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        熱硬化型粘合劑的5個改良需求

        熱硬化型粘合劑廣泛用于電子零件的粘合劑,其特性有幾個需要改進的地方。我來介紹5個具有代表性的改善點。

        低溫硬化

        在120℃~180℃左右的溫度下硬化的熱硬化型粘合劑很多,因此難以應用于耐熱性低的被著體。由于耐熱性高的塑料材料成本高,光學系統的部件也不允許因熱而略微變形,產品小型化的需求(被著體越薄耐熱性越低)等原因,導致熱硬化型粘合劑對60℃~80℃的低溫硬化的需求也越高有。

        快速硬化

        不能像UV硬化型粘合劑那樣以秒為單位固定。

        硬化需要30分鐘到幾個小時的產品也很多,有時會成為提高生產性的瓶頸。

        排氣的削減

        硬化時或硬化后,熱硬化型粘合劑中的低分子成分會氣化,有可能污染設備和工作環境。

        固定精度的改善

        因為硬化需要時間,所以在凝固之前需要高精度地保持被著體。

        更高可靠性

        隨著電子設備功能的提高和小型化,粘合劑也需要更高的可靠性。

        為了滿足這樣的改良需求,我們正在致力于開發前所未有的熱硬化型粘合劑。

        針對改進需求的應對

        上述改良需求并不是最近突然出現的,而是到現在為止一直被期待的開發主題。當然,數值目標和目標是根據技術的進步和時代的需求而更新的。這里的重點是,不犧牲其他特性就必須滿足改良需求。改良需求有一定的權衡特性。因此,在改進熱硬化型粘合劑時,有必要找到滿足這兩者的解決方案。

         

        在這里,在介紹具體的解決方法之前,我想先討論一下至今為止的應對方法。

         

        粘合劑的“低溫硬化”和“速硬化”,可以說需求本身就是權衡關系。一般來說,提高硬化溫度可以縮短硬化時間,相反降低硬化溫度的話硬化時間會變長。只是,并不是說“硬化溫度下降就好”“硬化時間短就好”,需要根據用途設計硬化溫度和硬化時間。

         

        從這個意義上來說,希望粘合劑能在“合適的時機(溫度和時間)”內凝固。

         

        為了兼顧低溫硬化和快速硬化,基本的想法是“為了提高化學反應性,用低刺激(小能量)使之硬化而設計的雙組份粘合劑”。但是,稍微碰一下就會凝固,這也很讓人頭疼。因此,在熱硬化粘合劑中,為了防止突然的硬化,存在把粘合劑的主劑和硬化劑分開的兩種液體類型。

         

        環氧樹脂-陽離子類粘合劑的特點是,由于構成硬化物的主要部分由乙醚官能結合構成,所以耐水性高,硬化收縮小,而且硬化時排出的氣體少。另一方面,硬化反應慢,有由聚合引發劑引起的課題等缺點,作為精密部件的固定用粘接劑幾乎沒有進入選擇項的存在。

         

        我們認為,在今后的精密粘合劑領域,具有環氧基復合型熱硬化型粘合劑的“低硬化收縮”將成為一個很大的優點,并開發出新的用途,為此我們進行了改良反應系統。以前,這個反應系的聚合開始劑中多使用含有劇毒物質銻(Sb)的物質,這是對這種粘合劑敬而遠之的一個原因,所以最初著手于改良聚合開始劑。新的聚合開始劑不僅實現了低溫硬化速硬化,還以不含劇毒和鹵素的材料構成為目標進行開發,最終達到了現在的開始劑。只是,這個新的固化劑,低溫硬化和速硬化能期待,不過,放入到液劑中的話馬上硬化反應開始的那樣活性高(貴)??紤]到粘合品質和在生產現場的使用方便性,單組份是必須的,需要隱藏活性的某種辦法“潛在化”。

         

        作為賦予作為新的聚合開始劑的潛在性的方法而設計的,是將開始劑限制在自制法的膠囊聚合物里。膠囊是由特殊的聚合物制成的,超過某個溫度后膠囊就會損壞,里面的固化劑和外部的液體接觸后開始反應。只要不超過一定的溫度,開始劑就會停留在膠囊內,所以不會產生硬化反應。根據這個“潛在性熱硬化用聚合固化劑”的開發,單組份成功,在熱硬化型粘合劑的領域,也能享受到環氧樹脂系所持有的“低硬化收縮”的好處。

         

        通過進化將活性高的材料封裝在膠囊內的技術、控制反應的膠囊聚合物技術,正在研究進一步應用這種潛在化技術。另外,作為主劑的樹脂也在不斷改良。低溫硬化、速硬化性、離子雜質和排氣減少等新型陽離子聚合型的熱硬化型粘合劑,可以滿足客戶的多種需求。我們今后也會致力于這個領域。

        2020-09-30

        熱硬化型粘合劑的5個改良需求

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