聚酰亚胺膜及其聚酰亚胺积层板的制作方法
【专利摘要】一种聚酰亚胺膜及其聚酰亚胺积层板，聚酰亚胺膜包含一聚酰亚胺以及一磷酸铁锂。磷酸铁锂的重量百分比介于1wt%至49wt%，并且磷酸铁锂的重量百分比以聚酰亚胺膜的总重为基准。聚酰亚胺积层板包含一基材以及一聚酰亚胺膜。聚酰亚胺膜覆盖基材。借此，以提升聚酰亚胺膜保护印刷电路板上的电路设计的能力。
【专利说明】聚酰亚胺膜及其聚酰亚胺积层板
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种聚酰亚胺膜，特别是关于一种包含磷酸铁锂的聚酰亚胺膜及其聚酰亚胺积层板。
【背景技术】
[0002]聚酰亚胺(polyimide，PI)是一种具有高机械强度、耐高温并且绝缘的高分子材料，如今已成为制作软性印刷电路板(Flexible Printed Circuit, FPC)的重要材料。举例来说，业界在制造印刷电路板时，会在软性铜箔基板(Flexible Copper Clad Laminate,FCCL)上设计所要的电路，然后，再将具有黏着剂的聚酰亚胺膜覆盖在软性铜箔基板上，以作成聚酰亚胺覆铜的软性铜箔基板。由于印刷电路板是现在各式电子产品中的重要元件，因此，聚酰亚胺膜已成为制造各式电子产品时不可或缺的材料。
[0003]由于民生消费性电子产品的竞争激烈，而使得各种电子产品的造型、颜色皆是消费者的诉求重点。随着手机、笔电等卷起了一股黑色流行旋风，拥有黑色外观的电子产品也成为了流行的代名词。另一方面，随着科技的发展，各种电子产品的设计也越趋复杂，由于印刷电路板上的电路设计攸关着各种电子产品的效能，因而成为了各界极欲保护的重点。以聚酰亚胺覆铜的软性铜箔基板来说，其铜箔基板上的聚酰亚胺膜通常是黄色系，或者是其它具有高度透光性的颜色。这使得聚酰亚胺覆铜的软性铜箔基板容易因为聚酰亚胺膜的透光性，而使得印刷电路板上线路层的电路设计被解读甚至被抄袭，进而影响产品的市场销售与公司营运。
[0004]因此，如何设计一种聚酰亚胺膜，以解决现有技术中，电路设计容易因为聚酰亚胺膜的透光性而被解读的问题，就成为了研究人员需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]鉴于以上的问题，本发明是关于一种聚酰亚胺膜及其聚酰亚胺积层板，借以解决现有技术中电路设计容易因为聚酰亚胺膜的透光性而被解读的问题。
[0006]本发明一实施例所揭露的聚酰亚胺膜，包含一聚酰亚胺以及一磷酸铁锂(分子式:LiFeP04,英文:Lithium iron phosphate,又称磷酸锂铁、锂铁磷,简称LFP)。磷酸铁锂的重量百分比介于lwt%至49wt%，并且磷酸铁锂的重量百分比是以聚酰亚胺膜的总重为基准。
[0007]本发明一实施例所揭露的聚酰亚胺积层板，包含一基材以及一聚酰亚胺膜。聚酰亚胺膜覆盖基材。
[0008]根据上述本发明实施例所揭露的聚酰亚胺膜及其聚酰亚胺积层板，由于聚酰亚胺膜包含了磷酸铁 锂，因而可制成黑色的聚酰亚胺膜及其聚酰亚胺积层板。因此，聚酰亚胺膜可保护其所覆盖的基材上的电路设计，因而解决了现有技术中电路设计容易因为聚酰亚胺膜的透光性而被解读的问题。
[0009]以上的关于本
【发明内容】
的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为根据本发明一实施例所揭露的聚酰亚胺膜的制作方法的流程图。
[0011]图2为根据本发明一实施例所揭露的聚酰亚胺积层板的制作方法的流程图。
[0012]图3为根据本发明一实施例所揭露的聚酰亚胺积层板的示意图。
[0013]10 基材
[0014]20聚酰亚胺膜
【具体实施方式】
[0015]以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
[0016]首先，请参阅图1，图1为根据本发明一实施例所揭露的聚酰亚胺膜的制作方法的流程图。
[0017]首先,将一磷酸铁锂(Lithium iron phosphate, LiFePO4,又称磷酸锂铁、锂铁磷，简称LFP)加入一溶剂(S101)，以搅拌或研磨工艺，配置成一分散液。其中，溶剂例如为二甲基甲酸胺(N, N-Dim ethyl formamide, DMF)、二甲基乙酸胺(Dimethylacetamide, DMAc)、二甲基亚讽(Dimethyl sulfoxide, DMSO)、N-甲基批咯烧酮(N-methyl-2-pyr;rolidone,NMP)、Y-丁内酯(gamma-Butyrolactone, GBL)及其衍生物,但并不以此为限。
[0018]在本实施例中，磷酸铁锂的重量百分比介于lwt%至49wt%之间，其中，磷酸铁锂的重量百分比以所制成的聚酰亚胺膜的总重为基准。在本发明部分其它实施例中，磷酸铁锂的重量百分比介于5被％至35wt%之间。在本发明部分其它实施例中，磷酸铁锂的重量百分比介于10wt%至30wt%之间。须注意的是,如果磷酸铁锂的重量百分比大于49wt%,由于磷酸铁锂在溶液中所占的比例过高，而使得在制成聚酰亚胺膜之后，磷酸铁锂在聚酰亚胺膜中会分散不均匀，而降低了所制成的聚酰亚胺膜的品质。然而，如果磷酸铁锂的重量百分比小于lwt%，则会使得聚酰亚胺膜的颜色无法转变为黑色，并且聚酰亚胺膜的透光度会过高，与使得与100%的聚酰亚胺膜较无明显的差异，而难以用来保护电路的设计。
[0019]在本实施例中，磷酸铁锂的粒径为0.1微米(micrometer, μπι)至10微米。在本发明部分其它实施例中，磷酸铁锂的粒径为0.5微米至6微米。详细来说，如果磷酸铁锂的粒径大于10微米，会使得所制成的聚酰亚胺膜的表面因为磷酸铁锂的粒径过大而过于粗糙，因而不适合使用在印刷电路板相关的电子产品中。另一方面，若磷酸铁锂的粒径小于
0.1微米，那么磷酸铁锂之间容易聚集，进而造成磷酸铁锂在所制成的聚酰亚胺膜中分散不均匀，并且过小的磷酸铁锂会增加制造聚酰亚胺膜的控制难度。
[0020]此外，在本实施例及部分其它实施例中，还可加入一碳材或者一无机颗粒于溶液中，借以进一步提升所制成的聚酰亚胺膜黑色的程度、提升所制成的聚酰亚胺膜的遮旋光性、或者提升所制成的聚酰亚胺膜的物性，例如聚酰亚胺膜的硬度、模数、尺寸安定性及降低热膨胀系数等。
[0021]其中，碳材例如可包含由石油、木炭或其它有机化合物在完全燃烧或者不完全燃烧之后所得到的产物。举例来说，碳材例如为碳黑、碳灰、石墨、碳球、碳管、石墨烯或上述的组合，但并不以此为限。借由加入碳材，可再强化所制成的聚酰亚胺膜黑色的程度，进而提升聚酰亚胺膜保护电路设计的能力。另一方面，无机颗粒例如但不限于云母粉、二氧化硅粉、滑石粉、陶瓷粉、黏土粉、二氧化钛、高岭土、硅胶烧结粉末、碳化硅、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氮化铝或上述的组合。借由加入无机颗粒，可再降低所制成的聚酰亚胺膜的透光性及光泽度，进而提升聚酰亚胺膜保护电路设计的能力。
[0022]为了使磷酸铁锂、碳材或无机颗粒在溶液中混合均匀，并且减少所需的混合时间，可以20赫兹(Hertz，Hz)至100赫兹的频率来快速搅拌溶液，或者可借由研磨的方法来加速磷酸铁锂、碳材或无机颗粒分散于溶液中。
[0023]接着，在溶液中加入一二胺单体，并且使二胺单体溶解于溶液中(S102)。其中，二胺单体例如为对苯二胺(1，4-diamino benzene)、间苯二胺(I, 3-diamino benzene)、4，4，- 二胺基二苯醚(4, -oxydianiline)Λ3,
胺基二苯醚(3，4’ -oxydianiline)、4，4’ - 二胺基二苯焼(4，4’ -methylenedianiline)、 二对苯二胺(N，N-Diphenylethylenediamine)， 二胺基二苯酮(diaminobenzophenone)、二胺二苯基讽(diamino diphenyl sulfone)、二萘二胺(1，5-naphthalene diamine)、二胺基二苯硫醚(4，4-diamino diphenyl sulfide)、1，3- 二(3-胺基酌二氧基)苯(1，3-Bis(3_aminophenoxy)benzene)、1，4_ 二(4_ 胺基酌二氧基)苯(1，4_Bis (4-aminophenoxy) benzene)、1，3_ 二(4-胺基酌二氧基)苯(1，3_Bis (4-aminophenoxy) benzene)、2，2_ 二 [4_(4_ 胺基酌二氧基)苯基]丙焼(2, 2-Bis [4-(4-amino phenoxy)phenyl]propane)、4，4’ - 二(4-胺基酌二氧基)联苯 4，4 ! -bis-(4-aminophenoxy) biphenyl、4，4’ - 二(3_ 胺基酌二氧基)联苯4，4' -bis-(3-aminophenoxy) biphenyl、1，3_ 二丙胺基_1，1，3，3_ 四甲基二娃氧焼(1，3-Bis (3-aminopropyl) _1，1，3，3-tetramethyldisiloxane)、1，3_ 二丙胺基 _1，1，3，3_ 四苯基二娃氧焼(1，3-Bis (3-aminopropyl) _1，1，3，3-tetraphenyldisiloxane)、1，3_ 二丙胺基-1，1- 二甲基-3，3- 二苯基二娃氧焼(1，3-Bis (aminopropyl) -dimethyldiphenyldisiloxane)或上述的组合。
[0024]然后，在溶液中加入一四羧酸二酐单体(S103)，借以使四羧酸二酐单体与二胺单体聚合成一聚酰胺酸。其中，四羧酸二酐单体例如为1，2，4，5-苯四甲酸二酐(1，2，4，5-Benzene tetracarboxylic dianhydride)、联苯四羧酸二酐(3，3， ，4，4， -Biphenyl tetracarboxylic dian hydride)、 二苯醚四酸二酐(4，4’ -Oxydiphthalic anhydride)、二苯酮四羧酸二酐(BenzophenonetetracarboxyIicdianhydride)、二苯基讽四羧酸二酐(3，3，，4，4，-diphenyl sulfonetetracarboxylicdianhydride)、萘基四酸二酐(1, 2, 5, 6-naphthalene tetracarboxylic dianhydride)、萘二酸酐(Naphthalenetetracarboxylic Dianhydride)、二 _(3，4_ 苯二甲酸酐)二甲基娃焼(bis (3,4-dicarboxyphenyl) dimethylsilane dianhydride)、1，3_ 二(3，4_ 二羧基苯基)-1，1，3，3 —四甲基二娃氧焼二酐(1，3-bis (4，-phthalic anhydride) -tetramethyldisiloxane)或上述的组合。
[0025]如此一来，溶液中包含了聚酰胺酸、磷酸铁锂、碳粉以及无机颗粒。其中，溶液的黏度为 100 泊(poise，ps)至 1000 泊(即为 10，OOOcps 至 100，OOOcps)。[0026]然后，干燥溶液以形成一聚酰胺酸膜(S104)。详细来说，是将溶液放置于高温的环境，使溶液中的溶剂因为高温气化而离开溶液并且使溶液中未被气化的成分形成聚酰胺酸膜。其中，干燥的温度例如可匹配于溶剂的沸点。在本实施例中，干燥的温度为120°C至200 °C,但并不以此为限。 [0027]最后，加热聚酰胺酸膜以形成一聚酰亚胺膜(S105)。详细而言，是将聚酰胺酸膜放置于更高温的环境，借以使聚酰胺酸膜进行亚酰胺化(imidization)反应而形成聚酰亚胺膜。所形成的聚酰亚胺膜可以是裸膜型态，或者可视使用者的需求，将聚酰亚胺膜配置于其它基材上来进行使用。其中，反应的温度越高，制备聚酰亚胺膜所需的时间越短。然而，若是反应的温度过高，则可能会破坏聚酰亚胺膜中原子之间的键结，而使得聚酰亚胺因为高温而降解(degradation)。在本实施例中，反应的温度为270°C至400°C,但并不以此为限。此外，使用者可根据需求来选择调整聚酰亚胺膜的厚度。须注意的是，聚酰亚胺膜的厚度应大于磷酸铁锂的粒径，在本实施例中，聚酰亚胺膜的厚度为12微米至250微米，但聚酰亚胺膜的厚度并非用以限定本发明。
[0028]以下将借由实施例一至实施例六以及比较例一、二进行更详细的说明。请参阅表一，表一为依据图1的实施例所制备的聚酰亚胺膜的成分组成及其相关检测。其中，以膜厚为50 μm的聚酰亚胺膜作为举例说明。
[0029]表一
[0030]
[0031]
【权利要求】
1.一种聚酰亚胺膜，其特征在于，包含: 一聚酰亚胺；以及 一磷酸铁锂，重量百分比介于^^%至49被％，该磷酸铁锂的重量百分比以该聚酰亚胺膜的总重为基准。
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其特征在于，该磷酸铁锂的重量百分比介于5wt% 至 35wt%。
3.根据权利要求2所述的聚酰亚胺膜，其特征在于，该磷酸铁锂的重量百分比介于10wt% 至 30wt%。
4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其特征在于，该磷酸铁锂的粒径为0.1微米至10微米。
5.根据权利要求4所述的聚酰亚胺膜，其特征在于，该磷酸铁锂的粒径为0.5微米至6微米。
6.根据权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其特征在于，另包含一碳材，该碳材为碳黑、碳灰、石墨、碳球、碳管、石墨烯或上述的组合。
7.根据权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其特征在于，另包含一无机颗粒，该无机颗粒为云母粉、二氧化硅粉、滑石粉、陶瓷粉、黏土粉、二氧化钛、高岭土、硅胶烧结粉末、碳化硅、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氮化铝或上述的组合。
8.根据权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其特征在于，该聚酰亚胺膜的厚度为12微米至250微米。
9.根据权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其特征在于，该聚酰亚胺膜的透光度小于或等于 20%。
10.根据权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其特征在于，该聚酰亚胺膜的耐电压大于或等于 1.2KV/mil。
11.根据权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其特征在于，该聚酰亚胺膜的60°光泽度为小于或等于70⑶。
12.—种聚酰亚胺积层板，其特征在于，包含: 一基材；以及 权利要求1所述的聚酰亚胺膜，该聚酰亚胺膜覆盖该基材。
13.根据权利要求12所述的聚酰亚胺积层板，其特征在于，该基材为一金属基板。
14.根据权利要求12所述的聚酰亚胺积层板，其特征在于，该金属基板的材质为铜、钮、招、铁、镍或合金。
15.根据权利要求12所述的聚酰亚胺积层板，其特征在于，该基材与该聚酰亚胺膜的接着强度大于或等于0.6公斤/公分。
【文档编号】C08K3/04GK103937239SQ201310070393
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年3月6日 优先权日:2013年1月23日
【发明者】孙德峥, 许艳惠, 李国维 申请人:达胜科技股份有限公司