一种粘接剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种粘接剂及其制备方法，尤其涉及一种具有高相对介电常数的粘接 剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着电子封装技术的发展，具有特殊性能的电子封装用粘接剂越来越受 到人们的重视，例如起导电作用的导电胶水，还有起导热作用的导热胶水等等。而在某些应 用场合，需要用到具有高介电常数的特殊电子封装胶水（或称为电子封装粘接剂），例如在 半导体电容式信号采集芯片的封装过程中，需要粘接的封装胶水具有高介电特性，以防止 电容信号被屏蔽或被反射，影响信号采集精度。而传统的电子封装粘接剂相对介电常数普 遍较低（一般小于6)，因而需要开发出具有高介电特性的电子封装胶水。同时，该类芯片 需要使用硬质的介电材料作为保护层，例如蓝宝石、玻璃、陶瓷等，这些材料在使用过程中 均存在不同程度的透光问题，为解决透光问题，传统的做法是，对蓝宝石、玻璃、陶瓷等材料 背面预先丝印遮光层，以防止透光。该丝印层本身的介电常数较低，会对电容信号传输有 一定的不良影响。在电容式指纹识别芯片模组中，为防止电容信号被屏蔽或被反射，所用封 装胶水需要有较高的相对介电常数，一般要求相对介电常数e r多6,才能保证电容信号能 够顺利传输到芯片上。而大部分有机树脂的相对介电常数很低，在苹果专利US8618910B2 中提到一种聚合物，聚偏二氟乙烯（PVDF)，其相对介电常数大约是7左右，但其对陶瓷的粘 附力较差，难以作为陶瓷粘接剂使用；一般粘接剂所用有机树脂的相对介电常数更低，一般 为2?4左右，例如3M公司专利CN200880114990. 4的粘接剂，显然不能满足相对介电常数 e r多6的要求。虽然部分专利提到了添加无机粉末以提高介电常数的方法，但往往不能作 为粘接剂使用；住友专利CN200410071084. 4虽然提到了一种高介电树脂组合物的方法，但 得到的树脂组合物不能应用于粘接胶水中。现有技术制作的粘接剂都难以获得相应的高介 电特性，其主要原因是，有机树脂因为其自身结构难以被极化，其介电常数难以提高。而通 常在有机物中添加粉末的方法则存在粉末容易团聚现象，会对信号传输造成严重干扰。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供了一种粘接剂，本发明提 供的粘接剂解决了以往电子封装粘接剂相对介电常数偏低的问题，并保持了电子封装粘接 剂高附着力的特性，其粘接对象可以是蓝宝石、玻璃、陶瓷、塑封料、硅芯片等等，本发明还 提供了所述粘接剂的制备方法，所述制备方法通过对所述粘接剂中添加的陶瓷粉末进行了 分散改性处理，得到的粘接剂还具有良好的分散特性，其细度能达到2 y m以下，同时该粘 接剂还兼有遮光和调色效果，简化了封装工艺。
[0004] 为实现上述目的，所采取的技术方案：一种粘接剂，所述粘接剂包括以下重量份的 组份：基体树脂100份，固化剂4. 3?70份，促进剂0?6份，高介电常数的填料5?350 份，分散剂〇. 01?5份，偶联剂0. 1?5份，调色剂8?25份。本发明所述基体树脂是具 有热固化特性的有机树脂；所述固化剂是指在常温下固化慢或常温下为惰性，不与基体树 脂发生交联，而在80?150°C下固化速度快的固化剂。本发明在所述粘接剂中加入了高介 电常数的填料是为了提高粘接剂的介电常数，本发明所述粘接剂中添加调色剂是起到调色 和遮光作用。
[0005] 优选地，所述基体树脂为环氧树脂、封闭型聚氨酯树脂预聚体、聚酰亚胺树脂、热 固性丙烯酸树脂及它们的复合改性树脂中的至少一种，所述固化剂为改性硫醇化合物、咪 唑类潜固化剂、亚胺型潜固化剂、咪唑、改性多元胺、双氰胺、双氰胺改性物、改性聚酰胺、二 氨基二苯砜、多元醇化合物和多元胺化合物中的至少一种，所述促进剂为有机脲类、咪唑类 或它们的改性物，所述分散剂为阴离子分散剂或非离子型分散剂，所述偶联剂为硅烷偶联 剂或钛酸酯偶联剂，所述调色剂为炭黑、二氧化钛和气相白炭黑中的一种。更优选地，所 述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570、、钛酸酯偶联剂 TM-58、或其它含有树脂对应官能团的偶联剂。
[0006] 优选地，所述基体树脂为环氧树脂及其改性树脂中的至少一种，所述分散剂为聚 丙烯酸钠盐或磷酸酯类。更优选地，所述分散剂为卵磷脂、分散剂KD-4、分散剂KD-I和分散 剂9400中的一种。
[0007] 优选地，所述高介电常数的填料为具有高介电特性的无机陶瓷粉末。
[0008] 优选地，所述具有高介电特性的陶瓷粉末为Ti02、Zr02、BaTi0 3、CaTi03、ZnO、 CaZr03、MgZr03、Ba xSivxTiyZivyOr CayBahyZrxTihO3A KxNa1-JiNbO3* 的至少一种；所述 BaxSr1-JiyZivyO 3中 x 为 0 ?l，y 为 0 ?I ;所述 Ca PahZrxTihO3中 x 为 0 ?l，y 为 0 ? 1 ;所述KxNahNbO3中X为0?l，y为0?1。
[0009] 优选地，所述高介电常数的填料的粒径为0,1 y m?20 y m。
[0010] 优选地，所述粘接剂还包括防沉降剂和稀释剂中的至少一种，其添加量为〇. 6? 20份。根据需要添加防沉降剂或稀释剂，若需要较低粘度的粘接剂，可适当添加无挥发惰性 稀释剂，当基体树脂为环氧树脂时可选用带环氧基团的活性稀释剂；若需要较高粘度的粘 接剂，可选用聚丙烯酸盐类或气相二氧化硅作防沉降剂。
[0011] 优选地，所述防沉降剂选自聚酰胺腊、聚丙烯酸盐和气相二氧化硅中的一种，所述 稀释剂为无挥发性稀释剂。更优选地，所述稀释剂为邻苯二甲酸酯、聚酯PPA-1500、白油、聚 异丁烯和环氧稀释剂中的一种或几种。所述邻苯二甲酸酯的现有产品如稀释剂D0P、稀释剂 DBP、稀释剂BBP等，环氧稀释剂如稀释剂692、BGE、PGE、DGA和AGE等。
[0012] 本发明提供了一种上述所述的粘接剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0013] (Ia)在真空条件下，对高介电常数的填料进行预分散，通过添加分散剂及偶联剂 对所述高介电常数的填料进行表面改性处理；
[0014] (2a)在经过步骤（Ia)处理后的高介电常数的填料中加入基体树脂、固化剂、促进 剂和调色剂后，对其进行再分散，搅拌均匀，得到所述粘接剂；
[0015] 或者所述制备方法包括以下步骤：
[0016] (Ib)在真空条件下，将基体树脂、固化剂、促进剂、分散剂、偶联剂、高介电常数的 填料和调色剂混合后在搅拌机或行星搅拌机中搅拌分散；
[0017] (2b)分散后转入砂磨机或轧机进行再分散，得到所述粘接剂。
[0018] 优选地，上述所述真空条件为真空无湿气的条件。
[0019] 本发明提供了一种上述所述的粘接剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0020] (Ic)在真空条件下，对高介电常数的填料进行预分散，通过添加分散剂及偶联剂 对所述高介电常数的填料进行表面改性处理；
[0021] (2c)在经过步骤（Ic)处理后的高介电常数的填料中加入基体树脂、固化剂、促进 剂、稀释剂和调色剂后，对其进行再分散；
[0022] (3c)然后加入防沉降剂，搅拌均匀，得到所述粘接剂；
[0023] 或者所述制备方法包括以下步骤：
[0024] (Id)在真空条件下，将基体树脂、固化剂、促进剂、分散剂、偶联剂、稀释剂、高介电 常数的填料和调色剂混合后在搅拌机或行星搅拌机中搅拌分散，
[0025] (2d)分散后转入砂磨机或轧机进行再分散，出料后添加防沉降剂搅拌均匀，得到 所述粘接剂；
[0026] 或者所述制备方法包括以下步骤：
[0027] (Ie)在真空条件下，对高介电常数的填料进行预分散，通过添加分散剂及偶联剂 对所述高介电常数的填料进行表面改性处理；
[0028] (2e)在经过步骤（Ie)处理后的高介电常数的填料中加入基体树脂、固化剂、促进 剂、稀释剂和调色剂后，对其进行再分散，搅拌均匀，得到所述粘接剂；
[0029] 或者所述制备方法包括以下步骤：
[0030] (If)在真空条件下，将基体树脂、固化剂、促进剂、分散剂、偶联剂、高介电常数的 填料和调色剂混合后在搅拌机或行星搅拌机中搅拌分散；
[0031] (2f)分散后转入砂磨机或轧机进行再分散，出料后添加防沉降剂搅拌均匀，得到 所述粘接剂；
[0032] 或者所述制备方法包括以下步骤：
[0033] (Ig)在真空条件下，对高介电常数的填料进行预分散，通过添加分散剂及偶联剂 对所述高介电常数的填料进行表面改性处理；
[0034] (2g)在经过步骤（Ig)处理后的高介电常数的填料中加入基体树脂、固化剂、促进 剂、调色剂后，对其进行再分散；
[0035] (3g)然后加入防沉降剂，搅拌均匀，得到所述粘接剂；
[0036] 或者所述制备方法包括以下步骤：
[0037] (Ih)在真空条件下，将基体树脂、固化剂、促进剂、分散剂、偶联剂、稀释剂、高介电 常数的填料和调色剂混合后在搅拌机或行星搅拌机中搅拌分散，
[0038] (2h)分散后转入砂磨机或轧机进行再分散，得到所述粘接剂。
[0039]优选地，上述所述真空条件为真空无湿气的条件。
[0040] 优选地，所述步骤（la)、（Ic)、（Ie)和（Ig)中所述表面改性处理方式均为球磨、行 星磨、砂磨和行星搅拌中的一种，所述步骤（2a)、（2c)、（2e)和（2g)中所述分散方式均为球 磨、砂磨、行星搅拌和轧机中的一种。
[0041] 本发明所述粘接剂的装配方式可以是点胶式，也可以是刮涂、辊涂或丝网印刷等， 然后通过热固化方式在80?150°C下粘接10?60min可以固化。
[0042] 本发明的有益效果在于：本发明提供一种高相对介电常数的电子封装用粘接剂， 该粘接剂同时具有相对介电常数高，在IKHz?IOMHz的测试频率下其相对介电常数在6以 上，，遮光性好、颜色可调、粘接力强等特点，可用于电容式指纹识别芯片模组封装的粘接， 封装后能够传输电容信号而不