柔性電路板用熱塑性聚酰亞胺（TPI）復(fù)合膜關(guān)鍵技術(shù)研究
柔性電路板用熱塑性聚酰亞胺（TPI）復(fù)合膜關(guān)鍵技術(shù)研究
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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
摘要
針對柔性電路板（FPC）對高性能基板材料的需求，本研究通過分子設(shè)計與工藝優(yōu)化，開發(fā)了一種熱塑性聚酰亞胺（TPI）復(fù)合膜。采用四元共聚 - 熱亞胺化法引入醚鍵柔性基團(tuán)與非對稱結(jié)構(gòu)，結(jié)合 ZnS 納米顆粒增強(qiáng)技術(shù)，制備了兼具低介電（Dk=2.8-3.12）、低熱膨脹（CTE=39.6 ppm/K）和高剝離強(qiáng)度（1.2 N/mm）的 TPI/PI/TPI 復(fù)合膜。該材料在 2L-FCCL（二層法柔性覆銅板）中表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性（Tg=356℃）和耐彎折性（20 萬次折疊后性能保持率 > 95%），為 5G 通信、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域提供了關(guān)鍵材料解決方案。
關(guān)鍵詞：熱塑性聚酰亞胺；復(fù)合膜；柔性電路板；低介電；熱穩(wěn)定性
一、引言
柔性電路板（FPC）作為電子設(shè)備的核心組件，其性能直接影響產(chǎn)品的可靠性與集成度。傳統(tǒng)熱固性聚酰亞胺（PI）膜因加工性差、層間結(jié)合力弱，難以滿足高頻高速場景下的需求。熱塑性聚酰亞胺（TPI）因其可熔融加工特性，成為 2L-FCCL 的理想材料，但仍面臨介電損耗高、熱膨脹系數(shù)（CTE）與銅箔失配等挑戰(zhàn)。本研究通過分子設(shè)計與復(fù)合結(jié)構(gòu)優(yōu)化，突破 TPI 在 FPC 應(yīng)用中的技術(shù)瓶頸。
二、實(shí)驗部分
2.1 材料制備
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TPI 樹脂合成
以二酐（PMDA）、二胺（ODA）為主單體，引入含醚鍵的 4,4'- 二氨基二苯醚（TPER）和非對稱結(jié)構(gòu)單體（DHPZDA），采用四元共聚法合成聚酰胺酸（PAA）溶液。通過調(diào)節(jié)單體配比，控制樹脂分子量（Mn=8-12 萬）及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg=280-350℃）。 -
PI 基膜制備
將 PAA 溶液流延成膜，經(jīng)階梯式熱亞胺化（100-350℃）制備熱固性 PI 薄膜（厚度 12.5μm），其拉伸強(qiáng)度達(dá) 350 MPa，CTE 為 55 ppm/K。 -
TPI/PI/TPI 復(fù)合膜制備
采用涂布 - 熱亞胺化法，將 TPI 膠液均勻涂覆在 PI 基膜兩側(cè)（干膜厚度 5μm），經(jīng)熱軋輥處理（300℃/5 MPa）提升層間結(jié)合力，*終形成三層復(fù)合結(jié)構(gòu)。
2.2 性能表征
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介電性能
：采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試 10 GHz 下的介電常數(shù)（Dk）和介電損耗（Df）。 -
熱性能
：動態(tài)熱機(jī)械分析（DMA）測定 Tg 和 CTE，熱重分析（TGA）評估熱穩(wěn)定性（T??%）。 -
力學(xué)性能
：萬能試驗機(jī)測試?yán)鞆?qiáng)度和剝離強(qiáng)度，彎折試驗機(jī)驗證耐疲勞性。
三、結(jié)果與討論
3.1 分子設(shè)計對介電性能的影響
通過引入醚鍵柔性基團(tuán)（TPER）和非對稱結(jié)構(gòu)（DHPZDA），破壞分子鏈的規(guī)整性，降低極化效應(yīng)。實(shí)驗表明，當(dāng) TPER 含量為 20% 時，TPI 的 Dk 從 3.5 降至 2.8，Df 從 0.008 降至 0.003，滿足 5G 通信對高頻材料的要求。
3.2 復(fù)合結(jié)構(gòu)優(yōu)化層間結(jié)合力
TPI/PI/TPI 復(fù)合膜通過熱軋輥處理，在界面形成物理嵌合與化學(xué)鍵合雙重作用。掃描電鏡（SEM）顯示，層間形成納米級互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，剝離強(qiáng)度從 0.68 N/mm 提升至 1.2 N/mm，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)涂布法制備的復(fù)合膜。
3.3 熱穩(wěn)定性與耐彎折性
TPI 的 Tg 達(dá) 356℃，在 250℃高溫下處理 1000 小時后，尺寸變化率 <0.5%。復(fù)合膜經(jīng) 20 萬次折疊測試（曲率半徑 5 mm）后，介電性能保持率> 95%，力學(xué)性能下降 < 5%，適用于可穿戴設(shè)備的高頻彎折場景。
關(guān)于我們
上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系，能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、光學(xué)科研，紅外制導(dǎo)、面部識別、VR/AR應(yīng)用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框，工業(yè)燈具照明，廣告機(jī)，點(diǎn)餐機(jī)，電子白板，安防監(jiān)控等。卷柔新技術(shù)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動生產(chǎn)線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】，這條生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)全球先進(jìn)的減反射玻璃。鍍膜版面可達(dá)到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對PC,PMMA方面的增透膜也具有量產(chǎn)生產(chǎn)能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點(diǎn)，鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個難度和具有很好的應(yīng)用性，新意突出，實(shí)用性突出，濕法鍍膜在價格方面也均優(yōu)于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
我們的愿景：卷柔讓光學(xué)更具價值！
我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術(shù)！
我們的目標(biāo)：以高質(zhì)量的產(chǎn)品，優(yōu)惠的價格,貼心的服務(wù)，為客戶提供優(yōu)良的解決方案。
上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術(shù)為核心驅(qū)動力，通過鍍膜設(shè)備、鍍膜加工、光學(xué)鍍膜產(chǎn)品服務(wù)于客戶，努力為客戶創(chuàng)造新的利潤空間和競爭優(yōu)勢，為中國的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
