一种高模量、低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高模量、低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜及其制备方法，涉及聚酰亚胺膜制备技术领域。包括如下步骤：(1)制备低粘度聚酰胺酸树脂，由所述低粘度聚酰胺酸树脂制备低分子量聚酰亚胺材料；(2)将所述低分子量聚酰亚胺材料进行粉碎、研磨、溶解，得到溶解液；(3)向所述溶解液中加入二胺、二酐和改性剂，反应得到聚酰亚胺

【技术实现步骤摘要】
一种高模量、低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚酰亚胺膜制备
，具体涉及一种高模量、低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺薄膜具有优异的机械强度和良好的耐热性能，因此在汽车材料、微电子、航空航天等领域有着广泛的使用。
[0003]随着集成电路行业的发展，对于聚酰亚胺薄膜的性能要求也愈发的严格，而热膨胀系数是影响封装材料稳定性的最为核心的性能指标之一。常规的均苯型聚酰亚胺黄膜，其热膨胀系数基本在25
‑
30ppm/k左右，而在COF封装领域中往往需要控制在6
‑
12ppm/k之间，更高端的产品要求往往需要更低的热膨胀系数的薄膜。薄膜较高的热膨胀系数会使其在与铜箔复合过程中因为热膨胀系数的不匹配导致封装破裂、分层，从而影响电子元件的正常使用。因此，开发与COF封装电路匹配使用的低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜意义十分重大。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高模量、低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜及其制备方法，解决了常规的聚酰亚胺膜，其热膨胀系数大的技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0008]一种聚酰亚胺膜的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)制备低粘度聚酰胺酸树脂，由所述低粘度聚酰胺酸树脂制备低分子量聚酰亚胺材料；
>[0010](2)将所述低分子量聚酰亚胺材料进行粉碎、研磨、溶解，得到溶解液；
[0011](3)向所述溶解液中加入二胺、二酐和改性剂，反应得到聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂；
[0012](4)对所述聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂进行脱泡、涂布及脱溶剂处理，得到凝胶膜，对所述凝胶膜进行亚胺化处理，得到聚酰亚胺膜。
[0013]优选地，所述步骤(3)中，二胺选自4,4
’
苯二胺(PDA)、4,4'二氨基2,2'二甲基联苯(M Tol)、4,4'二氨基二苯甲烷(DDM)、4,4'二氨基二苯酮(DABP)、二氨基二苯砜(DDS)、4,4
’‑
二氨基苯酰替苯胺(DABA)的一种或多种；
[0014]所述步骤(3)中，二酐选自均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'联苯四甲酸二酐(BPDA)、3,3',4,4'二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、3,3',4,4'二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、双酚A型二醚二酐(BPADA)中的一种或多种。
[0015]优选地，所述低粘度聚酰胺酸树脂的粘度为5000
‑
10000mPa
·
S；
[0016]所述聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂的粘度为50000
‑
200000mPa
·
S。
[0017]优选地，所述改性剂选自3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
[0018]优选地，所述聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂中固体成份包括所述低分子量聚酰亚胺、所述二胺、二酐反应生成的聚酰胺酸及所述改性剂；
[0019]所述聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂的固含量为15％
‑
20％；
[0020]所述低分子量聚酰亚胺占所述聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂中固体成份质量的1
‑
10份；
[0021]所述二胺、二酐反应生成的聚酰胺酸占所述聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂中固体成份质量的90
‑
99份；
[0022]所述改性剂占所述聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂中固体成份质量的0.01
‑
1份。
[0023]优选地，所述低粘度聚酰胺酸树脂的制备原料包括二胺单体和二酐单体；
[0024]所述二胺单体选自4,4
’
苯二胺、4,4'二氨基2,2'二甲基联苯、4,4'二氨基二苯甲烷、4,4'二氨基二苯酮、二氨基二苯砜中的一种或多种；
[0025]所述二酐单体选自均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'二苯醚四甲酸二酐、3,3',4,4'二苯甲酮四羧酸二酐中的一种或多种；
[0026]制备所述低粘度聚酰胺酸树脂的溶剂选自N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮中的一种或多种；
[0027]优选地，溶解所述低分子量聚酰亚胺材料的溶剂选自N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
[0028]优选地，所述脱溶剂处理温度为60
‑
150℃，时间20
‑
40min；所述亚胺化处理温度为300
‑
450℃，时间为20
‑
30min。
[0029]另一方面，由所述的制备方法制备得到的聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺膜的厚度为25μm。
[0030]优选地，所述聚酰亚胺膜热膨胀系数为4.1
‑
7.6ppm/k，模量为8.2
‑
9.7GPa。
[0031](三)有益效果
[0032]本专利技术提供了高模量、低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜及其制备方法。
[0033]与现有技术相比，具备以下有益效果：
[0034]1、本专利技术使用低分子量聚酰亚胺的溶解液组成反应体系，通过向溶解液中加入二胺、二酐和改性剂，溶解液中的低分子量聚酰亚胺诱导反应聚合，促进了二胺、二酐反应生成的聚酰胺酸的亚胺化程度以及亚胺化反应的效率，从而提高了聚酰亚胺膜中聚酰亚胺分子链的取向度，进而得到热膨胀系数为4.1
‑
7.6ppm/k的聚酰亚胺薄膜。
[0035]2、相较于传统工艺的聚酰亚胺薄膜，本专利技术制备的聚酰亚胺薄膜玻璃化温度高，内部分子链更加规则，同时引入改性剂对链段进行调整，得到的链段更加均匀，所以制备的聚酰亚胺膜的模量高，模量为8.2
‑
9.7GPa，且整个膜面的性能更加稳定均一。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1实施例1制备的聚酰亚胺薄膜的热分析曲线；
[0038本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备低粘度聚酰胺酸树脂，由所述低粘度聚酰胺酸树脂制备低分子量聚酰亚胺材料；(2)将所述低分子量聚酰亚胺材料进行粉碎、研磨、溶解，得到溶解液；(3)向所述溶解液中加入二胺、二酐和改性剂，反应得到聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂；(4)对所述聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂进行脱泡、涂布及脱溶剂处理，得到凝胶膜，对所述凝胶膜进行亚胺化处理，得到聚酰亚胺膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，二胺选自4,4
’‑
苯二胺、4,4'
‑
二氨基
‑
2,2'
‑
二甲基联苯、4,4'
‑
二氨基二苯甲烷、4,4'
‑
二氨基二苯酮、二氨基二苯砜、4,4
’‑
二氨基苯酰替苯胺的一种或多种；所述步骤(3)中，二酐选自均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'
‑
联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'
‑
二苯醚四甲酸二酐、3,3',4,4'
‑
二苯甲酮四羧酸二酐、双酚A型二醚二酐中的一种或多种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低粘度聚酰胺酸树脂的粘度为5000
‑
10000mPa
·
S；所述聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂的粘度为50000
‑
200000mPa
·
S。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性剂选自3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂中固体成份包括所述低分子量聚酰亚胺、所述二胺、二酐反应生成的聚酰胺酸及所述改性剂；所述聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸树脂的固含量为15％
‑
20％；所述低分子量聚酰亚胺占所述聚酰亚胺
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙善卫，庞冲，徐宝羚，金弘盛，
申请(专利权)人：安徽国风新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：