阻燃模塑組合物制造技術

一種阻燃模塑組合物，它包括環氧樹脂、三聚氰胺氰脲酸酯以及一種或者多種加熱時能夠釋放水的水合金屬鹽。水合金屬鹽可以包括一種或多種化合物，該化合物選自金屬硼酸鹽、第ＩＩＢ族氧化物以及一種或多種元素的多羥基化合物，該元素選自第ＩＩＡ族元素和第ＩＩＩＢ族元素。該模塑組合物可以用于涂布電氣或電子器件，通過將模塑組合物加熱到足以固化模塑組合物的溫度，然后在器件的表面形成聚合物。還公開了一種由該方法形成的電氣和電子器件。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及用于電氣和電子器件的模塑化合物，特別是顯示出阻燃性、防潮性 并且較低翹曲和收縮的環氧基化合物。相關技術的簡要說明環氧樹脂廣泛用于涂布電氣和電子器件的模塑化合物。這種用于封裝的環氧 模塑化合物通常由環氧樹脂和苯酚硬化劑的共混物和其它成分制備，該成分包括填料、 催化劑、阻燃材料、加工助劑和著色劑。這種模塑化合物中的環氧樹脂通常是每分子包 括兩個環氧基的雙環氧化合物，它與由酸二酸酐、二胺或聯苯酚低聚物組成的共反應物 (交聯劑或硬化劑)反應。由于它們的高可靠性，本領域優選聯苯酚低聚物例如得自酚醛 苯酚、甲酚苯酚和雙酚A的那些作為硬化劑。處于安全目的，通常在環氧組合物中包括阻燃劑。通常的阻燃體系是含溴阻燃 劑和氧化銻阻燃增效劑的組合物。然而，這些化合物為環境污染物。一些含溴的阻燃 劑(特別是溴化的二苯醚)是有毒的，并且有可能致癌。三氧化銻被國際癌癥研究機構 分級為2B級致癌物質(即主要基于動物研究，三氧化銻是可疑致癌物質)。此外，該化 合物常常以相對較高的水平(2-4%)使用，并且還微溶于水，這就導致了另外的環境問 題。由于目前集成電路制造商丟棄至多所使用的模塑組合物總量的一半的事實，使得這 種問題變得更加顯著。已經提出含磷化合物作為阻燃劑。例如Asano等人的美國專利No.5,739,187公 開了環氧樹脂組合物作為半導體封裝劑，它包括含磷阻燃劑，以排除使用三氧化銻和溴 化化合物。然而，包含常規磷化合物的模塑組合物通常具有不合乎需要的性能例如高水 分吸收作用，它在高溫下可以使封裝劑產生應力以及裂縫。三聚氰胺氰脲酸酯通常以阻燃化合物銷售。盡管它可以有效地作為阻燃劑，但 是這種材料的高含量時常嚴重降低模塑化合物的流動性。因此，通常認為將三聚氰胺氰 脲酸酯以適當含量引入模塑化合物獲得適當的阻燃性和流動性是不切實際的。不幸的是，降低阻燃劑的含量以滿足流動性導致阻燃性受到損害，結果模塑化 合物不能滿足阻燃性標準UL-94 V-O等級。合乎需要的是提供新的阻燃模塑組合物，它在提供商業上可接受的物理性能的 同時，還可以克服這些問題。此外，合乎需要的是提供模塑組合物，它具有優異的應力 性能如較低的翹曲以及在固化時具有改進的流動性。專利技術概述本專利技術提供一種基本上不含鹵素元素、磷和銻的阻燃模塑組合物，它包括環氧 樹脂、三聚氰胺氰脲酸酯以及一種或多種加熱時能夠釋放水的水合金屬鹽。本專利技術的一個實施方案中，水合金屬鹽可以包括一種或多種化合物，該化合物選自金屬硼酸鹽、第 IIB族氧化物以及一種或多種選自第IIA族元素和第IIIB族元素的多羥基化合物。本專利技術還涉及一種涂布電氣或電子器件的方法。本專利技術的方法包括將上述模塑 組合物加熱到足以固化該模塑組合物的溫度，并在該器件的表面形成聚合物。本專利技術還 涉及由該方法形成的電氣和電子器件。從本專利技術的優選實施方案和權利要求的描述，本專利技術的其它特征和優點將更加清晰。專利技術詳述除操作實施例或另外標明之外，用于本專利技術和權利要求的涉及成分的量、反應 條件等的所有數值或措辭將理解為在所有情況下由術語“約”進行改變。多種數值范 圍公開于本專利申請中。因為這些范圍是連續的，它們包括最小值和最大值之間的每個 值。除非另外明確標明，申請中說明的多種數值范圍為近似值。如此處所使用的，術語“基本上沒有”意思是表明存在作為附帶雜質的物質。 換句話說，該物質不是有意加入到所表示的組合物，但是可能以較少量或無關緊要的量 存在，因為其作為雜質被攜帶，成為預定細合物組分的一部分。如此處所使用的術語“固化”意思是表明由例如硬化劑的官能團和樹脂環氧基 之間的共價鍵構造形成的三維交聯網狀物。本專利技術組合物固化的溫度是可變的，它部分 依賴于條件和催化劑的類型以及量，如果使用的話。如此處使用的術語“水合金屬鹽”意思是表示包含以結晶水形式存在的水的 金屬鹽，即水按一定比例存在于金屬鹽晶體中，例如水分子在金屬鹽晶體中占有晶格位 置。用于本專利技術的水合金屬鹽當加熱時釋放至少一部分其含有的水。本專利技術涉及一種基本上不含鹵素元素、磷和銻的模塑組合物。本專利技術的模塑 組合物包括環氧樹脂、三聚氰胺氰脲酸酯以及一種或多種加熱時能夠釋放水的水合金屬鹽。對能夠用于模塑組合物的環氧樹脂的類型沒有限制。合乎需要地，環氧樹脂包 含兩個或更多個反應的環氧乙烷基。例如，環氧樹脂可以選自，但不限于雙酚A型環氧 樹脂；酚醛清漆樹脂型環氧樹脂，例如環氧甲酚酚醛清漆樹脂和線性酚醛清漆樹脂環氧 樹脂；脂環族環氧樹脂；縮水甘油基型環氧樹脂；聯苯基環氧樹脂；含有萘環的環氧樹 脂；含有環戊二烯的環氧樹脂；多官能環氧樹脂；氫醌環氧樹脂；和芪環氧樹脂。模塑 組合物可以包括多于一種的環氧樹脂；例如環氧甲酚酚醛清漆樹脂和聯苯環氧樹脂的結合。如指出的那樣，通常稱為二環氧的雙酚和聯苯基環氧樹脂，以及通常稱為多官 能環氧的環氧甲酚酚醛清漆樹脂被用于本專利技術。這種環氧化物具有兩個支化度，是因為 具有側環氧基的兩個酚基通過相同的碳原子連接。例如雙酚A的二環氧甘油醚是雙官能 的，它包括從中心碳原子延伸出的兩個具有側環氧基的酚基。因此它具有兩個支化度。 環氧甲酚酚醛清漆樹脂時常稱為“多官能的”，是因為它們是可以從聚合物鏈延伸出的 具有多個側環氧基部分的聚合物。例如，環氧甲酚酚醛清漆樹脂包括下列結構權利要求1.一種基本上不含鹵素元素、磷和銻的阻燃模塑組合物，它包含環氧樹脂；0.1wt.% _4.0wt.%的三聚氰胺氰脲酸酯；0.1wt.% _2.0wt.%的一種或多種金屬硼酸鹽；和 至少一種以下物質O.lwt.% -l.Owt.%的選自IIA族元素和IIIB族元素的一種或多種 元素構成的多羥基化合物；和O.lwt.% _1.0wt%的一種或多種IIB族金屬氧化物。2.權利要求1的模塑組合物，其中該金屬硼酸鹽包含硼酸鋅。3.權利要求1的模塑組合物，其中多羥基化合物是包含一種或多種氫氧化鋁、氫氧化 鎂和氫氧化鈣的金屬多羥基化合物，和第IIB族氧化物包含氧化鋅。4.權利要求1的模塑組合物，進一步包含線性酚醛清漆樹脂硬化劑。5.權利要求1的模塑組合物，其中該模塑組合物包含環氧甲酚酚醛樹脂。6.權利要求5的模塑組合物，其中該模塑組合物進一步包含聯苯環氧樹脂。7.權利要求1的模塑組合物，它包含環氧樹脂、三聚氰胺氰脲酸酯、硼酸鋅以及一種 或多種化合物，該化合物選自氧化鋅和含有氫氧化鋁和氫氧化鎂中的一種或兩種的金屬 多羥化合物。8.權利要求1的模塑組合物，其中多羥基化合物包含氫氧化鋁和氫氧化鎂中的一種或 兩種。9.權利要求1的模塑組合物，其中第IIB族氧化物包含氧化鋅。10.—種基本上不含鹵素元素、磷和銻的阻燃模塑組合物，基本上由以下組成 4wt%-12wt%的環氧樹脂；0.1wt% _3.5wt%三聚氰胺氰脲酸酯；0.1wt% _2wt%的硼 酸鋅；0.01wt%選自氧化鋅以及由含有氫氧化鋁和氫氧化鎂中的一種或兩種的 多羥基化合物的一種或多種化合物；0.001wt% _10wt%的線性酚醛清漆樹脂硬化劑； Owt% _90wt%的一種或多種溶劑；以及每種0.1wt% _10_%的一種或多種添加劑，該 添加劑選自著色劑、脫模劑、偶聯劑、催化劑、離子清除劑、金屬氧化物、金屬氫氧化 物、顏料、增粘劑、增韌劑、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基本上不含鹵素元素、磷和銻的阻燃模塑組合物，它包含：環氧樹脂；０．１ｗｔ．％－４．０ｗｔ．％的三聚氰胺氰脲酸酯；０．１ｗｔ．％－２．０ｗｔ．％的一種或多種金屬硼酸鹽；和至少一種以下物質：０．１ｗｔ．％－１．０ｗｔ．％的選自ⅡＡ族元素和ⅢＢ族元素的一種或多種元素構成的多羥基化合物；和０．１ｗｔ．％－１．０ｗｔ％的一種或多種ⅡＢ族金屬氧化物。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：T阿桑，CN沃蘭特，CS比肖夫，
申請(專利權)人：亨凱爾公司，
類型：發明
國別省市：US