白 兰,翟 磊,王畅鸥,何民辉,莫 松,范 琳

(1.中国科学院化学研究所,北京 100190; 2.中国科学院大学,北京 100049)

聚酰亚胺(PI)薄膜具有优异的耐热性能、机械强度、绝缘性能和耐化学药剂性能等,广泛应用在电子、微电子、航空、航天及新能源等领域[1～4].近年来,柔性光电技术飞速发展,PI薄膜作为柔性聚合物基板及介电绝缘材料大规模应用于柔性光电器件和柔性印刷线路板等的制备[5].在电子器件及电路板的加工过程中,PI薄膜通常需要粘结或复合到其它金属或无机材料上,如铜箔、硅片及光学玻璃等,并承受苛刻的高温制备条件及多次高低温冷热循环.为了确保光电器件的质量,柔性PI基膜应同时具有耐热性高、柔韧性良好和尺寸稳定等特点[6,7].其中,热膨胀系数(CTE,ppm/℃,即106cm·cm-1·℃-1)是材料最重要的尺寸稳定性参数,在器件的高温沉积和制造过程中,PI柔性基板与金属(或无机材料)之间CTE的不匹配会在材料界面处产生显著的内应力,引起变形、翘曲及开裂等严重问题,极大地影响器件的性能与质量[8].传统PI薄膜通常表现出相对较大的CTE值,如最具代表性的商品化Kapton-H薄膜,其CTE在35 ppm/℃以上,远高于铜箔(15～20 ppm/℃)、玻璃(0～5 ppm/℃)的CTE范围[9].因此,亟需在保持PI薄膜综合性能的基础上进一步改善其尺寸稳定性,特别是在更高温度及更宽温度范围内的尺寸稳定性,以满足先进电子和柔性显示领域日益迫切的技术需求.

为降低PI薄膜的CTE值,国内外学者从物理掺杂共混及化学结构改性等方面进行尝试.在PI薄膜中直接掺……