[发明专利]一种主链含氟醚原子和二氮杂萘酮结构的聚酰亚胺及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种主链含氟醚原子和二氮杂萘酮结构的聚酰亚胺及其制备方法和应用；所述主链含氟醚原子和二氮杂萘酮结构的聚酰亚胺，具有式Ⅰ所示的结构式；本发明通过在含二氮杂萘酮结构的聚酰亚胺中引入三氟甲基、柔性醚键、醚硫键、不对称或非共面结构，减小分子链间的相互作用，使聚合物具有良好的溶解性能及加工性能，室温下可溶于常规的有机溶剂，此聚合物作为胶粘剂，具有优异的耐热性能、机械性能、良好的成膜性和光学性能，较低的介电常数和吸湿率。

技术领域

本发明属于印刷线路板技术领域，具体涉及一种主链含氟醚原子和二氮杂萘酮结构的聚酰亚胺及其制备方法和应用。

背景技术

挠性印制电路板因其具有轻、薄、柔韧性好等优点被广泛应用于笔记本电脑、智能手机、数码相机等电子产品，随着数字电路和芯片工艺的飞速发展，特别是柔性显示屏的出现以及5G通讯的应用，越来越多的电子产品更加趋向可弯曲、薄型化、高集成度的方向发展，因此对基材柔性覆铜板(Flexible Copper Clad Laminate,FCCL)轻薄化、耐热性、稳定性等方面提出了更高的要求。

目前市场上主流产品三层FCCL由铜箔、胶粘剂和聚酰亚胺薄膜(PI基膜)组成，胶粘剂作为其中关键的材料直接决定了FCCL的性能，从而影响信号传输及器件可靠性。而聚酰亚胺作为高性能聚合物的代表，具有优异的热稳定性、机械性能及介电性能，特别是热膨胀系数(CTE)与铜非常接近等优点，成为了FCCL的理想胶粘剂。

常见的聚酰亚胺胶粘剂加工合成方法包括：缩合型、加成型和热塑型。由于缩合型聚酰亚胺胶粘剂，在固化过程中，中间有水生成易形成孔隙缺陷，不适宜大面积粘接。加成型聚酰亚胺胶粘剂通常以具有反应性封端剂的预聚物形式使用，加热成型过程中树脂预聚物先熔融浸润粘接材料，后固化形成三维网络结构，使其保持良好的耐热性能；然而，刚性主链结构和强分子链间相互作用会增加聚酰亚胺胶粘剂预聚物的熔融黏度，无法完全浸润被粘接材料的表面，降低了其粘接性能。热塑型聚酰亚胺胶粘剂通过直接热熔对材料进行粘接，避免了孔隙生成，并且具有良好浸润性，易于加工，生产效率高，不仅适合于注塑和挤压，而且具有高耐热性和优异的机械性能，极大的提高了微电子元器件的可靠性，加速了微电子领域的发展。

然而，现有的热塑型聚酰亚胺胶粘剂普遍存在粘接性能不理想、加工温度过高等问题，使其应用范围受到了限制，因此，提供一种具有粘结性能好、优异的热稳定性、机械性能且较低的介电常数和吸湿率的热塑型聚酰亚胺胶粘剂尤其重要。

发明内容

针对现有技术存在的不足及缺陷，本发明的目的在于提供一种主链含氟醚原子和二氮杂萘酮结构的聚酰亚胺及其制备方法和应用。本发明通过在含二氮杂萘酮结构的聚酰亚胺中引入三氟甲基、柔性醚键、醚硫键、不对称或非共面结构，减小分子链间的相互作用，使聚合物具有良好的溶解性能及加工性能，室温下可溶于常规的有机溶剂(比如N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等)；此聚合物作为胶粘剂，具有优异的耐热性能、机械性能、良好的成膜性和光学性能，较低的介电常数和吸湿率。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种主链含氟醚原子和二氮杂萘酮结构的聚酰亚胺，采用如下的技术方案：

一种主链含氟醚原子和二氮杂萘酮结构的聚酰亚胺，具有式Ⅰ所示的结构式：

式I，其中，M1为(a)至(g)中的一种；M2为(a)至(g)中的一种；M3为(a)至(g)中的一种；

Ar₁为(h)至(k)中的一种；Ar₂为(h)至(t)中的一种；Ar₃为(h)至(t)中的一种；