有机硅改性环氧树脂电子封装料的制备及性能研究

摘要

在电子元器件和集成电路的封装应用领域，环氧树脂得到了很广泛的关注，但是因为它是热固性树脂，所得产物存在韧性差，耐疲劳和耐冲击性能差等缺点，而限制了它的应用。
　　为了解决这一问题，本文以环氧树脂为基体，以有机硅二氯二苯基硅烷为改性剂，对环氧树脂E-44进行化学改性，通过改变不同的二氯二苯基硅烷的含量，制备出一系列有机硅改性树脂。实验中选用甲基纳迪克酸酐(MNA)为固化剂，2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚、过氧化二苯甲酰、乙酰丙酮铝为固化促进剂，丁腈橡胶(CTBN)为增韧剂。考察二氯二苯基硅烷、固化剂及增韧剂的添加量对固化物耐热性能、力学性能及电学性能的影响，研制出用于电子灌封用的灌封材料。
　　本文通过正交实验的方法确定了最佳的合成工艺条件，利用红外光谱法和环氧值的测定方法，对改性前后的环氧树脂进行了定性分析，知二氯二苯基硅烷已经成功地接枝到环氧树脂链上。通过对固化物体系的扫描电镜分析，得知经过改性后的环氧树脂发生了韧性断裂。综合运用TG-DTG和DMA分析，得知当环氧树脂的质量为10g，二氯二苯基硅烷的质量为2.8g时，体系的热稳定性较好，体系在失重量为5％时的热分解温度以及在500℃下的残炭量分别为186℃和19.03％，分别比未改性的纯环氧树脂提高33℃和7.34％。通过DMA分析得知改性后的体系的Tg值为169℃，比纯环氧树脂提高了19℃。通过对材料剪切性能的分析，当改性的树脂添加量为10g，CTBN的添加量为1.5g时，体系的剪切强度为26.38MPa。在对材料的电学性能测试中，当改性的树脂为10g，固化剂的用量为7.6g时，体系的介电强度、介电常数和损耗角正切值分别为23.0kV/mm、4.01和0.0043。当改性的环氧树脂与E-44的质量比为6∶10时，复合材料的电性能最佳，介电强度、介电常数和损耗角正切值分别为27.0kV/mm、3.52和0.0036。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 环氧树脂简介

1．3 有机硅简介

1．4 有机硅改性环氧树脂的研究进展

1．4．1 物理共混改性

1．4．2 化学共聚改性

1．5 课题来源及主要研究内容

第2章 实验部分

2．1 实验原料及仪器设备

2．2 环氧树脂封装材料原料的选择

2．2．1 有机硅的确定

2．2．2 环氧树脂的选择

2．2．3 固化剂的选择

2．2．4 溶剂的选择

2．2．5 促进剂的选择

2．3 环氧树脂的固化反应机理

2．4 有机硅改性环氧树脂的合成

2．5 有机硅改性环氧树脂灌封料的合成

2．6 性能测试及结构表征

2．6．1 环氧值测定与固化剂用量计算

2．6．2 红外光谱测试

2．6．3 扫描电子显微镜测试

2．6．4 介电性能测试

2．6．5 剪切性能测试

2．6．6 动态力学性能测试

2．6．7 热失重测试

2．7 本章小结

第3章 结果与讨论

3．1 有机硅改性环氧树脂树脂合成机理

3．1．1 合成条件的确定

3．1．2 有机硅改性环氧树脂环氧值

3．1．3 改性环氧树脂的结构表征

3．2 扫描电子显微镜分析

3．3 材料热稳定性的分析

3．4 动态力学性能分析

3．5 材料剪切性能分析

3．6 材料电学性能分析

3．6．1 固化剂用量对灌封料介电强度的影响

3．6．2 固化剂用量对灌封料介电常数的影响

3．6．3 固化剂用量对灌封料介电损耗的影响

3．6．4 改性树脂与环氧树脂配比对介电强度的影响

3．6．5 改性树脂与环氧树脂配比对介电常数的影响

3．6．6 改性树脂与环氧树脂配比对介电损耗的影响

3．7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢