[发明专利]高强度低介电性聚酰亚胺多层膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度低介电性聚酰亚胺多层膜及其制备方法，属于聚酰亚胺材料技术领域。本发明所述多层膜包括芯层及形成于芯层上和/或下表面的表层，所述芯层为聚酰亚胺薄膜，其中掺有占芯层1～5wt％的氟化物；所述表层为聚酰亚胺薄膜，具体由占5～30mol％的式(I)所示重复单元和余量的低极性聚酰亚胺聚合物组成；在表层中掺杂有占表层5～15wt％的氟化物。本发明所述多层膜具有优良的介电性和剥离强度的同时还具有良好的热稳定性和机械强度，满足高频条件下的信号传输要求。其中所述式(I)表示的重复单元结构如下：式(I)中，X为CH₃或CF₃，n为大于或等于1的整数。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺材料，具体涉及一种高强度低介电性聚酰亚胺多层膜及其制备方法。

背景技术

随着5G通讯技术的发展，大容量数据高速化传输，容易造成传输路径受阻而转化为热量损耗。传统聚酰亚胺材料的介电性能可以满足移动4G通讯传输性能要求，但其在5G高频段10GHz的信号传输会出现信号延迟、失真的现象，基于此对信号传输材料的介电性能提出了新的要求，即要求聚酰亚胺材料的介电常数(Dk)由3.2～3.8降低至3.0以下，介质损耗因数(Df)由0.4～0.01降低至0.006以下，甚至更低。

本领域公知，含氟基团的引入可以降低聚酰亚胺的介电性能，但同时也会降低所得薄膜表面粘接力，业内通常采用在薄膜表面涂覆易粘接涂层来解决前述存在的剥离强度低的不足，实现芯层膜与表层膜不同性能的互补，提高整体复合膜的性能。如公布号为CN109648970A的发明专利，通过在具有较低介质损耗和优异热尺寸稳定性但与铜箔热压粘结性能差的芯层的表面涂覆热塑性聚酰胺酸树脂，从而获得在10GHz下Df为0.0030～0.0060，Dk为2.69～3.45，热膨胀系数(CTE)为20～35ppm/℃的多层聚酰亚胺薄膜。又如公布号为CN104691066A的发明专利，公开一种低介电常数的多层聚酰亚胺膜，包括第一聚酰亚胺层和形成于其上第一表面和第二表面的第二聚酰亚胺层和第三聚酰亚胺层，在第一聚酰亚胺层中混掺有占第一聚酰亚胺层10～45wt％的含氟高分子粒子，所述含氟高分子粒子具体可以是聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、聚全氟乙丙烯(FEP)、三氟氯乙烯(CTFE)、乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)及聚全氟亚乙烯基(PVDF)，粒径为1～5μm；第二聚酰亚胺层和第三聚酰亚胺层中分别含有有机硅氧化合物粒子。该发明所述多层膜的Df在0.0055～0.1110之间，Dk在2.38～3.14之间，CTE在13～30ppm/℃之间；同时，该申请指出，当含氟高分子粒子的添加量低于10wt％时将使所得多层膜的Dk过高(比较例9)，当含氟高分子粒子的添加量高于45wt％时则无法成膜(比较例10)。然而上述复合膜，要么力学性能较差，要么介电性能难以满足高频段信号传输的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高强度低介电性聚酰亚胺多层膜及其制备方法，该所述多层膜的机械强度≥126MPa，剥离强度≥1.3N/mm，CTE≤32ppm/K，在10GHz测试频率下Df≤0.0040，Dk≤2.9。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

高强度低介电性聚酰亚胺多层膜，包括芯层以及形成于所述芯层上表面和/或下表面的表层，其中：

所述的芯层为由二胺单体和二酐单体聚合而成的聚酰亚胺薄膜，其中掺杂有氟化物，所述氟化物占芯层1～5wt％；

所述的表层为聚酰亚胺薄膜，具体由占5～30mol％的下述式(I)表示的重复单元和余量的由二胺单体和二酐单体聚合而成的低极性聚酰亚胺聚合物组成；在表层中掺杂有氟化物，所述氟化物占表层5～15wt％；

式(I)中，X为CH₃或CF₃，n为大于或等于1的整数；