两层法制备挠性无胶聚酰亚胺覆铜板的生产线制造技术

两层法制备挠性无胶聚酰亚胺覆铜板的生产线，包括制备聚酰胺酸溶液的反应系统(100)，涂布系统(200)：将聚酰胺酸溶液涂布到铜箔，并同时进行第一步干燥，涂布速度可为6-12m/min、可设置100～160摄氏度的干燥温度；高张力烘缸(300)：将涂布后的覆铜板在高张力下二次干燥，完全干燥，并将覆铜板收卷成卷状产品，烘缸速度为1-5m/min、可控温180～200摄氏度进行干燥；专用氮气高温烘箱(400)：将卷状产品进行酰亚胺化；所述聚酰胺酸溶液的反应系统、所述涂布系统、高张力烘缸、专用氮气高温烘箱为相互独立，生产线简单、造价低、效率高、生产能力强，且得到的无胶聚酰亚胺覆铜板尺寸稳定性非常好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及挠性印制线路板领域，尤其涉及两层法制备挠性无胶聚酰亚胺覆铜板的生产线。
技术介绍
聚酰亚胺覆铜板以其独特的互连特性，在电讯、计算机、汽车等领域获得广泛应用，全球以10％～15％的年增长率持续增长，2013年全球用量超过15亿美元。目前有胶聚酰亚胺覆铜板由于其挠折性，耐热性，尺寸稳定性不佳，应用领域受到很大限制。而无胶聚酰亚胺覆铜板与传统有胶聚酰亚胺覆铜板比较，耐热性得到极大提升，挠折区域寿命大幅提高，软硬结合板实现了高密度互连，大大提高了线路的连结效率。目前，国外几乎都采用两层法生产无胶系聚酰亚胺覆铜板，在两层法中根据不同工艺又分为4种制造方法，即：流延法，喷镀法，化学镀/电镀法和层压法，但上述方法都需要昂贵的专用进口设备、成本高、工艺复杂，速度在2-3m/min，效率低、能耗高。并且，无胶系聚酰亚胺覆铜板的尺寸稳定性是一个巨大的考验。聚酰亚胺要与铜结合在一起，由于二者的热膨胀系数(CET)各不相同，在受到冷热作用，尤其是将聚酰亚胺的前体聚酰胺酸在高温热酰亚胺化后冷却时，就会因为两者热膨胀系数的不匹配而发生翘曲、开裂甚至脱层，造成现有无胶覆铜板的尺寸稳定性差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能保证无胶系聚酰亚胺覆铜板复合材料的高尺寸稳定性、且设备简单、成本低的无胶系聚酰亚胺覆铜板的新型生产线。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了两层法制备挠性无胶聚酰亚胺覆铜板的生产线，包括制备聚酰胺酸溶液的反应系统100，其特征在于，还包括：涂布系统200：将聚酰胺酸溶液涂布到铜箔，并同时进行第一步干燥，涂布速度可为6-12m/min、可设置100～160摄氏度的干燥温度；高张力烘缸300：将涂布后的覆铜板在高张力下二次干燥，完全干燥，并将覆铜板收卷成卷状产品，烘缸速度为1-5m/min、可控温180～200摄氏度进行干燥；专用氮气高温烘箱400：将卷状产品进行酰亚胺化，可设置如下温控过程：以30摄氏度/小时的速度升至180摄氏度，然后恒温4小时，再2小时升至330-340摄氏度；再恒温1小时进行酰亚胺化；然后用1小时的时间降至270摄氏度，恒温2小时，2小时降温至200摄氏度，然后自然冷却；所述聚酰胺酸溶液的反应系统100、所述涂布系统200、高张力烘缸300、专用氮气高温烘箱400为相互独立。所述烘缸承接在涂布线末端，为直径1.5-2.5米、静态平衡40g以下、可绕其轴心旋转的铜制导热油缸体，缸体表面电镀有0.08-0.1mm厚的铬层、并做镜面处理，缸体内均布加热元件，其缸体表面温差在3度以内，覆铜板高张力地承接在缸体表面进行加热干燥。这对于干燥过程中保持覆铜板张力均匀、尺寸稳定、剥离强度高起到很大的作用。所述氮气高温烘箱400为顶开式，包括炉体10、可密封于炉体口的保温炉盖20、为烘箱抽真空的真空系统40、为烘箱充氮气的充氮气系统、循环风扇系统60、为烘箱供电、升降温和进行气体控制的控制系统；还包括置于炉体内部用来放卷装聚酰亚胺覆铜板料卷80的料架70；所述炉体10为立式中空圆筒形，所述炉体10从外到内依次包括炉壳11、保温层12、外隔热层13、加热元件14、内隔热层15，所述外隔热层13、加热元件14、内隔热层15构成炉胆，所述料架70置于所述炉胆内；在所述炉体外侧壁连接一个液压升降机构30，其顶端的升降臂33横向连接于所述保温炉盖20的顶部，以便将所述保温炉盖20锁紧密封于炉体顶部开口处或将其打开；所述真空系统40包括置于炉体外部的真空泵41，真空管路42一端连通于真空泵，另一端连通于所述炉胆，连接口设有阀门43；所述充氮气系统，包括开设于炉胆并可连通炉体外部气源的进气口51、气阀、管路；所述循环风扇系统60由电机61、以及连接于电机输出端的风叶62，所述进风叶为两个，对称设置在炉体底部的两侧；所述料架70由连接支撑于炉体底部的底架71，以及连接在底架上部、可承接多个卷状产品的框架72组成。在所述炉盖20的下侧与炉体接触处设有一圈凹槽23，凹槽内装有密封胶21，在密封胶的外围、于炉盖和炉体上分别设有为密封胶起冷却作用的多根水冷管22。所述炉体的加热元件14为电热丝，在炉体的内隔热层15上设有多个便于向炉胆内空间传热的通孔151。本专利技术的有益效果主要阐述如下:对于无胶系聚酰亚胺覆铜板的尺寸稳定性而言，解决的主要办法是使互相结合的两种材料的热膨胀系数尽量接近，而影响材料热膨胀系数(CTE)的因素有化学结构和聚集态两个方面，在化学结构确定以后，聚集态则由更多的因素所决定，例如所用溶剂、合成过程、涂布方式、干燥程序、酰亚胺化程序、退火条件等。1.聚酰胺酸的合成聚酰胺酸是聚酰亚胺的前体，其化学结构直接决定了聚酰亚胺的性能，通过分子设计和反复实验修正，本专利技术合成的聚酰胺酸的分子结构与铜膨胀系数CTE匹配，通过引入特性官能团——含咪唑结构的二胺，咪唑上的胺可以与铜形成配位健，增强与铜的连接，从而提高了成品聚酰亚胺膜与铜箔之间的附着力。在合成的过程中，由于将反应控制在-10摄氏度到-5摄氏度的低温状态，可以得到高分子量的聚合物，同时，由于加入芳香四酸二酐是在较长时间间隔下、分多个次逐渐加入的，使得分子量分布指数低于1.4，这些对于得到与铜箔CTE匹配的聚酰亚胺的前体——聚酰胺酸是非常重要的。2.涂布和干燥本专利技术的干燥分为两段进行，第一段干燥是在涂布系统中跟涂布同时进行，由于无需做到涂布时完全干燥，这就可以提升产品在涂布线上的行进速度，使得涂布的效率大大提高；聚酰胺酸涂布于铜箔表面后，随着干燥的进行，在涂布过程中除去大部分溶剂，而为了避免后续胺化过程中有很大的体积收缩，导致铜箔变形，因此涂布过程中聚酰胺酸表干后，才进行第二段干燥——在高张力的烘缸上以略高的温度将剩余的溶剂干燥，使得涂布后的覆铜板尽可能紧密贴合包覆烘缸表面，不仅提高了干燥效率，还很好地防止了铜箔卷曲变形。干燥效果如表一所示。表一干燥前面密度(g/100cm2)1.8321.821.8121.8341.816干燥后面密度(g/100cm2)1.7711.7551.7531.7741.7553.酰亚胺化、退火现有技术中酰亚胺化复杂、速度很慢，产能低，本专利技术设计了专门的本文档来自技高网...

【技术保护点】
两层法制备挠性无胶聚酰亚胺覆铜板的生产线，包括制备聚酰胺酸溶液的反应系统(100)，其特征在于，还包括：涂布系统(200)：将聚酰胺酸溶液涂布到铜箔，并同时进行第一步干燥，涂布速度可为6‑12m/min、可设置100～160摄氏度的干燥温度；高张力烘缸(300)：将涂布后的覆铜板在高张力下第二步干燥，完全干燥，并将覆铜板收卷成卷状产品，烘缸速度为1‑5m/min、可控温180～200摄氏度进行干燥；专用氮气高温烘箱(400)：将卷状产品进行酰亚胺化，可设置如下温控过程：以30摄氏度/小时的速度升至180摄氏度，然后恒温4小时，再2小时升至330‑340摄氏度；再恒温1小时进行酰亚胺化；然后用1小时的时间降至270摄氏度，恒温2小时，2小时降温至200摄氏度，然后自然冷却；所述聚酰胺酸溶液的反应系统(100)、所述涂布系统(200)、高张力烘缸(300)、专用氮气高温烘箱(400)为相互独立。

【技术特征摘要】
1.两层法制备挠性无胶聚酰亚胺覆铜板的生产线，包括制备聚酰胺酸
溶液的反应系统(100)，其特征在于，还包括：
涂布系统(200)：将聚酰胺酸溶液涂布到铜箔，并同时进行第一步干
燥，涂布速度可为6-12m/min、可设置100～160摄氏度的干燥温度；
高张力烘缸(300)：将涂布后的覆铜板在高张力下第二步干燥，完全
干燥，并将覆铜板收卷成卷状产品，烘缸速度为1-5m/min、可控温180～200
摄氏度进行干燥；
专用氮气高温烘箱(400)：将卷状产品进行酰亚胺化，可设置如下温
控过程：以30摄氏度/小时的速度升至180摄氏度，然后恒温4小时，再2
小时升至330-340摄氏度；再恒温1小时进行酰亚胺化；然后用1小时的时
间降至270摄氏度，恒温2小时，2小时降温至200摄氏度，然后自然冷却；
所述聚酰胺酸溶液的反应系统(100)、所述涂布系统(200)、高张力
烘缸(300)、专用氮气高温烘箱(400)为相互独立。
2.根据权利要求1所述两层法制备挠性无胶聚酰亚胺覆铜板的生产线，
其特征在于，所述烘缸承接在涂布线末端，为直径1.5-2.5米、静态平衡40g
以下、可绕其轴心旋转的铜制导热油缸体，缸体表面电镀有0.08-0.1mm厚
的铬层、并做镜面处理，缸体内均布加热元件，其缸体表面温差在3度以
内，覆铜板高张力地承接在缸体表面进行加热干燥。
3.根据权利要求1所述两层法制备挠性无胶聚酰亚胺覆铜板的生产线，
所述氮气高温烘箱(400)为顶开式，包括炉体(10)、可密封于炉体口的
保温炉盖(20)、为烘箱抽真空的真空系统(40)、为烘箱充氮气的充氮气

\t系统、循环风扇系统(60)、为烘箱供电、升降温和进行气...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪腾，张志立，郭伟钊，吴艳，罗海燕，
申请(专利权)人：深圳市弘海电子材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44