CN101665013A - 具遮蔽性的聚酰亚胺膜及其应用与制备方法 - Google Patents

Abstract

具遮蔽性的聚酰亚胺膜及其应用与制备方法，涉及一种膜。提供一种可作为电路板覆盖膜的具遮蔽性的聚酰亚胺膜及其制备方法，以及具遮蔽性的聚酰亚胺膜的应用。具遮蔽性的聚酰亚胺膜设有材质为聚酰亚胺的本体层和具遮蔽性的呈色层，呈色层设置在本体层上，呈色层由高分子物料与分散于该高分子物料中的呈色剂组成，或呈色层由高分子物料的前驱物与分散于该高分子物料中的呈色剂组成。选取聚酰亚胺本体层；将液态组成物涂布于聚酰亚胺本体层上，固化处理后得具遮蔽性的聚酰亚胺膜。可用于制备聚酰亚胺膜/基材积层材料，所述聚酰亚胺膜/基材积层材料包括基材和设置于该基材上的具遮蔽性的聚酰亚胺膜，具遮蔽性的聚酰亚胺膜的呈色层远离该基材设置。

Description

具遮蔽性的聚酰亚胺膜及其应用与制备方法

技术领域

本发明涉及一种膜，尤其是涉及一种具遮蔽性的聚酰亚胺膜及其制备方法与应用。

背景技术

通常，设在电路板上(参见图1)的线路系统1需要有覆盖在线路系统1上的覆盖膜2，以提供保护作用，避免线路氧化。该覆盖膜2一般包含有贴覆于该线路系统1上的粘胶单元21，以及藉由该粘胶单元21而固定于该线路系统1上的本体单元22。聚酰亚胺基于其良好的绝缘特性、耐热性与耐化性，而成为该本体单元22的常见材质，所形成的本体单元22呈黄色透明状。

而后来为了避免消费者或维修人员在将该电子产品加以拆卸后，对该繁杂的线路系统的布局所可能衍生出的任何负面视觉观感，并避免泄漏该布局可能涉及到的技术机密，该覆盖膜2的本体单元22的形态已演变到外观呈现出特定颜色(尤其是黑色、白色)且具遮蔽性，如图2所示的本体单元22’。

据悉，此类覆盖膜2’的本体单元22’的制备方式，主要是先视所欲呈现的颜色来选定呈色剂22’1，如白色呈色剂(例如二氧化钛)或黑色呈色剂(例如碳黑)，并与所选用的高分子物料22’2(常用者为聚酰亚胺)混合，而使所作出的本体单元22’除了呈现特定颜色外，亦具有遮蔽性，例如美国专利US 5031017、US 5078936所揭示的技术。

但当这些呈色剂22’1混合入高分子物料22’2后，却发现所形成的本体单元22’的机械性、电性能等特性，比原本其材质为纯高分子物料的本体单元22还要差，例如美国US 5078936在聚酰亚胺材料中添加碳黑而形成黑色聚酰亚胺，其聚酰亚胺绝缘特性的体积阻抗值即随着碳黑的添加量增加而降低；然而这些物性却又是一覆盖膜的本体单元所必须被高度要求的。

虽说尽可能地降低碳黑的添加量可使所形成出的覆盖膜具有尽量符合业界要求的物性表现，但该覆盖膜却相对地会有遮蔽性不足的现象产生。简言之，对于现有的覆盖膜而言，并无法同时兼顾良好的物性与遮蔽性；再者，此类覆盖膜的功效不佳，但售价却极高，因而不仅增加了电子产品制造产业在成本上的负担，而且原所存在的技术问题亦未被有效地解决。

由此可知，电子商品制造商对于一售价低且又能兼具有优异的遮蔽性与机械、电性等各式特质的覆盖膜，实存有一迫切的需求。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种可作为电路板覆盖膜的具遮蔽性的聚酰亚胺膜及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供具遮蔽性的聚酰亚胺膜的应用，制备一种聚酰亚胺膜/基材积层材料及其制备方法。

本发明所述的具遮蔽性的聚酰亚胺膜设有材质为聚酰亚胺的本体层和具遮蔽性的呈色层，呈色层设置在本体层上，呈色层由高分子物料与分散于该高分子物料中的呈色剂组成，或呈色层由高分子物料的前驱物与分散于该高分子物料中的呈色剂组成。

所述呈色层的厚度为1～3μm，最好为2～2.5μm，所述呈色层按质量比的含量为高分子物料或其前驱物∶呈色剂＝(1～10)∶1，最好为高分子物料或其前驱物∶呈色剂＝(1.5～8)∶1。所述本体层的厚度一般不作限定，可根据需要选定。

所述高分子物料并无特殊限制，较佳地是聚酰亚胺、芳香族聚酰胺(aromatic polyamide)、芳香族聚酰胺亚胺(aromatic poly(amide-imides))、芳香族聚恶二唑(aromaticpoly(1，3，4-oxadiazoles))、芳香族聚酰肼(aromatic polyhydrazides)或芳香族聚醚酰亚胺(aromaticpolyetherimide)等；所述高分子物料的前驱物为聚酰胺酸等，所述呈色剂为二氧化钛、氮化硼、碳黑、氮化铝等中的至少一种。

呈色层的透光度最好在1％以下。

本发明所述具遮蔽性的聚酰亚胺膜的制备方法包括以下步骤：

1)选取聚酰亚胺本体层；

2)将液态组成物涂布于聚酰亚胺本体层上，固化处理后，得具遮蔽性的聚酰亚胺膜。

所述液态组成物的组成及其按质量比的含量为高分子物料或其前驱物∶呈色剂＝(1～10)∶1，最好为高分子物料或其前驱物∶呈色剂＝(1.5～8)∶1。

所述液态组成物的粘度为200～3000cps，最好为500～1000cps。

本发明所述具遮蔽性的聚酰亚胺膜可用于制备聚酰亚胺膜/基材积层材料，所述聚酰亚胺膜/基材积层材料包括基材和设置于该基材上的具遮蔽性的聚酰亚胺膜，具遮蔽性的聚酰亚胺膜的呈色层远离该基材设置。

本发明所述聚酰亚胺膜/基材积层材料的制备方法包括以下步骤：

1)在基材上设置聚酰亚胺本体层；

2)在聚酰亚胺本体层上涂布液态组成物，固化处理后，得聚酰亚胺膜/基材积层材料。

本发明所述具遮蔽性的聚酰亚胺膜，由于将现有的用于电路板上的覆盖膜的本体单元，进一步地分隔成一较接近于该电路板的线路系统，但不含有呈色剂的本体层，与一较远离于该线路系统而藉以呈现特定颜色的呈色层；因此该本体层将会因无呈色剂的影响，而保留其原有的优异物性，而该呈色层则藉所含的呈色剂来展现遮蔽性，故本发明所述聚酰亚胺膜可同时保有优异的各项物理性质与遮蔽性，而发挥出比现有覆盖膜更为优异的功效。

附图说明

图1为现有的未具遮蔽性的聚酰亚胺膜的结构剖视示意图。

图2为现有的另一未具遮蔽性的聚酰亚胺膜的结构剖视示意图。

图3为本发明所述具遮蔽性聚酰亚胺膜实施例1的结构示意图。

图4为本发明所述具遮蔽性聚酰亚胺膜实施例2的结构以及所述聚酰亚胺膜/基材积层材料的结构示意图。

图5为本发明所述具遮蔽性聚酰亚胺膜实施例3的结构以及所述聚酰亚胺膜/基材积层材料的结构示意图。

图6为本发明所述聚酰亚胺膜/基材积层材料实施例4的结构示意图。

具体实施方式

在以下的说明内容中，类似或相同的组件是以相同的编号来表示，另为利于说明，图标中的各组件并未依实际比例绘制。

实施例1

参见图3，兹先举例说明本发明具遮蔽性的聚酰亚胺膜的数种结构型态。具遮蔽性的聚酰亚胺膜3包含有一本体单元31，其具有一其材质为聚酰亚胺的本体层311，与一设置在该本体层311上且具遮蔽性的呈色层312，该呈色层312是包含有一高分子物料3121，与一分散于该高分子物料3121中的呈色剂3122。

实施例2

参见图4，具遮蔽性的聚酰亚胺膜4与实施例1相似，亦包含有该本体单元31；其区别在于，实施例2更包含有一远离该呈色层312，并设置在该本体单元31上的粘胶单元41。该具遮蔽性的聚酰亚胺膜4可藉由该粘胶单元41而贴覆在该电路板的线路系统1上。

实施例3

参见图5，具遮蔽性的聚酰亚胺膜5与实施例2相似，亦包含有该本体单元31与粘胶单元41；其区别在于，实施例3更包含有一可移除地贴覆于该粘胶单元41上的离型单元51。

以下将举例说明本发明具遮蔽性的聚酰亚胺膜的其它相关细节。

为配合业界需求，较佳地，该呈色层的透光度是在1％以下。该呈色层中的高分子物料并无特殊限制，较佳地是聚酰亚胺、芳香族聚酰胺(aromatic polyamide)、芳香族聚酰胺亚胺(aromatic poly(amide-imides))、芳香族聚恶二唑(aromatic poly(1，3，4-oxadiazoles))、芳香族聚酰肼(aromatic polyhydrazides)或芳香族聚醚酰亚胺(aromatic polyetherimide)；另为降低该呈色层与该本体层之间的材料特异性差异，更佳地且如实施例中所示范的，该高分子物料是选用聚酰亚胺。

本发明可透过该呈色层中的高分子物料与该呈色剂两者间的用量比值，而选择性地使本发明聚酰亚胺膜的表面呈现出亮面或雾面效果。单就此两者的用量而言，若呈色剂的量相对地越少，则其所致的遮蔽性较低，故而使得本发明聚酰亚胺膜表面越具有亮面效果；相反，若呈色剂的量相对地越多，则本发明聚酰亚胺膜表面就越具有雾面效果。

按质量比，高分子物料或其前驱物∶呈色剂＝(1～10)∶1，最好为高分子物料或其前驱物∶呈色剂＝(1.5～8)∶1，本实施例中，高分子物料或其前驱物∶呈色剂＝4∶1。

另就本发明所使用的呈色剂而言，其是意指一用以使该呈色层显示出所欲的颜色与遮蔽性的物质，且需是在一400℃下仍可维持其稳定性质者。可自行依其需求(例如考虑颜色、遮蔽性)，而获得所欲的适性且适量的呈色剂。例如择自于二氧化钛、氮化硼(以上两者为若所欲的颜色是白色时)、碳黑(若当所欲的颜色为黑色时)、氮化铝(若当所欲的颜色为灰白色时)，或其等的一组合。然当是混合有不同呈色剂时，所呈现的颜色即为混入的呈色剂的共同表现，例如将二氧化钛与碳粉混合使用，则所呈现的颜色即为灰色。

为符合目前电子产品制造产业的要求，较佳地，本发明聚酰亚胺膜是呈黑色或白色。故较佳地，该呈色剂是碳粉或二氧化钛，如以下本发明制备方法实施例中所示范者。

该呈色层具有较大厚度时，本发明聚酰亚胺膜当可具有较佳的遮蔽性，然若过厚，则其与该本体层之间的附着性会较差。在各种考虑的下，较佳地，该呈色层的厚度为1～3μm；最好为2～2.5μm。在以下本发明制备方法实施例中，所获得的呈色层厚度是2μm。

而就本发明第一目的的聚酰亚胺膜，其制备方法包含：预备一用以作为该本体层的聚酰亚胺本体，继而使液态组成物涂布于该本体上，经固化处理后，获得包含有该本体层，与一由该液态组成物所形成出的呈色层的聚酰亚胺膜；其中，该液态组成物包括有该高分子物料或其前驱物，与分散于其中的该呈色剂。

该用以作为本体层的聚酰亚胺本体，是可为市售或自行制备，后者即为以下本发明制备方法实施例中所使用的。为使所形成出的该呈色层是包含有一高分子物料，以及分散于该高分子物料中的呈色剂，故本发明方法中所使用的液态组成物，除了含呈色剂以外，当其所含有的高分子物料(例如聚酰亚胺)或者其对应的前驱物是固体时，该液态组成物即更包含有一用以溶解该高分子物料或其前驱物的溶剂。基于该呈色层中的高分子物料较佳者为聚酰亚胺，则该液态组成物亦可另择地以其前驱物一聚酰胺酸为成分之一，继而藉该固化处理而使其环化为聚酰亚胺；有关于当该液态组成物之后所需进行的固化处理的细部操作条件，系与未含有该呈色剂时相同，故此等技术细节在高分子化学领域中已是熟知，因而不予赘述。

另在本发明聚酰亚胺膜的制备方法中，该液态组成物所使用的呈色剂种类、该高分子物料或其前驱物与该呈色剂间的含量比值等细节与相关建议，是与先前本发明聚酰亚胺膜中所提及者一致，不予赘述。然而，为便于操作，建议该液态组成物的粘度为200～3000cps，最好为500～1000cps。在以下本发明实施例中，该液态组成物的粘度为1500～2000cps。

本发明聚酰亚胺膜/基材积层材料相较于目前已知的聚酰亚胺膜/基材积层材料，其最主要的技术特征是在于该聚酰亚胺膜为上述的本发明聚酰亚胺膜，且其呈色层是远离该基材地设置。而本发明一较佳实施例的聚酰亚胺膜/基材积层材料6可参见图6，该实施例6是包含有基材61，与一设置于该基材61上的本发明聚酰亚胺膜3(如图3中所示者)。

该基材61可选用的种类与现有的相同，而最常被选用者为铜箔。而当该聚酰亚胺膜是更包含有一设置于该基材与该本体层之间的粘胶单元时，则将构成本发明的另一实施例聚酰亚胺膜/基材积层材料7(如图4所示)。

而上述的如图6所示的本发明聚酰亚胺膜/基材积层材料6的制备方法，则包含：使一已设置于一基材上的用以作为该本体层的聚酰亚胺本体，被涂布上液态组成物，继而经固化处理以形成出该呈色层而获得该积层材料；其中，该液态组成物是包括有该高分子物料或其前驱物，与分散于其中的该呈色剂。

以下将以实施例进一步说明本发明聚酰亚胺膜的制备方法，惟该等实施例仅为例示说明的用，而非用以限制本发明。

实施例：

采用的化学品如下：

1)对苯二胺：购自ACROS公司，型号为130575000。

2)4，4’-二胺基二苯醚：购自ACROS公司，型号为104335000。

3)二甲基呋喃(NMP)：购自MERCK公司，型号为TN3001。

4)3，3’，4，4’-二苯基四羧酸二酐：购自ACROS公司，型号为105325000。

5)碳黑：购自DUGUSSA公司，型号为FW200。

6)1，4-双(4-胺基苯氧基)苯：购自TCI公司，型号为B1243。

7)4，4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐：购自TCI公司，型号为H0771。

8)二甲苯：购自ECHO公司，型号为XA-2101。

9)二氧化钛：购自ISK公司，型号为TTO-55S。

10)3，3′，4，4′-联苯四甲酸二酐：购自TCI公司，型号为B1326。

以下给出聚酰亚胺本体的制备方法。

取7.56g的对苯二胺、6g的4，4’-二胺基二苯醚，使其等溶解于172g的NMP中，待皆溶解后，加入29g的3，3′，4，4′-联苯四甲酸二酐，在25℃下历时24h以进行反应，生成粘度约为50000cps的聚酰胺酸。将该聚酰胺酸涂布于一铜箔基材上，继而以160℃、6min，以及350℃、60min的加热程序，使该聚酰胺酸环化而形成出一成薄膜态且其厚度为25μm的聚酰亚胺本体后，移除该铜箔，而得所欲的聚酰亚胺本体。

实施例1  制备黑色的本发明聚酰亚胺膜

取1g的对苯二胺、2g的4，4’-二胺基二苯醚溶于70g的NMP，待固体皆溶解后，加入5.9g的3，3’，4，4’-二苯基四羧酸二酐，继而在25℃下历时24h以进行反应，生成黏度约为2000cps的聚酰胺酸。

在该聚酰胺酸中加入其重量的25wt％的碳黑，待分散均匀后，将该液态组成物(其中的碳黑占20wt％)涂布在上述自制聚酰亚胺本体表面上，继而进行固化处理，以160℃预烘干后再经300℃的高温而使得该聚酰胺酸环化成聚酰亚胺，并获得其结构如图3所示的本发明聚酰亚胺膜；其呈色层的厚度是2μm。

实施例2  制备黑色的本发明聚酰亚胺膜

取5.8g的1，4-双(4-胺基苯氧基)苯与112gNMP混合并搅拌，待前者溶解后，加入8.82g的4，4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐并在25℃下，历时24h以进行化学反应，而生成聚酰胺酸，继而加入二甲苯(用以作为共沸剂)并升温至180℃以进行化学反应，历时24h后，形成粘度约为1500cps的聚酰亚胺溶液，之后在该溶液中加入碳黑至其于该液态组成物整体中所占的质量百分比为20wt％，并涂布于上述自制聚酰亚胺本体表面上，再于200℃施行该固化处理至固化，而获得另一其结构如图3所示的本发明聚酰亚胺膜；其呈色层的厚度是2μm。

实施例3  制备白色的本发明聚酰亚胺膜

以如实施例2所述的方式制备出粘度约为1500cps的聚酰亚胺溶液后，于其中添加等量的白色二氧化钛以使其在该液态组成物整体中所占的质量百分比为50wt％，并于均匀分散后，将该液态组成物涂布在上述自制聚酰亚胺本体上，经温度设定为200℃的固化处理而使其中的NMP挥发，即获得另一其结构如图3所示的本发明聚酰亚胺膜；其呈色层的厚度是2μm。

比较例

取与上述实施例1中相同的含有聚酰胺酸与碳黑且分散均匀的液态组成物，使其形成一膜，其厚度与上述实施例1、2聚酰亚胺膜的总厚度相同。

以下给出功效测试：

以实施例1与比较例所获得的聚酰亚胺膜，各依据IPC-TM-650 2.4.18.3来测试其机械特性，分别测试10次并将各自的平均结果列于表1。

表1

项目	实施例1	比较例
			抗张强度(MPa)	228	156
延伸率(％)	27	10

由表1数据可知，实施例1在抗张强度、延伸率的表现上，皆超出比较例甚多，而此测试结果亦显示，聚酰亚胺并不适合在掺混呈色剂后即直接以此组成物制备为一聚酰亚胺膜，因该呈色剂会显著地拉低了聚酰亚胺应有的性质表现，使得所获得的聚酰亚胺膜功效不彰。

故相对于比较例的目前广被使用的具遮蔽性聚酰亚胺膜，本发明聚酰亚胺膜显然基于其结构而呈现了更佳的功效，且其制备方式简便、制造成本低，故对于电子产品制造产业而言，当然是一更佳的选择。

综上所述，本发明藉由分隔为两相迭层体(一本体层与一迭置于其上的遮蔽层)的本体单元，来使得本发明聚酰亚胺膜可同时兼具优异的遮蔽性与例如抗张强度、延伸率等电路板制造商对于一覆盖膜所重视的物性，且本发明聚酰亚胺膜制备方法简单，就生产线布局上，也易整合于目前聚酰亚胺膜制造业者的既有生产线，故有利于实时地大量生产，且其产品的质量也相对地容易控制，而可大幅降低制备与品管成本。因此，本发明的技术概念确实能达成本发明的目的，解决了现有覆盖膜无法兼顾遮蔽性与物性的技术困扰，从而为电子产品制造产业提供了一功效佳(一并具有优异的遮蔽性与物性)，且成本较低的覆盖膜。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.具遮蔽性的聚酰亚胺膜，其特征在于设有材质为聚酰亚胺的本体层和具遮蔽性的呈色层，呈色层设置在本体层上，呈色层由高分子物料与分散于该高分子物料中的呈色剂组成，或呈色层由高分子物料的前驱物与分散于该高分子物料中的呈色剂组成。

2.如权利要求1所述的具遮蔽性的聚酰亚胺膜，其特征在于所述呈色层的厚度为1～3μm，所述呈色层按质量比的含量为高分子物料或其前驱物∶呈色剂＝(1～10)∶1。

3.如权利要求1所述的具遮蔽性的聚酰亚胺膜，其特征在于所述高分子物料选自聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺亚胺、芳香族聚恶二唑、芳香族聚酰肼或芳香族聚醚酰亚胺；所述高分子物料的前驱物为聚酰胺酸。

4.如权利要求1所述的具遮蔽性的聚酰亚胺膜，其特征在于所述呈色剂为二氧化钛、氮化硼、碳黑、氮化铝中的至少一种。

5.如权利要求1所述的具遮蔽性的聚酰亚胺膜，其特征在于呈色层的透光度在1％以下。

6.如权利要求1所述的具遮蔽性的聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)选取聚酰亚胺本体层；

2)将液态组成物涂布于聚酰亚胺本体层上，固化处理后，得具遮蔽性的聚酰亚胺膜。

7.如权利要求6所述的具遮蔽性的聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于所述液态组成物的组成及其按质量比的含量为高分子物料或其前驱物∶呈色剂＝1～10∶1。

8.如权利要求6所述的具遮蔽性的聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于所述液态组成物的粘度为200～3000cps。

9.如权利要求1所述具遮蔽性的聚酰亚胺膜用于制备聚酰亚胺膜/基材积层材料，所述聚酰亚胺膜/基材积层材料包括基材和设置于该基材上的具遮蔽性的聚酰亚胺膜，具遮蔽性的聚酰亚胺膜的呈色层远离该基材设置。

10.如权利要求9所述聚酰亚胺膜/基材积层材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在基材上设置聚酰亚胺本体层；

2)在聚酰亚胺本体层上涂布液态组成物，固化处理后，得聚酰亚胺膜/基材积层材料。

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