[发明专利]聚酰亚胺树脂及其用途、二层无胶基材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及柔性封装电路基板，尤其是涉及一种聚酰亚胺树脂组合物及其用途和制备方法、一种二层无胶基材及其制备方法。

背景技术

随着电子工业的快速发展，对电子设备和电子产品提出了更高的要求，轻、薄、短、小、美及优异的综合性能已成为生产商和消费者的首选。为了满足这种需求，柔性印制电路板(FPC)行业相继开发出了厚度更薄、性能更优的二层无胶基材。与三层有胶基材相比，二层无胶基材是由聚酰亚胺(PI)绝缘树脂层与铜箔直接复合而成，没有中间粘接层，因而能做到更薄、具有更高的挠曲性、更好的耐热性、尺寸稳定性等优点。

近年来，随着半导体技术的发展和各种终端产品如手机、数码相机等向更轻、薄、短、小、高存储容量、高速传递处理大容量信息等高性能方向发展，IC的特征尺寸不断缩小，集成度不断提高，对柔性封装基板提出了更高要求，相应地对柔性封装基板使用的二层无胶基材提出了更高要求。跟以往相比，主要体现在以下几方面：

微细线路化，据日本专家预测，下一代封装基板线宽/间距仅为10um/10um。为增加铜箔与聚酰亚胺(PI)绝缘树脂层间剥离强度，以往铜箔与PI粘接面往往进行粗糙化处理，由于在铜箔表面形成了数微米大小的粒状铜，因此通过蚀刻处理进行微细布图形状的制作时，存在粒状铜残留在基板表面的“残根”现象，蚀刻不净导致短路。因此微细线路化期望低粗糙铜箔。

更好的弯曲特性。随着近来的高密度集成化，出现了多叠层多芯片的封装形式，这种封装形式是基于柔性基板的弯折技术而达到多芯片Z轴封装来减小封装体尺寸。可以通过将聚酰亚胺绝缘树脂层变薄来得到良好的弯曲特性。但是，如果将聚酰亚胺绝缘树脂层与表面粗糙化的铜箔复合，会由于铜箔表面的凹凸嵌入薄绝缘层，因而绝缘层的绝缘距离变得不够，因此要求考虑到铜箔表面的凹凸大小的树脂厚度，过薄则存在绝缘可靠性受损问题。因此要获得更好的弯曲特性期望铜箔表面平滑化。

高频基板。为适应信号通讯用的信号高频化，必须使用介电特性优异的绝缘树脂层，除此之外，期望适应高频基板的铜箔尽可能减小表面粗糙度。因为传送高频信号时，电流集中在铜箔表面流动(这种现象称为超肤效应)，铜箔表面粗糙度对传送损耗有很大影响。因此期望用于高频基板的聚酰亚胺绝缘树脂层具有尽可能小的介电常数和铜箔具有尽可能低的表面粗糙度。

防离子迁移。导线间微细间距，加上适应环保的要求，使用免洗助焊剂、无铅焊接技术，当使用环境变动频繁时，可能会因为温度与湿度的急剧变化而产生水汽凝结现象，在电流的驱使下，很可能在导体间出现离子迁移现象。因此，期望二层无胶基材能防离子迁移，具有高温高湿防氧化性能。

综上所述，满足近年高存储容量、高速传输大容量信息等高性能高端产品的需求，二层无胶基材应具备高的表面电阻、低介电常数、高弯曲性能、高温高湿防氧化性能、防离子迁移，具有表面低粗糙度的铜箔。

目前，关于二层无胶基材，各国研究者们做了大量的研究工作。在专利JP08-294993、US20070178323、US20040063900、WO2007083526中，采取在热固性聚酰亚胺树脂的两面涂覆热塑性聚酰亚胺树脂，然后两面分别覆上铜箔后层压制得挠性无胶双面基材。在专利US20030012882、US20070149758、CN1527763中，采取在铜箔上先后连续涂布一层热塑性聚酰亚胺树脂、一层热固性聚酰亚胺树脂和一层热塑性聚酰亚胺树脂，高温压合得到二层无胶基材。在专利JP7316422、JP2002235011A中，采用在热塑性聚酰亚胺树脂中分散氟树脂来降低热膨胀系数和介电常数。

总的来说，以上研究工作都是从二层无胶基材单体合成、组成结构等方面改善二层无胶基材的性能，虽都取得了一定的成绩，但综合性能仍然不能满足要求，无法满足高存储容量、高速传输信息的高端产品的需求，而且工艺复杂，成本高昂，难以产业化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是：一种聚酰亚胺树脂组合物及其制备方法和用途，用于提高聚酰亚胺的电阻特征的同时，增加聚酰亚胺与铜箔的粘结性能。

本发明所要解决的技术问题之二是：一种二层无胶基材及其制备方法，用于提高无胶基材的表面绝缘电阻，及聚酰亚胺绝缘层与铜箔的粘结性能。

本发明的技术问题之一通过下述技术手段予以解决：

一种聚酰亚胺树脂组合物，包括聚酰亚胺树脂和分散在所述聚酰亚胺树脂中的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅，所述聚酰亚胺树脂是芳族二酐和芳族二胺的共缩聚物。

优选地：

硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅的质量分数为：4％-5％。