低氯型環氧樹脂、低CTE型環氧樹脂、無溶劑型環氧樹脂現正熱門中~!!

 

電子產品的急速新舊疊代，造就周邊相關材料規格也拉升到一個高標準~!

 

環氧樹脂常在電子與電氣領域有很廣泛的應用。在半導體與印刷電路板的黏合、塗布、模料，底部填充劑、電路板材料。近年由於電子電氣相關產品的微型化，高效能化，隨之而來的即是在產設計上需要純度更高，具備獨特性的特用樹脂需求。如在機械性、黏合性、膨脹收縮性、絕緣性、防腐性、介電常數等性質上，需要一項或多項優異的性能表現，低氯型環氧樹脂即在此背景下產生。由於電子產品需要經過更嚴苛的一連串測試，在高溫高濕環境，環氧樹脂中的氯極有可能造成電子線路的腐蝕，導致可靠度的下降。因此純度高，雜質少，氯含量低的規格逐漸成為電子領域中環氧樹脂的主流規格。

 

▲低氯環氧樹脂逐漸成為許多應用的基本要求

 

環氧樹脂中的離子態氯與有機氯

 

合成過程中產生的離子態氯可以通過水洗工藝去除至低 ppm，這些是由雙酚與表氯醇反應產生。而作為副產物產生的含氯有機化合物不能通過水處理去除。在某些情況下，氯醇會脫氯化氫並釋放塗層中的無機氯化物。這可能對耐腐蝕性有害。例如，陰極電沉積塗料在製造過程中會產生這種無機氯化物。產生的高濃度氯化物會侵蝕電解槽中的陽極，需要過早更換。

 

可水解氯 (Hydrolyzable Chloride)

 

由於氯醚醇沒有完全脫鹵化氫造成仍有殘留的氯，即所謂的離子態氯，而該殘留的氯將會在後端樹脂固化後產生腐蝕性的問題，造成信賴度下降，降低樹脂產品的適用性。這類可水解氯可透過水洗程序即可降低到ppm等級。

 

▲可水解氯的形式

(資料來源: Watkins M. Troubleshooting High-Performance Epoxy Systems, Dixie Chemical, presented at the Thermoset Resin Formulators Association Annual Meeting, Niagara Falls, Ontario, September 12-13, 2011)

 

含氯有機物(Organic Chlorine Compound) 

 

在環氧樹脂製造過程中，除了產生離子態氯，也會產生一定量的有機氯化合物，這將使整體環氧樹脂中，有約0.5-1%的總氯含量來自於於此。此有機氯將會在特定的溫度與濕度下，轉化為離子態氯而導致接觸元件的腐蝕。此部分的含氯有機物並無法透過水洗程序去除，必須藉由溶劑多次的結晶純化而降低。

 

▲結合氯化物的形式

(資料來源: Watkins M. Troubleshooting High-Performance Epoxy Systems, Dixie Chemical, presented at the Thermoset Resin Formulators Association Annual Meeting, Niagara Falls, Ontario, September 12-13, 2011)

 

檢測環氧樹脂中離子態氯之方法 ASTM D1726 (Method B)

 

利用添加甲醇、甲苯與丙酮溶劑後在120^oC下迴流15分鐘。再使用丙酮稀釋並加入冰醋酸。最後使用硫酸銀作為滴定溶液，以分析環氧樹脂的離子態氯。

 

商用低氯環氧樹脂類型

 

BPA型低氯環氧樹脂 

 

為雙酚A型液態環氧樹脂，具有低黏度與極低的氯含量，特別適合在電子電氣領域中達到更優異的表現。適合應用的領域包含電子產業的密封膠、LED/LCD透明膜塑料。適用固化劑包含聚酰胺樹脂、芳香族多胺、脂肪族多胺和酸酐化合物。

Hy-Cl (ppm): <50

Total-Cl (ppm): <200

 

BPF型低氯環氧樹脂 

 

為雙酚F型液態環氧樹脂。與同類型環氧樹脂相比，具有相同的優點同時又有相對較低的氯含量，在規格上逐漸趨嚴的電子電氣領域，具備更優異的表現。除此之外低黏度的特性在操作上更具備優勢與方便性。適用領域包含半導體與PCB的黏合、模料、導電膠、密封膠。LED與顯示器的高透明度模料。

Hy-Cl (ppm): <50

Total-Cl (ppm): <200

 

BPA與BPF混和型低氯環氧樹脂 (非結晶型)

 

為雙酚A/F之非結晶型液態環氧樹脂。與一般同類型環氧樹脂相比，具有同樣的機械性能，但同時卻有相對較少的氯含量，可於電子電氣領域表現出更佳的產品性能。非結晶型的特性，讓此環氧樹脂的應用更為廣泛。適合應用領域包含半導體、PCB的導電膠、密封膠。顯示器的透明膜塑料、薄膜材料。

Hy-Cl (ppm): <200

Total-Cl (ppm): <700

 

除了在防腐性能上的優勢，低氯環氧樹脂還展現了卓越的機械性能、黏合性和絕緣性，這使其成為高要求應用的理想選擇。特別是在半導體、印刷電路板（PCB）以及其他電子元件的封裝、模料等應用中，低氯環氧樹脂憑藉其低黏度和穩定的性質，不僅能滿足微型化需求，還能確保產品在長時間使用中的可靠性。

 

低氯環氧樹脂的發展不僅回應了當前電子產品對材料性能的高標準要求，也為未來更高端、更複雜的應用場景提供了強有力的支持。隨著技術的不斷進步和市場需求的增長，低氯環氧樹脂的應用前景將更加廣闊，成為推動電子產業發展的重要基石。