[发明专利]改进光敏聚酰亚胺的伸长率的扩链剂及其配制物

说明书

公开了光敏聚合物配制物、材料和这种材料的用途。本公开的实施方案提供具有扩链剂的光敏聚酰亚胺材料及其改进聚酰亚胺材料的伸长率和可成型性的配制物，以及这种聚合物材料的制备方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年6月28日提交的美国临时专利申请序列号62/868,761和2020年1月17日提交的美国专利申请序列号16/746,695的权益和优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的实施方案总体涉及光敏聚酰亚胺配制物、其材料和用途。更具体地，本公开的实施方案涉及具有扩链剂的光敏聚酰亚胺材料和改进该聚酰亚胺材料的伸长率和可成型性的其配制物，以及其制备方法。

背景技术

诸如印刷电路板等的电子电路被用于广泛的部件中，并且通常包括导电层和绝缘层。例如，在磁盘驱动器工业中，弯曲部(flextures)是这样的结构：其在旋转圆盘附近灵活地支撑读/写换能器，同时还支撑用于向换能器传导电信号并传导来自换能器的电信号的柔性电路。在一些结构中，包括不锈钢层，有时作为基础层，在该不锈钢层上形成有各种绝缘层和导电层。

在电子电路的制造中，聚合物材料被广泛用作涂覆在金属层上的绝缘层。为了产生某些电子部件，使用光刻和蚀刻技术使导电层和绝缘层图案化，并因此需要光敏聚合物材料。已经发现聚酰亚胺材料在电子部件的制造中用作光敏聚合物材料。合适的聚酰亚胺材料必须在初始制造过程期间以及随后的后续加工和使用期间都满足许多参数和性质。

在某些情况下，电子部件的制造需要在装置被初始加工之后进行机械成型，并且在这样的情况下，需要对涂覆在金属零件上的固化聚合物层进行成型。成型可包括将涂覆有聚合物的金属零件弯曲直至大约90度的角度。随着装置占用面积的减小，小的成型半径是特别期望的。

当装置经受成型(例如，装置的弯曲)时，聚合物涂层在成型区域中被拉长。聚合物涂层的成型提出了许多挑战。部件或装置通常包括涂覆在金属层诸如不锈钢上的聚合物层。在最初制造时，装置中的金属层处于中性轴状态，其中金属层既不处于拉伸也不处于压缩。在这一阶段，聚合物层将已经固化。接下来，使该装置成型或弯曲，这使得聚合物层在成型区域中拉长。随着成型区域的半径继续减小，成型区域中的聚合物伸长率继续增加。

如果在成型过程期间超过了聚合物极限应变，则聚合物层中会出现裂纹，并且聚合物材料将失效。这是一个严重的问题，并严重限制了光敏聚合物材料在这种成型装置应用中的应用。在成型后聚合物层的常见失效模式包括聚合物层中的完全断裂和聚合物层中的部分断裂，二者分别在于金属层上方形成的聚合物层中和独立式聚合物层中。成型的聚合物层中的这种完全和部分断裂是灾难性的，并且可能使装置无法使用。

该问题在传统聚合物材料中普遍存在。在溶剂显影步骤期间，非常低分子量的聚合物配制物趋于严重破裂。另一方面，已知较高分子量的聚合物在成型后表现出更好的伸长率和可成型性。然而，当需要光敏材料时，高分子量光敏聚合物难以加工或加工不切实际。举例来说，但不限于，通常认为高分子量聚合物具有约40,000和以上的平均分子量。高分子量聚合物表现出负面地影响初始制造步骤，特别是光刻加工步骤的性质。例如，高分子量光敏聚合物通常表现出非常高的粘度和/或低的固体含量。过滤是非常耗时且昂贵的。光刻对比度和显影速度是差的。因此，高分子量光敏聚合物不适合用于固化步骤之前的初始加工步骤。

因此，该问题高度复杂，并且当前可用的聚合物材料基本上不合适。因此，迫切需要新的发展。

发明内容

广泛地，本公开的实施方案提供了光敏聚合物配制物、材料以及该材料的用途。更具体地，本公开的实施方案提供具有潜在扩链剂的光敏聚酰亚胺材料及其改进聚酰亚胺材料的伸长率和可成型性的配制物，以及该聚合物材料的制备方法。