CN109628005A - 无线充电用超薄黑色覆盖膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线充电用黑色覆盖膜，包括高填充性的黑色的PI膜和设于其一侧的离型膜，以及二者之间的高填充性的胶粘剂层，PI膜的另一侧设有PET载体膜，PI膜与PET载体膜之间设有阻胶层；PI膜是由分子量大于10万、固含量小于25％的黑色聚酰胺酸溶液直接流延干燥、酰亚胺化不经双向拉伸形成的厚度为1～8μm的膜层，PI膜的断裂伸长率大于35％，拉伸强度小于105MPa，剥离化温度低于330℃，黑度30～90，光泽度20～30；本发明无线充电用超薄黑色覆盖膜具有填充性更高、韧性更好、厚度更薄的特点，实现生产线路板压合覆盖膜时，覆盖膜可以更好地填充在铜线间隙内。

Description

无线充电用超薄黑色覆盖膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及无线充电用FPC领域，尤其是涉及一种无线充电用超薄黑色覆盖膜及其制备方法。
背景技术
智能手机无线充电及近场通讯(NFC)功能的普及，无线充电FPC需求出现爆炸式增长。因对充电效率的要求，使无线充电用FPC铜线的厚度(通常60～90μm)和宽度(通常800～1200μm)相比于普通FPC铜线的厚度(通常15～25μm)和宽度(通常50～100μm)要求更厚更宽，如图3所示，在生产线路板压合覆盖膜时，会因铜线的线宽与线间距比太大，普通覆盖膜的胶黏剂流动性较差，致使铜线上的胶黏剂流至铜线间隙后不足以将间隙填满，而普通覆盖膜的厚度较厚、填充性不好、抗刺穿能力差，易使覆盖膜产生空隙A，加热工序中膨胀，使用过程中破裂等不良状况。因此，普通覆盖膜无法满足无线充电FPC的要求，而且，目前国内还没有厂家能生产无线充电用覆盖膜。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无线充电用超薄黑色覆盖膜及其制备方法，具有PI膜填充性更高、韧性更好、厚度更薄的特点，实现生产线路板压合覆盖膜时，覆盖膜可以更好地填充在铜线间隙内。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种无线充电用黑色覆盖膜，包括高填充性的黑色的PI膜和设于其一侧的离型膜，以及二者之间的高填充性的胶粘剂层，所述PI膜的另一侧设有PET载体膜，所述PI膜与所述PET 载体膜之间设有阻胶层；所述PI膜是由分子量大于10万、固含量小于25％的黑色聚酰胺酸溶液直接流延干燥、酰亚胺化不经双向拉伸形成的厚度为 1～8μm的膜层，所述PI膜的断裂伸长率大于35％，拉伸强度小于105MPa，剥离化温度低于330℃，黑度30～90，光泽度20～30；
所述黑色聚酰胺酸溶液是向聚酰胺酸溶液中加入3～10％炭黑或6～13％消光粉填料制得；所述聚酰胺酸溶液由按重量份计的如下各组分组成：4,4- 二氨基二苯醚、2,2’-二氨基二苯氧基乙烷、三苯二醚二氨中的一种或几种： N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种：联苯四甲酸二酐、4,4-联苯醚二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐中的一种或几种按照摩尔比1：1：1。
作为优选方式，所述胶粘剂层的厚度为2～20μm；所述阻胶层的厚度为 5～50μm；所述PET载体膜的厚度是50μm。
作为优选方式，所述阻胶膜是由按重量份的如下各组分组成后淋膜在 PET载体膜上而成：聚4-甲基戊烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯60～90份、乙烯- 丙烯酸丁酯共聚物5～20份、聚丙烯或聚乙烯的一种或几种5～10份、钛白粉或者色素炭黑的一种或几种5～10份。
作为优选方式，所述阻胶膜是在丙烯酸树脂溶液或橡胶溶液或聚氨酯溶液中按重量分数添加如下组分组成后涂布在PET载体膜上而成：钛白粉或色素炭黑的一种或几种3～5％、聚氨酯固化剂1～3％。
作为优选方式，所述丙烯酸树脂溶液是由按重量份计如下各组分组成制到的分子量为30～50万的丙烯酸树脂破碎后溶解于醋酸乙酯或醋酸丁酯制成 5～20％的丙烯酸树脂溶液：甲基丙烯酸丁酯30～50份、丙烯酸丁酯10～30份、丙烯酸甲酯10～20份、丙烯酸羟乙酯5～10份。
作为优选方式，所述橡胶溶液是由基丁腈橡胶、羧基丁苯橡胶、羟基丁腈橡胶、羟基丁苯橡胶的一种或多种破碎后溶解于醋酸乙酯或醋酸丁酯制成 5～20％的橡胶溶液。
作为优选方式，所述聚氨酯溶液是由聚氨酯橡胶破碎后用醋酸乙酯或二甲苯N,N-二甲基乙酰胺溶解，得到5～20％的聚氨酯溶液。
作为优选方式，所述胶粘剂层使用丙烯酸树脂或者环氧树脂胶粘剂。
本发明提供一种无线充电用黑色覆盖膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备PI膜；
步骤二，在耐高温PET载体膜上淋膜或涂布阻胶层；
步骤三，将上述PET载体膜与低反弹力的PI膜复合；
步骤四，在上述PI膜上涂布低反弹力的胶粘剂层，再复合离型膜。
作为优选方式，所述PI膜的制备方法包括以下步骤：
将所述聚酰胺酸溶液涂布流延在镜面钢带上，钢带以1～3m/min速度经过160～380℃阶梯升温烘箱，然后将聚酰亚胺膜从钢带上剥离，不经双向拉伸，收卷得到黑色PI膜，所述PI膜的断裂伸长率大于35％，拉伸强度小于 105MPa，剥离化温度低于330℃。
本发明涉及一种无线充电用超薄黑色覆盖膜及其制备方法，与现有设计相比，其优点在于：(1)无线充电用覆盖膜的胶黏剂的流动性更好，使铜线上的胶黏剂在高温高压下更多地流到线间，更好地填充铜线间隙；(2) 无线充电用覆盖膜的PI膜的填充性更好，使PI膜能更好的填充至铜线线间的凹位，解决现有技术中覆盖膜填充不实产生的空隙而影响FPC产品质量的缺陷；(3)无线充电用覆盖膜的PI膜的抗刺穿性能好PI厚度为5微米时，刺穿强度大于0.3N(依据GB/T 10004-2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》中穿刺强度的测试方法)，实现PI膜能更好的填充至铜线线间的凹位，同时不会发生断裂的等情况。
附图说明
图1为本发明无线充电用超薄黑色覆盖膜的纵相剖面示意图。
图2为使用本发明无线充电用超薄黑色覆盖膜的线路板纵剖示意图。
图3为使用现有技术覆盖膜的线路板纵剖示意图。
附图标记如下：
1-PI膜、2-胶粘剂层、3-离型膜、4-阻胶层、5-PET载体膜、6-铜线。
具体实施方式
参见图1，本发明无线充电用超薄黑色覆盖膜，包括高填充性黑色的PI 膜1和设于其一侧的离型膜3，以及二者之间的高填充性胶粘剂层2，所述 PI膜1的另一侧设有PET载体膜5，所述PI膜1与所述PET载体膜5之间设有阻胶层4；
所述PI膜1是由分子量大于10万、固含量小于25％的聚酰胺酸溶液直接流延干燥、酰亚胺化，不经双向拉伸形成的厚度为1～8μm的膜层，所述 PI膜的断裂伸长率大于35％，拉伸强度小于100MPa，剥离化温度低于330℃。 PI膜的填充性好，抗刺穿性能好，满足PI厚度为5微米时，刺穿强度大于 0.3N。
所述胶粘剂层2的厚度为2～20μm，其中，胶粘剂可以是丙烯酸树脂或者环氧树脂，胶粘剂层中的胶粘剂与PI的粘接强度大于0.5kg/cm。
所述阻胶层4的厚度为5～50μm；阻胶层可以使PI膜的溢胶量小于 0.05mm。
所述PET载体膜5的厚度是50μm，采用市售产品。
以下结合具体实施例1～3对本发明作具体的介绍，实施例1～3的各组分如表一所示；
实施例1
一种无线充电用超薄黑色覆盖膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，制备PI膜；
(1)按照摩尔比1:1将4,4-二氨基二苯醚(简称ODA)加入至N,N-二甲基乙酰胺中溶解；
(2)向上述制得的溶液中加入与步骤一中ODA的摩尔比为1:1的联苯四甲酸二酐(简称BPDA)，合成制得分子量大于10万、固含量小于25％的聚酰胺酸溶液；然后加入6～13％消光粉填料，再加入3～10％炭黑填料得到黑色聚酰胺酸溶液。
(3)将上述黑色聚酰胺酸溶液涂布再镜面钢带上，钢带以1～3m/min的速度经过160～380℃阶梯升温烘箱，然后将聚酰亚胺膜从钢带上剥离，收卷得到5μm厚的黑色PI膜，PI断裂伸长率大于35％，拉伸强度小于105MPa，剥离化温度低于330℃，黑度30～90，光泽度20～30。
步骤二，制备PET复合膜；
将聚4-甲基戊烯75份、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物13份、聚丙烯7份、钛白粉或者色素炭黑7份淋膜在50μm的耐高温PET载体膜上，形成20μm厚的阻胶层，PET载体膜与阻胶层构成PET复合膜；
步骤三，将上述PET复合膜与黑色PI膜1进行复合，复合温度是 100～180℃；
步骤四，在步骤三中的PI膜1上涂布高填充性的胶粘剂层2，再复合离型膜3。其中，胶粘剂层2中的胶粘剂是丙烯酸树脂，将市售丙烯酸橡胶破碎后，加入醋酸乙酯溶解，按照丙烯酸橡胶的质量分数分别加入1～5％二氧化硅、1～3％氢氧化铝、1～3％炭黑、7～20％环氧固化剂、5～15％无卤阻燃剂、 0.5～3％防老剂，得到丙烯酸胶粘剂原胶。
实施例2
一种无线充电用超薄黑色覆盖膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：制备PI膜；
(1)按照摩尔比1:1将2,2’-二氨基二苯氧基乙烷(简称BAPE)加入至N,N- 二甲基甲酰胺中溶解；
(2)在上述制得的溶液中加入与步骤一中BAPE的摩尔比为1:1的4,4-联苯醚二酐(简称ODPA)，合成制得分子量大于10万、固含量小于25％的聚酰胺酸溶液。然后加入3～10％炭黑填料，再加入6～13％消光粉填料得到黑色聚酰胺酸溶液。
(3)将上述黑色聚酰胺酸溶液涂布再镜面钢带上，钢带以1～3m/min的速度经过160～380度阶梯升温烘箱，然后将聚酰亚胺膜从钢带上剥离，收卷得到5μm厚的黑色PI膜，PI断裂伸长率大于35％，拉伸强度小于105MPa，剥离化温度低于330℃，黑度30～90，光泽度20～30。
步骤二：制备PET复合膜；
(1)制备丙烯酸树脂弹性体；甲基丙烯酸丁酯40份、丙烯酸丁酯20份、丙烯酸甲酯15份、丙烯酸羟乙酯7份，经乳液聚合得到分子量30～50万丙烯酸树脂，经破乳，洗涤，干燥后得到丙烯酸树脂固体；
(2)将上述丙烯酸树脂固体破碎后溶解于醋酸乙酯或醋酸丁酯制成 13％的丙烯酸树脂溶液；
(3)在上述丙烯酸树脂溶液中加入4％钛白粉或者色素炭黑、2％聚氨酯固化剂，在温度60～140℃下以5～20m/min的速度涂布在PET载体膜上，形成 40μm厚的阻胶层。PET载体膜与阻胶层构成PET复合膜。
步骤三，将上述PET复合膜与低反弹力的PI膜1进行复合，复合温度是80～180℃；
步骤四，在步骤三中的PI膜1上涂布高填充性的胶粘剂层2，再复合离型膜3。其中，胶粘剂层2中的胶粘剂是环氧树脂，邻甲酚环氧树脂与丁腈橡胶，按1：1～1:4比例混合，加入醋酸乙酯溶解，按照按照所得混合物的质量分数分别加入1～3％二氧化硅、1～5％氢氧化铝、1～3％炭黑、7％～20％苯胺固化剂、5～15％无卤阻燃剂、0.5～3％防老剂，得到环氧树脂胶粘剂原胶。
实施例3
本实施例3无线充电用超薄黑色覆盖膜的制备方法与实施例1基本相同，所不同的是：步骤一中，三苯二醚二氨(简称APB)替代4,4-二氨基二苯醚 (简称ODA)，N-甲基吡咯烷酮替代N,N-二甲基乙酰胺，3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(简称BTDA)代替联苯四甲酸二酐(简称BPDA)。实施例4
本实施例4无线充电用超薄黑色覆盖膜的制备方法与实施例2基本相同，所不同的是：步骤二中，使用橡胶弹性体替代丙烯酸弹性体，即将基丁腈橡胶、羧基丁苯橡胶、羟基丁腈橡胶、羟基丁苯橡胶的一种或多种大于50万破碎后溶解于醋酸乙酯或醋酸丁酯制成5％的橡胶溶液。
实施例5
本实施例5无线充电用超薄黑色覆盖膜的制备方法与实施例2基本相同，所不同的是：步骤二中，使用聚氨酯弹性体替代丙烯酸弹性体，即将聚氨酯橡胶大于30万破碎后用醋酸乙酯或二甲苯N,N-二甲基乙酰胺溶解，得到20％的聚氨酯溶液。
如图2-3所示，无线充电用覆盖膜的胶黏剂的流动性更好，使铜线6上的胶黏剂在高温高压下更多地流到线间，更好地填充铜线间隙。PI膜的填充性更好，使PI膜能更好的填充至铜线6线间的凹位，解决现有技术中覆盖膜填充不实产生的空隙而影响FPC产品质量的缺陷。PI膜的韧性更好，使 PI膜能更好的填充至铜线6线间的凹位，同时不会发生断裂的等情况。
本发明各实施例中PI膜性能检测见表1。
表1 PI膜性能检测结果
本发明无线充电用覆盖膜的满足在压合完后，切片显微镜下观察其填充情况良好，并在后续电金、化金、镀金等工艺过程中，没有渗药水的现象，且在后续回流焊工艺及热冲击测试中没有起泡分层的现象。
满足在显微镜下观察，PI膜能够填充到线路中间去，如图1所示。
无线充电用覆盖膜的PI膜的抗刺穿性能好，满足PI厚度为5微米时，刺穿强度大于0.3N(依据GB/T 10004-2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》中穿刺强度的测试方法)，以实现PI膜内凹填充铜线间距时，不易断裂。

Claims (10)

1.一种无线充电用黑色覆盖膜，其特征在于：包括高填充性的黑色的PI膜和设于其一侧的离型膜，以及二者之间的高填充性的胶粘剂层，所述PI膜的另一侧设有PET载体膜，所述PI膜与所述PET载体膜之间设有阻胶层；所述PI膜是由分子量大于10万、固含量小于25％的黑色聚酰胺酸溶液直接流延干燥、酰亚胺化不经双向拉伸形成的厚度为1～8μm的膜层，所述PI膜的断裂伸长率大于35％，拉伸强度小于105MPa，剥离化温度低于330℃，黑度30～90，光泽度20～30；
所述黑色聚酰胺酸溶液是向聚酰胺酸溶液中加入3～10％炭黑或6～13％消光粉填料制得；所述聚酰胺酸溶液由按重量份计的如下各组分组成：4,4-二氨基二苯醚、2,2’-二氨基二苯氧基乙烷、三苯二醚二氨中的一种或几种：N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种：联苯四甲酸二酐、4,4-联苯醚二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐中的一种或几种按照摩尔比1：1：1。
2.根据权利要求1所述的一种无线充电用黑色覆盖膜，其特征在于，所述胶粘剂层的厚度为2～20μm；所述阻胶层的厚度为5～50μm；所述PET载体膜的厚度是50μm。
3.根据权利要求1或2所述的一种无线充电用黑色覆盖膜，其特征在于，所述阻胶膜是由按重量份的如下各组分组成后淋膜在PET载体膜上而成：聚4-甲基戊烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯60～90份、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物5～20份、聚丙烯或聚乙烯的一种或几种5～10份、钛白粉或者色素炭黑的一种或几种5～10份。
4.根据权利要求1或2所述的一种无线充电用黑色覆盖膜，其特征在于，所述阻胶膜是在丙烯酸树脂溶液或橡胶溶液或聚氨酯溶液中按重量分数添加如下组分组成后涂布在PET载体膜上而成：钛白粉或色素炭黑的一种或几种3～5％、聚氨酯固化剂1～3％。
5.根据权利要求4所述的一种无线充电用黑色覆盖膜，其特征在于，所述丙烯酸树脂溶液是由按重量份计如下各组分组成制到的分子量为30～50万的丙烯酸树脂破碎后溶解于醋酸乙酯或醋酸丁酯制成5～20％的丙烯酸树脂溶液：甲基丙烯酸丁酯30～50份、丙烯酸丁酯10～30份、丙烯酸甲酯10～20份、丙烯酸羟乙酯5～10份。
6.根据权利要求4所述的一种无线充电用黑色覆盖膜，其特征在于，所述橡胶溶液是由基丁腈橡胶、羧基丁苯橡胶、羟基丁腈橡胶、羟基丁苯橡胶的一种或多种破碎后溶解于醋酸乙酯或醋酸丁酯制成5～20％的橡胶溶液。
7.根据权利要求4所述的一无线充电用黑色覆盖膜，其特征在于，所述聚氨酯溶液是由聚氨酯橡胶破碎后用醋酸乙酯或二甲苯N,N-二甲基乙酰胺溶解，得到5～20％的聚氨酯溶液。
8.根据权利要求1或2所述的一种无线充电用黑色覆盖膜，其特征在于，所述胶粘剂层使用丙烯酸树脂或者环氧树脂胶粘剂。
9.如权利要求1所述的一种无线充电用黑色覆盖膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，制备PI膜；
步骤二，在耐高温PET载体膜上淋膜或涂布阻胶层；
步骤三，将上述PET载体膜与低反弹力的PI膜复合；
步骤四，在上述PI膜上涂布低反弹力的胶粘剂层，再复合离型膜。
10.根据权利要求8所述的一种无线充电用黑色覆盖膜的制备方法，其特征在于，所述PI膜的制备方法包括以下步骤：
将所述聚酰胺酸溶液涂布流延在镜面钢带上，钢带以1～3m/min速度经过160～380℃阶梯升温烘箱，然后将聚酰亚胺膜从钢带上剥离，不经双向拉伸，收卷得到黑色PI膜，所述PI膜的断裂伸长率大于35％，拉伸强度小于105MPa，剥离化温度低于330℃。
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