[发明专利]用于石墨化的聚酰亚胺膜有效

专利信息
申请号: 201911168723.1 申请日: 2019-11-25
公开(公告)号: CN112831181B 公开(公告)日: 2023-08-01
发明(设计)人: 吴家浩;蔡孟颖;赖昱辰;苏康扬 申请(专利权)人: 达迈科技股份有限公司
主分类号: C08L79/08 分类号: C08L79/08;C08L77/00;C08K3/32;C08L23/06;C08L91/06;C08J5/18;C01B32/205
代理公司: 北京律和信知识产权代理事务所(普通合伙) 11446 代理人: 苏捷;刘兴
地址: 中国台*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 石墨 聚酰亚胺
【说明书】:

发明提供一种用于石墨化的聚酰亚胺膜,其包括有由二胺与二酸酐单体聚合而成的聚酰亚胺聚合物;一无机微粒,其重量占该膜总重量的0.50wt%以下;一有机微粒,其重量占该膜总重量的0.05wt%以上,且有机微粒的中位粒径(D50)为1~20微米,最大粒径(Dmax)小于30微米;及使该聚酰亚胺膜的核心部空隙容积(core void volume,Vvc)高于0.040立方微米/平方微米(μmsupgt;3/supgt;/μmsupgt;2/supgt;),使其在石墨化过程中避免沾黏与异色的生成。

【技术领域】

本发明关于一种用于石墨化的聚酰亚胺膜,该膜经过高温制程后可得一具有良好外观及热扩散特性的石墨膜。

【背景技术】

轻薄化的行动装置开发已是目前电子产品的发展趋势,电子元件缩减体积使元件做紧密的堆积,因此芯片、背光模块及电池等的散热问题成为重要的议题。在导热、散热效能要求逐渐严苛时,人造软性石墨膜的问市让这些问题得以有解决方案。人造石墨膜相较于传统金属铜或铝散热材料,具有更好的热传导性、柔软性及较低的密度(轻量化),让石墨膜在行动装置上被大量地使用。

高导热人造石墨膜在制造上是将高芳香结构高分子薄膜经过一串的高温裂解反应与原子重新排列过程而成,这些高温处理过程被称为碳化与石墨化。碳化制程的主要功能为热裂解非碳元素,处理温度约在500-1500℃之间。石墨化的功用则是通过高温来推动碳原子,使碳原子重新排列而形成连续有序的层状结构,该过程会扮随着发泡的现象,而形成发泡石墨层结构,其操作温度发生在2000-3000℃间。对所得到的发泡石墨膜进行轧延处理后可获得具有柔软性的石墨膜,以适合于电子设备中的散热及电磁波遮蔽层。

已知石墨膜的制造工艺是将高分子膜,尤其是聚酰亚胺膜,经由裁切为片状,以多片相叠后为一层,再以石墨垫片将聚酰亚胺膜各层分隔后进行热处理,称之叠烧;又例如,将聚酰亚胺膜以大于5公尺的卷状膜进行热处理,称之卷烧。不论是叠烧或卷烧,为了提高石墨膜单位批次的产能,通常利用提高每炉次的入料量,如此必须提高炉内原料膜的填充密度并压缩膜与膜之间的空间,造成碳化过程中焦油排出的阻碍,此现象造成石墨膜的膜与膜间的沾粘、破损、表面的色差现象,如附图1中10所示。

在过去,为了改善前述现象,通常利用添加一定比例的无机微粒,提高膜面的表面粗糙度,使该高分子膜与膜之间具有抗静电吸附的效果。然而,其缺点为,为达到抗静电吸附效果的无机微粒添加量而造成的石墨化后的热扩散特性下降。

无机微粒于聚酰亚胺膜中的功能,除了避免上述的静电吸附外,也可做为帮助石墨发泡的发泡剂。适量无机微粒可使聚酰亚胺膜石墨化时顺利发泡,发泡后的石墨膜经由辗压后具有较佳的柔韧性。然而无机微粒的存在,在石墨化过程中,非碳的异原子会掺杂于晶格中或晶格间隙中,使石墨膜结构产生缺陷,导致石墨导热性质下降,因此通常不会添加超过聚酰亚胺膜总重量的1wt%。

然而,上述有限的无机微粒添加量却无法达到有效的抗沾黏效果。且无机微粒通常比重较高,不易于膜面产生粗糙状,因此提高其添加比例不但无法有效降低聚酰亚胺膜与膜之间的静电吸附,还会使石墨膜的特性下降。

此外,提高无机微粒粒径虽也可微幅提升抗静电的效果,但较大粒径的无机微粒会造成石墨膜表面突起的凸点或亮点,对外观产生不良影响。

【发明内容】

本发明用于石墨化的聚酰亚胺膜,其包括有:由二胺与二酸酐单体聚合而成的聚酰亚胺聚合物;一无机微粒,其重量占该膜总重量的0.50wt%以下;一有机微粒,其重量占该膜总重量的0.05wt%以上,且有机微粒的中位粒径(D50)为1~20微米,最大粒径(Dmax)小于30微米;及使该聚酰亚胺膜的核心部空隙容积(core void volume,Vvc)高于0.040立方微米/平方微米(μm3/μm2)。

本发明的效果在于:改善聚酰亚胺膜石墨化后发生沾黏与异色的现象,并且维持良好的热扩散性。

【附图说明】

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