[发明专利]一种耐水性优异的低介电常数聚酰亚胺薄膜

说明书

本发明涉及一种耐水性优异的低介电常数聚酰亚胺薄膜及其制备方法，本发明的耐水性优异的低介电常数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，以重量含量计，所述聚酰亚胺薄膜含有0.1‑1.5％含氟树脂包覆纳米二氧化硅微粒，所述含氟树脂包覆纳米二氧化硅微粒的粒径为30‑200nm。本发明的聚酰亚胺薄膜，通过添加一定量的含氟树脂包覆纳米二氧化硅微粒，获得一种具有低介电常数、高耐水性的聚酰亚胺薄膜。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种耐水性优异的低介电常数聚酰亚胺薄膜。

背景技术

近年来，聚酰亚胺是重复单元中含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物，刚性酰亚胺结构赋予了聚酰亚胺优异的力学性能、耐高低温性能及绝缘性能等，聚酰亚胺因此而被广泛应用于电子电器、航空航天等领域。另一方面，随着微电子行业的发展，电子产品越来越趋向于轻薄化、小型化，随之对电子元器件等的要求也越来越严格。例如要求芯片尺寸越来越小，然而芯片的尺寸缩小至一定大小时，布线之间的电感-电容效应逐渐增强，导线电流的相互影响使信号延迟现象变得十分醒目。电子信号在传递中所造成的延迟，是电子元件速度受限的主要原因，为了降低信号传递的延迟，可以使用低介电常数的材料作为绝缘层，以降低导线间的电容值，提升元件运作速度及降低噪声干扰。绝缘层阻绝电流通过，而具备较低介电常数的绝缘材料可避免于线路上形成不必要的杂散电容。由此，在作为优异绝缘材料的聚酰亚胺领域，开发具有低介电常数的聚酰亚胺薄膜尤为重要。

目前，大多采用在聚酰亚胺薄膜骨架中引入氟原子以降低摩尔极化度或在薄膜上构建多孔性结构来降低聚酰亚胺薄膜的介电常数。然而，在聚酰亚胺骨架中引入氟原子，聚酰亚胺薄膜介电常数降低的同时，聚酰亚胺薄膜的耐水性下降，影响了聚酰亚胺薄膜的力学性能，由此该聚酰亚胺薄膜的应用受到限制。另一方面，构建多孔结构聚酰亚胺薄膜大多涉及后期去除模板等问题，制造程序复杂，并因大量微孔结构的存在导致聚酰亚胺薄膜的力学性能下降而限制了应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种具有优异的耐水性，同时具有低介电常数的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

按照本发明提供的技术方案，以重量含量计，所述聚酰亚胺薄膜含有0.1-1.5％含氟树脂包覆纳米二氧化硅微粒。

其中，所述含氟树脂包覆纳米二氧化硅微粒的粒径为10-200nm。

此外，所述含氟树脂为聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-全氟丙基乙烯基醚共聚物中的一种或几种。

此外，所述含氟树脂包覆纳米二氧化硅微粒由下述方法制得：

(1)将含氟树脂粉体加入酯类溶剂中，制备固含量10-20％的溶液，分散均匀获得含氟树脂分散液；

(2)向每100重量份的含氟树脂分散液中加入30-40重量份二氧化硅纳米粒子，在50-80℃下搅拌反应3-6小时，降至室温，离心除去离心液，干燥，得到含氟树脂包覆二氧化硅微粒。

此外，所述酯类溶剂为乙酸丁烯酯、乙酸苯酯、甲酸戊酯、甲酸丙酯中的一种或几种。

此外，在步骤(1)中，还加入占含氟树脂粉体的5-10％的分散剂，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、单十二烷基磷酸酯钾、月桂醇醚磷酸酯钾中的一种或几种。

此外，所述含氟树脂粉体的粒径为0.5-25μm；所述二氧化硅纳米粒子的粒径为15-80nm。

此外，在步骤(1)中，所述分散是在105-115℃下以500rpm-800rpm的搅拌速度下分散20-30min。

本发明还提供一种如上所述耐水性优异的低介电常数聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)将二元胺溶于有机溶剂中，制得重量浓度5-10％的二元胺溶液，然后向二元胺溶液中加入二元酐，制得聚酰胺酸溶液；