[发明专利]用于高温粘合剂的聚酰亚胺

说明书

本发明涉及一种高温聚酰亚胺粘合剂及一种高温聚酰亚胺胶粘带。特别是，本发明涉及了一种具有优良的高温稳定性、粘接强度和应用时良好的可加工性的聚酰亚胺粘合剂，及一种用于电子工业的绝缘胶粘带，该胶粘带具有高的电绝缘性、耐热性，可通过热熔法进行粘接。另外，本发明还与使用这种胶粘带的引线框架(lead frame)和半导体设备相关。

聚酰亚胺是通过四羧酸二酸酐与二元胺反应而获得的，由于其各种优良的性能及良好的热稳定性，今后将被广泛地用于需要高温稳定性的领域。除了优良的高温稳定性，聚酰亚胺还有良好的机械强度、尺寸稳定性、阻焰性和电绝缘性，并被广泛地用作电气电子设备、航空及航天仪器、运输机械的材料，还被用作这些领域中各种高性能材料的高温粘合剂。

常规的聚酰亚胺一般具有优良的热稳定性，但由于它的高软化点，使它几乎不具有熔化适用性。另一方面，已开发的用于提高熔化适用性的树脂，在高温稳定性方面是低劣的。因此，聚酰亚胺的性能既有优点又有缺点。

一般地，在常规的聚酰亚胺的使用中，如薄膜制造、电线敷层、覆盖板或粘合剂，其线性链状结构造成链之间高堆积密度，甚至在高温下也限制链的迁移。因此，常规的聚酰亚胺具有优良的热稳定性，象一种热固性材料；但几乎不具有熔化适用性和很差的粘接特性。另一方面，具有熔化适用性的聚酰亚胺，尤其是用作粘合剂时，比常规的聚酰亚胺具有较低的玻璃体转化温度和软化点。因此，具有熔化适用性的聚酰亚胺具有极低的热稳定性和高的C.T.E.(热膨胀系数)。

对于集成电路封装带中所用的聚酰亚胺粘合剂或胶粘带，在粘接过程中，必须具有良好的熔化适用性及良好浸润性，使之能进入基片，如集成块、集成块上面的保护层或引线框架。粘接后，为保证半导体封装的可靠性，优良的粘合特性和热稳定性，在后续的高温工艺，如导线焊接、环氧模塑中，是非常重要的。

本发明，是为了获得具有良好熔化适用性及良好热稳定性的聚酰亚胺。本发明的另一个目的是提供一种使用聚酰亚胺粘合剂的绝缘胶粘带，该聚酰亚胺粘合剂可在长期使用中保持其优良的绝缘特性。这种绝缘胶粘带还有一种合适的粘接特性，就是能在不高于450℃的高温(进行粘接时的温度)下进行粘接，粘接时间不超过10秒，并有足够的粘接强度可用于各种各样的半导体材料。在粘接中，绝缘胶粘带不对引线框架和集成块表面的导线焊接造成污染损坏。绝缘胶粘带具有足够大的耐热性，以至于可以承受导线焊接步骤中的加热，因此，它不会让导线作丝毫的移动，因而使导线焊接强度足够高，以获得优良的电子可靠性。

为满足上述特性，用少量的三元胺或四元胺作为一种单体代替二元胺与聚酰胺酸或聚酰亚胺反应。三元胺或四元胺用于打破链状结构，以减小链间堆积密度，从而增加聚酰亚胺的熔化适用性和粘合特性。

由三元胺或四元胺引起的交联，增加了聚酰亚胺的热稳定性，特别是在导线焊接和环氧成型处理的温度下的热稳定性。

本发明的目的是提供聚酰亚胺及其聚酰胺酸前体，二者都具有优良的熔化适用性，另外它们还具有特别出众的高温稳定性—聚酰亚胺固有的—和突出的高温粘接性，如此优良以致于可用于多种用途的应用中。

本发明提供了一种具有循环单元的聚酰胺酸树脂，如下面分子式I所示：

其中，R是四价有机基团；R1是二价有机基团；R2是三价或四价有机基团；R3是二价有机基团，如下面分子式所示：

其中，R4是包含0-20个碳原子的亚烷基基团；n′是循环单元数；l，m，n分别是相关循环单元的摩尔数，条件是l/(m＋n)的摩尔比范围从99.985/0.015至80/15，m/(l＋n)的摩尔比范围从1/2000至500/1。

此外，本发明还提供一种聚酰胺酸树脂中的羧基基团被酯化的聚酰胺酸酯树脂，及一种聚酰亚胺树脂，该聚酰亚胺树脂是通过前述聚酰胺酸树脂或相应的聚酰胺酸酯树脂的脱水或脱醇闭环而获得的。

本发明还提供如分子式I的聚酰胺酸树脂，它是通过二元胺化合物，包括新颖的三元胺或四元胺化合物，与一种二酸酐在有机溶剂中发生反应来制备的。

本发明的前体聚合物—聚酰胺酸是从下面(物质)来制备的：

(1)一种具有下面分子式II的二酸酐

其中，R是一种四价原子团，由具有下列组成的基团中选出：具有2个或更多碳原子的脂肪族原子团，环脂肪族原子团，单芳基原子团，稠(环)多芳基原子团，及非稠(环)多芳基原子团，其中芳香基原子团是通过成键或交联作用相互连接的。作为四价原子团R的例子，可参考下面的四价原子团：

(2)一种具有下面分子式III的二元胺