聚酰亞胺撓性覆銅板專利技術(shù)分析

張雙梅 黃利 李閃 趙清

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州　450002）

聚酰亞胺撓性覆銅板專利技術(shù)分析

張雙梅 黃利 李閃 趙清

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州450002）

隨著電子產(chǎn)品工業(yè)的飛速發(fā)展，人們對(duì)撓性覆銅板產(chǎn)品的要求也越來越高，本文主要介紹了聚酰亞胺撓性覆銅板，并對(duì)關(guān)于聚酰亞胺撓性覆銅板在國(guó)內(nèi)外的專利申請(qǐng)量、國(guó)內(nèi)外的主要申請(qǐng)人以及該技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

撓性覆銅板；聚酰亞胺；銅箔

撓性覆銅板（Flexible Copper Clad Laminate，F(xiàn)CCL）是在絕緣基膜上覆以銅箔而成的一種可以彎曲的薄片狀復(fù)合材料，是僅次于剛性覆銅板的一個(gè)覆銅板大類品種，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備中以及平板電視、辦公自動(dòng)化設(shè)備、汽車電子等領(lǐng)域［1］。

目前生產(chǎn)的撓性印制電路基材中，最常見的是采用膠黏劑將聚酰亞胺薄膜（PI）和銅箔進(jìn)行復(fù)合的有膠型三層法產(chǎn)品（俗稱三層板）［2-3］。然而由于膠層的存在導(dǎo)致三層板的熱穩(wěn)定性差，與基材的熱膨脹系數(shù)相差較大，且數(shù)層膠黏劑的厚度既增加了覆銅板的厚度，也直接影響了電路的散熱性。因此，越來越多的研究偏向于無膠型兩層法撓性覆銅板（俗稱二層板）［4-6］。

本文針對(duì)聚酰亞胺撓性覆銅板的專利申請(qǐng)，從聚酰亞胺撓性覆銅板的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r、地域分布、技術(shù)研究重點(diǎn)等方面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1　聚酰亞胺撓性覆銅板技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展?fàn)顩r

圖1為有關(guān)聚酰亞胺撓性覆銅板在國(guó)內(nèi)外的申請(qǐng)量隨申請(qǐng)年變化的情況，從圖1中可以看出，聚酰亞胺撓性覆銅板從1987年開始出現(xiàn)，但在2004年以前的專利申請(qǐng)量一直較少，從2004年開始，專利申請(qǐng)量出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)，從整體上看，2004年以后聚酰亞胺撓性覆銅板的發(fā)展十分迅速。

圖2為有膠型和無膠型聚酰亞胺撓性覆銅板在國(guó)內(nèi)外的申請(qǐng)量隨申請(qǐng)年變化的情況，撓性覆銅板分為有膠型和無膠型兩種，由于無膠型撓性覆銅板更薄，順應(yīng)消費(fèi)者對(duì)電子產(chǎn)品輕量化、薄型化的發(fā)展需求，且沒有膠黏劑的撓性覆銅板更加環(huán)保，也滿足了產(chǎn)品綠色環(huán)保的要求，這點(diǎn)在圖2中也得到了印證，從圖2中關(guān)于有膠型和無膠型撓性覆銅板的專利申請(qǐng)量可以清楚地看出，無膠型撓性覆銅板的專利申請(qǐng)量明顯多于有膠型撓性覆銅板的專利申請(qǐng)量。

圖1 聚酰亞胺撓性覆銅板申請(qǐng)量隨時(shí)間變化曲線

圖2 有膠型和無膠型聚酰亞胺撓性覆銅板申請(qǐng)量隨時(shí)間變化曲線

圖3 聚酰亞胺撓性覆銅板技術(shù)的國(guó)家分布圖

2　聚酰亞胺撓性覆銅板技術(shù)的地域分析

2.1 聚酰亞胺撓性覆銅板技術(shù)的國(guó)家分布

圖3為聚酰亞胺撓性覆銅板技術(shù)的國(guó)家分布圖，從圖中可以看出，在聚酰亞胺薄膜撓性覆銅板領(lǐng)域，以中國(guó)和日本的專利申請(qǐng)較多。但中國(guó)與日本在對(duì)聚酰亞胺薄膜撓性覆銅板的技術(shù)改進(jìn)方向并不相同，日本專利側(cè)重于對(duì)銅箔的改進(jìn)，尤其是在銅箔表面涂覆金屬方面，而中文專利較側(cè)重于覆銅板的層結(jié)構(gòu)改進(jìn)，以及在聚酰亞胺層中添加填料方面，如廣東生益科技股份有限公司，其是國(guó)內(nèi)制作印刷線路板板的龍頭企業(yè)，在對(duì)上述兩個(gè)方向均申請(qǐng)了很多專利，制得的二層法單面撓性覆銅板可獲得不同的高剝離強(qiáng)度、低熱膨脹系數(shù)（CTE）效果。

2.2聚酰亞胺撓性覆銅板技術(shù)的重要申請(qǐng)人

國(guó)內(nèi)聚酰亞胺撓性覆銅板相關(guān)的申請(qǐng)人主要有廣東生益科技、萊蕪金鼎電子材料等，從國(guó)內(nèi)主要的申請(qǐng)人可以看到，廣東生益科技作為國(guó)內(nèi)聚酰亞胺撓性覆銅板的龍頭企業(yè)，其關(guān)于覆銅板的專利申請(qǐng)量也是最大的，是中國(guó)領(lǐng)先的電子材料制造供應(yīng)商，其業(yè)務(wù)范圍覆蓋生產(chǎn)和銷售覆銅板、粘結(jié)片、印刷線路板、陶瓷電子元件、液晶產(chǎn)品、電子級(jí)玻璃布、環(huán)氧樹脂、銅箔等。

山東萊蕪金鼎電子材料有限公司主要產(chǎn)品是撓性覆銅板，具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平超薄9μm厚銅箔的撓性覆銅板產(chǎn)品，在撓性覆銅板領(lǐng)域具有領(lǐng)先的技術(shù)。

由圖4可以看出，聚酰亞胺撓性覆銅板相關(guān)專利的國(guó)外申請(qǐng)人主要有新日鐵化學(xué)、日本化藥、信越化學(xué)等公司。其中新日鐵化學(xué)在聚酰亞胺撓性覆銅板領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量較高，由于新日鐵是一家鋼鐵公司，其在聚酰亞胺撓性覆銅板領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)主要在于對(duì)覆銅板中的銅箔的改性。排名緊隨其后的是日本化藥、信越化學(xué)公司。日本化藥是有著悠久歷史的化學(xué)品制造商，其功能性材料事業(yè)部中涵蓋了印刷電路板的研發(fā)與生產(chǎn)銷售，其產(chǎn)品包括電腦、手機(jī)、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、投影機(jī)等。信越化學(xué)是高科技材料的超級(jí)供應(yīng)商，其產(chǎn)品已經(jīng)成功在美國(guó)、日本、荷蘭、韓國(guó)、新加坡等國(guó)家和地區(qū)建立了全球范圍的生產(chǎn)和銷售網(wǎng)絡(luò)。上述三家公司都在中國(guó)市場(chǎng)作了撓性覆銅板方面的專利布局。

圖4 重要申請(qǐng)人的申請(qǐng)量

3　聚酰亞胺撓性覆銅板技術(shù)的研究技術(shù)重點(diǎn)

有膠型聚酰亞胺撓性覆銅板由于膠黏劑的存在，主要研究集中在膠黏劑的種類、膠黏劑的粘接性、阻燃性等方面。比如，舟山維特新材料科技有限公司申請(qǐng)的專利CN102199413A，公開了一種雙馬來酰亞胺和液體丁腈橡膠聯(lián)合改性的環(huán)氧樹脂膠粘劑，該膠粘劑由雙馬來酰亞胺共聚物、液體橡膠改性環(huán)氧樹脂、未改性環(huán)氧樹脂、填料、固化劑和有機(jī)溶劑組成，使用該膠粘劑可制備由聚酰亞胺薄膜、膠粘劑和銅箔組成的三層柔性覆銅板，所得覆銅板的耐浸焊溫度可達(dá)到365℃。陽新宏洋電子有限公司申請(qǐng)的專利CN104531030A，通過合成多官能度的環(huán)氧樹脂并將其復(fù)配，結(jié)合含氮酚醛樹脂固化劑的方法得到無鹵、高Tg（≥120℃）且滿足耐高溫浸焊（≥320℃）要求的環(huán)氧樹脂粘合劑，滿足了撓性覆銅板的需要。

無膠型聚酰亞胺撓性覆銅板雖然更加輕薄、更加環(huán)保，但由于沒有粘結(jié)層的存在，聚酰亞胺薄膜與銅箔之間的粘結(jié)力不夠，容易剝離，使用壽命不長(zhǎng)。因此，無膠型聚酰亞胺撓性覆銅板的研究重點(diǎn)主要集中在聚酰亞胺薄膜的分子結(jié)構(gòu)、聚酰亞胺薄膜的組成、銅箔的表面處理等方面。比如，湖北省化學(xué)研究院申請(qǐng)的專利CN101121819A，公開了一種改性馬來酰亞胺封端型聚酰亞胺樹脂組合物，該組合物主要由馬來酰亞胺封端型聚酰亞胺樹脂、烯丙基化合物和無機(jī)填充材料組成，所用的馬來酰亞胺封端型聚酰亞胺樹脂，以N-甲基-2-吡咯烷酮為溶劑，采用變溫溶液亞胺化法合成，且改性樹脂組合物中添加的適量無機(jī)填充材料明顯提高了聚酰亞胺膜層與銅箔之間熱膨脹系數(shù)差異值的容許范圍，使制得的無膠型二層法撓性覆銅板具有優(yōu)異的耐熱性能，良好的尺寸穩(wěn)定性，較高的剝離強(qiáng)度等特點(diǎn)。新日鐵化學(xué)株式會(huì)社申請(qǐng)的專利CN101547559A，采用對(duì)與聚酰亞胺樹脂層接觸的銅箔表面進(jìn)行處理的方法，使其具有由包含硅烷偶聯(lián)處理層的多個(gè)處理層形成的表面處理層，表面處理層中含有銅、鈷、鎳和鋅，鎳/（鎳+鈷+鋅）之比為0.23以上，鋅含量為0.2 至0.6mg/dm2，且硅烷偶聯(lián)處理層由具有氨基的硅烷偶聯(lián)劑形成，制得的撓性覆銅層壓板，具有極好的耐熱性和尺寸穩(wěn)定性等，能夠改進(jìn)銅箔與聚酰亞胺樹脂層之間的粘合可靠性，抑制化學(xué)研磨時(shí)的電路剝離。

由于無膠型聚酰亞胺撓性覆銅板更加環(huán)保、更加輕薄，順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)，因此，人們更加傾向于無膠型聚酰亞胺撓性覆銅板的應(yīng)用研究。圖5為有關(guān)聚酰亞胺撓性覆銅板的研究技術(shù)分布圖，從圖5中可以明顯看出，關(guān)于無膠型聚酰亞胺撓性覆銅板中銅箔和聚酰亞胺薄膜改進(jìn)的專利申請(qǐng)量明顯多于關(guān)于有膠型聚酰亞胺撓性覆銅板的膠黏劑的專利申請(qǐng)量。

圖5 聚酰亞胺撓性覆銅板的研究技術(shù)分布圖

4　結(jié)語

本文基于目前公開的涉及聚酰亞胺撓性覆銅板的專利申請(qǐng)，簡(jiǎn)要分析了聚酰亞胺撓性覆銅板在國(guó)內(nèi)外的專利申請(qǐng)量、國(guó)內(nèi)外的主要申請(qǐng)人以及該技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著電子行業(yè)的飛速發(fā)展，作為電子產(chǎn)品中重要基材的聚酰亞胺撓性覆銅板是研究的重點(diǎn)。在保證產(chǎn)品優(yōu)異性能的前提下，如何改善產(chǎn)品的環(huán)保性以及進(jìn)一步降低成本也是目前發(fā)展的一個(gè)重要方向。

［1］辜信實(shí).撓性覆銅板技術(shù)發(fā)展［J］.印制電路信息，2007 （9）：7-8.

［2］伍宏奎，楊宏.三層撓性覆銅板的耐折性研究［J］.印制電路信息，2008（7）：25-28.

［3］楊志蘭.三層法FCCL用合成樹脂粘合劑的研究進(jìn)展［J］.武漢生物工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（2）：107-110.

［4］劉生鵬.淺述二層撓性覆銅板的進(jìn)展及市場(chǎng)分布［J］.印制電路信息，2007（5）：42-44.

［5］張翔宇，梁立，等.二層法雙面撓性覆銅板的研制［J］.絕緣材料，2009，42（6）：9-11.

［6］余鳳斌，陳瑩，等.二層型聚酰亞胺薄膜撓性覆銅板的制備與分析［J］.絕緣材料，2008，41（4）：6-8.

Analysis on the Patent Technology of the Polyimide Flexible Copper Clad Laminate

Zhang ShuangmeiHuang Lin Li ShanZhao Qing
（Paten Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office，SIPO，Zhengzhou Henan 450002）

With the rapid development of the electronics products，flexible copper clad laminate（FCCL）has been proposed higher requirement.The polyimide flexible copper clad laminate is introduced in this paper，while briefly analyzes the patent application quantities，the most important applicant of FCCL at home and abroad and the research focus.

flexible copper clad laminate；polyimide；copper foil

TN41

A

1003-5168（2016）06-0047-03

2016-5-20

張雙梅（1988-），女，博士，審查員，研究方向：材料領(lǐng)域發(fā)明申請(qǐng)的實(shí)質(zhì)審查；黃利（1984-），男，碩士，審查員，研究方向：材料領(lǐng)域發(fā)明申請(qǐng)的實(shí)質(zhì)審查，等同于第一作者。