[发明专利]一种聚酰亚胺多孔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及聚合物介电材料制备的技术领域，公开了一种聚酰亚胺多孔膜的制备方法，将两种不同的芳族二异氰酸酯溶于极性溶剂中，再加入芳族二酐，充分搅拌得中间产物聚酰胺酸，再在聚酰胺酸中加入成孔剂进行混合均匀，后脱泡后涂覆在玻璃板上，然后进行热处理，最后除去成孔剂即得到所述聚酰亚胺多孔膜。通过此特殊方法，从而获得同时具有低介电常数、孔隙分布均匀、热稳定性好、尺寸稳定性好的高性能聚酰亚胺多孔膜，由此可加快信号的传输速度，减少信号干扰和感应偶合，更好的应用在集成电路行业中。

技术领域

本发明涉及聚合物介电材料制备的技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺多孔膜及其制备方法。

背景技术

随着科学技术日新月异的发展，集成电路行业向着低维度、大规模甚至超大规模集成发展的趋势日益明显。为了加快信号的传输速度，减少信号干扰和感应偶合，必须使用低介电常数的材料。对于新一代的介电材料，要求介电常数在2.2以下。聚酰亚胺因其突出的热性能和力学性能，成为最有发展前途的聚合物介电材料。由于普通的聚酰亚胺介电常数通常在3～4之间，因此合成具有更低介电常数的聚酰亚胺材料已经成为目前研究的热点。

根据Clausius Mossotti方程，材料的介电常数与其摩尔极化率和摩尔体积密切相关。因此，目前降低PI介电常数的方法主要有两大类：(1)引入低极化能力的取代基以减少分子中偶极子的极化能力。(2)通过在材料内部引入大体积的基团甚至孔洞结构，以减少单位体积内偶极子的数目。

普通的聚酰亚胺薄膜的介电常数在3～4，已不能满足现阶段集成电路的需要，而传统聚酰亚胺多孔膜有较低的介电常数，但是其孔隙分布不均匀，热稳定性较差，尺寸稳定性不好。

上述Clausius Mossotti方程为：

其中，Pm为原子团的摩尔极化率，Vm为原子团摩尔体积。

发明内容

有鉴于此，本发明期望提供一种聚酰亚胺多孔膜的制备方法，使其在具有低介电常数的同时，孔隙分布均匀，热稳定性好，尺寸稳定性好。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明目的在于提供一种聚酰亚胺多孔膜的制备方法，包括以下步骤：将两种不同的芳族二异氰酸酯溶于极性溶剂中，再加入芳族二酐，充分搅拌得中间产物聚酰胺酸，再将聚酰胺酸脱泡后涂覆在玻璃板上，然后进行热处理，得到所述聚酰亚胺多孔膜。

进一步地，在得到中间产物聚酰胺酸后，再加入成孔剂进行混合均匀，后脱泡后涂覆在玻璃板上，然后进行热处理，最后除去成孔剂即得到所述聚酰亚胺多孔膜。

进一步地，所述芳族二异氰酸酯选自4-甲基-间亚苯基二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4′-亚甲基双(异氰酸苯酯)、2,4,6-三甲基-1,3-苯二异氰酸酯或2,3,5,6-四甲基-1,4-苯二异氰酸酯中的一种；

进一步地，所述芳族二酐选自3,4,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、1,2,4,5-苯四甲羧酸二酐、3,4,3’,4’-联苯基四羧酸二酐中的一种。

进一步地，所述极性溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

进一步地，所述成孔剂选自SiO₂，陶瓷，铝粉，镁粉中的一种或几种。

进一步地，两种不同的芳族二异氰酸酯与芳族二酐共聚反应条件为在氮气保护和0～40℃温度下。

进一步地，两种不同的芳族二异氰酸酯与芳族二酐充分搅拌得到中间产物聚酰胺酸，所述聚酰胺酸的固含量在13～16wt％之间。

更进一步地，所述聚酰胺酸的固含量为15wt％。