[发明专利]一种低介电复合材料，其制备方法、用途以及降低聚合物介电常数的方法

说明书

本发明涉及一种低介电复合材料，其制备方法、用途以及降低聚合物介电常数的方法，所述低介电复合材料包括共混有1～20wt％的陶瓷纳米粒子的聚合物，所述聚合物为热塑性树脂和/或热固性树脂；本发明通过克服传统的技术偏见，通过在热塑性和/或热固性聚合物中共混陶瓷纳米粒子，并且控制共混有陶瓷纳米粒子的聚合物中陶瓷纳米粒子的含量为1～20wt％，得到的复合材料的介电常数显著小于原聚合物，上述改性方法不失为一种简单便捷的降低聚合物介电常数的方法，具有较大的理论研究价值和工业化应用价值。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种低介电复合材料，其制备方法、用途以及降低聚合物介电常数的方法。

背景技术

随着电子信息技术的快速发展，对电子信息材料的电磁性能提出了越来越高的要求，电介质材料作为电子信息材料中的一个重要组成部分，被广泛应用到印制电路板和芯片当中，随着5G通讯技术的发展，通讯带宽的不断上升，由材料介电性能过高导致的信号延迟是一个亟待解决的问题，在现有的通讯基板中，电磁信号的延迟时间与所使用封装材料的介电常数的平方根成正比，电磁信号的传播损失率也与介电损耗和介电常数的平方根成正比，在芯片设备中，电信号的延迟时间也与封装材料的介电常数、电阻率、互联金属线长度的平方成正比，因此，为了降低信号延迟，提高信噪比，电子信息技术产业急需具有低介电常数的电介质材料。

目前，现有的芯片封装用聚合物材料主要为具有较低介电常数的聚酰亚胺和聚四氟乙烯，其在适用频率范围内的介电常数通常在3～4左右，在基板材料中，使用最多的聚合物材料是环氧树脂，其在适用频率范围内的介电常数通常为3～5，上述材料均难以满足5G通讯中对于材料介电性能的要求。

降低聚合物材料介电常数的方法主要有设计极性分子更少的聚合物材料、在聚合物材料中大量添加低介电常数的填料或使用介电常数更低的玻纤布替代聚合物材料等，然而，此类方法得到的聚合物材料要么成本高昂，要么阻燃和力学性能无法满足电子设备的需求，而且，得到的聚合物材料其介电常数的下降十分有限，难以满足商业化生产的需求。

现有技术中降低聚合物介电常数的方法较少，但提高聚合物介电常数的方法较多，常见的提高聚合物介电常数的方法即为在聚合物中共混具有较高介电常数的纳米粒子，例如，CN104553199A中公开了一种单层介电聚偏氟乙烯膜，包括纯聚偏氟乙烯膜以及包覆在其上下表面的改性钛酸钡杂化的聚偏氟乙烯膜层，改性钛酸钡作为一种陶瓷材料自身具有极高的介电常数，使得共混有钛酸钡的复合材料的介电常数也大大提高；CN106280281A中公开了一种环氧塑封料，其原料组成包括30～70％的高介电填料，10～50％的环氧树脂，10～50％的酚醛树脂，10～20％的固化剂，0.1～0.5％的固化促进剂，0.1～1％的偶联剂，1～10％的增韧剂，0.1～0.5％的脱模剂和1～10％的阻燃剂，其同样利用大量添加具有高介电常数的填料将复合材料整体的介电常数提升至20～35(1kHz)。

在现有技术的基础上，本领域的技术人员需要尝试一种新的材料设计思路，克服传统技术中的偏见，通过采用适当的原料配比或加工工艺来获得一种介电常数低于原聚合物材料的复合材料。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于通过尝试一种新的材料设计思路，克服传统技术中的偏见，采用适当的原料配比或加工工艺来获得一种介电常数低于原聚合物材料的复合材料。

为达此目的，本发明的目的之一在于提供一种低介电复合材料，所述低介电复合材料包括共混有陶瓷纳米粒子的聚合物。

按重量百分数计算，所述共混有陶瓷纳米粒子的聚合物中陶瓷纳米粒子的含量为1～20wt％，例如为2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％或19wt％等。

所述聚合物为热塑性树脂和/或热固性树脂。