[發明專利]一種低介電復合材料，其制備方法、用途以及降低聚合物介電常數的方法

有效

• 申請號: 201811330449.9
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN111171514B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 羅遂斌;于淑會;孫蓉
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L71/02;C08K3/24;C08J5/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種低介電復合材料，其制備方法、用途以及降低聚合物介電常數的方法，所述低介電復合材料包括共混有1～20wt％的陶瓷納米粒子的聚合物，所述聚合物為熱塑性樹脂和/或熱固性樹脂；本發明通過克服傳統的技術偏見，通過在熱塑性和/或熱固性聚合物中共混陶瓷納米粒子，并且控制共混有陶瓷納米粒子的聚合物中陶瓷納米粒子的含量為1～20wt％，得到的復合材料的介電常數顯著小于原聚合物，上述改性方法不失為一種簡單便捷的降低聚合物介電常數的方法，具有較大的理論研究價值和工業化應用價值。

技術領域

本發明涉及復合材料領域，尤其涉及一種低介電復合材料，其制備方法、用途以及降低聚合物介電常數的方法。

背景技術

隨著電子信息技術的快速發展，對電子信息材料的電磁性能提出了越來越高的要求，電介質材料作為電子信息材料中的一個重要組成部分，被廣泛應用到印制電路板和芯片當中，隨著5G通訊技術的發展，通訊帶寬的不斷上升，由材料介電性能過高導致的信號延遲是一個亟待解決的問題，在現有的通訊基板中，電磁信號的延遲時間與所使用封裝材料的介電常數的平方根成正比，電磁信號的傳播損失率也與介電損耗和介電常數的平方根成正比，在芯片設備中，電信號的延遲時間也與封裝材料的介電常數、電阻率、互聯金屬線長度的平方成正比，因此，為了降低信號延遲，提高信噪比，電子信息技術產業急需具有低介電常數的電介質材料。

目前，現有的芯片封裝用聚合物材料主要為具有較低介電常數的聚酰亞胺和聚四氟乙烯，其在適用頻率范圍內的介電常數通常在3～4左右，在基板材料中，使用最多的聚合物材料是環氧樹脂，其在適用頻率范圍內的介電常數通常為3～5，上述材料均難以滿足5G通訊中對于材料介電性能的要求。

降低聚合物材料介電常數的方法主要有設計極性分子更少的聚合物材料、在聚合物材料中大量添加低介電常數的填料或使用介電常數更低的玻纖布替代聚合物材料等，然而，此類方法得到的聚合物材料要么成本高昂，要么阻燃和力學性能無法滿足電子設備的需求，而且，得到的聚合物材料其介電常數的下降十分有限，難以滿足商業化生產的需求。

現有技術中降低聚合物介電常數的方法較少，但提高聚合物介電常數的方法較多，常見的提高聚合物介電常數的方法即為在聚合物中共混具有較高介電常數的納米粒子，例如，CN104553199A中公開了一種單層介電聚偏氟乙烯膜，包括純聚偏氟乙烯膜以及包覆在其上下表面的改性鈦酸鋇雜化的聚偏氟乙烯膜層，改性鈦酸鋇作為一種陶瓷材料自身具有極高的介電常數，使得共混有鈦酸鋇的復合材料的介電常數也大大提高；CN106280281A中公開了一種環氧塑封料，其原料組成包括30～70％的高介電填料，10～50％的環氧樹脂，10～50％的酚醛樹脂，10～20％的固化劑，0.1～0.5％的固化促進劑，0.1～1％的偶聯劑，1～10％的增韌劑，0.1～0.5％的脫模劑和1～10％的阻燃劑，其同樣利用大量添加具有高介電常數的填料將復合材料整體的介電常數提升至20～35(1kHz)。

在現有技術的基礎上，本領域的技術人員需要嘗試一種新的材料設計思路，克服傳統技術中的偏見，通過采用適當的原料配比或加工工藝來獲得一種介電常數低于原聚合物材料的復合材料。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于通過嘗試一種新的材料設計思路，克服傳統技術中的偏見，采用適當的原料配比或加工工藝來獲得一種介電常數低于原聚合物材料的復合材料。

為達此目的，本發明的目的之一在于提供一種低介電復合材料，所述低介電復合材料包括共混有陶瓷納米粒子的聚合物。

按重量百分數計算，所述共混有陶瓷納米粒子的聚合物中陶瓷納米粒子的含量為1～20wt％，例如為2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％或19wt％等。

所述聚合物為熱塑性樹脂和/或熱固性樹脂。