聚醚酰亚胺组合物、由其制成的制品及其生产方法技术

公开了一种聚醚酰亚胺组合物，包括具有240至320C，优选为245至312C的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜和颗粒状导热填料组合物。当在大于或等于260C，优选260‑350C的温度下经受无铅焊料回流过程时，聚醚酰亚胺组合物的层抵御通过IPC法TM‑650测定的变形。包括聚醚酰亚胺组合物的层进一步具有根据ISO 22007‑2:2008测定的2.5至15W/mK，优选3至12W/mK的热导率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚醚酰亚胺组合物、由其制成的制品及其生产方法
技术介绍
聚酰亚胺，特别是聚醚酰亚胺(PEI)，是具有大于180℃的玻璃化转变温度(Tg)的无定形、透明、高性能聚合物。聚醚酰亚胺进一步具有高强度，韧性，耐热性和模量，以及广泛的耐化学品性，并且因此广泛地用于汽车，电信，航空航天，电气/电子，交通和医疗保健的多种行业。适用于电路材料和电路板的电介质材料已经是深入研究和开发的主题。尽管如此，本领域仍然需要改进的电介质组合物。在许多电子应用中，电子部件经常会产生热量，并且期望的是电路板有助于散热。这样的材料应该进一步具有改进的导热性并耐受高加工温度，焊接温度和操作温度，因为通常在设备的较暖内部和周围环境之间存在热梯度。优选的材料因此应该具有高耐热性，优异的尺寸和热稳定性，以及耐化学品性。优选的材料应该进一步表现出优异的电性能，包括高使用温度，高加工/焊接温度，低电介常数，良好的柔韧性和对金属表面的粘附性。如果电介质组合物能够通过溶剂浇铸直接浇铸于金属层上，或使用无溶剂工艺方法如熔体挤出法而挤出成膜，则这将是进一步的加工优点。优选的电介质组合物能够进一步包括导热或导电填料，并且介电层应该相对较薄(<100微米)才能获得良好的导热性。
技术实现思路
一种聚醚酰亚胺组合物包含具有240至320℃，优选为245至312℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜；和颗粒状导热填料组合物，其中当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下进行无铅焊料回流过程时，包含聚醚酰亚胺组合物的层能够抵御通过IPC方法TM-650测定的变形；并且包含聚醚酰亚胺组合物的层具有根据ISO22007-2:2008测定的2.5至15W/mK，优选3至12W/mK的热导率。在另一个实施方式中，一种聚醚酰亚胺组合物包含具有240至320℃，优选为245至312℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜；具有大于140℃的玻璃化转变温度的不同于聚醚酰亚胺砜的其它聚合物；和颗粒状导热填料组合物，其中当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下进行无铅焊料回流过程时，包含聚醚酰亚胺组合物的层能够抵御通过IPC方法TM-650测定的变形；并且包含聚醚酰亚胺组合物的层具有根据ISO22007-2:2008测定的3至6W/mK，优选3至5.5W/mK的热导率。一种电路组件包括包含聚醚酰亚胺组合物的聚醚酰亚胺介电层和设置于聚醚酰亚胺介电层上的导电金属层；其中当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下进行无铅焊料回流过程时，聚醚酰亚胺介电层能够抵御通过IPC方法TM-650测定的变形，并且聚醚酰亚胺介电层具有根据ISO22007-2:2008测定的2.5至15W/mK，优选3至12W/mK的热导率。本文还公开了一种包括电路组件的制品。一种制备电路组件的方法包括挤出聚醚酰亚胺介电层，在热和压力下将聚醚酰亚胺介电层层压至导电金属层上，以及将电子组件回流焊接至电路组件上。前文描述的和其它特征由以下详细描述、实施例和权利要求进行举例说明。具体实施方式本文描述了包含具有240至320℃，优选为245至312℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜和颗粒状导热填料组合物的聚醚酰亚胺组合物。聚醚酰亚胺组合物能够用于包括用于电路印刷的导电金属层和导电金属层上的聚醚酰亚胺介电层的电路组件，聚醚酰亚胺介电层包含聚醚酰亚胺组合物。电路组件能够进一步包括用于复杂电路设计的其它金属层和介电层组合。专利技术人已经发现，在介电层中使用聚醚酰亚胺砜能够提供即使在大于玻璃化转变温度的温度，例如，大于280℃的温度下的热应力之后也能保持优异的粘附性和尺寸稳定性的组件。电路组件尤其适用于导热电路组件的制造。介电层，特别是在与聚酰亚胺和环氧基介电层相比时，能够进一步具有良好的导热性和电绝缘性，以及出色的可加工性。如以下的进一步的描述，聚醚酰亚胺组合物包含聚醚酰亚胺砜和可选的添加剂。聚醚酰亚胺具有240℃或以上，例如，240至320℃，特别是245至312℃，或245至300℃的玻璃化转变温度(Tg)。聚醚酰亚胺砜包含大于1，例如，10至1000，或10至500个式(1)的结构单元，其中每个R相同或不同，并且是取代或未取代的二价有机基团，如C6-20芳香族烃基团或其卤化衍生物，直链或支链C2-20亚烷基基团或其卤化衍生物，C3-8亚环烷基基团或其卤化衍生物，特别是式(2)的二价基团，其中Q1是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-(其中y为1至5的整数)或其卤化衍生物(包括全氟亚烷基)，或-(C6H10)z-(其中z是1至4的整数)，条件是至少10mol％的R基团包含砜基团。在一个实施方式中，至少10mol％的R基团是二亚苯基砜基团，而其余的R基团是间亚苯基或对亚苯基。另外在式(1)中，T是-O-或式-O-Z-O-的基团，其中-O-或-O-Z-O-基团的二价键处于3,3'，3,4'，4,3'或4,4'位置。式(1)的-O-Z-O-中的基团Z也是取代或未取代的二价有机基团，并可以是由1至6个C1-8烷基基团、1至8个卤素原子或它们的组合可选取代的芳香族C6-24单环或多环部分，条件是不超过Z的化合价。示例性基团Z包括衍生自式(3)的二羟基化合物的基团其中Ra和Rb可以相同或不同，并且是例如卤原子或一价C1-6烷基基团；p和q每个独立地为0至4的整数；c为0至4；并且Xa是连接羟基取代的芳香族基团的桥连基团，其中每个C6亚芳基基团的桥连基团和羟基取代基在C6亚芳基基团上彼此处于邻位，间位或对位(特别是对位)位置。桥连基团Xa可以是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-SO2-、-C(O)-或C1-18有机桥连基团。C1-18有机桥连基团可以是环状或非环状的，芳香族的或非芳香族的，并可以进一步包含杂原子如卤素、氧、氮、硫、硅或磷。可以设置C1-18有机基团使得连接到其上的C6亚芳基基团的每一个都连接到C1-18有机桥连基团的共同烷叉基碳或不同的碳上。基团Z的具体实例是式(3a)的二价基团其中Q是-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、或-CyH2y-(其中y是1至5的整数)或其卤化衍生物(包括全氟亚烷基)。在具体实施方式中，Z衍生自双酚A，使得式(3a)中的Q是2,2-异丙叉基。聚醚酰亚胺可选地包含高达10mol％，高达5mol％，或高达2mol％的式(1)的单元，其中T是以下式的连接基在一些实施方式中，不存在其中R是这些式的单元。在式(1)的一个实施方式中，R是二亚苯基砜和间亚苯基或对亚苯基且T是-O-Z-O-，其中Z是式(3a)的二价基团。可替换地，R是二亚苯基砜和间亚苯基或对亚苯基且T是-O-Z-O-，其中Z是式(3a)的二价基团且Q是2,2-异丙叉基。聚醚酰亚胺可以通过本领域技术人员熟知的任何方法制备，包括式(5)的芳香族双(醚酐)与式(6)的有机二胺H2N-R-NH2(6)的反应，其中T和R如前文描述的定义。双(酐)的示例性实例包括3,3-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐；4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酐；4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐；4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐；4,4'-双(3,4-二羧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚醚酰亚胺组合物，包含具有240至320℃，优选为245至312℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜；以及颗粒状导热填料组合物，其中包含所述聚醚酰亚胺组合物的层当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下经受无铅焊料回流过程时抵御由IPC方法TM‑650测定的变形；并且包含聚醚酰亚胺组合物的层具有根据ISO 22007‑2:2008测定的2.5至15W/mK，优选3至12W/mK的热导率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.31 US 62/098,4761.一种聚醚酰亚胺组合物，包含具有240至320℃，优选为245至312℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜；以及颗粒状导热填料组合物，其中包含所述聚醚酰亚胺组合物的层当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下经受无铅焊料回流过程时抵御由IPC方法TM-650测定的变形；并且包含聚醚酰亚胺组合物的层具有根据ISO22007-2:2008测定的2.5至15W/mK，优选3至12W/mK的热导率。2.根据权利要求1所述的聚醚酰亚胺组合物，其中包含所述聚醚酰亚胺组合物的层具有以下一项或二者0.1至0.5％，优选0.1至0.3％的平均吸水率；和大于或等于1×1013欧姆/平方的表面电阻率。3.根据权利要求1至2中任一项或多项所述的聚醚酰亚胺组合物，其中所述聚醚酰亚胺组合物具有大于或等于250℃，优选为250至270℃，更优选为260至270℃的玻璃化转变温度。4.根据权利要求1至3中任一项或多项所述的聚醚酰亚胺组合物，包含40至90wt.％，优选40至70wt.％的所述聚醚酰亚胺砜；和10至60wt.％，优选30至60wt.％的所述颗粒状导热填料组合物，其中重量百分数基于所述聚醚酰亚胺组合物的总重量。5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的聚醚酰亚胺组合物，其中所述导热填料组合物包含氮化硼、石墨、氮化铝、氮化硅、MgSiN2、碳化硅、涂有前述一种或多种的颗粒、硫化锌、氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化钛、或包含至少一种前述导热填料的组合，优选其中所述导热填料组合物包含氮化硼、石墨、或包含前述至少一种的组合。6.根据权利要求1至5中任一项或多项所述的聚醚酰亚胺组合物，其中所述导热填料组合物包含基于所述聚醚酰亚胺组合物的总重量的30至50wt.％的氮化硼。7.根据权利要求1至6中任一项或多项所述的聚醚酰亚胺组合物，其中所述导热填料组合物包含30至50wt.％的氮化硼；和5至15wt.％的石墨，其中重量百分数基于所述聚醚酰亚胺组合物的总重量。8.一种聚醚酰亚胺组合物，包含具有240至320℃，优选为245至312℃的玻璃化转变温度的聚醚酰亚胺砜；具有大于140℃的玻璃化转变温度的不同于所述聚醚酰亚胺砜的其它聚合物；和颗粒状导热填料组合物其中包含所述聚醚酰亚胺组合物的层当在大于或等于260℃，优选260至350℃的温度下经受无铅焊料回流过程时抵抗由IPC方法TM-650测定的变形；和包含所述聚醚酰亚胺组合物的层具有根据ISO22007-2:2008测定的3至6W/mK，优选为3至5.5W/mK的热导率。9.根据权利要求8所述的聚醚酰亚胺组合物，其中包含所述聚醚酰亚胺组合物的层具有0.1至0...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐琛，周昊，赵炜，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL