[发明专利]固化剂中间体组合物及采用该组合物的固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及可固化单组分环氧树脂的潜伏性固化剂，尤其是用于制备该种潜伏性固化剂的固化剂中间体组合物及采用该组合物的潜伏性固化剂。

背景技术

大规模集成电路(LSI)传输速度的提高以及电子整机结构的简化，促使电子封装技术向小型化、高性能、高可靠性和低成本方向发展，微电子封装形式也由过去仅仅起外部保护作用向着兼顾内部连接的功能转变，相继出现了板上芯片(COB)、芯片极封装(CSP)和多芯片模块(MCM)等低成本高效能的封装形式，这些封装形式中多采用咪唑类潜伏性固化剂，此类固化剂为咪唑衍生物经过化学改性来制备。

这类潜伏性固化剂的类型有：1.长碳链咪唑化合物或者高熔点咪唑化合物，如：2-甲基咪唑，1-氰基-2-乙基-4-甲基咪唑；2.咪唑基与环氧基在溶剂中进行加成反应得到的加成物，在日本专利JP59027914、JP61268721、JP61268722和JP61268723中有相关报道；3.咪唑与环氧树脂通过氨酯化得到的潜伏性固化剂，例如欧洲专利EP19306820中，将环氧树脂和2-甲基咪唑分散到己烷中，反应产物粉化后再与甲苯二异氰酸酯(TDI)在40℃下反应，通过表面氨酯化得到潜伏性固化剂，日本住友化学公司也在专利JP09165435中报道2摩尔2-乙基-4-甲基咪唑与1摩尔二缩水甘油醚反应得到潜伏性固化剂；4.咪唑与异氰酸酯通过加成反应得到的加成物；等等。

另外，美国WR Grace公司在欧洲专利EP552976中、日本Shikoku化学公司在专利JP06073156中、日本Kansai涂料公司在专利JP10030015中、美国minnesota矿产与制造公司在国际专利申请WO9721751中，除了氨酯化外采用加成物用硼酸三甲脂处理，在加成物滴加InCl₂反应得到金属络合物固化剂。

现有技术中的上述各种潜伏性固化剂在一定程度上可以用作单组份环氧树脂的固化剂，但是固化温度较高，一般在120℃以上；而且在形成内表面层、室温分散时耐剪切力破坏能力不强，使贮存性能变差，贮存期一般在几天至几十天，短的甚至只有几小时；在微电子封装所需要求的温度65℃、相对湿度95％的工作环境下，经过300hr后导通阻抗大于20Ω、剥离强度急剧下降，粘合强度小于0.5kg/cm。

在加成物采用硼酸三甲脂处理，滴加InCl₂反应得到金属络合物固化剂都是环氧树脂柔性变差，耐冲击性变弱。

因此，如何较好地满足微电子封装技术对潜伏性固化剂贮存期、固化温度的要求是当前需要解决的一个重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种固化剂中间体组合物，该组合物用于制备可固化单组分环氧树脂的潜伏性固化剂。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于制备潜伏性固化剂的固化剂中间体组合物，包括第一母料和第二母料；第一母料为E-51环氧树脂与2-甲基咪唑反应得到的加成物母料，第二母料为双酚A环氧树脂与2-苯基咪唑反应得到的加成物母料；该固化剂中间体组合物中，包括25wt％--75wt％第一母料和25wt％--75wt％第二母料。

第一母料由下述过程制得：将2-甲基咪唑溶解在甲苯/乙酸乙脂混合溶剂中得到2-甲基咪唑溶液；在80℃--130℃，先在0.5hr--4hr内向2-甲基咪唑混合溶液滴加溶于甲苯/乙酸乙脂混合溶剂中的E-51环氧树脂、然后再反应0.5hr--4hr；去除溶剂，冷却干燥。

第二母料由下述过程制得：将2-苯基咪唑溶解在甲苯/乙酸乙脂混合溶剂中得到2-苯基咪唑混合溶液；在50℃--120℃，先在0.5hr--4hr内向2-苯基咪唑混合溶液滴加溶于甲苯/乙酸乙脂混合溶剂中的双酚A环氧树脂、然后再反应0.5hr--4hr；去除溶剂，冷却干燥。

基于本发明固化剂中间体组合物，可以制得第三母料、第四母料、第五母料和第六母料：

第三母料由固化剂中间体组合物与非稀释型低粘度环氧树脂反应制得；制备第三母料可选用官能度小于2的非稀释型低粘度环氧树脂，如环氧氯丙烷、双酚A或双酚F；