[發明專利]具有改善的尺寸穩定性的聚酰亞胺薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202080077421.8
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN114651036B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 李吉男;金紀勛
• 申請（專利權）人: 聚酰亞胺先端材料有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08G73/10;C08K3/36;B32B27/08;B32B27/28;B32B27/20;B32B15/08
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 李光輝;姚開麗

本發明提供一種聚酰亞胺薄膜及其制備方法，該聚酰亞胺薄膜通過對包含二酐成分和二胺成分的聚酰胺酸溶液進行酰亞胺化反應而獲得，所述二酐成分包含二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、聯苯四羧酸二酐(BPDA)和均苯四羧酸二酐(PMDA)，所述二胺成分包含二胺基二苯醚(ODA)、對苯二胺(PPD)和3，5?二氨基苯甲酸(DABA)，并且包含5～25重量％納米二氧化硅顆粒。

技術領域

本發明涉及一種具有改善的尺寸穩定性的聚酰亞胺薄膜及其制備方法。

背景技術

聚酰亞胺(polyimide，PI)是基于硬質芳香族主鏈的具有熱穩定性的聚合物材料，并基于酰亞胺環的化學穩定性而具有優異的機械強度、耐化學性、耐候性及耐熱性。

不僅如此，由于其絕緣特性、低電容率等的優異的電特性，從微電子領域到光學領域作為一種高功能性高分子材料而備受關注。

例如，在微電子領域中，由于電子產品的輕量化、小型化，正在積極開發集成度高、柔性化薄型電路基板，因此，處于使用具有非常優異的耐熱性、耐低溫性及絕緣特性且容易彎曲的聚酰亞胺作為薄型電路基板的保護膜的趨勢。

這種薄型電路基板通常具有在聚酰亞胺薄膜上形成包含金屬箔的電路的結構，在廣義上，這種薄型電路基板被稱為柔性金屬箔層壓板，作為其示例，在使用薄銅板作為金屬箔時，在狹義上還被稱為柔性覆銅板(Flexible Copper Clad Laminate，FCCL)。

作為柔性金屬箔層壓板的制備方法，例如可例舉如下方法，即，(i)澆注法，在金屬箔上澆注(cast)或涂布作為聚酰亞胺前體的聚酰胺酸后進行酰亞胺化的方法；(ii)金屬化法，通過濺射或電鍍在聚酰亞胺薄膜上直接設置金屬層的方法；以及(iii)層壓法，通過熱塑性聚酰亞胺，以熱和壓力來使聚酰亞胺薄膜和金屬箔接合的方法。

其中，層壓法的優點在于，可適用的金屬箔的厚度范圍比澆注法更廣，裝置成本比金屬化法更低廉。作為進行層壓的裝置，使用在供給輥狀材料的同時連續層壓的輥層壓裝置或雙帶加壓裝置。其中，從生產率的觀點來看，可更優選使用利用熱輥層壓裝置的熱輥層壓法。

然而，在層壓的情況下，如上所述，由于在聚酰亞胺薄膜和金屬箔的粘合中使用熱塑性樹脂，因此，為了表現熱塑性樹脂的熱封性，需要向聚酰亞胺薄膜施加300℃以上的熱量，根據情況，需要施加作為接近或高于聚酰亞胺薄膜的玻璃化轉變溫度(Tg)的400℃以上的熱量。

一般來說，已知在聚酰亞胺薄膜等粘彈性體的儲能模量的值在超過玻璃化轉變溫度的溫度區域中，與常溫下的儲能模量的值相比明顯減少。

即，在進行要求高溫的層壓時，在高溫下聚酰亞胺薄膜的儲能模量會大大降低，在低儲能模量下聚酰亞胺薄膜會變松散，在層壓結束后，聚酰亞胺薄膜很可能不以平整的形狀存在。換句話說，在層壓體的情況下，可以說聚酰亞胺薄膜的尺寸變化相對不穩定。

另外需要注意的是，與層壓時的溫度相比，聚酰亞胺薄膜的玻璃化轉變溫度明顯偏低。具體而言，在上述的情況下，由于聚酰亞胺薄膜在進行層壓的溫度下粘性較高，從而可能會伴隨相對較大的尺寸變化，因此，層壓之后聚酰亞胺薄膜的外觀質量可能會下降。

另外，在使用澆注法的情況下，作為兩層柔性印刷電路板(FPC)的三層聚酰亞胺薄膜，可以例舉將聚酰胺酸溶液涂布在聚酰亞胺薄膜的表面上并干燥(酰亞胺化)以制備三層聚酰亞胺薄膜的方法，但需要制備聚酰亞胺薄膜的工藝、在聚酰亞胺薄膜的表面涂布、干燥(酰亞胺化)的工藝，由于需要多個工藝，因此導致成本的上升(cost-up)(例如，參見專利文獻1)。

另外，作為兩層FPC的三層聚酰亞胺薄膜，可以例舉將聚酰胺酸溶液以多層同時澆注在支撐體上，干燥后從支撐體上剝離并進行熱處理以制備三層聚酰亞胺薄膜的方法，但還存在直接接觸支撐體上的聚酰亞胺層部分附著在支撐體上或接觸支撐體上的聚酰亞胺層與其相反側的聚酰亞胺層之間發生剝離強度差異的情況(例如，參見專利文獻2、3)。