[发明专利]聚酰亚胺膜的制造方法与使用其的石墨膜的制造方法

说明书

本发明公开了一种使用聚酰亚胺膜的制造方法的石墨膜的制造方法，首先混合一二胺、一溶剂与一催化剂以形成一含有催化剂的二胺溶液。接着，混合一四羧酸二酐与含有催化剂的二胺溶液以形成一含有催化剂的聚酰胺酸溶液。接着，加热含有催化剂的聚酰胺酸溶液以形成一含有催化剂的聚酰胺酸膜。接着，亚胺化含有催化剂的聚酰胺酸膜以形成一聚酰亚胺膜。最后，加热聚酰亚胺膜以形成一石墨膜。亚胺化含有催化剂的聚酰胺酸膜以形成聚酰亚胺膜的步骤受催化剂催化，催化剂为三级胺。

技术领域

本发明是关于一种聚酰亚胺膜的制造方法与使用其的石墨膜的制造方法，特别是一种可供制造具有优异热传导性能的石墨膜所使用的聚酰亚胺膜的制造方法，以及使用此聚酰亚胺膜制造具有优异热传导性能的石墨膜的制造方法。

背景技术

随着电子产品的效能快速提升，如何满足电子产品的散热需求成为一个重要的议题。一般电子产品中使用的散热材料或导热材料为铜，铜的热传导系数约为400W/m-K。具有轻量化需求的电子产品中常使用的散热材料或导热材料为铝，铝的热传导系数约为200W/m-K。由于以天然石墨制备的石墨膜是一种低密度且具有高热传导性、可挠性以及电磁屏蔽性的材料，其热传导系数约为300W/m-K。因此，石墨膜作为散热材料或导热材料也被广泛的使用于各式电子产品中。天然石墨制备的石墨膜主要是由天然石墨薄片(graphite flake)或其他天然石墨材料，经筛选、酸化、高温膨胀及轧延等制造过程后，天然石墨制备的石墨膜是由一片一片的天然石墨压合而成，因此石墨层结构排列松散不连续、晶格缺陷多、孔隙多易吸水使得其热传导系数仅介于200至400W/m-k之间，且其结构强度不佳而易于出现破裂或掉粉的情况，增加了电子产品发生短路的风险。

鉴于使用前述天然石墨膜的缺点，业界开始以人造石墨膜取代天然石墨膜作为电子产品的散热部件。人造石墨片与天然石墨片在制造用的原料、整体结晶性、机械性质与热传导性能均有明显差异。人造石墨片通常以聚酰亚胺(polyimide，PI)做为制造用原料，通过碳化及石墨化制造过程使聚酰亚胺热裂解而留下碳原子。接着，碳原子在高温下重新排列而形成连续有序且接近完美的层状石墨晶体结构。如此一来，人造石墨片具有较天然石墨片优异的机械性质与热传导性能。

然而，随着电子产品效能快速提升，以及电子产品的体积大幅缩小，铜、铝、一般天然石墨所制备的石墨膜的导热能力以及目前现有的聚酰亚胺膜所制备的人造石墨膜的导热能力已无法满足微型化电子产品的散热需求。因此，如何提升石墨膜的热传导性能，是目前亟需解决的问题之一。

发明内容

本发明提供一种聚酰亚胺膜的制造方法与使用其的石墨膜的制造方法，特别是一种聚酰亚胺膜的制造方法，以及使用此聚酰亚胺膜制造具有优异热传导性能的石墨膜的制造方法，用以解决目前电子产品中散热材料导热能力不足的问题。

本发明一实施例公开一种聚酰亚胺膜的制造方法，包括混合一二胺、一溶剂与一催化剂以形成一含有催化剂的二胺溶液；混合一四羧酸二酐与含有催化剂的二胺溶液以形成一含有催化剂的聚酰胺酸溶液；加热含有催化剂的聚酰胺酸溶液以形成一含有催化剂的聚酰胺酸膜；以及亚胺化含有催化剂的聚酰胺酸膜以形成一聚酰亚胺膜。亚胺化含有催化剂的聚酰胺酸膜以形成聚酰亚胺膜的步骤中，通过加热脱水与催化剂共同催化固态的含有催化剂的聚酰胺酸膜进行亚胺化以形成固态的聚酰亚胺膜，且催化剂为三级胺。

本发明另一实施例公开一种聚酰亚胺膜的制造方法，包括混合一二胺、一四羧酸二酐、一溶剂与一催化剂以形成一含有催化剂的聚酰胺酸溶液；加热含有催化剂的聚酰胺酸溶液以形成一含有催化剂的聚酰胺酸膜；以及亚胺化含有催化剂的聚酰胺酸膜以形成一聚酰亚胺膜。亚胺化含有催化剂的聚酰胺酸膜以形成聚酰亚胺膜的步骤中，通过加热脱水与催化剂共同催化固态的含有催化剂的聚酰胺酸膜进行亚胺化以形成固态的聚酰亚胺膜，且催化剂为三级胺。

本发明再一实施例公开一种石墨膜的制造方法，包括使用前述任一实施例的聚酰亚胺膜的制造方法制备一聚酰亚胺膜；以及加热聚酰亚胺膜以形成一石墨膜。