[发明专利]一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法及薄膜

说明书

本发明公开了一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1：配置二胺、二酐、极性非质子溶剂，二胺、二酐的摩尔比为1:（0.95～1.05）；氮气保护下向极性非质子溶剂中加入二胺；S2：依次二胺溶液中加入二酐和封端剂，控温缩聚反应，控制反应体系粘度为15万～22万mPa·s，过滤得聚酰氨酸溶液；S3：将聚酰氨酸溶液刮涂于基材，经升温保温亚胺化处理烘干成膜，得低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜成品；二胺的主要组成为对苯二胺和二氨基苯酰替苯胺，二酐的主要组成为均苯四甲酸二酐。所得薄膜具有与铜箔相近的热膨胀系数和较高的拉伸性能。本发明还公开了聚酰亚胺薄膜、包含该聚酰亚胺薄膜的覆铜板。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺生成技术领域，具体涉及一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法及薄膜。

背景技术

聚酰亚胺指主链上含有酰亚胺环(-CO-NR-CO-)的一类聚合物，其电气性能、耐高温性能、耐化学性能和高强韧的巧妙组合，成为柔性电子信息产业的关键材料。在包含覆铜板的印刷电路板、感光胶片、太阳能电池板、显示器面板等产品中，材料的热膨胀系数不仅影响使用性能，还是结构设计、工艺研究的关键参数。

随着集成电路(IC)向微细化和高速高频化方向发展，对覆晶薄膜封装用无胶柔性覆铜板提出了更高的性能要求，聚酰亚胺(PI)薄膜必须具有高模量、合适的热膨胀系数、低吸湿膨胀性和良好的介电特性。因此，开发与铜箔的热膨胀系数相适应且产业化程度高的聚酰亚胺薄膜，是聚酰亚胺研发领域的主要研究方向之一。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法，所得聚酰亚胺薄膜具有与铜箔相近的热膨胀系数和较高的拉伸性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：以二胺和二酐完全反应后体系固含量15％～20％配置二胺、二酐、极性非质子溶剂，二胺、二酐的摩尔比为1:(0.95～1.05)；氮气保护下向极性非质子溶剂中加入二胺；

S2：依次二胺溶液中加入二酐和封端剂，控温缩聚反应，控制反应体系粘度为15万～22万mPa·s，过滤得聚酰氨酸溶液；

S3：将聚酰氨酸溶液刮涂于基材，经升温保温亚胺化处理烘干成膜，得低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜成品；

所述二胺的主要组成为对苯二胺和二氨基苯酰替苯胺，所述二酐的主要组成为均苯四甲酸二酐。

二胺、二酐优选的摩尔比为1:1。进一步的，二酐为均苯四甲酸二酐。

优选的技术方案为，以二胺摩尔总数为100％计，对苯二胺的摩尔百分比为60％～86％，二氨基苯酰替苯胺的摩尔百分比为14％～40％。进一步的，二胺由对苯二胺和二氨基苯酰替苯胺组合而成，其中对苯二胺的摩尔百分比为75％～86％，二氨基苯酰替苯胺的摩尔百分比为14％～25％。更进一步的，对苯二胺的摩尔百分比为78％～83％，二氨基苯酰替苯胺的摩尔百分比为17％～22％。再进一步的，对苯二胺的摩尔百分比为80％，二氨基苯酰替苯胺的摩尔百分比为20％。

优选的技术方案为，所述二氨基苯酰替苯胺为选自4,4'-二氨基苯酰替苯胺和3',4-二氨基苯酰替苯胺中的一种或两种，优选为4,4'-二氨基苯酰替苯胺。

优选的技术方案为，所述封端剂为苯乙炔基苯酐。

优选的技术方案为，封端剂与二胺的摩尔比为(0.03～0.1)：1进一步的，封端剂与二胺的摩尔比为(0.05～0.1)：1。

优选的技术方案为，S2中控温缩聚反应温度为不大于15℃，进一步的，控温缩聚反应在冰水浴条件下进行。

优选的技术方案为，亚胺化处理采用阶梯升温，所述阶梯升温的温度范围为170～390℃，亚胺化处理时长为7～20min。