[发明专利]一种低介电液晶高分子树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及薄膜材料技术领域，公开了一种低介电液晶高分子树脂及其制备方法和应用。该方法包括：(1)在溶剂Ⅰ存在下，将苯乙烯、引发剂和乳化剂进行第一接触反应，得到聚苯乙烯乳液；(2)在溶剂Ⅱ存在下，将聚苯乙烯乳液、一水合氨、正硅酸四乙酯进行第二接触反应，经过第一干燥得到二氧化硅空心微球；(3)在溶剂Ⅲ存在下，将二氧化硅空心微球与3‑氨丙基三乙氧基硅烷进行第三接触反应，经过第二干燥得到氨基化二氧化硅空心微球；(4)在溶剂Ⅳ存在下，将氨基化二氧化硅空心微球与聚酰亚胺酸溶液进行第四接触反应后涂覆于基体上，并进行第三干燥和焙烧处理。本发明提供的方法能够制备得到低介电常数的液晶高分子树脂。

技术领域

本发明涉及薄膜材料技术领域，尤其涉及一种低介电液晶高分子树脂及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰亚胺(Polyimide，PI)是一种液晶高分子树脂，其在电场作用下，从无序透明态到有序不透明态的性质，可用以制作液晶显示器。聚酰亚胺具有可靠的综合性能，例如良好的耐高温、化学稳定性、低介电常数、良好的机械性能、耐辐射和高电气强度，被广泛应用于微电子、光电子和航空领域。

作为绝缘介质材料，聚酰亚胺在5G通讯领域要求具有尽可能低的介电常数和介电损耗以保证信号传输的速度和效率。然而，传统的聚酰亚胺薄膜存在介电常数较高的缺陷，其介电常数在3.0～4.0之间，介电损耗约0.02。

针对降低聚酰亚胺介电常数，目前常用的方法包括氟化改性、构筑多孔结构和复合低介电常数填料。

其中，相比于填充低介电常数填料和聚酰亚胺主链氟化改性，在聚酰亚胺材料中构筑多孔结构效果更明显。因此，将聚酰亚胺制造成多孔结构以求引入空气成为降低其介电常数最有效的方法。然而，直接在聚酰亚胺材料上构筑多孔结构其生产成本高，而且反应过程不易控制。

因此，开发一种能够有效降低液晶高分子树脂材料的介电常数和损耗的方法，对于满足高速发展的集成电路技术具有重要的意义。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低介电液晶高分子树脂及其制备方法和应用，旨在解决现有用于通信领域的聚酰亚胺薄膜介电常数和介电损耗较高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种制备低介电液晶高分子树脂的方法，该方法包括以下步骤：

(1)在溶剂Ⅰ存在下，将苯乙烯、引发剂和乳化剂进行第一接触反应，得到聚苯乙烯乳液；

(2)在溶剂Ⅱ存在下，将所述聚苯乙烯乳液与一水合氨进行混合溶解，得到第一混合溶液，将正硅酸四乙酯与所述第一混合溶液进行第二接触反应，并将所述第二接触反应得到的产物进行第一干燥，得到二氧化硅空心微球；

(3)在溶剂Ⅲ存在下，将所述二氧化硅空心微球与3-氨丙基三乙氧基硅烷进行第三接触反应，并将所述第三接触反应得到的产物进行第二干燥，得到氨基化二氧化硅空心微球；

(4)在溶剂Ⅳ存在下，将氨基化二氧化硅空心微球与聚酰亚胺酸溶液进行第四接触反应，得到第二混合溶液，将所述第二混合溶液涂覆于基体上，并将涂覆有所述第二混合溶液的基体依次进行第三干燥和焙烧处理；

其中，在步骤(4)中，所述氨基化二氧化硅空心微球的质量分数为1-10wt％。

本发明第二方面提供一种由第一方面所述的方法制备得到的低介电液晶高分子树脂。

本发明第三方面提供第二方面所述低介电液晶高分子树脂在集成电路、5G通信中的应用。

本发明将含氟聚酰亚胺材料体系与氨基化二氧化硅空心微球结合，在显著低成本的同时，不仅可以得到具有较低介电常数的液晶高分子树脂材料，而且还可以改善材料的机械性能。

发明人还发现，通过控制所述氨基化的二氧化硅空心微球的质量分数，能够获得介电性能更优的液晶高分子树脂材料。