CN114616269A - 低介电质的聚酰亚胺薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及减少气泡数量的低介电质的聚酰亚胺薄膜及包含该薄膜的聚酰亚胺薄膜的制备方法。本发明提供一种聚酰亚胺薄膜，该聚酰亚胺薄膜是使包含二酐成分和二胺成分的聚酰胺酸溶液发生酰亚胺化而获得的，并包含磷(P)类化合物，其中，所述二酐成分包含联苯四甲酸二酐(BPDA)及均苯四甲酸二酐(PMDA)，所述二胺成分包含二胺基二苯醚(ODA)、对苯二胺(PPD)及间联甲苯胺(m‑tolidine)。

Description

低介电质的聚酰亚胺薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚酰亚胺薄膜，更详细而言，涉及一种在具有低介电特性的同时，使制备的薄膜中气泡数量减少的高厚度的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。
背景技术
聚酰亚胺(polyimide，PI)以硬质芳香族主链和化学稳定性非常优异的酰亚胺环为基础，是有机材料中具有最高水平耐热性、耐药品性、电绝缘性、耐化学性、耐气候性的高分子材料。
聚酰亚胺薄膜作为所需前述特性的各种电子设备的材料而倍受瞩目。
现在大部分聚酰亚胺以聚酰胺酸(poly(amic acid))形式溶解于有机溶剂，成为聚酰亚胺后不溶解，因而聚酰亚胺的加工一般使用聚酰胺酸的溶液，通过使该溶液干燥而在获得所需的薄膜或成型物、涂层后进行加热，借助酰亚胺化而实施。
另一方面，最近在将聚酰亚胺薄膜及其层压体从酰亚胺化温度冷却到室温的过程中发生的热应力，经常引起卷缩、膜剥离、龟裂等严重问题。
特别是随着飞速发展的电子电路的高密度化，在采用多层配线基板等方面，热应力导致的问题越为严重。
即，这是因为由于热应力，即使未达到膜剥离或龟裂，多层基板中的热应力残留亦使设备的可靠性显著下降。
作为能够减小这种热应力影响的方案，正在考虑聚酰亚胺的低膨胀化，但表现出低热膨胀系数的聚酰亚胺一般具有硬质直线性主链结构，因而大部分水蒸气渗透性差，根据制膜条件而具有容易引起发泡的问题。
即，由于分子排列过密，因而薄膜的水蒸气渗透性差，在薄膜制备工序中，经常在内部发生气泡(气泡、空气等)。
这种气泡的发生不仅对制备的聚酰亚胺薄膜的表面粗糙度产生不良影响，而且会整体上降低聚酰亚胺薄膜的电气、光学、机械特性。
因此，需要一种能够在保持显示出低膨胀系数的聚酰亚胺的耐热性等原始特性的同时，具有高弹性、高耐热特性并使聚酰亚胺薄膜的气泡减少的方案。
以上背景技术记载的事项用于帮助对发明背景的理解，可包含并非本技术领域的普通技术人员已知的现有技术的事项。
发明内容
发明要解决的技术问题
因此，本发明的目的在于提供一种低介电质的高厚度聚酰亚胺薄膜。
但是，本发明要解决的技术问题不限于以上提及的技术问题，未提及的其他技术问题是本领域技术人员可从以下记载明确理解的。
用于解决技术问题的手段
旨在实现如上所述目的的本发明的一个实施方式提供一种聚酰亚胺薄膜，所述聚酰亚胺薄膜是使包含二酐成分和二胺成分的聚酰胺酸溶液发生酰亚胺化而获得的，所述二酐成分包含联苯四甲酸二酐(BPDA)及均苯四甲酸二酐(PMDA)，所述二胺成分包含二胺基二苯醚(ODA)、对苯二胺(PPD)及间联甲苯胺(m-tolidine)，以所述二胺成分的总含量100摩尔％为基准，所述二胺基二苯醚的含量为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述对苯二胺的含量为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述间联甲苯胺的含量为60摩尔％以上且80摩尔％以下，所述聚酰亚胺薄膜包含磷(P)类化合物。
以所述二酐成分的总含量100摩尔％为基准，所述联苯四甲酸二酐的含量可为30摩尔％以上且50摩尔％以下，所述均苯四甲酸二酐的含量可为50摩尔％以上且70摩尔％以下。
所述磷类化合物相比所述二酐成分及所述二胺成分的固含量，可包含大于0.1重量％且小于3.5重量％。
所述磷类化合物可为选自由磷酸三苯酯(triphenyl phosphate)、磷酸三二甲苯酯(Trixylenyl phosphate)、磷酸三甲苯酯(Tricresyl phosphate)、间苯二酚磷酸二苯酯(Resorcinol diphenyl phosphate)及聚磷酸铵(ammonium polyphosphate)组成的组中的一种以上。
所述聚酰亚胺薄膜的弹性模量可为4.5GPa以上，厚度可为70μm以上。
另外，所述聚酰亚胺薄膜的每1m2气泡数量可小于50个。
本发明的另一实施方式提供一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，所述方法包括：第一步骤(a)，将包含联苯四甲酸二酐(BPDA)及均苯四甲酸二酐(PMDA)的二酐成分与包含二胺基二苯醚(ODA)、对苯二胺(PPD)及间联甲苯胺(m-tolidine)的二胺成分在有机溶剂中聚合而制备聚酰胺酸；第二步骤(b)，在所述第一步骤的所述聚酰胺酸中添加酰亚胺化催化剂和磷(P)类化合物并混合；以及第三步骤(c)，对所述第二步骤的所述聚酰胺酸进行酰亚胺化，以所述二胺成分的总含量100摩尔％为基准，所述二胺基二苯醚的含量可为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述对苯二胺的含量可为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述间联甲苯胺的含量可为60摩尔％以上且80摩尔％以下。
本发明的又一实施方式提供一种包含所述聚酰亚胺薄膜的保护薄膜及承载薄膜。
发明的效果
本发明提供具有调节的二酐及二胺成分的组成比、固含量含量，并包含磷类化合物的聚酰亚胺薄膜，从而提供一种具有4.5GPa以上弹性模量、厚度70μm以上、具有低介电特性的高厚度聚酰亚胺薄膜。
另外，尽管制备的聚酰亚胺薄膜是薄膜厚度为70μm以上的比较厚的薄膜，但薄膜的气泡数量观察为小于50个/m2，随着磷类化合物的含量变化，可获得不存在观察到的气泡的质量优异的高厚度薄膜。
这种聚酰亚胺薄膜不仅具有高弹性的优异机械特性，而且表面粗糙度低，抑制气泡形成，特别是具有改良的表面质量，因而可应用于需要这种各种特性的聚酰亚胺薄膜的领域。
具体实施方式
本说明书及发明要求保护范围中使用的术语或词语，不得限定为通常的或词典的含义进行解释，应立足于“发明人为了以最佳方法说明其自身的发明而可适当地定义术语的概念”的原则，只解释为符合本发明的技术思想的含义和概念。
因此，本说明书中记载的实施例的构成，只不过是本发明最佳的一个实施例，并非全部代表本发明的技术思想，因此应理解为，在本发明申请时间点，会存在可取代它们的各种均等物和变形例。
只要在文理上未明确表示不同，在本说明书中单数的表现包含复数的表现。在本说明书中，“包含”、“具备”或“具有”等术语是要指定实施的特征、数字、步骤、构成要素或它们的组合的存在，应理解为不预先排除一个或其以上的其他特征或数字、步骤、构成要素或它们的组合的存在或附加可能性。
在本说明书中，“二酐”旨在包含其前体或衍生物，它们在技术上可不为二酐，但尽管如此，与二胺反应而形成聚酰胺酸，该聚酰胺酸可再次转换成聚酰亚胺。
在本说明书中，当通过列举范围、优选范围或优选上限值及优选下限值而给出量、浓度、或其他值或参数时，与范围是否独立地公开无关，应理解为具体公开由任意一对的任意上侧范围界限值或优选值及任意下侧范围界限值或优选值形成的所有范围。
数值的范围在本说明书中提及时，除非另有说明，其范围旨在包含其终点及其范围内的所有整数和分数。本发明的范畴旨在不限定为在定义范围时提及的特定值。
本发明一实例的聚酰亚胺薄膜是使包含二酐成分和二胺成分的聚酰胺酸溶液发生酰亚胺化而获得的，其中，所述二酐成分包含联苯四甲酸二酐(BPDA)及均苯四甲酸二酐(PMDA)，所述二胺成分包含二胺基二苯醚(ODA)、对苯二胺(PPD)及间联甲苯胺(m-tolidine)，以所述二胺成分的总含量100摩尔％为基准，所述二胺基二苯醚的含量可为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述对苯二胺的含量可为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述间甲苯胺的含量可为60摩尔％以上且80摩尔％以下，所述聚酰亚胺薄膜包含磷(P)类化合物。
对苯二胺为硬质单体，随着对苯二胺(PPD)含量的增加，合成的聚酰亚胺具有更加线性的结构，有助于提高聚酰亚胺的弹性模量等机械特性。
当以二胺成分的总量为基准，以低于所述范围使用对苯二胺时，高厚度(薄膜厚度70μm以上)聚酰亚胺薄膜的弹性模量会降低。
另外，当以二胺成分的总量为基准，以大于所述范围使用对苯二胺，特别是固含量含量增加时，由于二次结合而进行凝胶(gel)化，会难以产生高厚度聚酰亚胺薄膜。
另一方面，包含对苯二胺的高厚度聚酰亚胺薄膜，随着厚度的增加而频繁发生气泡。
这种气泡产生的增加的原因在于，随着对苯二胺含量的增加，合成的聚酰亚胺链具有更加线性的形态，线性的聚酰亚胺链导致聚酰亚胺链间的结合加强，溶剂及水的蒸发变得困难。
在聚酰亚胺薄膜中产生的气泡与对聚酰亚胺薄膜的外观、机械特性造成极大影响的品质不良相应，即使制备的聚酰亚胺薄膜的其他特性优异，产生多个气泡的聚酰亚胺薄膜也难以应用于实际产品中。
因此，添加了能够向由对苯二胺诱导的聚酰亚胺链间强键赋予自由体积(freevolume)以增加聚酰亚胺链间柔韧性的具有可塑剂特性的磷类化合物。
确认了借助添加这种磷类化合物，在聚酰亚胺薄膜中形成的气泡数大幅减少。
根据本发明另一实例，聚酰亚胺薄膜可包含无机填充剂。作为无机填充剂，可例如二氧化硅(特别是球状二氧化硅)、氧化钛、氧化铝、氮化硅、氮化硼、磷酸氢钙、磷酸钙、云母等。
填充材料的粒径不特别限定，根据需改质的薄膜特性和添加的填充材料种类确定即可。一般而言，平均粒径为0.05μm至100μm，优选为0.1μm至75μm，更优选为0.1μm至50μm，尤其优选为0.1μm至25μm。
若粒径低于该范围，则难以表现出改质效果，若超过该范围，则会有极大损坏表面性或机械特性大幅下降的情况。
另外，对于填充材料的添加量亦不特别限定，根据需改质的薄膜特性或填充材料粒径等決定即可。一般而言，填充材料的添加量相对于聚酰亚胺100重量份，为0.01重量份至100重量份，优选为0.01重量份至90重量份，更优选为0.02重量份至80重量份。
若填充材料添加量低于该范围，则难以表现出填充材料的改质效果，若超过该范围，则存在薄膜机械特性受到极大损坏的可能性。填充材料的添加方法不特别限定，亦可使用公知的任何方法。
所述无机填充材料包含于聚酰亚胺薄膜中，使得聚酰亚胺薄膜的表面表现出粗糙度，以赋予防止聚酰亚胺薄膜在生产或使用中相互附着现象的抗粘连(aniti blocking)特性。
无机填充材料通常用作聚酰亚胺薄膜的添加剂，但球状二氧化硅颗粒等的抗粘连特性尤其优异。
例如，在使用球状二氧化硅颗粒作为无机填充材料的情况下，当球状二氧化硅颗粒的平均直径大于1μm时，表面粗糙度增大，在与聚酰亚胺薄膜相接的对象表面引发划痕并发生产品不良，当球状二氧化硅颗粒的平均直径小于0.1μm时，无法表达防止薄膜粘连现象的抗粘连特性。
通常，若球状二氧化硅颗粒超过适当量使用，则颗粒间聚集，在薄膜上出现结合，若使用小于适当量，则在薄膜的表面处理后，由于薄膜间粘连的现象，在进行卷绕步骤的进行中会发生困难。
根据本发明的另一实例，用于抑制气泡形成的具有可塑剂特性的磷类化合物，相比用于聚酰亚胺合成的二酐成分及二胺成分的固含量可包含大于0.1重量％且小于3.5重量％，特别优选是包含0.5～3.0重量％。
若磷类化合物包含0.1重量％以下，则抑制气泡形成的效果无法充分显现，若包含3.5重量％以上，则聚酰亚胺薄膜的弹性模量减小。
另外，作为使用的磷类化合物，可为磷酸三苯酯(Triphenyl Phosphate，TPP)及聚磷酸铵(ammonium polyphosphate)、磷酸三二甲苯酯(Trixylenyl Phosphate，TXP)、磷酸三甲苯酯(Tricresyl Phosphate，TCP)、间苯二酚磷酸二苯酯(Resorcinol diphenylphosphate)及聚磷酸铵(ammonium polyphosphate)。
特别是优选使用磷酸三苯酯(Triphenyl Phosphate，TPP)及聚磷酸铵(ammoniumpolyphosphate)中一种以上，但并非限定于此，只要是能够赋予自由体积(free volume)以增加聚酰亚胺链间柔韧性的具有可塑剂特性的磷类化合物中可有助于抑制气泡形成的磷类化合物，任何化合物均可使用。
本申请的所述实例的聚酰亚胺薄膜是弹性模量为4.5GPa以上且厚度为70μm以上的具有高弹性特性的高厚度聚酰亚胺薄膜。
所述聚酰亚胺薄膜的弹性模量随着对苯二胺(PPD)的含量调节而表现出4.5GPa以上的优异弹性模量，这种优异弹性模量的聚酰亚胺薄膜可应用于各种方面，但特别适合于承载薄膜或保护薄膜。
而且，所述聚酰亚胺薄膜表现出低表面粗糙度，这与无机填充材料的平均直径有直接相关，通常，无机填充材料的平均直径越大，表面粗糙度也越大。这种表面粗糙度的增加，使得在与聚酰亚胺薄膜相接的对象表面引发划痕，导致产品不良。
而且，作为所述聚酰亚胺薄膜的具有70μm以上厚度的高厚度聚酰亚胺薄膜，优选所述聚酰亚胺薄膜的厚度为75μm以上。
所述聚酰亚胺薄膜每1m2的气泡数量小于50个，气泡数量随着添加的磷类化合物含量的增加而减少。通过适宜地调节磷类化合物的含量，可在使气泡数量实现最小化(据观察，未确认到存在气泡)的同时，保持适于产品应用的弹性模量及表面粗糙度。
本发明的另一实例涉及一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，该方法包括：第一步骤(a)，将包含联苯四甲酸二酐(BPDA)及均苯四甲酸二酐(PMDA)的二酐成分与包含二胺基二苯醚(ODA)、对苯二胺(PPD)及间联甲苯胺(m-tolidine)的二胺成分在有机溶剂中聚合而制备聚酰胺酸；第二步骤(b)，在所述第一步骤的所述聚酰胺酸中添加酰亚胺化催化剂和磷(P)类化合物并混合；以及第三步骤(c)，对所述第二步骤的所述聚酰胺酸进行酰亚胺化，以所述二胺成分的总含量100摩尔％为基准，所述二胺基二苯醚的含量为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述对苯二胺的含量为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述间联甲苯胺的含量为60摩尔％以上且80摩尔％以下。
使聚酰胺酸实现酰亚胺化的方法可应用热酰亚胺化方法或化学酰亚胺化方法，亦可应用并用热酰亚胺化方法和化学酰亚胺化方法的方法。其中，热酰亚胺化方法是排除化学催化剂，利用热风或红外线干燥机等热源来引发酰亚胺化反应的方法，化学酰亚胺化方法是利用脱水剂及酰亚胺化剂的方法。
制备的聚酰亚胺薄膜适合于保护薄膜或承载薄膜，但并非限定于此，可在可适用所制备的聚酰亚胺薄膜的特性的各种领域使用。
下文通过发明的具体制备例及实施例，更詳細说明发明的作用及效果。不过，這种制备例及实施例只不过是作为发明示例而提出的，并非发明的權利范围由此限定。
制备例：聚酰亚胺薄膜的制备
本发明的聚酰亚胺薄膜可通过如下本领域公知的常规方法制备。首先，使前述的二酐与二胺成分在有机溶剂中反应而获得聚酰胺酸溶液。
此时，溶剂一般为酰胺类溶剂，可使用非质子极性溶剂(Aproticsolvent)，例如可使用N,N'-二甲基甲酰胺、N,N'-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯啶酮或它们的组合。
所述二酐与二胺成分的加入形式能够以粉末、块体及溶液形式加入，在反应初期以粉末形式加入并进行反应后，然后为了调节聚合黏度，优选以溶液形式加入。
获得的聚酰胺酸溶液可与酰亚胺化催化剂及脱水剂混合，涂覆于支撑体。
作为使用的催化剂示例，有叔胺类(例如，异喹啉、β-甲基吡啶、吡啶等)，作为脱水剂的示例，有酸酐，但不限于此。另外，作为上述使用的支撑体，可例举玻璃板、铝箔、循环不锈钢带或不锈钢桶等，但不限于此。
在所述支撑体上涂覆的薄膜借助干燥空气及热处理而在支撑体上凝胶化。
所述凝胶化的薄膜从支撑体分离并进行热处理以完成干燥及酰亚胺化。
结束所述热处理的薄膜在规定张力下进行热处理，由此可去除在制膜过程中发生的薄膜内部残留应力。
具体而言，在使氮气注入具备搅拌器及氮气注入/排出管的反应器的同时加入500ml的N,N'-二甲基甲酰胺(DMF)，将反应器的温度设置为30℃后，将联苯四甲酸二酐(BPDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、二胺基二苯醚(ODA)、对苯二胺(PPD)及间联甲苯胺(m-tolidine)按调节的组成比加入，使得完全溶解。然后，在氮气气氛下，使反应器的温度升高加热到40℃的同时持续搅拌120分钟，以制备了一次反应黏度为1500cP的聚酰胺酸。
在如此制备的聚酰胺酸中添加均苯四甲酸二酐(PMDA)溶液并进行搅拌，使得最终黏度达到100000～120000cP。
调节作为磷类化合物的磷酸三苯酯(triphenyl phosphate，TPP)的含量，与催化剂及脱水剂一同添加到制备的最终聚酰胺酸中，利用涂覆器制备了高厚度聚酰亚胺薄膜。
实施例及比较例
根据前面说明的制备例而制备，但作为二酐成分，分别使用40mol％及60mol％的联苯四甲酸二酐(BPDA)及均苯四甲酸二酐(PMDA)，以二酐成分100mol％为基准，使二胺成分100mol％反应。
当二胺的总含量设为100mol％时，作为二胺成分的二胺基二苯醚(ODA)、对苯二胺(PPD)及间联甲苯胺(m-tolidine)的组成比，分别使用15mol％、15mol％及70mol％的二胺基二苯醚、对苯二胺及间联甲苯胺。
如下表1所示，相比二酐成分及所述二胺成分的固含量，实施例1至6中的磷酸三苯酯(TriphenylPhosphate，TPP)的含量添加0.5～3重量％，制备的聚酰亚胺薄膜的厚度均为75μm。
[表1]
区分 TPP含量(％) 平均气泡数量(个/m<sup>2</sup>) 弹性模量(GPa)
实施例1 0.5 20-30个 5.87
实施例2 1.0 10-15个 5.61
实施例3 1.5 5-7个 5.42
实施例4 2.0 2-3个 5.35
实施例5 2.5 0个 5.02
实施例6 3.0 0个 4.76
比较例1 0.0 63-68个 6.25
比较例2 0.1 60-68个 6.05
比较例3 3.5 0个 4.43
比较例4 4.0 0个 4.13
另外，所有实施例及比较例制备的聚酰亚胺薄膜的弹性模量利用英斯特朗设备(Standard Instron testing apparatus)，根据ASTM D 882规定测量三次，取平均值。
平均气泡数量是首先利用配备了成像装置的薄膜缺陷分析装置拍摄聚酰亚胺薄膜，经过直接目视确认所拍摄的聚酰亚胺薄膜的缺陷影像的步骤，以求出平均气泡数量。
将规定宽度和长度的薄膜用作样品，测量了气泡数量，然后将测量的气泡数量换算成每1m2的气泡数量。
根据测量结果，对于将磷酸三苯酯(Triphenyl Phosphate，TPP)的含量按0.5重量％至3.0重量％添加的实施例1至6而言，尽管为高厚度聚酰亚胺薄膜，但与完全不使用磷酸三苯酯(triphenyl phosphate，TPP)的比较例1(气泡数量：每1m2为63～68个)或包含0.1重量％的磷酸三苯酯(triphenyl phosphate，TPP)的比较例2(气泡数量：每1m2为60～68个)相比，气泡数量大幅减少。
特别是随着磷酸三苯酯(Triphenyl Phosphate，TPP)的含量从0.5重量％增加至3.0重量％，气泡数量从每1m2的20～30个减少为0个。
另外，当磷酸三苯酯(Triphenyl Phosphate，TPP)的含量包含0.5重量％至3.0重量％(实施例1至6)时，与比较例1及2(分别为6.25GPa、6.05GPa)相比，出现了弹性模量部分减小的倾向，但聚酰亚胺薄膜的弹性模量范围为4.76～5.87GPa，表现出4.5GPa以上的弹性模量，因而确认了所制备的聚酰亚胺薄膜在产品应用方面根本没有问题。
当磷酸三苯酯(Triphenyl Phosphate，TPP)的含量以3.5重量％以上过量使用时(比较例3至4)，与实施例5及6一样，虽然气泡数量保持在0个，但弹性模量大幅减小，表现为小于4.5Gpa。
弹性模量随着磷酸三苯酯(Triphenyl Phosphate，TPP)含量的增加而减小的情况可视为磷酸三苯酯(Triphenyl Phosphate，TPP)的可塑剂特性所致。
本发明的聚酰亚胺薄膜及聚酰亚胺薄膜的制备方法的实施例只是使本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施本发明的优选实施例，而并非限定于前述的实施例，因此，本发明的发明要求保护范围不由此来限定。
因此，本发明的真正的技术保护范围应根据所附的发明要求保护范围的技术思想来确定。另外，在不脱离本发明技术思想的范围内，可实现多种置换、变形及变更，这对本领域技术人员而言是不言而喻的，可由本领域技术人员容易地变更的部分也包含在本发明的发明要求保护范围，这是显而易见的。
工业可用性
本发明提供具有调节的二酐及二胺成分的组成比、固含量，并包含磷类化合物的聚酰亚胺薄膜，从而提供一种具有4.5GPa以上弹性模量、厚度70μm以上、具有低介电特性的高厚度聚酰亚胺薄膜。
这种聚酰亚胺薄膜不仅具有高弹性的优异机械特性，而且表面粗糙度低，抑制气泡形成，特别是具有改良的表面质量，因而可应用于需要这种各种特性的聚酰亚胺薄膜的领域。

Claims (11)

1.一种聚酰亚胺薄膜，其中，所述聚酰亚胺薄膜包含磷类化合物，所述聚酰亚胺薄膜是使包含二酐成分和二胺成分的聚酰胺酸溶液发生酰亚胺化而获得的，所述二酐成分包含联苯四甲酸二酐及均苯四甲酸二酐，所述二胺成分包含二胺基二苯醚、对苯二胺及间联甲苯胺，
以所述二胺成分的总含量100摩尔％为基准，所述二胺基二苯醚的含量为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述对苯二胺的含量为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述间联甲苯胺的含量为60摩尔％以上且80摩尔％以下。
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺薄膜，其中，以所述二酐成分的总含量100摩尔％为基准，
所述联苯四甲酸二酐的含量为30摩尔％以上且50摩尔％以下，
所述均苯四甲酸二酐的含量为50摩尔％以上且70摩尔％以下。
3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺薄膜，其中，所述磷类化合物相比所述二酐成分及所述二胺成分的固含量包含大于0.1重量％且小于3.5重量％。
4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺薄膜，其中，所述磷类化合物为选自由磷酸三苯酯、磷酸三二甲苯酯、磷酸三甲苯酯、间苯二酚磷酸二苯酯及聚磷酸铵组成的组中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的聚酰亚胺薄膜，其中，所述聚酰亚胺薄膜的弹性模量为4.5GPa以上，厚度为70μm以上。
6.根据权利要求1所述的聚酰亚胺薄膜，其中，所述聚酰亚胺薄膜每1m2的气泡数量小于50个。
7.一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，其中，包括：
第一步骤(a)，将包含联苯四甲酸二酐及均苯四甲酸二酐的二酐成分与包含二胺基二苯醚、对苯二胺及间联甲苯胺的二胺成分在有机溶剂中聚合而制备聚酰胺酸；
第二步骤(b)，在所述第一步骤的所述聚酰胺酸中添加酰亚胺化催化剂和磷类化合物并混合；以及
第三步骤(c)，对所述第二步骤的所述聚酰胺酸进行酰亚胺化，
以所述二胺成分的总含量100摩尔％为基准，所述二胺基二苯醚的含量为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述对苯二胺的含量为10摩尔％以上且30摩尔％以下，所述间甲苯胺的含量为60摩尔％以上且80摩尔％以下。
8.根据权利要求7所述的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其中，所述磷类化合物相比所述二酐成分及所述二胺成分的固含量包含大于0.1重量％且小于3.5重量％。
9.根据权利要求7所述的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其中，所述磷类化合物为选自由磷酸三苯酯、磷酸三二甲苯酯、磷酸三甲苯酯、间苯二酚磷酸二苯酯及聚磷酸铵组成的组中的一种以上。
10.根据权利要求7所述的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其中，所述聚酰亚胺薄膜的弹性模量为4.5GPa以上，厚度为70μm以上。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的聚酰亚胺薄膜，其中，所述聚酰亚胺薄膜用于保护薄膜或承载薄膜。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230077191A (ko) 2021-11-25 2023-06-01 피아이첨단소재 주식회사 저유전 폴리아믹산 및 폴리이미드 필름
KR20230153791A (ko) * 2022-04-29 2023-11-07 피아이첨단소재 주식회사 저유전 및 고내열 특성을 가지는 폴리이미드 필름 및 그 제조방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000159887A (ja) * 1998-12-01 2000-06-13 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd ポリイミドフィルムおよびその製造方法
CN1654518A (zh) * 2005-01-31 2005-08-17 南京工业大学 一种挠性印刷线路板用聚酰亚胺薄膜的制备方法
CN101175633A (zh) * 2005-04-19 2008-05-07 宇部兴产株式会社 聚酰亚胺薄膜层合体
CN101563395A (zh) * 2006-11-10 2009-10-21 宇部兴产株式会社 聚酰亚胺、二胺化合物及其制备方法
CN105764990A (zh) * 2013-11-27 2016-07-13 宇部兴产株式会社 聚酰亚胺前体组合物、聚酰亚胺的制造方法、聚酰亚胺、聚酰亚胺膜和基板
WO2019004677A1 (ko) * 2017-06-30 2019-01-03 에스케이씨코오롱피아이 주식회사 폴리이미드 전구체 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 폴리이미드 기재

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4491986B2 (ja) * 2001-03-29 2010-06-30 宇部興産株式会社 表面処理方法および金属薄膜を有するポリイミドフィルム
JP4734837B2 (ja) * 2004-03-23 2011-07-27 宇部興産株式会社 接着性の改良されたポリイミドフィルム、その製造方法および積層体
WO2008056808A1 (fr) * 2006-11-10 2008-05-15 Ube Industries, Ltd. Polyimide, composé diamine et leur procédé de production
KR20090058851A (ko) * 2007-12-05 2009-06-10 주식회사 코오롱 폴리이미드 필름
KR101930282B1 (ko) * 2010-08-25 2018-12-18 가부시키가이샤 가네카 그라파이트 필름 및 그라파이트 필름의 제조 방법
JP5870396B2 (ja) * 2011-07-14 2016-03-01 東レ・デュポン株式会社 ポリイミドフィルム
KR101506611B1 (ko) 2013-03-19 2015-03-27 에스케이씨코오롱피아이 주식회사 폴리이미드 필름
KR101375276B1 (ko) 2013-03-27 2014-03-19 주식회사 이녹스 슬립성이 우수한 열가소성 폴리이미드 접착 필름을 이용한 적층판 제조 방법
CN109535423B (zh) * 2013-11-27 2021-06-01 宇部兴产株式会社 聚酰亚胺前体组合物、聚酰亚胺的制造方法、聚酰亚胺、聚酰亚胺膜和基板
KR102037699B1 (ko) 2014-06-30 2019-10-29 코오롱인더스트리 주식회사 표면 개질 복합 실리카 입자 및 이를 포함하는 폴리이미드 필름
US20160208097A1 (en) * 2015-01-15 2016-07-21 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Polyimide compositions and methods
KR101999926B1 (ko) * 2018-10-11 2019-07-12 에스케이씨코오롱피아이 주식회사 접착력이 우수한 폴리이미드 수지를 제조하기 위한 폴리아믹산 조성물 및 이로부터 제조된 폴리이미드 수지

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000159887A (ja) * 1998-12-01 2000-06-13 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd ポリイミドフィルムおよびその製造方法
CN1654518A (zh) * 2005-01-31 2005-08-17 南京工业大学 一种挠性印刷线路板用聚酰亚胺薄膜的制备方法
CN101175633A (zh) * 2005-04-19 2008-05-07 宇部兴产株式会社 聚酰亚胺薄膜层合体
CN101563395A (zh) * 2006-11-10 2009-10-21 宇部兴产株式会社 聚酰亚胺、二胺化合物及其制备方法
CN105764990A (zh) * 2013-11-27 2016-07-13 宇部兴产株式会社 聚酰亚胺前体组合物、聚酰亚胺的制造方法、聚酰亚胺、聚酰亚胺膜和基板
WO2019004677A1 (ko) * 2017-06-30 2019-01-03 에스케이씨코오롱피아이 주식회사 폴리이미드 전구체 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 폴리이미드 기재

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