[发明专利]一种低介电聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于低介电材料领域，公开了一种低介电聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。该低介电聚酰亚胺薄膜是先将二元胺单体和二元酐单体分别溶解于有机溶剂中，反应得到聚酰胺酸溶液；用强碱性溶液溶解中空玻璃微球得到表面羟基化的中空玻璃微球，再将该表面羟基化的中空玻璃微球溶解于乙醇溶液中，加入表面改性剂，得到改性中空玻璃微球；将改性中空玻璃微球、聚四氟乙烯微粉和聚酰胺酸溶液在20～50℃进行搅拌，将所得混合溶液旋涂，得到聚酰胺酸薄膜，在100～400℃经梯度亚胺化处理制得。本发明聚酰亚胺薄膜的厚度均匀可控、介电常数低、介电损耗小，可应用于集成电路介电材料、5G通信天线材料领域。

技术领域

本发明属于低介电材料领域，更具体地，涉及一种低介电聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

第五代移动通信技术(5th generation mobile networks，简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术。5G以其超高密度、超高速率、超低时延、超广连接和超高可靠性和安全性等特点成为新一代的无线移动通信技术，在5G高频高速的工作条件下，传输线介质材料的合理选择及参数的设计对传输线的损耗具有决定性的影响，信号传输的完整性和准确性要求传输线介质材料具有低介电常数和低损耗的特性。适合高密度、高频和高速化集成电路应用的低介电低损耗柔性覆铜板(FPC)国产化材料正成为该行业的研发重点。目前，国内高端柔性覆铜板较少，以低端为主，而限制国内高端柔性覆铜板技术发展的重点关键在于低介电聚酰亚胺基膜的开发。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明首要目的在于提供一种低介电聚酰亚胺薄膜。该薄膜具有耐热性良好，低的介电常数、低的介电损耗等特点。

本发明的另一目的在于提供上述低介电聚酰亚胺薄膜的制备方法。该方法简单，薄膜厚度均匀可控。

本发明的再一目的在于提供上述低介电聚酰亚胺薄膜的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种低介电聚酰亚胺薄膜，所述低介电聚酰亚胺薄膜是先将二元胺单体和二元酐单体分别溶解于有机溶剂中，在保护气氛和室温下反应得到聚酰胺酸溶液；用强碱性溶液溶解中空玻璃微球得到表面羟基化的中空玻璃微球，再将该表面羟基化的中空玻璃微球溶解于乙醇溶液中，加入表面改性剂，得到改性中空玻璃微球；然后将该改性中空玻璃微球、聚四氟乙烯微粉和聚酰胺酸溶液在20～50℃进行搅拌，将所得混合溶液进行旋涂，得到聚酰胺酸薄膜，最后在100～400℃经梯度亚胺化处理制得。

优选地，所述的二元胺单体和二元酐单体的摩尔比为1：(1～1.2)；所述二元胺单体和二元酐单体的总质量与有机溶剂的质量比为(0.1～0.5)：2。

优选地，所述的二元酐单体为6FDA、6FXDA、PFPDA、3FDA、3FXDA、3FX3FXDA中的一种以上，其分子结构式如下所示：

优选地，所述的二元胺单体为TFMOB、3,3’-6FDAm、3FDAm、TFMB、4,4’-6FDAm或BDAF中的一种以上，其分子结构式如下所示：

优选地，所述的表面改性剂为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基甲基二甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷或1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷中的一种以上。

优选地，所述的表面改性剂与表面羟基化的中空玻璃微球的质量比为1：(10～100)。

优选地，所述的改性中空玻璃微球、聚四氟乙烯微粉和聚酰胺酸溶液中聚酰胺酸的质量比为1：(1～10)：(1～100)。