一种低介电常数低介质损耗复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低介电常数低介质损耗复合材料及其制备方法，所述复合材料包括热固性聚烯烃树脂、超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布，热固性聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布熔融形成互穿网络结构。所述热固性聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布通过可使两相连接的偶联剂复合而成。偶联剂可溶于液态的热固性聚烯烃树脂内，且在热固性聚烯烃树脂固化时参与反应，在热固性聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯连接的界面处形成稳定的化学键。本发明专利技术制备的低介电常数低介质损耗复合材料介电常数小于2.4F/m，且具有高强、轻质、无极性、低成本等突出优势，应用范围广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种低介电常数低介质损耗复合材料及其制备方法
本专利技术涉及低介电常数材料
，尤其涉及一种低介电常数低介质损耗复合材料及其制备方法。
技术介绍
低介电常数材料或称low-K材料(低K材料)是当前半导体行业研究的热门话题。通过降低集成电路中使用的介电材料的介电常数，可以降低集成电路的漏电电流，降低导线之间的电容效应，降低集成电路发热等。近年来，随着信号传输的高速高频化及传输距离的缩短，电路、元件必须实现高密度化。集成电路的集成度迅速提高，射频连接器、微波器件等工作频率范围也大幅提高，为了降低由此带来的阻抗延时及功率损耗，需要采用低介电常数材料作互连介质，从而减小阻抗延迟，满足集成电路发展的需要。低介电常数材料的研究是同高分子材料密切相关的。现阶段，低介电常数材料的生产技术主要由国外几个大厂家掌握，我国低介电常数材料的研究还尚处于起步阶段，亟待进一步研究开发。国际市场上，低介电常数材料主要由如美国Corning公司、IBM公司、Ferro公司、DuPont公司、日本NEG公司、德国Schoot等几家公司提供，例如IBM公司研发的MgO-Al2O3-SiO2系材料，其介电常数为5.3～5.7F/m，Ferro公司的CaO-B2O3-SiO2系材料，其介电常数为7.0～9.0F/m，DuPont公司的901系列材料的介电常数为5.2～5.9F/m。这些材料的介电常数依然过高(均>5F/m)，越来越难以满足电子集成器件可靠性及小型化的需求，因此，开发更低介电常数的材料势在必行。综上，本申请专利技术人在实现本申请实施例中专利技术技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：如何研发出更低介电常数的材料。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种低介电常数低介质损耗复合材料，解决了现有技术中材料的介电常数过高、难以满足电子集成器件可靠性及小型化的需求的技术问题，将超高分子量聚乙烯纤维与热固性聚烯烃树脂复合，形成的新的复合材料的介电常数小于2.4F/m，且成本较低。本申请实施例提供了一种低介电常数低介质损耗复合材料，所述复合材料包括热固性聚烯烃树脂、超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布，所述热固性聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯熔融形成互穿网络结构。优选地，所述复合材料包括热固性聚烯烃树脂层、超高分子量聚乙烯纤维层和/或超高分子量聚乙烯布层，且所述超高分子量聚乙烯纤维层和/或超高分子量聚乙烯布层与所述热固性聚烯烃树脂层之间通过化学键连接。优选地，所述热固性聚烯烃树脂包括环戊二烯CPD、双环戊二烯DCPD、三环戊二烯TCPD、聚双环戊二烯PDCPD、聚三环戊二烯PTCPD中的一种或几种。优选地，用等离子处理超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布表面，使超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布表面形成极性，从而使所述热固性聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布连接。优选地，所述热固性聚烯烃树脂与所述超高分子量聚乙烯纤维或所述超高分子量聚乙烯布通过可使两相连接的偶联剂复合而成。更优选地，所述偶联剂可溶于液态的所述热固性聚烯烃树脂内，且在所述热固性聚烯烃树脂固化时参与反应，在所述热固性聚烯烃树脂与所述超高分子量聚乙烯纤维或所述超高分子量聚乙烯布连接的界面处形成稳定的化学键，所述热固性聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布熔融形成互穿网络结构。更优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸脂耦联剂、锆类偶联剂中的一种或多种。本申请实施例还提供了一种低介电常数低介质损耗复合材料的制备方法，其特征在于，步骤为：在液态的热固性聚烯烃树脂内加入偶联剂，所述偶联剂溶于所述热固性聚烯烃树脂内，形成混合物；将所述混合物导入超高分子量聚乙烯纤维表面；加热，所述混合物内的热固性聚烯烃树脂逐步固化，同时在所述偶联剂的作用下，在所述热固性聚烯烃树脂与所述超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布连接的界面处形成稳定的化学键。优选地，所述混合物中，偶联剂的重量为所述热固性聚烯烃树脂重量的0.5％～2％。优选地，所述热固性聚烯烃树脂的重量为所述超高分子量聚乙烯纤维重量的20％～60％。优选地，所述加热温度为50℃-100℃。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：1、本申请实施例将热固性聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布复合，形成新的低介电常数低介质损耗复合材料，该低介电常数低介质损耗复合材料无极性，介电常数小于2.4F/m，解决了现有技术中材料的介电常数过高的问题。3、本申请实施例提供的低介电常数低介质损耗复合材料制备时，通过在热固性聚烯烃树脂内加入可溶于其中的偶联剂，偶联剂在热固性聚烯烃树脂固化时参与反应，使超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布与热固性聚烯烃树脂二相进行交联反应，在超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布与热固性聚烯烃树脂连接的界面处形成稳健的化学键，大大提高了超高分子量聚乙烯纤维或超高分子量聚乙烯布与热固性聚烯烃树脂之间的粘连性，形成的复合材料具有很高的强度。3、由于热固性聚烯烃树脂、超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布的密度都很小，因此二者复合形成的低介电常数低介质损耗复合材料的质量很轻，密度为0.97-1.04kg/m3。4、由于热固性聚烯烃树脂、超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布的成本都很低，因此二者复合形成的低介电常数低介质损耗复合材料也具有成本低的优势。5、本申请实施例提供的低介电常数低介质损耗复合材料不仅能满足电子集成器件可靠性及小型化的需求，而且适用于雷达、飞机、电机、医疗器械、高档车等需要高强、轻质、无极性、低介电常数、低介质损耗、低成本的领域和设备，应用范围广泛。附图说明图1为本申请实施例一中提供的低介电常数低介质损耗复合材料的结构示意图；图2为本申请实施例一中提供的低介电常数低介质损耗复合材料制备方法的流程图。具体实施方式本申请实施例通过提供一种低介电常数低介质损耗复合材料，解决了现有技术中材料的介电常数过高、难以满足电子集成器件可靠性及小型化的需求的技术问题。本申请实施例中的技术方案为解决上述串扰的问题，总体思路如下：超高分子量聚乙烯纤维(英文全称：UltraHighMolecularWeightPolyethyleneFiber，简称UHMWPE)，又称高强高模聚乙烯纤维，是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，其是分子量在100万～500万的聚乙烯所纺出的纤维。超高分子量聚乙烯纤维具有如下特性：1、高比强度，高比模量。比强度是同等截面钢丝的十多倍。2、纤维密度低，密度是0.97-0.98g/cm，可浮于水面。3、断裂伸长低、断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，因而具有突出的抗冲击性和抗切割性。4、抗紫外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低介电常数低介质损耗复合材料，其特征在于，所述复合材料包括热固性聚烯烃树脂、超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布，所述热固性聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布熔融形成互穿网络结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种低介电常数低介质损耗复合材料，其特征在于，所述复合材料包括热固性聚烯烃树脂、超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布，所述热固性聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布熔融形成互穿网络结构。


2.如权利要求1所述的低介电常数低介质损耗复合材料，其特征在于，所述复合材料包括热固性聚烯烃树脂层、超高分子量聚乙烯纤维层和/或超高分子量聚乙烯布层，且所述热固性聚烯烃树脂层与所述超高分子量聚乙烯纤维层和/或所述超高分子量聚乙烯布层之间通过化学键连接。


3.如权利要求1所述的低介电常数低介质损耗复合材料，其特征在于，所述热固性聚烯烃树脂为环戊二烯CPD、双环戊二烯DCPD、三环戊二烯TCPD、聚双环戊二烯PDCPD、聚三环戊二烯PTCPD中的一种或几种。


4.如权利要求1所述的低介电常数低介质损耗复合材料，其特征在于，用等离子处理超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布表面，使超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布表面形成极性，从而使所述热固性聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯布连接。


5.如权利要求1所述的低介电常数低介质损耗复合材料，其特征在于，所述热固性聚烯烃树脂与所述超高分子量聚乙烯纤维和/或所述超高分子量聚乙烯布通过可使两相连接的偶联剂复合而成。


6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈喆，
申请(专利权)人：浙江沪通模具有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33