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耐湿热高性能环氧树脂的研究进展

类型：	【软件】	上传：	2012-12-29 15:35:18	大小：	111KB
说明：	摘要：环氧树脂(EP)以其优异的性能广泛用作电子封装材料，但是由于传统EP不能满足现今电子封装材料在耐湿热性、阻燃性和绝缘性等方面的要求，故对耐湿热高性能EP在电子封装领域中的最新研究进展进行了综述。　　关键词：环氧树脂；耐湿热；高性能　　0·前言　　环氧树脂(EP)之所以能在民用领域(尤其是电子封装工业)中得到广泛应用，是因为其制备工艺简便和成本较低；另外，随着先进微电子封装技术的快速发展，EP的物理性能、机械性能和热性能等也得到不断改进，如EP的热稳定性优、机械强度高，但其电绝缘性、吸湿率的耗散因素、热膨胀系数、内应力和模量等均较低。　　由于水在EP中被吸收，将导致EP的热性能、电性能和力学性能等恶化，从而限制了其使用范围；另外，吸收了水分子的EP封装材料等，会因水分子的汽化膨胀而发生焊裂现象。因此，电子封装用EP要求具有高纯度、低收缩性、优良的耐热性、低吸湿性和快速固化等优点。　　1.2聚酰亚胺(PI)及其衍生物改性EP 　　采用二甲苯烷双马来酰亚胺(BMI)对酚醛环氧树脂(F-51)进行改性，制取耐高温新型EP胶粘剂。该胶粘剂的附着力随BMI含量的增加而递增，并且其热分解温度和耐热性也随之增大。　　1.3联苯型EP 　　EP封装材料中所使用的基体树脂一般为邻甲酚线型酚醛EP，这种树脂耐温性虽然优良，但存在坚硬而脆等缺点，故在封装材料的使用过程中会产生裂纹。为了提高树脂的韧性，国内外相继开发出了具有高强韧性的联苯骨架结构的EP。联苯型EP具有低熔融黏度、高填充性、低吸水性、低热膨胀性和高强度等诸多优点。　　以4，4-二甲氧基甲基联苯、苯酚和环氧氯丙烷等为主要原料，合成了一种新型联苯酚醛树脂(PF)；经4，4-二氨基二苯基砜(DDS)固化后，固化物的耐湿热性能明显提高。　　在催化剂和分散剂存在的条件下，将3，3′，5，5′-四甲基-4，4′-联苯二酚和环氧氯丙烷进行缩聚反应，制取含联苯结构的酚氧树脂；该树脂具有较高的玻璃化转变温度(Tg)、良好的韧性和拉伸强度等特点。　　1.7含卤EP 　　1.8液晶环氧树脂(LCER) 　　采用部分氧化法合成了一种同时含有甲基取代基和柔性间隔链结构的芳香型液晶EP。该树脂是一种低熔点的液晶树脂，在降温至-50℃时仍能保持液晶的相态。　　1.9脂环族EP 　　由于脂环族EP分子结构中的环氧基直接连在脂环上，能形成紧密的刚性分子结构，故固化物的交联密度增大、热变形温度较高，同时又具有突出的耐化学性、耐冲击性等性能。近年来侧链型脂环族EP因兼具传统双酚A型EP(优良的力学性能、电气性能和耐化学性能等)和环氧基脂环族EP(良好的综合性能)的优点，故越来越受到人们的重视。侧链型脂环族EP与环上双键过氧化制取的脂环族EP一样都具有稳定的饱和六元环结构，只不过侧链型环氧基的活性高于环上环氧基，故可选择与双酚A型EP相同的酸酐类或胺类固化剂进行固化；另外，由于其侧链具有柔性，故其固化物比环上环氧基的脂环族EP固化物具有更好的韧性和更高的抗冲击强度。　　总之，不管是哪种类型的脂环族EP，由于其环氧分子中不含不饱和双键，故将其暴露在电弧环境中，不会发生像传统双酚A型EP(含碳量较高)那样易被碳化成游离碳的现象，即不会导致漏电通路的危险。　　1.10多官能团EP 　　多官能团EP一般用于提高封装材料的交联度；另外在EP结构中引入耐热性、耐湿性等结构的基团，有利于提高EP的热变形温度和耐湿热性。因此，开发多官能团EP也是该研究领域的发展方向。　　有关文献报道了许多国外化工公司开发的各种多官能团EP，具有高耐热性、低吸湿性等特点。　　2·吸水率的主要影响因素　　通过以上途径虽然可以提高EP本身的耐热性能，但由于固化剂选用等因素的影响，固化物的结构中极性基团增多(或极性基团浓度增大)，致使EP固化物极易吸附小分子水，并与之反应，进而使体系的自由体积增大，表现为EP固化物的吸水率增加、Tg和耐热性等明显下降[38]。因此，如何降低极性基团浓度和自由体积是解决EP耐湿热性能的关键因素。　　研究表明：在水分子存在下聚合物的交联密度降低，而在高浓度水的存在下交联链的流动性增加，这都归因于氢键间及自由体积的相互作用。进一步分析证实：网络结构吸收水分子后形成氢键，这些氢键在聚合物网络结构的极性基团附近，并且高浓度水可以彼此间相互聚集。报道了涂层聚合物的自由体积和亲水性对涂层腐蚀防护性能影响的初步结果：随着固化剂用量的增加，固化树脂中的自由体积尺寸和数量增大，亲水性下降，最终导致固化物的吸水率明显降低，表明亲水性是决定树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固化邻甲酚EP。结果表明：吸水过程对PF和酯化PF固化体系的动态松弛行为影响显著；通过微观空穴体积分数大小和空穴尺寸大小的比较发现，EP的平衡吸水率主要由体系中的基团极性所决定。　　3·结语　　随着微电子技术的不断发展，作为电子封装用EP的耐湿热性等明显提高。目前，国外研究开发的EP主要是指EP结构的改性或开发多官能团EP，以提高EP的交联度，进而提高其耐湿热等综合性能。我国在研发耐湿热高性能EP方面相对落后，而且在制备工艺技术方面还远不及国外。因此，为了使EP能够全面应用于国内电子封装行业中，改进制备工艺技术、探索耐湿热高性能EP和中温耐湿热EP的固化体系，将是该研究领域的发展方向。[url= http://www.whtlhgdq.com/]串联谐振[/url] 串联谐振

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