CN107109057B - 聚醚酰亚胺组合物、由其制成的制品及其生产方法 - Google Patents

聚醚酰亚胺组合物、由其制成的制品及其生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107109057B
CN107109057B CN201580071812.8A CN201580071812A CN107109057B CN 107109057 B CN107109057 B CN 107109057B CN 201580071812 A CN201580071812 A CN 201580071812A CN 107109057 B CN107109057 B CN 107109057B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyetherimide
composition
layer
dielectric layer
polyetherimide composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201580071812.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107109057A (zh
Inventor
徐琛
周昊
赵炜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SABIC Global Technologies BV
Original Assignee
SABIC Global Technologies BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SABIC Global Technologies BV filed Critical SABIC Global Technologies BV
Publication of CN107109057A publication Critical patent/CN107109057A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107109057B publication Critical patent/CN107109057B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1057—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain
    • C08G73/1064—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain containing sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1067—Wholly aromatic polyimides, i.e. having both tetracarboxylic and diamino moieties aromatically bound
    • C08G73/1071—Wholly aromatic polyimides containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/06—Polysulfones; Polyethersulfones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D179/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09D161/00 - C09D177/00
    • C09D179/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C09D179/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313—Organic insulating material
    • H05K1/0353—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0373—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement containing additives, e.g. fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
    • C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0137—Materials
    • H05K2201/0154—Polyimide
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02—Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203—Fillers and particles
    • H05K2201/0206—Materials
    • H05K2201/0209—Inorganic, non-metallic particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

公开了一种聚醚酰亚胺组合物，包括具有240至320C，优选为245至312C的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜和颗粒状导热填料组合物。当在大于或等于260C，优选260‑350C的温度下经受无铅焊料回流过程时，聚醚酰亚胺组合物的层抵御通过IPC法TM‑650测定的变形。包括聚醚酰亚胺组合物的层进一步具有根据ISO 22007‑2:2008测定的2.5至15W/mK，优选3至12W/mK的热导率。

Description

聚醚酰亚胺组合物、由其制成的制品及其生产方法
背景技术
聚酰亚胺，特别是聚醚酰亚胺(PEI)，是具有大于180℃的玻璃化转变温度(Tg)的无定形、透明、高性能聚合物。聚醚酰亚胺进一步具有高强度，韧性，耐热性和模量，以及广泛的耐化学品性，并且因此广泛地用于汽车，电信，航空航天，电气/电子，交通和医疗保健的多种行业。
适用于电路材料和电路板的电介质材料已经是深入研究和开发的主题。尽管如此，本领域仍然需要改进的电介质组合物。在许多电子应用中，电子部件经常会产生热量，并且期望的是电路板有助于散热。这样的材料应该进一步具有改进的导热性并耐受高加工温度，焊接温度和操作温度，因为通常在设备的较暖内部和周围环境之间存在热梯度。优选的材料因此应该具有高耐热性，优异的尺寸和热稳定性，以及耐化学品性。优选的材料应该进一步表现出优异的电性能，包括高使用温度，高加工/焊接温度，低电介常数，良好的柔韧性和对金属表面的粘附性。如果电介质组合物能够通过溶剂浇铸直接浇铸于金属层上，或使用无溶剂工艺方法如熔体挤出法而挤出成膜，则这将是进一步的加工优点。优选的电介质组合物能够进一步包括导热或导电填料，并且介电层应该相对较薄(<100微米)才能获得良好的导热性。
发明内容
一种聚醚酰亚胺组合物包含具有240至320℃，优选为245至312℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜；和颗粒状导热填料组合物，其中当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下进行无铅焊料回流过程时，包含聚醚酰亚胺组合物的层能够抵御通过IPC方法TM-650测定的变形；并且包含聚醚酰亚胺组合物的层具有根据ISO 22007-2:2008测定的2.5至15W/mK，优选3至12W/mK的热导率。
在另一个实施方式中，一种聚醚酰亚胺组合物包含具有240至320℃，优选为245至312℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜；具有大于140℃的玻璃化转变温度的不同于聚醚酰亚胺砜的其它聚合物；和颗粒状导热填料组合物，其中当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下进行无铅焊料回流过程时，包含聚醚酰亚胺组合物的层能够抵御通过IPC方法TM-650测定的变形；并且包含聚醚酰亚胺组合物的层具有根据ISO 22007-2:2008测定的3至6W/mK，优选3至5.5W/mK的热导率。
一种电路组件包括包含聚醚酰亚胺组合物的聚醚酰亚胺介电层和设置于聚醚酰亚胺介电层上的导电金属层；其中当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下进行无铅焊料回流过程时，聚醚酰亚胺介电层能够抵御通过IPC方法TM-650测定的变形，并且聚醚酰亚胺介电层具有根据ISO 22007-2:2008测定的2.5至15W/mK，优选3至12W/mK的热导率。
本文还公开了一种包括电路组件的制品。
一种制备电路组件的方法包括挤出聚醚酰亚胺介电层，在热和压力下将聚醚酰亚胺介电层层压至导电金属层上，以及将电子组件回流焊接至电路组件上。
前文描述的和其它特征由以下详细描述、实施例和权利要求进行举例说明。
具体实施方式
本文描述了包含具有240至320℃，优选为245至312℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜和颗粒状导热填料组合物的聚醚酰亚胺组合物。聚醚酰亚胺组合物能够用于包括用于电路印刷的导电金属层和导电金属层上的聚醚酰亚胺介电层的电路组件，聚醚酰亚胺介电层包含聚醚酰亚胺组合物。电路组件能够进一步包括用于复杂电路设计的其它金属层和介电层组合。发明人已经发现，在介电层中使用聚醚酰亚胺砜能够提供即使在大于玻璃化转变温度的温度，例如，大于280℃的温度下的热应力之后也能保持优异的粘附性和尺寸稳定性的组件。电路组件尤其适用于导热电路组件的制造。介电层，特别是在与聚酰亚胺和环氧基介电层相比时，能够进一步具有良好的导热性和电绝缘性，以及出色的可加工性。
如以下的进一步的描述，聚醚酰亚胺组合物包含聚醚酰亚胺砜和可选的添加剂。聚醚酰亚胺具有240℃或以上，例如，240至320℃，特别是245至312℃，或245至300℃的玻璃化转变温度(Tg)。
聚醚酰亚胺砜包含大于1，例如，10至1000，或10至500个式(1)的结构单元，
Figure BDA0001336774390000031
其中每个R相同或不同，并且是取代或未取代的二价有机基团，如C6-20芳香族烃基团或其卤化衍生物，直链或支链C2-20亚烷基基团或其卤化衍生物，C3-8亚环烷基基团或其卤化衍生物，特别是式(2)的二价基团，
Figure BDA0001336774390000032
其中Q1是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-(其中y为1至5的整数)或其卤化衍生物(包括全氟亚烷基)，或-(C6H10)z-(其中z是1至4的整数)，条件是至少10mol％的R基团包含砜基团。在一个实施方式中，至少10mol％的R基团是二亚苯基砜基团，而其余的R基团是间亚苯基或对亚苯基。
另外在式(1)中，T是-O-或式-O-Z-O-的基团，其中-O-或-O-Z-O-基团的二价键处于3,3'，3,4'，4,3'或4,4'位置。式(1)的-O-Z-O-中的基团Z也是取代或未取代的二价有机基团，并可以是由1至6个C1-8烷基基团、1至8个卤素原子或它们的组合可选取代的芳香族C6-24单环或多环部分，条件是不超过Z的化合价。示例性基团Z包括衍生自式(3)的二羟基化合物的基团
Figure BDA0001336774390000033
其中Ra和Rb可以相同或不同，并且是例如卤原子或一价C1-6烷基基团；p和q每个独立地为0至4的整数；c为0至4；并且Xa是连接羟基取代的芳香族基团的桥连基团，其中每个C6亚芳基基团的桥连基团和羟基取代基在C6亚芳基基团上彼此处于邻位，间位或对位(特别是对位)位置。桥连基团Xa可以是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-SO2-、-C(O)-或C1-18有机桥连基团。C1-18有机桥连基团可以是环状或非环状的，芳香族的或非芳香族的，并可以进一步包含杂原子如卤素、氧、氮、硫、硅或磷。可以设置C1-18有机基团使得连接到其上的C6亚芳基基团的每一个都连接到C1-18有机桥连基团的共同烷叉基碳或不同的碳上。基团Z的具体实例是式(3a)的二价基团
Figure BDA0001336774390000041
其中Q是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、或-CyH2y-(其中y是1至5的整数)或其卤化衍生物(包括全氟亚烷基)。在具体实施方式中，Z衍生自双酚A，使得式(3a)中的Q是2,2-异丙叉基。
聚醚酰亚胺可选地包含高达10mol％，高达5mol％，或高达2mol％的式(1)的单元，其中T是以下式的连接基
Figure BDA0001336774390000042
在一些实施方式中，不存在其中R是这些式的单元。
在式(1)的一个实施方式中，R是二亚苯基砜和间亚苯基或对亚苯基且T是-O-Z-O-，其中Z是式(3a)的二价基团。可替换地，R是二亚苯基砜和间亚苯基或对亚苯基且T是-O-Z-O-，其中Z是式(3a)的二价基团且Q是2,2-异丙叉基。
聚醚酰亚胺可以通过本领域技术人员熟知的任何方法制备，包括式(5)的芳香族双(醚酐)
Figure BDA0001336774390000043
与式(6)的有机二胺
H2N-R-NH2(6)
的反应，
其中T和R如前文描述的定义。
双(酐)的示例性实例包括3,3-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐；4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酐；4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐；4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐；4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐；2,2-双[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐；4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯醚二酐；4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐；4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐；4,4'-双(2,3-二羧基苯氧基)二苯基砜二酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基-2,2-丙烷二酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐；和4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酐，及它们的各种组合。
有机二胺的实例包括乙二胺、丙二胺、三亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、1,12-十二烷二胺、1,18-十八烷二胺、3-甲基七亚甲基二胺、4,4-二甲基七亚甲基二胺、4-甲基九亚甲基二胺、2,5-二甲基七亚甲基二胺、2,2-二甲基亚丙基二胺、N-甲基-双(3-氨基丙基)胺、3-甲氧基六亚甲基二胺、1,2-二(3-氨基丙氧基)乙烷、双(3-氨基丙基)硫醚、1,4-环己二胺、双-(4-氨基环己基)甲烷、间苯二胺、对苯二胺、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、间二甲苯二胺、对二甲苯二胺、2-甲基-4,6-二乙基-1,3-亚苯基二胺、5-甲基-4,6-二乙基-1,3-亚苯基二胺、联苯胺、3,3'-二甲基联苯胺、3,3'-二甲氧基联苯胺、1,5-二氨基萘、双(4-氨基苯基)甲烷、双(2-氯-4-氨基-3,5-二乙基苯基)甲烷、双(4-氨基苯基)丙烷、2,4-双(对氨基叔丁基)甲苯、双(对氨基-叔丁基苯基)醚、双(对甲基-邻-氨基苯基)苯、双(对甲基-邻-氨基戊基)苯、1,3-二氨基-4-异丙基苯、双(4-氨基苯基)硫醚、双-(4-氨基苯基)砜和双(4-氨基苯基)醚。也能够使用这些化合物的组合。在一些实施方式中、有机二胺是间苯二胺、对苯二胺、磺酰基二苯胺或包含前述一种或多种的组合。
聚醚酰亚胺可以具有通过美国材料测试协会(ASTM)D1238在340至370℃下，使用6.7千克(kg)重量测定的0.1至10克/分钟(g/min)的熔体指数。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺具有通过凝胶渗透色谱法，使用聚苯乙烯标准测定的1,000至150,000克/摩尔(道尔顿)的重均分子量(Mw)。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺具有10,000至80,000道尔顿的Mw。这种聚醚酰亚胺可以具有在25℃下在间甲酚中测得的大于0.2分升/克(dL/g)，或更优选0.35至0.7dL/g的特性粘度。
基于聚醚酰亚胺组合物的总重量，聚醚酰亚胺砜可以以30至90重量百分数(wt.％)，特别的30至70wt.％，或40至70wt.％。
聚醚酰亚胺组合物进一步包含导热填料组合物。首先选择导热性填料组分以提供具有良好导热性的材料。有用的导热填料包括氮化铝(AlN)、碳化铝(AlC)、氮化硼(BN)、氧氮化铝(AlON)、氮硅化镁(MgSiN2)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、石墨、膨胀石墨、石墨烯、碳纤维、硫化锌(ZnS)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化钛、碳纳米管、或包含前述至少之一的组合。例如，还可以使用涂有上述任何一种的石墨或氧化铝的颗粒。氮化硼、氮化铝、氧化铝、石墨以及包含前述中至少一种的组合都是特别有用的。例如，导热填料组合物能够包含氮化硼，石墨或包含前述中至少一种的组合。
导热填料能够具有50纳米至50微米的平均粒径，并且可以具有任何形状和任何长径比。包含聚醚酰亚胺和导热填料组分的电介质组合物可以充分混合，使得导热填料颗粒的平均粒径充分降低并形成稳定的分散体。导热填料组分可以是均匀分散的使得在与聚合物组分(或聚合物组分)相容的有机溶剂中的填料的平均粒径为大于10、20、30、40或50纳米至小于1.0、2.0、3.0、5.0、10或20微米。一般而言，未充分分散的填料组分(例如，含有大团聚体的填料组分)通常在进入材料中之后会降低或破坏所追求的功能性方面。
存在于组合物中的导热填料组合物的量为1至70重量百分数，或10至60重量百分数，特别是30至60重量百分数，每一种都基于聚醚酰亚胺组合物总重量。在一个实施方式中，导热填料组合物可以包含30至60wt.％或30至50wt.％的氮化硼。在另一个实施方式中，导热填料组合物包含30至60wt.％，或30至50wt.％的氮化硼和1至20wt.％，或1至15wt.％，或5至15wt.％的石墨。
其它填料可以存在于介电层中，特别是介电性绝热填料如滑石(H2Mg3(SiO3)4)、碳酸钙(CaCO3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、氧化铝(Al2O3)、氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)、云母、氧化钡(BaO)、勃姆石(AlO(OH))、三水铝矿(Al(OH)3)、硫酸钡(BaSO4)、硅灰石(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2)、玻璃珠、玻璃纤维、铝酸镁(MgO·xAl2O3)、白云石(CaMg(CO3)2)、陶瓷涂覆的石墨、粘土和包含前述至少一种的组合。也可以使用涂有任何一种或多种绝热填料的任何前述导热填料，例如，涂有TiO、ZnO或前述任何一种的石墨。聚合物基质中电介质填料组分的量在存在时为1至60重量百分数、10至50重量百分数、特别优选20至40重量百分数，每一种都基于聚醚酰亚胺组合物的总重量。
聚醚酰亚胺组合物可以进一步包含本领域已知的其它添加剂，例如，抗氧化剂、热稳定剂、阻燃剂等。在一个实施方式中，聚醚酰亚胺组合物可以以基于组合物的总重量的例如为1至35wt.％、或5至30wt.％、或10至20wt.％的量可选地包含不同于聚醚酰亚胺砜的其它聚合物。优选其它聚合物是具有180℃或更高、优选200℃或更高、更优选220℃或更高、最优选250℃或更高的玻璃化转变温度的高温热塑性聚合物。尽管可以提及400℃，但没有特别的上限。聚合物是在高温，例如，180℃或更高、优选200℃或更高、更优选220℃或更高、或最优选250℃或更高下进一步水解稳定的。
满足这些条件的热塑性聚合物通常含有芳香族基团，例如，聚邻苯二甲酰胺(PPA)，芳香族聚酰亚胺，芳香族聚醚酰亚胺，聚苯硫醚(PPS)，聚芳醚酮(PAEK)，聚醚醚酮(PEEK)，聚醚酮酮(PEKK)，聚醚砜(PES)，聚苯砜(PPSU)，聚苯砜脲，自增强聚苯(SRP)等。可以使用包含前述中至少一种的组合。热塑性聚合物可以是直链或支链的，并包括包含两种或更多种前述热塑性聚合物的单元的均聚物或共聚物，例如，聚酰胺-酰亚胺(PAI)。共聚物可以是具有两个或多个不同均聚物、无规或交替共聚物嵌段的无规、交替、接枝和嵌段共聚物。特定的高温聚合物是能够以商品名ULTEM获得自SABIC的芳香族聚醚酰亚胺。高温热塑性聚合物可以以粒料或粉末形式获得和使用。
热塑性聚合物可以具有约1,000至约200,000g/mol，优选约1,000至约1,000g/mol的重均分子量(Mw)。热塑性聚合物可以具有1g/10min或更高，优选10g/10min或更高，高达7,500g/10min的熔体流动速率，每个均根据ASTM D 1283在316℃下在5kg的载荷下测定，并且在另一个实施方式中，则大于约50g/10min。
用于制造印刷电路板(PCB)(也称为印刷线路板(PWB))的电路组件包括金属芯PCB(MCPCB)和多层电路，其在本领域是公知的。一般而言，电路组件包括介电层，诸如铜的导电金属层，和用于散热的支撑金属基质层如铝，其中介电层设置于导电金属层和支撑金属基质层之间。导电金属层可以是层压，粘附，溅射或电镀至介电层上。介电层通常包括聚合物，如交联的环氧树脂或聚酰亚胺。介电层可以进一步包含纤维增强材料，如织造或非织造玻璃和无机填料。然后，电路组件可以进行一系列步骤以在介电层上留下电路化的金属图案。电路化图案用于连接各种电子部件，各种电子部件可以加入以形成所需电子设备。这种电路化层可以单独使用或在具有层间连接的多层堆叠中使用。
电路组件可以包括介电层中的聚醚酰亚胺组合物。介电层可以粘附至导电金属层，具体而言是箔上。金属可以粘附到介电层的一侧或两侧。导电金属包括铜、锌、黄铜、铬、镍、铝、不锈钢、铁、金、银、钛或含有这些金属中的一种或多种的合金。其它有用的金属包括但不限于，铜钼合金、镍钴铁合金如商购获自Carpenter Technology Corporation的
Figure BDA0001336774390000081
镍-铁合金如商购获自National Electronic Alloys,Inc的
Figure BDA0001336774390000082
衍生自两层铜和一层
Figure BDA0001336774390000083
的双金属、三金属(trimetal)、三金属(tri-metal)、和由两层铜和一层钼衍生的三金属。在一些实施方式中，合适的金属层包括铜或铜基合金。可替换地，可以使用锻造的铜箔。
示例性实施方式中的导电金属层可以具有2至200微米，尤其是5至50微米，更具体的5至40微米的厚度。在一些实施方式中，导电金属层是以电路的形式。
电路组件可以进一步可选地包括设置于介电层上的与导电金属层相对侧上的散热金属基质层。这种散热层可以是金属，特别是导热金属如铝、氮化硼、氮化铝、铜等。可以使用导热导电金属，条件是金属与金属电路层电绝缘。优选的支撑金属基质层可以具有0.1至20毫米，特别是0.5至10毫米，更具体的0.8至2毫米的厚度。
具有夹层型结构的电路组件提供了良好的散热和与导电金属层中的印刷电路的电绝缘。
导电金属层和支撑金属基质层都可以进行预处理以具有高的表面粗糙度，从而增强对介电层的附着力。在一些情况下，介电层可以牢固地粘附至导电金属层或散热层而无需使用粘合剂。在其它实施方式中，可以使用粘合剂以改善介电层对导电金属层或散热层的粘附性。用于将复合片材粘结至金属上的常用粘合剂(如果使用粘合剂)是聚酰亚胺基粘合剂、丙烯酸基粘合剂、或环氧树脂。
包括包含聚醚酰亚胺组合物的介电层的电路组件可以可选地包括织物层。合适的织物可以包括包含以下任何玻璃类型的无纺织物或织造织物：E、D、S、R、或包含前述至少一种的组合。可获得自NittoBoseki Co.的NE型玻璃也是合适的。合适的玻璃样式包括但不限于106、1080、2122、2113、2116和7628，其中术语玻璃样式对于本领域技术人员而言是已知的，并是指玻璃纤维的尺寸和纤维束中的纤维数。在其它实施方式中，织物可以包括诸如芳纶(aramid)，如可获得自DuPont的
Figure BDA0001336774390000084
芳纶，芳纶/玻璃混杂体，或陶瓷的这种材料。此外，纤维素纤维的织造织物也可以使用。织物可以具有5至200微米，特别是10至50微米，更具体而言10至40微米的厚度。在一些实施方式中，诸如织造或非织造玻璃织物的织物可以可选地在用于子组件的组装中之前要进行预处理。用于织物的举例说明性处理方法包括诸如采用上浆剂或硅烷的化学处理，或通过热、火焰、等离子体或电晕处理的物理处理中之一或这两者。
制备聚醚酰亚胺组合物和包含聚醚酰亚胺组合物的介电层的一般技术对本领域技术人员而言是已知的。首先可以将聚醚酰亚胺组合物溶解于合适的溶剂中以制备溶液。许多溶剂都可以使用，这取决于各种因素，例如，它们的沸点；和聚醚酰亚胺将要引入介电层的方式。溶剂的非限制性实例如下：二氯甲烷、氯仿、邻二氯苯(ODCB)；N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)；藜芦醚(veratrole)(1,2-二甲氧基苯)；硝基甲烷，以及这些溶剂的各种组合。含有聚合物的溶液可以与任何可选的填料组合，并涂到基底上以形成电介质聚合物膜。涂层工艺方法的实例包括但不限于带铸、浸涂、旋涂、化学气相沉积、和诸如溅射的物理气相沉积。在一些实施方式中，膜可以通过溶剂浇铸工艺方法施加。当膜厚度基本上很小时，可以使用溶液基的涂层技术，如旋涂或浸涂。
当存在织物时，含有聚合物和任何可选的填料的溶液都可以通过浸涂或涂布而浸渍到织物中。可替换地，可以熔融无溶剂的电介质组合物，与任何可选的填料组合，并浸渍到织物中而提供介电层。在另一个实施方式中，包含聚醚酰亚胺和任何可选的填料的层在热和压力下进行热层压以形成介电层。当使用层压时，包含聚醚酰亚胺和任何可选的填料的第一层和第二层可以设置于织物的相对两侧上并进行层压。层压的条件可以根据具体的聚醚酰亚胺，可选的填料等考虑因素而变化，并可以是例如在不低于1兆帕(MPa)的压力下长达5至180分钟的280至350℃。
电路组件可以在不使用热固性粘合剂的情况下通过在压力下热层压一个或多个介电层、一个或多个导电金属层和支撑金属基质层制成。介电层在热层压步骤之前通过无溶剂工艺方法如熔体挤出、或通过溶剂流延工艺方法制成制备。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺介电层、导电金属层、和散热层在压力下通过无粘合剂工艺方法热层压至一起以形成层压体。在一个实施方式中，聚醚酰亚胺层放置于导电金属层和织造织物层之间，并在单步骤中在压力下进行热层压。导电金属层可以可选地在层压之前是电路的形式。可替换地，在层压之后可以可选地蚀刻导电金属层以形成电路。层压可以是通过热压或辊压延压方法，即辊对辊方法。
可替换地，电路组件可以通过溶液浇铸法制备，其中将聚醚酰亚胺溶解于溶剂中并直接浇铸到导电金属层上，然后层压至散热金属基质层上。聚醚酰亚胺溶液可以可替代地直接浇铸到散热金属基质层上，然后层压到导电金属层上。在该实施方式中，聚醚酰亚胺层可以可称为“清漆(varnish)”。
包含其它层的多层组件也可以通过诸如热压或辊压延压方法的这种工艺方法在一个步骤中或在两个或多个连续步骤中通过热层压制备。在一些实施方式中，层压体中可以存在七层或更少的层，且在其它实施方式中，可以存在十六层或更少的层。在一个示例性实施方式中，可以在一个步骤或两个或更多个连续步骤中，以织物-聚醚酰亚胺-金属-聚醚酰亚胺-织物-聚醚酰亚胺-金属箔的顺序层或其具有更少层的子组合形成层压体，使得层压体包括在任何金属箔的层和任何织物的层之间的聚醚酰亚胺膜的层。在另一个实施方式中，可以在一个步骤中或在两个或更多个连续步骤中，在两层聚醚酰亚胺之间的织物层，如两层聚醚酰亚胺层之间的织造玻璃织物层形成第一层压体。然后通过将金属箔层压到第一层压体的聚醚酰亚胺侧而制备第二层压体。
电路组件可以具有0.1至20毫米，而特别是0.5至10毫米的总厚度，其中总体厚度是指包括聚醚酰亚胺介电层、导电金属层和支撑金属基质层每一层的组件。在一些具体实施方式中，电路组件具有0.5至2毫米，尤其是0.5至1.5毫米的总厚度。对聚醚酰亚胺介电层的厚度没有特别限制，只要达到层压体的所需总厚度即可。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺介电层的厚度为5至750微米，具体而言10至150微米，而更具体地为10至100微米。
聚醚酰亚胺层，例如，聚醚酰亚胺介电层，可以具有80至150KV/mm，或90至120KV/mm，或100至110KV/mm的电介质强度。
聚醚酰亚胺层，例如，聚醚酰亚胺介电层，可以具有1至10kV，或3至8kV或4至6kV的击穿电压。
聚醚酰亚胺层，例如，聚醚酰亚胺介电层，当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下经受无铅焊料回流过程时，可以抵御通过IPC方法TM-650(2.6.27)测定的变形。
聚醚酰亚胺层，例如，聚醚酰亚胺介电层，可以具有0.1％至0.5％，优选0.1％至0.3％的平均吸水率。
电路组件可以具有根据IPC-TM-650测试方法测定的1至3，或1.3至1.8的剥离强度。
聚醚酰亚胺层，例如，聚醚酰亚胺介电层，可以具有2.5至5W/mK，优选为3至4.5W/mK的热导率。热导率可以通过各种方法，例如EN 12667，ISO 22007-2:2008或ASTM C518-10进行测定。在一个实施方式中，使用了ISO 22007-2:2008。
根据SJ 20780-2000在280℃下热应力30分钟之前和之后，电路组件可以进一步具有如通过IPC-TM-650测试方法测定的相同的附着力(在±10％之内)。在280℃热应力30分钟后，电路组件进一步未显示出“爆裂”。
包括通过电路化至少一层导电金属层而形成的电路组件的制品是本公开的另一方面。制品包括包含用于在医疗或航空航天工业中使用的印刷电路的那些。还有其它制品包括天线及其类似的制品。在其它实施方式中，这些制品包括但不限于，包括印刷电路板的那些，其用于例如照明、显示器、照相机、音频和视频设备、个人计算机、移动电话、电子记事本等器件、或办公自动化设备。在其它实施方式中，电气部件可以安装于包含层压体的印刷电路板上。
在一些实施方式中，本公开提供了制备不需要施加或固化粘合剂的步骤的电路材料和电路板的方法。
所提供的含聚醚酰亚胺的电路板便宜，可靠，显示出良好的可加工性能，并与使用电路板的材料和制作工艺方法相容。所公开的夹层结构在导电金属层中提供了良好的散热和印刷电路的电绝缘。与常规电路板相比，电路板还适用于非平板PCB/照明设计。因此，提供了印刷电路板及其组件的实质性改进。
实施例
在以下实施例中使用了表1中所示的材料。下表中的每种组分的量都以重量百分数(wt％)提供，其中每种组分的wt.％都基于组合物的总重量。
表1.
Figure BDA0001336774390000121
样品制备
实施例组合物的复合在直径为40mm，L/D比为40:1的Werner&Pfleiderer双螺杆挤出机中进行。沿着螺杆长度温度为390℃，每分钟螺杆转速(rpm)为250，而进料速度为32kg/h。
在复合后，使用Engel 110T注塑成型机在395℃下注塑成型进行拉伸，挠曲，冲击和HDT的试样。
样品测试
使用以下测试和测试方法进行物理测定，如下。
根据ASTM D638测试拉伸性能，并根据ASTM D790测试挠曲性能，两者均使用改进的Instron 1125测试机。
悬臂梁冲击强度(切口和无切口)根据ASTM D256使用Tinius Olsen 892和104冲击测试仪进行测定。
根据ASTM D648，平放在Dynisco HDV3仪器中，使用120℃/h的温度梯度和1.8兆帕(MPa)的负荷评价热变形温度(HDT)。
吸湿率测量根据ISO 62进行。尺寸为60毫米(mm)乘以60mm的样品首先在恒温室中24小时保持于50℃±2℃下。将样品冷却至20℃±10℃并称重。将样品浸入23℃±0.5℃的水中24小时，然后再称重。根据所记录的两个重量之间的差计算吸湿率百分数。
根据ISO 22007-2测定穿过平面(Through-plane)和面内热导率(“TC”)。
根据ASTM D257-99测定包含石墨的组合物的表面电阻率。
对于以下描述的每个实施例，将聚醚酰亚胺砜、导热填料、和可选的第二热塑性聚合物组分按照以下表中所示的用量熔融混合。如上将所有组分熔融混合、挤出、并测试。
实施例1-4
制备并测试包含聚醚酰亚胺砜和氮化硼的组合物。机械，冲击和热性能测试的结果也显示于表2中。
表2
Figure BDA0001336774390000141
表2中的数据显示了58.6至70.2MPa的拉伸强度和10,500至15,300MPa的挠曲模量。对于包含45wt％氮化硼的实施例2和4的组合物，观察到更高的弯曲模量。对于包含65wt％的聚醚酰亚胺砜的实施例1和3观察到更高的悬臂梁冲击强度(切口和未切口)。实施例1-4的组合物显示出相当的HDT和Tg。组合物具有低的吸湿性，良好的导热性，并可以承受无铅焊料回流过程。使用干燥(未整理)样品和已经在60℃和60％相对湿度下以及在85℃和85％相对湿度下整理的样品对组合物进行热回流工艺方法。每个未调节的样品在260℃或更高温度下都没有表现出变形或爆裂，而整理的样品可以抵御变形高达260℃。
实施例5-8
制备并测试包含聚醚酰亚胺砜、氮化硼和石墨的组合物，如表3中所示。机械、冲击和热性能测试的结果也显示于表3中。
表3.
Figure BDA0001336774390000151
表3中的结果表明了通过在导热填料组合物中用10重量百分数的石墨代替10重量百分数的氮化硼而改进了组合物的特定性能，如导热性、耐热性和水分阻隔性的意想不到的效果。例如，与不包含石墨的实施例2和4相比，实施例5和7的导热性得到改进。相比于实施例2和4分别为5.443W/mK和5.493W/mK的面内热导率，实施例5和7的面内热导率分别为6.555W/mK和7.328W/mK。此外，实施例5和7的调节过的组合物保持了优异的耐热性，对高于260℃的温度的抗变形性，并且实施例2和4经整理的组合物仅高达260℃，具体地，高达约250℃的抗变形性。实施例5和7的组合物也表现出仅仅0.26％的较少吸湿性，而实施例2和4的组合物吸收高达0.35％的水分。因此，当在导热填料组合物中包含10重量百分数的石墨时，观察到了意想不到的有益效果。
表3中的结果进一步表明，实施例5-8的组合物具有堪比不含石墨的实施例1-4的组合物的拉伸强度。然而，对于包含10wt.％的石墨的实施例5-8的组合物，挠曲模量平均增加约31％。实施例5-8的组合物的冲击强度与实施例1-4相比有所降低。实施例5-8的组合物显示出相当的HDT和Tg。组合物具有低吸湿性，良好的导热性，并可以经受无铅焊料回流过程，正如以上的讨论。使用干燥(未调节的)样品和已经在60℃和60％相对湿度条件下整理的样品，使组合物经受热回流工艺过程。未整理的样品每个都抵御变形，并且在260℃或更高温度下并未表现出爆裂，而经过整理的样品抗变形至260℃为止。对实施例5-8的组合物进一步评价表面电阻率。表面电阻率处于3.42E+13至2.05E+14欧姆/平方(ohm/sq，Ω/平方)的范围内，这表明这些组合物是电绝缘的。
实施例9-11
制备并测试包含聚醚酰亚胺砜、氮化硼和聚醚醚酮(PEEK)的组合物，如表4中所示。机械、冲击和热性能测试的结果也显示于表4中。
表4
Figure BDA0001336774390000171
Figure BDA0001336774390000181
表4中的数据表明，包含聚醚酰亚胺砜、聚醚醚酮(PEEK)和氮化硼的实施例9-11的组合物具有与实施例1-8的组合物相当的拉伸强度和挠曲模量。实施例11的组合物表现出33,700MPa的最高挠曲模量。实施例9-11的组合物还表现出由于存在第二聚合物组分(PEEK)所致的两个玻璃化转变温度(Tg)。组合物表现出0.14至0.21％的低吸水率。实施例9和10显示出良好的导热性并可以通过无铅焊料回流焊测试。使用干燥(未整理的)和将其在60℃和60％相对湿度下整理的样品使组合物经受热回流工艺过程。实施例9-11的未整理样品通过了热回流测试(例如，在260℃或更高温度下未出现变形或爆裂)，而实施例9和10的未整理样品在260℃或更高下以3mm厚度进一步没有表现出变形或爆裂。实施例9和10的整理样品抗变形性高达239至260℃。
实施例12-14
制备并测试包含聚醚酰亚胺砜、氮化硼和聚苯砜(PPSU)的组合物，如表5所示。机械、冲击和热性能测试的结果也显示于表5中。
表5
Figure BDA0001336774390000182
Figure BDA0001336774390000191
表5中的数据表明，包含聚醚酰亚胺砜、PPSU和氮化硼的实施例12-14的组合物具有相当的拉伸强度。具有PPSU(13wt.％)最低掺入量的实施例12显示出20,400MPa的最高挠曲模量。实施例12也记录了实施例12-14的最高玻璃化转变温度和HDT。组合物显示出0.26％-0.29％的低吸水率。实施例12-14显示出良好的导热性并可以通过无铅焊料回流焊测试。使用干燥(未整理的)和在60℃和60％相对湿度下整理的样品都对组合物进行热回流工艺过程。未整理的样品每种在260℃或更高温度下并未发生变形或爆裂。实施例12的整理过的样品据观察可以抵抗高达258℃的变形。实施例13的经过整理的样品据观察可以抵抗高达257℃的变形。实施例14的经过调理的样品据观察可以抵御高达260℃的变形。
聚醚酰亚胺组合物，电路组件和方法通过以下实施方式进一步举例说明，这些实施方式都是非限制性的。
实施方式1.一种聚醚酰亚胺组合物，包含具有240至320℃，优选245至312℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚砜；和颗粒状导热填料组合物，其中当在经受大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下的无铅焊料回流过程时，包含聚醚酰亚胺组合物的层可以抵御通过IPC方法TM-650测定的变形，并且包含聚醚酰亚胺组合物的层具有根据ISO 22007-2:2008测定的2.5至15W/mK，优选3至12W/mK的热导率。
实施方式2.实施方式1的聚醚酰亚胺组合物，其中包含聚醚酰亚胺组合物的层具有0.1至0.5％，优选0.1至.0.3％的平均吸水率。
实施方式3.实施方式1至2中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中聚醚酰亚胺组合物具有大于或等于250℃，优选250至270℃，更优选260至270℃的玻璃化转变温度。
实施方式4.实施方式1至3中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中表面电阻率大于或等于1×1013欧姆/平方。
实施方式5.实施方式1至4中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，包含40至90wt.％，优选40至70wt.％的聚醚酰亚胺砜；和10至60wt.％，优选30至60wt.％的颗粒状导热填料组合物，其中重量百分数都基于聚醚酰亚胺组合物的总重量。
实施方式6.实施方式1至5中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中聚醚酰亚胺砜包焊以下式的单元
Figure BDA0001336774390000201
其中R是C2-20烃基，其中至少10mol％的R基团包含砜基，T是-O-或式-O-Z-O-的基团，其中-O-或-O-Z-O-基团的二价键处于3,3'、3,4'、4,3'或4,4'位，而Z是可选被1至6个C1-8烷基，1至8个卤素原子，或包含前述至少之一的组合取代的芳香族C6-24单环或多环基团。
实施方式7.实施方式6的聚醚酰亚胺组合物，其中R是以下式的二价基团
Figure BDA0001336774390000202
其中Q1为-O-，-S-，-C(O)-，-SO2-，-SO-，-CyH2y-及其卤化衍生物(其中y为1至5的整数)或-(C6H10)z-(其中z是1至4的整数)；Z是衍生自以下式的二羟基化合物的基团
Figure BDA0001336774390000211
其中Ra和Rb每个独立地为卤素原子或一价C1-6烷基；p和q每一个独立地为0至4的整数；c为0至4；而Xa为单键，-O-、-S-、-S(O)-、-SO2-、-C(O)-或C1-18有机桥连基团。
实施方式8.实施方式6或7的聚醚酰亚胺组合物，其中至少10mol％的R基团是二苯基砜，而Z是双(4,4'-亚苯基)异丙叉基。
实施方式9：实施方式1至8中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中导热填料组合物包含氮化硼、石墨、氮化铝、氮化硅、MgSiN2、碳化硅、涂有前述一种或多种的颗粒、硫化锌、氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化钛、或包含至少一种上述导热填料的组合。
实施方式10.实施方式1至9中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中导热填料组合物包含氮化硼、石墨或包含前述至少一种的组合。
实施方式11.实施方式1至10中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中导热填料组合物包含基于聚醚酰亚胺组合物的总重量30至50wt.％的氮化硼。
实施方式12.实施方式1至11中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中导热填料组合物包含30至50wt.％的氮化硼；和5至15wt.％的石墨，其中重量百分数都基于聚醚酰亚胺组合物的总重量。
实施方式13.一种聚醚酰亚胺组合物，包含具有240至320℃，优选245至312℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚砜；具有大于140℃的玻璃化转变温度的不同于聚醚酰亚胺砜的其它聚合物；和颗粒状导热填料组合物，其中当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下进行无铅焊料回流焊过程时，包含聚醚酰亚胺组合物的层可以抵御通过IPC方法TM-650测定的变形；并且包含聚醚酰亚胺组合物的层具有根据ISO 22007-2:2008测定的3至6W/mK，优选3至5.5W/mK的热导率。
实施方式14.实施方式13的聚醚酰亚胺组合物，其中包含聚醚酰亚胺组合物的层具有0.1至0.5％，优选0.1至0.3％的平均吸水率。
实施方式15.实施方式13至14中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中聚醚酰亚胺组合物具有大于或等于230℃，优选230至270℃，更优选250至270℃的至少一个玻璃化转变温度。
实施方式16.实施方式13至15中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，包含30至70wt.％，优选30至60wt.％的聚醚酰亚胺砜；和1至35wt.％，优选10至30wt.％不同于聚醚酰亚胺砜的其它聚合物，其中重量百分数都基于聚醚酰亚胺组合物的总重量。
实施方式17.实施方式13至16中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中聚醚酰亚胺砜包含以下式的单元
Figure BDA0001336774390000221
R是C2-20烃基，其中至少10mol％的R基团包含砜基，T是-O-或式-O-Z-O-的基团，其中-O-或-O-Z-O-基团的二价键处于3,3'、3,4'、4,3'或4,4'位，而Z是可选被1至6个C1-8烷基，1至8个卤素原子，或包含前述至少之一的组合取代的芳香族C6-24单环或多环基团。
实施方式18.实施方式17的聚醚酰亚胺组合物，其中R是以下式的二价基团
Figure BDA0001336774390000222
Q1为-O-，-S-，-C(O)-，-SO2-，-SO-，-CyH2y-及其卤化衍生物，其中y为1至5的整数，或-(C6H10)z-其中z是1至4的整数；Z是衍生自以下式的二羟基化合物的基团
Figure BDA0001336774390000223
其中Ra和Rb每个独立地为卤素原子或一价C1-6烷基；p和q每一个独立地为0至4的整数；c为0至4；而Xa为单键，-O-，-S-，-S(O)-，-SO2-，-C(O)-或C1-18有机桥连基团。
实施方式19.实施方式17或18的聚醚酰亚胺组合物，其中至少10mol％的R基团是二亚苯基砜，而Z是双(4,4'-亚苯基)异丙叉基。
实施方式20.根据实施方式13至19中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中导热填料组合物包含氮化硼、石墨、氮化铝、氮化硅、MgSiN2、碳化硅、涂有前述一种或多种的颗粒、硫化锌、氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化钛、或包含至少一种前述导热填料的组合。
实施方式21.实施方式13至20中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中导热填料组合物包含氮化硼、石墨或包含前述至少一种的组合。
实施方式22.根据实施方式13至21中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中导热填料组合物包含基于聚醚酰亚胺组合物总重量30至60wt.％的氮化硼。
实施方式23.实施方式22的聚醚酰亚胺组合物，其中导热填料组合物进一步包含1至15wt.％的石墨，其中重量百分数都基于聚醚酰亚胺组合物的总重量。
实施方式24.实施方式13至23中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中其它聚合物包括聚苯砜、聚醚砜、聚砜、聚苯砜、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、聚酮、聚邻苯二甲酰胺、芳香族聚酰亚胺、芳香族聚醚酰亚胺、聚芳醚酮、或包含至少一种前述其它聚合物的组合。
实施方式25.实施方式13至24中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物，其中其它聚合物包含聚苯砜、聚醚醚酮、或包含前述至少一种的组合。
实施方式26.一种包含含有实施方式1至25中任一项或多项的聚醚酰亚胺组合物的聚醚酰亚胺介电层；和设置于聚醚酰亚胺介电层上的导电金属层的电路组件；其中当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下经受无铅焊料回流过程时，聚醚酰亚胺介电层可以抵御由IPC方法TM-650测定的变形，并且聚醚酰亚胺介电层具有根据ISO 22007-2:2008测定的2.5至15W/mK，优选3至12W/mK的热导率。
实施例27.实施方式26的电路组件，其中导电金属层是以电路的形式。
实施例28.一种包含实施方式26至27中任一个或多个的电路组件的制品。
实施方式29.一种制作实施方式26至27中任一项或多项的电路组件的方法，方法包括形成聚醚酰亚胺介电层；在热和压力之下将聚醚酰亚胺介电层层压至导电金属层；和将电子部件回流焊接至电路组件上。
实施方式30.实施方式29的方法，其中形成包括挤出聚醚酰亚胺介电层，三维印刷聚醚酰亚胺介电层，金属插入模塑成形聚醚酰亚胺介电层，或多层膜浇铸(多层膜流涎)聚醚酰亚胺介电层。
实施方式31.一种制作实施方式26至27中任一项或多项的电路组件的方法，方法包括挤出聚醚酰亚胺介电层；在热和压力之下将聚醚酰亚胺介电层层压至导电金属层；和将电子部件回流焊接至电路组件。
通常而言，组合物和电路组件可以可替代地包括本文中公开的任何合适的组件，由其组成，或基本由其组成。组合物或电路组件可以另外或替代地经过配制而使之没有，或基本上没有，或要不然不是实现本发明的功能和/目的所需的现有技术组合物中使用的任何组分、材料、成分、佐剂或物种。
本文公开的所有范围包括端点，以及端点是可彼此独立地组合。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序，数量或重要性，而是用于表示一个要素有别于另一个要素。本文中的术语“一”和“一个”和“这个”不表示数量的限制，并且除非另有说明或明确地与上下文相矛盾，应该解释为涵盖单数和复数。“或”表示“和/或”。
术语“烷基”是指支链或直链的不饱和脂族C1-30烃基、例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、正己基和仲己基、正和仲庚基、以及正辛基和仲辛基。“烯基”是指具有至少一个碳-碳双键的直链或支链一价烃基(如乙烯基(-HC＝CH2))。“烷氧基”是指通过氧连接的烷基(即，烷基-O-)，例如，甲氧基、乙氧基和仲丁氧基。“亚烷基”是指直链或支链的饱和二价脂族烃基(例如，亚甲基(-CH2-)或亚丙基(-(CH2)3-))。“亚环烷基”是指二价环状亚烷基-CnH2n-x，其中x表示环化取代的氢数目。“环烯基”是指具有一个或多个环和在环中具有一个或多个碳-碳双键的一价基团，其中所有环成员都是碳(例如，环戊基和环己基)。“芳基”是指含有指定数目的碳原子的芳香族烃基，例如苯基、环庚三烯酮(tropone)、茚满基或萘基。前缀“卤代”是指包括氟、氯、溴、碘和砹取代基中的一个或多个的基团或化合物。可以存在不同的卤代基团(例如，溴代和氟代)的组合。在一个实施方式中，仅存在氯代基团。前缀“杂”是指化合物或基团包括至少一个作为杂原子的环成员(例如，1,2或3个杂原子)，其中杂原子每个独立地为N、O、S、或P.
“取代”是指化合物或基团被至少一个(例如1、2、3或4个)独立地选自C1-9烷氧基、C1-9卤代烷氧基、硝基(-NO2)、氰基(-CN)、C1-6烷基磺酰基(-S(＝O)2-烷基)、C6-12芳基磺酰基(-S(＝O)2-芳基)、硫羟基(-SH)、硫氰基(-SCN)、甲苯磺酰基(CH3C6H4SO2-)、C3-12环烷基、C2-12烯基、C5-12环烯基、C6-12芳基、C7-13芳基亚烷基、C4-12杂环烷基和C3-12杂芳基的取代基取代氢，条件是取代的原子的正常价态未被超过，并且取代基不会显著地不利影响化合物的所需性质。
虽然已经描述了具体实施方式，但对于申请人或本领域其它技术人员而言，将会或可以想到替代，修改，变化，改进以及目前可能未预见的实质等同物。因此，所提交的和它们可以修改的所附权利要求旨在涵盖所有这种替代，修改变体，改进和实质等同物。

Claims (12)

1.一种聚醚酰亚胺组合物，包含
40至70wt％的具有240至320℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜；以及
颗粒状导热填料组合物，所述导热填料组合物包含30至50wt％的氮化硼和5至15wt％的石墨；
其中包含所述聚醚酰亚胺组合物的层
当在大于或等于260℃的温度下经受无铅焊料回流过程时抵御由IPC方法TM-650测定的变形；
包含所述聚醚酰亚胺组合物的层具有根据ISO 22007-2:2008测定的2.5至15W/mK的热导率；并且
包含所述聚醚酰亚胺组合物的层具有0.1至0.5％的平均吸水率；并且
其中重量百分数基于所述聚醚酰亚胺组合物的总重量并且所述聚醚酰亚胺组合物中各组分含量之和为100wt％。
2.根据权利要求1所述的聚醚酰亚胺组合物，其中包含所述聚醚酰亚胺组合物的层具有
大于或等于1×1013欧姆/平方的表面电阻率。
3.根据权利要求1所述的聚醚酰亚胺组合物，其中所述聚醚酰亚胺组合物具有大于或等于250℃的玻璃化转变温度。
4.一种聚醚酰亚胺组合物，包含
30至70wt％的具有240至320℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜；
1至35wt％的具有大于140℃的玻璃化转变温度的不同于所述聚醚酰亚胺砜的其它聚合物；和
颗粒状导热填料组合物，所述导热填料组合物包含30至50wt％的氮化硼和5至15wt％的石墨；
其中包含所述聚醚酰亚胺组合物的层
当在大于或等于260℃的温度下经受无铅焊料回流过程时抵抗由IPC方法TM-650测定的变形；
包含所述聚醚酰亚胺组合物的层具有根据ISO 22007-2:2008测定的3至6W/mK的热导率；
包含所述聚醚酰亚胺组合物的层具有0.1至0.3％的平均吸水率；并且
所述聚醚酰亚胺组合物中各组分含量之和为100wt％。
5.根据权利要求4所述的聚醚酰亚胺组合物，其中所述聚醚酰亚胺组合物具有大于或等于230℃的至少一种玻璃化转变温度。
6.根据权利要求4所述的聚醚酰亚胺组合物，包含
30至60wt％的聚醚酰亚胺砜；和
10至30wt％的不同于所述聚醚酰亚胺砜的所述其它聚合物，
其中重量百分数基于所述聚醚酰亚胺组合物的总重量。
7.根据权利要求4所述的聚醚酰亚胺组合物，其中所述其它聚合物包含聚砜、聚亚苯基硫醚、聚酮、聚邻苯二甲酰胺、芳香族聚酰亚胺或它们的组合。
8.一种电路组件，包括
包含根据权利要求1至7中任一项所述的聚醚酰亚胺组合物的聚醚酰亚胺介电层；和
设置于所述聚醚酰亚胺介电层上的导电金属层；
其中所述聚醚酰亚胺介电层
当在大于或等于260℃的温度下经受无铅焊料回流过程时，抵御通过IPC方法TM-650测定的变形，和
所述聚醚酰亚胺介电层具有根据ISO 22007-2:2008测定的2.5至15W/mK的热导率。
9.根据权利要求8所述的电路组件，其中所述导电金属层是电路的形式。
10.一种包括权利要求8所述的电路组件的制品。
11.一种制备权利要求8所述的电路组件的方法，所述方法包括
形成所述聚醚酰亚胺介电层；
在热和压力下将所述聚醚酰亚胺介电层层压至所述导电金属层；以及
将电子部件回流焊至所述电路组件上。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述形成包括挤出所述聚醚酰亚胺介电层、三维打印所述聚醚酰亚胺介电层、金属插入模塑所述聚醚酰亚胺介电层、或多层膜浇铸所述聚醚酰亚胺介电层。
CN201580071812.8A 2014-12-31 2015-12-22 聚醚酰亚胺组合物、由其制成的制品及其生产方法 Active CN107109057B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462098476P 2014-12-31 2014-12-31
US62/098,476 2014-12-31
PCT/US2015/067425 WO2016109351A1 (en) 2014-12-31 2015-12-22 Polyetherimide compositions, articles made therefrom, and method of manufacture thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107109057A CN107109057A (zh) 2017-08-29
CN107109057B true CN107109057B (zh) 2021-01-05

Family

ID=55236912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580071812.8A Active CN107109057B (zh) 2014-12-31 2015-12-22 聚醚酰亚胺组合物、由其制成的制品及其生产方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10377861B2 (zh)
EP (1) EP3240826B1 (zh)
KR (1) KR20170101888A (zh)
CN (1) CN107109057B (zh)
WO (1) WO2016109351A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107739511A (zh) * 2017-09-26 2018-02-27 芜湖天梦信息科技有限公司 一种以psu为基体的3d打印材料
CN108250747B (zh) * 2018-01-15 2021-11-09 北京工商大学 一种热塑性聚醚酰亚胺绝缘导热复合材料及其制备方法
CN111902486B (zh) * 2018-04-12 2024-03-15 索尔维特殊聚合物美国有限责任公司 使用氮化物制造三维物体的方法
CN110733225B (zh) * 2018-10-19 2021-07-09 嘉兴学院 一种高导热高韧性覆铜板的制备方法
CN114466897A (zh) * 2019-10-01 2022-05-10 三菱化学株式会社 树脂组合物、膜、复合材料、移动体和三维造型用材料
CN116285655B (zh) * 2023-02-07 2023-12-08 吉林大学 一种聚醚酰亚胺/聚醚醚酮复合涂料、制备方法及用于制备复合涂层

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3585318D1 (de) * 1984-11-22 1992-03-12 Asahi Chemical Ind Expandierbare polyetherimidzusammensetzungen und davon abgeleitete geschaeumte materialien.
US4816526A (en) 1986-12-08 1989-03-28 Ici Americas Inc. Polyimide/polyetherimide resin blends
DE3932882A1 (de) 1989-10-02 1991-04-11 Siemens Ag Gut waermeleitender verbundwerkstoff
US6433317B1 (en) * 2000-04-07 2002-08-13 Watlow Polymer Technologies Molded assembly with heating element captured therein
EP1314760A4 (en) * 2000-08-29 2004-11-10 Otsuka Chemical Co Ltd RESIN COMPOSITION, MOLDED OBJECT MANUFACTURED FROM SUCH A COMPOSITION AND USE THEREOF
JP2002161244A (ja) * 2000-11-27 2002-06-04 Jsr Corp 熱伝導性膜、その形成用液、熱伝導性膜付基材、その製造方法、放熱板および放熱構造
US20060194070A1 (en) 2005-02-25 2006-08-31 Joshua Croll Polyetherimide film and multilayer structure
US20080153959A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 General Electric Company Thermally Conducting and Electrically Insulating Moldable Compositions and Methods of Manufacture Thereof
JP5621172B2 (ja) 2007-04-23 2014-11-05 ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ ユーエスエー エルエルシー 熱可塑性ポリマー混合物、およびその用途
CN102131849A (zh) 2007-10-01 2011-07-20 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 可热加工的导热性聚合物组合物
US8912272B2 (en) 2008-12-19 2014-12-16 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Moisture resistant polyimide compositions
TWI405667B (zh) 2010-12-15 2013-08-21 Ind Tech Res Inst 聚醯亞胺薄膜層合物及包含其之金屬積層板
US20120287555A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 Norberto Silvi Amorphous polyetherimide films for capacitors, methods of manufacture, and articles manufactured therefrom
WO2014014947A1 (en) 2012-07-17 2014-01-23 Hedin Logan Brook Thermally conductive printed circuit boards

Also Published As

Publication number Publication date
US10377861B2 (en) 2019-08-13
WO2016109351A1 (en) 2016-07-07
US20170362386A1 (en) 2017-12-21
EP3240826A1 (en) 2017-11-08
CN107109057A (zh) 2017-08-29
US20190315923A1 (en) 2019-10-17
KR20170101888A (ko) 2017-09-06
EP3240826B1 (en) 2021-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107109057B (zh) 聚醚酰亚胺组合物、由其制成的制品及其生产方法
JP6610727B2 (ja) フレキシブルプリント配線板用樹脂フィルム及びボンディングシート
EP2325000B1 (en) Highly heat conductive polyimide film, highly heat conductive metal-clad laminate and method for producing same
JP6702956B2 (ja) ポリエーテルイミドワニス組成物、その製造方法およびそれから製造される物品
TWI806833B (zh) 樹脂組成物、積層板及多層印刷配線板
KR101186395B1 (ko) 열경화성 수지 조성물, 이것을 사용하여 이루어지는 적층체및 회로 기판
JP2016131243A (ja) 樹脂フィルム、支持体付き樹脂フィルム、プリプレグ、高多層用金属張積層板及び高多層印刷配線板
JP2006117935A (ja) ポリエーテルイミド組成物、フィルム、方法及び物品
CN105131598A (zh) 低介电的树脂组合物及应用其的树脂膜、半固化胶片及电路板
KR20210089704A (ko) 열가소성 조성물, 전기 와이어 및 전기 와이어를 포함하는 물품
JP2021181531A (ja) 熱硬化性マレイミド樹脂組成物並びにこれを用いた接着剤、基板材料、プライマー、コーティング材及び半導体装置
EP3568427A1 (en) High flow polyetherimide compositions, and articles made therefrom
EP3146808B1 (en) Circuit assemblies and method of manufacture thereof
US11597837B2 (en) Thermosetting resin composition for semiconductor package, prepreg and metal clad laminate using the same
JP2006348086A (ja) 熱硬化性樹脂組成物およびその利用
JP4871500B2 (ja) 樹脂組成物の流動性を向上させる樹脂改質材
KR20170105275A (ko) 금속 적층체 및 이를 포함하는 인쇄회로기판

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210706

Address after: Holland city Aupu zoom Bergen

Patentee after: High tech special engineering plastics Global Technology Co.,Ltd.

Address before: Holland city Aupu zoom Bergen

Patentee before: SABIC GLOBAL TECHNOLOGIES B.V.

TR01 Transfer of patent right