阻燃四无卤无锑无磷阻燃2阻燃四无卤无锑无磷阻燃2陈星

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环氧树脂具有优良的化学稳定性、尺寸稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性，可广泛应用于化工、轻工、机械、电子和宇航等各个领域。但是通用环氧树脂的氧指数仅为19.8、属易燃材料，因此开发具有阻燃性且不含卤素的，含磷环氧树脂及其固化体系，是电子化学材料领域中一个重要课题。在环氧树脂分子骨架中磷元素含量超过1%，且配合使用特定的固化剂，就能够使固化体系的阻燃性满足电器产品使用的国际标准UL94V-0级改善环氧树脂阻燃性能最常用的方法，是加入一定的阻燃剂——使环氧树脂具有难燃性和自熄性。目前阻燃环氧树脂普遍使用的是，反应型阻燃剂四溴双酚A等含卤阻燃剂。自欧盟2003年2月颁布了关于《限制有害物质指令》(RoHS)之后，含溴阻燃剂的使用受到了很大的冲击。同时目前多数无卤阻燃环氧树脂材料，使用的是燃烧时几乎不产生有害气体的磷系阻燃剂。但是磷系阻燃剂在室温下多为液态，发烟量大且本身有毒性，能从废料中泄漏出去；而且磷系阻燃剂在使用过程中，存在着污染保护电子元器件的可能性，会降低环氧塑封料的耐湿性以及可加工性等；红磷类阻燃剂在成型时还会产生红磷分解气体，它们在使用和废弃后都对生态环境和人类环境有不良影响。

3、来自封装工艺的挑战 近年来，半导体封装技术领域内正经历着2次重大变革，并蕴藏着第3次变革。第1次变革出现在20世纪70年代初期，其典型特征在于封装形式从插入式(如DIP)向表面贴装式(如QFP)转变；第2次变革出现在20世纪90年代中期，其典型特征在于从四边引脚型表面贴装(如QFP)向平面阵列型表面贴装(如BGA)的转变。而出现于21世纪初期的第3次变革已初露端倪，其以芯片尺寸封装(CSP)、三维叠层封装以及全硅圆片型封装为典型特征。在这3次变革过程中，封装材料所扮演的角色将越来越重要，其已被视为挖掘集成电路极限(最优)性能的决定性因素。新型封装技术的发展对于环氧塑封料提出了如下的基本性能要求：高耐热性、低吸潮性、低应力以及低成本。传统环氧塑封料很难同时满足上述要求，因此研制开发高性能环氧塑封料已势在必行。 针对上述挑战，人们尝试了大量的工作。例如针对环氧树脂复合物的阻燃问题，人们尝试了使用其它阻燃体系来代替含卤阻燃剂。例如膨胀型阻燃剂(IFR)、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂以及硅系阻燃剂等。目前较为有效的手段是使用燃烧时几乎不产生有害气体的磷系阻燃剂，但磷系阻燃剂本身具有相当的毒性，而且能从废料中泄漏出去。更为重要的是，这些磷系阻燃剂在使用过程中存在着污染被保护电子元器件的可能性，而且会降低环氧塑封料的耐湿性以及可加工性等，因此其使用也受到了一定限制。 (二)苯酚-芳烷基型自熄性环氧树脂研究进展 如前所述，环氧树脂复合物主要是由环氧树脂、交联固化剂和添加剂以及固化促进剂等组成。而环氧复合物的阻燃效果主要取决于所使用环氧树脂以及固化剂的阻燃性质。目前，环氧复合物中使用的环氧树脂一般是邻甲酚醛环氧树脂，这种树脂耐温性虽然优良，但存在坚硬而脆的缺陷，因此使用过程中会产生裂纹等问题。近几年，随着先进微电子封装技术的不断发展，许多新型高性能环氧树脂应运而生。典型的代表包括以联苯、萘环、双环戊二烯等为骨架结构的低应力、耐高温、耐潮气环氧树脂以及含硅、含氮、含氟环氧树脂等。 1、苯酚一芳烷基型自熄性环氧树脂结构与性能 近几年开发的新型环氧树脂的典型结构，其中以苯酚一亚联苯基型环氧树脂(环氧树脂1)和苯酚-对二甲苯型环氧树脂(环氧树脂2)为代表的苯酚-芳烷基型环氧树脂是近年来发展最为迅速的阻燃性环氧树脂之一。而联苯型环氧树脂(环氧树脂3)与双环戊二烯型环氧树脂(环氧树脂4)则是高耐热性、低吸潮性、低应力环氧树脂的典型代表。邻甲酚醛型环氧树脂(环氧树脂5)以及双酚A型环氧树脂(环氧树脂6)则是传统通用型环氧树脂的典型代表。

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