙酚A型環氧丙烯酸酯、經改質之環氧丙烯酸酯、經脂肪酸改質之環氧丙烯酸酯、經胺改質之雙酚A型環氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二甲基丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯、9,9-雙(4-(2-丙烯醯基氧基乙氧基)苯基)茀、三環癸烷二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、經PO改質之新戊二醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、1,12-十二烷二醇二甲基丙烯酸酯及其類似物。
例示性三官能性(甲基)丙烯酸酯包括三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、聚醚三丙烯酸酯、甘油丙氧基三丙烯酸酯及其類似者。
例示性多官能性(甲基)丙烯酸酯包括二季戊四醇聚丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四丙烯酸酯及其類似者。
涵蓋用於實踐本發明之額外例示性丙烯酸酯包括描述於美國專利第5,717,034號中之彼等者，該專利之全部內容在此以引用之方式併入本文中。
基於氰酸酯之樹脂
涵蓋用於實踐本發明之氰酸酯單體含有形成氰酸酯(-O-C≡N)基團之兩個或多於兩個環，該等氰酸酯基團在加熱後環三聚，以形成經取代之三嗪環。由於在氰酸酯單體之固化期間無離去基或揮發性副產物形成，故該固化反應被稱為加成聚合。可用於實踐本發明之適合的 聚氰酸酯單體包括(例如)1,1-雙(4-氰酸基苯基)甲烷、1,1-雙(4-氰酸基苯基)乙烷、2,2-雙(4-氰酸基苯基)丙烷、雙(4-氰酸基苯基)-2,2-丁烷、1,3-雙[2-(4-氰酸基苯基)丙基]苯、雙(4-氰酸基苯基)醚、4,4'-二氰酸基二苯基、雙(4-氰酸基-3,5-二甲基苯基)甲烷、參(4-氰酸基苯基)乙烷、經氰化之酚醛清漆、1,3-雙[4-氰酸基苯基-1-(1-甲基亞乙基)]苯、經氰化之苯酚雙環戊二烯加合物及其類似者。根據本發明所採用之聚氰酸酯單體可藉由使適當的適合二元酚或多元酚與鹵化氰在酸受體存在下反應而容易地製備。
可視情況與根據本發明之聚氰酸酯單體組合之單體係選自經歷加成聚合之彼等單體。此類單體包括乙烯醚、二乙烯醚、二烯丙醚、二甲基丙烯酸酯、二炔丙基醚、混合炔丙基烯丙醚、單順丁烯二醯亞胺、雙順丁烯二醯亞胺及其類似者。此類單體之實例包括環己烷二甲醇單乙烯醚、參烯丙基氰脲酸酯、1,1-雙(4-烯丙氧基苯基)乙烷、1,1-雙(4-炔丙氧基苯基)乙烷、1,1-雙(4-烯丙氧基苯基-4'-炔丙氧基苯基)乙烷、3-(2,2-二甲基三亞甲基縮醛)-1-順丁烯二醯亞胺苯、2,2,4-三甲基六亞甲基-1,6-雙順丁烯二醯亞胺、2,2-雙[4-(4-順丁烯二醯亞胺苯氧基)苯基]丙烷及其類似物。
涵蓋用於實踐本發明之額外氰酸酯為此項技術中熟知的。舉例而言，參見美國專利第5,718,941號，該專利之全部內容在此以引用之方式併入本文中。
聚矽氧
涵蓋用於實踐本發明之聚矽氧為此項技術中熟知的。舉例而言，參見美國專利第5,717,034號，該專利之全部內容在此以引用之方式併入本文中。
氧雜環丁烷
氧雜環丁烷(亦即，1,3-環氧丙烷)為具有分子式C3H6O之雜環有 機化合物，其具有三個碳原子及一個氧原子之四員環。術語氧雜環丁烷通常亦係指含有氧雜環丁烷環之任何有機化合物。舉例而言，參見Burkhard等人，Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,9052-9067中，其全部內容在此以引用之方式併入本文中。
基於聚酯之樹脂
涵蓋用於實踐本發明之聚酯係指藉由多元醇(亦稱為多元醇(polyhydric alcohol))與飽和或不飽和二元酸之反應所形成的縮聚物。所使用之典型多元醇為諸如乙二醇之二醇；常用酸為鄰苯二甲酸及順丁烯二酸。不斷地移除酯化反應之副產物水，促使反應完成。使用不飽和聚酯及諸如苯乙烯之添加劑降低樹脂之黏度。初始液體樹脂藉由交聯鏈轉化成固體。此過程係藉由在不飽和鍵處產生自由基來完成，該等自由基在鏈反應中延伸至相鄰分子之其他不飽和鍵，從而在過程中連接相鄰鏈。
基於聚胺基甲酸酯之樹脂
涵蓋用於實踐本發明之聚胺基甲酸酯係指由藉由胺基甲酸酯(carbamate)(胺基甲酸酯(urethane))鍵聯來接合之有機單元鏈所組成的聚合物。聚胺基甲酸酯聚合物係藉由使異氰酸酯與多元醇反應而形成。用於製備聚胺基甲酸酯之異氰酸酯及多元醇兩者每分子含有平均兩個或多於兩個官能基。
基於聚醯亞胺之樹脂
涵蓋用於實踐本發明之聚醯亞胺係指由藉由醯亞胺鍵聯(亦即，-C(O)-N(R)-C(O)-)來接合之有機單元鏈所組成的聚合物。聚醯亞胺聚合物可藉由各種反應來形成，亦即，藉由使二酐與二胺反應，藉由二酐與二異氰酸酯之間的反應，及其類似反應。
基於三聚氰胺之樹脂
涵蓋用於實踐本發明之三聚氰胺係指藉由聚合由三聚氰胺(亦 即，1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺)及甲醛所製成之熱固性硬塑膠材料。其丁基化形式可溶解於正丁醇及/或二甲苯中。其可用於與諸如醇酸樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂及聚酯樹脂之其他樹脂交聯。
基於尿素甲醛之樹脂
涵蓋用於實踐本發明之尿素甲醛係指尿素及甲醛在諸如氨或吡啶之弱鹼存在下經加熱而製成之非透明熱固性樹脂或塑膠。
基於苯酚甲醛之樹脂
涵蓋用於實踐本發明之苯酚甲醛係指藉由苯酚或經取代之苯酚與甲醛之反應獲得的合成聚合物。
稀釋劑
涵蓋用於本文中之非反應性有機稀釋劑由於(例如)較低黏度、經改良之可分散性及類似優點而有助於本發明調配物之處理。較佳地，稀釋劑之沸點應接近填料燒結溫度，以使得隨著稀釋劑蒸發，粒子接觸彼此且燒結。
本文所採用之有機稀釋劑以本發明組合物之約1wt%至多達約80wt%的範圍存在；在一些實施例中，本發明調配物包含約2wt%至多達約80wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約5wt%至多達約80wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約10wt%至多達約80wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約20wt%至多達約80wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約30wt%至多達約80wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約40wt%至多達約80wt%範圍內之有機稀釋劑。
在一些實施例中，本發明調配物包含約1wt%至多達約60wt%範圍內之本發明組合物；在一些實施例中，本發明調配物包含約2wt%至多達約60wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配 物包含約5wt%至多達約60wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約10wt%至多達約60wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約20wt%至多達約60wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約30wt%至多達約60wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約40wt%至多達約60wt%範圍內之有機稀釋劑。
在一些實施例中，本發明調配物包含約1wt%至多達約50wt%範圍內之本發明組合物；在一些實施例中，本發明調配物包含約2wt%至多達約50wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約5wt%至多達約50wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約10wt%至多達約50wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約20wt%至多達約50wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約30wt%至多達約50wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約40wt%至多達約50wt%範圍內之有機稀釋劑。
在一些實施例中，本發明調配物包含約2wt%至多達約40wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約5wt%至多達約40wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約10wt%至多達約40wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約20wt%至多達約40wt%範圍內之有機稀釋劑；在一些實施例中，本發明調配物包含約30wt%至多達約40wt%範圍內之有機稀釋劑。
例示性有機稀釋劑包括芳族烴(例如，苯、甲苯、二甲苯及其類似者)、飽和烴(例如，己烷、環己烷、庚烷、十四烷)、氯化烴(例如，二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烯及其類似者)、醚(例如，乙醚、四氫呋喃、二噁烷、二醇醚、乙二醇之單烷基 醚或二烷基醚及其類似者)、多元醇(例如，聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇及其類似者)、酯(例如，乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲氧基丙酯及其類似者)；二元酯(例如，DBE-9)、α-萜品醇、β-萜品醇、煤油、二甘醇乙醚、乙酸丁酯、丁基賽路蘇、鄰苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、己二醇、高沸點醇、其醚及酯、二醇醚、酮(例如，丙酮、甲基乙基酮及其類似者)、醯胺(例如，二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺及其類似者)、雜芳族化合物(例如，N-甲基吡咯啶酮及其類似者)及類似者，以及其任意兩者或多於兩者之混合物。
在一些實施例中，所採用之稀釋劑為乙酸丁酯、二甘醇單乙醚乙酸酯(卡必醇乙酸酯)、二丙二醇甲醚、MEK、丙酮或DBE-9。
根據本發明之某些實施例，提供包含以下各者之導電性組合物：約10wt%至多達約98.95wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；約0.01wt%至多達約40wt%範圍內之有機基質；及約1wt%至多達約80wt%範圍內之有機稀釋劑。
視情況選用之添加劑
根據本發明之一些實施例，本文所描述之組合物可進一步包含一或多種流動添加劑、黏著促進劑、流變改質劑、韌化劑、助熔劑、薄膜增韌劑、苯酚酚醛清漆硬化劑、環氧樹脂固化催化劑(例如，咪唑)、固化劑(例如，過氧化二異丙苯)以及其任意兩者或多於兩者之混合物。
如本文所使用，術語「流動添加劑」係指改變其引入至之調配物之黏度的化合物。賦予此類性質之例示性化合物包括矽聚合物、丙烯酸乙酯/丙烯酸2-乙基己酯共聚物、酮肟之磷酸酯的醇銨鹽及其類似者，以及其任意兩者或多於兩者之組合。
如本文所使用，術語「黏著促進劑」係指增強其引入至之調配物之黏著性質的化合物。
如本文所使用，術語「流變改質劑」係指改變其引入至之調配物之一或多種物理性質的添加劑。
如本文所使用，術語「韌化劑」係指增強其引入至之調配物之抗衝擊性的添加劑。
如本文所使用，術語「助熔劑」係指防止熔融金屬之表面上形成氧化物的還原劑。
如本文所使用，術語「薄膜增韌劑」係指賦予由含有其之調配物製備之薄膜可撓性的試劑。
如本文所使用，術語「苯酚酚醛清漆硬化劑」係指參與反應性基團之進一步相互作用以便增加其交聯，進而增強其硬度之材料。
如本文所使用，術語「環氧樹脂固化催化劑」係指促進含環氧樹脂部分(例如，咪唑)之寡聚及/或聚合之反應性試劑。
如本文所使用，術語「固化劑」係指促進單體材料、寡聚材料或聚合材料之固化的反應性試劑，諸如過氧化二異丙苯。
薄膜
根據本發明之另一實施例，提供包含藉由乾燥、固化及/或燒結厚度為至少1μm但小於25μm之本文所描述之本發明組合物而獲得之反應產物的薄膜。
在某些態樣中，藉由乾燥、固化及/或燒結本發明組合物所獲得之薄膜厚度小於20μm。
在某些態樣中，藉由乾燥、固化及/或燒結本發明組合物所獲得之薄膜厚度小於15μm。
在某些態樣中，藉由乾燥、固化及/或燒結本發明組合物所獲得之薄膜厚度小於10μm。
在某些態樣中，藉由乾燥、固化及/或燒結本發明組合物所獲得之薄膜厚度小於5μm。
製品/總成
根據本發明之又一態樣，提供包含黏著至其適合基板(例如，EMC(環氧樹脂模製化合物)、層壓基板、晶粒、堆疊晶粒、晶圓、覆晶型封裝、混合記憶體方塊、TSV裝置及類似物)之如本文所描述之本發明薄膜的製品/總成。
涵蓋用於本文中之適合基板包括聚對苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚烯烴(例如，聚乙烯、聚丙烯及其類似者)、聚碳酸酯、環氧樹脂、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯、玻璃、氮化矽鈍化之Si晶粒、聚醯亞胺鈍化之Si晶粒、BT基板、裸Si、SR4基板、SR5基板及其類似者。
根據本發明所塗覆之薄膜對其所塗覆至之基板呈現良好黏著力。
如熟習此項技術者容易認識到，可以各種方法測定薄膜與基板之間的黏著力，例如依照測試方法D 3359-97藉由ASTM標準橫切膠帶測試來測定。通常，薄膜與基板之間的黏著力至少為1B級，如依照測試方法D 3359-97藉由ASTM標準橫切膠帶測試所測定。在一些實施例中，觀測到相當於至少ASTM 1B級之黏著力(亦即，在經受該膠帶測試之後，至少35%之初始黏著薄膜表面保持附接於基板)。在本發明之某些實施例中，觀測到相當於至少ASTM 2B級之黏著力(亦即，在經受膠帶測試之後，至少65%之初始黏著薄膜表面保持附接於基板)。在本發明之某些實施例中，觀測到相當於至少ASTM 3B級之黏著力(亦即，在經受膠帶測試之後，至少85%之初始黏著薄膜表面保持附接於基板)。在本發明之某些實施例中，觀測到相當於至少ASTM 4B級之黏著力(亦即，在經受膠帶測試之後，至少95%之初始黏著薄 膜表面保持附接於基板)。在本發明之某些實施例中，觀測到相當於至少ASTM 5B級之黏著力(亦即，在經受膠帶測試之後，100%之初始黏著薄膜表面保持附接於基板)。
根據本發明之再一態樣，提供包含在其所有曝露表面上具有本發明組合物之實質上均勻塗層之基板的製品。
在一些態樣中，在本發明製品之頂部及任意側壁上，基板實質上均勻地塗佈有本發明組合物。在一些態樣中，該組合物在塗覆至適合的基板之後經乾燥、固化及/或燒結。
根據本發明之額外實施例，提供用於製備賦予電子組件電磁干擾屏蔽(EMI)保護之導電性薄膜的方法，該方法包含：藉由適合的手段將根據本發明之組合物塗覆至該電子組件，該等手段例如藉由靜電噴塗製程、空氣噴塗製程、超音波噴塗製程、旋塗製程或其類似手段，及乾燥、固化及/或燒結該組合物。
根據本發明之再一實施例，提供用於製備導電性網路之方法，該方法包含：以預定圖案藉由適合的手段適合(例如，藉由靜電噴塗製程、空氣噴塗製程、超音波噴塗製程、旋塗製程或其類似手段)將根據本發明之組合物塗覆至適合的基板，且其後乾燥、固化及/或燒結該組合物。
根據本發明之另一實施例，提供藉由上述方法來製備之導電性網路。
本文所涵蓋之導電性網路通常具有不超過約1×10-3歐姆.厘米之體積電阻率。
藉由以下非限制性實例說明本發明之各種態樣。該等實例係出於說明之目的且不限制本發明之任何實踐。將理解，可在不脫離本發 明之精神及範疇的情況下，作出各種變化及修改。一般熟習此項技術者容易知曉如何合成或購買本文中所描述之試劑及組分。
實例1
藉由將奈米銀及乙酸丁酯添加至塑膠瓶，手工混合直至混合物均質(使用高速混合器通常約2分鐘)來製備若干含有奈米顆粒之調配物。參見表1。
Figure 105124492-A0305-02-0034-6
澆築所得糊狀物之一條帶且在175℃下固化1小時。接著測試黏著力及體積電阻率。觀察到兩種樣本都具有極佳的黏著力及體積電阻率(式A之剝離測試的例示性結果參見圖2)。
實例2
藉由將聚合物Elvacite 2021及Elvacite 2008溶解於DBE-9中，接著將奈米顆粒狀銀粉末添加至聚合物溶液中，接著手工混合直至混合物均質(使用高速混合器通常約2分鐘)來製備若干含熱塑性材料之調配物。參見表2。
Figure 105124492-A0305-02-0034-7
Figure 105124492-A0305-02-0035-8
澆築所得糊狀物之一條帶且在175℃下固化1小時。接著測試體積電阻率。觀察到樣本中之每一者具有極佳的體積電阻率。
實例3
藉由將奈米銀、常規銀及乙酸丁酯添加至塑膠瓶中，手工混合直至混合物均質(使用高速混合器通常約2分鐘)來製備若干含有奈米顆粒之調配物。參見表3。
Figure 105124492-A0305-02-0035-9
澆築所得糊狀物之一條帶且在175℃下固化1小時。接著測試體積電阻率。觀察到樣本中之每一者具有極佳的體積電阻率。
實例4
藉由將奈米銀、合金42及乙酸丁酯添加至塑膠瓶中，手工混合直至混合物均質(使用高速混合器通常約2分鐘)來製備若干含有奈米顆粒之調配物。參見表4。
Figure 105124492-A0305-02-0035-10
澆築所得糊狀物之一條帶且在175℃下固化1小時。接著測試體 積電阻率。觀察到樣本中之每一者具有極佳的體積電阻率。
實例5
藉由將Epiclon EXA 830S、Celloxide 2021 P、EP 7、矽烷A 186、Ken React KR、TTS、雙氰胺、Sartomer SR 285及SF9H添加至塑膠瓶中，手工混合直至混合物均質(使用高速混合器通常約2分鐘)來製備若干調配物。參見表5。
Figure 105124492-A0305-02-0036-11
澆築所得糊狀物之一條帶且在175℃下固化1小時。接著測試黏著力及體積電阻率。所得樣本具有極佳的體積電阻率(式A1之剝離測試的例示性結果參見圖3)。
實例6
藉由組合2-(2-丁氧基乙氧基)乙酸乙酯、二丙二醇、Luperox DI(過氧化物)及AG-SAB-491(常規銀片)來製備含銀調配物。手工混合所得組合物直至混合物均質。(使用高速混合器通常約2分鐘)。參見表6。
Figure 105124492-A0305-02-0036-12
澆築所得糊狀物之一條帶且在175℃下固化1小時。接著測試體積電阻率。發現所得樣本具有極佳的體積電阻率。
實例7
藉由將奈米銀、二甘醇正丁醚及乙酸丁酯添加至塑料瓶中，且手工混合直至混合物均質(使用高速混合器通常約2分鐘)來製備若干含有奈米顆粒之調配物。參見表7。
Figure 105124492-A0305-02-0037-13
澆築所得糊狀物之一條帶且在100℃至175℃下固化1小時。接著測試黏著力及體積電阻率。觀察到所得樣本在100℃至175℃範圍內之固化溫度下具有極佳的體積電阻率。
本發明之各種修改，除本文所展示及描述之彼等修改外，對以上描述之熟習此項技術者而言將為顯而易見的。該等修改亦意欲屬於所附申請專利範圍之範疇內。
本說明書中提及之專利及公開案指示本發明所關於之熟習此項技術者之水準。此等專利及公開案以引用之方式併入本文中，如同每一個別申請案或公開案特定地或個別地以引用之方式併入本文中一樣。
前述描述說明本發明之特定實施例，但並不意欲限制其實踐。以下申請專利範圍(包括其所有等效物)意欲界定本發明之範疇。

Claims (25)

  1. 一種導電性組合物，其包含：約10wt%至多達約98.99wt%範圍內之顆粒狀、導電性填料；約0.01wt%至多達約40wt%範圍內之有機基質；及約1wt%至多達約80wt%範圍內之有機稀釋劑；其中：該顆粒狀、導電性填料係選自由以下各者組成之群：金、銀、銅、鉑、鈀、鎳、鋁、銦、鎳合金、鋅合金、鐵合金、銦合金、鍍銀銅、鍍銀鋁、鉍、錫、鉍錫合金、鍍銀纖維、鍍銀石墨、鍍銀碳化矽、鍍銀氮化硼、鍍銀金剛石、鍍銀礬土、鎘及鎘合金、鉛及鉛合金、銻及銻合金及其任意兩者或多於兩者之混合物；且該顆粒狀、導電性填料具有約1nm至多達約50μm範圍內之粒徑；該有機基質包含至少一種熱塑性樹脂及/或至少一種熱固性樹脂；且該有機稀釋劑具有接近該顆粒狀、導電性填料之燒結溫度的沸點，且係選自由以下各者組成之群：二甘醇正丁醚、二甘醇單乙醚、乙酸丁酯、二甘醇單乙醚乙酸酯、二丙二醇甲醚、甲基乙基酮(MEK)、丙酮、戊二酸二甲酯和丁二酸二甲酯的混合物(DBE-9)以及其任意兩者或多於兩者之混合物；且其中該組合物，在曝露於不超過約250℃之高溫後：為電子封裝提供至少20dB之電磁干擾屏蔽(EMI)保護；在將該組合物以小於25μm之厚度塗覆至適合的三維基板時，具有小於1×10-3歐姆.厘米之體積電阻率；且對該基板具有良好黏著力。
  2. 如請求項1之組合物，其進一步包含一或多種流動添加劑、黏著促進劑、流變改質劑、韌化劑、助熔劑、薄膜增韌劑、環氧樹脂固化催化劑、固化劑，以及其任意兩者或多於兩者之混合物。
  3. 如請求項1之組合物，其中該顆粒狀、導電性填料中之至多100wt%具有約2奈米至1000奈米範圍內之粒徑及約2nm至1000nm範圍內之平均粒徑，且其餘顆粒狀、導電性填料具有不超過50微米之粒徑。
  4. 如請求項1之組合物，其中該顆粒狀、導電性填料中之至多100wt%具有不超過50微米之粒徑及約1μm至25μm範圍內之平均粒徑。
  5. 如請求項1之組合物，其中該有機基質包含選自由以下各者組成之群的至少一種熱塑性樹脂：聚酯、聚丙烯酸酯、聚胺基甲酸酯、苯氧基類、聚乙氧唑啉、聚丙烯醯胺、聚二醇及聚丙烯酸；芳族乙烯基聚合物、具有環氧官能基之聚合物、聚碳酸酯、導電性聚合物、聚矽氧聚合物、矽氧烷聚合物、橡膠、乙烯基聚合物、聚醯胺、氟聚合物聚苯醚、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚芳酯醚碸或酮、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、腈、氯磺酸酯、聚醚酯、苯乙烯/丙烯腈聚合物、纖維素樹脂，以及其任意兩者或多於兩者之混合物。
  6. 如請求項1之組合物，其中該有機基質包含選自由以下各者組成之群的至少一種熱塑性樹脂：聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯醇、聚苯硫醚，以及其任意兩者或多於兩者之混合物。
  7. 如請求項1之組合物，其中該有機基質包含選自由以下各者組成之群的至少一種熱固性樹脂：環氧樹脂、丙烯酸酯、順丁烯二醯亞胺、納迪醯亞胺(nadimide)、衣康醯亞胺(itaconimide)、氰酸 酯、氧雜環丁烷、聚胺基甲酸酯、聚醯亞胺、三聚氰胺、尿素甲醛樹脂、苯酚甲醛樹脂，以及其任意兩者或多於兩者之混合物。
  8. 如請求項1之組合物，其中曝露於高溫以乾燥該組合物。
  9. 如請求項1之組合物，其中曝露於高溫以固化該組合物。
  10. 如請求項1之組合物，其中曝露於高溫以燒結該組合物。
  11. 一種薄膜，其包含藉由乾燥、固化及/或燒結厚度至少1μm但小於25μm之如請求項1之組合物所獲得的反應產物。
  12. 如請求項11之薄膜，其中該組合物之該厚度係小於20μm。
  13. 如請求項11之薄膜，其中該組合物之該厚度係小於15μm。
  14. 如請求項11之薄膜，其中該組合物之該厚度係小於10μm。
  15. 如請求項11之薄膜，其中該組合物之該厚度係小於5μm。
  16. 一種製品，其包含黏著至其適合基板之如請求項11之薄膜。
  17. 如請求項16之製品，其中如依照測試方法D 3359-97藉由ASTM標準橫切膠帶測試所測定，該薄膜與該基板之間的黏著力至少為1B級。
  18. 一種製品，其包含在其所有曝露表面上具有如請求項1至10中任一項之組合物之塗層的基板。
  19. 如請求項18之製品，其中該基板係於其頂部及任何側壁上經塗佈。
  20. 如請求項18之製品，其中該組合物已經乾燥、固化及/或燒結。
  21. 一種用於製備賦予電子組件電磁干擾屏蔽(EMI)保護之導電性薄膜的方法，該方法包含：將如請求項1至10中任一項之組合物塗覆至該電子組件，及乾燥、固化及/或燒結該組合物。
  22. 一種用於賦予電子組件電磁干擾屏蔽(EMI)保護之方法，該方法 包含：將如請求項1至10中任一項之組合物塗覆至該電子組件，及乾燥、固化及/或燒結該組合物。
  23. 一種用於製備導電性網路之方法，該方法包含：以預定圖案將如請求項1至10中任一項之組合物塗覆至適合的基板，且其後乾燥、固化及/或燒結該組合物。
  24. 一種導電性網路，其係藉由如請求項23之方法製備。
  25. 如請求項24之導電性網路，其具有不超過1×10-3歐姆.厘米之體積電阻率。
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