基于倍半硅氧烷的环氧树脂基高性能电子封装材料研究

摘要

随着电子信息技术的飞速发展，对电子电路用印刷电路板的性能也提出了更高的要求，现有的FR-4阻燃型溴化环氧树脂/玻璃纤维覆铜板虽然仍在大规模使用，但已不能完全满足现代化电子产品对其综合性能的要求。笼型倍半硅氧烷(POSS)作为一种新型有机-无机纳米杂化材料，具有良好的热性能、介电性能、光电性能和耐水性能等，在改性环氧树脂类覆铜板方面有其独到的优势。基于POSS的性能特点，本论文着重研究端异氰酸酯基POSS采用侧链悬挂方式改性环氧树脂覆铜板的结构和性能，通过使用三种端异氰酸酯基POSS分别添加不同含量引入环氧分子中，对其耐热性、耐水性、介电性能造成影响，并通过红外光谱、核磁共振、电喷雾质谱、差示扫描量热仪、阻抗分析仪、热失重分析、动态力学热分析等手段进行测试表征。结果表明，POSS能够顺利接到环氧分子链上，并且单异氰酸酯基七苯基POSS的引入对玻璃化转变温度(Tg)、吸水率(Wa)、介电常数(Dk)、介电损耗(Df)都有明显提高，单异氰酸酯基七异丁基和七异辛基POSS虽然对Tg提高不明显，但吸水率、介电常数和介电损耗仍有一定程度改善，且上述三种POSS的引入，均对储能模量有一定提高，但对热分解温度影响不明显。在此研究的基础上，通过引入第二组分树脂，完成了Tg＞150℃，Dk(1MHz)＜4.0，Wa(soaking)＜0.15％的配方要求。最后，对目前已经较易获得且成本较低的几种POSS进行对比研究，发现其性能均不及单异氰酸酯基七苯基改性覆铜板的性能，但环氧基和乙烯基POSS的改性作用在剩余几种POSS中表现较好。

目录

声明

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摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 印刷电路板的发展

1．2．1 发展历史

1．2．2 发展总结及趋势展望

1．3 基体树脂

1．3．1 环氧树脂

1．3．2 氰酸酯树脂

1．3．3 聚四氟乙烯

1．3．4 聚酰亚胺

1．4 增强体及成型工艺

1．4．1 增强体

1．4．2 成型工艺

1．5 多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的研究

1．5．1 POSS的定义

1．5．2 POSS的结构特点和优异性能

1．5．3 POSS在纳米改性领域的应用

1．6 研究目的和意义

第二章 单异氰酸酯基倍半硅氧烷改性环氧树脂及覆铜板性能研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料

2．2．2 实验步骤

2．2．3 测试方法及仪器参数

2．3 结果与讨论

2．3．1 IPDI-POSS(物质IV)合成过程及各产物表征

2．3．2 改性环氧树脂合成过程及产物表征

2．3．3 凝胶特性测试

2．3．4 环氧树脂固化后性能测试

2．3．5 小结

2．4 高Tg树脂与普通树脂二元体系测试结果与讨论

2．4．1 红外测试(FTIR)

2．4．2 凝胶特性测试

2．4．3 DSC测试

2．4．4 介电性能测试

2．4．5 吸水性能测试

2．4．6 XRD测试

2．4．7 动态力学性能测试

2．4．6 小结

2．5 最终配方结果与讨论

2．5．1 凝胶特性测试

2．5．2 DSC测试

2．5．3 介电性能测试

2．5．4 吸水性能测试

2．5．5 XRD测试

2．5．6 动态力学性能测试

2．5．6 小结

第三章 多种倍半硅氧烷在低含量下改性环氧树脂覆铜板性能的性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 八乙烯基POSS(OVS)和四环氧及四乙烯基POSS(EOVS)的制备

3．2．3 八苯基POSS(OPS)、八硝苯基POSS(ONPS)和八氨苯基POSS(OAPS)的制备

3．2．4 T7OH和APOS的合成

3．2．5 POSS覆铜板的制备

3．2．6 测试方法及仪器参数

3．3 结果讨论

3．3．1 红外测试(FTIR)

3．3．2 凝胶特性测试

3．3．3 DSC测试

3．3．4 介电性能测试

3．3．5 吸水性能测试

3．3．6 XRD测试

3．3．8 动态力学热分析

3．4 小结

第四章 总结

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介

硕士研究生学位论文答辩委员会决议书