高分子化学 逐步聚合方法和重要的线型缩聚物 电子封装材料---环氧树脂及固化剂.pptxVIP

电子封装材料 ---环氧树脂及固化剂刘山主要内容1. 背景概述2. 环氧树脂3. 固化剂4. 固化机理5. 环氧树脂固化实验1. 背景概述半导体照明是21世纪最具发展前景的高技术领域之一，LED作为新型高效固体光源，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一飞跃，其经济和社会意义巨大。节能：电能消耗仅相当于传统照明的20%左右。寿命长：使用寿命长达10万小时。维护成本低：适合做移动电话，笔记本电脑的背光源，其维护成本极低。使用电压低：工作电压一般在3.5V以下。开关时间短：响应时间最低可达到1微秒，一般为几个毫秒。环保：没有水银等废弃物，坚固不易破碎，减少废弃物对环境的污染。LED产业 1万亿LED封装产业 2000亿LED封装胶产业 400亿1. 背景概述LED产业在2020年预计有1万亿的市场，其中LED封装产业占20%，也就是2000亿的市场份额，LED封装胶占封装产业的20%，市场份额预计将有400亿。1. 背景概述电子封装材料----LED封装胶的重要性在整个LED封装工艺流程中，封装材料承担着非常关键的作用。（1）密封和保护芯片；（2）固定和支持导线；（3）散热作用。封装材料，要求：（1）密封性、透光性、 机械性能、粘结性；（2）耐老化、低光衰。电子封装材料环氧树脂固化剂硅树脂硅改性树脂1. 背景概述2.环氧树脂主要类型环氧树脂主要类型(1)BisA型环氧树脂，通用(2)BisF型环氧树脂，通用，低粘度(5)(4)(5)(3)酚醛环氧树脂，耐热，耐腐蚀，电绝缘脂环族环氧树脂热稳定，电绝缘，耐候多官能环氧树脂耐热，高Tg2.环氧树脂主要类型双酚A型环氧树脂化学结构及赋予树脂的特性：（1）反应性（2）柔软性（3）耐热性和强韧性（4）耐药品性（5）接触性/反应性3.固化剂主要类型固化剂分类硫醇类胺类酸酐类如：聚硫醇、液体聚硫橡胶如：脂肪胺、芳香胺、聚酰胺等。如：甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐3.固化剂主要类型固化剂常用类型：3.固化剂主要类型硫醇类固化剂通常由季戊四醇与巯基乙酸（或巯基丙酸等）进行酯化反应得到。特点： 在单独使用时活性很低，在室温下反应极其缓慢，几乎不能进行；在有适当催化剂作用下，固化反应以数倍多元胺的速度进行，这个特点在低温固化时更明显。3.固化剂主要类型脂肪胺类固化剂：乙二胺二乙烯三胺三乙烯四胺四乙烯五胺多乙烯多胺3.固化剂主要类型脂肪胺类固化剂的特点（1）活性高，可室温固化。（2）反应剧烈放热，适用期短；（3）一般需后固化。室温固化7d左右，再经 2h/80~100℃后固化，性能更好；（4）固化物的热变形温度较低，一般为80~90 ℃；（5）固化物脆性较大；（6）挥发性和毒性较大。3.固化剂主要类型芳香族多元胺间苯二胺4,4’二胺基二苯基甲烷（DDM）间苯二甲胺4,4’二胺基二苯砜（DDS）3.固化剂主要类型芳族多元胺固化剂的特点优点：固化物耐热性、耐化学性、机械强度均比脂肪族多元胺好。（分子中含一个或多个苯环）缺点：（1）活性低，大多需加热后固化。原因：与脂肪族多元胺相比，氮原子上电子云密度降低，使得碱性减弱，同时还有苯环的位阻效应。（2）大多为固体，其熔点较高，工艺性较差。3.固化剂主要类型酸酐类固化剂 活性顺序：顺酐＞苯酐＞四氢苯酐＞甲基四氢苯酐HHPA＞MeHHPA 酸酐分子结构中若有负电性取代基，则反应活性增强。3.固化剂主要类型多元羧酸酐特点：（1）低挥发性、毒性小，对皮肤基本没有刺激性；（2）固化反应缓慢，放热量小，适用期长；（3）固化产物收缩率低、耐热性高；（4）固化产物的机械强度高、电性能优良。缺点：需加热固化，固化周期较长。多元羧酸酐作为EP常用固化剂，其重要性仅次于多元胺类固化剂。4.固化剂机理环氧基团的化学反应性分析（1）结构的电负性 氧原子的电负性明显高于碳原子，使得环氧基同时容易受到亲核和亲电试剂的进攻而发生亲核或亲电反应。（2）三元环稳定性 由于环内键角的60o，与正常的键角约109o比较，每个键都向内屈挠约24o。因此环氧环具有很大的张力。这种张力是开环的潜在力，由于电荷的极化和环氧环的非常大的变形能量，使得环氧基在具有极高的反应活性。4.固化剂机理与多元硫醇反应4.固化剂机理与脂肪族多元胺反应催化剂（或促进剂）：质子给予体促进顺序：酸≥酚≥水＞醇（催化效应近似正比于酸度）4.固化剂机理如被酸促进（先形成氢键）形成三分子过渡状态（慢）环氧基开环质子转移（快）4.固化剂机理与多元酸酐反应（1）生成含酯链的羧酸（2）生成带羟基的二酯（3）环氧基与新生成或已存在羟基发生醚化反应5 环氧树脂固化实验一、实验目的 1、掌握环氧树脂与酸酐类固化剂的聚合反应的特点；2、了解环氧树脂固化剂的基本种类；3、认识聚合物的玻璃化温度转变现象，了解Tg测试方法。二、实验原理（见上页PPT内容