低介電常數(shù)及低光澤度的聚酰亞胺膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明有關(guān)于一種聚酰亞胺膜，尤其是一種低介電常數(shù)的聚酰亞胺膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)品需求，印刷電路板的尺寸趨向輕、薄、短、小，而因應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò) 及通信產(chǎn)品的頻率高頻化，傳輸速率快的高頻基板逐漸成為發(fā)展重點(diǎn)。作為高頻通信基板 所使用的材料，能夠快速傳送數(shù)據(jù)為基本要求，且在傳送過程中不能造成數(shù)據(jù)損失或被干 擾。
[0003] 已知電子信號在金屬導(dǎo)線間傳遞所造成的延遲，為半導(dǎo)體元件速度受限的主要原 因。為了降低信號傳遞的時(shí)間延遲，可以低介電常數(shù)的材料作為導(dǎo)線間絕緣層，以降低導(dǎo)線 間的電容值、提升元件運(yùn)作速度及降低噪聲干擾。絕緣層阻絕電流通過，而具備較低介電常 數(shù)（DielectricConstant，Dk)的絕緣材料可避免于線路上形成不必要的雜散電容（stray capacitance)。另外，該材料若造成損耗會浪費(fèi)電能，故要求材料的損耗因子（Dissipation Factor，Df)越小越好。
[0004] 聚酰亞胺（PI)具備良好耐熱性、耐化性、機(jī)械強(qiáng)度與高電阻抗等特性，已大量應(yīng) 用于電子產(chǎn)業(yè)，例如作為印刷電路板材料。然而，已知聚酰亞胺膜具有高介電常數(shù)及高損耗 因子，作為高頻材料仍有缺點(diǎn)與限制。又，為了防止電路設(shè)計(jì)被抄襲，必須以低透光性的覆 蓋膜遮蓋設(shè)計(jì)，而為了達(dá)到質(zhì)感與美觀，低光澤度的覆蓋膜有其需求。因此，發(fā)展可同時(shí)達(dá) 到上述所欲特性的聚酰亞胺膜仍有其必要性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種聚酰亞胺膜，包括：構(gòu)成該膜主結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺，由二胺單體及二 酐單體經(jīng)縮合反應(yīng)而形成；碳黑，占該膜總重量的0. 5wt%至5wt% ;以及含氟高分子，占該 膜總重量的15wt%至40wt%;其中，該碳黑及該含氟高分子分布于該聚酰亞胺膜中，該聚酰 亞胺膜的介電常數(shù)0\)低于3. 05,且光澤度值為10以下。
[0006] 于實(shí)施例中，本發(fā)明亦提供一種多層聚酰亞胺膜，包括：第一聚酰亞胺層，包括構(gòu) 成該膜主結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺；占該第一聚酰亞胺層總重量的0. 5wt%至5wt%的碳黑；占該第 一聚酰亞胺層總重量的15wt%至40wt%的含氟高分子；且該碳黑及該含氟高分子分布于 該第一聚酰亞胺層中；第二聚酰亞胺層，至少包括構(gòu)成該膜主結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺；其中，該第 一聚酰亞胺層的厚度為hl，該第二聚酰亞胺層的厚度為h2,且h2/hl的值為1/5以下。
[0007] 于實(shí)施例中，本發(fā)明亦提供一種制備多層聚酰亞胺膜的方法，包括：制備第一聚酰 胺酸溶液，其包括二胺單體、二酐單體、碳黑及含氟高分子；將該第一聚酰胺酸溶液涂布于 一基板上，并烘烤以形成第一聚酰亞胺層；制備第二聚酰胺酸溶液，其包括二胺單體及二酐 單體；將該第二聚酰胺酸溶液涂布于該第一聚酰亞胺層上，并烘烤以于該第一聚酰亞胺層 上形成第二聚酰亞胺層；其中，該第一聚酰亞胺層的厚度為hl，該第二聚酰亞胺層的厚度 為h2,且h2/hl的值為1/5以下。
【附圖說明】
[0008] 圖1繪示依據(jù)本發(fā)明的多層聚酰亞胺膜的一實(shí)施例。
[0009] 【附圖標(biāo)記說明】
[0010] 1 :第一聚酰亞胺層
[0011] 11 :聚酰亞胺
[0012] 12:碳黑
[0013] 13 :含氟高分子
[0014] 2 :第二聚酰亞胺層
【具體實(shí)施方式】
[0015] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016] 本發(fā)明所提供的聚酰亞胺膜，包括聚酰亞胺、碳黑及含氟高分子，且具有所欲的低 介電常數(shù)（Dk)、低光澤度值、低損耗因子（Df)及高遮蔽度。
[0017] 該聚酰亞胺膜包含碳黑，分布于該聚酰亞胺膜中。以該膜總重量為基礎(chǔ)，該碳黑的 比例為 〇? 5wt%至 5wt%，例如：0? 5、0. 7、0. 9、1、1. 5、2、2. 5、3、3. 5、4、4. 5、5wt%，或前述任 兩點(diǎn)之間的值。于實(shí)施例中，該碳黑的比例可為0. 5至4. 5wt%，較佳為0. 5至3wt%，更佳 為1至3wt%。
[0018] 該聚酰亞胺膜中另包括含氟高分子（fluorine-containingpolymer)。該含氟高 分子可以分子型式獨(dú)立存在于該聚酰亞胺膜中，或，以該含氟高分子的部分或全部官能基 與聚酰亞胺分子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)（如：共價(jià)結(jié)合）的型式存在于該聚酰亞胺膜中。
[0019] 該含氟高分子可為，舉例但非限定，氟烴類（fluorocarbons)。具體而言，該含氟高 分子的實(shí)例包括氟化聚?。╢luorinatedpolyalkene)、具有氟取代基的聚燒、具有氟取代 基的聚燒氧、氯氟徑（chlorofluorocarbons)等。
[0020] 于部分實(shí)施例中，該含氟高分子為聚四氟乙?。╬olytetrafluoroethylene (PTFE))、聚全氟乙丙?。╬olyfluorinatedethylenepropylene(FEP))、全氟亞乙烯基 (polyfluorinatedvinylidene(PVDF))的聚合物、全氟烷氧基（perfluoroalkoxy(PFA)) 的聚合物、三氟氯乙稀（chlorotrifluoroethylene(CTFE))的聚合物、乙稀-三氟氯乙稀 (ethylenechlorotrifuloroethylene(ECTFE))的聚合物等，可單獨(dú)使用或組合使用。
[0021] 于實(shí)施例中，以該膜總重量為基礎(chǔ)，該含氟高分子比例為15wt%至40wt%，例如： 16、17、20、22、25、28、30、32、35、37、38、39、40wt%，或前述任兩點(diǎn)之間的值。于部分實(shí)施例 中，該含氟高分子的比例可為20至40wt%。于部分實(shí)施例中，該含氟高分子的比例可為15 至30wt%，較佳為15至25wt%。
[0022] 所采用的含氟高分子為粉體狀，該含氟高分子的平均粒徑為約1至10ym，例如， 1ym、2ym、2. 5ym、3ym、4ym、5ym、6ym、7ym、7. 5ym、8ym、9ym、10ym或前述任兩點(diǎn) 之間的值。于一些實(shí)施例中，可采用平均粒徑為1至5ym的含氟高分子。于另一些實(shí)施例 中，可采用平均粒徑為6至10ym的含氟高分子。于較佳實(shí)施例中，該含氟高分子的平均粒 徑為約2至8ym。
[0023] 本發(fā)明的聚酰亞胺膜可為單層膜或多層膜，例如雙層膜、三層膜等。于多層膜的實(shí) 施例中，至少一層膜如前述，包括碳黑及含氟高分子，而其余層的聚酰亞胺膜則可包括相同 或不同的添加物。另外，于多層膜的實(shí)施例中，各層聚酰亞胺所采用的二胺及二酐單體可互 為相同或不同。
[0024] 于一實(shí)施例中，該多層聚酰亞胺膜，如圖1所示，包括第一聚酰亞胺層1及第二聚 酰亞胺層2,該第二聚酰亞胺層2設(shè)置于該第一聚酰亞胺層1的一表面上，且與該第一聚酰 亞胺層1的表面為直接接觸。第一聚酰亞胺層1包括：構(gòu)成該層主結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺11、碳 黑12、含氟高分子13,且該碳黑12及該含氟高分子13呈顆粒狀并分布于該第一聚酰亞胺 層的主結(jié)構(gòu)中。第二聚酰亞胺層2則至少包括構(gòu)成該層主結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺。于實(shí)施例中， 以該第一聚酰亞胺層1的總重量為基礎(chǔ)，該碳黑12為0. 5wt%至3wt%，該含氟高分子13 為 15wt% 至 40wt%。
[0025] 于該多層聚酰亞胺膜中，該第一聚酰亞胺層1的厚度為hi，該第二聚酰亞胺層2的 厚度為h2,而h2/hl的值為1/5以下，例如，舉例但非限制，1/5、1/6、1/7、1/8、1/10、1/12、 1/15、或前述任兩點(diǎn)之間的值。
[0026] 于一實(shí)施例中，如圖1所示的雙層聚酰亞胺膜可依以下方法制備。首先，將選定 作為第一聚酰亞胺層成分的二胺單體及二酐單體置于溶劑中作用，以獲得第一聚酰胺酸溶 液。將碳黑及含氟高分子加入該第一聚酰胺酸溶液中，混合均勻后，于一玻璃平板或不銹鋼 平板上涂布成層。接著以約90°C至約350°C的溫度烘烤，而形成第一聚酰亞胺層。
[0027] 再以選定作為第二聚酰亞胺層成分的二胺單體及二酐單體置于溶劑中以獲得第 二聚酰胺酸溶液，其所使用的單體可與第一聚酰胺酸溶液為相同或不同。將該第二聚酰胺 酸溶液于該第一聚酰亞胺層上涂布成層，以約90°C至約350°C的溫度烘烤，而形成第二聚 酰亞胺層。據(jù)此，即可獲得具有雙層結(jié)構(gòu)的多層聚酰亞胺膜。
[0028] 本發(fā)明的聚酰亞胺膜可利用熱轉(zhuǎn)化或化學(xué)轉(zhuǎn)化的方式形成。若采用化學(xué)轉(zhuǎn)化的方 式，則于涂布步驟前，可將脫水劑及催化劑添加至該聚酰胺酸溶液中。前述所使用的溶劑、 脫水劑及催化劑均可為本技術(shù)領(lǐng)域已知。該溶劑可為非質(zhì)子性極性溶劑，例如二甲基乙酰 胺（DMAC)、N，f-