本发明专利技术提供了一种全有机低介电聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用，属于微电子技术领域，包括：将氨基单体、氟弹性体、联苯四甲酸二酐和溶剂混合，进行聚合反应，得到聚酰胺酸复合溶液，再进行酰胺化处理，得到聚酰亚胺复合薄膜；所述氟弹性体中六氟丙烯的质量含量为20～50％。本发明专利技术在聚合过程中添加氟弹性体，能够使氟弹性体更为均匀的分散在复合薄膜中，控制氟弹性体中六氟丙烯的质量含量，能够降低复合薄膜的介电常数，同时保持较好的热稳定性。实施例的结果显示，本发明专利技术制备的聚酰亚胺复合薄膜在100Hz频率时的介电常数可从3.3降低至1.3，106Hz时介电常数可低至1.27，同时，复合薄膜的玻璃化转变温度在300℃以上。合薄膜的玻璃化转变温度在300℃以上。合薄膜的玻璃化转变温度在300℃以上。
【技术实现步骤摘要】
一种全有机低介电聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及微电子
，尤其涉及一种全有机低介电聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]聚酰亚胺(Polyimide)作为一种以酰亚胺环为结构的高性能聚合物材料，因其具有优异的机械性能、化学稳定性、耐腐蚀、抗辐射等优势而被广泛应用于集成电路、微电子及绝缘材料等领域。但是，传统的聚酰亚胺的介电常数较高，通常在3.0
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3.4左右，随着电子电器设备微型化、集成化的发展，已无法满足当下所需电介质材料的要求。
[0003]现有技术中为了降低聚酰亚胺的介电常数，通常在聚酰亚胺中添加多孔纳米粒子，如公开号为CN112646179A的专利技术专利中以正硅酸乙酯作为硅源制备多孔硅纳米离子，再加入聚酰亚胺中以降低其介电常数。但是，此方法对聚酰亚胺介电常数的改善非常有限，其得到的聚酰亚胺薄膜在1MHz下的介电常数均在2.0以上，同时会对聚酰亚胺本身的热稳定性造成一定程度的破坏。
[0004]因此，如何降低聚酰亚胺材料的介电常数并保持其较高热稳定性成为现有技术的难题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种全有机低介电聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法和应用。本专利技术制备的聚酰亚胺复合薄膜具有更低的介电常数及较高的热稳定性。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种全有机低介电聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)将氨基单体、氟弹性体(FEM)、联苯四甲酸二酐和溶剂混合，进行聚合反应，得到聚酰胺酸复合溶液；所述氟弹性体中六氟丙烯的质量含量为20～50％；
[0009](2)将所述步骤(1)得到的聚酰胺酸复合溶液进行酰胺化处理，得到聚酰亚胺复合薄膜。
[0010]优选地，所述步骤(1)中的氨基单体包括1，4
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双(4
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氨基
‑2‑
三氟甲基苯氧基)苯、9，9
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双(3
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氟
‑4‑
氨基苯基)芴和三(4
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氨基苯基)胺。
[0011]优选地，所述步骤(1)氨基单体中氨基总物质的量与联苯四甲酸二酐中酸酐基团的物质的量之比为1∶1。
[0012]优选地，所述步骤(1)中氟弹性体的质量与氨基单体、联苯四甲酸二酐和氟弹性体的总质量之比为(1～20)∶100。
[0013]优选地，所述步骤(1)中的溶剂包括N，N
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二甲基甲酰胺、N，N
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二甲基乙酰胺和N
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甲基吡咯烷酮中的一种。
[0014]优选地，所述步骤(1)中氨基单体、氟弹性体和联苯四甲酸二酐的总质量与溶剂的体积比为1g∶(8～10)mL。
[0015]优选地，所述步骤(1)中聚合反应的温度为20～30℃，聚合反应的时间为8～15h。
[0016]优选地，所述步骤(2)中酰胺化处理的温度为80～300℃，酰胺化处理的时间为1～5h。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备的全有机低介电聚酰亚胺复合薄膜。
[0018]本专利技术还提供了上述技术方案所述全有机低介电聚酰亚胺复合薄膜在集成电路、微电子和绝缘材料领域的应用。
[0019]本专利技术提供了一种全有机低介电聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：将氨基单体、氟弹性体、联苯四甲酸二酐和溶剂混合，进行聚合反应，得到聚酰胺酸复合溶液；将得到的聚酰胺酸复合溶液进行酰胺化处理，得到聚酰亚胺复合薄膜；所述氟弹性体中六氟丙烯的质量含量为20～50％。本专利技术在聚合反应过程中添加氟弹性体，能够使氟弹性体更为均匀的分散在复合薄膜中，控制氟弹性体中六氟丙烯的质量含量，能够降低复合薄膜的极化能力，进而降低复合薄膜的介电常数，同时保持复合薄膜的热稳定性。实施例的结果显示，本专利技术制备的聚酰亚胺复合薄膜在100Hz频率时的介电常数可从纯聚酰亚胺薄膜的3.3降低至1.3，且具有良好的宽频稳定性，106Hz时介电常数可低至1.27，同时，复合薄膜的玻璃化转变温度在300℃以上，具有优异的热稳定性。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例1～3和对比例1制备的薄膜的傅里叶红外光谱图；
[0021]图2为本专利技术实施例1～3制备的复合薄膜的DSC曲线图；
[0022]图3为本专利技术实施例1～3和对比例1制备的薄膜的介电常数随频率变化曲线图；
[0023]图4为本专利技术实施例3和对比例1和对比例2制备的薄膜的介电常数随频率变化曲线图。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种全有机低介电聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：
[0025](1)将氨基单体、氟弹性体、联苯四甲酸二酐和溶剂混合，进行聚合反应，得到聚酰胺酸复合溶液；所述氟弹性体中六氟丙烯的质量含量为20～50％；
[0026](2)将所述步骤(1)得到的聚酰胺酸复合溶液进行酰胺化处理，得到聚酰亚胺复合薄膜。
[0027]如无特殊说明，本专利技术对各组分的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
[0028]本专利技术将氨基单体、氟弹性体、联苯四甲酸二酐和溶剂混合，进行聚合反应，得到聚酰胺酸复合溶液。
[0029]在本专利技术中，所述氨基单体优选包括1，4
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双(4
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氨基
‑2‑
三氟甲基苯氧基)苯(6FAPB)、9，9
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双(3
‑
氟
‑4‑
氨基苯基)芴(FFDA)和三(4
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氨基苯基)胺(TPA)。在本专利技术的优选方案中，所述6FAPB中F原子具有较低的摩尔极化率，可以使聚合物分子链具有较低的极性，三(4
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氨基苯基)胺反应活性好，且带有三个氨基可以促进单体之间形成更好的交联，能够调节聚酰亚胺的结构，进一步提高聚酰亚胺复合薄膜的性能。
[0030]在本专利技术中，所述氨基单体中氨基总物质的量与联苯四甲酸二酐(BPDA)中酸酐基团的物质的量之比优选为1∶1。本专利技术将氨基单体中氨基总物质的量与联苯四甲酸二酐(BPDA)中酸酐基团的物质的量之比限定在上述范围内，能够调节聚酰亚胺的结构，进一步提高聚酰亚胺复合薄膜的性能。
[0031]在本专利技术中，所述氟弹性体中六氟丙烯的质量含量为20～50％，优选为25～45％，更优选为30～40％。本专利技术将氟弹性体中六氟丙烯的质量含量限定在上述范围内，能够引入较多的F原子，降低聚酰亚胺复合薄膜的介电常数。
[0032]在本专利技术中，所述氟弹性体的粒径优选为80～100μm。本专利技术将氟弹性体的粒径限定在上述范围内，能够使其更加均匀的分散在聚酰亚胺复合薄膜中。
[0033]本专利技术对所述氟弹性体的来源没有特殊的限定，保证其六氟丙烯的质量含量在上述范围内即可。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全有机低介电聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将氨基单体、氟弹性体(FEM)、联苯四甲酸二酐和溶剂混合，进行聚合反应，得到聚酰胺酸复合溶液；所述氟弹性体中六氟丙烯的质量含量为20～50％；(2)将所述步骤(1)得到的聚酰胺酸复合溶液进行酰胺化处理，得到聚酰亚胺复合薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的氨基单体包括1，4
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双(4
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氨基
‑2‑
三氟甲基苯氧基)苯、9，9
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双(3
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氟
‑4‑
氨基苯基)芴和三(4
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氨基苯基)胺。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)氨基单体中氨基总物质的量与联苯四甲酸二酐中酸酐基团的物质的量之比为1∶1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氟...
【专利技术属性】
技术研发人员：查俊伟，董晓迪，郑明胜，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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