一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂及其制备方法技术

一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂及其制备方法，本发明专利技术涉及胶粘剂及制备方法。解决现有快速点胶和喷胶工艺使用的电子胶粘剂难以兼顾低粘度和高温高粘接强度的问题。高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂由环氧树脂、含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂、固化剂、引发剂、无机填料及溶剂制备而成；制备方法：一、制备含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂；二、称取并混合。并混合。并混合。

【技术实现步骤摘要】
一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及胶粘剂及制备方法。

技术介绍

[0002]随着微电子封装业的蓬勃发展，微电子封装技术被赋予了更高的要求，如封装产品整体尺寸更小、密集程度更高、机械电气连接性能更优异、产品使用寿命更持久等。电子封装的制造工艺、使用性能及应用从根本上取决于构成封装的各类材料，需要综合考虑材料的可加工性、物理性能(如电阻率、介电常数、热导率、热膨胀系数等)、相容性以及成本问题等。这其中，封装连接材料所发挥的作用极为关键。封装连接材料将不同层级的封装结构连接起来，主要发挥电、力学连接和信号传输等作用，电子胶粘剂是封装连接材料中使用最为广泛的。
[0003]电子胶粘剂通常在电子产品中起到粘接、灌封、密封、底部填充、围坝、敷形涂布、导电的作用，要实现这些，首先要确保电子胶粘剂能够稳定、高效、精准的分配到合适的位置，而最常使用的就是点胶工艺。这其中，使用最广泛的就是接触式点胶和非接触式喷射点胶，而为了提升点胶的效率，往往需要进行高速点胶。
[0004]高速点胶对于胶粘剂的粘度要求较高，需要在保持胶粘剂一定的触变性的前提下，具有较低的动态粘度，当胶粘剂的粘度超过了一定的范围时，不仅点胶效率下降，还容易出现堵塞针头的情况。针对于高速点胶的使用工艺，目前各厂商都研发了相应的电子胶粘剂产品，而这些产品普遍存在的问题就是粘接强度较低，尤其是高温下的粘接强度下降幅度较大，这对于元器件在经历高温回流焊等工艺或是其他苛刻环境下是十分不利的。这主要是因为目前降低电子胶粘剂粘度的方式较为局限，以添加溶剂或反应性稀释剂为主。前者不仅在固化时溶剂挥发易造成缺陷，导致元件粘接强度下降或脱落，还可能因为部分树脂的溶解性问题，导致树脂体系分相，同样也会在固化过程中造成缺陷；而后者往往由于稀释剂引入的大量柔性链段导致整个体系在高温下的强度大幅下降。另一方面，传统的高强度电子胶粘剂往往采用了芳杂环树脂体系以及橡胶增韧体系。大量芳杂环树脂的引入能够很明显的提升材料的热机械性能，在高温条件下也能保持一定的强度，但也为体系带来了较高的粘度，难以应用于高速点胶；而橡胶增韧体系虽然能很好的增强室温下的粘接强度，但对于高温下粘接强度的提升十分有限。
[0005]因此，开发一种新的树脂体系应用于电子胶粘剂中，使其能够兼顾低粘度高速点胶和高温高粘接强度，这对于电子封装行业具有重大研究意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决现有快速点胶和喷胶工艺使用的电子胶粘剂难以兼顾低粘度和高温高粘接强度的问题，而提供一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂及制备方法。
[0007]一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂，它按质量份数是由100份环氧树脂、5份～20份含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂、10份～100份固化剂、0.1份～0.5份引发剂、
100份～800份无机填料及0份～15份溶剂制备而成；
[0008]所述的含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂的单体结构式为：
[0009][0010]所述的R1为
[0011][0012][0013]一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂的制备方法，它是按以下步骤进行：
[0014]一、制备含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂：
[0015]①
、将二元胺、三乙胺和甲基异戊基酮混合，搅拌加热至温度为60℃～85℃，在温度为60℃～85℃的条件下，加入乙酸钠以及二元酐并搅拌6h～12h，反应结束后冷却至室温，得到溶液A，将顺丁烯二酸酐溶解在甲基异戊基酮中，得到顺丁烯二酸酐溶液，将顺丁烯二酸酐溶液分次加入至溶液A中，在常温下搅拌2h～4h，然后升温至70℃
～
80℃，在温度为70℃
～
80℃的条件下，回流搅拌1h～4h，反应结束后冷却至室温，得到溶液B；
[0016]所述的二元胺与三乙胺的摩尔比为1:(0.05～0.15)；所述的二元胺的摩尔与乙酸钠的质量比为1mol:(0.05～0.2)g；所述的二元胺与二元酐的摩尔比为1:(1.8～2.9)；所述
的二元胺与顺丁烯二酸酐的摩尔比为1:(1.5～2.5)；
[0017]所述二元胺的结构式为
[0018][0019][0020]所述的二元酐的结构式为
[0021][0022]②
、将去离子水加入到溶液B中，产物沉淀析出，过滤后洗涤及干燥，得到含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂；
[0023]二、称取并混合：
[0024]按质量份数称取100份环氧树脂、5份～20份含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂、10份～100份固化剂、0.1份～0.5份引发剂、100份～800份无机填料及0份～15份溶剂，首先将环氧树脂及含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂在温度为70℃～80℃的条件下，搅拌5min～60min，冷却后，加入溶剂，在转速为500rpm～2000rpm的条件下，分散2min～10min，然后加入固化剂、引发剂及无机填料，在转速为500rpm～2000rpm的条件下，分散2min～10min，最后真空脱泡及灌装备用，得到高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂。
[0025]本专利技术的有益效果是：本专利技术所制备的一种含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂。首先，其分子结构中含有芳杂环结构，具有优良的热机械性能，可增强整个体系在高温下的粘接强度。其次，其结构中含有柔性硅氧烷链段，相比于纯芳杂环结构的双马来酰亚胺树脂，具有更低的粘度，同时还增加了固化物对金属、硅、玻璃等材料的粘接强度。此外，Cardo环结构本身的非共平面结构，大大降低了分子结构的对称性和规整度，使其结晶性降低，一定程度的降低了树脂的粘度，同时也增强了其溶解性。
[0026]本专利技术采用了环氧树脂体系作为电子胶粘剂的主体结构，Cardo环结构双马来酰亚胺树脂作为改性剂，相较于纯环氧树脂体系或是纯芳杂环结构双马来酰亚胺树脂改性环氧树脂体系的电子胶粘剂，不仅提升了材料的热机械性能，尤其是高温下的粘接强度，同时又保持了整个体系较低的粘度，使其能够应用于高速点胶及喷胶工艺。此外，本专利技术所述双马来酰亚胺树脂在与特定类型的环氧树脂混合后，由于分子链段发生的不规则缠结现象，出乎意料的使其对银粉表面的浸润性得到了提升，从而加强了材料整体的分散性，也一定程度的降低了粘度，这是其他种类的改性剂(如全芳香结构双马、丙烯酸树脂、反应性稀释剂、液体橡胶等)难以实现的。
[0027]本专利技术所制备的含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂，通过调节二胺/二酐种类、投料比例和制备工艺，从而控制聚合物分子量和主链结构，以此来改变电子胶粘剂粘接性与粘度间的平衡。
[0028]采用本专利技术制备的双马来酰亚胺树脂改性的电子胶粘剂具有如下优点：
[0029](1)具有较高的粘接强度，尤其在高温下仍保持一定的强度，在175℃的芯片推剪强度≥3.8MPa；
[0030](2)具有较高的储能模量，并且在高温下也能保持一定的储能模量，在175℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂，其特征在于它按质量份数是由100份环氧树脂、5份～20份含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂、10份～100份固化剂、0.1份～0.5份引发剂、100份～800份无机填料及0份～15份溶剂制备而成；所述的含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂的单体结构式为：所述的R1为2.根据权利要求1所述的一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂，其特征在于所述的环氧树脂分子中具有两个以上的缩水甘油基，软化点为
‑
25℃～100℃。3.根据权利要求1所述的一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂，其特征在于所述的固化剂为胺类固化剂、酸酐固化剂和咪唑类固化剂中的一种或几种的混合。4.根据权利要求1所述的一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂，其特征在于所述的引发剂为过氧化二苯甲酰。5.根据权利要求1所述的一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂，其特征在于所述的
无机填料为银粉、铜粉、铝粉、铁粉、镍粉、镀银铜粉或二氧化硅；所述的银粉为片状或球状。6.根据权利要求1所述的一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂，其特征在于所述的无机填料的平均粒径D
50
为0.5μm～10μm。7.根据权利要求1所述的一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂，其特征在于所述的溶剂沸点为50℃～250℃。8.如权利要求1所述的一种高温高粘接强度且低粘度的胶粘剂的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：一、制备含Cardo环结构的双马来酰亚胺树脂：
①
、将二元胺、三乙胺和甲基异戊基酮混合，搅拌加热至温度为60℃～85℃，在温度为60℃～85℃的条件下，加入乙酸钠以及二元酐并搅拌6h～12h，反应结束后冷却至室温，得到溶液A，将顺丁烯二酸酐溶解在甲基异戊基酮中，得到顺丁烯二酸酐溶液，将顺丁烯二酸酐溶液分次加入至溶液A中，在常温下搅拌2h～4h，然后升温至70℃
～
80℃，在温度为70℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长威，范旭鹏，王德志，周东鹏，肖万宝，曲春艳，李洪峰，赵立伟，刘成臻，杨海冬，宿凯，程羽，冯浩，张杨，杜程，
申请(专利权)人：黑龙江省科学院石油化学研究院，
类型：发明
国别省市：