[发明专利]一种高导热的低介电常数复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种高导热的低介电常数复合材料的制备方法及其应用，该方法采用将玻璃纤维、二氧化钙球磨后煅烧，再将煅烧产物碾碎进行二次球磨，将得到的煅烧产物球磨颗粒与水解聚马来酸酐、聚对苯二甲酸乙二醇酯加热搅拌反应，再将热反应混合料与浓硫酸混合后超声处理、抽滤、洗涤滤饼并干燥得到磺化产物，最后将磺化产物与聚乙酰胺、聚苯硫醚混合，加入聚乙二醇升温搅拌，再加入交联剂继续搅拌，经真空脱气后固化处理、热压，得到成品低介电常数复合材料。制备而成的高导热的低介电常数复合材料，其介电常数低、导热性能好，在电子元器件上具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及电子材料技术领域，具体涉及一种高导热的低介电常数复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

低介电常数材料或称低K材料，是当前半导体行业研究的热门话题。通过降低集成电路中使用的介电材料的介电常数，可以降低集成电路的漏电电流，降低导线之间的电容效应，降低集成电路发热等等。随着电子设备的小型化及多功能化的快速发展，电子工业迫切需要更低介电和更高导热聚合物材料，以降低器件功率损耗和提高电子设备的散热能力，这就需要开发新型的低介电常数高导热性能的材料。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种高导热的低介电常数复合材料的制备方法及其应用，该方法采用将玻璃纤维、二氧化钙球磨后煅烧，再将煅烧产物碾碎进行二次球磨，将得到的煅烧产物球磨颗粒与水解聚马来酸酐、聚对苯二甲酸乙二醇酯加热搅拌反应，再将热反应混合料与浓硫酸混合后超声处理、抽滤、洗涤滤饼并干燥得到磺化产物，最后将磺化产物与聚乙酰胺、聚苯硫醚混合，加入聚乙二醇升温搅拌，再加入交联剂继续搅拌，经真空脱气后固化处理、热压，得到成品低介电常数复合材料。制备而成的高导热的低介电常数复合材料，其介电常数低、导热性能好，在电子元器件上具有良好的应用前景。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高导热的低介电常数复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将玻璃纤维20-30份、二氧化钙22-28份投入球磨机中，加入钢球进行首次球磨处理，随后将得到的球磨混合物与烧结剂2-4份置于管式炉中煅烧，煅烧温度为1500℃，煅烧时间为2-3小时，待煅烧产物冷却至室温后，将其碾碎进行二次球磨处理，得到煅烧产物球磨颗粒；

(2)将水解聚马来酸酐8-12份、聚对苯二甲酸乙二醇酯6-8份和步骤(1)得到的煅烧产物球磨颗粒加入到加热搅拌器中，在80-90℃下按照200转/分钟的转速加热搅拌80-100分钟，得到热反应混合料；

(3)按质量比1:10将步骤(2)得到的热反应混合料与质量浓度为85％的浓硫酸混合进行超声处理，随后将超声混合液进行抽滤，收集滤饼，将滤饼用去离子水洗涤4-6次，随后在75-85℃下干燥10小时，得到磺化产物；

(4)将聚乙酰胺3-5份、聚苯硫醚2-4份与步骤(3)所得磺化产物混合，加入混合物10倍重量份的聚乙二醇，升温至80-90℃，保温搅拌15-25分钟，加入交联剂2-4份，继续保温搅拌10-20分钟，再将所得热搅拌反应物在120℃下真空脱气90分钟，然后升温到150℃固化处理2-3小时，得固化产物；

(5)将步骤(4)得到的固化产物在130-150℃热压，得到成品材料。

进一步的，所述步骤(1)中的首次球磨处理的球料比为15:1，球磨机的转速为350转/分钟，球磨时间为3-5小时，二次球磨处理的球料比为20:1，球磨机的转速为300转/分钟，球磨时间为60-90分钟。

进一步的，所述步骤(1)中的烧结剂优选为以玻璃沙和钾长石按照2:1的质量比配制而成的混合物。

进一步的，所述步骤(3)中超声处理的功率为350-450W，时间为20-30分钟。

进一步的，所述步骤(5)中热压所用压力为1-2MPa，热压时间为10-20分钟。