[发明专利]一种聚芳硫醚砜基低介电常数膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种低介电常数聚芳硫醚砜基膜及其制备方法，属于高分子膜领域。本发明提供一种聚芳硫醚砜基低介电常数膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：1)制备聚芳硫醚砜及其衍生物的溶液；2)预处理；3)定型成膜；4)后处理。本发明以聚芳硫醚砜及其衍生物为基材，通过预处理、定型和后处理，制得了一种聚芳硫醚砜基低介电常数膜，所得膜具有较低的介电常数(介电常数在1.8～2.9)、较低的介电损耗(介电损耗为10^‑4～10^‑2)，同时具有良好的机械性能和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种低介电常数聚芳硫醚砜基膜及其制备方法，属于高分子膜领域。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，超大规模集成电路集成度快速提高，其电子器件尺寸也发展到深亚微米级水平，体积不断缩小，布线也越来越复杂。随着特征尺寸的不断减小，互连寄生的电阻和电容便会引起信号传输的延迟、串扰及能量损耗。为了达到集成电路高集成度的要求，提高信号的传输速度，封装内的高密度的信号线路要求彼此之间保持电绝缘，应选取介电常数尽可能低的材料作为金属层间的绝缘材料，以确保最小的电交互信号能够正常在相邻的线路中传输。随着通讯技术的快速发展，对于材料的介电常数提出了更高的要求，通常要求k＜3，目前常用的低介电工程塑料包括PPO、PPS、LCP、PI等，然而这并不能满足未来通讯技术的使用要求，往往需要对材料进行改性以制备具有更低介电常数的材料。

获得更低介电常数主要有两种途径，一种是降低材料的极化率，这可以通过引入强极性的氟原子实现，这主要是由于氟原子具有强极性，它可以牢牢地束缚电子防止其产生极化，从而降低极化率，另一种是通过降低材料的密度来减少单位体积中的极化原子，可以引入一些具有高自由体积的官能团来降低单位体积内的极化率，或者在材料中引入孔洞，由于空气的介电常数最低，仅为1，这是降低材料介电常数最有效的方法。

现有技术中尚未有聚芳硫醚砜作为基材制备低介电常数膜的相关报道。

发明内容

本发明以聚芳硫醚砜及其衍生物为树脂基体，通过系列化的、组合型的加工方法，在聚芳硫醚砜薄膜引入空气孔洞，不仅降低介电常数，同时保持自身良好的机械性能、粘接性能、热稳定性；使得所制备的聚芳硫醚砜薄膜在信号高速传输过程中能够得到良好的应用。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种聚芳硫醚砜基低介电常数膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)制备聚芳硫醚砜及其衍生物的溶液：将聚芳硫醚砜及其衍生物10～40重量份和溶剂80～150重量份于120～220℃溶解2～10h；

2)预处理：将聚芳硫醚砜及其衍生物的溶液置于30～150℃的环境中处理1～12h；

3)定型成膜：将预处理的聚芳硫醚砜及其衍生物置于凝固浴中浸泡处理2～72h，然后再烘干定型得聚芳硫醚砜及其衍生物膜；

4)后处理：最后将定型后聚芳硫醚砜及其衍生物膜进行热压处理得聚芳硫醚砜基低介电常数膜。

进一步，步骤1)中，所述溶剂选自：苯酚、四氯乙烷、浓硫酸、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺或盐酸中的至少一种。

进一步，步骤3)中，烘干指于60～100℃下干燥8～40h。

进一步，步骤3)中，所述凝固浴为去离子、乙醇、乙醚或甲醇中的至少一种。

进一步，步骤4)中，所述热压处理指：于120～320℃，压力0～5MPa的条件下热压2～50min。

进一步，步骤4)中，所述后处理指：将定型后聚芳硫醚砜及其衍生物膜夹在上下两层聚酰亚胺薄膜中间，然后压上压板，进行后处理。