阻燃热固环氧树脂组合物制造技术

本发明专利技术有关一种阻燃热固环氧树脂组合物，至少含有一种硅酸盐共聚复合体作为填充剂，其可用作为机电、电子零组件、半导体等成型封装树脂，且其藉由添加这样的硅酸盐共聚复合体而获得阻燃性、耐热性的增进，毋需使用任何其它阻燃材料而可获得良好成型性及良好信赖性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热固性环氧树脂组合物，其至少含有一种硅酸盐共聚复合体作为填充剂，而可用作为机电、电子零组件、半导体等封装树脂，且其藉由添加这样的硅酸盐共聚复合物而获得阻燃性、耐热性的增进，且耐燃性及可靠度极佳，特别能抵抗由焊接造成的龟裂、在湿气与高温下的金属线腐蚀。此外，未使用任何其它耐燃材料即可达到符合UL规定的要求。
技术介绍
现阶段的机电、电子零组件、半导体装置的封装材料，鉴于经济及生产性的考虑，多以环氧树脂组合物或酚醛树脂组合物为主。这样的机电、电子零组件、半导体的电子组件为确保使用安全性，而要求须达到UL指定的阻燃规格。为了达到该阻燃规格，目前均于用于封装的环氧树脂组合物或酚醛树脂组合物中添加含卤素的阻燃树脂及三氧化二锑等材料作为阻燃助剂。这样的阻燃剂及阻燃助剂已知对人体及动物具有危害性。例如三氧化二锑已被列为致癌物质，而含卤素的阻燃树脂如含溴的环氧树脂在燃烧过程中不仅会产生具腐蚀性的溴游离基及溴化氢，且高溴含量的芳基化合物更会产生剧毒的溴化呋喃类及溴化类戴奥辛类化合物，严重影响人体健康及危害环境。因此，提供一种不含卤素及三氧化二锑的阻燃特性树脂组合物以改进目前等机电、电子零组件、半导体封装材料因使用含卤素环氧树脂及三氧化二锑所造成的污染为本领域技术人员寻求的课题。就阻燃树脂而言，已广泛使用磷系及氮系化合物作为新一代的阻燃剂。其中最常使用的含磷、含氮阻燃物质为例如三聚氰胺、含三嗪环的氰酸酯等非反应型的含氮化合物；及包含例如赤磷、三苯基磷酸酯(triphenyl phosphate，TPP)、三甲苯基磷酸酯(tricresyl phosphate，TCP)及聚磷酸铵的非反应型磷阻燃剂；及包含三聚氰胺二聚物及三聚物的非反应型含氮阻燃剂，但此类含磷、含氮化合物为了达到所需阻燃效果，需大量添加于树脂组合物配方中，但这些化合物均易吸湿或与微量水反应，产生磷化氢与腐蚀性的磷酸，因而抗湿性很差。因此，这些含磷、含氮的阻燃材料并不适合用于需要极佳的抗湿性的电子零件的封装。此外，也有研究使用金属氢氧化物例如氢氧化铝与氢氧化镁及硼基(boron-based)化合物作为阻燃材料，但除非大量使用这些金属氢氧化物或硼基化合物于树脂组合物中，否则无法发挥足够的阻燃效果。然而若是大量使用此类阻燃材料，则会造成树脂组合物的可塑性恶化，而造成无法顺利成型。近年来，配合环保及安全考虑，逐渐以反应型树脂阻燃剂替代目前使用的阻燃剂，其中具有反应性的含氮阻燃树脂因与其它成分的分子键结因而具有较高的热安定性，已广被用来取代含卤素的树脂，例如日本特开2000-297284揭示一种反应型含氮阻燃剂，是由三嗪化合物与甲醛反应所得的反应产物。而日本特公平6-31276揭示一种有机环状含磷化合物的阻燃剂。此外，EP 0877040A1揭示一种含三嗪环的酚醛酚类树脂组合物而具有阻燃特性。这样的反应型含氮化合物已广泛应用于制造有阻燃要求的电子产品的树脂组合物中作为阻燃剂。但目前使用的反应型含氮阻燃树脂的开发多以酚醛树脂为主，惟对于半导体封装而言，以酚醛树脂为主的树脂组合物由于树脂添加比例相对降低，以致于无法提升树脂组合物的阻燃特性。本专利技术人基于现有机电、电子零组件、半导体封装材料的技术缺点，对环氧树脂组合物及酚醛树脂组合物进行广泛研究，利用硅酸盐共聚复合物形成阻绝层及促进环氧树脂的碳化，进而发展出含有高度阻燃及低吸湿特性的含有至少一种硅酸盐共聚复合体作为填充剂的热固性环氧树脂组合物，因而完成本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是有关一种阻燃热固环氧树脂组合物，其含有热固性环氧树脂以及至少一种硅酸盐共聚复合体作为填充剂，其中该硅酸盐共聚复合体填充剂于400℃下的TGA热重损失小于5％，且此热固性环氧树脂组合物的TGA5％热重量损失温度不小于410℃。本专利技术中应用这样的硅酸盐共聚复合体的阻绝氧气及促进环氧树脂的炭化的相乘阻燃效果，可以以低使用量而达成高阻燃效果，进而发展出具有高度耐燃性及低吸湿特性的含有硅酸盐共聚复合体填充剂的热固性环氧树脂组合物。本专利技术的第二目的是有关一种阻燃热固性环氧树脂组合物，其包括环氧树脂、硬化剂、硬化促进剂以及作为填充剂的硅酸盐共聚复合体，其中该环氧树脂的环氧当量对硬化剂的反应活性氢当量比为1∶0.5至1∶1.5，硬化促进剂的量，以该环氧树脂组合物总重100重量％计，为0.01至5重量％，且该硅酸盐共聚复合体的量，以该环氧树脂组合物总重100重量％计，为3至85重量％。本专利技术前述目的中，该硅酸盐共聚复合体是由硅酸盐例如硅酸钙、硅酸镁、硅酸铝与钛化合物如钛酸酯等共聚合的生成物。这样的复合体亦可与热固性树脂经加热混练制备成一种被覆有树脂的硅酸盐共聚复合体，以提升其在热固性树脂组合物中的兼容性及耐湿性，可得更佳的耐湿性及信赖性。本专利技术的含硅酸盐共聚复合体由于具有优异的阻燃效果及耐热性，亦可并入其它热固性及热塑性树脂材料中作为阻燃剂而用于制造各电子产品。实施方式本专利技术前述任一目的的含硅酸盐共聚复合体作为填充剂的热固性树脂组合物具有优异的阻燃效果及耐热性低吸湿性，而可作为机电、电子零组件、半导体封装材料并提供所封装对象的优异阻燃及耐热特性。再者，本专利技术的含硅酸盐共聚复合体亦可作为环氧树脂、酚醛树脂以外的其它树脂材料的阻燃剂或安定剂，例如作为其它热固性树脂及热塑性树脂的阻燃剂或安定剂，而可用于制造各电子产品。本专利技术二目的的阻燃阻燃热固性环氧树脂组合物中所含的环氧树脂可使用通常用于环氧树脂组合物而无限制，例如可包含酚醛清漆型环氧树脂类、双酚型环氧树脂类、联苯型环氧树脂类、含3至4个官能基的芳香族类环氧树脂、联苯酚型环氧树脂类、二甲基苯酚型环氧树脂类、二环戊二烯型环氧树脂类、萘型环氧树脂类、二苯乙烯型环氧树脂类、含硫的环氧树脂类，这样的树脂可单独使用或混合两种以上使用。上述酚醛清漆型环氧树脂类的一例为下式(a)表示的甲酚酚醛环氧树脂及苯酚酚醛环氧树脂。联苯型环氧树脂类的例为由下列式(b)表示的联苯-4，4’-缩水甘油醚环氧树脂与3，3’，5，5’-四甲基联苯4，4’-缩水甘油醚环氧树脂的组合。3至4个官能基的芳香族类环氧树脂的一例为由下列式(c)表示的四苯基醇乙烷型环氧树脂。联苯酚型环氧树脂类的一例为由下列式(d)表示的酚联苯芳烷基环氧树脂。二甲基苯酚型环氧树脂类的一例为酚苯基芳烷基环氧树脂。双酚型环氧树脂类的一例为以下式(e)表示的双酚A型环氧树脂。双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂及其类似的化合物亦可使用。亦可使用萘酚芳烷基型环氧树脂。这样的环氧树脂可单独使用一种，亦可以其两种以上的混合物使用。 环氧树脂(a) 环氧树脂(b) 环氧树脂(c) 环氧树脂(d) 环氧树脂(e)本专利技术第二目的的阻燃热固环氧树脂组合物中所用的硬化剂可为含有可与环氧基反应的活性氢的硬化剂，可为各种不含卤素的硬化剂。该硬化剂可使用一般用于环氧树脂组合物的已知硬化剂而无特别限制。实例包含酚醛清漆型酚树脂类、芳烷基型酚树脂类、二环戊二烯型酚树脂类、联苯型酚树脂类、苯酚型环氧树脂类、三苯基甲烷型酚树脂类、双酚树脂、多羟基酚树脂、酚醛类及酸酐、苯烷基多胺类等。硬化剂可以单独使用亦可以其两种以上的混合物使用。酚醛清漆型酚树脂类的具体实例包含例如酚甲醛缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃热固环氧树脂组合物，其至少含有一种硅酸盐共聚复合体作为填充剂以及热固性环氧树脂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄坤源，陈鸿星，
申请(专利权)人：长春人造树脂厂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]