对氰酸酯树脂具有优异分散性的二氧化硅溶胶组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及二氧化硅溶胶组合物及其制备方法，所述二氧化硅溶胶组合物包含二氧化硅、阴离子分散剂、两种或更多种环氧硅烷偶联剂和有机溶剂。所述二氧化硅溶胶组合物可通过使用阴离子分散剂和两种或更多种环氧硅烷偶联剂均匀地改性二氧化硅颗粒的表面，且可有效地增加经环氧基表面改性的二氧化硅填料和为底部填充组合物的树脂的相容性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在氰酸酯树脂中具有优异分散性的二氧化硅溶胶组合物以及用于制备其的方法。更具体地，本专利技术涉及通过向二氧化硅溶胶组合物中添加阴离子分散剂和两种或更多种环氧硅烷偶联剂以改性二氧化硅的表面而在疏水性树脂中具有优异分散性的二氧化硅溶胶组合物，以及用于制备其的方法。
技术介绍
在集成电路中，使用易弯曲的薄基底。由于基底中使用了很多材料如金属、介电材料和复合材料，由于各材料的热膨胀系数(CTE)值的差异导致翘曲发生。翘曲在电组合件的部件上施加压力，从而产生问题。为了防止翘曲，将热膨胀系数(CTE)低的二氧化硅填料用作底部填充组合物(underfillcomposition)。将大量的二氧化硅引入基底中以降低CTE，通常通过用环氧硅烷(其为可固化的树脂)除去二氧化硅表面上的残留硅烷醇基团并进行表面处理来使用用于电路材料的二氧化硅添加剂，并且通过二氧化硅表面改性除去二氧化硅填料的残留硅烷醇基团可改善电路基底的品质。使表面经环氧基团改性的二氧化硅与复合树脂(其为底部填充组合物)固化以改善基底的机械特性。在使底部填充组合物固化之前，通过将二氧化硅填料分散在极性有机溶剂中，然后使所得的分散体与呈现出疏水性的复合树脂混合来制备充分共混的清漆(其为混合溶液)。复合树脂中包含各种树脂、颜料和固化剂。认为在清漆制备中使用的树脂中，氰酸酯树脂由于与二氧化硅填料的极性差异而在相容性方面引起最大的问题，并且当由于二氧化硅填料的表面处理不均匀而导致残留硅烷醇基团未被充分封闭(blocked)，或者环氧基团(其为二氧化硅表面处理剂)与氰酸酯树脂之间的相容性低时，为混合溶液的清漆的粘度显著增大以致降低组合物固化之前的工艺效率，并且对于生产稳定产品的工艺引起一些问题。如现有技术中的专利技术，在韩国专利申请特许公开第10-2009-0090324号、日本专利第4276423号等中，已经通过将二氧化硅填料表面上的硅烷醇基团封闭来进行关于用于电路材料的二氧化硅填料的研究，但是通过现有技术并未将二氧化硅填料表面上的残留硅烷醇基团充分封闭，或者即使所述表面上的残留硅烷醇基团被封闭，其封闭所述填料表面上的硅烷醇基团的官能团与复合树脂之间的相容性也是问题，因此，仍然存在组合物的粘度显著增大的问题。
技术实现思路
技术问题因此，本专利技术是考虑到现有技术中遇到的上述问题而作出的，本专利技术的目标是提供用于电路材料的二氧化硅溶胶组合物以及用于制备其的方法，所述二氧化硅溶胶组合物可均匀改性二氧化硅表面，可提高与氰酸酯树脂的相容性，从而解决由于二氧化硅填料的表面处理不均匀而导致残留硅烷醇基团未被充分封闭的问题，或者为二氧化硅表面处理剂的环氧基团与氰酸酯树脂之间的相容性低的问题，充分共混的清漆(其为混合溶液)的粘度显著增大以致降低底部填充组合物固化之前的工艺效率的问题。技术方案为了达到以上目的，本专利技术提供了包含二氧化硅、阴离子分散剂、两种或更多种环氧硅烷偶联剂和有机溶剂的二氧化硅溶胶组合物。此外，本专利技术提供了用于制备经表面改性的二氧化硅溶胶组合物的方法，所述方法包括：(a)将阴离子分散剂溶解在有机溶剂中，然后向其中添加二氧化硅以制备二氧化硅分散体；(b)向添加有阴离子分散剂的二氧化硅分散体添加第一环氧硅烷偶联剂以使其表面改性；以及(c)进一步向步骤(b)中的经表面改性的二氧化硅分散体中引入第二环氧硅烷偶联剂以使二氧化硅的表面改性。此外，本专利技术提供了包含所述二氧化硅溶胶组合物和氰酸酯树脂的清漆组合物。有益效果根据用于制备本专利技术的经表面改性的二氧化硅溶胶组合物的方法，优势在于通过使用阴离子分散剂和两种或更多种环氧硅烷偶联剂可实现二氧化硅颗粒的均匀表面改性，并且可有效地提高其表面经环氧基团改性的二氧化硅填料与为底部填充组合物的复合树脂之间的相容性。附图说明图1为示出了用于制备本专利技术的经表面改性的二氧化硅溶胶组合物的方法的示意图的图；以及图2是测量根据本专利技术的实施例制备的二氧化硅的表面改性程度的FT-IR图。实施方式下文中，将详细描述在氰酸酯树脂中具有优异分散性的二氧化硅溶胶组合物以及用于制备根据本专利技术的二氧化硅溶胶组合物的方法。本专利技术的二氧化硅溶胶组合物在氰酸酯树脂中具有优异的分散性，并且包含阴离子分散剂、两种或更多种环氧硅烷偶联剂以及用于优异分散性的有机溶剂。特别地，本专利技术中所含的阴离子分散剂通过提高二氧化硅填料与极性有机溶剂的相容性来改善分散性，本专利技术中所含的两种或更多种环氧硅烷偶联剂的至少一者提高在疏水性树脂中的分散性，本专利技术中所含的两种或更多种环氧硅烷偶联剂的至少另一者提高在二氧化硅浆料中的分散性。在本专利技术的二氧化硅溶胶组合物中，二氧化硅意指SiO2，可使用本领域中通常使用的二氧化硅而没有特别限制。二氧化硅为粉末形式，在这种情况下，其中硅原子与氧原子形成硅氧烷键(Si-O-Si)，并且其表面上存在多个OH基团。在本专利技术的二氧化硅溶胶组合物中，关于二氧化硅的尺寸，基于干燥没有聚集的粉末形式的二氧化硅初始颗粒，可使用颗粒平均直径(D50)为5nm至10μm的二氧化硅颗粒，优选50nm至5μm，并且更优选0.5μm至1μm。当二氧化硅初始颗粒的平均直径低于5nm时，存在由于颗粒之间吸附而难以使所述颗粒均匀分散的问题，而当所述平均直径为10μm或更大时，存在最终电路材料产品的缺陷率增大的问题。在本专利技术的二氧化硅溶胶组合物中，基于所述组合物的总含量，二氧化硅的含量可为50wt％至90wt％，优选60wt％至80wt％。当二氧化硅的含量低于50wt％时，存在电路材料的热膨胀系数高，且因此，发生电路基底的翘曲现象以致集成电路的缺陷率增大的问题，而当所述含量大于90wt％时，由于为底部填充组合物的复合树脂的含量低，难以使二氧化硅填料与复合树脂均匀混合，因此，存在关于电路基底的物理特性如柔性的问题。在本专利技术的二氧化硅溶胶组合物中，阴离子分散剂没有特别限制，只要阴离子分散剂具有酸官能团如磷酸、硫酸或羧酸，或其盐即可，但是优选地，可使用具有酸官能团为磷酸或磷酸盐的阴离子分散剂。作为阴离子分散剂的具体实例，可使用选自BYK-W903、BYK-W9010、BYK110、BYK180等的一种或更多种作为具有磷酸官能团的阴离子分散剂，可使用选自EU-DO113或EU-DO113L等的一种或更多种作为具有硫酸官能团的阴离子分散剂，并且可使用选自TEGO757W、TEGO755W、TEGO610等的一种或更多种作为具有羧酸官能团的阴离子分散剂。在本专利技术的二氧化硅溶胶组合物中，基于所述组合物的总含量，优选地，阴离子分散剂的含量为0.01wt％至5wt％，优选0.1wt％至2wt％。当阴离子分散剂的含量低于0.01wt％时，存在难以使二氧化硅填料均匀地分散在有机溶剂中并且难以实现均匀表面改性的问题，而当所述含量大于5wt％时，存在阴离子分散剂成为改变底部填充组合物的固化温度并且改变电路材料的热特性的杂质的问题。在本专利技术的二氧化硅溶胶组合物中，作为两种或更多种环氧硅烷偶联剂，使用包含环氧基团的硅烷偶联剂，并且优选地，可使用选自以下的两种或更多种：3-((缩水甘油氧基)丙基)三甲氧基硅烷、3-(缩水甘油氧基)丙基三乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化硅溶胶组合物，包含二氧化硅、阴离子分散剂、两种或更多种环氧硅烷偶联剂和有机溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 KR 10-2014-0066022;2015.05.28 KR 10-2011.一种二氧化硅溶胶组合物，包含二氧化硅、阴离子分散剂、两种或更多种环氧硅烷偶联剂和有机溶剂。2.根据权利要求1所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述二氧化硅的初始颗粒的平均直径为5nm至10μm。3.根据权利要求1所述的二氧化硅溶胶组合物，其中基于所述组合物的总含量，所述二氧化硅的含量为50wt％至90wt％。4.根据权利要求1所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述阴离子分散剂具有酸官能团，所述酸官能团为磷酸、硫酸或羧酸，或者其盐。5.根据权利要求1所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述阴离子分散剂具有酸官能团，所述酸官能团为磷酸或磷酸盐。6.根据权利要求1所述的二氧化硅溶胶组合物，其中基于所述组合物的总含量，所述阴离子分散剂的含量为0.01wt％至5wt％。7.根据权利要求1所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述有机溶剂为非质子极性有机溶剂。8.根据权利要求1所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述有机溶剂为非质子极性有机溶剂和质子极性有机溶剂的混合溶剂，基于所述混合溶剂的总含量，所述质子极性有机溶剂的含量为10wt％或更少。9.根据权利要求7所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述非质子极性有机溶剂为选自DMF、MEK、THF和MIBK的一种或更多种。10.根据权利要求8所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述非质子极性有机溶剂为选自DMF、MEK、THF和MIBK的一种或更多种，所述质子极性有机溶剂为选自MeOH、EtOH、IPA和丁醇的一种或更多种。11.根据权利要求1所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述两种或更多种环氧硅烷偶联剂为选自以下的两种或更多种：3-((缩水甘油氧基)丙基)三甲氧基硅烷、3-(缩水甘油氧基)丙基三乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷和环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。12.根据权利要求1所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述两种或更多种环氧硅烷偶联剂中的至少一种为在疏水性树脂中具有优异分散性的环氧硅烷偶联剂。13.根据权利要求1所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述两种或更多种环氧硅烷偶联剂的至少一种为在二氧化硅浆料中具有优异分散性的环氧硅烷偶联剂。14.根据权利要求12所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述环氧硅烷偶联剂为选自以下的一种或更多种：2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷和环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。15.根据权利要求13所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述环氧硅烷偶联剂为选自以下的一种或更多种：3-(缩水甘油氧基)丙基三甲氧基硅烷和3-(缩水甘油氧基)丙基三乙氧基硅烷。16.根据权利要求1所述的二氧化硅溶胶组合物，其中所述二氧化硅溶胶组合物的粘度为1mPa＊s至1...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔熙正，金亨基，姜成均，崔贤，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR