[发明专利]有机‑无机混成材料薄膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明与有机-无机混成材料薄膜的制造方法有关，特别有关于一种聚马来酸酐-聚酰亚胺-氧化硅混成材料薄膜的制造方法。

背景技术

复合材料同时兼具有机聚合物和无机化合物的特性，可以结合各种材料的优点，而拥有优良性质。例如，高分子具有易加工、强韧、具弹性、抗腐蚀、绝缘以及便宜等优点，但其耐热性质与机械强度较差；而陶瓷材料则具有坚硬、低活性、绝佳的耐热性与机械强度优点，但重量较重且易碎。如果能够结合各种材料的优点而弥补其缺点就能够得到拥有优秀性质的崭新材料。已知一些工业上广泛使用的混合物，由以下的有机聚合物例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙、聚酯类或聚酰亚胺；及无机化合物，例如碳酸钙、黏土及氧化硅组成。然而，已知各种发展中的包含具有互相结合且构成复合结构的有机聚合物基团及无机氧化物基团的有机-无机混成物的混成材料，展现比上述传统的复合材料佳的特性。

此有机-无机聚合物混成物中的有机聚合物，例如聚酰亚胺具有优良的耐热性、机械物性和耐药品性等性能，因此，广泛被使用于航空宇宙领域、电子材料领域等。目前普遍被使用者大多为芳香族聚酰亚胺。大部分的芳香族聚酰亚胺不溶于溶剂且为非热塑性，较难以加工。聚酰亚胺的前驱物为聚酰胺酸，其溶剂可溶的，故采取以聚酰胺酸溶液成为所欲的形状，然后使其酰亚胺化的方法。

然而，酰亚胺化反应伴随着水的脱离、蒸发，而且在热酰亚胺化时的反应温度亦达到300℃以上，此温度远超过水的沸点，于厚膜状成形品成形时，容易发生鼓起等与表面性有关的不良情况。因此，成形时的操作条件例如温度设定等难以适当选择。省略该酰亚胺化反应的聚酰胺酸的制品，无法具有聚酰亚胺特有的耐热性。又，聚酰胺酸溶液在水存在下容易水解，故其保存方法是有困难的。

聚酰亚胺对于应用在电子领域有用的，其可被使用于当作在半导体装置上的绝缘膜或保护涂膜。尤其，全芳香族聚酰亚胺由于其优异的耐热性、机械特性、电特性，对于可挠性电路基板或集成电路等的高密度化、多机能化等的贡献大。

于是，当形成微细电路的层间绝缘膜或保护涂膜时，以往使用聚酰亚胺前驱体溶液。如此的聚酰亚胺前驱体溶液，已知有使二胺化合物与四羧酸二酐反应而获得的聚酰胺酸PAA溶液，或含有聚酰胺酸酯、聚酰胺酸三甲基硅酯、聚酰胺酸双二乙基酰胺等各种溶液。该等聚酰亚胺前驱体溶液，均为高聚合度的聚合物溶液，当从聚合物溶液获得聚酰亚胺涂膜时，一般通过将该聚合物溶液涂覆于铜、玻璃等基材上并且加热，而实施溶剂的除去及酰亚胺化，获得聚酰亚胺涂膜。

但是，涂覆高聚合度的聚合物溶液时，由于其聚合度高，为了使溶液成为可涂布的黏度，会有必需降低溶质浓度的问题。又，若为了提高生产性而提高溶质浓度，则溶液的黏度会增高，则会有无法涂布的问题。此外，若溶质浓度高且为了使其具有可涂布的黏度而使聚合物低分子量化，则会有无法获得机械性、耐热性优异的涂膜的问题。再者，聚合物溶液极难以在维持其聚合度的状态下长期保存。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种聚马来酸酐-聚酰亚胺-氧化硅有机-无机混成材料薄膜，其聚马来酸酐聚酰亚胺部分，主链为聚马来酸酐，侧链则以接枝的方式使其末端具有可交联的反应性官能基，其中侧链含有短链段的聚亚酰胺的结构，侧链短可降低聚合度，避免聚合物溶液过黏，不易涂布成膜的问题。

本发明的另一目的，在于提供一种聚马来酸酐-聚酰亚胺-氧化硅有机-无机混成材料薄膜的制造方法，通过使用化学环化法，可避免使用热环化法的厚膜状成形品表面容易发生鼓起的现象。

本发明的又一目的，在于提供一种胶片，具有优异的耐热性、机械特性，且可应用于铜箔基板和电路板之绝缘层材料。

本发明的再一目的，在于提供一种铜箔基板，具有优异的耐热性、机械特性，与电子组件接合后于高温、高湿度等严苛环境下操作而不会影响其质量。

为达到上述目的，本发明提供一种有机-无机混成材料薄膜的制造方法，包含以下步骤：

a  使二酐与芳族二胺于一溶剂中反应，以制备聚酰胺酸溶液；

b  以聚马来酸酐与步骤a获得的聚酰胺酸溶液在低于 80℃的温度反应，以制备聚马来酸酐的侧链接枝有-NH-CO-官能基以及羧酸基的寡聚合物；

c  添加一硅烷偶合剂；

d  于步骤c制得的溶液中加入催化剂进行化学合环反应；