[发明专利]含有硅烷、氨基甲酸酯或脲,以及供体或受体官能的粘合促进剂

说明书

本发明涉及含有硅烷和极性官能如氨基甲酸酯和脲，以及电子供体或给体官能的粘合促进剂，具体涉及用于涂料及用在电子应用基质上的粘合促进剂。

粘合剂组合物在半导体组件和微电子器件的制造和组装中有多种用途。更重要的用途是将集成电路芯片粘合到引线框或其它基质上，以及将电路组件或组装件粘合到印刷电路板上。目前，引线框是由42Fe/58Ni合金(合金42)、铜、或镀了银或钯的铜制成的，而线路板是由陶瓷或层压板制成的。然而，对半导体组装有良好性能的粘合剂在粘合到这些基质中的一种或多种基质上时可能是有缺陷的。

加入粘合促进剂可以克服这个缺点，但是市售粘合促进剂并非对所有这些基质都能增强粘着力，而且这类材料在达到粘合剂的固化温度之前易于大量挥发。因此，需要一类具有比市售粘合促进剂的反应性更强、挥发性更低的新型粘合促进剂。

本发明涉及含有粘合促进剂的粘合剂或涂料组合物，并涉及特定的粘合促进剂化合物。这类粘合促进剂化合物含有硅烷官能；极性官能，通常是氨基甲酸酯、脲、或硫代氨基甲酸酯，以增强通常由硅氧烷官能促进的粘着力；以及电子受体或电子供体部分以便与粘合剂组合物中存在的其它树脂进行反应。

对某一特定固化曲线而言，这些化合物的分子量很容易调节，以使得该化合物在固化期间不会挥发。

本发明的粘合促进剂具有如下结构：其中：

m和n独立地是1～6，优选1～3，更优选1；

R是C₁～C₆烷基，或芳族或杂芳族环或稠环，环结构中含有3～10个碳原子，其中杂原子可以是N、O或S；

R¹和R²独立地是含2～100碳原子的直链或支化链烷基或烷氧基，该链可以有环状部分，

X和Y是O、S或N(R³)，但X和Y不能均为O或S，且其中R³是C₁～C₄烷基，优选是氢、甲基或乙基，更优选是氢；

E是供电子或受电子基团。

适合的电子受体基团是，例如马来酰亚胺、丙烯酸酯、富马酸酯和马来酸酯。适合的电子供体基团是，例如乙烯基醚和芳环端部与芳环中的不饱和部分共轭的碳-碳双键。

非乙烯基醚官能的电子供体官能的活性可以通过在芳环上引入供电子取代基来提高，或者可以通过引入吸电子取代基来降低。也可以通过空间相互作用来改变其活性。增加与芳环共轭的碳-碳双键上的或乙烯基醚基团中碳-碳双键上的烷基取代基的数目或尺寸大小将会降低反应活性。优选的是碳-碳双键上的取代基是氢，或是氢与甲基作为唯一的取代基。

制备该粘合促进剂化合物的一种方法是通过含有电子供体或电子给体和R²基团的第一起始化合物与含有硅烷和R¹基团的第二起始化合物之间的反应进行的。R¹和R²基团各含有共反应性官能，使得R¹基团上的反应性官能与R²基团上的官能反应。共反应性官能的例子是醇、硫醇或胺，这些官能会与异氰酸酯反应。在实际中反应物的选择将由市购起始材料决定。理论上，反应物的选择可由要得到所需最终化合物的专业人员来选择，但在任何情况下，化学键将是一个氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯或脲键。

含有硅氧烷官能的适合的起始材料的例子是γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、三氨基官能的硅烷，双-(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷，和γ-巯基丙基三甲氧基硅烷。

含有电子供体官能的适合的起始材料的例子是羟丁基乙烯基醚、肉桂醇、1,4-环己烷二甲醇单乙烯基醚、3-异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯、N-(6-羟基己基)马来酰亚胺和异丁子香酚。

含有电子受体官能的适合的起始材料的例子是马来酰二辛酯、马来酸二丁酯、富马酸二辛酯、富马酸二丁酯和马来酰亚胺。

粘合促进剂配入到粘合剂、涂料、封装或包封组合物中。配方中除含有粘合促进剂外，一般还含有一种可固化树脂、一种或多种固化剂，且可含有导电性或非导电性填料。

在这种组合物中硅烷粘合促进剂的含量一般为组合物重量的0.005-15.0％。

可固化树脂很多、可以改变，且为粘合剂、涂料、封装和包封技术中的专业人员所熟知，而且可以由专利人员来选择以适应特定的最终用途。