[发明专利]一种无胶柔性覆铜板的制备方法

说明书

本发明公开了一种无胶柔性覆铜板的制备方法。具体包括一种热塑性聚酰亚胺薄膜的结构通式及其制备方法，基于所述热塑性聚酰亚胺薄膜制备的无胶柔性覆铜板及其制备方法。本发明克服了PI薄膜的热塑性与其高T_g、热塑性与其低CTE之间存在的相互制约关系，制备的PI薄膜具有优良的综合性能，包括良好的热塑性、高T_g、低CTE以及与铜箔间良好的粘接强度，由其制备的无胶柔性覆铜板外观平整，具有轻、薄、柔软及可挠曲等优点，可以应用于微电子、光电子、可穿戴电子产品等器件。

技术领域

本发明属于功能性聚酰亚胺薄膜制备技术领域，具体涉及一种热塑性聚酰亚胺薄膜及由其制备的无胶柔性覆铜板。

背景技术

近年来，柔性覆铜板(flexible copper clad laminate，FCCL)在电子与显示工业中的应用越来越广泛。FCCL通常是指在聚合物绝缘基膜上覆以铜箔而构成的可弯曲的层状复合材料。用FCCL制作的柔性印制电路板(FPC)具有轻、薄、柔软及可挠曲等优点，广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑、穿戴型电子产品等便携式电子设备以及液晶电视、仪器仪表等领域。传统FCCL采用聚酰亚胺(PI)/胶粘剂/铜箔构成3层结构，其中胶粘剂层为丙烯酸酯、环氧树脂等热固性树脂，其耐热性和尺寸稳定性较差，在高温时胶粘剂劣化，致使线路板翘曲、分层。近年来发展的新型FCCL不再使用胶粘剂，仅由PI和铜箔构成。这种无胶粘剂型FCCL的热稳定性和尺寸稳定性更高，厚度更薄，在先进集成电路封装以及可穿戴显示等高技术领域中得到了广泛的应用。

在双层无胶FCCL中，PI薄膜兼有绝缘基膜和粘接剂的功能，因此必须同时满足绝缘性、尺寸稳定性、热性能、力学性能和粘接性能的要求。尺寸稳定性方面，为了防止最终的FCCL发生翘曲等不良现象，要求PI绝缘基膜的热膨胀系数(CTE)要尽量与铜箔(CTE：～17ppm/℃)匹配。粘接性能方面，为了使PI基膜与铜箔能够较好地复合在一起，要求PI基膜具有良好的热塑性(可高温模压)以及与铜的粘接力尽可能高。耐热性能方面，为了保证最终的FCCL具有优异的热稳定性，在保证热压工艺的前提下，要求PI基膜的玻璃化转变温度(T_g)要尽可能高。因此，研制开发兼具良好热塑性、高T_g、低CTE以及高粘附力的PI基膜对于FCCL的发展具有重要的意义。

一般而言，PI薄膜的热塑性与其高T_g、热塑性与其低CTE之间往往存在着相互制约的关系，提高PI薄膜热塑性的手段，包括引入柔性醚键(-O-)、砜基(-SO2-)基等基团，往往会降低薄膜的T_g，尤其是会提高薄膜的CTE值。例如，CN1869103报道了一类热塑性PI薄膜，该薄膜是采用柔性二胺，双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜(BAPS-m)与芳香族四酸二酐聚合反应制备的。BAPS-m与均苯四酸二酐(PMDA)制备的热塑性PI薄膜的T_g为308.16℃，但CTE高达61.56ppm/℃；而BAPS-m与3,3',4,4'-联苯四酸二酐(sBPDA)制备的热塑性PI薄膜的T_g为247.73℃，但CTE高达51.56ppm/℃。为了制得低CTE的热塑性PI薄膜，人们往往采用刚性二酐单体与柔性二胺单体和刚性二胺单体进行共聚。例如，CN105348528公开了一种热塑性聚酰亚胺薄膜及其制备方法。该薄膜采用刚性二酐3,3',4,4'-联苯四酸二酐(sBPDA)与柔性二胺2,2'-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)和另外一种刚性芳香族二胺，2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑共聚制得聚酰胺酸(PAA)溶液，然后将该溶液涂覆于铜箔上，高温亚胺化后制得FCCL。该薄膜的CTE(50-250℃)为17-19ppm/℃，与铜箔的剥离强度为0.8N/mm。虽然该热塑性PI薄膜具有较低的CTE值，但与铜箔的粘接力1.0N/mm，难以满足高性能FCCL的应用需求(PI/Cu1.0N/mm)。