[发明专利]一种聚酰亚胺材料及制备方法以及含有该聚酰亚胺材料的金属积层板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺材料及制备方法以及含有该聚酰亚胺材料的金属积层板及其制备方法。

背景技术

近年来，电子设备的高性能化、高功能化和小型化迅速发展，与其相伴对用于电子设备的电子零件、安装他们的基板，高密度化，高性能化的需求高涨，关于柔性印刷电路板(以下称为FPC)，将向细线加工、多层形成等方面发展，对于构成FPC的材料，也越来越严格要求轻薄化和尺寸稳定化。

目前，生产的柔性印刷电路板基材，中最常见的是使用胶黏剂将聚酰亚胺薄膜和铜箔粘接复合而成的，有胶型三层柔性覆铜板(FCCL)，如现有技术中使用双马来酰亚胺改性丁腈橡胶，或者环氧树脂、丙烯酸树脂作为胶黏剂，与聚酰亚胺、铜箔共同组成具有三层结构的柔性覆铜板，但是由于胶黏剂的存在，导致FCCL的耐热性，尺寸稳定性能下降。

随着电子工业的快速发展，对电子产品的外观和性能提出了更高的要求，短、小、轻、薄及优异的综合性能已经成为生产商和消费者的首选。FPC工业满足了这种需求，相继研发了厚度更薄、性能更优的无胶型二层结构基材，即无胶覆铜箔，这种无胶型聚酰亚胺覆铜箔的生产方法主要有三种：其一是在聚酰亚胺薄膜表面通过化学沉积和电镀的方法形成铜导电层；其二，是采用真空溅射技术或蒸发沉淀技术，把铜沉积到绝缘膜上；其三是将作为聚酰亚胺前体的聚酰亚胺酸溶液直接涂覆于金属箔上，然后进行梯度升温酰亚胺化，制得聚酰亚胺覆金属箔。

其中第三种方法也是目前被广泛采用的方法，人们在此方面进行了相关研究，如特公平6-935337号公报公开了通过用热膨胀系数不同的多种聚酰亚胺组合使用使得聚酰亚胺树脂层多层化从而提高FCCL各层之间粘接力和尺寸稳定性的方法。但是，采用该方法所制备FCCL在细线加工时，吸湿膨胀效应明显，尺寸变化大，从而导致了线路连接不良的问题。另外一项现有技术中公开了一种线路板用积层体，其技术方案中通过在聚酰亚胺树脂体系中引入氟系树脂从而提高疏水性且呈现低吸湿性的聚酰亚胺，但是，该方法制备成本较高，树脂与金属箔的胶黏性能较差，且热尺寸稳定性能有明显下降。

发明内容

本发明的发明人经过大量实验，发现，利用热塑性聚酰亚胺制备覆铜积层板的方法较直接涂布法对设备要求要高，且需要热塑性聚酰亚胺与铜箔及热固性聚酰亚胺有较好的粘合能力及热膨胀系数的良好匹配性。但直接涂布法制备覆铜积层板也需要对制备聚酰亚胺的单体进行谨慎的选择和搭配，并控制好制备过程中的各个工艺参数才能制备出各项性能优异的覆铜积层板，否则会出现聚酰亚胺与铜箔粘合不牢、卷曲、吸湿膨胀率过大等问题。

不同的二胺及二酐组成可以得到性能各异的聚酰亚胺聚合物，经过将含联苯结构的二胺引入可以降低聚合物的吸湿膨胀性，也能使聚酰亚胺聚合物的热膨胀系数有所下降的同时增加聚合物的柔性，可使得覆铜板在蚀刻、干燥、电镀等加工过程中有良好的尺寸稳定性、吸湿膨胀性以及聚酰亚胺树脂层与铜箔的结合力。

本发明的目的，是为了克服现有金属积层板中聚酰亚胺材料的尺寸稳定性差、热膨胀性差、吸湿膨胀性差、结合力差的缺点，提供一种具有尺寸稳定性、热稳定性好、结合力好以及较低的吸湿膨胀性的聚酰亚胺材料及其制备方法，以及含有该聚酰亚胺材料的金属积层板及其制备方法。

本发明提供的聚酰亚胺材料含有具有如下重复结构单元的聚合物：

其中A为含有如下结构的有机化合物的一种或几种：

m为2-35的整数、n为2-35的整数，p为2-35的整数，且n∶m∶p为4-15∶2-4∶3-13，所述聚酰亚胺材料的热膨胀系数为18-30ppm/℃，吸湿膨胀系数为2-16ppm。

本发明还提供一种聚酰亚胺材料的制备方法，该方法包括将芳香族四酸二酐和芳香族二胺在溶剂中混合反应，得到聚酰胺酸，然后将所得聚酰胺酸加热进行酰亚胺化反应，获得聚酰亚胺材料，其中，所述聚酰亚胺材料具有如下重复结构单元：

其中A为含有如下结构的有机化合物的一种或几种：

m为2-35的整数、n为2-35的整数，p为2-35的整数，且n∶m∶p为4-15∶2-4∶3-13，

本发明提供一种金属积层板，所述金属积层板由聚酰亚胺树脂层和金属层组成，其中聚酰亚胺树脂层由本发明提供的聚酰亚胺材料组成，聚酰亚胺树脂层与金属层之间的剥离强度为10-20N/mm。

本发明还提供上述金属积层板的制备方法，该方法包括：

A将芳香族四羧酸二酐和芳香族二胺溶于溶剂中，反应生成聚酰胺酸溶液；