[发明专利]一种聚酰亚胺树脂的制备方法及在二层无粘结剂挠性覆铜箔中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺树脂的制备方法及在二层无粘结剂挠性覆铜箔中的应用。

背景技术

聚酰亚胺（英文名称Polyimide，PI）是主链上含有酰亚胺环酰亚胺基团的一类聚合物。它是由二元酸和二元胺缩聚得到的聚酰亚胺，是分子主链中含有酰亚胺基团的芳杂环聚合物，其通式如图1所示。

聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、电气/电子、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光、机车、汽车、精密机械和自动办公机械等领域。近年来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是“解决问题的能手”（protion solver），并认为“没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术”。在众多的聚合物材料中,只有6种在美国化学文摘(CA)中被单独列题,聚酰亚胺即是其中之一。由此可见,聚酰亚胺在技术和商业上有着非常重要的意义。随着IT业，平板显示业，光伏业等的兴起及蓬勃发展，必然带动相关配套材料的发展及市场需求的增长。电子级聚酰亚胺薄膜作为音质电路板，集成电路，平板显示器，太阳电池，电子标签等的重要材料，越来越在上述电子产品应用领域中起到十分重要的作用。

按照不同的机构构成分类，可将FCCL分为两大类别：有胶粘剂的三层型挠性覆铜板和无胶粘剂的二层型挠性覆铜板。

挠性印制电路板用基板材料，是由挠性绝缘基膜与金属箔组成的。金属箔可有多种工艺方法附着在绝缘基膜上。例如树脂粘接剂法、直接沉积法等。传统的FPC基板材料主要是采用粘接剂将绝缘基膜与金属箔粘合而成。它被称为三层型挠性覆铜板（3L-FCCL）。

20世纪80年代末，荷兰阿克苏公司在世界上率先研发出二层型FCCL。当时并未得到重视与应用。也使得二层型FPC的制造技术未得到迅速的普及。至到90年代后期，由于高速发展的携带型电子产品对高密度FPC及刚-挠性印制电路板的需求越来越增大之时，采用二层型FCCL工业化制造二层型FPC的产品，在世界上才开始兴起规模化的生产。二层型FCCL具有更高的耐药性、挠曲性、耐热性、高温下剥离强度。还具有利于实现薄型化、无卤化等优点。它很适于作为高密度配线FPC（如COF、TBA、挠性CSP等载板）和刚-挠FPC的基板材料。两层法的挠性覆铜箔的制备主要就是利用聚酰亚胺树脂与金属基材的结合而成。

聚酰亚胺树脂的制备的方法主要是以二酐类及二胺类为原料，进行缩合聚合后形成聚酰胺酸胶液，再涂布成为薄膜，再通过加热或化学方法，分子内脱水闭环生成聚酰亚胺。并通过热固化的方法经高温（＞300℃）后固化（又称为亚胺化）脱水，而形成PI高分子。但上述方法所得的聚酰亚胺树脂结构多为刚性，而且所得的聚酰胺酸产品不稳定，在高温下容易分解，特别是在两层法制备FCCL中，高温条件极易使铜箔氧化，破坏覆铜箔产品的质量。

近年来，相关的专利报道了许多改进聚酰亚胺的方法。专利CN102219900公开了一种利用离子液体催化芳香二胺和芳香二酐的反应的改进方法，但无介绍在覆铜箔中的应用。专利CN101157077则公开了一种芳香二胺溶于非质子的极性溶剂中与等摩尔的芳香二酐反应得到的不饱和的聚酰氨酸后利用热固化和化学亚胺化结合的方法制备无胶铜的方法。但是尚未见采用芳香二酐与二脲的结构化合物进行反应得到新的柔性的聚酰亚胺树脂的方法。

发明内容

针对上述现有技术，针对挠性印制电路板的要求，本发明提供了一种无胶型挠性覆铜板用的聚酰亚胺树脂的合成方法及在无胶型挠性覆铜板的制备方法，该方法是采用不同结构的芳香二酐与二脲进行化合反应制备柔性程度高的聚酰亚胺树脂，并通过化学亚胺化和热胺化结合的方法，降低FCCL的处理温度，得到较好的FCCL产品。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚酰亚胺树脂的制备方法：利用芳香二酐与二脲反应得到的聚酰胺酸，加入特定的脱水剂，通过化学亚胺化的方法得到聚酰亚胺前聚体溶液，即为聚酰亚胺树脂。