可光固定的浇注组合物和使用所述组合物选择性地浇注衬底/部件的方法技术

本发明专利技术涉及在室温下为液体的热固化且可光固定的环氧类组合物，其包含至少一种具有至少两个环氧基团的含环氧化合物(A)、至少一种用于所述含环氧化合物的固化剂(B)、任选的促进剂(C)、至少一种辐射固化化合物(D)、至少一种用于自由基聚合的光引发剂(E)和至少一种填料(F)。所述辐射固化化合物(D)包含至少一种至少三官能的(甲基)丙烯酸酯。特别地，所述环氧组合物可用于固定和/或选择性地封装电气、电子和/或机电部件，和/或用于粘接、涂覆和密封。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可光固定的浇注组合物和使用所述组合物选择性地浇注衬底/部件的方法
本专利技术涉及一种在室温下为液体的热固化且可光固定的环氧类组合物，所述环氧类组合物特别地用于固定和/或封装部件，以及涉及使用所述组合物封装部件的方法。特别地，本专利技术涉及基于热固化环氧树脂的高可靠性组合物和固化剂，其还包含至少一种辐射固化化合物和用于自由基聚合的光引发剂。根据本专利技术的组合物能够首先通过照射固定并且随后热固化。由于其在照射步骤中已经实现了高的轮廓稳定性，因此这些组合物特别适用于快速浇注工序。在热固化步骤之后，根据本专利技术的组合物的特征在于高机械可靠性、低热膨胀系数，特别是高耐介质性。此外，本专利技术涉及在选择性浇注应用中使用所述组合物的方法。
技术介绍
通过酸酐固化环氧树脂在现有技术中早已为人所知。US5189080公开了基于环氧树脂、酸酐和促进剂的填充组合物。高填充水平的无定形石英使得可以在固化组合物中实现低的热膨胀系数。同时，这种组合物的特征在于高电阻和高玻璃化转变点。出于这些原因，通过酸酐固化的环氧组合物优选用于需要高可靠性的浇注、粘接或涂覆应用中。特别是在电子领域中，低的热膨胀系数对于在变化的热负荷的情况下保持部件中的低张力是重要的。因此，在性能电子领域中的芯片浇注代表了通过酸酐固化的环氧组合物的典型应用领域。DE19820216A1描述了这种体系尤其用于热固化圆顶封装体(globtop)应用的用途。然而，在电路板上的芯片浇注应用期间的缺点是所述组合物在施用于各部件上之后和在热固化期间趋于熔化。特别地，高集成密度可导致个别部件、接触点或线材不期望地与浇注组合物接触，并且相反地，待保护的区域未被组合物完全覆盖。US4732952描述了基于聚环氧化物和(甲基)丙烯酸酐并且可以两个阶段固化的组合物，其另外含有用于自由基聚合的光引发剂。在各组合物中，首先不饱和基团可以通过照射进行自由基聚合，产生流动性受限的B阶段状态。随后，在第二热固化步骤中，剩余的环氧比例可以在加聚反应中通过酸酐基团固化。然而，US4732592中描述的(甲基)丙烯酸酐仅为双官能的。为了充分固定，需要高比例的(甲基)丙烯酸酯组分和长的照射时间。WO2015/094629描述了环氧树脂组合物，其除了环氧组分外还含有含(甲基)丙烯酸酯的多元醇，用于自由基聚合的引发剂和固化剂。所述固化剂选自由胺和酸酐组成的组。示例性(甲基)丙烯酸酯化合物使得组合物能够双重固化，并且同时提供柔韧化。然而，该方法的缺点在于，由于所述(甲基)丙烯酸酯仅为双官能的，因此光固定需要高浓度，从而导致光固化期间的相分离。另外，高比例的多元醇类(甲基)丙烯酸酯对热应力期间组合物的可靠性和对介质如溶剂、燃料或润滑剂的耐受性具有负面影响。US5565499描述了用于灯丝电源绕组的可光固定的可酸酐固化的环氧树脂组合物。它们优选含有高比例的不饱和辐射固化化合物，例如丙烯酸酯。在绕组期间，通过照射来固定组合物以防止它们熔化。由于高丙烯酸酯比例，组合物必须含有过氧化物以确保不饱和化合物在随后的热固化中完全固化。在现有技术中还已知，用潜伏性咪唑类固化剂固化的环氧树脂组合物即使在难以接合的组合物如LCP(液晶聚合物)上也显示出良好的粘附性，特别是在后续的温度和湿度应力下也是如此。然而，这些组合物具有相对高的热膨胀系数，因此不适于电子领域中的浇注应用。对于电子部件的封装，现有技术涵盖基于环氧树脂组合物的围堰(dam)填充工序和圆顶封装体浇注。此外，经常使用模制工序。随着集成密度增加和部件几何形状变得越来越复杂，在封装工序中，需要这样的应用，其除了材料节省之外，还使得能够借助于特定所选部件的专有封装进行选择性浇注。US20070289129描述了一种方法，其中个别元件或整个组件首先被围堰包围，然后用填充材料填充围堰。填充材料在下游热固化步骤中固化。可以使用各种围堰高度反复地执行该工序。然而，一个电路板上的不同围堰结构的高空间要求是不利的。为此，在设计电路板时，必须保持区域清晰，这实质上限制了功能和空间设计可能性以及可实现的集成密度。此外，在高组装密度的情况下，可能存在部件被浇注组合物不期望地润湿。DE102014105961描述了一种将电子部件高度选择性地浇注到电路板上的方法。为此，首先借助于光固化材料在所需部件周围形成围堰。在第二步骤中，在减压下用浇注材料填充围堰并在另一个热固化步骤中固化。该方法的缺点是使用两种不同的材料进行高度选择性浇注。通常，基于(甲基)丙烯酸酯的UV固化组合物在持久暴露于温度和湿度时不能实现高耐受性。另外，在热应力期间组合不相容的组合物可能导致围堰和填充材料的不同膨胀，从而在部件上产生张力，这可能导致细接合线断裂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于选择性浇注应用的热固化环氧树脂体系，其能够可靠地加工并在固化期间保持尺寸稳定。另外，认为固化的组合物具有高机械可靠性、低热膨胀系数，特别是高电阻。该目的通过在室温下为液体的热固化且可光固定的环氧类组合物来解决，所述组合物包含至少一种具有至少两个环氧基团的含环氧化合物(A)、至少一种用于所述含环氧化合物的固化剂(B)、任选的促进剂(C)、至少一种辐射固化化合物(D)、至少一种用于自由基聚合的光引发剂(E)和至少一种填料(F)。所述辐射固化化合物(D)包含至少一种至少三官能的(甲基)丙烯酸酯。其中所述至少一种含环氧化合物(A)构成组合物的可固化组分(A)和(D)的主要比例的组合物被称为环氧类组合物。也就是说，含环氧化合物的存在量大于辐射固化组分(D)的量。在环氧类组合物中使用作为组分(D)的至少三官能的(甲基)丙烯酸酯与光引发剂(E)，使得组合物能够在施加到衬底上之后在短时间内通过照射固定至如下状态，其中被照射的组合物即使在加热到高温时也保持尺寸稳定并且不会发生熔化。环氧树脂组分的实际固化在热固化步骤中进行。诸如高机械可靠性、低热膨胀系数和高电阻的性能仅通过热固化产生。使用至少三官能的(甲基)丙烯酸酯使得能够实现更快的固定时间，并且同时使得能够实现辐射固化组分(D)的低质量分数。因此，由于组分(D)仅以低浓度使用，在根据本专利技术的组合物中存在辐射固化组分(D)对环氧组合物的高可靠性没有负面影响。具体实施方式在下文中，借助于优选实施方式以举例的方式详细描述了本专利技术，但是，不应将其理解为限制性的。根据本专利技术，提供了在室温下为液体的环氧类组合物，包含至少一种含环氧化合物(A)、至少一种固化剂(B)、任选的促进剂(C)、至少一种辐射固化化合物(D)、用于自由基聚合的光引发剂(E)和至少一种填料(F)。另外，所述组合物中可含有其它添加剂(G)。取决于工序和应用的特定要求，根据本专利技术的组合物可以配制成单部分组合物和双部分或多部分组合物。“单部分”或“单部分组合物”是指所提及的组分在联合制剂中一起存在，即它们不单独储存。在双部分制剂的情况下，特别是环氧组分(A)和反应性固化组分(B)分离并且仅在加工组合物时组合并混合。双部分组合物具有优点，特别是当消耗量高时更是如此，并且进一步的特征在于在室温下增加的储存稳定性。下面详细说明根据本专利技术的组合物的个别组分(A)至(G)的组成。用于组分(A)至(G)的物质可以从所提及的组合物中选择并且没有任何限制地彼此组合。组分(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在室温下为液体的热固化且可光固定的环氧类组合物，特别是用于电气和电子部件在衬底上的固定和/或封装，所述环氧类组合物包含：至少一种具有至少两个环氧基团的含环氧化合物(A)；至少一种用于所述含环氧化合物的固化剂(B)；任选的促进剂(C)；至少一种辐射固化化合物(D)；至少一种用于自由基聚合的光引发剂(E)；至少一种填料(F)；和任选的其它添加剂(G)；其特征在于所述辐射固化化合物(D)包含至少一种至少三官能的(甲基)丙烯酸酯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.13 DE 102016117183.21.一种在室温下为液体的热固化且可光固定的环氧类组合物，特别是用于电气和电子部件在衬底上的固定和/或封装，所述环氧类组合物包含：至少一种具有至少两个环氧基团的含环氧化合物(A)；至少一种用于所述含环氧化合物的固化剂(B)；任选的促进剂(C)；至少一种辐射固化化合物(D)；至少一种用于自由基聚合的光引发剂(E)；至少一种填料(F)；和任选的其它添加剂(G)；其特征在于所述辐射固化化合物(D)包含至少一种至少三官能的(甲基)丙烯酸酯。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述辐射固化化合物(D)基于所述组合物的总重量计以至多5重量％的比例存在，和/或基于组分(A)至(E)的重量比例总和计以至多30重量％的比例存在。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所述辐射固化化合物(D)基于组分(A)至(E)的重量比例总和计以至多25重量％、优选至多20重量％并且特别优选至多15重量％的比例存在。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的组合物，其特征在于所述组合物以0.5-5重量％的比例含有所述辐射固化化合物(D)。5.根据前述权利要求中的任一项所述的组合物，其特征在于所述至少三官能的(甲基)丙烯酸酯占所述辐射固化化合物(D)总重量的比例为至少50重量％，优选至少60重量％。6.根据前述权利要求中的任一项所述的组合物，其特征在于所述含环氧化合物选自由脂环族环氧化物、芳族和脂族缩水甘油醚、缩水甘油酯和缩水甘油胺及其混合物组成的组，其中所述含环氧化合物优选以2-60重量％、优选4-30重量％并且特别优选5-20重量％的比例存在，各自基于所述组合物的总重量计。7.根据前述权利要求中的任一项所述的组合物，其特征在于所述固化剂(B)包含选自由以下组成的组中的至少一种化合物：羧酸酐、含氮化合物、具有两个或更多个酚羟基的化合物、氨基酚及其混合物。8.根据前述权利要求中的任一项所述的组合物，其特征在于所述固化剂(B)包含至少一种羧酸酐，优选为选自由双质子羧酸和芳族四质子羧酸的酸酐及其混合物组成的组中的羧酸酐，特别优选为选自由甲基六氢邻苯二甲酸酐(MHHPA)、甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐(METH、NMA)和氢化甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐组成的组中的羧酸酐。9.根据前述权利要求中的任一项所述的组合物，其特征在于所述组合物基于所述组合物的总重量计以2-60重量％、优选4-30重量％并且特别优选5-20重量％的比例含有所述羧酸酐。10.根据前述权利要求中的任一项所述的组合物，其特征在于所述至少三官能的(甲基)丙烯酸酯包含至少三元醇的(甲基)丙烯酸酯，优选甘油、三羟甲基丙烷、二(三羟甲基)丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三(羟乙基)异氰脲酸酯或其烷氧基化衍生物的(甲基)丙烯酸酯。11.根据前述权利要求中的任一项所述的组合物，其特征在于所述至少三官能的(甲基)丙烯酸酯包含树枝状化合物、和/或多支链含(甲基)丙烯酸酯化合物，所述树枝状化合物具有布置在树枝状残基的末端上的(甲基)丙烯酸酯基团。12.根据前述权利要求中的任一项所述的组合物，其特征在于所述至少三官能的(甲基)丙烯酸酯包含多元醇的氨基甲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫里茨·赖希威尔塞尔，安哥拉·斯塔尔克，托比亚斯·柯尼格尔，拉尔夫·克迈特，
申请(专利权)人：德路工业胶粘剂有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE