[发明专利]一种超薄遮光型聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及对集成电路、印刷电路板等电子产品的封装用聚合物薄膜，特别涉及一 种超薄遮光型聚酰亚胺薄膜及其制备方法，属于高分子复合材料技术领域。。

背景技术

聚酰亚胺薄膜具有优异的机械性能、突出的热稳定性、独特的透光性、较低的热膨 胀系数以及较高的电阻率，可广泛用于电子封装领域。近年来，随着人们产权意识的日 益增强，对集成电路、印刷电路板等电子产品产权上的保护已上升至同物理上的保护同 等重要的地位，因此，在保证聚酰亚胺薄膜上述优异性能的同时，寻求薄膜的遮光性已 然必行。

杜邦公司公开了一种由碳黑填充的黑色遮光型聚酰亚胺薄膜，以碳黑为填料，先将 碳黑与聚酰胺酸配置成浆料，再与聚酰胺酸以一定比例混配并亚胺化(US，8440315[P]， 2013-05-14)。另有杜邦专利US8541107B2和US8574720B2也采用类似方法以不同种 类的碳黑为填料制得黑色遮光型聚酰亚胺薄膜。上述三种黑色遮光型聚酰亚胺薄膜在遮 光性、绝缘性等方面都满足了工业需求，但薄膜的厚度在25-30μm之间，不能满足现代 工业对超薄这一主题的需求。我国对于超薄遮光型聚酰亚胺薄膜的研究还处于初级阶 段，马建莉等将一种两端带有偶氮基团的黑色有机染料接枝到聚酰亚胺链段上并采用一 步法制得含有偶氮发色团的黑色共聚聚酰亚胺，而后通过涂膜、亚胺化的过程制得黑色 聚酰亚胺薄膜。这一薄膜虽然达到了黑色遮光的目标，但由于黑色有机染料的存在，使 得最终得到的黑色遮光型聚酰亚胺薄膜的热稳定性大幅度下降[马建莉，杨琳等，黑色 聚酰亚胺薄膜的制备研究，化工新型材料，2014，42(10)，P.81-82.]。吴海红等以石 墨为填料，将其直接加入到聚酰胺酸溶液中并长时间持续搅拌得到黑色聚酰胺酸共混溶 液，而后涂膜并热亚胺化制备黑色遮光型聚酰亚胺薄膜。这一薄膜不仅没有达到完全遮 光的目标，且薄膜的机械性能也有所下降，更为关键的是，薄膜的电阻由于石墨的加入 而急速下降，使其作为绝缘材料的使用受到了很大的限制[吴海红，蒋里锋等，聚酰亚 胺/导电石墨抗静电复合材料的制备与表征，塑料工业，2012,40(1)，P.119-122.]。

目前，市场上已有的超薄遮光型聚酰亚胺薄膜主要分为两类：一类是在聚酰亚胺薄 膜的两侧或一侧涂上普通的遮光颜料来达到遮光的目的；另一类是在聚酰亚胺的前驱体 聚酰胺酸中添加有机染料或碳黑、石墨烯、碳纳米管等碳材料形成聚酰胺酸共混溶液后 再原位进行亚胺化。第一类薄膜存在的问题是，普通颜料难以承受长时间的高温，极大 的影响了聚酰亚胺薄膜的热性能，且由于普通颜料和聚酰亚胺薄膜间热膨胀系数的差 异，在高温下易出现粘合分层、薄膜脱落等现象。第二类薄膜存在的问题是，有机染料 限制了薄膜在高温下的应用，而常规使用的碳黑、石墨烯、碳纳米管等碳材料由于其本 身优异的导电性，在掺入到聚酰胺酸中后使得最终得到的薄膜绝缘性能大为降低，限制 了聚酰亚胺作为绝缘材料的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超薄遮光型聚酰亚胺薄膜，该薄膜在保持高强度、高耐 热性和高绝缘性的同时，具备超薄、遮光的特点。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：一种超薄遮光型聚酰亚胺薄膜，由 纳米遮光填料和聚酰亚胺组成，其中，纳米遮光填料和聚酰亚胺的质量比为50～80:100， 所述的纳米遮光填料选自钴黑、深钴黑、艳黑、镍黑、钴灰、锆灰和深钴蓝中的一种或 几种。

所述的纳米遮光填料的粒径为100nm～1μm，优选为100nm～300nm。

本发明还提供上述超薄遮光型聚酰亚胺薄膜的制备方法，具体步骤如下：首先将纳 米遮光填料超声搅拌分散于高沸点强极性溶剂中，得到含有遮光填料的浆料；并将二胺 单体和二酐单体在同种高沸点强极性溶剂中聚合，得到聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸溶 液；之后将含有遮光填料的浆料与聚酰胺酸溶液搅拌混合均匀，最后将共混溶液涂在基 板表面并热亚胺化，即制得超薄遮光型聚酰亚胺薄膜。

优选地，所述的纳米遮光填料在高沸点强极性溶剂中超声搅拌的时间为2～6h。

优选地，所述的含有遮光填料的浆料中纳米遮光填料和高沸点强极性溶剂的质量比 为10～30:100。

所述的聚酰胺酸溶液是由二胺单体和二酐单体在与含有遮光填料的浆料中的的同 种高沸点强极性溶剂中聚合得到。