[发明专利]一种低介电共混聚酰亚胺及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种低介电共混聚酰亚胺的制备方法，本发明通过含噻蒽结构和酯键的二胺、含氟二胺分别与含氟二酐单体制备的聚酰胺酸的共混，利用硫醚键与金属有良好的亲和性，提高聚酰亚胺与金属铜的粘结性，同时引入的刚性且平面的结构，可提高聚酰亚胺的热稳定性，降低其热膨胀系数，并结合酯键可增强聚酰亚胺的分子间作用力，降低聚酰亚胺的热膨胀系数。本发明通过三种单体聚合共混所制备的共混聚酰亚胺具有低的介电常数、低的热膨胀系数和高的热稳定性，解决了聚酰亚胺的在低频率下介电常数高且不稳定、热膨胀系数高等问题。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺材料技术领域，更具体地，涉及一种低介电共混聚酰亚胺及制备方法和应用。

背景技术

随着5G、物联网等领域的快速发展，微电子技术作为其中的关键性技术，已经成为世界高科技竞争的热点，但对材料性能的要求也越来越高。聚酰亚胺作为目前微电子领域应用的关键性材料，介电常数通常在3.0～3.6之间，但面对如今信号高频、高速的传输需求，传统聚酰亚胺材料已经难以满足当下对电介质材料的要求，逐渐成为限制微电子技术发展的瓶颈。

目前，在CN202111081267.4一种低介电聚酰亚胺基复合薄膜及其制备方法和应用公开以均苯四甲酸二酐和4,4'-二氨基二苯为原料制备聚酰胺酸溶液，然后添加纳米笼型苯基倍半硅氧烷后，经亚胺化后制得低介电聚酰亚胺基复合薄膜。该专利通过在聚酰亚胺中引入带有微孔结构的笼型苯基倍半硅氧烷造成纳米空洞，在聚酰亚胺基体中引入空气(介电常数约为1.0)有效降低聚酰亚胺的介电常数。虽然在聚酰亚胺中添加介孔材料能够有效的降低介电常数，但是，该方式极其受限于介孔材料的性能影响以及受到介孔材料在聚酰亚胺中的分散的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中聚酰亚胺的在低频率下介电常数高且不稳定的不足，提供一种低介电共混聚酰亚胺的制备方法。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种低介电共混聚酰亚胺及应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种低介电共混聚酰亚胺的制备方法，其制备步骤包括：

S1.将含氟二胺和含氟二酐按比例加入到惰性气体保护的极性非质子溶剂中，搅拌反应，得到均相、粘稠的聚酰胺酸胶液A；

S2.将含噻蒽结构和酯键的二胺和含氟二酐按比例加入到惰性气体保护的极性非质子溶剂中，搅拌反应，得到均相、粘稠的聚酰胺酸胶液B；

S3.将步骤S1中的聚酰胺酸胶液A和步骤S2中的聚酰胺酸胶液B按比例混合在一起，控制温度-10～40℃，搅拌4～12小时，制备共混型聚酰胺酸胶液；

S4.将步骤S3中得到的混合聚酰胺酸胶液均匀涂覆在洁净的玻璃上，对聚酰胺酸胶液进行酰亚胺化后，得到聚酰亚胺薄膜。

进一步地，步骤S1中所述的含氟二胺为下列结构中的一种或多种：

进一步地，步骤S2中所述的含噻蒽结构和酯键的二胺结构为：

进一步地，所述含氟二酐单体为下述结构中的一种或多种：

进一步地，步骤S1中所述含氟二胺单体与二酐单体的摩尔比为1:0.9～1.1，步骤S2中所述含噻蒽结构和酯键的二胺与含氟二酐的摩尔比为1:0.9～1.1。

进一步地，步骤S1和S2中所述强极性非质子有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基砜、环丁砜、1,4-二氧六环、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、间甲酚、四氢呋喃中的一种或一种以上。

进一步地，步骤S3中所述的聚酰胺酸溶液A与聚酰胺酸溶液B的质量比为50:50～99:1。