CN102555348A - 无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜,包括铜箔层、及分别覆盖在所述铜箔层两面的两层热固性聚酰亚胺膜层。本发明的无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜,具有良好的导热性与散热性,采用该保护膜生产无胶双面挠性覆铜板时,可大大提高生产效率。本发明还涉及一种无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜的制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种挠性覆铜板生产用保护膜,尤其涉及一种无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜及其制造方法。
背景技术
近年来,随着智能手机的迅速发展,市场对无胶双面挠性覆铜板的需求越来越强烈,对成本压力需求很大,需要想尽各种方法进行降低成本。中国专利ZL200480039157.X号公开了一种无胶双面挠性覆铜板的生产方法。它是采用一种热固性保护膜、铜箔、有粘接性的复合聚酰亚胺膜、铜箔和保护膜经过双辊轴高温连续压制而成,通过适当调节前述五层材料的张力和调低复合车速,方可得到表面良好的无胶双面挠性覆铜板。然而,在实际生产过程中,保护膜为热固性有机高分子材料,由于其导热性较差,高温压辊的热量通过保护膜传递给有粘接功能的聚酰亚胺膜产生熔化,这一过程需要较长时间,因此生产速度低下,而且五层组合材料经过高温压辊后,组合材料在保护膜的保护下,由于散热慢,冷却速度又慢,造成组合材料在高温下将保护膜与铜箔分离时很容易出现皱纹。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜,具有良好的导热性与散热性,采用该保护膜生产无胶双面挠性覆铜板时,可大大提高生产效率。
本发明的又一目的在于提供一种上述无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜的制造方法。
为实现上述目的,本发明提供一种无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜,包括铜箔层、及分别覆盖在所述铜箔层两面的两层热固性聚酰亚胺膜层。
所述铜箔层的厚度为18-105μm,所述热固性聚酰亚胺膜层的厚度为10-50μm。
所述无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜呈带状,卷曲成卷。
所述热固性聚酰亚胺膜层由PAA溶液经烘干后在180℃-360℃亚胺化制成,所述PAA溶液所包括组份及其重量份数如下:100份p-PDA;30-60份ODA;200-300份BPDA;65-80份PMDA;及1600-3000份DMAC。
所述热固性聚酰亚胺膜层的热膨胀系数为15-22ppm/K。
为实现上述目的,本发明还提供一种无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜的制造方法,包括如下步骤:
步骤1:提供铜箔并制备PAA溶液;
步骤2:在所述铜箔的一面涂覆步骤1所制备的PAA溶液,送入烘箱进行烘烤以烘干溶剂,获得单面具有PAA涂层的铜箔;
步骤3:在所述铜箔的另一面涂覆步骤1所制备的PAA溶液,送入烘箱进行烘烤以烘干溶剂,获得双面具有PAA涂层的铜箔;
步骤4:将步骤3获得的双面具有PAA涂层的铜箔送入烘箱进行亚胺化,在铜箔的两面分别形成热固性聚酰亚胺膜,制得所述保护膜。
制备PAA溶液时,通过将二胺和二酐单体,胺酐当量比为0.95-1.05,加入DMAC或NMP溶液中,在25℃配成固体含量为15-20%,恒温控制在氮气保护下反应4-8小时所制成。
所述PAA溶液所包括组份及其重量份数如下:100份p-PDA;30-60份ODA;200-300份BPDA;65-80份PMDA;及1600-3000份DMAC。
所述烘干溶剂在120℃-150℃-160℃温度梯度(3个温度值各表示什么?)连续烘箱中进行,所述亚胺化时烘箱的温度控制在180℃-360℃。
所述热固性聚酰亚胺膜的热膨胀系数为15-22ppm/K。
本发明的有益效果:本发明的无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜,中间为铜箔层,上下表面各覆盖一层热固性聚酰亚胺膜层,由于保护膜主体是由铜箔层构成,一方面,具有良好的导热性与散热性,采用该保护膜生产无胶双面挠性覆铜板时,可以提高压辊热传导给热熔性粘接层的速度,因此粘合效果好,从而可以提高车速,相对于传统采用热固性纯聚酰亚胺保护膜,采用本发明的保护膜生产无胶双面挠性覆铜板的生产效率至少可以提高20%以上,使昂贵的生产设备可以发挥更大的效益;另一方面,冷却速度也可以提高,组合材料在分离保护膜时,散热快,组合材料的温度也较低,分离时产品的表观质量可以提高;另外,由于含有铜箔层的复合保护膜的热膨胀系数(CTE)与无胶双面挠性覆铜板的铜箔的热膨胀系数17-18ppm/K很相近,因此,在辊压过程和冷却过程中,由于两者CTE相同,不容易出现冷却应力差,因而挠性板的表观不会出现皱纹,从而提高了产品的表观质量。
为更进一步阐述本发明为实现预定目的所采取的技术手段及功效,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,相信本发明的目的、特征与特点,应当可由此得到深入且具体的了解,然而附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图,通过对本发明的具体实施方式详细描述,将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中,
图1为本发明无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜的结构示意图;
图2为本发明无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜包括铜箔层11、及分别覆盖在所述铜箔层11两面的两层热固性聚酰亚胺膜层12。
所述铜箔层11的厚度为18-105μm,所述热固性聚酰亚胺膜层12的厚度为10-50μm,该两层热固性聚酰亚胺膜层12的厚度可以相同或者不相同,所述铜箔层11为压延铜箔或者电解铜箔。所述无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜呈带状,卷曲成卷。
所述热固性聚酰亚胺膜层12由聚酰亚胺预聚体(PAA)溶液经烘干后在180℃-360℃亚胺化制成,所述PAA溶液所包括组份及其重量份数如下:100份p-PDA;30-60份ODA;200-300份BPDA;65-80份PMDA;及1600-3000份DMAC。
所述热固性聚酰亚胺膜层12的热膨胀系数为15-22ppm/K,与铜箔层11的热膨胀系数17-18ppm/K接近。
请同时参阅图2,本发明无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜的制造方法,包括如下步骤:
步骤1:提供铜箔并制备聚酰亚胺预聚体(PAA)溶液;
步骤2:在所述铜箔的一面涂覆步骤1所制备的PAA溶液,送入烘箱进行烘烤以烘干溶剂,获得单面具有PAA涂层的铜箔;
步骤3:在所述铜箔的另一面涂覆步骤1所制备的PAA溶液,送入烘箱进行烘烤以烘干溶剂,获得双面具有PAA涂层的铜箔;
步骤4:将步骤3获得的双面具有PAA涂层的铜箔送入烘箱进行亚胺化,在铜箔的两面分别形成热固性聚酰亚胺膜,制得所述保护膜。
为了提高保护膜的重复使用次数和降低使用成本,本发明通过选择聚酰亚胺的单体和特定比例,合成出特定功能的PAA溶液,经亚胺化后而成的聚酰亚胺膜的热膨胀系数(CTE)为15-22ppm/K,与无胶双面挠性覆铜板的铜箔的CTE17-18ppm/K很接近,因此该保护膜的加温和冷却时都不会在大结构内造成很大的应力,从而提高保护膜的使用次数,降低保护膜的使用成本。
制备PAA溶液时,是由二胺和二酐单体,在胺酐当量比为0.95-1.05,在二甲基乙酰亚胺(DMAC)或N甲基吡咯烷酮(NMP)溶液中在25℃左右,配成固体含量为15-20%,恒温控制在氮气保护下反应4-8小时所制成。所述二胺可以是对苯二胺(p-PDA)、对二苯醚二胺(ODA)或其它带二胺结构的单体或其混合物,二酐单体可以是对联苯四甲酸二酐(BPDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)等二酸酐单体或混合物。二胺单体或混合物与二酐单体或混合的组合原则是使合成的PAA溶液经亚胺化完全后所形成的热固性聚酰亚胺膜的CTE为15-22ppm/K,以与无胶双面挠性覆铜板的铜箔的CTE接近。
优选地,所述PAA溶液包括组份及其重量份数如下:100份p-PDA;30-60份ODA;200-300份BPDA;65-80份PMDA;及1600-3000份DMAC。制备时,先将p-PDA和ODA溶解在DMAC中,再一边搅拌一边加PMDA和BPDA,加完后,在氮气保护下反应4-6小时得到所述PAA溶液。
所述烘干溶剂在120℃-150℃-160℃温度梯度连续烘箱中进行,所述亚胺化时烘箱的温度控制在180℃-360℃。
针对上述无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜及其制造方法,如下述实施例进一步给予详加说明与描述。
合成例:
先将147份p-PDA边搅拌边加到3400份DMAC中,再加入68份ODA,在25℃的恒温控制,在通氮气的情况下,逐步加入400份BPDA和73份PMDA,恒温控制下持续搅拌4小时得到PAA溶液,将PAA溶液静置消泡备用。
实施例:
将合成例制得的PAA溶液静置除泡后,在预定厚度的电解铜箔上面涂上一定厚度的涂层,经过120℃-150℃-160℃温度梯度连续烘箱将DMAC烘干,获得单面具有PAA涂层的铜箔,再在铜箔另一面控制厚度再涂上PAA溶液,经同样温度条件烘干,获得在铜箔双面具有PAA涂层的复合结构,再经过连续高温烘箱180℃-360℃亚胺化,获得复合结构的保护膜。
按照中国专利ZL800480039157.X号所公开的无胶双面挠性覆铜板的生产方式,采用本发明复合结构的保护膜代替热固性纯聚酰亚胺膜生产无胶双面挠性覆铜板,按如下应用例对无胶双面挠性覆铜板生产进行检验,结果见表1。
应用例1:
采用35μm电解铜箔,按实施例,在铜箔的一表面涂布PAA溶液,经烘干,得到涂布层厚度在48μm左右,再在铜箔的另一表面涂布PAA溶液,涂布层厚度为48μm左右,经过亚胺化后,获得聚酰亚胺(PI)+铜箔+聚酰亚胺(PI)(45μ+35μm+45μm)三层复合结构的保护膜,采用日本钟渊化学公司的TPI,型号为FRS422的粘接膜,铜箔为台湾南亚塑胶公司生产的厚度为12μm的NPV铜箔,以3.5米/分钟进行生产。按照中国专利ZL200480039157.X号所公开的无胶双面挠性覆铜板的生产方式,获得表观质量良好的无胶双面挠性覆铜板。
应用例2:
采用70μm电解铜箔,按照实施例,在铜箔的一表面涂布PAA溶液,经烘干,得到涂布层厚度27μm,再在铜箔的另一表面涂布PAA溶液,涂布层厚度为27μm,经过亚胺化后,获得聚酰亚胺(PI)+铜箔+聚酰亚胺(PI)(25μ+70μm+25μm)三层复合结构的保护膜,采用日本钟渊化学的TPI,型号为FRS422的粘接膜,采用台湾南亚塑胶公司生产的12μm厚的NPV铜箔,以4米/分钟进行生产。按照中国专利ZL200480039157.X号所公开的无胶双面挠性覆铜板的生产方式,获得表观质量良好的无胶双面挠性覆铜板。
应用例3:
采用105μm电解铜箔,按照实施例,在铜箔的一表面涂布PAA溶液,经烘干,得到涂布层厚度在11μm左右,再在铜箔的另一表面涂布PAA溶液,涂布层厚度为11μm左右,经过亚胺化后,获得聚酰亚胺(PI)+铜箔+聚酰亚胺(PI)(10μ+105μm+10μm)三层复合结构的保护膜,采用日本钟渊化学公司的TPI,型号为FRS422的粘接膜,铜箔为台湾南亚塑胶公司生产的12μm厚的NPV铜箔,以4.5米/分钟进行生产。按照中国专利ZL200480039157.X号所公开的无胶双面挠性覆铜板的生产方式,获得表观质量良好的无胶双面挠性覆铜板。
比较例1:
采用日本钟渊化学公司的125μm的NPI作为保护膜,粘接膜为日本钟渊化学的TPI,型号为FRS422的粘接膜,铜箔为台湾南亚塑胶公司生产的12μm厚的NPV铜箔,以3.5米/分钟进行生产,按照中国专利ZL200480039157.X号所公开的无胶双面挠性覆铜板的生产方式,获得无胶双面挠性覆铜板。
比较例2
采用日本钟渊化学的125μm的NPI作为保护膜,粘接膜为日本钟渊化学FRS422的TPI,型号为FRS422的粘接膜,铜箔为台湾南亚塑胶公司生产的18μm厚的NPV铜箔,以4米/分钟进行生产,按照中国专利ZL200480039157.X号所公开的无胶双面挠性覆铜板的生产方式,获得无胶双面挠性覆铜板。
表1应用例与比较例制造的无胶双面挠性覆铜板的性能
以上性能的测试方法如下:
(1)微气泡:将铜箔蚀刻后,用100倍放大镜检验板材次表观。
(2)剥离强度:按照IPC-TM-6502.4.9方法测试。
(3)耐浸焊性:按照IPC-TM-6502.4.13进行测试,温度设定为300℃,时间为30秒钟。
以上所述,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形,而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜,其特征在于,包括铜箔层、及分别覆盖在所述铜箔层两面的两层热固性聚酰亚胺膜层。
2.如权利要求1所述的无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜,其特征在于,所述铜箔层的厚度为18-105μm,所述热固性聚酰亚胺膜层的厚度为10-50μm。
3.如权利要求1所述的无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜,其特征在于,所述无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜呈带状,卷曲成卷。
4.如权利要求1所述的无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜,其特征在于,所述热固性聚酰亚胺膜层由PAA溶液经烘干后在180℃-360℃亚胺化制成,所述PAA溶液所包括组份及其重量份数如下:100份p-PDA;30-60份ODA;200-300份BPDA;65-80份PMDA;及1600-3000份DMAC。
5.如权利要求1所述的无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜,其特征在于,所述热固性聚酰亚胺膜层的热膨胀系数为15-22ppm/K。
6.一种无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:提供铜箔并制备PAA溶液;
步骤2:在所述铜箔的一面涂覆步骤1所制备的PAA溶液,送入烘箱进行烘烤以烘干溶剂,获得单面具有PAA涂层的铜箔;
步骤3:在所述铜箔的另一面涂覆步骤1所制备的PAA溶液,送入烘箱进行烘烤以烘干溶剂,获得双面具有PAA涂层的铜箔;
步骤4:将步骤3获得的双面具有PAA涂层的铜箔送入烘箱进行亚胺化,在铜箔的两面分别形成热固性聚酰亚胺膜,制得所述保护膜。
7.如权利要求6所述的无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜的制造方法,其特征在于,制备PAA溶液时,通过将二胺和二酐单体,胺酐当量比为0.95-1.05,加入DMAC或NMP溶液中,在25℃(最好是提供时间段,以扩大范围)配成固体含量为15-20%,恒温控制在氮气保护下反应4-8小时所制成。
8.如权利要求7所述的无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜的制造方法,其特征在于,所述PAA溶液所包括组份及其重量份数如下:100份p-PDA;30-60份ODA;200-300份BPDA;65-80份PMDA;及1600-3000份DMAC。
9.如权利要求7或8所述的无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜的制造方法,其特征在于,所述烘干溶剂在120℃-150℃-160℃温度梯度连续烘箱中进行,所述亚胺化时烘箱的温度控制在180℃-360℃。
10.如权利要求7所述的无胶双面挠性覆铜板生产用保护膜的制造方法,其特征在于,所述热固性聚酰亚胺膜的热膨胀系数为15-22ppm/K。
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