一种聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及通讯材料和柔性微电子封装技术领域，尤其涉及一种聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的聚酰亚胺复合薄膜具有低介电常数、低吸湿性和优异的尺寸稳定性等特点，且所述聚酰亚胺复合薄膜的介电常数温度，随温度和湿度的波动很小，综合性能高。所述聚酰亚胺符合薄膜能够完全满足高频覆铜板对基材的要求，可以提高高频覆铜板的品质，由该聚酰亚胺复合薄膜制备得到的覆铜板具有优异的介电性能、吸湿性和尺寸稳定性。根据实施例的记载，本发明专利技术提供的聚酰亚胺复合薄膜的介电常数最低可达2.55(10GHz)，介电损耗低最低可达到0.003(10GHz)，热膨胀系数最低可达13.5ppm/℃，吸湿率最低可达0.1％。

A polyimide composite film and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及通讯材料和柔性微电子封装
，尤其涉及一种聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，聚酰亚胺薄膜已广泛应用于电子封装材料，因其优异的热稳定性、优异的力学性能和尺寸稳定性、较低的介电常数和较宽的温度范围内的电绝缘性能，聚酰亚胺薄膜主要用作钝化层、绝缘材料、柔性印刷线路基材以及高速集成电路互联绝缘层等。尽管聚酰亚胺的上述优异性能满足普通电子封装的需求，但它并不具备聚苯醚和聚四氟乙烯的低介电常数和低吸湿性，二者因其热稳定性不足并不能替代聚酰亚胺，因而无法满足先进电子封装的要求。以往，为了解决这些问题，美国专利US5206091提供了一种制备低介电常数、低吸湿性聚酰亚胺的方法。但该方法成本高，很难应用于实际生产，而且从该方法提供的分子结构分析，该聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数很高，也不能满足高频高速通讯材料的需求。中国专利CN201910530616.2提供了一种满足先进电子材料封装的聚酰亚胺薄膜的制备方法，该方法制备得到的聚酰亚胺薄膜具有高介电性能、低吸湿性和热性能稳定的优势，但薄膜韧性不够。且成本高、热处理工艺复杂和能耗高。在5G高频通讯或先进微电子封装领域，传输线介质材料的合理选择、参数的设计、结构对传输线的损耗具有决定性的影响，信号传输的完整性和准确性要求传输线介质材料具有低介电常数和低损耗的特性，同时需要基材具有低吸湿特性和低热膨胀特性。尽管上述专利文献报道的柔性介质材料聚酰亚胺具有突出的耐热性、优异的介电性能、优良的尺寸稳定性，但产品的综合性能不高且成本高。也就是说，现有技术中的聚酰亚胺薄膜依然还不能够满足高频高速通讯介质材料对低介电常数(Dk)、低介电损耗(Df)、低吸湿性以及能与铜箔匹配的低热膨胀系数(CTE)等综合性能的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用，所述聚酰亚胺复合薄膜具有高介电性能、低吸湿性和优异的尺寸稳定性，而且介电常数稳定，随温度和湿度的波动很小，综合性能高，能满足高频覆铜板对基材的制备要求，提高了覆铜板的品质。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种聚酰亚胺复合薄膜，包括聚酰亚胺和聚苯醚，所述聚酰亚胺具有式Ⅰ所示结构：其中，R为H或F；R1为H或三氟甲基；m的取值范围为10～6000，n的取值范围为0～6000；R3为中的一种或几种；R4为中的一种或几种，R5为H或CH3；所述聚酰亚胺与聚苯醚的质量比为(75～100)：(0～25)，且所述聚苯醚的质量不为0。本专利技术还提供了上述技术方案所述的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：将芳香二胺、芳香二酐、聚苯醚、均相促进剂和有机溶剂混合，进行共聚和共混后，加入封端剂进行封端，得到聚酰胺酸-聚苯醚均相浆料；将所述聚酰亚胺-聚苯醚均相浆料和亚胺化试剂混合，进行化学亚胺化，得到部分亚胺化聚酰胺酸-聚苯醚均相溶液；所述部分亚胺化聚酰胺酸-聚苯醚均相溶液的亚胺化率为20％～50％；将所述部分亚胺化聚酰胺酸-聚苯醚均相溶液进行流延涂布后，干燥，得到部分亚胺化的聚酰亚胺复合薄膜；所述部分亚胺化的聚酰亚胺复合薄膜的亚胺化率为50％～90％；将所述部分亚胺化的聚酰亚胺复合薄膜进行热亚胺化反应，得到聚酰亚胺复合薄膜；所述芳香二胺包括第一芳香二胺和第二芳香二胺；所述第一芳香二胺为对苯二胺或4,4′-联苯胺；所述第二芳香二胺为3,3′-双(三氟甲基)-4,4′-二氨基联苯、2,5-双(三氟甲基)-对苯二胺和4,4′-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)联苯中的一种或几种；所述芳香二酐包括第一芳香二酐和第二芳香二酐；所述第一芳香二酐为联苯四甲酸二酐和/或2,2′-二氟-4,4′联苯二酐；所述第二芳香二酐为均苯四酸二酐、3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐和4,4′-硫醚二酐中的一种或几种。优选的，所述芳香二胺与所述芳香二酐的摩尔比为1：(1～1.1)。优选的，所述第一芳香二胺和第二芳香二胺的摩尔比为(1～10)：(10～1)；所述第一芳香二酐和第二芳香二酐的摩尔比为(10～0)：(0～10)；所述第一芳香二酐和第二芳香二酐的用量不同时为0。优选的，所述芳香二酐和所述芳香二胺的总质量与所述聚苯醚的质量比为(80～100)：(0～20)；且所述聚苯醚的质量不为0。优选的，所述芳香二胺和亚胺化试剂的质量比为(11～20)：(39～95)；所述芳香二胺和封端剂的质量比为(16～23)：(0.04～0.18)；所述均相促进剂为硅烷偶联剂；所述聚苯醚、芳香二胺和芳香二酐的总质量与所述均相促进剂的质量比(20～80)：(1～5)。优选的，所述化学亚胺化的温度为-10～30℃，所述化学亚胺化的时间为10～80min。优选的，所述热亚胺化反应的温度为120～280℃，所述热亚胺化反应的时间为10～60min。本专利技术还提供了上述技术方案所述的聚酰亚胺复合薄膜或由上述技术方案所述的制备方法制备得到聚酰亚胺复合薄膜在通讯材料和柔性微电子封装领域中的应用。本专利技术提供了一种聚酰亚胺复合薄膜，所述聚酰亚胺复合薄膜具有低介电常数、低吸湿性和优异的尺寸稳定性等特点，且所述聚酰亚胺复合薄膜的介电常数稳定，随温度和湿度的波动很小，综合性能高。所述聚酰亚胺复合薄膜能够完全满足高频覆铜板对基材的要求，可以提高高频覆铜板的品质，由该聚酰亚胺复合薄膜制备得到的覆铜板具有优异的介电性能、吸湿性和尺寸稳定性。根据实施例的记载，本专利技术提供的聚酰亚胺复合薄膜的介电常数最低可达2.55(10GHz)，介电损耗最低可达0.003(10GHz)，热膨胀系数最低可达13.5ppm/℃，吸湿率最低可达0.1％；同时，本专利技术提供的聚酰亚胺复合薄膜具有高耐热性和低吸湿膨胀的性能，具体为，所述聚酰亚胺复合薄膜的初始热分解温度最高可达504℃，介电常数40％R.H.吸湿增幅最低可达0.1％。本专利技术还提供了所述聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，所述制备方法简单，节能环保。具体实施方式本专利技术提供了一种聚酰亚胺复合薄膜，包括聚酰亚胺和聚苯醚，所述聚酰亚胺具有式Ⅰ所示结构：其中，R为H或F；R1为H或三氟甲基；m的取值范围为10～6000，n的取值范围为0～6000；R3为中的一种或几种；R4为中的一种或几种，R5为H或CH3；所述聚酰亚胺与聚苯醚的质量比为(75～100)：(0～25)，且所述聚苯醚的质量不为0。在本专利技术中，当n＝0时，R优选为H，R1优选为H；当n≠0时，R优选为H或F，R1优选为H，R3优选为中的一种或几种；R4优选为中的一种或几种，R5为H或CH3。当所述R3优选为中的几种；或R4优选为中的几种，可以理解为在所述聚酰亚胺的结构中，R3在其循环单元所在的循环结构中可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺复合薄膜，包括聚酰亚胺和聚苯醚，所述聚酰亚胺具有式Ⅰ所示结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺复合薄膜，包括聚酰亚胺和聚苯醚，所述聚酰亚胺具有式Ⅰ所示结构：



其中，R为H或F；R1为H或三氟甲基；m的取值范围为10～6000，n的取值范围为0～6000；
R3为中的一种或几种；
R4为中的一种或几种，R5为H或CH3；
所述聚酰亚胺与聚苯醚的质量比为(75～100)：(0～25)，且所述聚苯醚的质量不为0。


2.权利要求1所述的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
将芳香二胺、芳香二酐、聚苯醚、均相促进剂和有机溶剂混合，进行共聚和共混后，加入封端剂进行封端，得到聚酰胺酸-聚苯醚均相浆料；
将所述聚酰亚胺-聚苯醚均相浆料和亚胺化试剂混合，进行化学亚胺化，得到部分亚胺化聚酰胺酸-聚苯醚均相溶液；所述部分亚胺化聚酰胺酸-聚苯醚均相溶液的亚胺化率为20％～50％；
将所述部分亚胺化聚酰胺酸-聚苯醚均相溶液进行流延涂布后，干燥，得到部分亚胺化的聚酰亚胺复合薄膜；所述部分亚胺化的聚酰亚胺复合薄膜的亚胺化率为50％～90％；
将所述部分亚胺化的聚酰亚胺复合薄膜进行热亚胺化反应，得到聚酰亚胺复合薄膜；
所述芳香二胺包括第一芳香二胺和第二芳香二胺；所述第一芳香二胺为对苯二胺或4,4′-联苯胺；所述第二芳香二胺为3,3′-双(三氟甲基)-4,4′-二氨基联苯、2,5-双(三氟甲基)-对苯二胺和4,4′-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)联苯中的一种或几种；
所述芳香二酐包括第一芳香二酐和第二芳香二酐；所述第一芳香二酐为联苯四甲酸二酐和/或2,2′-二氟-4,4′联苯二酐；所述第二芳香二酐为均苯四酸二酐、3,3′,4...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文华，马鹏常，泊依晴，戴春桃，彭绍鸿，庄雨琪，邱志东，梁静怡，
申请(专利权)人：中山职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44