一种微电子器件用微胶囊粘结剂及其制备方法与流程

文档序号:14665706发布日期:2018-06-12 19:04阅读:217来源:国知局
本发明涉及胶囊粘结剂领域,具体涉及一种微电子器件用微胶囊粘结剂及其制备方法。
背景技术
:微电子技术是随着集成电路,油漆是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和。微电子芯片在安装过程中,有必要采用合适的方式改善其安装粘结效果,对安装粘结剂有必要予以改善,但是一般的粘结剂在微电子器件中存在粘结效果差,粘结性不强等缺点。微胶囊是一种通过成膜物质将囊内空间与囊外空间隔离开来,形成特定几何结构的微型容器,直径一般为1~1000m。微胶囊优点在于形成微胶囊后,芯材料性质不受外界影响被保留下来。wurster法、相分离法,加上锐孔法(将特殊装置与固化作用相结合的过程),这三种主要方法构成了许多新的制备微胶囊方法的工艺基础。20世纪50年代末到60年代,人们开始研究把合成高分子聚合方法应用于制备微胶囊,其中以界面聚合反应的成功最引人注目。70年代微胶囊制备技术工艺日益成熟,应用范围也逐渐扩大。80年代以来,微胶囊技术研究取得更大进展,进一步开发出粒径在纳米范围的微纳米胶囊。微胶囊常用壳材料有:聚合物、石蜡、脂肪类、金属或无机氧化物等。芯材料可以是单一的,也可以是混合的;可以是固体、溶液、水分散液或油剂,也可以是气体,现在已用作芯材的物质有:胶黏剂、催化剂、除垢剂、增塑剂、稳定剂、油墨、涂料、燃料、颜料、溶剂、液晶、金属单体等。中国专利申请CN201710358144.8公开了一种填充性储能胶,并进一步公开其制备方法。本发明所述填充性储能胶,包括基材,以及由填充胶黏剂形成的填充胶黏层,所述填充胶黏剂由填充胶、导热材料、所述相变储能微胶囊组成。本发明所述填充性储能胶,在现有填充的基础上,添加所述相变储能微胶囊材料进行处理,制得的填充性储能胶除了具有一般胶带的性能外,更具有了较好的储能性能,使得所述填充性储能胶能够快速的将体系中的热量传导出去,迅速吸收和传导电子元器件高速运行产生的热量,使其更适用于微电子元器件和电子设备领域的应用。中国专利申请201611084217.0涉及一种微电子芯片安装粘结剂及其制备方法,所述一种微电子芯片安装粘结剂,由以下组分组成:聚对苯二甲酸丙二醇酯、季戊四醇磷酸酯、三嗪树脂、二异氰酸酯、对叔辛基苯酚甲醛树脂、丙酸戊酯、二乙二醇乙醚、丙酸异丁酯、二异丁基甲酮、山苍子油、硼砂粉末、氯化三乙基锡、丁香酚、脱氢醋酸钠、单氟磷酸钠、氟化钙粉末、刚玉粉、硅灰石粉末、硅微粉、海螺壳粉、均苯四甲酸二酐、磷酸锌、三甘醇二异辛酸酯、二盐基性硬脂酸铅、纳米氢氧化镁、二苯基二甲氧基硅烷、次磺酰胺类促进剂、乙烯基三甲氧基硅烷、纤维素羟乙基醚、柠檬酸三丁酯。本发明所采用的原料产生协同作用,大大提升了粘结剂的抗老化性能、提升了粘结剂的温度适应范围,其温度适应范围为-60~250℃。中国专利申请201180056170.6公开了一种用于微电子组装体的聚合物组合物,根据本发明的实施方案涵盖可用于将微电子组件的组装体组装到各种基材材料上的聚合物组合物。此类聚合物组合物既提供保持所述微电子组件在基材上的所需位置,提供此类组件与基材的焊料粘结的助熔又保留在适当位置作为此类组件的底部填料。中国专利申请CN01119283.6公开了一种用于微电子器件的模片固定粘合剂,其将电子元件粘结在基材上的热塑性或热固性粘合剂,其中粘合剂从可固化组合物就地固化,所述可固化组合物含有一种或多种多官能或单官能马来酰亚胺化合物,或除马来酰亚胺化合物外的一种或多种多官能或单官能乙烯基化合物,或马来酰亚胺与乙烯基化合物、固化引发剂和非必需的一种或多种填料的结合。技术实现要素:针对以上现有技术存在的问题,本发明的第一个目的是提供一种微电子器件用微胶囊粘结剂,该微胶囊粘结剂能大幅提高微电子元件的粘结效果。为解决上述技术问题,本发明的一种微电子器件用微胶囊粘结剂,由如下方法制备得到:(1)将甲苯二异氰酸酯单体与多羟基官能团化合物混合,在250~350摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2)将步骤(1)所述的聚氨酯预聚体壁材与芦荟凝胶在60~80摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3)将水和树脂在50~80摄氏度混合均匀,得到混合液;将步骤(2)所述初料加入到所述混合液中,搅拌并加入乳化剂,乳化得到得水包油乳液,所述水、树脂和初料的质量比为10~25:5~10:4~17,所述树脂为聚丙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚醚醚酮或聚醚砜中的至少一种;(4)在步骤(3)所述水包油乳液中再加入二醇类化合物、引发剂和增塑剂,在25~60摄氏度搅拌24~72h,即得到包覆芦荟凝胶的微胶囊粘结剂;所述二醇类化合物为乙二醇、丙二醇或丁二醇中的至少一种;所述水包油乳液、二醇类化合物、引发剂、增塑剂的质量比为15~30:4~12:0.01~0.05:0.1~0.4。甲苯二异氰酸酯有两种异构体:2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯,本发明所述的甲苯二异氰酸酯可以为上述两种异构体。本发明所述的芦荟凝胶可以采用市售的芦荟凝胶,也可以从多年生百合科芦荟叶的肉汁部分提纯制备得到,主要有芦荟大黄素,芦荟蒽酮,多种糖类、酶、氨基酸等组成,为淡黄绿色液体,相对密度为0.98~1.02,pH值4~6。本发明所述乳化可以采用乳化机,所述乳化剂可以采用常规的亲水型乳化剂;步骤(4)所述的反应在带温度控制系统及搅拌系统的反应釜中进行。进一步地,步骤(1)所述的多羟基官能团化合物为多羟基醇。优选的,步骤(1)所述的多羟基官能团化合物为葡萄糖、甘露醇、乙二醇、丙三醇、1,2-丙二醇、赤藓糖醇中的至少一种。进一步地,步骤(1)所述的甲苯二异氰酸酯单体与多羟基官能团化合物的质量比为3~9:1~2,更优选为4~7:1~2。进一步地,步骤(2)所述的聚氨酯预聚体壁材与芦荟凝胶的质量比为5~25:3~9,优选为10~20:5~9。为了便于加工,增强黏性,在加工过程中添加增塑剂,进一步地,步骤(4)所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类;所述引发剂为:酰类过氧化物、氢过氧化物、二烷基过氧化物、酯类过氧化物、酮类过氧化物、二碳酸酯过氧化物、过硫酸盐类引发剂、偶氮类引发剂中的至少一种。进一步地,步骤(4)所述引发剂为:过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的至少一种。更优选的,步骤(4)所述引发剂为:过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的至少一种。本发明的第二个目的是提供上述一种微电子器件用微胶囊粘结剂的制备方法。为解决上述第二个技术问题,本发明所述一种微电子器件用微胶囊粘结剂的制备方法包括如下步骤:(1)将甲苯二异氰酸酯单体与多羟基官能团化合物混合,在250~350摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2)将步骤(1)所述的聚氨酯预聚体壁材与芦荟凝胶在60~80摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3)将水和树脂在50~80摄氏度混合均匀,得到混合液;将步骤(2)所述初料加入到所述混合液中,搅拌并加入乳化剂,乳化得到得水包油乳液,所述水、树脂和初料的质量比为10~25:5~10:4~17,所述树脂为聚丙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚醚醚酮或聚醚砜中的至少一种;(4)在步骤(3)所述水包油乳液中再加入二醇类化合物、引发剂和增塑剂,在25~60摄氏度搅拌24~72h,即得到包覆芦荟凝胶的微胶囊粘结剂;所述二醇类化合物为乙二醇、丙二醇或丁二醇中的至少一种;所述水包油乳液、二醇类化合物、引发剂、增塑剂的质量比为15~30:4~12:0.01~0.05:0.1~0.4。优选的,步骤(1)所述的多羟基官能团化合物为葡萄糖、甘露醇、乙二醇、丙三醇、1,2-丙二醇、赤藓糖醇中的至少一种;所述的甲苯二异氰酸酯单体与多羟基官能团化合物的质量比为3~9:1~2,优选为4~7:1~2;步骤(2)所述的聚氨酯预聚体壁材与芦荟凝胶的质量比为5~25:3~9,优选为10~20:5~9;步骤(4)所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类;所述引发剂为:酰类过氧化物、氢过氧化物、二烷基过氧化物、酯类过氧化物、酮类过氧化物、二碳酸酯过氧化物、过硫酸盐类引发剂、偶氮类引发剂中的至少一种;步骤(4)所述引发剂为:过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的至少一种。有益效果:本发明将甲苯二异氰酸酯单体与多官能团羟基化合物混合后反应得到聚氨酯预聚体壁材;然后将聚氨酯预聚体壁材与芦荟凝胶混合均匀,得初料;然后将初料加入到水和树脂混合液中乳化得到得水包油乳液,然后在乳液中再加入二醇类化合物、引发剂、增塑剂等搅拌,得到包覆芦荟凝胶的微胶囊粘结剂。本发明通过先制备聚氨酯预聚体,再由聚氨酯预聚体与二醇类化合物发生界面聚合反应形成囊壁,使所制备的微胶囊包覆率高,粒径大小适中,并且添加了芦荟凝胶,由于芦荟凝胶具有很高的渗透性,可有效的渗透到微电子元件的微小缝隙中,其分散均匀,使得微电子元件的粘结效果得到大幅度提高。具体实施方式以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。实施例1(1).将甲苯二异氰酸酯单体300g与葡萄糖200g混合,在250摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2).将聚氨酯预聚体壁材与300g芦荟凝胶在60摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3).将水1000g和聚丙烯树脂500g在50摄氏度混合均匀,得到混合液;将初料加入到所述混合液中,搅拌并加入乳化剂20g搅拌,乳化得到得水包油乳液;(4).在水包油乳液中再加入乙二醇400g、过硫酸钾4g和邻苯二甲酸二异癸酯10g,在25摄氏度搅拌24h,即得到包覆芦荟凝胶的微胶囊粘结剂。按照GB/T19250检测其撕裂强度,检测结果详见表1。实施例2(1).将甲苯二异氰酸酯单体400g与葡萄糖100g混合,在250摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2).将聚氨酯预聚体壁材与300g芦荟凝胶在80摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3).将水1000g和聚丙烯树脂500g在60摄氏度混合均匀,得到混合液;将初料加入到所述混合液中,搅拌并加入乳化剂20g搅拌,乳化得到得水包油乳液;(4).在水包油乳液中再加入乙二醇400g、过硫酸钾4g和邻苯二甲酸二环己酯10g,在25摄氏度搅拌24h,即得到包覆芦荟凝胶的微胶囊粘结剂。按照GB/T19250检测其撕裂强度,检测结果详见表1。实施例3(1).将甲苯二异氰酸酯单体350g与葡萄糖150g混合,在250摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2).将聚氨酯预聚体壁材与300g芦荟凝胶在60摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3).将水1000g和聚丙烯树脂500g在80摄氏度混合均匀,得到混合液;将初料加入到所述混合液中,搅拌并加入乳化剂20g搅拌,乳化得到得水包油乳液;(4).在水包油乳液中再加入乙二醇400g、过硫酸钠4g和邻苯二甲酸二异癸酯10g,在25摄氏度搅拌24h,即得到包覆芦荟凝胶的微胶囊粘结剂。按照GB/T19250检测其撕裂强度,检测结果详见表1。实施例4(1).将甲苯二异氰酸酯单体700g与葡萄糖100g混合,在250摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2).将聚氨酯预聚体壁材与500g芦荟凝胶在60摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3).将水1000g和聚碳酸酯树脂500g在50摄氏度混合均匀,得到混合液;将初料加入到所述混合液中,搅拌并加入乳化剂20g搅拌,乳化得到得水包油乳液;(4).在水包油乳液中再加入乙二醇400g、过硫酸钾4g和邻苯二甲酸二异癸酯10g,在25摄氏度搅拌24h,即得到包覆芦荟凝胶的微胶囊粘结剂。按照GB/T19250检测其撕裂强度,检测结果详见表1。实施例5(1).将甲苯二异氰酸酯单体600g与赤藓糖醇200g混合,在300摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2).将聚氨酯预聚体壁材与500g芦荟凝胶在65摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3).将水1000g和聚碳酸酯树脂500g在50摄氏度混合均匀,得到混合液;将初料加入到所述混合液中,搅拌并加入乳化剂20g搅拌,乳化得到得水包油乳液;(4).在水包油乳液中再加入乙二醇400g、过硫酸钾4g和邻苯二甲酸二异癸酯10g,在25摄氏度搅拌24h,即得到包覆芦荟凝胶的微胶囊粘结剂。按照GB/T19250检测其撕裂强度,检测结果详见表1。实施例6(1).将甲苯二异氰酸酯单体700g与甘露醇100g混合,在250摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2).将聚氨酯预聚体壁材与500g芦荟凝胶在60摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3).将水1000g和聚醚砜树脂500g在70摄氏度混合均匀,得到混合液;将初料加入到所述混合液中,搅拌并加入乳化剂20g搅拌,乳化得到得水包油乳液;(4).在水包油乳液中再加入丙二醇400g、过硫酸钾4g和邻苯二甲酸二异癸酯10g,在25摄氏度搅拌24h,即得到包覆芦荟凝胶的微胶囊粘结剂。按照GB/T19250检测其撕裂强度,检测结果详见表1。实施例7(1).将甲苯二异氰酸酯单体750g与葡萄糖50g混合,在300摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2).将聚氨酯预聚体壁材与500g芦荟凝胶在70摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3).将水1000g和聚碳酸酯树脂500g在50摄氏度混合均匀,得到混合液;将初料加入到所述混合液中,搅拌并加入乳化剂20g搅拌,乳化得到得水包油乳液;(4).在水包油乳液中再加入乙二醇400g、过氧化月桂酰4g和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯10g,在25摄氏度搅拌24h,即得到包覆芦荟凝胶的微胶囊粘结剂。按照GB/T19250检测其撕裂强度,检测结果详见表1。实施例8(1).将甲苯二异氰酸酯单体600g与赤藓糖醇200g混合,在280摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2).将聚氨酯预聚体壁材与500g芦荟凝胶在70摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3).将水1000g和聚碳酸酯树脂500g在60摄氏度混合均匀,得到混合液;将初料加入到所述混合液中,搅拌并加入乳化剂20g搅拌,乳化得到得水包油乳液;(4).在水包油乳液中再加入乙二醇400g、过硫酸钾4g和邻苯二甲酸二异癸酯10g,在25摄氏度搅拌24h,即得到包覆芦荟凝胶的微胶囊粘结剂。按照GB/T19250检测其撕裂强度,检测结果详见表1。对比例1(1).将甲苯二异氰酸酯单体600g与赤藓糖醇200g混合,在280摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2).将聚氨酯预聚体壁材在70摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3).将水1000g和聚碳酸酯树脂500g在60摄氏度混合均匀,得到混合液;将初料加入到所述混合液中,搅拌并加入乳化剂20g搅拌,乳化得到得水包油乳液;(4).在水包油乳液中再加入乙二醇400g、过硫酸钾4g和邻苯二甲酸二异癸酯10g,在25摄氏度搅拌24h,即得到微胶囊粘结剂。按照GB/T19250检测其撕裂强度,检测结果详见表1。对比例2(1).将甲苯二异氰酸酯单体600g与赤藓糖醇200g混合,在280摄氏度反应得到聚氨酯预聚体壁材;(2).将聚氨酯预聚体壁材与500g芦荟凝胶在70摄氏度搅拌混合均匀,得初料;(3).将水1000g和聚碳酸酯树脂500g在60摄氏度混合均匀,得到混合液;将初料加入到所述混合液中搅拌;(4).在混合液中加入乙二醇400g、过硫酸钾4g和邻苯二甲酸二异癸酯10g,在25摄氏度搅拌24h,即得到微胶囊粘结剂。按照GB/T19250检测其撕裂强度,检测结果详见表1。表1实施例及对比例微胶囊粘结剂强撕裂强度编号撕裂强度(N/mm)实施例129.5实施例230.0实施例330.2实施例431.1实施例529.8实施例630.9实施例731.5实施例830.6对比例125.5对比例226.1当前第1页1 2 3 
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