[發明專利]一種基板材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110400487.2
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113235225B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 李勃;李盼;張晗;賈璐娜;劉奕博;王峰;于璐;王浩
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/54;D01D5/00;D01D5/14;H01L21/48;H01L23/14
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 張建珍

本發明公開了一種基板材料及其制備方法，該基板材料的制備方法包括準備包括熱塑性材料的懸浮分散液；并將紡絲助劑溶于溶劑中，制得紡絲助劑溶液；而后將懸浮分散液和紡絲助劑溶液混合制備紡絲液；再采用紡絲液進行氣紡絲，制備前驅體纖維膜；而后進行燒結。本發明基板材料的制備方法通過添加紡絲助劑可輔助熱塑性材料通過氣紡絲的方式形成紡絲纖維，其中采用氣紡絲方式對紡絲液要求低，從而可提高適用性，便于大規模生產；并且通過氣紡絲可在纖維膜結構中引入氣孔，調控纖維膜的介電常數，降低基板材料的介電常數和介電損耗，提高基板材料的電學性能。

技術領域

本發明涉及基板材料技術領域，尤其是涉及一種基板材料及其制備方法。

背景技術

基板是制備集成電路的基本材料之一，它起著電器絕緣、支撐元器件等作用。對于剛性基板材料，需要具有一定的抗折抗彎的力學性能，適用于特定應用的介電性能，低的熱膨脹系數等特定；而對于柔性襯底材料，則還需要具有輕、薄、軟等特點，從而保證在彎曲、卷繞、折疊、扭曲、拉伸等機械變形下仍保持穩定的電學性能。

電學性能是基板材料最重要的特性之一，低介電常數和低損耗有利于信號的高速低損傳輸。現有的基板材料制備通常直接采用基板基礎原料制成紡絲液，而后通過靜電紡絲制成纖維膜，進而制成基板材料。其中，由于靜電紡絲技術的作用力為電場力，一般要求紡絲液具有導電性；并且在電場力作用下，會使得膜產品中纖維較為致密，不利于基板材料的電學性能的提升。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種基板材料及其制備方法。

本發明的第一方面，提出了一種基板材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、準備含熱塑性材料的懸浮分散液；將紡絲助劑溶于溶劑中，制得紡絲助劑溶液；而后將所述懸浮紡絲液和所述紡絲助劑溶液混合制備紡絲液；

S2、采用所述紡絲液進行氣紡絲，制備前驅體纖維膜；

S3、對所述前驅體纖維膜進行燒結。

根據本發明實施例的基板材料的制備方法，至少具有以下有益效果：該制備方法通過準備含熱塑性材料的懸浮分散液，并將紡絲助劑溶于溶劑中制備紡絲助劑溶液，再將懸浮分散液和紡絲助劑溶液混合制備紡絲液，而后通過氣紡絲制備前驅體纖維膜，再進行燒結制備基板材料。其中，紡絲液制備中，通過紡絲助劑的添加可輔助熱塑性材料通過氣紡絲的方式形成紡絲纖維；采用氣紡絲技術，通過氣體剪切力作為牽引力拉伸形成纖維，對紡絲液要求低，無需要求紡絲液具有導電性能，可提高其適用性，便于大規模生產；另外，在氣紡絲過程中可引入氣孔，使所制得的纖維膜具有疏松的多孔網狀結構，從而可通過孔隙結構調節纖維膜的介電常數，使產品基板材料具有較低的介電常數和介電損耗，提高基板材料的電學性能。

在本發明的一些實施方式中，步驟S1中，所述熱塑性材料選自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚酰亞胺、聚苯醚粒中的至少一種，優選采用聚四氟乙烯，且熱塑性材料一般采用顆粒狀熱塑性材料。

步驟S1中，紡絲助劑一般采用聚合物紡絲助劑。在本發明的一些實施方式中，所述紡絲助劑選自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚氧化乙烯(PEO)中的至少一種，具體可采用以上不同分子量的聚合物紡絲助劑，優選采用30萬分子量的PEO。

在本發明的一些實施例中，準備含熱塑性材料的懸浮分散液，包括：將熱塑性材料、表面活性劑和溶劑混合制備懸浮分散液；或將熱塑性材料懸浮分散原液稀釋配制懸浮分散液。采用表面活性劑輔助熱塑性材料分散于溶劑中以制備懸浮分散液，可保證熱塑性材料的均勻分散。并且，在研究過程中發現，將熱塑性材料、表面活性劑、紡絲助劑和溶劑直接混合會發生絮凝現象，因此，需分布先分別配制含熱塑性材料的懸浮分散液和紡絲助劑溶液，再將兩者混合制備紡絲液。