CN110972411B - 基于量子碳基膜的柔性线路板基材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于量子碳基膜的柔性线路板基材,包括量子碳基膜和通过化学气相沉积反应沉积形成在所述量子碳基膜表面的PI膜,所述量子碳基膜经过等离子体改性处理,并具有丙烯酸接枝层。一种基于量子碳基膜的柔性线路板基材的制备方法,包括如下步骤:对量子碳基膜表面进行等离子体改性处理,然而通过接枝反应在量子碳基膜表面产生丙烯酸接枝层;通过CVD法在所述量子碳基膜表面沉积形成PI膜。在柔性碳基膜上以CVD法沉积PI薄膜得到的线路板基材,具有厚度可控、均匀性和表面平整度更好、无溶剂污染或干扰以及可以在复杂结构的表面沉积成膜等优点,且以量子碳基膜代替传统的导体铜箔层,碳基线路板导热导电性能好、比热大、耐热性能好,可靠性大大提高。

Description

基于量子碳基膜的柔性线路板基材及其制备方法
技术领域
本发明涉及柔性印制电路板(FPC)的制造,特别是涉及一种基于量子碳基膜的柔性线路板基材及其制备方法。
背景技术
PI薄膜以其优良的耐高温、机械强度、耐化药性等备受关注,如:它们在微电子行业中可以作为层间绝缘介质材料,或在全有机薄膜晶体管中作为栅极绝缘层。目前,柔性覆铜板FCCL的制造已成为电子级PI膜的最大应用领域。
FCCL是传统柔性印制电路板(FPC)的加工基板材料,其中,无胶粘剂型的FCCL又称为二层型柔性覆铜板(2L-FCCL),具有薄、轻、可靠性及可挠性更佳的特点,以2L-FCCL为基板材料的高端FPC为COF封装型基板,被广泛应用于手机、数码相机、液晶电视以及笔记本电脑等电子产品中。生产2L-FCCL主要有三种方法:涂布法、溅镀法以及层压法。其中涂布法以工艺简单、设备投资小、导体选择度大以及剥离强度高等优点而在亚洲国家,包括中国内地和日本,得以广泛的采用。它是将聚酰亚胺的预聚体-聚酰胺酸溶液直接涂布在铜箔上,再经干燥、亚胺化等工序而得到2L-FCCL,属于传统的溶液两步合成法或湿化学法制备聚合物。涂布法的缺点是薄膜厚度、均匀性以及外观质量不易控制,且在生产中大量有机溶剂的挥发易造成环境污染。同时,随着由模拟向数码化潮流的加速,要求电子产品、医疗器械和半导体元件的CPU的进一步普及,医疗器械、半导体照明、CPU芯片的放热成为很大的问题。伴随着CPU芯片的高集聚化,线路配线宽度变窄,由于焦耳发热量增加,产生高温,特别是在有大电流经过线路的时候产生大量的焦耳热时,这样一来就会使以传统的FCCL为柔性印制电路板基材制备的FPC因导热性差的问题存在电路熔断风险。因此这就需要开发出导热性优和耐大电流通过的柔性印制电路板。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于量子碳基膜的柔性线路板基材及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
在本发明第一方面,一种基于量子碳基膜的柔性线路板基材,包括量子碳基膜和通过化学气相沉积反应沉积形成在所述量子碳基膜表面的PI膜,其中,所述量子碳基膜在气相沉积反应之前经过等离子体改性处理,并具有丙烯酸接枝层。
在本发明第二方面,一种基于量子碳基膜的柔性线路板基材的制备方法,包括如下步骤:
S1、对量子碳基膜表面进行等离子体改性处理,优选氩等离子体,然而通过接枝反应在量子碳基膜表面产生丙烯酸接枝层;
S2、通过CVD化学气相沉积反应在所述量子碳基膜表面沉积形成PI膜。
进一步地:
还包括如下步骤:
S3、对经步骤S2形成的PI膜进行快速热处理,以使其亚胺化完全并消除PI膜的内应力。
步骤S1中,等离子体处理放电功率为20W-150W,工作气压为10Pa-100Pa,处理时间为5min-30min;优选地,放电功率70W,工作压力70Pa,处理时间15min。
步骤S1中,将经过等离子体处理后的量子碳基膜浸入体积浓度2%-10%的丙烯酸溶液中进行接枝反应;优选地,丙烯酸溶液浓度为4%;优选地,浸入所述丙烯酸溶液中,经40℃水浴加热5-6小时后,用蒸馏水淋洗膜表面,再将膜浸于蒸馏水中,经60℃水浴加热24小时后,再将量子碳基膜真空干燥。
步骤S2中,在所述量子碳基膜表面交替沉积单体二元酸酐前躯体和单体二元胺前驱体,并进行循环沉积,其中通过控制沉积的循环次数来控制沉积膜的厚度。
步骤S2中,一个沉积循环包括如下步骤:
S21、将蒸发的单体二元酐前驱体以惰性气体优选氮气脉冲的形式送至所述量子碳基膜表面,脉冲周期为1.5-7.0s,优选为3.0s,反应器压力为2-3mbar;
S22、将蒸发的单体二元胺前驱体以惰性气体优选氮气脉冲的形式送至所述量子碳基膜表面,与已经化学吸附在量子碳基膜表面的二元酐前驱体发生反应,脉冲时间:1.0-5.0s,优选为2.0s,反应器压力为2-3mbar。
所述单体二元酐前驱体为3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、2,3,3’,4’-二苯醚四酸二酐、3,3’,4,4-二苯醚四酸二酐或2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙酸二酐中的一种或几种的组合。
所述单体二元胺前驱体为间苯二胺、对苯二胺、3,3’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基甲苯、3,3’-二胺二苯砜、或4,4’-二胺二苯砜中的一种或几种的组合。
在步骤S21之后和步骤S22之后,先进行惰性气体优选氮气吹洗,再进行下一步,优选地,吹洗时间为1.5-3.0s。
步骤S3中,将经步骤S2刚沉积的PI膜在快速热退火炉RTA中进行热处理,热处理在惰性气体优选氮气气氛中进行,热处理时间为10min,热处理温度为200-350℃。
本发明在柔性量子碳基膜上通过化学气相沉积(CVD)气态物质在气相或气固界面上发生反应,生成聚酰亚胺薄膜材料,得到碳基柔性印制电路板基材。本发明以柔性碳基膜为衬底利用CVD法沉积聚合PI薄膜,得到的PI膜厚均匀、外观平滑、与量子碳基膜的结合力良好且厚度可控,膜层的均匀性、保形性、阶梯覆盖率以及厚度控制等方面都具有明显的优势。
本发明在柔性碳基膜上气相沉积法(CVD)制备得到的PI薄膜具有厚度可控、均匀性和表面平整度更好、无溶剂污染或干扰以及可以在复杂结构的表面沉积成膜等优点,在平面膜及微球制备等方面有巨大的优势。并且,本发明以量子碳基膜代替传统FCCL中的导体铜箔层,制造的碳基线路导热导电性能好、比热大、耐热性能好,当有大电流通过时温升低,不会熔断,因此可靠性大大提高,特别适合制造小体积的大功率器件。
本发明的有益效果尤其在于以下方案:
(1)对量子碳基膜表面进行氩等离子体处理表面改性处理,大大提高了PI膜与量子碳基膜之间的结合强度。
在等离子状态下,用惰性气体氩对量子碳基膜表面进行等离子体处理后,会在膜表面产生大量的过氧自由基,而过氧自由基ROO·与丙烯酸将发生如下反应:ROO·+CH2=CHCOOH→ROO-CH=CHCOOH,因此能在量子碳基膜表面产生丙烯酸接枝层,而丙烯酸接枝层为亲水性的,从而为量子碳基膜表面的接触角降低、粘接强度的提高提供了可能。
(2)采取CVD法在量子碳基膜表面沉积PI薄膜,可获得沉积均匀、膜厚可控、组分接近严格化学计量比的PI薄膜。
在CVD过程中,薄膜是通过前驱体气体的交替式饱和脉冲并间隔以惰性气体的吹洗来实现沉积,表面反应的互补性和自限定性是CVD最重要的两个特征,这两个特征也由此决定了膜厚的可控性及正确的化学计量比。
(3)以量子碳基膜代替传统FCCL中的导体铜箔层,制造的碳基线路导热导电性能好、比热大、耐热性能好,当有大电流通过时温升低,不会熔断,因此可靠性大大提高,特别适合制造小体积的大功率器件。
由于采用以上技术方案,本发明的CVD法沉积PI薄膜在整个量子碳基膜表面区域上分布均匀、外观平滑、厚度公差不超过5%、粗糙度不超过2nm、与量子碳基膜的结合力良好-胶带测试中无剥离、脱落,且膜厚可通过调节沉积循环次数来灵活掌控。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是,下述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本发明的范围及其应用。
在本发明第一方面的实施例中,一种基于量子碳基膜的柔性线路板基材,包括量子碳基膜和通过化学气相沉积反应沉积形成在所述量子碳基膜表面的PI膜,其中,所述量子碳基膜在气相沉积反应之前经过等离子体改性处理,并具有丙烯酸接枝层。
在本发明第二方面的实施例中,一种基于量子碳基膜的柔性线路板基材的制备方法,包括如下步骤:
S1、对量子碳基膜表面进行等离子体改性处理,优选氩等离子体,然而通过接枝反应在量子碳基膜表面产生丙烯酸接枝层;
S2、通过CVD化学气相沉积反应在所述量子碳基膜表面沉积形成PI膜。
本发明使用量子碳基薄膜替代传统FCCL中的铜箔,来制备高导热性和高导电性的柔性印制电路板(FPC)基材。本发明中所用的量子碳基膜,可以是采用本申请人的专利申请公开号CN109776826A公开的制备方法,得到的高导电性、超柔韧、高导热、高频率的柔性碳基薄膜。
本发明在柔性量子碳基膜上通过化学气相沉积设备(CVD)气态物质在气相或气固界面上发生反应,生成固态聚酰亚胺薄膜材料,得到高频量子碳基柔性印制电路板基材(C-C-FCCL)。本发明以柔性碳基膜为衬底利用CVD法沉积聚合PI薄膜,形成的PI膜厚均匀、外观平滑、与量子碳基膜的结合力良好且厚度可控,膜层的均匀性、保形性、阶梯覆盖率以及厚度控制等方面都具有明显的优势。
本发明在柔性碳基膜上气相沉积法(CVD)制备得到的PI薄膜具有厚度可控、均匀性和表面平整度更好、无溶剂污染或干扰以及可以在复杂结构的表面沉积成膜等优点,在平面膜及微球制备等方面有巨大的优势。并且,本发明以量子碳基膜代替传统FCCL中的导体铜箔层,制造的碳基线路导热导电性能好、比热大、耐热性能好,当有大电流通过时温升低,不会熔断,因此可靠性大大提高,特别适合制造小体积的大功率器件。
在优选的实施例中,所述制备方法在步骤S2之后还包括如下步骤:
S3、对经步骤S2形成的PI膜进行快速热处理,以使其亚胺化完全并消除PI膜的内应力。
在优选的实施例中,步骤S1中,等离子体处理放电功率为20W-150W,工作气压为10Pa-100Pa,处理时间为5min-30min;优选地,放电功率70W,工作压力70Pa,处理时间15min。
在优选的实施例中,步骤S1中,将经过等离子体处理后的量子碳基膜浸入体积浓度2%-10%的丙烯酸溶液中进行接枝反应;优选地,丙烯酸溶液浓度为4%;优选地,浸入所述丙烯酸溶液中,经40℃水浴加热5-6小时后,用蒸馏水淋洗膜表面,再将膜浸于蒸馏水中,经60℃水浴加热24小时后,再将量子碳基膜真空干燥。
在优选的实施例中,步骤S2中,在所述量子碳基膜表面交替沉积单体二元酸酐前躯体和单体二元胺前驱体,并进行循环沉积,其中通过控制沉积的循环次数来控制沉积膜的厚度。
在优选的实施例中,步骤S2中,一个沉积循环包括如下步骤:
S21、将蒸发的单体二元酐前驱体以惰性气体优选氮气脉冲的形式送至所述量子碳基膜表面,脉冲周期为1.5-7.0s,优选为3.0s,反应器压力为2-3mbar;
S22、将蒸发的单体二元胺前驱体以惰性气体优选氮气脉冲的形式送至所述量子碳基膜表面,与已经化学吸附在量子碳基膜表面的二元酐前驱体发生反应,脉冲时间:1.0-5.0s,优选为2.0s,反应器压力为2-3mbar。
在优选的实施例中,所述单体二元酐前驱体为3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、2,3,3’,4’-二苯醚四酸二酐、3,3’,4,4-二苯醚四酸二酐或2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙酸二酐中的一种或几种的组合。
在优选的实施例中,所述单体二元胺前驱体为间苯二胺、对苯二胺、3,3’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基甲苯、3,3’-二胺二苯砜、或4,4’-二胺二苯砜中的一种或几种的组合。
在优选的实施例中,在步骤S21之后和步骤S22之后,先进行惰性气体优选氮气吹洗,再进行下一步,优选地,吹洗时间为1.5-3.0s。
在优选的实施例中,步骤S3中,将经步骤S2刚沉积的PI膜在快速热退火炉RTA中进行热处理,热处理在惰性气体优选氮气气氛中进行,热处理时间为10min,热处理温度为200-350℃。
以下结合典型实施例进行进一步说明。
根据一种典型实施例,基于量子碳基膜的柔性线路板(C-FPC)基材的制备方法,包括如下步骤:
S1、对量子碳基膜表面的等离子体改性处理;
S2、在量子碳基膜表面的CVD气相沉积反应得到PI膜;
S3、对CVD沉积形成的PI膜快速热处理。
步骤S1中,所述量子碳基膜及其制备方法可参考深圳丹邦科技股份有限公司的专利申请CN109776826A。
步骤S1中所述量子碳基膜的氩等离子体改性处理过程包含如下步骤:
(1)将量子碳基膜置于丙酮溶液或无水乙醇中,用超声波清洗,然后在真空干燥箱内真空干燥;
(2)处理结束后进行氩等离子体处理,等离子体处理功率20W-150W,工作气压为10Pa-100Pa,处理时间为5min-30min。优选地放电功率70W,放电时间15min,工作压力70Pa;
(3)等离子体对量子碳基膜进行表面改性后,然后再用化学处理的方法在量子碳基膜表面接枝,可使量子碳基膜的粘结性能得到提高。所述化学处理的方法是将等离子体处理后的量子碳基膜在丙烯酸溶液中进行接枝反应。
所述具体过程是将等离子处理后的量子碳基膜浸入丙烯酸溶液中,然后40℃水浴加热,时间为5-6小时。完成后,用蒸馏水淋洗膜表面,再将膜浸于蒸馏水中,水浴加热60℃,时间24小时。完成后再将薄片真空干燥。所述丙烯酸溶液的体积浓度为2%-10%。优选地丙烯酸溶液浓度为4%;
步骤S2中所述PI膜在量子碳基膜表面的气相沉积反应,包含如下步骤:
(1)将单体二元酐前驱体在反应器的玻璃坩埚中以一定的蒸发温度蒸发,反应器压力:2-3mbar,通过氮气阀门以气体脉冲的形式送至S1中经氩等离子体处理的量子碳基膜表面,脉冲时间:1.5-7.0s,优选为3.0s;所述单体二元酐前驱体可以为3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、2,3,3’,4’-二苯醚四酸二酐、3,3’,4,4-二苯醚四酸二酐或2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙酸二酐中的一种或几种的组合。
(2)氮气吹洗,吹洗时间:1.5-3.0s;
(3)将单体二元胺前驱体在反应器的玻璃坩埚中以一定的蒸发温度蒸发,反应器压力:2-3mbar,通过氮气阀门以气体脉冲的形式送至S1中经氩等离子体处理的量子碳基膜表面,与已经化学吸附在量子碳基膜表面的二元酐前驱体发生反应,脉冲时间:1.0-5.0s,优选为2.0s;所述单体二元胺前驱体可以为间苯二胺、对苯二胺、3,3’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基甲苯、3,3’-二胺二苯砜、或4,4’-二胺二苯砜中的一种或几种的组合。
(4)氮气吹洗,吹洗时间:1.5-3.0s。
步骤S2中的(1)-(4)步为一个沉积循环(二元酐-氮气-二元胺-氮气),之后再重复上述循环,通过循环次数来控制沉积膜的厚度。
步骤S3中所述CVD沉积PI膜的快速热处理,是将S2中刚沉积的PI膜在一个快速热退火炉(RTA)中进行热处理,以使亚胺化完全并消除沉积膜内应力,退火在氮气气氛中进行,时间:10min,温度:200-350℃。
按照上述典型实施例中,采用上述步骤在量子碳基表面层通过化学气相沉积设备(CVD),气态物质在气相或气固界面上发生反应生成固态薄膜材料。薄膜材料包括热固性树脂掺杂高频、低介电聚酰亚胺树脂。CVD化学气相沉积时,单体二元酸酐前躯体树脂与单体二元胺进行交替反应,热固性树脂薄膜通过化学气相沉积掺杂低介电无机合成,得到基于量子碳基膜的柔性线路板(C-FPC)基材。经试验测试,材料表面分布均匀,外观平滑,粗糙度2nm以内的、无剥离,抗弯曲强度≥130mpa,高频率10GHz,介电常数≤2±0.03,插损≤0.2DB/inch,热分解温度≥300℃,导热系数1400W/m-1k-1,热膨胀系数≤19ppm/℃。
下面进一步描述本发明的优选实施例及其效果。
实施例1
原材料:
3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐
间苯二胺
氮气(载气/清洗气体)
量子碳基膜(厚度:20μm)
水蒸汽
仪器:
CVD气相沉积装置(芬兰)
PEO601型RTA快速热退火炉(德国)
制备步骤:
S1:量子碳基膜表面的氩等离子体改性处理,步骤如下:
(1)将量子碳基膜置于丙酮溶液或无水乙醇中,用超声波清洗,然后在真空干燥箱内真空干燥;
(2)处理结束后进行氩等离子体处理,等离子体处理功率70W,工作气压为70Pa,处理时间为15min;
(3)等离子体对量子碳基膜进行表面改性后,然后再用化学处理的方法在量子碳基膜表面接枝,可使量子碳基膜的粘结性能得到提高。所述化学处理的方法是将等离子体处理后的量子碳基膜在丙烯酸溶液中进行接枝反应。所述具体过程是把等离子体处理后的量子碳基膜浸入丙烯酸溶液中,然后40℃水浴加热,时间为5-6小时。完成后,用蒸馏水淋洗膜表面,再将膜浸于蒸馏水中,水浴加热60℃,时间24小时。完成后再将薄片真空干燥。所述丙烯酸溶液浓度为4%。
S2:PI膜在量子碳基膜表面的ALD沉积反应,步骤如下:
(1)将3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐前驱体在反应器的玻璃坩埚中以160℃的蒸发温度蒸发,反应器压力:2-3mbar,通过氮气阀门以气体脉冲的形式送至S1中经等离子体处理的量子碳基膜表面,脉冲时间:3.0s;
(2)氮气吹洗,吹洗时间:1.5-3.0s;
(3)将间苯二胺前驱体在反应器的玻璃坩埚中以150℃的蒸发温度蒸发,反应器压力:2-3mbar,通过氮气阀门以气体脉冲的形式送至S1中经等离子体处理后的量子碳基膜表面,与已经化学吸附在铜箔表面的二元酐前驱体发生反应,脉冲时间:2.0s;
(4)氮气吹洗,吹洗时间:1.5-3.0s。
以上(1)-(4)为一个沉积循环(二元酐-氮气-二元胺-氮气),之后再重复上述循环,通过循环次数来控制沉积膜的厚度。为便于比较,本发明中的循环次数统一为1000次。
S3:CVD气相沉积PI膜的快速热处理
将S2中刚沉积的PI膜在一个快速热退火炉(RTA)中进行热处理,以使亚胺化完全并消除沉积膜内应力,退火在氮气气氛中进行,时间:10min,温度:200-350℃。
实施例2
与实施例1的不同之处在于:此为由单体原料2,3,3’,4’-二苯醚四酸二酐和3,3’-二氨基二苯醚制备的PI在量子碳基膜表面上的CVD气相沉积,沉积循环及反应条件为:2,3,3’,4’-二苯醚四酸二酐气体脉冲(沉积温度:170℃,脉冲时间:3.0s)-N2(吹洗时间:1.5-3.0s)-3,3’-二氨基二苯醚气体脉冲(沉积温度:150℃,脉冲时间:2.0s)-N2(吹洗时间:1.5-3.0s)。其余同实施例1。
实施例3
与实施例1的不同之处在于:此为由单体原料2,3,3’,4’-二苯醚四酸二酐和3,3’-二胺二苯砜制备的PI在量子碳基膜表面上的CVD沉积,沉积循环及反应条件为:3,3’,4,4-二苯醚四酸二酐气体脉冲(沉积温度:141℃,脉冲时间:3.0s)-N2(吹洗时间:1.5-3.0s)-3,3’-二胺二苯砜气体脉冲(沉积温度:100℃,脉冲时间:2.0s)-N2(吹洗时间:1.5-3.0s)。其余同实施例1。
实施例4
与实施例1的不同之处在于:此为由单体原料3,3’,4,4-二苯醚四酸二酐和4,4’-二胺二苯砜制备的PI在量子碳基膜表面上的ALD沉积,沉积循环及反应条件为:3,3’,4,4-二苯醚四酸二酐气体脉冲(沉积温度:128℃,脉冲时间:3.0s)-N2(吹洗时间:1.5-3.0s)-4,4’-二胺二苯砜气体脉冲(沉积温度:154℃,脉冲时间:2.0s)-N2(吹洗时间:1.5-3.0s)。其余同实施例1。
以上四个实施例所得产品性能如下表所示:
Figure BDA0002243435120000101
以上测试结果表明,以量子碳基膜代替传统FCCL中的导体铜箔层,制造的碳基膜具有导热、导电性好以及耐弯曲性好的特点。同时,采用本发明的CVD法沉积PI薄膜,在整个量子碳基膜表面区域上分布均匀、外观平滑、厚度公差不超过5%、粗糙度不超过2nm、与量子碳基膜的结合力良好,胶带测试中无剥离、脱落,且膜厚可通过调节沉积循环次数来灵活掌控,沉积的PI膜具有耐热性好、尺寸性稳定性好、低热膨胀系数、绝缘性良好等特点。
对比例1
同实施例1,唯一不同之处在于:对量子碳基膜表面不进行等离子体改性处理,烘干后直接用于PI的CVD沉积。结果表明在胶带测试中出现了明显的PI沉积薄膜从量子碳基膜表面的剥离或脱落现相,说明沉积PI膜与量子碳基膜之间的结合力较弱。因为未经等离子体处理过的量子碳基膜表面的疏水性较大,所以在宏观上就表现出较小的结合力。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型,而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中,参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (15)

1.一种基于量子碳基膜的柔性线路板基材,其特征在于,包括量子碳基膜和通过化学气相沉积反应沉积形成在所述量子碳基膜表面的PI膜,其中,所述量子碳基膜在气相沉积反应之前经过等离子体改性处理,并具有丙烯酸接枝层。
2.一种基于量子碳基膜的柔性线路板基材的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、对量子碳基膜表面进行等离子体改性处理,然后通过接枝反应在量子碳基膜表面产生丙烯酸接枝层;
S2、通过CVD化学气相沉积反应在所述量子碳基膜表面沉积形成PI膜。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述等离子体为氩等离子体。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,还包括如下步骤:
S3、对经步骤S2形成的PI膜进行快速热处理,以使其亚胺化完全并消除PI膜的内应力。
5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中,等离子体处理放电功率为20W-150W,工作气压为10Pa-100Pa,处理时间为5min-30min。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述放电功率为70W,所述工作气 压为70Pa,所述处理时间为15min。
7.如权利要求2至5任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中,将经过等离子体处理后的量子碳基膜浸入体积浓度2%-10%的丙烯酸溶液中进行接枝反应。
8.如权利要求 7所述的制备方法,其特征在于,所述丙烯酸溶液浓度为4%。
9.如权利要求 7所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中,浸入所述丙烯酸溶液中,经40℃水浴加热5-6小时后,用蒸馏水淋洗膜表面,再将膜浸于蒸馏水中,经60℃水浴加热24小时后,再将量子碳基膜真空干燥。
10.如权利要求2至5任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中,在所述量子碳基膜表面交替沉积单体二元酸酐前躯体和单体二元胺前驱体,并进行循环沉积,其中通过控制沉积的循环次数来控制沉积膜的厚度。
11.如权利要求10所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中,一个沉积循环包括如下步骤:
S21、将蒸发的单体二元酐前驱体以惰性气体脉冲的形式送至所述量子碳基膜表面,脉冲周期为1.5-7.0s,反应器压力为2-3mbar;
S22、将蒸发的单体二元胺前驱体以惰性气体脉冲的形式送至所述量子碳基膜表面,与已经化学吸附在量子碳基膜表面的二元酐前驱体发生反应,脉冲时间:1.0-5.0s,反应器压力为2-3mbar。
12.如权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述惰性气体为氮气,步骤S21中,脉冲周期为3.0s,步骤S22中,脉冲周期为2.0s。
13.如权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述单体二元酐前驱体为3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、2,3,3’,4’-二苯醚四酸二酐、3,3’,4,4-二苯醚四酸二酐或2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙酸二酐中的一种或几种的组合;所述单体二元胺前驱体为间苯二胺、对苯二胺、3,3’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基甲苯、3,3’-二胺二苯砜、或4,4’-二胺二苯砜中的一种或几种的组合。
14.如权利要求10所述的制备方法,其特征在于,在步骤S21和步骤S22之后,先进行惰性气体吹洗1.5-3.0s,再进行下一步。
15.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤S3中,将经步骤S2刚沉积的PI膜在快速热退火炉RTA中进行热处理,热处理在惰性气体气氛中进行,热处理时间为10min,热处理温度为200-350℃。
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