TWI405667B - 聚醯亞胺薄膜層合物及包含其之金屬積層板 - Google Patents

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聚醯亞胺薄膜層合物及包含其之金屬積層板
本發明係關於一種聚醯亞胺薄膜層合物及包含其之金屬積層板，特別關於一種高導熱性及高耐電壓性聚醯亞胺薄膜層合物及包含其之金屬積層板。
在電子產品朝向輕量薄型及行動化的趨勢下，電子產品的構裝密度越來越積集化。再加上功能的需求也越來越高，所需驅動電力功率也一直往上增加，系統所產生的熱量也隨之直線上升，如何經由良好的散熱以維持電子產品系統穩定的運作將成為重要的關鍵。聚亞醯胺樹脂因具有優異的耐熱性、機械特性及電性特性，因此常被用來作為銅箔基板材料之絕緣層，為因應未來電子產品朝向微型化及高速化趨勢所帶來的散熱問題，如能在基板中的樹脂絕緣層賦予導熱的功能，可提供較佳的元件散熱途徑，以增加元件的可靠度及壽命。
在US2006/0127686(A1)中，揭露了將導熱粒子如氧化鋁、氧化矽、氮化硼、氧化硼包覆之氮化鋁、鋁粉、二氧化矽、碳化矽、氮化鋁、二氧化鈦、磷化鈣、或鈦化鋇添加至聚亞醯胺膜的結構。該些導熱粒子添加量約占薄膜成品總重為40~85wt%，由實施例可看出所得之聚亞醯胺薄膜的熱導傳導係數皆小於1.0watts/m‧K以下。
在JP 9137060(A)中，揭露以氮化硼或氮化鋁提高聚亞醯胺膜之導熱性。其平均粒徑約介於0.1微米至10微米之間，而薄膜成品之熱導傳導係數約介於0.2watts/m‧K至0.6watts/m‧K之間，其熱傳導性並不高。
在US Pat. No. 5,078,936中，揭露以碳黑增加聚亞醯胺膜之導熱性/導電性的方法，但此專利僅侷限於導電性的應用。
由上述專利所揭露可知，習知技藝所採用的無機填充粒子可提高導熱性，但也同時提高許多不需提高的性質如介電常數、介電損失、及薄膜硬度。尤其在高含量無機填充粒子添加時，又容易產生脆性問題，無法達成薄膜的製作；若採用高熱傳導性物質如奈米碳管、碳黑、碳纖維或石墨材料添加，則可展現樹脂高的熱傳導性，但此時樹脂通常已具有一定的導電能力，已喪失一般高分子樹脂所具有的電性絕緣特性。
本發明提供一種聚醯亞胺薄膜層合物，包含：一第一聚醯亞胺層，其中該第一聚醯亞胺層具有一熱傳導係數係介於0.2-0.9watts/m‧K之間，並具有一絕緣破壞強度不小於3KV；一第二聚醯亞胺層，形成於該第一聚醯亞胺層之上，其中該第二聚醯亞胺層具有一熱傳導係數係大於1watts/m‧K；以及，一第三聚醯亞胺層，形成於該第二聚醯亞胺層之上，其中該第三聚醯亞胺層具有一熱傳導係數係介於0.2-0.9watts/m‧K之間，並具有一絕緣破壞強度不小於3KV。
本發明亦提供一種金屬積層板，包含一第一金屬薄膜，以及上述之聚醯亞胺薄膜層合物，其中該聚醯亞胺薄膜層合物配置於該第一金屬薄膜上。
以下藉由數個實施例並配合所附圖式，以更進一步說明本發明之方法、特徵及優點，但並非用來限制本發明之範圍，本發明之範圍應以所附之申請專利範圍為準。
本發明提供一種聚醯亞胺薄膜層合物，透過多層聚醯亞胺薄膜結構設計達到具有高導熱性及耐電壓電性絕緣特性。
請參照第1圖，該聚醯亞胺薄膜層合物10包含：一第一聚醯亞胺層12、一第二聚醯亞胺層14配置於該第一聚醯亞胺層之上，以及一第三聚醯亞胺層16配置於該第二聚醯亞胺層之上。該第一聚醯亞胺層12具有一厚度T1、而該第二聚醯亞胺層具有一厚度T2，以及該第三聚醯亞胺層具有三厚度T3，其中厚度T1-T3具有以下之關係：0.5<T2/T1<10、0.5<T2/T3<10，若該第一、第二、及第三聚醯亞胺層之厚度不符合上述關係式時，則該聚醯亞胺薄膜層合物10較不易同時達到高熱傳導係數及電性絕緣特性的平衡，即該該聚醯亞胺薄膜層合物10無法同時滿足熱傳導係數>1.5watts/m‧K及破壞電壓>3KV之特性。此外，該第一聚醯亞胺層12之厚度T1與該第三聚醯亞胺層16之厚度T3可為相同或不同。此外，該第一聚醯亞胺層之厚度T1係介於7-20μm之間，而該第三聚醯亞胺層之厚度T3係介於7-20μm之間，若第一及第三聚醯亞胺層過厚則會影響整體多層薄膜的熱傳導性，即無法達到熱傳導係數大於1.5watts/m‧K，而若第一及第三聚醯亞胺層過薄則會影響整體多層薄膜的絕緣性，即破壞電壓會小於3KV以下。該聚醯亞胺薄膜層合物10之總厚度(T1、T2、及T3的總合)係小於60μm，若總厚度過厚則該聚醯亞胺薄膜層合物10易產生脆性問題。
該第一聚醯亞胺層12係由一聚醯亞胺樹脂所組成，可更包含一導熱粉體，其中該導熱粉體之重量百分比係介於0.1-60wt%，以該聚醯亞胺樹脂及該導熱粉體之總重為基準。當導熱粉體之重量百分比介於0.1-30wt%之間，所得之第一聚醯亞胺層12係具有可撓曲性；此外，當導熱粉體之重量百分比介於30-60wt%之間，所得之第一聚醯亞胺層12則較不具可撓曲性。
該第一聚醯亞胺層12可由一第一聚醯胺酸組成物經成膜後所得。該第一聚醯胺酸組成物可包含一聚醯胺酸樹脂、一溶劑、及該導熱粉體。該聚醯胺酸樹脂可由二酐單體及二胺單體製備而得，並經醯亞胺化反應成為聚醯亞胺樹脂。其中，該二酐單體可擇自由均苯四甲酸二酐(pyromellitic dianhydride、PMDA)、3,3' ,4,4' -二苯甲酮四雙酐(3,3' ,4,4' -Biphenyl tetracarboylic dianhydride、s-BPDA)、1,4,5,8-亞蔡四甲酸二酐(1,4,5,8-Naphthalenetetracarboxylicdianhydride、NTCDA)、3,3' ,4,4' -二苯酮四酸酐(3,3' ,4,4' -benzophenone-tetracarboxylic dianhydride、BTDA)、4,4' -二苯醚四酸酐(4,4' -oxydiphthalic anhydride、ODPA)、對苯二酚二酞酸酐(hydroquinnone diphtalic anhydride、HQDA)、雙酚A二酐(4,4' -bisphenol A dianhydride、BPADA)、2,2' -雙-(3,4-二羧苯基)六氟丙烷二酐(2,2' -bis-(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride、6FDA)、1,3-二氫-1,3-二氧-5-異苯并呋喃羧酸亞苯酯(1,3-dihydro-1,3-dioxo-5-isobenzofurancarboxylic acid phenylene ester、TAHQ)、3,3' ,4,4' -二苯基碸四酸酐(3,3' ,4,4' -Diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride、DSDA)或其混合所組成之族群中；而該二胺單體可擇自由對苯二胺(p-phenylene diamine、P-PDA)、4,4-氧二苯胺(4,4' -oxydianiline、4,4' -ODA)、3,4' -二胺基二苯醚(3,4' -Oxydianiline、3,4' -ODA)、3,3’-二羥基-4,4' -二胺基聯苯(3,3’-dihydroxy-4,4' -diamino-biphenyl、HAB)、二胺基二苯碸(4,4' -diaminodiphenyl sulfone、4,4’-DDS)、2,2' -雙(4-苯胺)六氟丙烷(2,2' -bis(4-aminophenyl)hexa-fluoropropane、Bis-A-AF)、2,2-雙(4-[4-胺基苯氧基]苯基)丙烷(2,2-Bis(4-[4-aminophenoxy]phenyl)propane、BAPP)、2,2-雙(4-[3-胺基苯氧基]苯基)碸(2,2-Bis(4-[3-aminophenoxy]phenyl)sulfone、BAPS)、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯(1,4-Bis(4-aminophenoxy)benzene、TPE-Q)、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯(1,3-Bis(4-aminophenoxy)benzene、TPE-R)、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯(1,3-Bis(3-aminophenoxy)benzene、APB)、4,4' -雙(4-胺基苯氧基)聯苯(4,4' -Bis(4-aminophenoxy)biphenyl、BAPB)、1,4' -雙(4-胺基苯氧基)-2,5-雙-第三丁基苯(1,4' -Bis(4-aminophenoxy)-2,5-di-t-butylbenzene、DTBAB)、4,4' -雙(4-胺基苯氧基)二苯甲酮(4,4' -Bis(4-aminophenoxy)benzophenone、BAPK)、二胺矽氧烷(diamino siloxane)或其混合所組成之族群中。該溶劑可為非質子極性有機溶劑，包括N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone；NMP)或N,N-二甲基乙醯胺(N,N-dimethylacetamide；DMAc)、γ-丁內酯(γ-butyrolactone；GBL)等或由二甲苯(Xylene)或甲苯(Toluene)所組成之共溶劑。
此外，該導熱粉體可包含氮化硼、氮化鋁、三氧化二鋁粉體、或其混合，其中該導熱粉體具有一粒徑範圍係介於為60nm~2.0μm之間。值得注意的是，該第一聚醯亞胺層具有一熱傳導係數係介於0.2-0.9watts/m‧K之間，並具有一絕緣破壞強度不小於3KV，以維持該聚醯亞胺薄膜層合物之耐電壓電性絕緣特性。
該第二聚醯亞胺層14係由一聚醯亞胺樹脂、一導熱碳材、及一導熱粉體所組成，其中該導熱碳材及該導熱粉體之重量係介於10-50wt%之間，以該第二聚醯亞胺層之總重為基準。此外，該導熱粉體與該導熱碳材之重量比可介於10：90至50：50，為維持該聚醯亞胺薄膜層合物之導熱特性，該導熱粉體與該導熱碳材之重量比值較佳係不大於1。該第二聚醯亞胺層14可由一第二聚醯胺酸組成物經成膜後所得。該第二聚醯胺酸組成物包含一聚醯胺酸樹脂、一溶劑、該導熱碳材及該導熱粉體。該聚醯胺酸樹脂及該導熱粉體與該第一聚醯亞胺層12所使用之聚醯胺酸樹脂及該導熱粉體具有相同之定義。該導熱粉體可包含氮化硼、氮化鋁、三氧化二鋁粉體、或其混合。在本發明一實施例中，該導熱碳材可氣相成長碳纖維(vapor grown carbon fiber、VGCF)，具有一直徑介於20nm-0.5μm之間，並具有一長寬比(aspect ratio)大於5。該第二聚醯亞胺層具有一熱傳導係數大於1watts/m‧K，以維持該聚醯亞胺薄膜層合物之高導熱特性。
該第三聚醯亞胺層14係由一聚醯亞胺樹脂所組成，可更包含一導熱粉體，其中該導熱粉體之重量百分比係介於0.1-60wt%，以該聚醯亞胺樹脂及該導熱粉體之總重為基準。當導熱粉體之重量百分比介於0.1-30wt%之間，所得之第三聚醯亞胺層16係具有可撓曲性；此外，當導熱粉體之重量百分比介於30-60wt%之間，所得之第三聚醯亞胺層16則較不具可撓曲性。該第一聚醯亞胺層12可由一第一聚醯胺酸組成物經成膜後所得。該第一聚醯胺酸組成物包含一聚醯胺酸樹脂、一溶劑、及該導熱粉體。該聚醯胺酸樹脂可由二酐單體及二胺單體製備而得，並經醯亞胺化反應成為聚醯亞胺樹脂。該聚醯胺酸樹脂及該導熱粉體與該第一聚醯亞胺層12所使用之聚醯胺酸樹脂及該導熱粉體具有相同之定義。值得注意的是，該第一聚醯亞胺層具有一熱傳導係數係介於0.2-0.9watts/m‧K之間，並具有一絕緣破壞強度不小於3KV，以維持該聚醯亞胺薄膜層合物之耐電壓電性絕緣特性。此外，該第一聚醯亞胺層12與該第三聚醯亞胺層16可具有相同或不同的組成。
根據本發明其他實施例，請參照第2圖，本發明所述之聚醯亞胺薄膜層合物10可進一步配置於一金屬薄膜18上，以形成一金屬積層板，例如覆銅積層板20。此外，請參照第3圖，另一金屬薄膜22，可配置於該金屬積層板20之聚醯亞胺薄膜層合物10上，得到一雙面軟性銅箔基板30。該金屬薄膜可包含銅箔、鋁箔、不銹鋼箔、或鎳箔。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例配合所附圖式，作詳細說明如下：
聚醯胺酸樹脂的製備
製備例1
將0.0799 mole(34.5568g)之2,2-雙(4-[3-胺基苯氧基]苯基)碸(BAPS)及0.0799mole(15.98g)4,4-氧二苯胺(4,4' -ODA)置入1000ml之四口反應瓶中，加入400ml甲基-2-吡咯啶與甲苯為共溶劑(N-methyl-2-pyrrolidone/Toluene=80/20)，通入氮氣並攪拌，使得上述二胺單體完全溶解後，於室溫下加入0.1595mole(49.4389g)4,4' -二苯醚四酸酐(ODPA)四羧酸二酐單體(分多次加入每次間隔30分鐘)，於最後一次加完再攪拌3小時即得熱塑性聚醯胺酸溶液500g(固形份為20wt%)，其中二胺單體比四羧酸二酐單體莫耳比為1:0.998。
製備例2
將0.0578mole(6.2418g)對苯二胺(P-PDA)及0.1349mole(26.971g) 4,4-氧二苯胺(4,4' -ODA)置入1000ml之四口反應瓶中，425g甲基-2-吡咯啶與甲苯為共溶劑(N-methyl-2-pyrrolidone/Toluene=80/20)，通入氮氣並攪拌，使得上述二胺單體完全溶解後，於室溫下加入0.1917mole(41.7877g)均苯四甲酸二酐(PMDA)四羧酸二酐單體(分多次加入每次間隔30分鐘)，於最後一次加完再攪拌3小時即得耐熱性聚醯胺酸溶液500g(固形份為15wt%)，其中二胺單體比四羧酸二酐單體莫耳比為1:0.995。
聚醯胺酸組成物的製備
製備例3
取8.57g氮化硼(粒徑為0.5μm、型號MK-hBN-050，由Lower Friction公司製造販售)，以少許N-甲基咯烷酮(NMP)溶劑潤濕攪拌均勻，再稱取100g由製備例1所得之熱塑性聚醯胺酸溶液，利用均質機與氮化硼充分攪拌均勻(速度為2000rpm，時間為30min)，然後再用三滾輪分散，最後再利用高速脫泡機脫泡，得到聚醯胺酸組成物(1)(氮化硼之重量百分比為30wt%，以該氮化硼及聚醯胺酸組成物(1)之固型份總重為基準)。所得之聚醯胺酸組成物(1)，主要是作為本發明所述聚醯亞胺薄膜層合物其第一及第三聚醯亞胺層。
製備例4
取5.0g氮化硼(粒徑為0.5μm、型號MK-hBN-050，由Lower Friction公司製造販售)，以少許N-甲基咯烷酮(NMP)溶劑潤濕攪拌均勻，再稱取100g由製備例1所得之熱塑性聚醯胺酸溶液，利用均質機與氮化硼充分攪拌均勻(速度為2000rpm，時間為30min)，然後再用三滾輪分散，最後再利用高速脫泡機脫泡，得到聚醯胺酸組成物(2)(氮化硼之重量百分比為20wt%，以該氮化硼及聚醯胺酸組成物(2)之固型份總重為基準)。所得之聚醯胺酸組成物(2)，主要是作為本發明所述聚醯亞胺薄膜層合物其第一及第三聚醯亞胺層。
製備例5
取2.22g氮化硼(粒徑為0.5μm、型號MK-hBN-050，由Lower Friction公司製造販售)，以少許N-甲基咯烷酮(NMP)溶劑潤濕攪拌均勻，再稱取100g由製備例1所得之熱塑性聚醯胺酸溶液，利用均質機與氮化硼充分攪拌均勻(速度為2000rpm，時間為30min)，然後再用三滾輪分散，最後再利用高速脫泡機脫泡，得到聚醯胺酸組成物(3)(氮化硼之重量百分比為10wt%，以該氮化硼及聚醯胺酸組成物(3)之固型份總重為基準)。所得之聚醯胺酸組成物(3)，主要是作為本發明所述聚醯亞胺薄膜層合物其第一及第三聚醯亞胺層。
製備例6
取100g由製備例1所得之熱塑性聚醯胺酸溶液，利用均質機攪拌均勻(速度為2000rpm，時間為30min)，最後再利用高速脫泡機脫泡，得到聚醯胺酸組成物(4)(不含氮化硼)。所得之聚醯胺酸組成物(4)，主要是作為本發明所述聚醯亞胺薄膜層合物其第一及第三聚醯亞胺層。
製備例7
取12.0g氣相成長碳纖維(vapor grown carbon fiber,VGCF-H，日本昭河電工公司製造及販售)及3.0g氮化硼(粒徑為5~6μm，型號PT180，由奇異創新公司製造及販售)，以少許N-甲基咯烷酮(NMP)溶劑潤濕攪拌均勻，再稱取100g由製備例2所得之耐熱性聚醯胺酸溶液，利用均質機與VGCF及氮化硼充分攪拌均勻(速度為2000rpm，時間為30min)，然後再用三滾輪分散，最後再利用高速脫泡機脫泡，得到聚醯胺酸組成物(5)(氣相成長碳纖維之重量百分比為40wt%、氮化硼之重量百分比為10wt%，以該氣相成長碳纖維、氮化硼、及聚醯胺酸組成物(5)之固型份總重為基準)。所得之聚醯胺酸組成物(5)，主要是作為本發明所述聚醯亞胺薄膜層合物其第二聚醯亞胺層。
製備例8
取9.0g氣相成長碳纖維(vapor grown carbon fiber,VGCF-H，日本昭河電工公司製造及販售)及6.0g氮化硼(粒徑為5~6μm，型號PT180，由奇異創新公司製造及販售)，以少許N-甲基咯烷酮(NMP)溶劑潤濕攪拌均勻，再稱取100g由製備例2所得之耐熱性聚醯胺酸溶液，利用均質機與VGCF及氮化硼充分攪拌均勻(速度為2000rpm，時間為30min)，然後再用三滾輪分散，最後再利用高速脫泡機脫泡，得到聚醯胺酸組成物(6)(氣相成長碳纖維之重量百分比為30wt%、氮化硼之重量百分比為20wt%，以該氣相成長碳纖維、氮化硼、及聚醯胺酸組成物(6)之固型份總重為基準)。所得之聚醯胺酸組成物(6)，主要是作為本發明所述聚醯亞胺薄膜層合物其第二聚醯亞胺層。
製備例9
取7.5g氣相成長碳纖維(vapor grown carbon fiber,VGCF-H，日本昭河電工公司製造及販售)及7.5g氮化硼(粒徑為5~6μm，型號PT180，由奇異創新公司製造及販售)，以少許N-甲基咯烷酮(NMP)溶劑潤濕攪拌均勻，再稱取100g由製備例2所得之耐熱性聚醯胺酸溶液，利用均質機與VGCF及氮化硼充分攪拌均勻(速度為2000rpm，時間為30min)，然後再用三滾輪分散，最後再利用高速脫泡機脫泡，得到聚醯胺酸組成物(7)(氣相成長碳纖維之重量百分比為25wt%、氮化硼之重量百分比為25wt%，以該氣相成長碳纖維、氮化硼、及聚醯胺酸組成物(7)之固型份總重為基準)。所得之聚醯胺酸組成物(7)，主要是作為本發明所述聚醯亞胺薄膜層合物其第二聚醯亞胺層。
製備例10
取100g由製備例2所得之耐熱性聚醯胺酸溶液，利用均質機充分攪拌均勻(速度為2000rpm，時間為30min)，最後再利用高速脫泡機脫泡，得到聚醯胺酸組成物(8)。所得之聚醯胺酸組成物(8)，主要是作為本發明所述聚醯亞胺薄膜層合物其第二聚醯亞胺層。
製備例11
取15.0g氮化硼(粒徑為5~6μm，型號PT180，由奇異創新公司製造及販售)，以少許N-甲基咯烷酮(NMP)溶劑潤濕攪拌均勻，再稱取100g由製備例2所得之耐熱性聚醯胺酸溶液，利用均質機與氮化硼充分攪拌均勻(速度為2000rpm，時間為30min)，然後再用三滾輪分散，最後再利用高速脫泡機脫泡，得到聚醯胺酸組成物(9)(氮化硼之重量百分比為50wt%，以該氮化硼及聚醯胺酸組成物(9)之固型份總重為基準)。所得之聚醯胺酸組成物(9)，主要是作為本發明所述聚醯亞胺薄膜層合物其第二聚醯亞胺層。
聚醯亞胺薄膜層合物
實施例1
首先，將製備例3所得之聚醯胺酸組成物(1)利用平移式塗佈機塗佈於PET離型基材(厚度為100μm)，經100℃烘烤乾燥20min後，得到第一膜層。接著，再將製備例7所得之聚醯胺酸組成物(5)塗佈於該第一膜層上，並經100℃烘烤乾燥20min後，得到第二膜層。接著，再將製備例3所得之聚醯胺酸組成物(1)塗佈於該第二膜層上，並經100℃烘烤乾燥20min後，得到第三膜層。最後，將所得之多層膜從PET基材撕起，利用鋁框將薄膜四周固定，放入高溫爐氮氣以350℃溫度，維持1小時進行聚醯亞胺樹脂環化，得到聚醯亞胺薄膜層合物(1)。該聚醯亞胺薄膜層合物(1)各層之厚度及組成係如表1所示。
實施例2-10
實施例2-10分別如實施例1之相同方式進行，但係以表1所示之各層組成取代實施例1之各膜層，分別得到聚醯亞胺薄膜層合物(2)-(10)。
比較實施例1
首先，將製備例6得之聚醯胺酸組成物(4)利用平移式塗佈機塗佈於PET離型基材(厚度為100μm)，經100℃烘烤乾燥20min後，得到第一膜層。接著，再將製備例10所得之聚醯胺酸組成物(8)塗佈於該第一膜層上，並經100℃烘烤乾燥20min後，得到第二膜層。接著，再將製備例6所得之聚醯胺酸組成物(4)塗佈於該第二膜層上，並經100℃烘烤乾燥20min後，得到第三膜層。最後，將所得之多層膜從PET基材撕起，利用鋁框將薄膜四周固定，放入高溫爐氮氣以350℃溫度，維持1小時進行聚醯亞胺樹脂環化，得到聚醯亞胺薄膜層合物(11)。該聚醯亞胺薄膜層合物(11)各層之厚度及組成係如表1所示。
比較實施例2
將製備例7得之聚醯胺酸組成物(5)利用平移式塗佈機塗佈於PET離型基材(厚度為100μm)，經100℃烘烤乾燥20min後，得到一膜層。將所得之單層膜從PET基材撕起，利用鋁框將薄膜四周固定，放入高溫爐氮氣以350℃溫度，維持1小時進行聚醯亞胺樹脂環化，得到聚醯亞胺薄膜(1)。該聚醯亞胺薄膜(1)之厚度及組成係如表1所示。
比較實施例3
將製備例11得之聚醯胺酸組成物(9)利用平移式塗佈機塗佈於PET離型基材(厚度為100μm)，經100℃烘烤乾燥20min後，得到一膜層。將所得之單層膜從PET基材撕起，利用鋁框將薄膜四周固定，放入高溫爐氮氣以350℃溫度，維持1小時進行聚醯亞胺樹脂環化，得到聚醯亞胺薄膜(2)。該聚醯亞胺薄膜(2)之厚度及組成係如表1所示。
性質測試
接著，對所得之聚醯亞胺薄膜層合物(1)-(11)、聚醯亞胺薄膜(1)-(2)、及市售之聚醯亞胺薄膜(商品編號為Kapton MT、由杜邦製造及販售)進行熱傳導係數、破壞電壓、可撓曲性、及吸水率之量測，其評估方法詳述如下，而所得之聚醯亞胺薄膜材料特性結果如表(2)所示。
熱導傳導係數係使用Hot Disk-2500量測儀依據Iso/DIS22007 2.2規範進行量測。
破壞電壓係使用耐電壓測儀Model 730-1型號依據ASTM D149規範進行量測。此外，破壞電壓(breakdown voltage)之定義為介質能承受到某一數值的高電壓而不致崩潰的能力、或將一不導電之絕緣體變成導體及產生電流所需之最低電壓。
吸水率評估方式係依據IPC-TM-650 2.6.2進行評估，首先將聚醯亞胺薄膜裁切成10cm×10cm試片大小將試片放入熱風烘箱內，設定溫度為110℃，時間維持60分鐘，取出後稱其重量為W1，然後將試片室溫浸泡去離子水24小時，將表面擦拭乾燥並清潔稱重，其重量為W2，聚醯亞胺薄膜吸水率將依據下列公式計算得出
吸水率
可撓性評估方式係將高導熱聚亞醯胺薄膜攤平後，以180度為直接對折，重複上述動作十次以上，薄膜無斷裂，則聚亞醯胺薄膜材料通過可撓性測試。
本發明所述之聚醯亞胺薄膜層合物，由於其中間層為聚亞醯胺混摻高導熱碳材，可大幅提高整個聚醯亞胺薄膜層合物的導熱性質，並介由上下兩層提供高的耐電壓性質(絕緣破壞強度不小於3KV)，維持整個聚醯亞胺薄膜層合物的絕緣特性。因此，該聚醯亞胺薄膜層合物兼具有高導熱特性及絕緣電氣特性，可提供先進構裝所要求的高功能整合、薄型化及高散熱系統的需求。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為基準。
10．．．聚醯亞胺薄膜層合物
12．．．第一聚醯亞胺層
14．．．第二聚醯亞胺層
16．．．第三聚醯亞胺層
18、22．．．金屬薄膜
20．．．金屬積層板
30．．．雙面軟性銅箔基板
T1．．．第一聚醯亞胺層之厚度
T2．．．第二聚醯亞胺層之厚度
以及
T3．．．第三聚醯亞胺層之厚度
第1圖係為本發明一實施例所述之聚醯亞胺薄膜層合物的剖面示意圖。
第2圖係為本發明一實施例所述之覆銅積層板的剖面示意圖。
第3圖係為本發明一實施例所述之雙面軟性銅箔基板的剖面示意圖。
10．．．聚醯亞胺薄膜層合物
12．．．第一聚醯亞胺層
14．．．第二聚醯亞胺層
16．．．第三聚醯亞胺層
T1．．．第一聚醯亞胺層之厚度
T2．．．第二聚醯亞胺層之厚度
T3．．．第三聚醯亞胺層之厚度

Claims (15)

  1. 一種聚醯亞胺薄膜層合物，包含：一第一聚醯亞胺層，其中該第一聚醯亞胺層具有一熱傳導係數係介於0.2-0.9watts/m‧K之間，並具有一絕緣破壞強度不小於3KV；一第二聚醯亞胺層，形成於該第一聚醯亞胺層之上，其中該第二聚醯亞胺層具有一熱傳導係數係大於1watts/m‧K；以及一第三聚醯亞胺層，形成於該第二聚醯亞胺層之上，其中該第三聚醯亞胺層具有一熱傳導係數係介於0.2-0.9watts/m‧K之間，並具有一絕緣破壞強度不小於3KV。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺薄膜層合物，其中該第一聚醯亞胺層及該第三聚醯亞胺層係各自獨立並包含一聚醯亞胺樹脂。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺薄膜層合物，其中該第一聚醯亞胺層及該第三聚醯亞胺層係各自獨立並更包含一導熱粉體，其中該導熱粉體係包含氮化硼、氮化鋁、三氧化二鋁粉體、或其混合。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之聚醯亞胺薄膜層合物，其中該導熱粉體之重量百分比係介於0.1-60wt%，以該聚醯亞胺樹脂及該導熱粉體之總重為基準。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺薄膜層合物，其中該第二聚醯亞胺層包含一聚醯亞胺樹脂、一導熱碳材及一導熱粉體，其中該導熱碳材係包含奈米碳管、碳纖維、石墨，該導熱粉體係包含氮化硼、氮化鋁、三氧化二鋁粉體、或其混合。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之聚醯亞胺薄膜層合物，其中該導熱碳材及該導熱粉體總重係介於10-50wt%之間，以該第二聚醯亞胺層之總重為基準。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之聚醯亞胺薄膜層合物，其中該導熱粉體與該導熱碳材之重量比介於10：90至50：50。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之聚醯亞胺薄膜層合物，其中該導熱碳材係為氣相成長碳纖維(vapor grown carbon fiber、VGCF)。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺薄膜層合物，其中該第一聚醯亞胺層具有一厚度T1、該第二聚醯亞胺層具有一厚度T2、以及該第三聚醯亞胺層具有一厚度T3，其中0.5<T2/T1<10，且0.5<T2/T3<10。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之聚醯亞胺薄膜層合物，其中該第一聚醯亞胺層之厚度T1係介於7-20μm之間，而該第三聚醯亞胺層之厚度T3係介於7-20μm之間。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之聚醯亞胺薄膜層合物，其中該聚醯亞胺薄膜層合物之總厚度係小於60μm。
  12. 一種金屬積層板，包含：一第一金屬薄膜，以及申請專利範圍第1項中所述之聚醯亞胺薄膜層合物，配置於該第一金屬薄膜上。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之金屬積層板，更包含：一第二金屬薄膜，配置於該聚醯亞胺薄膜層合物上。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之金屬積層板，其中該第一金屬薄膜及該第二金屬薄膜係各自獨立並包含銅箔、鋁箔、不銹鋼箔、或鎳箔。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之金屬積層板，其中該金屬積層板係為一雙面軟性銅箔基板。
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