[发明专利]一种黑色聚酰亚胺膜

说明书

本发明提供一种黑色聚酰亚胺膜，包括聚酰亚胺基材和分布在所述聚酰亚胺基材中的黑色着色材料，所述黑色着色材料至少包含在可见光范围有局域表面等离子共振吸收的导电性纳米颗粒。本发明所述黑色聚酰亚胺膜在可见光范围内具有0%～5%的光透过率。

技术领域

本发明涉及一种黑色聚酰亚胺遮掩膜，可用于柔性印刷线路板等电子技术领域。

背景技术

聚酰亚胺(PI)薄膜作为重要的耐高温绝缘材料，以及与铜箔的良好兼容性，被广泛应用于柔性印刷线路板等电子器件中。随着电子技术的飞速发展，对其性能提出越来越高的需求。技术人员发现，采用透明浅色聚酰亚胺作为覆膜时，电路板的印刷线路设计分布很容易被解读和复制。因此，研发高性能不透光的黑色聚酰亚胺膜，用于柔性线路板、电子元件、集成电路封装件的引线框架等电子材料，防止目视检查和篡改，成为市场新的巨大需求。同时赋予聚酰亚胺膜光泽度和哑光性，也成为黑色聚酰亚胺膜的发展方向。

传统黑色聚酰亚胺膜通常是在聚酰亚胺中加入黑色颜料或染料颗粒通过共混工艺获得。黑色颜料包括碳素(如碳黑、碳纤维、石墨和黑色有机染料)，和非碳素(无机非金属氧化物等)颜料或染料。

但是，上述着色原料存在若干缺点。例如碳系黑色素或无机颜料等，由于遮蔽能力低加入量大，而大量添加必然会大幅影响PI薄膜的基本性能，如机械强度和绝缘性降低；有机黑色染料会造成PI膜耐热性等稳定性不足问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有优异的遮蔽效果的黑色聚酰亚胺膜。

本发明提供的黑色聚酰亚胺膜，包括聚酰亚胺基材和分布在所述聚酰亚胺基材中的黑色着色材料，所述黑色着色材料至少包含一种在可见光范围有局域表面等离子共振吸收的导电性纳米颗粒。

通过将在可见光范围有局域表面等离子共振吸收即LSPR效应的导电性纳米颗粒应用在聚酰亚胺膜中，当光线入射到这类导电性纳米颗粒表面时，由于颗粒局域表面等离子体共振(LSPR：Localized Surface Plasmon Resonance)现象，从而产生对光子能量的强烈吸收，获得高的遮蔽效率。

为获得最大限度的LSPR吸收效果，所述导电性材料优选具有较高的自由电子浓度，即表现为材料具有较低的电阻率，优选电阻率＜100μΩ·cm的导电性材料。

较佳地，所述导电性纳米颗粒为过渡金属氮化物、过渡金属碳化物、过渡金属硼化物和贵金属的至少一种。

较佳地，所述过渡金属氮化物为IVB和VB族过渡金属氮化物，优选IVB族过渡金属氮化物，优选TiN和ZrN，更优选TiN。

较佳地，所述过渡金属碳化物为IVB和VB族过渡金属碳化物，优选IVB族过渡金属碳化物，优选TiC和NbC，更优选TiC。

较佳地，所述过渡金属硼化物为IVB和VB族过渡金属硼化物，优选IVB族过渡金属二硼化物，更优选TiB₂和HfB₂。

较佳地，所述贵金属为Au、Ag、Pt、Pd中的至少一种，优选Au和Ag，更优选Ag。这类金属纳米颗粒导电性极高，稳定性好，分散在介质中不易被氧化或形成其他化合物而失去金属特性。

为保证LSPR吸收表现在可见光波段，所述导电性颗粒的尺寸控制在纳米尺度范围内。较佳地，所述导电性纳米颗粒平均粒径≦100nm，优选≦50nm，更优选≦20nm。粒径越小，遮蔽性能越好。通过适当调节粒度范围，扩大吸收宽度，可满足可见光全波段的遮蔽。

较佳地，所述导电性纳米颗粒体积分数为0.1～20％，优选0.5～10％，更优选1～5％。

较佳地，所述黑色着色材料除上述导电性纳米颗粒外，还包括黑色颜料和/或黑色染料，例如碳系或非碳系颜料或染料；或其他有色染料，如酞青蓝。