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潛伏性固化促進(jìn)劑在環(huán)氧塑封料中的應(yīng)用
環(huán)氧樹脂是指分子兩端含有環(huán)氧基的熱固性樹脂的總稱，環(huán)氧樹脂的品種很多，通常有雙酚 A 環(huán)氧樹脂、雙酚 S 環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂等。其中應(yīng)用較多的為雙酚 A 環(huán)氧樹脂，它占環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量的百分之八十以上。環(huán)氧樹脂通常要用固化劑固化后才能發(fā)揮它的優(yōu)良的粘結(jié)性、耐熱性等優(yōu)點(diǎn)。環(huán)氧樹脂的用途有膠粘劑、澆注料、灌封料、塑封料等。
環(huán)氧塑封料是以環(huán)氧樹脂為基礎(chǔ)樹脂，以玻璃纖維為增強(qiáng)劑。配入無機(jī)填料、固化劑、脫模劑、促進(jìn)劑等添加劑混煉而成。環(huán)氧模塑料可采用壓縮成型和低壓傳遞模塑成型方法封裝：電磁鐵、、線圈、電器開關(guān)、變壓器、各種電器接插件、電容器、二極管集成電路、電動(dòng)工具、絕緣轉(zhuǎn)子、換向器、電網(wǎng)用高壓復(fù)合絕緣子、高壓開關(guān)等高壓電器、洗衣機(jī)排水閥等。
隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，環(huán)氧塑封料在 IC 、印制線路板、電容器、二極管等上封裝應(yīng)用越來越多。為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要，廠家要求環(huán)氧塑封料除了保證所封裝材料的可靠性之外，還必須具有能夠在一定的溫度下快速固化而常溫下貯存期較長(zhǎng)的特點(diǎn)。電子工業(yè)封裝用的環(huán)氧塑封料所用的環(huán)氧樹脂為鄰甲酚酚醛環(huán)氧樹脂，固化劑為線性酚醛樹脂。由于酚醛樹脂為環(huán)氧樹脂的高溫固化劑，在沒有固化促進(jìn)劑存在時(shí)高溫下需要較長(zhǎng)時(shí)間才能凝膠。為此必須加入適當(dāng)?shù)墓袒龠M(jìn)劑以縮短凝膠時(shí)間。常用的促進(jìn)劑有咪唑及改性咪唑、三苯基磷及其它路易斯堿類化合物等。但促進(jìn)劑的加入通常會(huì)縮短環(huán)氧塑封料的貯存期且會(huì)導(dǎo)致成型時(shí)物料在模具中初始熔融粘度加大，從而不利于物料中夾帶的氣體的排除，zui終影響制品的質(zhì)量，甚至無法充滿模具。
理想的固化促進(jìn)劑應(yīng)具有潛伏特性，即在常溫下促進(jìn)效果很低，不影響貯存性，而在一定的高溫下能起促進(jìn)作用。該類促進(jìn)劑主要有改性咪唑及咪唑鹽等。其中一種改性咪唑（代號(hào)為 GM—2 ）為二甲基咪唑和某種化合物（ G ）的絡(luò)合物，常溫下其在環(huán)氧樹脂中的溶解度很小，且由于雜環(huán)上的叔胺附近引入龐大的基團(tuán)，從而降低了叔胺的活性。而當(dāng)塑封料溫度達(dá)到 130 ℃以上時(shí)該改性咪唑可以溶解于環(huán)氧樹脂中，并迅速分解為二甲基咪唑和化合物（ G ）。二甲基咪唑起促進(jìn)作用，化合物（ G ）在高溫下亦可參與反應(yīng)。該促進(jìn)劑對(duì)塑封料的貯存性無影響， 110 ℃以下一小時(shí)不導(dǎo)致塑封料凝膠，而在 160 ℃以上具有快速促進(jìn)固化的特點(diǎn)。和用二甲基咪唑作為促進(jìn)劑相比，塑封料的熱變形溫度可提高 8 ℃左右，耐水解性更好，常溫貯存可達(dá)六個(gè)月左右。
| 項(xiàng)目 | A(二甲基咪唑?yàn)榇龠M(jìn)劑) | B（GM—2為促進(jìn)） |
| 甲酚酚醛環(huán)氧樹脂 （環(huán)氧當(dāng)量220-235） | 100 | 100 |
| 酚醛樹脂 | 50 | 50 |
| 熔融二氧化硅 （600目、100目） | 375 | 375 |
| 脫模劑 | 9 | 9 |
| 偶粘劑KH—560 | 1 | 1 |
| 增韌劑 | 5 | 5 |
| 促進(jìn)劑 | 2（二甲基咪唑） | 2（以二甲基咪唑含量計(jì)） |
| 消泡劑 | 0.75 | 0.75 |
| 白炭黑 | 5 | 5 |
| 性能 | 配方A | 配方B |
| 凝膠時(shí)間（160℃）秒 （145℃）秒 （130℃）秒 | 47 93 625 | 42 72 230 |
| 熱變形溫度℃ | 173 | 165 |
| 彎曲強(qiáng)度MPa | 123 | 118 |
| 沖擊強(qiáng)度KJ/m2 | 12 | 15 |
| 擊穿電壓KV/mm | 21 | 20 |
電子級(jí)環(huán)氧塑封料主要的生產(chǎn)國(guó)為日本、美國(guó)，其綜合性能較國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)塑封料好。國(guó)內(nèi)廠家應(yīng)加大塑封料助劑開發(fā)的力度 ，才能使我國(guó)環(huán)氧塑封料技術(shù)得以提高，不斷滿足日益增長(zhǎng)的電子工業(yè)的特殊需要。