[发明专利]一种FCCL用掺杂型聚酰亚胺复合薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合薄膜制备领域，具体涉及一种掺杂型聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，该复合薄膜可用作电子封装材料，广泛应用于FPC、FCCL等电子元器件领域中。

背景技术

随着集成电路产业的不断发展，高性能电子封装技术形成了与之相适应的高新技术产业。电子设备的小型化趋势带动了FPC技术向高效率、高密度方向发展，高密度意味着精细线路、微小孔和多层布线，这要求薄膜具有低热膨胀系数、高可靠性、高强度以及良好的加工性能等。一般而言，铜箔与多层聚酰亚胺(PI)薄膜粘合制成FCCL，其在制造以及使用过程中经历多次热循环作用，由于材料热膨胀系数的不匹配性会产生结构内应力。而当这种内应力比较大时，就会导致无机基材与高分子涂层之间发生翘曲、龟裂、剥离，甚至使焊点发生塑性变形导致断裂等等，严重影响了FCCL的可靠性及稳定性。因此，聚酰亚胺薄膜需要具有与铜箔相近的热膨胀系数以及良好的耐热性能。

通常合成的聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数(CTE)大概为80×10^-6K^-1左右，而无机金属芯片等电子元器件材料的热膨胀系数通常为15-20×10^-6K^-1。降低聚酰亚胺薄膜热膨胀系数的有效方法包括有机硅氧烷改性、共聚物掺杂、无机材料掺杂等。曹峰等人制备了PI／SiO₂杂化膜，并且随着杂化因子SiO₂的加入，杂化膜的耐热性能增强，热膨胀系数降低，约为39.9×10^-6K^-1。俄罗斯Bershtein等研究了无机掺杂材料SiO₂对PI／SiO₂杂化膜的分子动力学及热稳定性的影响，结果显示，随着SiO₂的含量增大，分子链运动能力下降，表现为杂化膜的热膨胀系数减小；但是掺杂SiO₂的杂化膜具有较差的热加工性能。Ker-Ming Chen将共聚高分子体系对苯二胺／4,4'-二氨基二苯醚／联苯四甲酸二酐在不同温度下固化制备高强度聚酰亚胺薄膜，结果表明，若想制备具有强结晶构造或者链间反应、高堆积密度的高机械性能薄膜，应该升高固化温度并延长固化时间；然而这种处理工艺则对设备要求比较苛刻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于FCCL的掺杂型低热膨胀系数聚酰亚胺复合薄膜的制备方法。

本发明的基本原理是通过掺杂具有良好介电性能、优异化学稳定性的钼酸锆(ZrMo₂O₈)粉末，制备出低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下：一种FCCL用掺杂型聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：

1)将一定量的二胺单体溶于有机溶剂中，充分搅拌使之溶解得二胺溶液；

2)向步骤1)中的二胺溶液中加入掺杂试剂钼酸锆(ZrMo₂O₈)，用高速剪切分散器充分搅拌使之分散均匀得混合体系；

3)将与二胺摩尔比为1：1的二酐分三次加入到步骤2)的混合体系中，控制反应温度为45-55℃，搅拌反应8-12小时，合成掺杂ZrMo₂O₈的聚酰胺酸(PAA)树脂；

4)将步骤3)中的PAA树脂在玻璃板上刮制成树脂层，于100-180℃烘干成膜；

5)将步骤4)中的膜于320-450℃进行亚胺化处理，得掺杂型聚酰亚胺复合薄膜。

优选的，所述步骤1)中的二胺单体为芳香二胺，优选对苯二胺、联苯二胺、4，4’-二氨基二苯醚。

优选的，所述步骤1)中的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)。

优选的，所述步骤1)中的二胺溶液的浓度为0.08g／mL。

优选的，所述步骤2)中的混合体系中ZrMo₂O₈的重量百分比为5-15wt％。

优选的，所述步骤3)中的二酐为芳香二酐，优选二苯甲酮四酸二酐(BTDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、联苯四羧酸二酐(BPDA)。