專利名稱：用于撓性電路裝配的熱固化膠膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物粘膠劑的制備，尤其涉及撓性電路裝配所用熱固化膠膜的制備。
背景技術(shù)：
由于當(dāng)前電子工業(yè)產(chǎn)品向著小型、輕薄化方向發(fā)展，撓性電路的使用越來越廣泛，因而保證撓性電路與其它元器件連接的可靠性非常重要。聚酰亞胺撓性電路與其它柔性或剛性的元器件連接時(shí)須用到熱固化膠膜，即把這層膜粘貼在撓性電路與其它基材之間，在熱壓下快速固化，固化物對(duì)聚酰亞胺薄膜面、銅箔面、不銹鋼以及FR-4環(huán)氧樹脂等材料具有高粘接強(qiáng)度、很好的耐熱性、耐化學(xué)性和電性能。作為商品出售的，如美國(guó)杜邦公司的PyraluxLF膠膜，美國(guó)羅捷士(Rogers)公司的R/Flex1500裝配膠膜，日本索尼公司的D3410膠膜，都屬于這類裝配專用熱固化膠膜。
膠膜的材料有多種，其中以環(huán)氧樹脂和丙稀酸脂類最為普遍。特別是環(huán)氧樹脂，因?yàn)樗泻芎玫恼辰Y(jié)性和耐熱性，電性能優(yōu)良，是熱固化膠膜的首選樹脂材料，這其中又以雙酚A環(huán)氧樹脂最常用，由于這類環(huán)氧樹脂的分子量可在很大范圍內(nèi)變化，軟化點(diǎn)不同，有液體和固體形態(tài)，適合做成膠膜。含溴的環(huán)氧樹脂在阻燃膠膜的制備中經(jīng)常使用到。而為了提高耐熱性，如日本專利JP 11012545，JP 2001-344418所公開的，也經(jīng)常用到鄰甲基酚醛環(huán)氧樹脂。
為了賦予膠膜柔性，需要加入增韌劑，通常采用橡膠，如日本專利JP 04328183，JP04197746，JP 2001-348418，JP 2000-273415，JP2002-088338和韓國(guó)專利KR 2000-051521所公開的；或者如日本專利JP-11012545，JP 2002-268128，JP 2001-329241，JP 2002-220576和歐洲專利EP 1167483所公開的，采用丙稀酸脂橡膠；還有如日本專利JP 11012545，JP2000-154360所公開的，采用酚氧樹脂。
環(huán)氧樹脂基熱固化膠膜的關(guān)鍵組份是潛伏性固化劑，要求常溫下膠膜穩(wěn)定，高溫下能快速固化，如日本專利JP 2000-017148，JP 2000-273415和韓國(guó)專利KR 2000-051521所公開的，通常采用二氨基二苯砜(DDS)或二氨基二苯甲烷(DDM)等芳香族胺，這類固化劑在涂膜時(shí)會(huì)與環(huán)氧樹脂反應(yīng)，形成B階段環(huán)氧樹脂。另一類潛伏性固化劑是咪唑衍生物，如日本專利JP 10298508，JP 2000-154360，JP 2000-154361，JP 2002-268128，JP 6307143和JP 01121385所公開的，2-乙基-4甲基咪唑，2-苯基-4-甲基-5羥甲基咪唑以及C11Z長(zhǎng)鏈咪唑。
現(xiàn)有的用于撓性電路裝配的熱固化膠膜，尚不能很好地滿足對(duì)膠膜的在室溫下穩(wěn)定、高溫?zé)釅合驴焖俟袒?、沒有溢膠并且剝離強(qiáng)度高的綜合要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提出一種在室溫下穩(wěn)定、高溫?zé)釅合驴焖俟袒]有溢膠并且剝離強(qiáng)度高的熱固化膠膜。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，制備一種用于撓性電路裝配的熱固化膠膜，它是由環(huán)氧樹脂、丁晴橡膠增韌劑、芳香胺固化劑、咪唑衍生物固化劑和酮類溶劑形成膠液經(jīng)涂布得到。通過多種環(huán)氧樹脂的組合提高粘結(jié)強(qiáng)度韌性，通過芳香族多胺和咪唑衍生物復(fù)合固化劑，提高高溫下的固化速度，在180℃溫度條件下幾十秒內(nèi)可完全固化，適合于撓性電路裝配快速連接。
本發(fā)明使用的環(huán)氧樹脂采用多種環(huán)氧樹脂的混合物，如E-44、E-51液體雙酚A環(huán)氧樹脂，E-20、E-42固體雙酚A環(huán)氧樹脂，EX-46、EX-20D溴化雙酚A環(huán)氧樹脂，F(xiàn)-44、F-51線型酚醛環(huán)氧樹脂，ECN鄰甲基酚醛環(huán)氧樹脂等。其中，液體環(huán)氧樹脂賦予膠膜有高的粘結(jié)強(qiáng)度，固體環(huán)氧樹脂可以減少膠膜的粘性和溢膠現(xiàn)象發(fā)生，溴化環(huán)氧樹脂可提高膠膜的阻燃性能，而酚醛環(huán)氧樹脂則可提高膠膜的耐熱性能。
本發(fā)明使用的增韌劑采用丁晴橡膠，如丁晴-40，1072羧基丁晴橡膠，而羧基丁晴橡膠中羧基的存在可以提高粘結(jié)強(qiáng)度，有利于通過橡膠續(xù)練添加抗氧劑、硫化劑、促進(jìn)劑和穩(wěn)定劑進(jìn)行混練來滿足對(duì)膠膜的韌性，柔性要求。
本發(fā)明使用的固化劑采用復(fù)合型潛伏性固化劑芳香族胺類做主要成份，如二氨基二苯甲烷(DDA)，二氨基二苯砜(DDM)，以實(shí)現(xiàn)在涂布過程中反應(yīng)固化到一定程度，另一成份是咪唑衍生物，如2，4二氨基-6-2-十一烷基咪唑基-乙基-順式三嗪(C11Z-AZINE)，以及由咪唑與順式三嗪的反應(yīng)得到的日本旭化成公司出品的HX3748或HX3748微包膠囊咪唑衍生物。
配制膠液的溶劑是對(duì)所有的組分能充分溶解，沸點(diǎn)不能太高，在涂布烘道溶解容易揮發(fā)，毒性要低，所以本發(fā)明使用丁酮或丙酮。
綜上所述制定基本配方，按重量比如下液體雙酚A環(huán)氧樹脂30份；固體雙酚A環(huán)氧樹脂20份；溴化雙酚A環(huán)氧樹脂20份；酚醛環(huán)氧樹脂 30份；
丁晴橡膠增韌劑 50-100份；芳香胺固化劑 7-15份；咪唑衍生物固化劑 2-8份；其余為酮類溶劑 配制成35-45％溶液。
本發(fā)明的膠膜制備工藝包括膠液的配制和膠液的涂布，首先把丁晴橡膠加入到反應(yīng)壺中攪拌下加入溶劑，溫度控制在40-50℃，再加入各種環(huán)氧樹脂繼續(xù)攪拌，待全部樹脂溶解后，加入DDM或DDS，胺類固化劑在此溫度下攪拌1-2小時(shí)，再加入咪唑衍生物固化劑攪拌均勻后在室溫下放置10-24小時(shí)。涂布是把配制好的膠液涂到離型紙上，在80-90℃溫度條件下烘干6-10分鐘，復(fù)合上聚酯薄膜，得到厚為30-40μm的熱固化膠膜。性能測(cè)試是把膠膜放到聚酰亞胺薄膜和不銹鋼片或銅箔之間，在160-180℃溫度，3-5Mpa壓力條件下，熱壓30-80秒，得到的測(cè)試樣品，按GB/T13557標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行剝離強(qiáng)度測(cè)試，按IPC-TM-650-2B標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行耐錫焊性能測(cè)試。
同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明用于撓性電路裝配的熱固化膠膜能夠很好地滿足對(duì)膠膜的在室溫下穩(wěn)定、高溫?zé)釅合驴焖俟袒]有溢膠并且剝離強(qiáng)度高的綜合要求。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明用于撓性電路裝配的熱固化膠膜及其制備方法通過以下實(shí)施例予以詳細(xì)說明。
實(shí)施例1稱取1702羧基丁晴80g，加入丁酮288g，在40-60℃攪拌下溶解，然后依次加入E-44環(huán)氧樹脂30g，F(xiàn)-44酚醛環(huán)氧樹脂30g，E-20環(huán)氧樹脂20g，EX-46溴化環(huán)氧樹脂20g，在同樣溫度下攪拌溶解，然后加入二氨基二苯砜8g，攪拌溶解再加咪唑衍生物HX3748 2g，溶解后在室溫下放置12小時(shí)得到膠液，把膠液涂布到離型紙上，80℃干燥7分鐘，復(fù)合上聚酯薄膜，得到熱固化膠膜，厚度為35μm。
把膠膜放到聚酰亞胺、不銹鋼片、FR-4玻璃布增強(qiáng)環(huán)氧樹脂覆銅板等材料之間，在180℃、4Mpa壓力下熱壓5秒得到試樣，經(jīng)檢測(cè)其剝離強(qiáng)度1.2kg/cm2，耐錫焊溫度288℃。
實(shí)施例2稱取丁晴-40 50g，加入丁酮288g，在40-60℃攪拌下溶解，然后依次加入E-44，環(huán)氧樹脂30g，F(xiàn)-44酚醛環(huán)氧樹脂30g，E-20環(huán)氧樹脂20g，EX-46溴化環(huán)氧樹脂20g，在同樣溫度下攪拌溶解，然后加入二氨基二苯砜15g，攪拌溶解再加咪唑衍生物HX3748 8g，溶解后在室溫下放置12小時(shí)得到膠液，把膠液涂布到離型紙上，80℃干燥7分鐘，復(fù)合上聚酯薄膜，得到熱固化膠膜，厚度35μm。
把膠膜放到聚酰亞胺、不銹鋼片、FR-4等材料之間，在180℃、4Mpa壓力下熱壓5秒得到試樣，經(jīng)檢測(cè)其剝離強(qiáng)度1.0kg/cm2，耐錫焊溫度280℃。
實(shí)施例3稱取1702羧基丁晴100g，加入丁酮288g，在40-60℃攪拌下溶解，然后依次加入E-44，環(huán)氧樹脂30g，F(xiàn)-44酚醛環(huán)氧樹脂30g，E-20環(huán)氧樹脂20g，EX-46溴化環(huán)氧樹脂20g，在同樣溫度下攪拌溶解，然后加入二氨基二苯砜8g，攪拌溶解再加咪唑衍生物2，4二氨基-6-2-十一烷基咪唑-2基-順式三嗪4g，溶解后在室溫下放置12小時(shí)得到膠液，把膠液涂布到離型紙上，80℃干燥7分鐘，復(fù)合上聚酯薄膜，得到熱固化膠膜，厚度35μm。
把膠膜放到聚酰亞胺、不銹鋼片、FR-4等材料之間，在180℃、4Mpa壓力下熱壓5秒得到試樣，經(jīng)檢測(cè)其剝離強(qiáng)度1.1kg/cm2，耐錫焊溫度280℃。
比較例4稱取1702羧基丁晴80g，加入丁酮288g，在40-60℃攪拌下溶解，然后依次加入E-44，環(huán)氧樹脂30g，F(xiàn)-44酚醛環(huán)氧樹脂30g，E-20環(huán)氧樹脂20g，EX-46溴化環(huán)氧樹脂20g，在同樣溫度下攪拌溶解，然后加入二氨基二苯砜9.2g，攪拌溶解再加咪唑衍生物HX3748 4g，溶解后在室溫下放置12小時(shí)得到膠液，把膠液涂布到離型紙上，80℃干燥7分鐘，復(fù)合上聚酯薄膜，得到熱固化膠膜，厚度35μm。
把膠膜放到聚酰亞胺、不銹鋼片、FR-4等材料之間，在180℃、4Mpa壓力下熱壓5秒得到試樣，經(jīng)檢測(cè)其剝離強(qiáng)度1.0kg/cm2，耐錫焊溫度280℃。
實(shí)施例5稱取1702羧基丁晴80g，加入丁酮288g，在40-60℃攪拌下溶解，然后依次加入E-44，環(huán)氧樹脂30g，F(xiàn)-44酚醛環(huán)氧樹脂30g，E-20環(huán)氧樹脂20g，EX-46溴化環(huán)氧樹脂20g，在同樣溫度下攪拌溶解，然后加入二氨基二苯甲烷12g，攪拌溶解再加咪唑衍生物HX3748 2g，溶解后在室溫下放置12小時(shí)得到膠液，把膠液涂布到離型紙上，80℃干燥7分鐘，復(fù)合上聚酯薄膜，得到熱固化膠膜，厚度35μm。
把膠膜放到聚酰亞胺、不銹鋼片、FR-4等材料之間，在180℃、4Mpa壓力下熱壓5秒得到試樣，經(jīng)檢測(cè)其剝離強(qiáng)度1.1kg/cm2，耐錫焊溫度280℃。
實(shí)施例6
稱取1702羧基丁晴80g，加入丁酮288g，在40-60℃攪拌下溶解后，依次E-20環(huán)氧樹脂20g，EX-46溴化環(huán)氧樹脂20g，E-44環(huán)氧樹脂60g，在同樣溫度溶解，然后加入二氨基二苯砜8g，攪拌溶解后在室溫下放置12小時(shí)，得到膠液把膠液涂布到離型紙上，80℃干燥7分鐘復(fù)合上聚酯薄膜，得到熱固化膠膜，厚度35μm。
把膠膜放到聚酰亞胺膜，不銹鋼片，F(xiàn)R-4等材料之間之間，在180℃，4Mpa壓力下熱壓5秒得到樣品，經(jīng)檢測(cè)其剝離強(qiáng)度1.2kg/cm2，耐焊錫260℃，不分層不起泡。
根據(jù)實(shí)例情況進(jìn)行比較實(shí)施，對(duì)照如下比較例A稱取1702羧基丁晴80g，加入丁酮288g，在40-60℃攪拌下溶解后依次加E-44環(huán)氧樹脂30g，F(xiàn)-44酚醛環(huán)氧樹脂30g，E-20環(huán)氧樹脂20g，EX-46溴化環(huán)氧樹脂20g，在同樣溫度攪拌溶解，然后加入二氨基二苯砜8g，攪拌溶解，溶解后在室溫下放置12小時(shí)，得到膠液把膠液涂布到離型紙上。80℃干燥7分鐘復(fù)合上聚酯薄膜，得到熱固化膠膜，厚度35μm。
把膠膜放到聚酰亞胺薄膜，不銹鋼片F(xiàn)R-4之間，在180℃、4Mpa壓力下，熱壓5秒得到試樣，經(jīng)檢測(cè)其剝離強(qiáng)度0.3kg/cm2，耐錫焊溫度低于260℃。如試樣經(jīng)熱壓10分鐘得到，其剝離強(qiáng)度0.8kg/cm2。
對(duì)比實(shí)施例1與比較例A兩種情況的配方基本相同，區(qū)別僅在于實(shí)施例1中添加有咪唑衍生物HX3748，而比較例A中沒有，通過最后的樣品測(cè)試，改善的效果顯著。
權(quán)利要求
1.一種用于撓性電路裝配的熱固化膠膜，其特征在于該熱固化膠膜是由環(huán)氧樹脂、丁晴橡膠增韌劑、芳香胺固化劑、咪唑衍生物固化劑和酮類溶劑配制成膠液進(jìn)行涂布得到。
2.如權(quán)利要求1所述的熱固化膠膜，其特征在于所述環(huán)氧樹脂由液體雙酚A環(huán)氧樹脂，固體雙酚A環(huán)氧樹脂，溴化雙酚A環(huán)氧樹脂和酚醛環(huán)氧樹脂混合組成。
3.如權(quán)利要求2所述的熱固化膠膜，其特征在于所述液體雙酚A環(huán)氧樹脂包括E-44和E-51環(huán)氧樹脂，所述固體雙酚A環(huán)氧樹脂包括E-20環(huán)氧樹脂，所述溴化雙酚A環(huán)氧樹脂包括EX-48環(huán)氧樹脂，而所述酚醛環(huán)氧樹脂包括F-51和F-44環(huán)氧樹脂。
4.如權(quán)利要求1所述的熱固化膠膜，其特征在于所述丁晴橡膠增韌劑包括丁晴-40和1702羧基丁晴。
5.如權(quán)利要求1所述的熱固化膠膜，其特征在于所述芳香胺固化劑包括二氨基二苯砜和二氨基二苯甲烷。
6.如權(quán)利要求1所述的熱固化膠膜，其特征在于所述的咪唑衍生物固化劑包括HX3748、HX3941微包膠囊咪唑衍生物和2，4二氨基-6-2-十一烷基咪唑基-2基-順式三嗪。
7.如權(quán)利要求1所述的熱固化膠膜，其特征在于所述酮類溶劑包括丁酮和丙酮。
8.如權(quán)利要求1至7中任一所述熱固化膠膜，其特征在于各組份按重量比為液體雙酚A環(huán)氧樹脂30份；固體雙酚A環(huán)氧樹脂20份；溴化雙酚A環(huán)氧樹脂20份；酚醛環(huán)氧樹脂 30份；丁晴橡膠增韌劑 50-100份；芳香胺固化劑 7-15份；咪唑衍生物固化劑 2-8份；其余為酮類溶劑 配制成35-45％溶液。
9.如權(quán)利要求1所述用于撓性電路裝配的熱固化膠膜的制備方法，其特征在于，包括步驟1膠液的制備把丁晴橡膠增韌劑加入到反應(yīng)壺中攪拌，同時(shí)加入酮類溶劑，溫度控制在40-50℃，再加入液體雙酚A環(huán)氧樹脂、固體雙酚A環(huán)氧樹脂、溴化雙酚A環(huán)氧樹脂和酚醛環(huán)氧樹脂繼續(xù)攪拌，待全部樹脂溶解后，加入芳香胺固化劑，在此溫度下攪拌1-2小時(shí)，再加入咪唑衍生物固化劑攪拌均勻后在室溫下放置10-24小時(shí)；步驟2膠液的涂布把制備好的膠液涂布到離型紙上，在80-90℃溫度條件下烘干6-10分鐘，復(fù)合上聚酯薄膜，得到厚為30-40μm的熱固化膠膜。
10.如權(quán)利要求9所述的熱固化膠膜的制備方法，其特征在于所述步驟1中用到的各種物質(zhì)，按重量比為液體雙酚A環(huán)氧樹脂 30份；固體雙酚A環(huán)氧樹脂 20份；溴化雙酚A環(huán)氧樹脂 20份；酚醛環(huán)氧樹脂30份；丁晴橡膠增韌劑 50-100份；芳香胺固化劑7-15份；咪唑衍生物固化劑2-8份；其余為酮類溶劑 配制成35-45％溶液。
全文摘要
一種用于撓性電路裝配的熱固化膠膜及其制備方法，它是由環(huán)氧樹脂、丁晴橡膠增韌劑、芳香胺固化劑、咪唑衍生物固化劑和酮類溶劑形成膠液經(jīng)涂布得到。通過多種環(huán)氧樹脂的組合提高粘結(jié)強(qiáng)度和韌性，通過芳香族多胺和咪唑衍生物復(fù)合固化劑，提升高溫下的固化速度，在180℃溫度條件下幾十秒內(nèi)可完全固化，適合于撓性電路裝配快速連接。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本熱固化膠膜能夠很好地滿足對(duì)膠膜的在室溫下穩(wěn)定、高溫?zé)釅合驴焖俟袒?、沒有溢膠并且剝離強(qiáng)度高的綜合要求。
文檔編號(hào)C09J163/00GK1580171SQ20031011184
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2003年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者劉萍 申請(qǐng)人:劉萍