环氧树脂对环氧模塑料的性能影响分析
环氧树脂对环氧模塑料(EMC)的性能影响分析
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总 第8 4期 21 0 0年 4月
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环氧树 脂对 环氧模 塑料 ( C)的 E M
te lo fti t h r p ri so i sas nwi t ep o ete f i h EMC. nt i a e ,n r d c heo p x e i . i y i to u et I h sp p r ito u et fe o y r snmanl n r d c he
的不 同 ,直接影 响着 环氧模 塑料 的各种特 性 ,比如
( )固化 收缩率 小 :由于环氧树 脂与 固化 剂反 2
应属 于加成 聚合 ,一般 来讲收缩 率较小 ,没 有什 么
副产物 ,因而 材料 内部 的应力较 小 ,避 免 了气泡空
洞 的 产生 。
粘度、热膨胀系数 、溢料性 、热导率 、吸水率等 。不
化 收缩率 小、耐化 学介 质稳 定性好 、 电绝缘 性优 良、工 艺性 能 良好 等特点 。 因此环 氧树脂 类型的
选择 及其性 能对环 氧模 塑料 的性能都有很 大 的影 响 。文章 简单介 绍 了环 氧树 脂 的分类、 结构 、作
用及特点 ,主要探 讨 了不 同结构环 氧树 脂对环 氧模 塑料 的粘接性 、 稳 定性 、 收缩率 、 电性 能及机
械 性能等 的影响 。
关键词 :环 氧树脂 ;环 氧模 塑料 ( MC) E ;性 能 ;影 响
中图分类号 :T 3 5 4 N 0. 9
环氧树脂的性能指标
环氧树脂的性能指标环氧树脂是一种重要的工程塑料,具有多种优异的性能指标。
以下是环氧树脂的主要性能指标。
1. 机械性能:环氧树脂具有出色的机械性能,如高强度、高硬度和高刚度。
其强度和模量可根据制备条件和组分比例进行调整,因此可以满足不同应用领域的要求。
一般情况下,环氧树脂的弯曲强度达到100 MPa以上,拉伸强度达到70 MPa以上,硬度可达到90 Shore D以上。
2.热性能:环氧树脂的耐高温性能较好,可耐受高温至200℃以上的工作环境。
这是由于环氧树脂具有较高的玻璃化转变温度(Tg),通常在100-150℃之间。
高Tg使得环氧树脂在高温下保持较高的强度和刚度。
此外,环氧树脂还具有较低的热膨胀系数,使其在温度变化时的尺寸稳定性较好。
3.化学稳定性:环氧树脂表现出良好的化学稳定性,能够耐受多种常见化学品的腐蚀,如酸、碱、醇等。
它对水和溶剂的吸收性较低,因此在潮湿环境下的性能保持良好。
此外,环氧树脂还具有抗火性能较好的特点。
4. 电气性能:环氧树脂是一种优秀的绝缘材料,其电绝缘性能较好。
一般情况下,环氧树脂的体积电阻率在10^14 - 10^16 Ω·cm之间,介电强度可达到15 - 30 kV/mm以上。
因此,它被广泛应用于电子电气行业、绝缘材料等工程领域。
5.耐候性:环氧树脂对气候和紫外线的影响较小,能够长时间保持其性能稳定。
当暴露在室外环境时,其耐候性能可以通过添加耐候剂或使用紫外吸收剂来改善。
6.涂装性能:由于环氧树脂具有良好的粘接性和涂覆性能,因此常用于涂料和粘接剂。
其涂膜具有良好的附着力、硬度和耐腐蚀性,可提供长久的保护。
7.加工性能:环氧树脂在室温下采用双组份流动性的液态混合,所以在加工过程中具有较好的流变性。
可以采用浇注、注射、挤出、涂布等多种加工方法,适用于各种形状和尺寸的制造。
虽然环氧树脂有许多优点,但也存在一些缺点,如对热震和冲击强度的敏感性较高,易于开裂和破坏;另外,环氧树脂的成本较高,生产过程复杂,需要进行严格的配方和加工控制。
环氧模塑料(EMC)的设计和性能
环氧模塑料(EMC)的设计和性能陈昭【摘要】为了正确选择和使用电子级环氧模塑料,简述了环氧模塑料配方设计和制造工艺设计,按环氧树脂的性能进行了分类,并对其性能和应用进行详细说明.【期刊名称】《电子工业专用设备》【年(卷),期】2010(039)002【总页数】7页(P43-49)【关键词】环氧模塑料(EMC)设计;种类;性能【作者】陈昭【作者单位】汉高华威电子有限公司,江苏,连云港,222006【正文语种】中文【中图分类】TN305.94环氧模塑料是一种单组分含潜伏性固化剂的热固性材料,通常是以环氧树脂及其固化剂、填料和各种助剂等十几种组分组成[1]。
环氧模塑料的制造商主要分布在日本、中国和韩国,在中国市场上制造商代表是华威电子 (Huawei),由于德国Henkel和华威的联手,使得汉高华威在世界电子封装材料行业处于领先地位。
环氧模塑料制造商为了适应半导体工业的发展,从一开始就没有停止过改进和提高。
为了半导体器件制造商提高劳动生产率的要求出现了快速固化型环氧模塑料及不后固化模塑料,最快成型时间现在可达到15 s,后固化时间从2 h到不后固化;为了满足大功率器件对散热的要求,产生了高导热型模塑料;为了满足大规模集成电路的封装要求,产生了低应力型模塑料;为了满足表面安装技术(SMT)的要求,又出现了低膨胀型、低吸水、高耐热型模塑料;为了满足球栅阵列封装(PBGA)的要求,出现了高玻璃化转变温度、低翘曲率、高粘接强度模塑料;为了适应社会对环境保护的要求,出现了无卤无锑的绿色环氧模塑料。
总之模塑料的多品种的出现就是为了满足集成电路及半导体工业的发展而不断发展。
1 环氧模塑料的组分设计环氧模塑料是由邻甲酚醛环氧树脂、线性酚醛树脂、填充料二氧化硅(硅微粉)、促进剂、偶联剂、改性剂、脱模剂、阻燃剂、着色剂等组分组成[1]。
邻甲酚醛环氧树脂作为胶粘剂,固化剂为线性酚醛树脂,将它们与其他组分按一定质量比例混合均匀。
环氧模塑料成型注意事项
环氧模塑料成型注意事项
环氧模塑料是一种常用的工程塑料,具有优异的机械性能和化
学稳定性,因此在工业制造领域得到广泛应用。
在进行环氧模塑料
成型时,需要注意以下几个方面:
1. 材料选择,选择适合的环氧树脂和固化剂,确保其配比准确,以免影响产品的性能和质量。
2. 模具设计,设计合理的模具结构和尺寸,确保产品成型的精
度和表面质量。
模具的表面光洁度和加工精度对成型品质有着重要
影响。
3. 成型工艺,控制好成型的温度、压力和时间,确保环氧树脂
在模具中充分流动和固化,避免产生气泡、缺陷等问题。
4. 安全防护,环氧树脂和固化剂在加工过程中可能产生有害气体,操作人员需要做好防护措施,保证人身安全。
5. 后续处理,成型后的环氧制品需要进行后续的处理,如修磨、抛光等,以提高表面质量和尺寸精度。
总之,环氧模塑料成型是一个复杂的工艺过程,需要综合考虑材料、模具、工艺和安全等方面的因素,确保最终产品的质量和性能。
希望这些注意事项能够帮助大家更好地进行环氧模塑料成型工艺。
不同固化促进剂对环氧模塑料的影响
不同固化促进剂对环氧模塑料的影响张未浩(衡所华威电子有限公司,江苏连云港,222006)摘要:本文以联苯型环氧树脂为基体树脂,XYLO K酚醛树脂为固化剂,研究2-苯基-4,5二羟基甲基咪唑(2PH Z-PW)、二甲基-咪唑三聚异氰酸盐(2MA-OK)、三苯膦-1,4-苯醌加和物(TPP-BQ)三种固化促进剂的潜伏性能以及其对环氧模塑料的性能影响。
采用毛细流变仪测试环氧模塑料(EMC)的粘度,万能测试机、恒温加热板测试其螺旋流动长度和凝胶化时间,利用万能试验机分析环氧树脂对EMC的弯曲强度、弯曲模量,以及利用差热扫描量热仪(DSC)探究三个固化促进剂对环氧模塑料的固化过程。
结果表明:不同的固化促进剂对E MC的螺旋流动长度、凝胶化时间、粘度、固化过程有着重要的影响。
关键词:固化促进剂;环氧模塑料;潜伏性The Study of Curing Accelerator Influence on Properties of EMCZHANG Wei-hao(Hysol Huawei Electronics Co.,Ltd.,Lianyungang222006,China)Abstract:In this paper,biphenyl type epoxy resin was used as the matrix resin,and XYLOK phenolic resin was used as the curing agent to study2-phenyl-4,5dihydroxymethylimidazole(2PHZ-PW)and dimethyl-imidazole trimeric The latent properties of three curing accelerators of cyanate(2M A-OK)and triphenylphosphine-1,4-benzoquinone (TPP-BQ)and their effects on the properties of epoxy molding compounds.The capillary viscosity was tested by capillary rheometer.The universal flow tester and constant temperature heating plate were used to test the spiral flow length and gelation time.The universal testing machine was used to analyze the bending strength and flexural modulus of epoxy resin to EMC,and to use differential heat.Scanning calorimetry(DSC)explores the curing process of three curing accelerators for epoxy molding compounds.The results show that different curing accelerators have an impor-tant influence on the spiral flow length,gelation time,viscosity and curing process of EM C.Key words:Curing Accelerator;Epoxy M olding Compound;Latent property1前言环氧树脂作为绝缘或结构材料,被广泛用于包括电子和电子工业在内的各种工业领域中的接合。
环氧树脂模具的种类及材料与性能
环氧树脂模具的种类及材料与性能1.电子产品模具:主要用于生产各种电子产品的外壳,如手机、电脑等。
这类模具要求精度高、复杂度大,因此通常采用硬质环氧树脂制作。
2.汽车零部件模具:用于汽车制造过程中的塑料零部件生产,如汽车灯罩、车身等。
这类模具要求耐磨、耐热。
通常采用耐磨环氧树脂制作,以提高模具的使用寿命。
3.塑料制品模具:用于生产各种塑料制品,如玩具、日用品等。
这类模具要求耐磨、耐高温,通常采用高温、耐磨环氧树脂制作。
4.压铸模具:用于金属铸造过程中的压铸制品生产,如铝合金零件等。
这类模具要求耐高温、耐磨,通常采用高温、耐磨环氧树脂制作。
环氧树脂模具的材料与性能也十分重要。
常用的环氧树脂材料有聚酰胺树脂(PA)、环氧树脂固化剂等。
其中,聚酰胺树脂是一种高分子聚合物,具有良好的粘接性能和耐磨性,广泛应用于各类模具的制作中。
环氧树脂固化剂是一种化学物质,能够与环氧树脂发生反应,形成坚固的模具材料。
环氧树脂模具的性能也十分出色。
首先,它具有高强度,能够承受较大的压力,保证模具的稳定性。
其次,它具有高耐热性,能够在高温环境下长时间使用,并保持稳定性。
此外,环氧树脂模具还具有良好的耐腐蚀性能,能够抵御酸碱等腐蚀性介质的侵蚀。
同时,环氧树脂模具还具有良好的粘接性和导热性能,便于与其他材料进行粘接和传热。
综上所述,环氧树脂模具是一种多功能的模具材料,根据应用领域和用途的不同,可以选择不同种类和性能的环氧树脂材料制作模具。
无论是电子产品模具、汽车零部件模具还是塑料制品模具和压铸模具,都可以选择适合的环氧树脂材料进行制作,以保证模具的使用寿命和生产效率。
环氧树脂对环氧模塑料(EMC)的性能影响分析
环氧树脂对环氧模塑料(EMC)的性能影响分析第10卷,第4期V o1.10.NO4电子与封装ELECTRONICS&PACKAGING总第84期2010年4月0r一,~,一一0f—',莲∥担环氧树脂对环氧模塑料(EMC)的性能影响分析陈昭,吴娟黄道生(汉高华威电子有限公司,江苏连云港222006)摘要:在环氧模塑料中,环氧树脂是环氧模塑料的基体树脂,也是环氧模塑料的主要原材料,起着将其他组分交联结合到一起的重要作用.环氧树脂作为环氧模塑料的胶粘剂,具有粘合性高,固化收缩率小,耐化学介质稳定性好,电绝缘性优良,工艺性能良好等特点.因此环氧树脂类型的选择及其性能对环氧模塑料的性能都有很大的影响.文章简单介绍了环氧树脂的分类,结构,作用及特点,主要探讨了不同结构环氧树脂对环氧模塑料的粘接性,稳定性,收缩率,电性能及机械性能等的影响.关键词:环氧树脂;环氧模塑料(EMC);性能;影响中图分类号:TN305.94文献标识码:A文章编号:1681-1070(2010)04-0008?04 InfluenceofEpoxyResinonthePropertiesofEMCCHENZhao,WUJuan,HUANGDao-sheng (HenkelHuaweiElectronicsCo.,Ltd,Lianyungang222006,China)Abstract:Epoxyresinisthemainrawmaterialintheformulationofepoxymoldingcompound (EMC),andplaysaroleofcrosslinkageforallcomPonentsofEMC.Ashighcrosslinkage,lowmoldedshrinkag e,highstabilityofchemicalresistant,excellentinsulationandworkabilityarethemainpropertiesofepoxyresin ,andtheseproper-tiesalsofitinwiththepropertiesofEMC.Inthispaper,introducetheofepoxyresin.mainlyintr oducetheinfluenceofthedifferentstructionofepoxyresinonEMC.Keywords:epoxyresin;epoxymoldingcompound(EMC);properties;influence随着微电子封装技术的迅速发展,作为主要电子封装材料的环氧模塑料(EMC)也得到了快速发展.因其具有低成本和高生产效率等优点,目前已经约占封装市场的90%以上.环氧树脂作为环氧模塑料的基体材料,其选择方案和性能对环氧模塑料的综合性能起着决定性作用..8一收稿日期:2010—01—052EMC用环氧树脂的分类环氧树脂的种类很多,但是能用于生产环氧模塑料的环氧树脂是比较有限的.目前常用的环氧树脂有以下几种类型:双酚A型环氧树脂,邻甲酚型环氧树脂,联苯型环氧树脂,多官能团型环氧树脂,荼型和改性环氧树脂等.结构见图1.环氧模塑料是以环氧树脂为基体树脂,以酚醛第10卷第4期陈昭,吴娟,黄道生:环氧树脂对环氧模塑料(EMC)的性能影响分析树脂为固化剂,加上填料,促进剂,阻燃剂,着色剂,偶联剂及其他微量组分,按一定比例经过特定的工艺加工而成的.环氧树脂的种类和它所占比例的不同,直接影响着环氧模塑料的各种特性,比如粘度,热膨胀系数,溢料性,热导率,吸水率等.不同结构的树脂对EMC性能的影响也不同,各种结构的树脂对环氧模塑料性能的影响见表l.O\CH2CH—CH2RCH3H2..cH/O\/O\+—/O\/o\OCH2—cH—cH2f9cH2—cH—cH2]《卜_cH:—cH:—H:HcH:H2Ci三_《CH.2c/H0\H14.H表1不同结构环氧树脂对EMC性能的影响环氧树脂的特点和作用(1)高粘合性(胶接强度高):这是因为羟基和醚键等强极性基团使环氧分子和相邻界面间产生较强的粘附力,同时环氧基与含活泼氢的金属表面反应生成强化学键.(2)固化收缩率小:由于环氧树脂与固化剂反应属于加成聚合,一般来讲收缩率较小,没有什么副产物,因而材料内部的应力较小,避免了气泡空洞的产生.(3)耐化学介质稳定性好:在固化体系中的醚基,苯环和脂肪羟基不易受酸碱侵蚀.(4)电绝缘性优良.'(5)工艺性能良好,制品尺寸稳定,耐性良好且吸水率低.EMC从本质上说是一种非气密性封装.树脂是高分子材料,其分子间距为50nm~2OOnm, 这种间距大得足以让水分子渗透过去.水分子进入半导体的途径有两条:从树脂本身渗透过去到达芯片,从树脂和引线框架的界面处侵入而到达芯片.在水存在的条件下,塑封料中若含有离子杂质等,贝会由于电化学反应而腐蚀芯片上的铝布线.4环氧树脂对EMC性能的影响用它作环氧模塑料的胶粘剂主要目的是使EMC热膨胀系数,吸水率及成型收缩率降低,耐热性,机械性能,介电性能及导热系数提高.环氧树脂在EMC中的含量虽然只有5%~2O%,但它们的性能优劣对EMC的品质有着十分重要的影响.下面主要介绍环氧树脂影响EMC粘接性,稳定性,收缩率,电性能及机械性能的原理.环氧树脂具有代表性的品种是双酚A二缩水甘油醚,通常称双酚A环氧树脂,从它的化学结构来分析具有以下特性,如图2.CH3一H2+÷O--CH2H士丫lCH3HI耐腐—T—J粘结性蚀热时陛粘耐热性及刚性一主r粘性———一咐蹰,.…耐热性蚀性袖旺环氧树脂的结构中具有羟基(一玉二),醚键(一第10卷第4期电子与封装o.)和活性极大的环氧基团(H一),它们使环氧树脂的分子和相邻界面产生电磁吸附或化学键, 尤其是环氧基又能在固化剂作用下发生交联聚合反应生成三向网状结构的大分子,分子本身有了一定的内聚力.因此环氧树脂型胶粘剂粘结性特别强,对绝大多数的金属和非金属都具有良好的粘接性.用它作为胶粘剂的环氧模塑料封装固化后,能使芯片,引线和引线脚牢牢地结合在一起.因此,环氧模塑料被称为"黑胶",可供半导体分立器件,功率器件,特种器件,大规模和超大规模集成电路封装使用.4.2环氧树脂对EMC稳定性的影响环氧树脂具有很好的稳定性,只要不含有酸,碱,盐等杂质是不易变质的.如果贮存得好(如低温5℃以下,密封,不受潮)可以有一年的使用寿命.它与固化剂及其他材料结合在一起生成的EMC也具有很好的稳定性.下面的存储试验就是对EMC稳定性的证明.储存条件:恒温5℃;测试条件:室温醒料2h,温度175~2℃;样品量15g,测试仪器:测试压机HB.121.75T型;模具:螺旋流动金属模.用不同环氧树脂的EMC流动长度的存储试验,见图3.1201O080604020O+A+B十C_*_D图3不l司环氧树脂的EMC储存曲线由图3可知,使用邻甲酚型环氧树脂,双酚A型环氧树脂,联苯型环氧树脂的环氧模塑料的稳定性较好.由此可以为我们在针对某些稳定性要求较高的环氧模塑料的树脂材料选择上提供依据.4.3环氧树脂对EMC收缩率的影响环氧树脂的固化主要是依靠环氧基的开环加成聚合,因此固化过程中不产生低分子物;环氧树脂本身具有仲羟基,再加上环氧树脂固化时派生的部分残留羟基,它们的氢键缔合作用使分子排列紧密, 因此环氧树脂的面化收缩率是热固性树脂中最低的, .10.一般为1%~2%,表2为各种纯热固性树脂的固化收缩率.表2各种纯热固性树脂的固化收缩率树脂名称固化收缩率/%酚醛树脂聚酯树脂有机硅树脂环氧树脂8~l04~64~81,-2环氧树脂的固化收缩率低这一特性使加工制品尺寸稳定,内应力小,不易开裂.利用硅微粉作为填料,可得到固化收缩率更小的环氧模塑料.下面是汉高华威几种不同型号的EMC的固化收缩率,见表3.表3几种型号EMC的固化收缩率4.4环氧树脂对EMC电性能的影响固化后的环氧树脂吸水率低,不再具有活性基团和游离的离子,因此具有优异的电绝缘性.环氧树脂代表性的电性能见表4.表4环氧树脂代表性的电性能项gl数据击穿电压25℃/kV?mm体积电阻率25℃/Q?cm介质常数(50Hz)损耗因数(50Hz)/kV?nln3.抗电弧/S也因环氧树脂具有良好的电性能,使用它作为胶粘剂的EMC同样具有良好的电性能.表5是汉高华威几个EMC产品具有代表性的电性能.4.5环氧树脂对EMC机械性能的影响环氧模塑料用来封装芯片主要是起到保护和支撑作用,因此就要求其具有很好的机械性能.因固OFO54,l,I,03l0¨。
环氧树脂的应用及市场分析
环氧树脂的应用及市场分析环氧树脂通常是一种在液体状态下使用的环氧低聚物,固化反应过程中收缩率小,与固化剂反应时可以形成三维网状热固性塑料。
其固化物具有良好的力学性能、耐热性、黏接性、耐化学药品性以及电气性能,是应用量较大的热固性树脂[1]。
由于环氧树脂具有优异的热稳定性、防腐性、黏接性和成型性等性能,常被制成涂料、黏合剂、复合材料及电子电器产品,广泛应用于土木建筑、光学机械、电气电子、工程技术及文体用品制造等方面[2-3]。
1 环氧树脂的应用1.1 涂料环氧树脂对多种基材具有优异的附着力,因此可以作为涂料的主要成膜物质。
环氧树脂涂膜的电绝缘性、机械强度、抗化学药品性也非常出众,因此我国生产的环氧树脂中大约有30%~40%被加工成各种各样的涂料,广泛应用于汽车、船舶、钢结构建筑物、家用电器、土木工程、机电工业等领域[4-7]。
受环保督查影响,关闭小型涂料企业及下游涂装企业的新闻时有报道,此部分企业关闭造成相关产量与收入向规模型企业转移,涂料行业近期呈现规模不断扩大,但盈利水平下降的趋势。
传统的溶剂型涂料中存在大量有机溶剂,这些有机溶剂的挥发不仅能引发光化学烟雾,还能引起大气层酸度变化等,对人体健康和生态环境危害极大。
我国近期颁布多项法律法规限制溶剂型涂料的生产和使用,从而极大地促进了环境友好型涂料的技术进步和产品推广。
环境友好型涂料包括环氧树脂水性涂料、环氧树脂无溶剂涂料、环氧树脂高固体份涂料等重要品种。
水性环氧树脂的研究国外始于20世纪70年代,我国始于20世纪90年代。
第一代水性环氧树脂用乳化剂直接进行乳化制备;第二代水性环氧树脂采用低相对分子质量油溶性环氧树脂进行水性固化制备;第三代水性环氧树脂将非离子型表面活性剂接枝在环氧树脂和固化剂上,形成稳定的乳化体系制备。
用水性环氧树脂制成的涂料可以达到或超过溶剂型产品性能[8-15]。
无溶剂环氧树脂涂料由环氧树脂、固化剂和活性溶剂组成,其有机溶剂含量趋于零,应用于长距离输送管线的防腐层和管道外防腐等领域。
环氧树脂碳纤维复合材料模压制品冲击强度影响因素分析
碳纤维增强的环氧树脂片状模塑料(EP/CF⁃SMC)是由树脂糊浸渍短切纤维后,经模压工艺进行固化成型的复合材料。
EP/CF⁃SMC比强度高、耐腐蚀、绝缘强度好、表面光洁度高、外形尺寸稳定,且成型效率高、生产成本低,广泛应用于汽车、电力、建筑、航空航天等领域。
但其冲击强度差仍是难以忽略的缺点,因此提高EP/CF⁃SMC的冲击强度已经成为进一步提高其使用效能的关键。
目前,已有不少学者针对复合材料模压成型工艺对制品力学性能的影响开展了相关研究。
张臣臣、汪兴等通过设计正交试验研究了模压成型关键参数对树脂基复合材料力学性能的影响。
胡章平等通过建立响应面模型分析了各个工艺参数对制品力学性能的贡献率。
杨志生、花蕾蕾等从制品生产角度研究了制品易产生缺陷的工序以及相应的控制方法。
林旭东、宋清华、张吉等通过建立数学物理模型,对模压成型工艺制度进行了优化。
Mayer、吴凤楠等通过对制品进行微观表征,研究了不同生产工艺对最终模压制品的性能影响。
本文以EP/CF⁃SMC模压成型制品的冲击性能为研究对象,设计正交试验研究了模压温度、模压压力、保压时间、合模速度对模压制品冲击性能的影响。
使用极差法分析了4个因素对制品性能的影响程度大小;获得了最佳的工艺参数并进行了验证实验;借助光学显微镜和场发射扫描电子显微镜(SEM)对典型冲击断裂试样进行了微观形貌表征,并分析了各影响因素作用于制品模压成型过程中的微观机制。
(论文引用:赵川涛, 贾志欣, 刘立君, 李继强, 张臣臣, 荣迪, 高利珍, 王少峰. 环氧树脂/碳纤维复合材料模压制品力学性能影响因素分析[J]. 中国塑料, 2024, 38(2): 26-32.)一实验部分(节选)1、制样过程模压温度、模压压力、保压时间、合模速度是影响EP/CF⁃SMC材料模压制品力学性能的4个主要因素。
选择合适的因素水平设计得到正交试验L16(44),其因素水平表如表1所示。
将原料裁剪为160mm×320mm大小后,居中铺放在预热好的定模上,设置模压参数,等待模压完成。
环氧树脂的性能及应用特点
环氧树脂的性能及应用特点环氧树脂、酚醛树脂及不饱和聚酯树脂被称为三大通用型热固性树脂。
它们是热固性树脂中用量最大、应用最广的品种。
环氧树脂中含有独特的环氧基,以及轻基、醚键等活性基团和极性基团,因而具有许多优异的性能。
与其他热固性树脂相比较,环氧树脂的种类和牌号最多,性能各异。
环氧树脂固化剂的种类更多,再加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等,可以进行多种多样的组合和组配。
从而能获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物。
几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求。
这是其他热固性树脂所无法相比的。
1、环氧树脂及其固化物的性能特点(1)力学性能高。
环氧树脂具有很强的内聚力,分子结构致密,所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。
(2)粘接性能优异。
环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性集团赋予环氧固化物以极高的粘接强度。
再加上它有很高的内聚强度等力学性能,因此它的粘接性能特别强,可用作结构胶。
(3)固化收缩率小。
一般为1%~2%。
是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8%~10%;不饱和聚酯树脂为4%~6%;有机硅树脂为4%~8%)。
线胀系数也很小,一般为6×10-5/℃。
所以其产品尺寸稳定,内应力小,不易开裂。
(4)工艺性好。
环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物,所以可低压成型或接触压成型。
配方设计的灵活性很大,可设计出适合各种工艺性要求的配方。
(5)电性能好。
是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。
(6)稳定性好。
不合碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。
只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温),其贮存期为1年。
超期后若检验合格仍可使用。
环氧固化物具有优良的化学稳定性。
其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。
(7)环氧固化物的耐热性一般为80~100℃。
环氧树脂的耐热品种可达200℃或更高。
环氧值对树脂体系固化和性能的影响
驯化 倒 l { l j
交联 密度 的连续介 质 中 两 相 网 络 结 构 模 型 如 图 1所
、
T ) s C: 在 P e r k i n g E l m e r型 分 析 仪 上 测 定 升 温 速 率 分别 为 5 、1 c 、2 0( ・ l l ¨ n= 红外 在 N i c o l e t公 司 的 M ̄ . g n a 7 j 0 傅 屯 町 变 换 红 外 光 港 仪 上 测 定 扭 辩 分 忻 :在 N B Y Ⅱ扭 辫 仪 上 测 定 .升 温 速 率 为
1( 、 r ai n。
凝 胶 时 间 :按 ( , n j 2 5 9} 划定 。 层 间剪切强度 :按 D I J-0 1 5 2 2 9测 定 .
4 结 果 与 讨 论
4 1 对 树脂 体 系 固化 的 影 响
图 l 两 相 网 络 结 构 模 型
T { 、 c
年
蚺
北京航空材料研 究所
奠
S h e n C h a o ( I n s t i t u t e o f Ae r o n a u t i c a l Ma , t e r i a l s .B e i j i n g )
/ ^ 4 - 摘要 ] 用 双 氰 胺取 代脲中 温 固 化树 脂 体系
时 ,一 般 选 用 中 温 ( 1 2 5℃) 固化 双 酚 A 型 环 氧 树 脂 体 系 双 酚 A 型 环 氧 树 脂 牌 号多 , 且 高环 氧 值 树 脂 分 子 量 较 小 .一 般 为 液 体 ;低 环 氧 值 讨脂 分 子 量 较 大 .一般 为 固体 。为在 室 温 得 到 具 有 一 定 粘 眭、热 熔 预 浸 过 程 中具 有 一 定 成 膜 性 、 成 形 过 程 中具 有 一 定 流 动 性 的树 脂 体
环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能
环氧树脂应用概述环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能、以及其使用工艺的灵活性是其他热固性塑料所不具备的。
因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料,在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。
一、涂料环氧树脂在涂料中的应用占较大的比例,它能制成各具特色、用途各异的品种。
其共性:1、耐化学品性优良,尤其是耐碱性。
2、漆膜附着力强,特别是对金属。
3、具有较好的耐热性和电绝缘性。
4、漆膜保色性较好。
但是双酚A型环氧树脂涂料的耐候性差,漆膜在户外易粉化失光又欠丰满,不宜作户外用涂料及高装饰性涂料之用。
因此环氧树脂涂料主要用作防腐蚀漆、金属底漆、绝缘漆,但杂环及脂环族环氧树脂制成的涂料可以用于户外。
二、胶粘剂环氧树脂除了对聚烯烃等非极性塑料粘结性不好之外,对于各种金属材料如铝、钢、铁、铜;非金属材料如玻璃、木材、混凝土等;以及热固性塑料如酚醛、氨基、不饱和聚酯等都有优良的粘接性能,因此有万能胶之称。
环氧胶粘剂是结构胶粘剂的重要品种。
环氧树脂胶粘剂的主要用途见表l-1、表l-2及表l-3。
表1-1 环氧树脂胶粘剂的主要用途三、电子电器材料由于环氧树脂的绝缘性能高、结构强度大和密封性能好等许多独特的优点,已在高低压电器、电机和电子元器件的绝缘及封装上得到广泛应用,发展很快。
主要用于:1、电器、电机绝缘封装件的浇注。
如电磁铁、接触器线圈、互感器、干式变压器等高低压电器的整体全密封绝缘封装件的制造。
在电器工业中得到了快速发展。
从常压浇注、真空浇注已发展到自动压力凝胶成型。
中国树脂在线表1-2 环氧胶粘剂在土木建筑上的主要用途表1-3 环氧胶粘剂在汽车上的主要用途2、广泛用于装有电子元件和线路的器件的灌封绝缘。
已成为电子工业不可缺少的重要绝缘材料。
3、电子级环氧模塑料用于半导体元器件的塑封。
近年来发展极快。
由于它的性能优越,大有取代传统的金属、陶瓷和玻璃封装的趋势。
4、环氧层压塑料在电子、电器领域应用甚广。
环氧树脂和酚醛树脂对塑封料性能影响的研究
环氧树脂和酚醛树脂对塑封料性能影响的研究侍二增;秦苏琼;李兰侠;谭伟;张慧;刘红杰【摘要】研究了环氧树脂和酚醛树脂对环氧模塑料的性能的影响:环氧树脂对Tg(玻璃化转变温度)的影响顺序为:DCPD型<MAR型<普通的邻甲酚醛型;酚醛树脂对Tg的影响顺序为MAR型<XYLOK型<普通邻甲酚醛型.环氧树脂对冲击强度的影响顺序:DCPD型>MAR型>普通邻甲酚醛型:酚醛树脂对冲击强度的影响顺序为:MAR型>XYLOK型>普通邻甲酚醛型.当环氧树脂为DCPD型,酚醛树脂为MAR型时,得到的Tg最低,冲击强度最高.【期刊名称】《电子工业专用设备》【年(卷),期】2015(044)011【总页数】5页(P11-15)【关键词】环氧塑封料;冲击强度;树脂【作者】侍二增;秦苏琼;李兰侠;谭伟;张慧;刘红杰【作者单位】江苏华海诚科新材料有限公司,江苏连云港222047;江苏华海诚科新材料有限公司,江苏连云港222047;江苏华海诚科新材料有限公司,江苏连云港222047;江苏华海诚科新材料有限公司,江苏连云港222047;江苏华海诚科新材料有限公司,江苏连云港222047;江苏华海诚科新材料有限公司,江苏连云港222047【正文语种】中文【中图分类】TN604环氧塑封料[1-6]又称环氧模塑料(EMC:Epoxy Molding Compound),是集成电路后道封装的主要原材料之一,其发展紧随集成电路与封装技术的发展步伐。
随着中国信息产业的大发展,带动了中国半导体市场规模不断扩大,中国半导体市场有着极大的容量,我国集成电路市场需求始终保持高速增长,国民经济将继续保持健康、快速、稳定的发展,社会信息化将会进一步加快推进。
构成半导体集成电路器件的材料很多,如硅芯片、表面钝化膜、引线框架等,它们与环氧塑封料的热膨胀系数相差很大。
加热固化时,因热膨胀系数的差异而使器件内部产生热应力。
应力的存在会导致塑封料开裂、表面铝钝化膜开裂,铝布线滑动,电性能变坏、界面处形成裂缝,耐湿性变差、封装器件翘曲。
环氧模塑料(EMC)的设计和性能
改性 剂 、 脱模 剂 、 阻燃 剂 、 着色 剂 等组 分组 成[。 甲 1邻 ]
酚 醛环 氧 树 脂 作 为胶 粘 剂 , 固化 剂 为 线 性 酚 醛树
料 。其 主要 组 分和 主要 功 能如表 1 。
表 1 环 氧模 塑 料 组 分 及 其 功 能
f) 氧树 脂 是环 氧 模塑 料 的重 要 组 成 部分 之 1环
环 氧模 塑 料 是 一种 单 组 分 含 潜 伏 性 固化 剂 的
S 后 固化 时 间 从 2 h到 不 后 固化 ; 了满 足 大 功 , 为
热 固性 材 料 , 常 是 以环 氧 树 脂 及 其 固 化 剂 、 料 通 填
和 各 种 助 剂 等 十 几 种 组 分 组 成 [。环 氧 模 塑 料 的 】 ]
制 造 商主 要 分 布 在 日本 、 国和 韩 国 , 中 国市场 中 在 上 制 造 商 代 表 是 华 威 电 子 ( a e) 由 于 德 国 Hu w i,
率 器 件 对 散 热 的要 求 , 生 了高 导 热 型 模 塑 料 ; 产 为
了满 足 大规 模 集 成 电 路 的封 装 要 求 ,产 生 了低 应 力 型 模 塑 料 ; 了 满 足 表 面 安 装 技 术 ( MT 的 要 为 S )
关键 词 : 氧 模塑 料( MC 设 计 ; 环 E ) 种类 ; 能 性
中图分 类号 : N3 59 T 0. 4 文 献标 识码 : A 文 章编 号 :10 —5 72 1)20 4 —7 0 44 0 (0 00 —0 30
The De i n a r o m a e o sg nd Pe f r nc fEpo y M o d n x li g
Absr c :To c o ea d us h tat h os n e t e EM C o lcr n c p c g sd s rbe t e d sg ff r f ree to i a ka e , e c i d h e in o multo nd o ai n a ma uf cu e f r EM C, Cls e a c r i g t e f r a e ofEM C,nd d s rbe h ro a e n a tr o a s d c o d n o p ro m nc a e c i d t e pe f r nc s m
模具环氧树脂
模具环氧树脂模具环氧树脂是一种常用于模具制造的材料,具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能。
它不仅可以用于制造各种形状复杂的模具,还可以用于制作高精度的产品。
模具环氧树脂主要由环氧树脂、固化剂和填料组成。
环氧树脂是一种聚合物材料,具有很强的粘接性和抗压性。
固化剂是一种能够与环氧树脂发生化学反应的物质,可以使环氧树脂固化成坚硬的材料。
填料可以增加模具环氧树脂的强度和硬度,使其更加耐用。
模具环氧树脂具有很多优点。
首先,它具有良好的流动性和可塑性,可以轻松地填充到模具中的细小空隙中,从而制造出复杂形状的产品。
其次,它具有优异的耐磨性和耐腐蚀性,可以在长时间使用后仍保持较高的精度和表面质量。
此外,模具环氧树脂还具有很高的耐高温性能,可以在高温条件下使用而不变形或损坏。
在模具制造中,模具环氧树脂被广泛应用于各个领域。
例如,汽车制造中的车身模具、发动机模具和内饰模具都可以使用模具环氧树脂来制造。
此外,电子产品、塑料制品、模具配件等行业也都离不开模具环氧树脂的使用。
使用模具环氧树脂制造模具具有很多优势。
首先,相比传统的金属模具,模具环氧树脂制造的模具更加轻便,方便搬运和安装。
其次,模具环氧树脂可以制造出更加精细的模具,提高产品的精度和表面质量。
此外,模具环氧树脂的制造成本相对较低,可以大幅降低模具制造的成本。
然而,模具环氧树脂也存在一些局限性。
首先,模具环氧树脂的耐磨性和耐腐蚀性虽然较好,但仍然无法与金属相比。
因此,在某些特殊的高压、高温或腐蚀性环境中,模具环氧树脂可能无法满足要求。
其次,模具环氧树脂的制造过程相对复杂,需要掌握一定的技术和工艺。
模具环氧树脂是一种非常重要的模具制造材料,具有很高的应用价值。
它可以制造出复杂形状的模具,并具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能。
在现代工业生产中,模具环氧树脂被广泛应用于各个领域,为产品的制造和加工提供了可靠的保障。
随着科技的不断进步,相信模具环氧树脂的应用领域还将不断扩大,为各行各业带来更多的发展机遇。
环氧树脂在半导体封装中的作用
环氧模塑料在半导体封装中的应用谢广超,杜新宇,韩江龙(汉高华威电子有限公司连云港,江苏,222006)摘要:环氧模塑料是一种重要的微电子封装材料,是决定最终封装性能的主要材料之一,具有低成本和高生产效率等优点,目前已经成为半导体封装不可或缺的重要材料。
本文简单介绍了环氧模塑料在半导体封装中的重要作用和地位;分析了环氧模塑料性能对半导体封装的影响,并对不同半导体封装对环氧模塑料的不同要求进行了分析;最后展望半导体封装和环氧模塑料的未来发展趋势,以及汉高华威公司在新产品开发中的方向。
关键词:环氧模塑料;半导体;封装;应用Application of Epoxy Molding Compound on SemiconductorPackageXIE Guang-chao,DU Xin-yu,HAN Jiang-long(Henkel Huawei Electronics Co.,Ltd,Lianyungang,222006,China)Abstract: Epoxy molding compound(EMC)is one of the most important micro-electronic packaging material. It is one of the key material which determines the final performance of semiconductor packages. Due to its low cost and high performance, epoxy molding compound now becomes the major solution for semiconductor package.In this paper, the importance and situation of EMC in semiconductor package is expatiated, the different requirement of different semiconductor packaging on epoxy molding compound was analyzed as well. The trend of semiconductor package and EMC was discussed on the final part. The direction of Henkel Huawei new product development team was introduced also.Keyword:EMC,Semiconductor;Package;Application1前言环氧模塑料(Epoxy Molding Compound,EMC)是一种微电子封装材料,它主要应用于半导体芯片的封装保护。
塑封器件常见失效模式及其机理分析总结
塑封器件常见失效模式及其机理分析总结一般塑封器件的失效可分为早期失效和使用期失效,前者多是由设计或工艺失误造成的质量缺陷所致,可通过常规电性能检测和筛选来判别。
后者则是由器件的潜在缺陷引起的,潜在缺陷的行为与时间和应力有关,经验表明,受潮、腐蚀、机械应力、电过应力和静电放电等产生的失效占主导地位。
1 失效模式及其机理分析塑封器件,就是用塑封料把支撑集成芯片的引线框架、集成芯片和键合引线包封起来,从而为集成芯片提供保护。
塑封器件封装材料主要是环氧模塑料。
环氧模塑料是以环氧树脂为基体树脂,以酚醛树脂为固化剂,再加上一些填料,如填充剂、阻燃剂、着色剂、偶联剂等微量组分,在热和固化剂的作用下环氧树脂的环氧基开环与酚醛树脂发生化学反应,产生交联固化作用使之成为热固性塑料。
塑封材料不同于陶瓷材料和金属材料,它是一种高分子复合材料,其固有的有机大分子结构,使其本身存在较高的吸湿性,是一种非气密性封装。
塑封材料主要失效模式为:开路,短路,参数漂移,烧毁。
由于塑封器件是非气密性封装,在封装方面就存在一些缺点,最主要的缺点就是对潮气比较敏感。
受潮。
塑封材料会从环境中吸收或吸附水气,特别是当塑封器件处于潮湿环境时,会吸收或吸附较多的水气,并且在表面形成一层水膜。
受潮是塑封器件的很多失效机理如腐蚀、爆米花效应等的诱因。
腐蚀。
对塑封器件而言,湿气渗入是影响其气密性导致失效的重要原因之一。
湿气渗入器件主要有两条途径:(1)由于树脂本身的透湿率与吸水性,水气会直接通过塑封料包封层本体扩散到芯片表面;(2)通过塑封料包封层与金属框架间的间隙,然后再沿着内引线与塑封料的封接界面进入器件芯片表面。
当湿气通过这两条途径到达芯片表面时,在表面形成一层导电水膜,并将塑封料中的Na+、CL-离子也随之带入,在电位差的作为下,会加速对芯片表面铝布线的电化学腐蚀,最终导致电路内引线开路。
随着电路集成度的不断提高,铝布线越来越细,因此,铝布线腐蚀对器件寿命的影响就越发严重。
苯酚-亚联苯型环氧树脂的合成及其在环氧模塑料中的应用
2 O 1 5年 1 0月
常 州大 学 学报 ( 自然科 学 版)
J o u r n a l o f C h a n g z h o u Un i v e r s i t y ( Na t u r a l S c i e n c e Ed i t i o n )
S ONG Ya n,LI J i n c h u n,Z H ANG Xi n
( Sc h oo l o f Ma t e r i a l s Sc i e nc e a n d Eng i n e e r i n g,Cha n gz h ou U ni v e r s i t y,Cha n gz ho u 2 1 3 1 6 4,Chi na )
no l — b i ph e ny l e n e r e s i n a nd e p i c h 1 0r o hy dr i n us i ng s o l i d s o di u m hy dr o x i de a s e t he r i z a t i on c a t a l ys t .T h e pr o d—
S y n t h e s i s o f Ep o x y Re s i n wi t h Bi ph e ny l e n e S t r u c t u r e a nd I t s Ap pl i c a t i o n i n Ep o x y Mo l d i ng Co mp o u nd
( 常州大学 材料科学与工程学院 , 江苏 常州 2 1 3 1 6 4 )
摘要: 以 自制 苯 酚 亚 联 苯 型 酚 醛 树 脂 、 环 氧氯 丙 烷 为 主 要 原 料 , 采 用 固 体 碱 作 为 醚化 阶 段 催 化 剂 , 合 成 了 一 种 苯 酚一 亚 联 苯 型 环 氧
苯酚—亚联苯型环氧树脂的合成及其在环氧模塑料中的应用
苯酚—亚联苯型环氧树脂的合成及其在环氧模塑料中的应用宋艳;李锦春;张鑫【摘要】以自制苯酚-亚联苯型酚醛树脂、环氧氯丙烷为主要原料,采用固体碱作为醚化阶段催化剂,合成了一种苯酚-亚联苯型环氧树脂.借助红外光谱(FTIR)、核磁共振光谱(1H NMR和13C NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)分别对产物的结构、组成和分子量进行了表征,结果成功制备了苯酚-亚联苯型环氧树脂,相对分子质量为870,环氧当量为274g/eq.此外,将所得苯酚-亚联苯型环氧树脂用于环氧模塑料中,并与市售环氧树脂所得的模塑料进行比较,借助热失重分析仪(TGA)、热机械分析仪(TMA)等对模塑料的主要性能进行研究,结果表明含有苯酚-亚联苯型环氧树脂的模塑料具有较长的凝胶时间和流动长度,具有较高的Tg(142℃)以及较高的初始降解温度(413℃),完全可以满足无铅焊料的加工工艺要求,并具有较好的弯曲强度和弯曲模量.【期刊名称】《常州大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(027)004【总页数】6页(P20-25)【关键词】苯酚-亚联苯;酚醛树脂;环氧树脂;模塑料【作者】宋艳;李锦春;张鑫【作者单位】常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213164;常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213164;常州大学材料科学与工程学院,江苏常州213164【正文语种】中文【中图分类】O633.13环氧树脂因具有优良的抗化学品、耐热性、电绝缘性、密着性、介电性以及较小的体积收缩率等性能,已被广泛用作黏合剂、涂料、复合材料树脂基体、电子封装材料等领域。
其中环氧树脂在电子材料中的应用非常广泛,尤其是在电子元器件封装领域,环氧模塑料封装已占整个微电子封装的90%以上[1]。
随着人们环保意识的增强以及集成电路工业对电子封装材料性能要求的不断提高,尤其是无铅焊接和无卤阻燃的要求,使得传统的环氧树脂面临着巨大挑战[2]。
其中,无铅焊料的加工工艺要求使得环氧塑封料加工温度由传统含铅焊料的240℃提高至260℃,故当今环氧模塑料需具有更好的耐高温性能。
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环氧树脂对环氧模塑料(EMC)的性能影响分析陈昭,吴娟,黄道生(汉高华威电子有限公司,连云港江苏 222006)摘要:在环氧模塑料中,环氧树脂是环氧模塑料的基体树脂,也是环氧模塑料的主要原材料,起着将其他组分交联结合到一起的重要作用。
具有粘合性高、固化收缩率小、耐化学介质稳定性好、电绝缘性优良、工艺性能良好等特点。
因此环氧树脂类型的选择及其性能对环氧模塑料的性能都有很大的影响。
本文主要探讨了不同结构环氧树脂对环氧模塑料的粘接性、稳定性、收缩率、电性能及机械性能等性能的影响.关键词:环氧树脂环氧模塑料(EMC) 性能影响Influence of Epoxy Resin on the Properties of EMCChen Zhao,Wu Juan,Huang Daosheng(Henkel Huawei Electronics Co., Ltd, Lianyungang Jiangsu 222006)Abstract: Epoxy resin is the main raw material in the formulation of epoxy molding compound (EMC), and plays a role of cross linkage for all components of EMC. High cross linkage,low molded shrinkage, high stability of chemical resistant, excellent insulation and workability are the main properties of epoxy resin, and these properties also fit in with the properties of EMC. In this paper, mainly introduce the influence of the different struction of epoxy resin on EMC. Key Words: Epoxy Resin Epoxy Molding Compound(EMC) Properties Influence1 前言随着微电子封装技术的迅速发展,作为主要的电子封装材料环氧模塑料(EMC)也得到了快速发展。
因其具有低成本和高生产效率等优点,目前已经约占封装市场的90%以上。
环氧树脂作为环氧模塑料的基体材料,环氧树脂的选择方案及其性能对环氧模塑料的性能有着非常重要的影响,对环氧模塑料的综合性能起着决定性作用。
2 EMC用环氧树脂的分类环氧树脂的种类很多,但是能用于生产环氧模塑料的环氧树脂是比较有限的。
目前常用的环氧树脂有以下几种类型:双酚A型环氧树脂、邻甲酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、多官能团型环氧树脂,荼型和改性环氧树脂等。
结构见图1。
邻甲酚型双酚A型多官能团型联苯型萘型图1 不同结构的环氧树脂环氧模塑料是以环氧树脂为基体树脂,以酚醛树脂为固化剂,加上填料、促进剂、阻燃剂、着色剂、偶联剂及其它微量组分,按一定的比例经过特定的工艺加工而成的。
环氧树脂的种类和它所占比例的不同,直接影响着环氧模塑料各种特性。
比如:粘度、热膨胀系数、溢料性、热导率、吸水率等。
不同结构的树脂对EMC性能的影响也不同,各种结构的树脂对环氧模塑料性能影响见表1。
表1 不同结构环氧树脂对EMC性能影响3 环氧树脂的特点和作用(1)高粘合性(胶接强度高):这是因为,(a)羟基和醚键等强极性基团使环氧分子和相邻界面间产生较强的粘附力;(b)环氧基与含活泼氢的金属表面反应生成强化学键。
(2)固化收缩率小:由于环氧树脂与固化剂反应属于加成聚合,一般来讲收缩率较小,没有什么副产物,因而材料内部的应力较小,而且避免了气泡空洞的产生。
(3)耐化学介质稳定性好:在固化体系中的醚基、苯环和脂肪羟基不易受酸碱侵蚀。
(4)电绝缘性优良。
(5)工艺性能良好、制品尺寸稳定、耐性良好和吸水率低。
EMC从本质上说是一种非气密性封装。
树脂是高分子材料,其分子间距为50-200nm,这种间距大得足以让水分子渗透过去。
水分子进入半导体的途径有两条:从树脂本身渗透过去到达芯片;从树脂和引线框架的界面出侵入而到达芯片在水存在的条件下,塑封料中若含有离子杂质等,则会由于电化学反应而腐蚀芯片上的铝布线。
4 环氧树脂对EMC性能的影响用它作环氧模塑料的胶粘剂主要目的是使EMC热膨胀系数、吸水率及成型收缩率低;耐热性、机械性能、介电性能及导热系数提高。
环氧树脂在EMC中的含量虽然只有5%-20%,但它们的性能优劣对EMC的品质有着十分重要的影响。
下面主要简单介绍环氧树脂影响EMC粘接性、稳定性、收缩率、电性能及机械性能原理。
环氧树脂最通用的具有代表性的品种是双酚A二缩水甘油醚,通常称双酚A环氧树脂,从它的化学结构来分析具有以下特性:4.1 环氧树脂对EMC粘接性的影响环氧树脂的结构中具有羟基()、醚键(-O-)、和活性极大的环氧基团(),它们使环氧树脂的分子和相邻界面产生电磁吸附或化学键,尤其是环氧基又能在固化剂作用下发生交联聚合反应生成三向网状结构的大分子,分子本身有了一定的内聚力。
因此环氧树脂型胶粘剂粘结性特别强,对绝大多数的金属和非金属都具有良好的粘接性。
用它为胶粘剂的环氧模塑料封装固化后,能使芯片、引线和和引线角牢牢的结合在一起。
因此,环氧模塑料被称为“黑胶”。
可供半导体分立器件、功率器件、特种器件、大规模和超大规模集成电路封装使用。
4.2 环氧树脂对EMC稳定性的影响环氧树脂具有很好的稳定,只要不含有酸、碱、盐等杂质,是不易变质的。
如果贮存得好(如低温5℃以下,密封、不受潮)可以有一年的使用寿命。
它与固化剂及其他材料结合在一起生成的EMC也具有很好的稳定性。
下面的存储试验就是对EMC稳定性的一个很好的说明。
储存条件:恒温5℃;测试条件:室温醒料2h、温度175±2℃;样品量15g,测试仪器:测试压机HB-121-75T型,模具螺旋流动金属模。
用不同环氧树脂的EMC的流动长度的存储试验,见图2图2 不同环氧树脂的EMC的储存曲线由上图可知,使用邻甲酚型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、联苯型环氧树脂的环氧模塑料的稳定性较好。
由此可以为我们在针对某些稳定性要求较高的环氧模塑料的树脂材料的选择上提供依据。
4.3 环氧树脂对EMC收缩率的影响粘结性环氧树脂的固化主要是依靠环氧基的开环加成聚合,因此固化过程中不产生低分子物;环氧树脂本身具有仲羟基,再加上环氧树脂固化时派生的部分残留羟基,它们的氢键缔合作用使分子排列紧密,因此环氧树脂的面化收缩率是热固性树脂中最低的品种,一般为1%-2%。
如果选用适当的填料可使收缩率降至2%左右。
表2为各种纯热固性树脂的固化收缩率。
环氧树脂的固化收缩率低这一特性使加工制品尺寸稳定。
内应力小,不易开裂。
表2为各种纯热固性树脂的固化收缩率。
环氧模塑料利用硅微粉作为填料,可得到固化收缩率更小的环氧模塑料。
下面是汉高华威几种不同型号的EMC的固化收缩率,见表3表3 不同型号的EMC的固化收缩率4.4 环氧树脂对EMC电性能的影响固化后的环氧树脂吸水率低,不再具有活性基团和游离的离子,因此具有优异的电绝缘性。
环氧树脂代表性的电性能见表4.表4环氧树脂代表性的电性能也因环氧树脂的具有良好的电性能,是用它作为胶粘剂EMC同样具有良好的电性能。
下面表5是汉高华威几个产品EMC具有代表性的电性能。
表5 不同环氧树脂的EMC的电性能参数4.5 环氧树脂对EMC机械性能的影响环氧模塑料用来封装芯片主要是起到保护和支撑作用,因此就要求其具有很好的机械性能。
因固化后的环氧树脂具有很强的内聚力,而分子结构致密,它的机械强度是树脂中比较好的。
表6未增强的环氧树脂浇注铸件性能。
表6是未增强的环氧树脂浇注铸件性能下面表7是汉高华威几个产品EMC具有代表性的机械性能。
5 结束语通过以上对相关环氧树脂的介绍以及相对应的EMC的主要参数分析来看,结合实际应用,邻甲酚型,双酚A型环氧树脂的EMC 主要可用于二极管和分离器件的封装,联苯型,多官能团和萘型环氧树脂可用于集成电路的封装。
环氧树脂影响着EMC的综合性能。
而现代封装行业正向着小型化,高集成方向发展,对环氧模塑料的综合性能要求也越老越高。
因此环氧树脂的研究和开发也应向相应的方向发展,以达到环氧模塑料的应用要求。
参考文献:[1]孙忠贤.电子化学品[M].北京化学工业出版社,2001.[2]王德忠.环氧树脂生产与应用(第二版). 北京化学工业出版社,2001.[3]王同霞.环氧树脂对环氧模塑料的性能影响分析与研究。
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[4]成兴明.环氧模塑料性能及其发展趋势,半导体技术2004年01期.[5]天津市合成材料工业研究所.环氧树脂与环氧化物.天津人民出版社,1974[6]陈平,刘胜平.环氧树脂.化学工业出版社,1997作者简介:陈昭(1968- ),男,江苏徐州人,南京大学工程硕士,现任汉高华威电子有限公司质量部部长。
吴娟(1979- ),女,江苏连云港人,2003年毕业于江苏工业学院,工学学士,南京大学工程硕士(在读),现工作于汉高华威电子有限公司,从事质量检测工作。
黄道生(1981- ),男,江苏连云港人,南京大学工程硕士,现工作于汉高华威电子有限公司,。