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耐濕熱高性能環(huán)氧樹脂的研究進(jìn)展

類型：	【軟件】	上傳：	2012-12-29 15:35:18	大小：	111KB
說明：	摘要：環(huán)氧樹脂(EP)以其優(yōu)異的性能廣泛用作電子封裝材料，但是由于傳統(tǒng)EP不能滿足現(xiàn)今電子封裝材料在耐濕熱性、阻燃性和絕緣性等方面的要求，故對(duì)耐濕熱高性能EP在電子封裝領(lǐng)域中的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。　　關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹脂；耐濕熱；高性能　　0·前言　　環(huán)氧樹脂(EP)之所以能在民用領(lǐng)域(尤其是電子封裝工業(yè))中得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)槠渲苽涔に嚭?jiǎn)便和成本較低；另外，隨著先進(jìn)微電子封裝技術(shù)的快速發(fā)展，EP的物理性能、機(jī)械性能和熱性能等也得到不斷改進(jìn)，如EP的熱穩(wěn)定性優(yōu)、機(jī)械強(qiáng)度高，但其電絕緣性、吸濕率的耗散因素、熱膨脹系數(shù)、內(nèi)應(yīng)力和模量等均較低。　　由于水在EP中被吸收，將導(dǎo)致EP的熱性能、電性能和力學(xué)性能等惡化，從而限制了其使用范圍；另外，吸收了水分子的EP封裝材料等，會(huì)因水分子的汽化膨脹而發(fā)生焊裂現(xiàn)象。因此，電子封裝用EP要求具有高純度、低收縮性、優(yōu)良的耐熱性、低吸濕性和快速固化等優(yōu)點(diǎn)。　　1.2聚酰亞胺(PI)及其衍生物改性EP 　　采用二甲苯烷雙馬來酰亞胺(BMI)對(duì)酚醛環(huán)氧樹脂(F-51)進(jìn)行改性，制取耐高溫新型EP膠粘劑。該膠粘劑的附著力隨BMI含量的增加而遞增，并且其熱分解溫度和耐熱性也隨之增大。　　1.3聯(lián)苯型EP 　　EP封裝材料中所使用的基體樹脂一般為鄰甲酚線型酚醛EP，這種樹脂耐溫性雖然優(yōu)良，但存在堅(jiān)硬而脆等缺點(diǎn)，故在封裝材料的使用過程中會(huì)產(chǎn)生裂紋。為了提高樹脂的韌性，國(guó)內(nèi)外相繼開發(fā)出了具有高強(qiáng)韌性的聯(lián)苯骨架結(jié)構(gòu)的EP。聯(lián)苯型EP具有低熔融黏度、高填充性、低吸水性、低熱膨脹性和高強(qiáng)度等諸多優(yōu)點(diǎn)。　　以4，4-二甲氧基甲基聯(lián)苯、苯酚和環(huán)氧氯丙烷等為主要原料，合成了一種新型聯(lián)苯酚醛樹脂(PF)；經(jīng)4，4-二氨基二苯基砜(DDS)固化后，固化物的耐濕熱性能明顯提高。　　在催化劑和分散劑存在的條件下，將3，3′，5，5′-四甲基-4，4′-聯(lián)苯二酚和環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行縮聚反應(yīng)，制取含聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的酚氧樹脂；該樹脂具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、良好的韌性和拉伸強(qiáng)度等特點(diǎn)。　　1.7含鹵EP 　　1.8液晶環(huán)氧樹脂(LCER) 　　采用部分氧化法合成了一種同時(shí)含有甲基取代基和柔性間隔鏈結(jié)構(gòu)的芳香型液晶EP。該樹脂是一種低熔點(diǎn)的液晶樹脂，在降溫至-50℃時(shí)仍能保持液晶的相態(tài)。　　1.9脂環(huán)族EP 　　由于脂環(huán)族EP分子結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基直接連在脂環(huán)上，能形成緊密的剛性分子結(jié)構(gòu)，故固化物的交聯(lián)密度增大、熱變形溫度較高，同時(shí)又具有突出的耐化學(xué)性、耐沖擊性等性能。近年來側(cè)鏈型脂環(huán)族EP因兼具傳統(tǒng)雙酚A型EP(優(yōu)良的力學(xué)性能、電氣性能和耐化學(xué)性能等)和環(huán)氧基脂環(huán)族EP(良好的綜合性能)的優(yōu)點(diǎn)，故越來越受到人們的重視。側(cè)鏈型脂環(huán)族EP與環(huán)上雙鍵過氧化制取的脂環(huán)族EP一樣都具有穩(wěn)定的飽和六元環(huán)結(jié)構(gòu)，只不過側(cè)鏈型環(huán)氧基的活性高于環(huán)上環(huán)氧基，故可選擇與雙酚A型EP相同的酸酐類或胺類固化劑進(jìn)行固化；另外，由于其側(cè)鏈具有柔性，故其固化物比環(huán)上環(huán)氧基的脂環(huán)族EP固化物具有更好的韌性和更高的抗沖擊強(qiáng)度。　　總之，不管是哪種類型的脂環(huán)族EP，由于其環(huán)氧分子中不含不飽和雙鍵，故將其暴露在電弧環(huán)境中，不會(huì)發(fā)生像傳統(tǒng)雙酚A型EP(含碳量較高)那樣易被碳化成游離碳的現(xiàn)象，即不會(huì)導(dǎo)致漏電通路的危險(xiǎn)。　　1.10多官能團(tuán)EP 　　多官能團(tuán)EP一般用于提高封裝材料的交聯(lián)度；另外在EP結(jié)構(gòu)中引入耐熱性、耐濕性等結(jié)構(gòu)的基團(tuán)，有利于提高EP的熱變形溫度和耐濕熱性。因此，開發(fā)多官能團(tuán)EP也是該研究領(lǐng)域的發(fā)展方向。　　有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了許多國(guó)外化工公司開發(fā)的各種多官能團(tuán)EP，具有高耐熱性、低吸濕性等特點(diǎn)。　　2·吸水率的主要影響因素　　通過以上途徑雖然可以提高EP本身的耐熱性能，但由于固化劑選用等因素的影響，固化物的結(jié)構(gòu)中極性基團(tuán)增多(或極性基團(tuán)濃度增大)，致使EP固化物極易吸附小分子水，并與之反應(yīng)，進(jìn)而使體系的自由體積增大，表現(xiàn)為EP固化物的吸水率增加、Tg和耐熱性等明顯下降[38]。因此，如何降低極性基團(tuán)濃度和自由體積是解決EP耐濕熱性能的關(guān)鍵因素。　　研究表明：在水分子存在下聚合物的交聯(lián)密度降低，而在高濃度水的存在下交聯(lián)鏈的流動(dòng)性增加，這都?xì)w因于氫鍵間及自由體積的相互作用。進(jìn)一步分析證實(shí)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)吸收水分子后形成氫鍵，這些氫鍵在聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的極性基團(tuán)附近，并且高濃度水可以彼此間相互聚集。報(bào)道了涂層聚合物的自由體積和親水性對(duì)涂層腐蝕防護(hù)性能影響的初步結(jié)果：隨著固化劑用量的增加，固化樹脂中的自由體積尺寸和數(shù)量增大，親水性下降，最終導(dǎo)致固化物的吸水率明顯降低，表明親水性是決定樹脂吸水率的主要因素。以PF和乙酸、正丁酸和苯乙酸酯化的PF固化鄰甲酚EP。結(jié)果表明：吸水過程對(duì)PF和酯化PF固化體系的動(dòng)態(tài)松弛行為影響顯著；通過微觀空穴體積分?jǐn)?shù)大小和空穴尺寸大小的比較發(fā)現(xiàn)，EP的平衡吸水率主要由體系中的基團(tuán)極性所決定。　　3·結(jié)語　　隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，作為電子封裝用EP的耐濕熱性等明顯提高。目前，國(guó)外研究開發(fā)的EP主要是指EP結(jié)構(gòu)的改性或開發(fā)多官能團(tuán)EP，以提高EP的交聯(lián)度，進(jìn)而提高其耐濕熱等綜合性能。我國(guó)在研發(fā)耐濕熱高性能EP方面相對(duì)落后，而且在制備工藝技術(shù)方面還遠(yuǎn)不及國(guó)外。因此，為了使EP能夠全面應(yīng)用于國(guó)內(nèi)電子封裝行業(yè)中，改進(jìn)制備工藝技術(shù)、探索耐濕熱高性能EP和中溫耐濕熱EP的固化體系，將是該研究領(lǐng)域的發(fā)展方向。[url= http://www.whtlhgdq.com/]串聯(lián)諧振[/url] 串聯(lián)諧振

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