[发明专利]一种低介电常数聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及低介电常数聚酰亚胺薄膜及其制备方法，通过向聚酰胺酸溶液中加入15‑25％的氟硅分散液制备低介电常数聚酰亚胺薄膜，所述氟硅分散液：(1)向密闭反应釜中加入去离子水、月桂基硫酸钠、过硫酸铵、桥基梯形聚硅氧烷，在70～80℃下通入四氟乙烯与丙烯混合气体至反应釜内压力为2.5MPaG，300rpm搅拌进行聚合反应；(2)通入四氟乙烯与丙烯的混合气体使釜内压力为2.49～2.51MPaG；(3)降温至10℃停止聚合，得到含氟桥基梯形聚硅氧烷水性乳液；(4)在60～70℃下，向所述水性乳液中滴加二甲基乙酰胺，减压脱水。本发明聚酰亚胺薄膜在保持优异的粘接性及力学性能同时，具有低介电常数。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺功能材料领域，具体涉及一种低介电常数聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

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，仅靠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程度有限，但倘若增加聚酰亚胺薄膜中的氟含量，虽然聚酰亚胺薄膜的介电常数会随之下降，但会牺牲其某些固有的优良性能，例如聚酰亚胺薄膜的粘接性及力学性能下降，由此该聚酰亚胺薄膜的应用收到限制。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，提供一种在保持聚酰亚胺薄膜固有的优异的粘接性及力学性能的同时，具有低介电常数的聚酰亚胺薄膜。

按照本发明提供的技术方案，可以提供一种在保持聚酰亚胺薄膜固有力学性能的同时，具有低介电常数额度聚酰亚胺薄膜。

具体地，本发明提供一种低介电常数的聚酰亚胺薄膜，其是向聚酰胺酸溶液中加入占其重量百分比为15～25％的氟硅分散液进行改性，进一步经流涎制备低介电常数聚酰亚胺薄膜，所述氟硅分散液由下述方法制得：

(1)向密闭反应釜中加入去离子水、月桂基硫酸钠、过硫酸铵、桥基梯形聚硅氧烷，在70～80℃下通入四氟乙烯与丙烯的混合气体至反应釜内压力为2.5MPaG，搅拌进行聚合反应，其中所述去离子水、月桂基硫酸钠、过硫酸铵、桥基梯形聚硅氧烷的重量比为1700～1800：13～15：4～5：145～155；

(2)随着反应进行，反应釜中压力下降，继续通入四氟乙烯与丙烯的混合气体保持反应釜内压力为2.49～2.51MPaG；

(3)反应结束后，降温至10℃停止聚合，得到含氟桥基梯形聚硅氧烷水性乳液；

(4)在60～70℃下，向所述含氟桥基梯形聚硅氧烷水性乳液中滴加溶剂，减压脱水至温度上升，即制得氟硅分散液；

其中，桥基梯形聚硅氧烷结构式为：

其中，x为1～5的整数，y为1～200的整数。