[發明專利]一種低介電共混聚酰亞胺及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211079828.1
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115850699A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 劉亦武;周志峰;譚井華;黃杰;堯兵;周志遠;錢洪炎
• 申請（專利權）人: 江西有澤新材料科技有限公司;湖南工業大學
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C08J5/18;C08L79/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 杜梅花

本發明公開了一種低介電共混聚酰亞胺的制備方法，本發明通過含噻蒽結構和酯鍵的二胺、含氟二胺分別與含氟二酐單體制備的聚酰胺酸的共混，利用硫醚鍵與金屬有良好的親和性，提高聚酰亞胺與金屬銅的粘結性，同時引入的剛性且平面的結構，可提高聚酰亞胺的熱穩定性，降低其熱膨脹系數，并結合酯鍵可增強聚酰亞胺的分子間作用力，降低聚酰亞胺的熱膨脹系數。本發明通過三種單體聚合共混所制備的共混聚酰亞胺具有低的介電常數、低的熱膨脹系數和高的熱穩定性，解決了聚酰亞胺的在低頻率下介電常數高且不穩定、熱膨脹系數高等問題。

技術領域

本發明涉及聚酰亞胺材料技術領域，更具體地，涉及一種低介電共混聚酰亞胺及制備方法和應用。

背景技術

隨著5G、物聯網等領域的快速發展，微電子技術作為其中的關鍵性技術，已經成為世界高科技競爭的熱點，但對材料性能的要求也越來越高。聚酰亞胺作為目前微電子領域應用的關鍵性材料，介電常數通常在3.0～3.6之間，但面對如今信號高頻、高速的傳輸需求，傳統聚酰亞胺材料已經難以滿足當下對電介質材料的要求，逐漸成為限制微電子技術發展的瓶頸。

目前，在CN202111081267.4一種低介電聚酰亞胺基復合薄膜及其制備方法和應用公開以均苯四甲酸二酐和4,4'-二氨基二苯為原料制備聚酰胺酸溶液，然后添加納米籠型苯基倍半硅氧烷后，經亞胺化后制得低介電聚酰亞胺基復合薄膜。該專利通過在聚酰亞胺中引入帶有微孔結構的籠型苯基倍半硅氧烷造成納米空洞，在聚酰亞胺基體中引入空氣(介電常數約為1.0)有效降低聚酰亞胺的介電常數。雖然在聚酰亞胺中添加介孔材料能夠有效的降低介電常數，但是，該方式極其受限于介孔材料的性能影響以及受到介孔材料在聚酰亞胺中的分散的影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術中聚酰亞胺的在低頻率下介電常數高且不穩定的不足，提供一種低介電共混聚酰亞胺的制備方法。

本發明要解決的另一技術問題是提供一種低介電共混聚酰亞胺及應用。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

一種低介電共混聚酰亞胺的制備方法，其制備步驟包括：

S1.將含氟二胺和含氟二酐按比例加入到惰性氣體保護的極性非質子溶劑中，攪拌反應，得到均相、粘稠的聚酰胺酸膠液A；

S2.將含噻蒽結構和酯鍵的二胺和含氟二酐按比例加入到惰性氣體保護的極性非質子溶劑中，攪拌反應，得到均相、粘稠的聚酰胺酸膠液B；

S3.將步驟S1中的聚酰胺酸膠液A和步驟S2中的聚酰胺酸膠液B按比例混合在一起，控制溫度-10～40℃，攪拌4～12小時，制備共混型聚酰胺酸膠液；

S4.將步驟S3中得到的混合聚酰胺酸膠液均勻涂覆在潔凈的玻璃上，對聚酰胺酸膠液進行酰亞胺化后，得到聚酰亞胺薄膜。

進一步地，步驟S1中所述的含氟二胺為下列結構中的一種或多種：

進一步地，步驟S2中所述的含噻蒽結構和酯鍵的二胺結構為：

進一步地，所述含氟二酐單體為下述結構中的一種或多種：

進一步地，步驟S1中所述含氟二胺單體與二酐單體的摩爾比為1:0.9～1.1，步驟S2中所述含噻蒽結構和酯鍵的二胺與含氟二酐的摩爾比為1:0.9～1.1。

進一步地，步驟S1和S2中所述強極性非質子有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、二甲基砜、環丁砜、1,4-二氧六環、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、間甲酚、四氫呋喃中的一種或一種以上。

進一步地，步驟S3中所述的聚酰胺酸溶液A與聚酰胺酸溶液B的質量比為50:50～99:1。