[发明专利]聚酰亚胺膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺膜及其制造方法，特别地，本发明涉及一种具有无机颗粒的聚酰亚胺膜及其制造方法。

背景技术

聚酰亚胺高分子因具有极佳的机械强度、绝缘性及耐高温特性而具有广泛的应用范围。例如，各种电子产品中的软性印刷电路板(FPC)。一般软性印刷电路板是将软性铜箔基板(FCCL)蚀刻成连接各种电路组件的导电线路后再覆盖一层接着剂的聚酰亚胺膜(Coverlay)而成。聚酰亚胺膜是软性印刷电路板中最重要的上游原料。

软性铜箔基板(FCCL)又可分为两大类：三层式软性铜箔基板(3L FCCL)以及二层式软性铜箔基板(2L FCCL)。三层式软性铜箔基板是先产出聚酰亚胺膜后再以一接着剂与铜箔贴合而成，二层式软性铜箔基板则是直接将聚酰亚胺胶涂布在铜箔上再烘烤成型。

在软性印刷电路板中，聚酰亚胺膜必须与铜箔紧密结合，且在制作成软性印刷电路板的过程中需经过涂布拉伸及压合、蚀刻、焊锡等高温工艺，故聚酰亚胺膜本身与铜箔之间的加工后尺寸变化就相当的重要。因此需要接近铜箔热膨胀系数及高尺寸稳定性的聚酰亚胺膜。

一般而言，聚酰亚胺膜的制作可进一步细分为三个步骤。首先，将反应单体反应形成聚酰胺酸溶液。之后，将聚酰胺酸溶液涂布于支撑钢带或滚筒上使成膜状，再加热干燥剥离，以得到聚酰胺酸膜。最后，以高温加热聚酰胺酸膜，使聚酰胺酸膜进行亚酰胺化反应以形成聚酰亚胺膜，此为一连续卷带的工艺。而在亚酰胺化工艺中，聚酰胺酸膜会因高温变化产生收缩或被拉伸等作用而造成其聚酰亚胺膜的物性具有不等向性。例如，膜层在涂布行走方向(Machine Direction；MD)与垂直于涂布行走方向的横向(Transverse Direction；TD)上的热膨胀系数及机械强度并不相同。

为改善上述问题，业界开发出双轴延伸技术，使膜层在MD方向与TD方向上的热膨胀系数及机械强度相同。但是，双轴延伸技术量产设备的价格昂贵，且不易维修保养。此外，TD方向延伸是利用夹具或针刺固定两侧，由于膜本身是悬空的，若遇到较厚的膜(如厚度≥125μm)，膜因重量及其本身遇热的变化很难只靠两端夹具或针刺支撑。因此，目前亟需一种改良的聚酰亚胺膜及其制造方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的一方面提供一种制造具有无机颗粒的聚酰亚胺膜的方法，该方法能以单轴延伸方式制造出具等向性热膨胀系数的聚酰亚胺膜，且聚酰亚胺膜具有极佳的杨氏模数(Young’s modulus)性质及很好的尺寸稳定性。亦即，本发明不需要利用双轴延伸技术，便能达到MD及TD两方向的热膨胀系数及尺寸变化的均向性。且此具有无机颗粒的聚酰亚胺膜，适用的膜厚范围可达12μm～250μm。

上述制造具有无机颗粒的聚酰亚胺膜的方法，包括以下步骤：(a)混合无机颗粒与溶剂，并进行搅拌以形成悬浮液；无机颗粒的粒径为约0.1μm至约5μm；(b)在搅拌状态下，将二胺单体及四羧酸二酐单体与悬浮液混合，使二胺单体与四羧酸二酐单体发生聚合反应，以形成含有无机颗粒的聚酰胺酸混合物；(c)将聚酰胺酸混合物涂布于基材上，再进行干燥工艺，以于基材上形成干燥的聚酰胺酸混合物层；(d)将已干燥的聚酰胺酸混合物层与基材分离，以形成一聚酰胺酸混合物膜；以及(e)在单轴延伸(Uniaxial Stretch)聚酰胺酸混合物膜的状态下，加热聚酰胺酸混合物膜，以将聚酰胺酸混合物膜转变为聚酰亚胺膜。

根据本发明一实施方式，步骤(a)的无机颗粒选自由云母粉、二氧化硅粉、滑石粉、陶瓷粉、粘土粉以及上述的组合所组成的群组。

根据本发明一实施方式，步骤(a)的溶剂选自由二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲亚砜(DMSO)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)以及上述材料的组合所组成的群组。

根据本发明一实施方式，步骤(b)所述的将二胺单体及四羧酸二酐单体与悬浮液混合的步骤包含以下步骤。先将二胺单体加入悬浮液中，并使二胺单体溶解，以形成一含有二胺单体的混合物。然后，再将四羧酸二酐单体加入含有二胺单体的混合物中。

根据本发明一实施方式，步骤(b)的搅拌时间为约4小时至约36小时。

根据本发明一实施方式，步骤(b)的四羧酸二酐单体对二胺单体的摩尔比为0.9∶1至1.1∶1。

根据本发明一实施方式，步骤(b)的含有聚酰胺酸的混合物的黏度为约100泊(poise)至约1000泊。