功能化聚酰亚胺反应性大分子增强碱溶性光敏聚合物在阻焊材料中的性能优化研究

为解决传统阻焊材料(SR)在高密度PCB制造中面临的柔韧性不足、耐热性差等问题，研究人员通过将含双键/羧基的聚酰亚胺(PI)反应性大分子引入碱溶性光固化环氧树脂(EP)基体，显著提升了SR的力学性能（拉伸强度89.6 MPa）和热稳定性（Tg 177.1oC），同时兼具低介电常数、高分辨率等特性，为下一代电子材料开发提供新策略。

　　

随着电子产品向微型化、高密度化发展，印刷电路板(PCB)上焊点间距的缩小导致传统阻焊材料(Solder Resist, SR)面临严峻挑战：脆性断裂、耐热不足(<150^oC)等问题频发，而现有环氧树脂(EP)基SR虽具化学稳定性，却因高交联密度导致柔韧性差。更棘手的是，传统热固化工艺能耗高、挥发性有机物(VOCs)排放多，难以满足绿色制造需求。为此，中国科学院深圳先进技术研究院的Jinhui LI团队创新性地将功能化聚酰亚胺(Polyimide, PI)反应性大分子引入碱溶性光固化EP体系，开发出兼具高效固化与卓越性能的新型SR材料，相关成果发表于《Polymer》。

研究采用三步关键技术：1) 以2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷等为原料合成末端含C=C双键/羧基的PI大分子；2) 通过X射线衍射(XRD)分析复合树脂的晶面间距(d-spacing)，验证PI与EP的相容性；3) 系统测试不同PI添加量(0-20 wt%)下SR的力学、热学及介电性能。

Microstructure characterization of composite resin
XRD分析显示，PI大分子的引入使复合树脂d-spacing从4.3 ?增至5.1 ?（SR-20%），表明PI链段有效穿插于EP网络，形成互穿结构。这种微观调控为材料宏观性能提升奠定基础。

Conclusion
当PI添加量为20 wt%时(SR-2)，材料呈现突破性性能组合：拉伸强度达89.6 MPa（比纯EP提高42%），断裂伸长率5.8%，玻璃化转变温度(T_g)提升至177.1^oC。更值得注意的是，该材料在保持高分辨率(≤25 μm)的同时，介电常数降至3.2，吸水率<0.8%，且耐酸碱腐蚀性优异。

这项研究的核心创新在于通过PI大分子末端的双键参与光交联、羧基与EP热固化形成协同网络，实现了"1+1>2"的增强效应。其意义不仅在于为高密度PCB提供理想SR解决方案，更开创了通过反应性大分子设计调控光-热双固化体系性能的新范式。研究获得国家重点研发计划(2024B0101120001)等多项资助，相关技术已申请专利，为国产高端电子材料突围提供了关键技术支撑。