一种核壳结构复合微球及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及材料制备及其应用技术领域，特别是涉及一种核壳结构复合微球及其制备方法和用途。本发明专利技术提供一种核壳结构复合微球，所述复合微球的核部为介孔材料，壳部为介孔包覆材料。本发明专利技术所提供的核壳结构复合微球其制备过程可控性强、过程简单、操作方便、成本低廉，复合核壳结构微球具有比较小的可控的直径尺寸，球状形貌，分散性好，颗粒度均匀，当用于制备绝缘材料时，其制备获得的产品具有较低的介电常数，这些低介电常数材料在电子技术领域特别是集成电路制备中具有良好的应用前景。别是集成电路制备中具有良好的应用前景。别是集成电路制备中具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构复合微球及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及材料制备及其应用
，特别是涉及一种核壳结构复合微球及其制备方法和用途，所述核壳结构复合微球具有制备方便、成本低廉、尺寸可控、整体结构均匀、介电常数低的特点。

技术介绍

[0002]介孔材料是指孔径尺寸介于2
‑
50nm的一类多孔材料具有极高的比表面积、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点。介孔纳米材料以其特殊的物理化学性能，已经被广泛应用于许多领域，包括化学工业、电子工业、环境保护、化妆品工业以及医药科学等领域，有关介孔纳米材料制备及其应用也受到越来越多研究者的重视。随着超大规模集成电路技术的发展，集成电路的密度增加，要求更小的尺寸间距，会增大导线阻抗和寄生电容，还会造成严重的串扰和功耗，这是微电子技术急需要解决的问题。用具有低介电常数材料作为互连线间的绝缘材料，可以在一定程度解决上述的问题，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问题。现在开发的常用低介电材料以氧化硅基材料为主，随着电子技术的发展，对材料的低介电性能提出更高的要求，现阶段开发应用的材料很难满足这些要求。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种核壳结构复合微球及其制备方法和用途，用于解决现有技术中的问题。
[0004]为了实现上述目的及其他相关目的，本专利技术一方面提供一种核壳结构复合微球，所述复合微球的核部为介孔材料，壳部为介孔包覆材料。
[0005]在本专利技术一些实施方式中，微球的直径为100nm
‑
5μm。
[0006]在本专利技术一些实施方式中，介孔材料的孔径为2
‑
40nm。
[0007]在本专利技术一些实施方式中，介孔材料的孔容为0.2
‑
1.5cm3/g。
[0008]在本专利技术一些实施方式中，介孔材料的比表面积为400
‑
1500m2/g。
[0009]在本专利技术一些实施方式中，核部的直径可以为50nm
‑
4μm。
[0010]在本专利技术一些实施方式中，壳部的厚度为10nm
‑
1μm。
[0011]在本专利技术一些实施方式中，所述复合微球的壳部的包覆率不小于90％。
[0012]在本专利技术一些实施方式中，所述介孔包覆材料选自无机氧化物、硅烷偶联剂、高分子聚合物、无机单质、无机盐中的一种或它们的任意组合。
[0013]在本专利技术一些实施方式中，所述介孔材料为氧化硅基介孔材料和/或非氧化硅基介孔材料。
[0014]在本专利技术一些实施方式中，所述介孔材料为碳
‑
氧化硅复合介孔材料。
[0015]在本专利技术一些实施方式中，所述碳
‑
氧化硅复合介孔材料中碳元素的含量不大于介孔材料总质量的50％。
[0016]本专利技术另一方面提供所述的核壳结构复合微球的制备方法，包括如下步骤：在作为核部的介孔材料表面包覆壳部材料。
[0017]在本专利技术一些实施方式中，还包括制备作为核部的介孔材料。
[0018]本专利技术另一方面提供所述的核壳结构复合微球在制备绝缘材料中的用途。
[0019]在本专利技术一些实施方式中，所述用途具体为核壳结构复合微球在制备电子绝缘材料中的用途。
[0020]在本专利技术一些实施方式中，所述用途具体为核壳结构复合微球与高分子树脂复合在制备绝缘材料中的用途。
[0021]在本专利技术一些实施方式中，所述绝缘材料为低介电常数材料。
[0022]在本专利技术一些实施方式中，所述绝缘材料为覆铜板、电路板、复合电路或电容器中的绝缘材料。
[0023]本专利技术另一方面提供一种绝缘材料，所述绝缘材料包括所述的核壳结构复合微球和高分子树脂
附图说明
[0024]图1介孔低介电常数核壳结构的碳
‑
氧化硅复合微球纳米材料特征透射电子显微镜(TEM)图，由实施例1制得。
[0025]图2介孔低介电常数核壳结构的碳
‑
氧化硅复合微球纳米材料特征氮气吸附
–
脱附等温线，由实施例1制得。
[0026]图3介孔低介电常数核壳结构的碳
‑
氧化硅复合微球纳米材料热重分析曲线，由实施例1制得。
具体实施方式
[0027]本专利技术专利技术人在作为核部的介孔材料外层包覆均匀而且致密的壳部材料，从而提供了一种成本低廉、尺寸可控、整体结构均匀、介电常数低的特点的核壳结构复合微球，在此基础上完成了本专利技术。
[0028]在本申请中，“核壳结构”通常是指一种材料将另一种材料包覆起来形成的复合结构。
[0029]在本申请中，“介孔材料”通常是指孔径介于2
‑
50nm的多孔材料。
[0030]在本申请中，“介孔包覆材料”通常是指可以用于对作为核部的介孔材料进行包覆，并可以在作为核部的介孔材料表面形成壳部的材料。
[0031]在本申请中，“有序介孔材料”通常指孔径在2
‑
50nm之间，孔径均一且有规则孔道结构的介孔材料，所述规则孔道结构通常指周期性重复的孔道结构。
[0032]在本申请中，“氧化硅基介孔材料”通常指构成骨架的主要成分是二氧化硅的介孔材料。
[0033]在本申请中，“非氧化硅基介孔材料”通常指构成骨架的主要成分是除二氧化硅以外的其他材料的介孔材料。
[0034]在本申请中，“碳
‑
氧化硅复合介孔材料”通常指碳元素掺杂的氧化硅基介孔材料。
[0035]在本申请中，“电子绝缘材料”通常指在电子技术或微电子技术中所使用的绝缘材
料。
[0036]核壳结构复合微球
[0037]本专利技术一方面提供一种核壳结构复合微球，所述复合微球的核部可以为介孔材料，壳部可以为介孔包覆材料，所述核壳结构复合微球中，作为核部的介孔材料表面可以被作为壳部材料的介孔包覆材料包覆和/或封闭，从而形成核壳结构，这种包覆和/或封闭可以是致密和/或均匀的，壳部对于核部的包覆可以通过例如化学键作用、静电作用、吸附层媒介作用等机理形成。
[0038]本专利技术所提供的复合介孔材料中，所述复合微球的形状通常为规则或者不规则的球形，微球的直径通常可以为50
‑
100nm、100
‑
200nm、200
‑
300nm、300
‑
400nm、400
‑
500nm、500
‑
600nm、600
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700nm、700
‑
800nm、800
‑
900nm、900
‑
1000nm、1000
‑
1100nm、1100
‑
1200nm、1200...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核壳结构复合微球，所述复合微球的核部为介孔材料，壳部为介孔包覆材料。2.如权利要求1所述的一种核壳结构复合微球，其特征在于，微球的直径为100nm
‑
5μm；和/或，介孔材料的孔径为2
‑
40nm；和/或，介孔材料的孔容为0.2
‑
1.5cm3/g；和/或，介孔材料的比表面积为400
‑
1500m2/g；和/或，核部的直径可以为50nm
‑
4μm；和/或，壳部的厚度为10nm
‑
1μm；和/或，所述复合微球的壳部的包覆率不小于90％；和/或，所述介孔包覆材料选自无机氧化物、硅烷偶联剂、高分子聚合物、无机单质、无机盐中的一种或它们的任意组合。3.如权利要求1所述的一种核壳结构复合微球，其特征在于，所述介孔材料为氧化硅基介孔材料和/或非氧化硅基介孔材料。4.如权利要求3所述的一种核壳结构复合微球，其特征在于，所述介孔材料为碳
‑
氧化硅复合介孔材...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱洪伟，陆小明，
申请(专利权)人：元颉新材料科技浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：