本發明專利技術公開了一種低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括采用二酐和二胺制備成聚酰胺酸溶液，并和納米級含氟高分子粉體、納米級三氧化二鋁粉體、納米級二氧化硅粉體等添加劑一起制備聚酰亞胺薄膜，其特征是所述添加劑占聚酰胺酸中的重量比為10%?50%；本發明專利技術得到的一種低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜，在能夠保持良好的機械性能的基礎上，實現了介電常數≤2.6，介電損耗因子≤0.003，且工藝簡單，原料易購價格低廉。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，特別是一種低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的制備方法。
技術介紹
隨著技術發展及產品需求，印刷電路板的尺寸趨向輕、薄、短、小，而因應無線網絡及通信產品的頻率高頻化，傳輸速率快的高頻基板逐漸成為發展重點。作為高頻通信基板所使用的材料，能夠快速傳送數據為基本要求，且在傳送過程中不能造成數據損失或被干擾。已知電子信號在金屬導線間傳遞所造成的延遲，為半導體元件速度受限的主要原因。為了降低信號傳遞的時間延遲，可以低介電常數的材料作為導線間絕緣層，以降低導線間的電容值、提升元件運作速度及降低噪聲干擾。絕緣層阻絕電流通過，而具備較低介電常數(DielectricConstant，Dk)的絕緣材料可避免于線路上形成不必要的雜散電容(straycapacitance)。另外，該材料若造成損耗會浪費電能，故要求材料的介電損耗因子(DissipationFactor，Df)越小越好。聚酰亞胺(PI)具備良好耐熱性、耐化性、機械強度與高電阻抗等特性，已大量應用于電子產業，例如作為印刷電路板材料。然而，已知聚酰亞胺膜具有高介電常數及高損耗因子，作為高頻材料仍有缺點與限制。目前，降低PI材料的介電常數主要集中在以下幾個方面：（1）采用含氟的二酐、二胺單體，但由于含氟單體制備工藝復雜，成本高，所制備聚酰亞胺價格昂貴；（2）通過加熱或溶劑提取的方法除去添加劑從而得到多孔結構聚酰亞胺，在聚酰亞胺中引入空隙，如專利CN201410481836.8中采用三聚氰胺作為成孔劑，CN200610053038.0制備的蜂窩狀的聚酰亞胺薄膜、CN201410454474.3引入納米級孔徑，但是多孔聚酰亞胺結構強度下降、有效體積大，均不利于聚酰亞胺在大規模集成電路器件中的應用。近來，達邁公司的CN201510136576.5、CN201510160254.4、CN201410733633.3、CN201520175411.4等專利公開說明書中采用多層聚酰亞胺結構的方式來制備低介電常數的聚酰亞胺薄膜，但是相關的多層薄膜制備工藝復雜。另一方面目前相關的專利主要集中于對介電常數的降低，對介電損耗因子的降低關注較少，聚酰亞胺薄膜的介電損耗因子一般大于0.004。所以需要尋找一種合成工藝簡單、同時大幅降低介電常數和損耗因子的聚酰亞胺薄膜的制備方法，特別是要求制備Dk≤2.6，Df≤0.003的聚酰亞胺薄膜材料，是對聚酰亞胺薄膜提出的一個新的要求。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種成本低廉、工藝簡單并且可以降低介電常數和損耗因子的低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的制備方法。為了實現上述目的，本專利技術所設計的一種低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括以下步驟：（1）將二胺放入反應釜中，并用極性非質子溶劑溶解，然后再分批加入二酐到反應釜中，攪拌，制備成所需的聚酰胺酸溶液；（2）將納米級含氟高分子粉體、納米級三氧化二鋁粉體、納米級二氧化硅粉體三種添加劑均勻混合，然后加入到極性非質子溶劑中，分散均勻，制備成漿料；（3）將制備好的漿料加入上述制備的聚酰胺酸溶液的反應釜中，然后加入極性非質子溶劑調節控制最后反應生成物的粘度達到80000±1000CP，然后脫泡流延成膜即可。其中所述二胺為4,4-二氨基二苯醚、對苯二胺、4,4-二氨基二苯基甲烷、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷中的一種或兩種；其中所述的二酐為均苯四甲酸二酐（PMDA）、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐（BPDA）、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)、4,4'-聯苯醚二酐(ODPA)、4,4'-(六氟異丙烯)二酞酸酐(6FPA)中的一種或兩種，并且二酐和二胺不同時為一種；所述的極性非質子溶劑是二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺中的一種或幾種。所述的納米級含氟高分子粉體、納米級三氧化二鋁粉體、納米級二氧化硅粉體三種添加劑總重量占聚酰亞胺樹脂重量的比例為10%-50%。所述的納米級含氟高分子粉體、納米級三氧化二鋁粉體、納米級二氧化硅粉體三種添加劑的重量比為：納米級含氟高分子粉體：納米級三氧化二鋁粉體：納米級二氧化硅粉體=40%-60%：20%-40%：10%-30%，該百分比是指相對三種添加劑的總重量；所制備的聚酰亞胺薄膜的介電常數≤2.6，介電損耗因子≤0.003。納米級含氟高分子粉體可以大大降低介電常數和介電損耗因子，避免了采用引入含氟二酐或二胺單體導致的價格昂貴的問題，納米級三氧化二鋁粉體和納米級二氧化硅粉體在一定程度上也能起到降低介電常數的作用，通過填充能有效地降低介電損耗因子，同時對整個基體起到一定的增強作用。本專利技術得到的一種低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜，在能夠保持良好的機械性能的基礎上，實現了介電常數≤2.6，介電損耗因子≤0.003。其具體優點如下：（1）采用共聚的辦法，所采用的二酐和二胺不同時為一種，這樣方便最后薄膜性能的調控，保證產品具有優良的力學性能；（2）二酐和二胺都是商品化的原料，成本低廉；（3）采用單層結構，制備工藝簡單；（4）通過調節納米級含氟高分子粉體、納米級三氧化二鋁粉體、納米級二氧化硅粉體三種添加劑的平衡，來實現薄膜低介電常數低介電損耗因子的綜合性能優化。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術進一步說明。實施例1：本實施例提供的一種低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的制備方法，具體步驟如下：（1）將4,4-二氨基二苯醚（1mol，200.2g）放入反應釜中，并用二甲基乙酰胺溶解，然后再分批加入均苯四甲酸二酐（PMDA，0.8mol，174.5g）和3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA，0.2mol，64.4g)的混合物到反應釜中，攪拌，制備成所需的聚酰胺酸溶液；（2）將納米級聚四氟乙烯(PTFE)（50.0g），納米級三氧化二鋁粉體（30.0g）、納米級二氧化硅粉體（20.0g）三種添加劑均勻混合，然后加入到二甲基乙酰中，充分攪拌，制備成漿料；（3）將制備好的漿料加入上述制備的聚酰胺酸溶液的反應釜中，然后加入溶劑調節控制最后反應生成物的粘度，然后脫泡流延成膜即可。本實施例所得的低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的介電常數為2.5，介電損耗因子為0.002。實施例2：本實施例所提供的一種低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的制備方法與實施例1大致相同，不同的是所用三種添加劑的配比不同，其中納米級聚四氟乙烯(PTFE)60.0g、納米級三氧化二鋁粉體20.0g、納米級二氧化硅粉體20.0g。本實施例所得的低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的介電常數為2.4，介電損耗因子為0.002。實施例3：本實施例所提供的一種低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的制備方法與實施例1大致相同，不同的是所用三種添加劑的配比不同，其中納米級聚四氟乙烯(PTFE)50.0g、納米級三氧化二鋁粉體30.0g、納米級二氧化硅粉體20.0g。本實施例所得的低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的介電常數為2.6，介電損耗因子為0.003。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在是，包括以下步驟：（1）將二胺放入反應釜中，并用極性非質子溶劑溶解，然后再分批加入二酐到反應釜中，攪拌，制備成所需的聚酰胺酸溶液；?（2）將納米級含氟高分子粉體、納米級三氧化二鋁粉體、納米級二氧化硅粉體三種添加劑均勻混合，然后加入到極性非質子溶劑中，分散均勻，制備成漿料；（3）將制備好的漿料加入上述制備的聚酰胺酸溶液的反應釜中，然后加入極性非質子溶劑調節控制最后反應生成物的粘度達到80000±1000CP，然后脫泡流延成膜即可。
【技術特征摘要】
1.一種低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在是，包括以下步驟：（1）將二胺放入反應釜中，并用極性非質子溶劑溶解，然后再分批加入二酐到反應釜中，攪拌，制備成所需的聚酰胺酸溶液；（2）將納米級含氟高分子粉體、納米級三氧化二鋁粉體、納米級二氧化硅粉體三種添加劑均勻混合，然后加入到極性非質子溶劑中，分散均勻，制備成漿料；（3）將制備好的漿料加入上述制備的聚酰胺酸溶液的反應釜中，然后加入極性非質子溶劑調節控制最后反應生成物的粘度達到80000±1000CP，然后脫泡流延成膜即可。2.根據權利要求1所述的一種低介電常數低介電損耗因子的聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于：其中所述二胺為4,4-二氨基二苯醚、對苯二胺、4,4-二氨基二苯基甲烷、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷中的一種或兩種；其中所述的二酐為均苯四甲酸二酐（PMDA）、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐（BPDA）、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(BTDA)、4,4'-聯苯醚二酐(ODPA)、4,4'-(六氟異丙烯)二酞酸酐(6FPA)中的一種或兩種，并且二酐和二胺不同時為一種；所述的極性非質子溶劑是二甲基乙酰胺...
【專利技術屬性】
技術研發人員：岑建軍，
申請(專利權)人：寧波今山電子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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