CN104541584A - 聚酰亚胺覆金属层压板 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及聚酰亚胺覆金属层压板。所述覆金属层压板具有金属箔和聚酰亚胺层。所述聚酰亚胺层具有衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺。所述聚酰亚胺覆金属层压板不具有介于所述金属箔和所述聚酰亚胺层之间的粘合剂层。

Description

聚酰亚胺覆金属层压板
技术领域
本公开整体涉及聚酰亚胺覆金属层压板。
背景技术
用于电路板构造的覆金属层压板通过利用其间的粘合剂层将聚酰亚胺膜层压到金属箔来构造。粘合剂层可由常规的粘合剂(丙烯酸酯、环氧化物、聚酰胺、酚醛树脂等)组成，其中所述粘合剂在金属箔层合期间固化。然而，这些常规的粘合剂常常不具有基础聚酰亚胺电介质的高温热稳定性，并且当经受升高的温度时，多层层压体结构中的粘合剂结合强度迅速劣化。由于这些粘合剂的高损耗角正切，这些粘合剂还示出在高速电路层中的高电损耗。
随着电子封装日益变得复杂，以及对于具有低CTE、低吸湿性、高温热稳定性和高模量的更薄、更小、轻量、柔性电子组件的需要，使得消除粘合剂层成为必需。
用于无粘合剂层压板的一种方式是用聚酰胺酸前体溶液的薄层在两个侧面上涂敷高模量聚酰亚胺膜芯层，干燥该层，最后将施涂的涂层酰亚胺化以形成热塑性聚酰亚胺。然后，用热和压力层压铜箔以产生双面覆铜层压板。
还可将聚酰亚胺前体直接涂覆到铜箔上，然后固化以产生在一个侧面上具有铜箔的聚酰亚胺膜。这是制备无粘合剂覆铜膜的常用方法，但可形成仅在一个侧面上具有铜的聚酰亚胺包覆体。制备无粘合剂聚酰亚胺覆铜层压板的另一种方法由标准刚性聚酰亚胺基膜开始。通常通过溅射或气相沉积来沉积薄金属层以改善金属和聚酰亚胺之间的粘附性。然后将铜电镀到达所需厚度以形成双面覆铜层压板。
这些方法中的每一种均遭受以下缺点中的一种或多种：相对于一个或多个金属箔层压到聚酰亚胺膜的必要的附加步骤，当使用粘合剂时金属箔对聚酰亚胺的较差的粘附性，多个聚酰亚胺层增加构造的总体厚度。
出于前述原因，存在对聚酰亚胺膜的需要，所述聚酰亚胺膜可直接层压/附着到金属箔上而不使用粘合剂，以提供具有低CTE、低吸湿性、高温热稳定性的较薄的柔性电子组件，同时维持良好的机械和电特性。
具体实施方式
定义
如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其他变型均旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括要素列表的方法、工艺、制品或设备不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的或该方法、工艺、制品或设备所固有的其它要素。此外，除非另外相反指明，否则“或”是指包含性的或，而不是指排它性的或。例如，以下中任一者均满足条件A或B：A是真的(或存在的)且B是假的(或不存在的)、A是假的(或不存在的)且B是真的(或存在的)、以及A和B都是真的(或存在的)。
另外，使用“一个”或“一种”来描述本发明的元件和组件。这样做仅是为了方便并且给出本发明的一般含义。该描述应被理解为包括一个或至少一个，并且除非明显地另有所指，单数还包括复数。
如本文所用，术语“二酸酐”旨在包括其前体、衍生物或类似物，其可能在技术上不是二酸酐，但是仍将与二胺反应以形成聚酰胺酸，所述聚酰胺酸可继而转化成聚酰亚胺。
如本文所用，术语“二胺”旨在包括其前体、衍生物或类似物，其可能在技术上不是二胺，但是仍将与二酸酐反应以形成聚酰胺酸，所述聚酰胺酸可继而转化成聚酰亚胺。
如本文所用，术语“聚酰胺酸”旨在包括衍生自二酸酐和二胺的组合并能够转化成聚酰亚胺的任何聚酰亚胺前体材料。
如本文所用，术语“膜”旨在表示自立式膜或(自承或非自承)涂层。术语“膜”与术语“层”互换使用。
如本文所用，术语“化学转化”或“化学转换”表示使用催化剂(促进剂)或脱水剂(或两者)将聚酰胺酸转化成聚酰亚胺并旨在包括部分化学转化的聚酰亚胺，其然后在升高的温度下干燥至固体含量大于98％。
如本文所用，术语“金属”旨在包括元素金属和金属合金。
如本文所用，术语“直接接触”旨在表示所述层在其界面处彼此接触，并且居间层诸如粘合剂层不存在。
当含量、浓度或其它数值或参数以范围、优选的范围或具有优选上限值和优选下限值的列表形式给出时，应将其理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任何配对形成的所有范围，无论范围是否单独公开。当本文描述数值范围时，除非另外指明，所述范围旨在包括其端点，以及所述范围内的所有整数和分数。应当了解，数值具有所提供的有效数字位数的精密度。例如，数字1应理解成涵盖0.5至1.4的范围，然而数字1.0应理解成涵盖0.95至1.04的范围，包括所述范围的端点。不旨在将本发明的范围限制为限定范围时详述的具体值。
在描述某些聚合物时，应当理解，有时申请人提及聚合物时使用的是用来制成它们的单体或用来制成它们的单体的量。尽管此类描述可能不包括用于描述最终聚合物的具体命名或者可能不含以方法限定产品的术语，但是除非上下文中另外指出或指明，对单体和量的任何此类提及应被解释为是指聚合物由那些单体制成。
本文的材料、方法和例子仅是例示性的，并且不旨在限制，除非具体指明。尽管可以使用与本文所述的那些类似的或等同的方法和材料，但合适的方法和材料是本文所描述的那些。
本公开涉及热固性聚酰亚胺膜，其可直接附着到金属上并具有良好的剥离强度而不需要附加的粘合剂层。就本公开而言，覆铜层压板的良好剥离强度为至少1N/mm。就本公开而言，表护层和粘合层的良好剥离强度为0.7至2N/mm。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺膜(聚酰亚胺层或聚酰亚胺表护层或聚酰亚胺粘合层或电绝缘层)包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺并且能够在340至400℃的层合温度下直接粘附到金属和其它聚合物上。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺膜(聚酰亚胺层或聚酰亚胺表护层或聚酰亚胺粘合层或电绝缘层)包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺并且能够在至少340、350、380、395或400℃的层合温度下直接粘附到金属和其它聚合物上。
因此，本公开的热固性聚酰亚胺可用于其中聚酰亚胺直接粘附到金属上是有益的，并且期望具有低CTE、低吸湿性的薄的柔性电子组件的任何应用中，诸如但不限于覆金属层压板、表护层和粘合层。
聚酰亚胺覆金属层压板
本公开的一个实施例是聚酰亚胺覆金属层压板，其包括金属箔和聚酰亚胺层。所述聚酰亚胺层具有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述金属箔直接接触，所述聚酰亚胺层包含：衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺。所述聚酰亚胺覆金属层压板不具有介于所述金属箔和所述聚酰亚胺层之间的粘合剂层。其中当在340℃或更高的温度和150psi(10.55Kg/cm)至400psi(28.13Kg/cm)的压力下将所述金属箔和所述聚酰亚胺层层压在一起时，所述聚酰亚胺覆金属层压板具有如根据IPC-TM-650-2.4.9d所测量的至少1.0N/mm的剥离强度，并且在一些实施例中为1至3N/mm。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺衍生自并包括以下物质中的任意两种：80、85和90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐，衍生自并包括以下物质中的任意两种：10、15和20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺覆金属层压板还包括与所述聚酰亚胺层的第二侧面直接接触的第二金属箔，并且其中所述聚酰亚胺覆金属层压板不具有介于所述第二金属箔和所述聚酰亚胺层之间的粘合剂层。
在一些实施例中，其中所述金属箔、第二金属箔和上述两者为铜。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺覆金属层压板包括：
a.金属箔；
b.聚酰亚胺层，所述聚酰亚胺层具有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述金属箔直接接触，所述聚酰亚胺层包含：衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺；以及
c.第二金属箔；
其中所述聚酰亚胺覆金属层压板不具有介于所述金属箔和所述聚酰亚胺层之间的粘合剂层；并且其中当在340℃或更高的温度和150psi(10.55Kg/cm)至400psi(28.13Kg/cm)的压力下将所述金属箔和所述聚酰亚胺层层压在一起时，所述聚酰亚胺覆金属层压板具有如根据IPC-TM-650-2.4.9d所测量的至少1.0N/mm的剥离强度。在一些实施例中，在340至400℃的温度下，将所述聚酰亚胺覆金属层压板层压在一起。
令人惊讶的是，本公开的聚酰亚胺具有与金属，以及与具有除去金属的暴露聚合物区的成像金属的良好剥离强度，而在340至400℃的温度下层压时，不需要粘合剂。聚酰亚胺层维持机械和电特性以及低CTE之间的良好平衡。不是所有低Tg聚酰亚胺均具有良好的剥离强度、特性与低CTE之间的平衡。
期望的电特性和机械特性将取决于材料将被用于的期望的最终用途。普通技术和实验在微调用于期望的最终用途的特性方面可能是必要的。一般来讲，良好的纵向(MD)拉伸模量大于2.75GPa，纵向拉伸强度大于125MPa，纵向伸长率大于25％，吸水性小于1.5％，100Hz下的介电常数小于3.5，并且损耗角正切低于0.006。
具有直接附着到金属箔的能力的聚酰亚胺单层的另一个优点是就小于25微米的厚度而言，能够比依赖于复杂的层组合体系的多层浇注膜更容易地通过单槽浇注模具来控制膜厚度的均匀度。所有聚酰亚胺覆金属层压板可被制成具有3层；刚性热固性聚酰亚胺芯和在所述聚酰胺芯的两个侧面上的薄热塑性聚酰亚胺涂层(粘合剂)。然而，难以控制薄涂层的厚度，另外需要更加复杂的制造方法来制备3层膜。
本公开的单层聚酰亚胺膜的另一个优点在于其产生具有刚性聚酰亚胺芯的覆金属(铜)层压板所期望的特性，并且还产生类似于热塑性聚酰亚胺的对金属箔(铜箔)的粘附性。对金属箔的良好粘附性可由所有热塑性聚酰亚胺膜来实现。然而，所有聚酰亚胺膜可具有覆金属层压板所不可接受的大CTE值(>50)。另外，尺寸稳定性差。
另一个优点在于可制备较薄的聚酰亚胺膜，从而获得较高的热导率同时维持电特性。
在一些实施例中，(聚酰亚胺覆金属层压板的)聚酰亚胺层的厚度为、介于下列中的任意两者之间并包括下列中的任意两者：2、5、10、15、20、26、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100和105微米。在一些实施例中，所述聚酰亚胺层为2至26微米厚。在一些实施例中，所述聚酰亚胺层为27至105微米厚。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺层包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。在一些实施例中，所述金属箔为铜并且所述聚酰亚胺层包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。在一些实施例中，所述金属箔、第二金属箔或上述两者均为铜并且所述聚酰亚胺层包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。
本公开的聚酰亚胺可由用于制备聚酰亚胺膜或填充的聚酰亚胺膜的任何已知的热转化或化学转化方法制成。在一些实施例中，期望使用化学转化，这是由于化学转化超过热转化的优点，诸如但不限于较低的CTE，并且即使当浇注在光滑表面上时，所述膜在两个侧面上也都是不光滑的。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺层可为自立式膜，其然后使用压料辊层压或真空压机直接附着到金属箔的一个或两个侧面上，以形成覆金属层压板。压料辊或真空压机必须能够达到所需的温度和压力。
在一些实施例中，所述聚酰胺酸可浇注在金属箔上并固化。该方法可制备非常薄的电绝缘层(介电层)并且使用能够达到所需温度和压力的压料辊处理或真空压机，可将任选的另一个金属箔附着到聚酰亚胺层的另一侧上。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺膜可为自立式膜，其然后使用压料辊层压或真空压机直接附着到金属箔的一个或两个侧面上，以形成覆金属层压板。
金属箔–聚酰亚胺覆金属层压板
在一些实施例中，所述金属箔为元素金属。在一些实施例中，所述金属箔为金属合金。在一些实施例中，所述金属箔为铜。在一些实施例中，所述金属合金包含50至72重量％镍。在另一个实施例中，所述金属合金包含50至72重量％镍和14至24重量％铬。在一些实施例中，所述金属箔为铝。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺覆金属层压板还包括与聚酰亚胺层的第二侧面直接接触的第二金属箔，并且其中所述聚酰亚胺覆金属层压板不具有介于所述第二金属箔和所述聚酰亚胺层之间的粘合剂层。
在一些实施例中，所述第二金属箔为元素金属。在一些实施例中，所述第二金属箔为金属合金。在一些实施例中，所述第二金属箔为铜。在一些实施例中，所述金属合金包含50至72重量％镍。在另一个实施例中，所述金属合金包含50至72重量％镍和14至24重量％铬。在一些实施例中，所述金属箔为铝。
在一些实施例中，所述金属箔为5至72微米厚。在一些实施例中，所述金属箔的厚度介于下列中的任意两者之间并包括下列中的任意两者：5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70以及72微米。在一些实施例中，将金属箔表面处理以改善对电绝缘层的粘附性。
在一些实施例中，所述第二金属箔为5至72微米厚。在一些实施例中，所述第二金属箔的厚度介于下列中的任意两者之间并包括下列中的任意两者：5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70以及72微米。在一些实施例中，将第二金属箔表面处理以改善对电绝缘层的粘附性。
电路板
本公开的一个实施例为电路板，所述电路板包括：
a.第一电绝缘层，所述第一电绝缘层具有第一侧面和第二侧面；
b.第一成像金属层；
c.第一聚酰亚胺表护层，其包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺。第一聚酰亚胺表护层与第一成像金属层和第一电绝缘层的第一侧面的暴露区直接接触。所述粘合剂层不存在于所述第一成像金属层和所述第一聚酰亚胺表护层之间。当在340℃或更高的层合温度和150psi(10.55Kg/cm)至400psi(28.13Kg/cm)的压力下将所述第一聚酰亚胺表护层层压到所述第一成像金属层和所述第一电绝缘层的第一侧面的暴露区时，所述第一聚酰亚胺表护层具有如根据IPC-TM-650-2.4.9d所测量的0.7至2N/mm的剥离强度。所述第一电绝缘层为可耐受340℃或更高的层合温度的任何电绝缘材料。
优点与聚酰亚胺覆金属层压板相同。所述第一聚酰亚胺表护层具有与具有其中除去金属的暴露的聚合物区的成像金属的良好剥离强度，而在340℃或更高的温度下层压时，不需要粘合剂。在一些实施例中，在340至400℃的温度下，将电路板层压在一起。
在另一个实施例中，所述电路板还包括在第一电绝缘层的第二侧面上的第二成像金属层。在另一个实施例中，所述电路板还包括第二聚酰亚胺表护层，所述第二聚酰亚胺表护层包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺，并且与所述第二成像金属层和所述第一电绝缘层的第二侧面的暴露区直接接触。所述粘合剂层不存在于所述第二成像金属层和所述第二聚酰亚胺表护层之间。当在340℃或更高的层合温度和150psi(10.55Kg/cm)至400psi(28.13Kg/cm)的压力下将所述第二聚酰亚胺表护层层压到所述第二成像金属层和所述第一电绝缘层的第二侧面的暴露区时，所述第二聚酰亚胺表护层具有如根据IPC-TM-650-2.4.9d所测量的0.7至2N/mm的剥离强度。
在本公开的另一个实施例中，电路板依次包括：
a.第一成像金属层；
b.第一电绝缘层，所述第一电绝缘层具有第一侧面和第二侧面；所述第一电绝缘层的第一侧面靠近所述第一成像金属层；
c.第二成像金属层；所述第一电绝缘层的第二侧面靠近所述第二成像金属层；
d.聚酰亚胺粘合层，其包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺；
e.第三成像金属层；
f.第二电绝缘层，所述第二电绝缘层具有第一侧面和第二侧面；所述第二电绝缘层的第一侧面靠近所述第三成像金属层；
g.第四成像金属层；所述第二电绝缘层的第二侧面靠近所述第四成像金属层。聚酰亚胺粘合层与所述第二成像金属层和所述第一电绝缘层的第二侧面的暴露区直接接触；并且与所述第三成像金属层和所述第二电绝缘层的第一侧面的暴露区直接接触。当在340℃或更高的层合温度和150psi(10.55Kg/cm)至400psi(28.13Kg/cm)的压力下，将
i)第一成像金属层、第一电绝缘层和第二成像金属层；
ii)聚酰亚胺粘合层；以及
iii)第三成像金属层、第二电绝缘层和第四成像金属层
层压时，所述聚酰亚胺粘合层具有如根据IPC-TM-650-2.4.9d所测量的0.7至2N/mm的剥离强度。所述第一电绝缘层和所述第二电绝缘层为可耐受340℃或更高的层合温度的任何电绝缘材料。
本公开的粘合层的优点是粘合层具有与具有其中除去金属的暴露的电绝缘层区域的成像金属的良好剥离强度，而在340℃或更高的温度下层压时，不需要粘合剂。在一些实施例中，在340至400℃的温度下，将电路板层压在一起。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺粘合层包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。
在一些实施例中，单独电路板还包括粘合剂和表护层，其中所述粘合剂介于所述第一成像金属层和所述表护层之间并与所述第一成像金属层和表护层直接接触。在此类实施例中，电路板依次包括：
a.表护层；
b.粘合剂；
c.第一成像金属层；
d.第一电绝缘层，所述第一电绝缘层具有第一侧面和第二侧面；所述第一电绝缘层的第一侧面靠近所述第一成像金属层；
e.第二成像金属层；所述第一电绝缘层的第二侧面靠近所述第二成像金属层；
f.聚酰亚胺粘合层，其包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺；
g.第三成像金属层；
h.第二电绝缘层，所述第二电绝缘层具有第一侧面和第二侧面；所述第二电绝缘层的第一侧面靠近所述第三成像金属层；
i.第四成像金属层；所述第二电绝缘层的第二侧面靠近所述第四成像金属层。聚酰亚胺粘合层与第二成像金属层和第一电绝缘层的第二侧面的暴露区直接接触；并且与第三成像金属层和第二电绝缘层的第一侧面的暴露区直接接触。
在另一个实施例中，电路板还包括：
i)粘合剂和表护层，其中所述粘合剂介于所述第一成像金属层和表护层之间并与所述第一成像金属层和表护层直接接触；和
ii)第二粘合剂和第二表护层，其中所述第二粘合剂介于第四成像金属层和第二表护层之间并与所述第四成像金属层和第二表护层直接接触。在此类实施例中，电路板依次包括：
a.表护层；
b.粘合剂；
c.第一成像金属层；
d.第一电绝缘层，所述第一电绝缘层具有第一侧面和第二侧面；所述第一电绝缘层的第一侧面靠近所述第一成像金属层；
e.第二成像金属层；所述第一电绝缘层的第二侧面靠近所述第二成像金属层；
f.聚酰亚胺粘合层，其包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺；
g.第三成像金属层；
h.第二电绝缘层，所述第二电绝缘层具有第一侧面和第二侧面；所述第二电绝缘层的第一侧面靠近所述第三成像金属层；
i.第四成像金属层；所述第二电绝缘层的第二侧面靠近所述第四成像金属层。
j.第二粘合剂；
k.第二表护层
聚酰亚胺粘合层与所述第二成像金属层和所述第一电绝缘层的第二侧面的暴露区直接接触；并且与所述第三成像金属层和所述第二电绝缘层的第一侧面的暴露区直接接触。
粘合剂和第二粘合剂可以为在形成电路板之后添加表护层时，用于将表护层粘结到成像金属层的任何传统粘合剂。电路板可具有任何数目的成像金属层和电绝缘层。在一些实施例中，被电绝缘层分开的两个成像金属层可被称为包覆体或覆金属体。并且多个这些包覆体可通过本公开的聚酰亚胺粘合层附着到彼此。
表护层和第二表护层可以为任何传统的表护层材料。普通技术和实验在选择表护层材料和适当的传统粘合剂的组合时可能是必要的。
在本公开的另一个实施例中，电路板依次包括：
a.第一聚酰亚胺表护层，所述第一聚酰亚胺表护层包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺衍生自：
i)80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；或
ii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、20至90摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和10至80摩尔％4,4’-二氨基二苯醚；
b.第一成像金属层；
c.第一电绝缘层，所述第一电绝缘层具有第一侧面和第二侧面；所述第一电绝缘层的第一侧面靠近所述第一成像金属层；
d.第二成像金属层；所述第一电绝缘层的第二侧面靠近所述第二成像金属层；
e.聚酰亚胺粘合层，其包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺；
f.第三成像金属层；
g.第二电绝缘层，所述第二电绝缘层具有第一侧面和第二侧面；所述第二电绝缘层的第一侧面靠近所述第三成像金属层
h.第四成像金属层；所述第二电绝缘层的第二侧面靠近所述第四成像金属层；以及
i.第二聚酰亚胺表护层，所述第二聚酰亚胺表护层包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺衍生自：
i)80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；或者
ii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、20至90摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和10至80摩尔％4,4’-二氨基二苯醚。
聚酰亚胺粘合层与所述第二成像金属层和所述第一电绝缘层的第二侧面的暴露区直接接触；并且与所述第三成像金属层和所述第二电绝缘层的第一侧面的暴露区直接接触。当在340℃或更高的层合温度和150psi(10.55Kg/cm)至400psi(28.13Kg/cm)的压力下，将
i)第一成像金属层、第一电绝缘层和第二成像金属层；
ii)聚酰亚胺粘合层；以及
iii)第三成像金属层、第二电绝缘层和第四成像金属层
层压时，所述聚酰亚胺粘合层具有如根据IPC-TM-650-2.4.9d所测量的0.7至2N/mm的剥离强度。所述第一聚酰亚胺表护层与所述第一成像金属层和所述第一电绝缘层的第一侧面的暴露区直接接触；其中第二聚酰亚胺表护层与所述第四成像金属层和所述第二电绝缘层的第二侧面的暴露区直接接触；并且其中所述第一电绝缘层和所述第二电绝缘层为可耐受340℃或更高的层合温度的任何电绝缘材料。
成像金属层–电路板
在一些实施例中，所述第一成像金属层、第二成像金属层、第三成像金属层或第四成像金属层为元素金属。在一些实施例中，所述第一成像金属层、第二成像金属层、第三成像金属层或第四成像金属层为金属合金。在一些实施例中，所述第一成像金属层、第二成像金属层、第三成像金属层或第四成像金属层为铜。在一些实施例中，所述金属合金包含50至72重量％镍。在另一个实施例中，所述金属合金包含50至72重量％镍和14至24重量％铬。在一些实施例中，所述第一成像金属层、第二成像金属层、第三成像金属层或第四成像金属层为铝。
在一些实施例中，所述第一成像金属层、第二成像金属层、第三成像金属层或第四成像金属层为5至72微米厚。在一些实施例中，所述第一成像金属层、第二成像金属层、第三成像金属层或第四成像金属层的厚度介于以下中的任意两者之间并且包括以下中的任意两者：5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70以及72微米。在一些实施例中，将所述第一成像金属层、第二成像金属层、第三成像金属层或第四成像金属层表面处理以改善对电绝缘层的粘附性。
在一些实施例中，所述第一成像金属层、第二成像金属层、第三成像金属层和第四成像金属层由以下方法制成：使用柔性印刷电路板工业中的标准程序，用光致抗蚀剂和铜蚀刻使金属箔/金属层成像以形成具有不同宽度的线的成像金属层。
一个或多个聚酰亚胺表护层–电路板
在一些实施例中，第一聚酰亚胺表护层包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺衍生自i)80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；或ii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、20至90摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和10至80摩尔％4,4’-二氨基二苯醚。
在一些实施例中，第二聚酰亚胺表护层包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺衍生自i)80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；或ii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、20至90摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和10至80摩尔％4,4’-二氨基二苯醚。
本公开的聚酰亚胺表护层具有与成像金属层和其中除去金属的暴露的电绝缘层的良好剥离强度，而在340℃或更高的温度下层压时，不需要粘合剂。在一些实施例中，在340至400℃的温度下，将电路板层压在一起。
本公开的聚酰亚胺表护层可由用于制备聚酰亚胺膜或填充的聚酰亚胺膜的任何已知的热转化或化学转化方法制成。在一些实施例中，期望使用化学转化，这是由于化学转化超过热转化的优点，诸如但不限于较低的CTE，并且即使当浇注在光滑表面上时，所述膜在两个侧面上也都是不光滑的。
在一些实施例中，期望表护层具有光学特性，所述光学特性提供针对不希望的视觉检测和篡改电子组件的安全性。在一些实施例中，期望的光密度(不透明度)(例如，用于隐藏柔性电路中的导体痕迹避免被观察到)大于或等于2。光密度为2旨在表示1×10-2或1％的光透过所述膜。光密度用Macbeth TD904光学密度计来测量。光密度可通过制备较厚的表护层被增大。这是不可取的，因为对于表护层来说趋于越来越薄。光密度可通过添加填料来增加。在一些实施例中，添加颜料增加光密度。在一些实施例中，添加消光剂以增加光密度。在一些实施例中，可添加颜料和消光剂的组合。
在一些实施例中，所述颜料为低电导率炭黑。在一些实施例中，所述颜料为非炭黑颜料。
事实上可使用任何颜料(或颜料的组合)。在一些实施例中，使用低电导率炭黑。低电导率炭黑旨在表示槽黑或炉黑。在一些实施例中，所述低电导率炭黑为表面氧化的炭黑。一种用于评估(炭黑的)表面氧化程度的方法是测量炭黑的挥发分含量。挥发分含量可通过计算在950℃下煅烧7分钟时的重量损失来测量。一般来讲，高度表面氧化的炭黑(高挥发分含量)可容易地分散于聚酰胺酸溶液(聚酰亚胺前体)中，所述聚酰胺酸继而可酰亚胺化成本公开的(良好分散的)填充的聚酰亚胺聚合物。认为如果炭黑颗粒(聚集体)不彼此接触，则通常抑制电子穿隧、电子跳跃或其它电子流动机制，导致较低的电导率。在一些实施例中，所述低电导率炭黑具有大于或等于1％的挥发分含量。在一些实施例中，所述低电导率炭黑具有大于或等于5、9或13％的挥发分含量。在一些实施例中，将炉黑表面处理以增加挥发分含量。在一些实施例中，使用骨炭。
在一些实施例中，所述第一聚酰亚胺表护层包含颜料。在一些实施例中，所述第二聚酰亚胺表护层包含颜料。在另一个实施例中，所述第一聚酰亚胺表护层和第二聚酰亚胺表护层包含颜料。在另一个实施例中，所述第一聚酰亚胺表护层、第二聚酰亚胺表护层或两者均包含颜料。
在一个实施例中，所述颜料为低电导率炭黑，其以2至9重量％的量存在。在一些实施例中，所述颜料为低电导率炭黑，其占所述第一聚酰亚胺表护层的含量介于以下中的任意两者之间并任选地包括以下中的任意两者：2、3、4、5、6、7、8和9重量％。在一些实施例中，所述颜料为低电导率炭黑，其占所述第二聚酰亚胺表护层的含量介于以下中的任意两者之间并任选地包括以下中的任意两者：2、3、4、5、6、7、8和9重量％。
在另一个实施例中，所述颜料为非炭黑颜料，其以10至60重量％的量存在。在另一个实施例中，所述颜料为非炭黑颜料，其占所述第一聚酰亚胺表护层的含量为介于以下中的任意两者之间并且任选地包括以下中的任意两者：10、20、30、40、50和60重量％。在另一个实施例中，所述颜料为非炭黑颜料，其占所述第二聚酰亚胺表护层的含量为介于以下中的任意两者之间并且任选地包括以下中的任意两者：10、20、30、40、50和60重量％。
在一些实施例中，所述第一聚酰亚胺表护层包含颜料和消光剂。在一些实施例中，所述第二聚酰亚胺表护层包含颜料和消光剂。在一些实施例中，所述第一聚酰亚胺表护层、第二聚酰亚胺表护层或上述两者均包含颜料和消光剂。在一些实施例中，所述第一聚酰亚胺表护层和第二聚酰亚胺表护层包含颜料和消光剂。在一个实施例中，所述消光剂为聚酰亚胺颗粒。在另一个实施例中，所述颜料和消光剂两者均为低电导率炭黑并且所述低电导率炭黑以占所述第一聚酰亚胺表护层的2至20重量％的量存在于所述第一聚酰亚胺表护层中。在另一个实施例中，所述颜料和消光剂两者均为低电导率炭黑并且所述低电导率炭黑以占所述第二聚酰亚胺表护层的2至20重量％的量存在于所述第二聚酰亚胺表护层中。在另一个实施例中，所述颜料和消光剂两者均为低电导率炭黑并且所述低电导率炭黑以占所述第一聚酰亚胺表护层的2至20重量％的量存在于所述第一聚酰亚胺表护层中，并以占所述第二聚酰亚胺表护层的2至20重量％的量存在于所述第二聚酰亚胺表护层中。
在一些实施例中，可用的非炭黑颜料包括但不限于以下物质：钡柠檬黄、镉柠檬黄、镉柠檬黄、镉浅黄、镉中黄、镉橘黄、猩红、镉红、镉朱红、茜红、耐久洋红、氧化铁棕、生赭绿、或烧褐土。在一些实施例中，可用的黑色颜料包括：氧化钴、Fe-Mn-Bi黑、Fe-Mn氧化物尖晶石黑、(Fe,Mn)2O3黑、亚铬酸铜黑色尖晶石、灯黑、骨炭、骨灰、骨黑、赤铁矿、黑氧化铁、云母氧化铁、黑色复合无机颜料(CICP)、CuCr2O4黑、(Ni,Mn,Co)(Cr,Fe)2O4黑、苯胺黑、二萘嵌苯黑、蒽醌黑、铬绿-黑赤铁矿、氧化铬铁、颜料绿17、颜料黑26、颜料黑27、颜料黑28、颜料棕29、颜料黑30、颜料黑32、颜料黑33或它们的混合物。
一个或多个电绝缘层-电路板
在一些实施例中，当在380或更高的温度下层压时，所述第一电绝缘层包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺衍生自：
i)80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；
ii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、20至90摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和10至80摩尔％4,4’-二氨基二苯醚；或
iii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺。
在一些实施例中，当在380或更高的温度下层压时，所述第二电绝缘层包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺衍生自：
i)80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；
ii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、20至90摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和10至80摩尔％4,4’-二氨基二苯醚；或
iii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺。
衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺，或100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、20至90摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和10至80摩尔％4,4’-二氨基二苯醚，或100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的电绝缘层具有与成像金属层和其中除去金属的下层的暴露区的良好剥离强度，而在340℃或更高的温度下层压时，不需要粘合剂。在一些实施例中，在340至400℃的温度下，将电路板层压在一起。
上文公开的聚酰亚胺电绝缘层可由用于制备聚酰亚胺膜或填充的聚酰亚胺膜的任何已知的热转化或化学转化方法制成。在一些实施例中，期望使用化学转化，这是由于较低CTC膜的优点。
在一个实施例中，所述第一电绝缘层与所述第一成像层和所述第一聚酰亚胺表护层的暴露区直接接触。
在另一个实施例中，所述第一电绝缘层与所述第一成像层和所述第一聚酰亚胺表护层的暴露区直接接触，并且与所述第二成像层和所述第二聚酰亚胺表护层的暴露区直接接触。在此类实施例中，电路板依次包括：
a.第二聚酰亚胺表护层，所述第二聚酰亚胺表护层包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺；
b.第二成像金属层；
c.第一电绝缘层，所述第一电绝缘层包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺；
d.第一成像金属层；以及
e.第一聚酰亚胺表护层，所述第一聚酰亚胺表护层包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺。
在另一个实施例中，所述第一电绝缘层与所述第一成像金属层、所述第二成像金属层和所述聚酰亚胺粘合层的暴露区直接接触。在另一个实施例中，所述第二电绝缘层与所述第四成像金属层、所述第三成像金属层和所述聚酰亚胺粘合层的暴露区直接接触。
在一个实施例中，所述电路板依次包括：
a.第一聚酰亚胺表护层，所述第一聚酰亚胺表护层包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺衍生自：
i)80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；或
ii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、20至90摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和10至80摩尔％4,4’-二氨基二苯醚；
b.第一成像金属层；
c.第一电绝缘层，当在380或更高的温度下层压时，所述第一电绝缘层包含衍生自下列的聚酰亚胺：
i)80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；
ii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、20至90摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和10至80摩尔％4,4’-二氨基二苯醚；或
iii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；
d.第二成像金属层；所述第一电绝缘层的第二侧面靠近所述第二成像金属层；
e.聚酰亚胺粘合层，所述聚酰亚胺粘合层包含衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺；
f.第三成像金属层；
g.第二电绝缘层，当在380或更高的温度下层压时，所述第二电绝缘层包含衍生自下列的聚酰亚胺：
i)80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；
ii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、20至90摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和10至80摩尔％4,4’-二氨基二苯醚；或
iii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；
h.第四成像金属层；所述第二电绝缘层的第二侧面靠近所述第四成像金属层；以及
i.第二聚酰亚胺表护层，所述第二聚酰亚胺表护层包含聚酰亚胺，所述聚酰亚胺衍生自：
i)80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺；或
ii)100摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、20至90摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和10至80摩尔％4,4’-二氨基二苯醚；
其中所述聚酰亚胺粘合层与所述第二成像金属层和所述第一电绝缘层的第二侧面的暴露区直接接触；并且与所述第三成像金属层和所述第二电绝缘层的第一侧面的暴露区直接接触；
在一些实施例中，所述第一电绝缘层包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。在一些实施例中，所述第二电绝缘层包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。在一些实施例中，所述第一电绝缘层和所述第二电绝缘层包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。
在一些实施例中，所述聚酰亚胺粘合层、第一聚酰亚胺表护层、第二聚酰亚胺表护层、第一电绝缘层、第二电绝缘层或它们的任何组合包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。
在一些实施例中，所述电路板由以下方法制成：获取第一聚酰胺表护层(当存在时)、双面包覆体(第一成像金属层、第一电绝缘层和第二成像金属层)、粘合层、第二双面包覆体(第三成像金属层、第二电绝缘层和第四成像金属层)以及第二聚酰亚胺表护层(当存在时)，以及使用真空平压机在340至400℃的层合温度和150psi(10.55Kg/cm)至400psi(28.13Kg/cm)的压力下层压。
实例
本文的材料、方法和实例仅是例证性的，并且不旨在限制，除非具体指明。
本发明的聚酰亚胺膜的玻璃化转变温度使用TA Instruments 2980动态力学分析仪来测定。Tg测量法使用约1.0Hz(约10.0μm的振幅)的取样频率和约0.01N的预负荷力。使用约5℃min-1的升温速率。
Tg在峰值tanδ下测量。
拉伸模量通过ASTM D-882来测定。
拉伸强度通过ASTM D-882来测定。
伸长率通过ASTM D-882来测定。
介电常数如ASTM D150，“Standard Test Methods for AC LossCharacteristics and Permittivity(Dielectric Constant)of Solid ElectricalInsulation”中所描述的来测量。复合膜介电常数基于2.5cm直径电容器所测量的电容来计算。
使用TA Instruments TMA 2940热机械分析仪来测量本发明的聚酰亚胺膜的平面内CTE。膜的伸长在第二进程上在介于约50℃和约250℃之间来测量。然后将伸长除以温度差(和样品长度)以获得CTE，单位为ppm℃-1。第一进程用于在相同温度范围内从样品中除去收缩以及干燥样品。因此，第二进程则提供表征膜的固有特性的CTE值(例如减去吸水率和水对膜的CTE可能具有的影响)。该方法采用0.05N负荷力并在温度以约10℃每分钟的速率上升的上述温度范围内操作。
吸水率由IPC-TM-650，方法2.6.2测定。
本专利申请中报道的剥离强度数据是8至12次测量的平均值，其符合按照IPC-TM6502.4.8d测试方法的统计有效数据的要求。用于剥离强度测试的铜箔为进行红化处理的35um厚压延(RA)铜箔，其购自SomersCorporation。
实例1
BPDA//TFMB
实例1示出当在380℃或更高的温度下层压时，衍生自100摩尔％BPDA和100摩尔％TFMB的聚酰亚胺具有至少1N/mm的剥离强度。
在充氮手套箱内，将21.472g(0.067摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)和159克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将19.528g(0.066摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出聚酰亚胺膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
实例2–12示出当在330℃或更高的温度下层压时，衍生自100摩尔％BPDA、20至90摩尔％TFMB和10至80摩尔％4,4’-ODA的聚酰亚胺具有至少1N/mm的剥离强度。
实例2
BPDA//90 TFMB/10 ODA
在充氮手套箱内，将19.711g(0.0615摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)、1.369g(0.006摩尔)4,4’-二氨基二苯醚以及159克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将19.919g(0.0677摩尔)3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出聚酰亚胺膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
实例3
BPDA//80 TFMB/20 ODA
在充氮手套箱内，将17.879g(0.0558摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)、2.794g(0.0139摩尔)4,4’-二氨基二苯醚以及159克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将20.326g(0.069摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
实例4
BPDA//70 TFMB/30 ODA
在充氮手套箱内，将15.971g(0.0498摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)、4.279g(0.0213摩尔)4,4’-二氨基二苯醚以及159克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将20.75g(0.0705摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中除去聚酰亚胺膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两片膜。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
实例5
BPDA//60 TFMB/40 ODA
在充氮手套箱内，将13.981g(0.0436摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)、5.827g(0.0291摩尔)4,4’-二氨基二苯醚以及159克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将21.192g(0.0720摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜通过使用催化剂溶液来化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出所得的聚酰亚胺膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
实例6
BPDA//50 TFMB/50 ODA
在充氮手套箱内，将11.904g(0.03717摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)、7.442g(0.0371摩尔)4,4’-二氨基二苯醚以及159克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将21.654g(0.0736摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
实例7
BPDA//43 TFMB/57 ODA
在配备有氮气入口、三个独立的受控搅拌轴；低速锚式搅拌器、高速盘式分散器、以及高剪切转子-定子乳化器以及热电偶的干燥的50加仑罐中放入10.10kg(31.54摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)、8.37kg(41.81摩尔)4,4’-二氨基二苯醚(ODA)以及159.6kg的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。
混合物在35℃下加热并搅拌数分钟直至二胺完全溶解，从而产生稻草色的溶液。根据需要调节锚定件、分散器和乳化器的速度以确保有效混合和溶解，但不过度加热混合物。接着，将21.4kg(72.84摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。所得的聚酰胺酸溶液的粘度通过经由添加化学计量量的6重量％PMDA的DMAc溶液，或者等效化学计量量的BPDA固体进行链延伸来调节，使得所得的溶液具有约2000泊的粘度。最终溶液通过20微米袋式过滤器过滤并真空脱气以除去夹带的空气。将聚酰胺酸溶液冷却至约-6℃，定量加入乙酸酐脱水剂(0.14cm3/cm3聚合物溶液)、酰亚胺化催化剂3-甲基吡啶(0.15cm3/cm3聚合物溶液)并搅拌，并且使用狭缝模将膜浇注在90℃热的旋转筒上。将所得的凝胶膜从转筒上剥离，并给料于拉幅烘箱中，其中使用对流和辐射加热将所述凝胶膜干燥并固化至大于98％的固体含量。
在350psi下在真空平压机中在两片35微米厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35微米厚的处理过的铜箔之间层压多于两片的膜。这些包覆体的尺寸稳定性按照IPC-TM6502.2.4c来测量。结果汇总于表2中。
实例8
BPDA//50 TFMB/50 ODA
在配备有氮气入口、三个独立的受控搅拌轴；低速锚式搅拌器、高速盘式分散器、以及高剪切转子-定子乳化器以及热电偶的干燥的50加仑罐中放入11.56kg(36.12摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)、7.23kg(36.12摩尔)4,4’-二氨基二苯醚(ODA)以及159.6kg的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。
混合物在35℃下加热并搅拌数分钟直至二胺完全溶解，从而产生稻草色的溶液。根据需要调节锚定件、分散器和乳化器的速度以确保有效混合和溶解，但不过度加热混合物。接着，将21.1kg(71.73摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。所得的聚酰胺酸溶液的粘度通过经由添加化学计量量的6重量％PMDA的DMAc溶液，或者等效化学计量量的BPDA固体进行链延伸来调节，使得所得的溶液具有约1500泊的粘度。最后，将少量带剥离剂添加到聚酰亚胺溶液中(这使得浇注的新膜能够容易地从浇注带剥离)。通过经狭缝模将所述膜挤出到移动的不锈钢带上制成薄聚合物膜。所述带进入对流烘箱中，以蒸发溶剂并使聚合物部分酰亚胺化，从而制备“新”膜。新膜固体(如由加热至300℃时的重量损失所测量的)为～70％。然后，将新膜从浇注带上剥离并卷起。然后将新膜给料于拉幅烘箱中，其中使用对流和辐射加热将所述新膜干燥并固化至大于98％的固体含量，以产生完全固化的聚酰亚胺膜。在拉幅其间，通过沿边缘限制膜来控制收缩。
在200和350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个聚酰亚胺膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
实例9
BPDA//43 TFMB/57 ODA
利用如实例7中所述制备的聚酰胺酸聚合物溶液，通过使用刮刀将所述溶液的一部分浇注到铜箔(12um Mitsui 3EC-M35-HTE ED铜)上制备薄膜。然后将涂覆的铜箔限定在夹紧框膜内并使用鼓风烘箱加热，以除去溶剂并将聚合物酰亚胺化。使所述膜暴露于以下烘箱温度中并持续约1/2小时：150℃、250℃和330℃。然后从夹紧框中取出所得的单面铜涂覆的聚酰亚胺，然后在350psi压力和350℃温度下在真空平压机中层压到如上所述相同规格的另一片铜箔上。按照IPC-TM6502.4.9d测试方法测量剥离强度数据。数据示出在表1中。
实例10(假想例)
BPDA//50 TFMB/50 ODA
在配备有氮气入口、三个独立的受控搅拌轴；低速锚式搅拌器、高速盘式分散器、以及高剪切转子-定子乳化器以及热电偶的干燥的50加仑罐中放入11.56kg(36.12摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)、7.23kg(36.12摩尔)4,4’-二氨基二苯醚(ODA)以及159.6kg的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。
混合物在35℃下加热并搅拌数分钟直至二胺完全溶解，从而产生稻草色的溶液。可根据需要调节锚定件、分散器和乳化器的速度以确保有效混合和溶解，但不过度加热混合物。接着，将21.1kg(71.73摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。所得的聚酰胺酸溶液的粘度通过经由添加化学计量量的6重量％PMDA的DMAc溶液，或者等效化学计量量的BPDA固体的链延伸来调节，使得所得的溶液具有约2000泊的粘度。最终溶液可通过20微米袋式过滤器过滤并真空脱气以除去夹带的空气。将聚酰胺酸溶液冷却至约-6℃，定量加入乙酸酐脱水剂(0.14cm3/cm3聚合物溶液)、酰亚胺化催化剂3-甲基吡啶(0.15cm3/cm3聚合物溶液)并搅拌，并且使用狭缝模将膜浇注在90℃热的旋转筒上。将所得的凝胶膜从转筒上剥离，并给料于拉幅烘箱中，其中使用对流和辐射加热将所述凝胶膜干燥并固化至大于98％的固体含量。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。预期层压板将具有按照IPC-TM6502.4.9d测试方法所测量的良好的剥离强度。
实例11
BPDA//30 TFMB/70 ODA
在充氮手套箱内，将7.265g(0.02268摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)、10.598g(0.0529摩尔)4,4’-二氨基二苯醚以及160克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将22.137g(0.0752摩尔)3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中并在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出聚酰亚胺膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
实例12
BPDA//20 TFMB/80 ODA
在充氮手套箱内，将5.358g(0.0167摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)、13.399g(0.0669摩尔)4,4’-二氨基二苯醚以及172克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将24.243g(0.0824摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出聚酰亚胺膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
实例13
实例13示出本公开的聚酰亚胺具有覆盖电路的良好构形，并且可用作表护层。
使用柔性印刷电路板工业中的标准程序，用光致抗蚀剂和铜蚀刻使具有18微米厚铜箔(购自DuPont)的AP柔性覆铜层压板的片材成像，以形成不同宽度的成像铜箔线。将实例7中形成的聚合物(膜厚度32微米)层压在成像电路线上方，以形成覆盖成像柔性电路的表护层。在350psi和320C峰值层合温度下在真空平压机中层压聚酰亚胺表护层。聚酰亚胺表护层示出覆盖电路的非常良好的构形并且未观察到气孔。聚酰亚胺表护层能够在很少变薄的情况下覆盖电路的顶部。
实例14
实例14示出在320℃的温度下层压时，本公开的聚酰亚胺具有良好的剥离强度。
使用柔性印刷电路板工业中常用的工艺，用光致抗蚀剂和铜蚀刻使两片AP柔性覆铜层压板(购自DuPont)成像，以从AP的一侧除去所有铜箔。在两个成像的AP包覆体之间层压实例7中形成的聚合物(50um厚)，其中将AP包覆体的电介质表面层压到实例7的聚合物膜上。在350psi和320℃峰值层合温度下在真空平压机中层压聚酰亚胺膜。AP电介质表面和实例7的聚酰亚胺膜之间的剥离强度按照IPC-TM650-2.4.9d来测量。AP电介质和实例7的聚酰亚胺膜之间的剥离强度为1.4N/mm。
实例15
实例15示出本公开的聚酰亚胺具有覆盖电路的良好构形，并且可用作粘合层。
使用柔性印刷电路板工业中的标准程序，用光致抗蚀剂和铜蚀刻使具有18微米厚铜箔(购自DuPont)的AP柔性覆铜层压板的两个片材成像，以形成不同宽度的成像铜箔线。将实例7中形成的聚合物(膜厚度为100微米)层压到两个成像AP包覆体的成像电路线上方以在两个成像柔性电路之间形成粘合层。在350psi和320C峰值层合温度下在真空平压机中层压聚酰亚胺粘合层。聚酰亚胺粘合层示出覆盖电路的非常良好的构形并且未观察到气孔。聚酰亚胺粘合层能够在两个成像电路之间很少变薄的情况下将两个AP成像层压板上的电路分开。
实例16
实例16示出由金属合金实现良好的剥离强度。
将上述实例7中制成的两个膜片材层压在两片600金属合金箔(25微米厚，购自Ulrich)之间。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。测量的平均剥离强度为1.8N/mm。
比较例1
BPDA//ODA
比较例1示出除去TFMB使包括剥离强度在内的特性变差。
在充氮手套箱内，将16.702g(0.0834摩尔)4,4’-二氨基二苯醚以及159克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将24.298g(0.08266摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出所得的聚酰亚胺膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
比较例2
54BPDA/46PMDA//ODA
比较例2示出尽管膜可以被热成形，但其具有对铜的较差粘附性。
在充氮手套箱内，将18.225g(0.0910摩尔)4,4’-二氨基二苯醚以及159克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将12.052g(0.0409摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)和10.723g(0.0492)苯四甲酸二酐(PMDA)的掺加物添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出所得的聚酰亚胺膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
比较例3
PMDA//TFMB
比较例3示出当用PMDA代替BPDA时，聚酰亚胺易碎并具有较差的剥离强度。
在充氮手套箱内，将24.552g(0.0767摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)和159克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将16.55g(0.0759摩尔)的苯四甲酸二酐(PMDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度并持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出所得的聚酰亚胺膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
比较例4
BPDA//50mTOL/50ODA
比较例4示出用化学上相似但具有2,2’-甲基联苯胺官能团的二胺替换TFMB不产生等效剥离强度。
在充氮手套箱内，将8.77g(0.0413摩尔)的2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯基、8.271g(0.0413摩尔)4,4’-二氨基二苯醚以及159克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将24.065g(0.0818摩尔)3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出所得的聚酰亚胺膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
比较例5
20PMDA/80ODPA//RODA
比较例5具有较差的机械特性。
在配备有氮气入口、三个独立的受控搅拌轴；低速锚式搅拌器、高速盘式分散器、以及高剪切转子-定子乳化器以及热电偶的干燥的50加仑罐中放入20.02kg(68.49摩尔)的1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(RODA)以及159.6kg的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。
混合物在35℃下加热并搅拌数分钟直至二胺完全溶解，从而产生稻草色的溶液。根据需要调节锚定件、分散器和乳化器的速度以确保有效混合和溶解，但不过度加热混合物。接着，将16.99kg(54.79摩尔)的4,4’-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)和2.88kg(13.21摩尔)苯四甲酸二酐(PMDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。所得的聚酰胺酸溶液的粘度通过经由添加化学计量量的6重量％PMDA的DMAc溶液，或者等效化学计量量的BPDA固体进行链延伸来调节，使得所得的溶液具有约2000泊的粘度。最终溶液通过20微米袋式过滤器过滤并真空脱气以除去夹带的空气。将聚酰胺酸溶液冷却至约-6℃，定量加入乙酸酐脱水剂(0.14cm3/cm3聚合物溶液)、酰亚胺化催化剂3-甲基吡啶(0.15cm3/cm3聚合物溶液)并搅拌，并且使用狭缝模将膜浇注在90℃热的旋转筒上。将所得的凝胶膜从转筒上剥离，并给料于拉幅烘箱中，其中使用对流和辐射加热将所述凝胶膜干燥并固化至大于98％的固体含量。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压多于两片的膜。这些包覆体的尺寸稳定性按照IPC-TM6502.2.4c来测量。结果汇总于表2中。
比较例6
PMDA//ODA
比较例6具有较差的剥离强度。
在350psi下在真空平压机中，将两片H膜(100PFC型，购自DuPont)(购自E.I.du Pont de Nemours and Company的包含苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)的聚酰亚胺)层压在两片35um厚的处理过的铜箔之间。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
比较例7
60PMDA/40BPDA//40ODA/60PPD
比较例7具有较差的剥离强度。
在350psi下在真空平压机中将两片E膜(购自DuPont)(购自E.I.du Pont de Nemours and Company的包含苯四甲酸二酐(PMDA)、3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)、4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和1,4-苯二胺(PPD)的共聚酰亚胺)层压在两片35um厚的处理过的铜箔之间。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
实例17和18示出在350℃或更高的温度下层压时，衍生自80-90摩尔％BPDA、10至20摩尔％ODPA和100摩尔％TFMB的聚酰亚胺具有至少1.3N/mm的剥离强度。
实例17
90 BPDA/10 ODPA//TFMB
在充氮手套箱内的配备有机械搅拌器的干燥的250mL带夹套烧杯中，放入20.68g(0.064摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)和156gN,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。
混合物在40℃下加热并搅拌数分钟直至二胺完全溶解，从而产生稻草色的溶液。接着，将16.91g(0.057摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)和1.41g(0.006摩尔)的4,4’-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)添加到反应容器内的二胺溶液中。
持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。所得的聚酰胺酸溶液的粘度通过经由添加化学计量量的6重量％PMDA的DMAc溶液，或者等效化学计量量的BPDA固体进行链延伸来调节，使得所得的溶液具有约2000泊的粘度。滗出溶液并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的片材上来制备。将聚合物(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。在数分钟内(在部分酰亚胺化时)，形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热所述膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使所述膜暴露于以下烘箱温度中并持续约1/2小时：150℃、250℃和330℃。从销框中取出膜并分析。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
实例18
80 BPDA/20 ODPA//TFMB
在充氮手套箱内的配备有机械搅拌器的干燥的200mL带夹套烧杯中，放入20.94g(0.065摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)和156g的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。
混合物在40℃下加热并搅拌数分钟直至二胺完全溶解，从而产生稻草色的溶液。接着，将15.20g(0.051摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)和2.85g(0.013摩尔)的4,4’-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)添加到反应容器内的二胺溶液中。
持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。所得的聚酰胺酸溶液的粘度通过经由添加化学计量量的6重量％PMDA的DMAc溶液，或者等效化学计量量的BPDA固体进行链延伸来调节，使得所得的溶液具有约2000泊的粘度。滗出溶液并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的片材上来制备。将聚合物(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。在数分钟内(在部分酰亚胺化时)，形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热所述膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使所述膜暴露于以下烘箱温度中并持续约1/2小时：150℃、250℃和330℃。从销框中取出膜并分析。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
比较例8
60 BPDA/40 ODPA//TFMB
比较例8示出当使用40摩尔％的ODPA时，可能不能制成用于测试的膜。
在充氮手套箱内，将23.912g(0.0746摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)和179克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将13.18g(0.045摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)和9.03g(0.029摩尔)4,4’-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)以掺加物形式添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。由于固化后，从限制框中严重褶皱、卷曲和撕裂，所以使用该程序不能获得对其进行测试的可行性聚酰亚胺膜。
比较例9
BPDA//10 TFMB/90 ODA
比较例9示出，当使用10摩尔％TFMB时，剥离强度在350℃下层压时较低。
在充氮手套箱内，将2.675g(0.00835摩尔)的2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)、15.049g(0.071摩尔)4,4’-二氨基二苯醚以及168克的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)装入配备有机械搅拌器的干燥的250毫升带夹套烧杯中。使用再循环45℃二醇-水将混合物加热数分钟直至二胺完全溶解，从而产生接近无色的溶液。接着，将24.27g(0.083摩尔)的3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)添加到反应容器内所包含的二胺溶液中。持续搅拌直至所有固体溶解并且反应形成聚酰胺酸溶液。将聚酰胺酸溶液滗出并在0℃下储存直至用于膜浇注。
通过使用催化剂溶液将衍生自上述聚酰胺酸的聚酰亚胺膜化学酰亚胺化。化学酰亚胺化的膜通过将聚酰胺酸溶液浇注到DuPont 膜的载体片上来制备。将浇注的聚酰胺酸溶液(和载体片)浸入包含1:1比率的乙酸酐和β-甲基吡啶的催化剂溶液中。形成凝胶膜。将凝胶膜从载体片剥离并转移至限定框(销框)。
然后使用鼓风烘箱加热凝胶膜以进一步酰亚胺化聚合物并除去溶剂。使凝胶膜暴露于以下烘箱温度中，并且在每个温度下持续约1/2小时：150℃、250℃、300℃和325℃。从销框中取出聚酰亚胺膜并分析。数据示出在表1中。
在350psi下在真空平压机中在两片35um厚的处理过的铜箔之间层压两个膜片。按照IPC-TM6502.4.9d测试法测量剥离强度数据。在不同层合峰值温度下的数据示出在表1中。
应注意的是，并不是所有的上文一般性描述或实例中所描述的行为都是必须的，具体行为中的一部分不是必需的，并且除了所描述的那些以外，还可实施其他行为。此外，所列行为中每一个的顺序不必是它们实施的顺序。在阅读本说明书之后，技术人员将能够确定可用于其具体需要或期望的行为。
在前述说明书中，本发明已参照具体的实施例进行了描述。然而，本领域中普通技术人员认识到，在不脱离下文权利要求书中所示出的本发明范围的情况下可作出
各种修改和变型。本说明书中公开的所有特征可由用于相同、等同或类似目的的替代特征来取代。因此，本说明书应在例示性而不是限制性意义上来理解，并且所有此类修改均旨在被包括在本发明的范围内。
上文已针对具体的实施例描述了有益效果、其它优点和问题的解决方案。然而，有益效果、优点、问题的解决方案、以及可造成任何有益效果、优点或解决方案发生或变得更突出的任何因素不被解释为任何或所有权利要求的关键的、必需的或基本的特征。
表1：
表1续：
表2：
实例 MD蚀刻的 TD蚀刻的 MD热 TD热
7 BPDA//43 TFMB/57 ODA -0.125 -0.081 -0.208 -0.183
比较例5 20PMDA/80ODPA//RODA -0.505 -0.506 -0.588 -0.583

Claims (10)

1.聚酰亚胺覆金属层压板，包括：
a.金属箔；
b.聚酰亚胺层，所述聚酰亚胺层具有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述金属箔直接接触，所述聚酰亚胺层包含：衍生自80至90摩尔％3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、10至20摩尔％4,4’-氧双邻苯二甲酸酐和100摩尔％2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的聚酰亚胺；
其中所述聚酰亚胺覆金属层压板不具有介于所述金属箔和所述聚酰亚胺层之间的粘合剂层；并且
其中当在340℃或更高的温度和150psi(10.55Kg/cm)至400psi(28.13Kg/cm)的压力下将所述金属箔和所述聚酰亚胺层层压在一起时，所述聚酰亚胺覆金属层压板具有如根据IPC-TM-650-2.4.9d所测量的至少1.0N/mm的剥离强度。
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺覆金属层压板，其中所述金属箔为铜。
3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺覆金属层压板，其中所述聚酰亚胺层包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。
4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺覆金属层压板，其中所述金属箔为铜并且所述聚酰亚胺层包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。
5.根据权利要求1所述的聚酰亚胺覆金属层压板，其还包括与所述聚酰亚胺层的所述第二侧面直接接触的第二金属箔，并且其中所述聚酰亚胺覆金属层压板不具有介于所述第二金属箔和所述聚酰亚胺层之间的粘合剂层。
6.根据权利要求5所述的聚酰亚胺覆金属层压板，其中所述第二金属箔为铜。
7.根据权利要求5所述的聚酰亚胺覆金属层压板，其中所述聚酰亚胺层包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。
8.根据权利要求5所述的聚酰亚胺覆金属层压板，其中所述金属箔、所述第二金属箔或上述两者均为铜并且所述聚酰亚胺层包含1至55重量％的导热填料、电介质填料或它们的混合物。
9.根据权利要求1所述的聚酰亚胺覆金属层压板，其中所述聚酰亚胺层为2至26微米厚。
10.根据权利要求1所述的聚酰亚胺覆金属层压板，其中所述聚酰亚胺层为27至105微米厚。
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