[發明專利]低介電常數交聯型含氟聚芳醚腈薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110309603.X
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112851996B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 黃宇敏;劉宸辰;曾子秋;王登善;劉孝波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C08J7/12
• 分類號: C08J7/12;C08J5/18;C08L71/10;C08G65/40
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 張小麗

本發明公開了一種低介電常數交聯型含氟聚芳醚腈薄膜及其制備方法和應用，屬于高分子合成技術領域。本發明將可交聯聚芳醚腈I、催化劑溶于極性溶劑中，通過流延成膜法，制得可交聯型聚芳醚腈薄膜；其經烘干成型后，再進行高溫熱處理；冷卻后，將薄膜浸泡在水，烘干，得到低介電常數交聯型含氟聚芳醚腈薄膜。本發明以可交聯的含氟聚芳醚腈為原料，通過交聯反應，使聚芳醚腈主鏈上的極性氰基基團發生交聯反應，形成致密的網絡結構，從而得到低介電含氟聚芳醚腈薄膜，且具有更加優異的耐熱性和強度。本發明制備方法簡單且易于工業化操作，所得低介電薄膜可應用在集成電路、5g通信天線材料或柔性覆銅板等領域。

技術領域

本發明屬于高分子合成技術領域，具體涉及一種低介電常數交聯型含氟聚芳醚腈薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

隨著電子信息技術的快速發展，電子信息產品朝著高頻高速、多功能化以及小型超薄輕量化的方向發展。同時，超大規模集成電路的發展，使芯片中的互聯密度不斷增加，互連線的寬度和間距不斷減小，由互連電阻(R)和電容(C)所產生的寄生效應越來越明顯，進而使信號發生嚴重延遲。采用受傳輸信號影響小的低介電常數封裝材料是解決這一問題的主要途徑。因此，對于具有良好性能的低介電常數(k3)材料有著迫切需求。對比傳統的低介電無機物(如SiO₂)，低介電的有機聚合物由于具有分子設計多樣化和加工性能好等優點吸引了廣大科研工作者的興趣。

聚芳醚腈作為一類新型特種高分子材料，具有高熱穩定性、阻燃性、耐輻射、耐腐蝕、尺寸穩定性好以及機械強度高等優良特性，被廣泛應用在航空航天、機械電子、汽車制造、化工石油、醫療衛生等多個領域。盡管聚芳醚腈的綜合性能優異，但是傳統的聚芳醚腈材料由于主鏈極性氰基的存在，介電常數一般在4左右，如果想將其用作微電子領域的封裝材料，需要進一步降低其介電常數。因此，開發出低介電常數的聚芳醚腈材料具有重要的意義。

目前業內普遍使用超臨界CO₂發泡技術或引入一些特定的發泡劑來降低介電常數，主要是將微孔引入聚合物薄膜中。然而此方法存在明顯的缺點，即微孔的尺寸難以掌控，并且孔的存在經常會導致薄膜力學性能變差，吸水性增加，從而影響薄膜的綜合性能。

發明內容

針對現有技術的問題，本發明提供了一種低介電常數交聯型含氟聚芳醚腈薄膜，其同時具有高耐熱性、高強度等優點。

本發明首先提供了一種低介電常數交聯型含氟聚芳醚腈薄膜的制備方法，其包括以下步驟：

將可交聯聚芳醚腈I、催化劑溶于極性溶劑中，通過流延成膜法，制得可交聯型聚芳醚腈薄膜；所得可交聯型聚芳醚腈薄膜經梯度升溫烘干成型后，再在300～360℃進行高溫熱處理；然后冷卻后，將薄膜浸泡在水，最后烘干，即得低介電常數交聯型含氟聚芳醚腈薄膜；

其中，可交聯聚芳醚腈I中，0＜m≤1,n＝1-m，-Ar-來源于二元酚；

其中，所述催化劑為路易斯酸、質子酸或酸性氧化物中的至少一種。

其中，上述低介電常數交聯型含氟聚芳醚腈薄膜的制備方法中，所述二元酚包括取代或未取代的以下結構：

其中，X為H或F；所述取代的取代基為C1～C6烷基、6～10元芳基或5～10元雜芳基。

其中，上述低介電常數交聯型含氟聚芳醚腈薄膜的制備方法中，所述催化劑和可交聯聚芳醚腈I的質量比為0.5％～5％。

優選的，上述低介電常數交聯型含氟聚芳醚腈薄膜的制備方法中，所述路易斯酸為AlCl₃、FeCl₃、BeCl₂、SnCl₄、CrCl₃、BiCl₃、LaCl₃、BF₃或ZnCl₂中的至少一種。