用于柔性印刷电路板的聚酰胺膜制造技术

本发明专利技术涉及用于柔性印刷电路板的聚酰胺膜，其由聚酰胺组合物制成，所述聚酰胺组合物包含至少80wt.％(重量百分比)熔融温度(Tm)为至少270℃的半结晶半芳族聚酰胺，其中所述wt.％是相对于聚合物组合物的总重量，其中根据ASTM D969‑08的方法、在20℃‑Tg的温度范围内面内测定所述组合物膜的平均面内热膨胀系数为至多40ppm/K。所述膜可以通过膜浇铸和随后的双轴拉伸用包含所述聚酰胺的聚酰胺模制组合物制成。所述膜具有适用于柔性印刷电路板中载体膜的性能。

Polyamide film for flexible printed circuit board

The present invention relates to a polyamide film for flexible printed circuit board, which is composed of a polyamide composition made of the polyamide composition contains at least 80wt.% (wt%) melting temperature (Tm) of at least 270 DEG C for semi crystalline semi aromatic polyamide, wherein the wt.% is relative to the total weight of the polymer composition, which according to the ASTM D969 08 method, in the temperature range of 20 DEG C. Tg average determination of the composition of membrane surface heat in-plane expansion coefficient is up to 40ppm/K. The membrane can be made by membrane casting and subsequent biaxial stretching using a polyamide molding composition comprising the polyamide. The film has a property applicable to a carrier film in a flexible printed circuit board.

【技术实现步骤摘要】
用于柔性印刷电路板的聚酰胺膜本申请是于2010年1月15日递交的申请号为201080004762.9、题名为“用于柔性印刷电路板的聚酰胺膜”的分案申请。本专利技术涉及适用于电气应用的聚合物膜，并且特别涉及可以用作柔性印刷电路板中载体的耐高温聚合物膜。印刷电路板或PCB通过使用来自层叠在非导电基材或载体上的导电金属层蚀刻的导电通路、径线或迹线而被用于机械支持和电学连接各电子元件。PCB也被称为印刷线路板(PWB)或蚀刻线路板。与电子元件组装在一起的PCB被表示为印刷电路组件(PCA)，也被称为印刷电路板组件(PCBA)。PCB更适合大批量生产，并且比电线包裹电路或点对点式的构建电路更便宜。近年来，由于消费产品中E&E应用量的增大和对更小的电子封装及更强大功能的持续性需求，PCB的使用快速增长。PCB上的导电层通常由薄的铜箔或铜包层制成。对于载体，经常使用诸如聚四氟乙烯(特富龙，Teflon)的绝缘层或电介质，它们使用树脂预浸料(诸如纤维增强的环氧树脂预浸料)而层叠在一起。热膨胀是重要的考虑因素，并且玻璃纤维增强将提供最佳的尺寸稳定性。使用不同的方法来提供导电层。大部分印刷电路板通过如下制成：将一层铜粘接在整个基材上(有时为两面)，然后在使用临时掩模之后除去不需要的铜(例如通过蚀刻)，仅留下期望的铜迹线。有时，通过通常为多个电镀步骤的复杂方法向裸基材(或具有非常薄的铜层的基材)添加迹线来制备PCB。印刷电路板(PCB)完成之后，必须装上电子元件从而形成功能性的“印刷电路板组件”(PCBA)。在通孔式结构中，元件引脚被插入孔中。在表面安装结构中，元件被置于PCB外表面的焊盘或焊垫上。在这两种结构中，元件引脚都通过熔融的金属焊料电固定且机械固定在板上。或者使用倒装芯片元件，它可能也需要高温处理。如今随着板层叠和蚀刻技术的发展，表面安装的概念已发展成标准印刷电路板的制备方法。多种焊接技术可用于将元件连接到PCB上。大批量生产通常由机器设备和批量波峰焊或回流焊炉完成。表面安装本身往往是高度自动化的，这将降低劳动力成本并且大大提高生产速度和质量。为了诸如进一步增强PCB的自动化和减小PCB尺寸等原因，可以使用柔性膜而不是刚性载体。这种聚合物膜也被称为载带。相应地柔性印刷电路板也被称为柔性印刷电路板，符号为FCB而不是PCB。所用的焊接过程往往在升高的温度下进行，例如在250℃或甚至更高的温度，这就需要材料具有耐高温性、良好的尺寸稳定性、良好的介电性能。此外，该材料还必须具有良好的耐湿性，因为这样可以强化焊接过程和/或延长所制造的PCA的寿命。FCB用的载带中最广泛使用的材料是聚酰亚胺(PI)，通常以商品名Kapton为人所知。Kapton是由DuPont开发的聚酰亚胺膜，其在宽的温度范围内(从-273到+400℃，即0-673K)保持稳定。Kapton可以用于柔性印刷电路(柔性电子产品)，以及其他方面，诸如保温防微陨石撞击服装和宇航服的外层。Kapton的缺点是这种膜非常贵，因为它们由昂贵的单体制成并且涉及溶液浇铸。可以考虑用作FCB中载带的其他材料为例如聚醚醚酮(PEEK)和液晶聚合物(LCP)，但它们也非常贵；还有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚醚酰亚胺(PEI)(通常以商品名Ultem为人所知)。后面几种材料通常都比PI和PEEK便宜，但是使用温度范围更加有限。Ultem是由GeneralElectric生产的PEI产品系列。它本身的高介电强度、固有的阻燃性以及非常低的发烟量将使它非常适用于E&E应用。但是，PEI是玻璃化转变温度约为216℃的非结晶热塑性塑料，因此PEI不太耐高温，使得PEI不太适用于载带。PEN和PET具有非常好的尺寸性能(特别是在潮湿的条件下)和介电性能。PEN和PET是熔融温度为约240-260℃的半结晶聚酯，这对于几种焊接方法来说很关键。因此，需要具有良好的尺寸稳定性、耐高温性和良好的介电性能的经济上有利的聚合物膜。本专利技术的目的是提供可用作FCB中载带、可以用比PI和PEEK便宜的材料制成的聚合物膜，所述聚合物膜的耐高温性比PEI好，并且具有良好的尺寸稳定性和良好的介电性能。当然，这种膜在均匀性和无缺陷方面质量很好。另一个目的是提供一种以更加经济的方式和/或更加环境友好的方式来制备所述聚合物膜的方法。该目的已通过根据本专利技术的聚合物膜和方法实现。本专利技术涉及一种双轴拉伸的聚合物膜，其由包含至少80wt.％(重量百分比)熔融温度(Tm)为至少270℃的半结晶半芳族聚酰胺的聚酰胺组合物制成，其中wt.％是相对于聚合物组合物的总重量。由具有所需性能的所述聚酰胺组合物制成的聚合物膜可以通过应用了严格加工窗口的方法得到，其中包括下列步骤：首先将聚合物组合物熔融加工，将熔体浇铸成膜，双轴拉伸膜以及在升高的温度下使双轴拉伸的膜热定形。由所述聚合物组合物制成并且通过所述方法得到的聚合物膜在宽的温度范围内具有低的热膨胀系数。此外，所述聚合物组合物与PEI相比具有更好的耐高温性，并且可以用更便宜的材料制成，与PI膜相比可通过更加环境友好的方法制备。因此本专利技术还涉及具有低的热膨胀系数的聚酰胺膜。合适地，根据本专利技术的聚合物在面内(inplane)测量的热膨胀系数(TEC)为至多40×10-6/K，或者表示为至多40ppm/K。所述面内热膨胀系数在本文中被表示为TECip。TECip可以在10-30ppm/K的范围内，优选地低于25ppm/K。面内热膨胀系数TECip在本文中被理解为根据ASTMD969-08的方法、在20℃-Tg的温度范围内面内所测量的平均热膨胀系数。Tg在本文中被理解为聚酰胺膜的玻璃化转变温度。在高于Tg的温度下观察到甚至更低的TEC，在5-20ppm/K的范围内。要指出的是：如果不在适当的条件下加工，不可能用半结晶的脂族聚酰胺或半结晶的半芳族聚酰胺得到具有良好品质和所述良好热性能的聚合物膜，而全芳聚酰胺根本就不能熔融加工。对于普通的未经拉伸的聚酰胺膜来说，低于Tg时观察到的TEC值约为80ppm/K，而对于相应的高于Tg的测试来说，观察到的TEC值高达120-200ppm/K。通常已知聚酰胺对湿气非常敏感并且在潮湿的条件下显示出相对较大的尺寸变化，使得它们不太适用于许多电气和/或电子应用。这将使膜和安装于其上的元件之间产生张力。本专利技术的聚合物膜经受潮湿环境时在面内方向显示出非常低的膨胀。合适地，本专利技术的聚合物膜在面内测量的湿膨胀系数为至多140×10-6/％RH，也记为140ppm/％RH。所述面内湿膨胀系数在本文中也被表示为CHEip。CHEip可以在40-120ppm/％RH的范围内，优选地低于100ppm/％RH。面内湿膨胀系数CHEip在本文中被理解为根据下文所述方法在低于25℃的温度下、在50％相对湿度(RH)下处理的膜上所测量的湿膨胀系数，与相应的干膜的测量结果相比较。通过使用具有较高固有结晶度的半结晶半芳族聚合物和/或应用具有较高双轴拉伸度的制备方法和/或在较高的温度范围内热定形较长的时间，可以得到具有较低热膨胀系数和较低湿膨胀系数的聚合物膜。本专利技术聚合物膜中的聚合物组合物包含半结晶半芳族聚酰胺。半结晶聚合物在本文中被本文档来自技高网...

【技术保护点】
由聚酰胺组合物制成的双轴拉伸聚合物膜，其中所述聚酰胺组合物包含至少80wt.％(重量百分比)熔融温度(Tm)为至少270℃的半结晶半芳族聚酰胺，其中wt.％是相对于聚合物组合物的总重量。

【技术特征摘要】
2009.01.16 EP 09150776.4;2009.12.18 EP 09179948.61.由聚酰胺组合物制成的双轴拉伸聚合物膜，其中所述聚酰胺组合物包含至少80wt.％(重量百分比)熔融温度(Tm)为至少270℃的半结晶半芳族聚酰胺，其中wt.％是相对于聚合物组合物的总重量。2.由聚酰胺组合物制成的聚合物膜，其中所述聚酰胺组合物包含至少80wt.％(重量百分比)熔融温度(Tm)为至少270℃的半结晶半芳族聚酰胺，其中wt.％是相对于聚合物组合物的总重量，其中根据ASTMD969-08的方法、在20℃-Tg的温度范围内、在面内测定所述聚合物膜的平均热膨胀系数(TEC)为至多40ppm/K。3.如权利要求1或2所述的聚合物膜，其中，在50％的相对湿度下、在面内测定的所述聚合物膜的湿膨胀系数(CHE)为至多140ppm/％RH。4.如权利要求1-3中任意一项所述的聚合物膜，其中，在270-350℃的温度范围内或接近270-350℃的温度范围下所述聚合物膜的熔融焓为至少15J/g。5.如权利要求1-4中任意一项所述的聚合物膜，其中，双轴拉伸的聚合物膜中的半结晶半芳族共聚酰胺由衍生自二元羧酸和二胺、氨基羧酸和/或环状内酰胺的重复单元以及可选地其他单元组成，其中(a)所述二元羧酸由下列组成：-70-100摩尔％的对苯二甲酸，和-0-30摩尔％不同于对苯二甲酸的芳族二元羧酸，和/或脂族二元羧酸；(b)相对于衍生自二元羧酸、二胺、氨基羧酸和/或环状内酰胺的重复单元的总摩尔量，衍生自氨基羧酸和/或环状内酰胺的重复单元存在的总量在5-30摩尔％的范围内；(c)其他单元-衍生自氨基和/或羧酸官能团的单官能或三官能的化合物，并且-相对于衍生自二元羧酸、二胺、氨基羧酸和/或环状内酰胺的重复单元的总摩尔量，存在的总量在0-5摩尔％的范围内。6.如权利要求1-4中任意一项所述的聚合物膜，其中，双轴拉伸的聚合物膜中的半结晶半芳族共聚酰胺由衍生自二元羧酸和二胺的重复单元以及可选地其他单元组成，其中(a)所述二元羧酸由下列组成：-40-100摩尔％的对苯二甲酸，和-0-60摩尔％不同于对苯二甲酸的芳族二元羧酸，和/或脂族二元羧酸；(b)所述二胺由下列组成：-0-70摩尔％的二胺，其选自由乙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺和五亚甲基二胺组成的组，和-30-100摩尔％包含至少6个C原子的二胺；...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·安东尼厄斯·马莉亚·斯特雷克斯，盖德·理查德·斯特杰克，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL