本发明专利技术涉及一种适用于高频通讯技术的同质非均相聚酰亚胺薄膜及其制备方法和用途。所述聚酰亚胺薄膜内结晶主要沿着平行薄膜表面的方向取向，取向因子>0.4，在10GHz频率条件下测试，介电常数<3.0，介电损耗<0.005，且吸湿率<0.5％。所述聚酰亚胺薄膜可用于适用于高频通讯技术的同质非均相聚酰亚胺薄膜材料的工业生产中。生产中。生产中。
【技术实现步骤摘要】
一种同质非均相聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及聚酰亚胺领域，具体地说，是涉及适用于高频通讯技术的一种同质非均相聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]随着5G时代的到来，超高速、超高数据密度的高频率通信技术将全面铺开，5G技术标准中的FR2频段更是达到了毫米波的范畴。确保如此高频率电磁波的高保真传输对于制造电子器件，尤其是天线等信号接收和传输组件的介电材料是极大的挑战。根据电磁学原理，电磁波的频率越大，其能量越高，穿透力越强的同时，穿透损失也更高，同时衍射能力也越弱。因此，为了保证毫米波信号的高保真传输，电子器件中的介电材料必须具有很低的介电常数和介电损耗，从而尽可能的减少信号在器件传输过程中的延迟和消耗。
[0003]聚酰亚胺(PI)是一类在分子主链上含有酰亚胺环结构的高分子，是目前综合性能最好的功能性高分子材料之一，也是少数几种能够满足微电子行业的高分子材料之一。一直以来，PI材料都是微电子行业最重要的基础材料之一，PI薄膜，黏胶等被广泛应用于微电子器件的制造与封装。然而随着5G技术的逐步应用与推广，传统PI基材存在介电常数、介电损耗以及吸湿性偏高的问题，已无法满足5G时代高频高速通信的应用要求，因此，急需开发新型低介电常数、低介电损耗、低吸湿率的新型PI材料以满足高频通讯的技术需求。
技术实现思路
[0004]本发提供了一种同质非均相聚酰亚胺薄膜材料，具有低介电常数、低介电损耗、低吸湿率的特点，解决了目前传统聚酰亚胺材料由于介电性能不达标无法应用于5G高频通讯技术的问题。
[0005]本专利技术目的之一为提供一种同质非均相聚酰亚胺薄膜，所述聚酰亚胺薄膜内结晶主要沿着平行薄膜表面的方向取向，取向因子>0.4。
[0006]本专利技术所述薄膜由部分结晶的聚酰亚胺材料得到，晶粒沿着平行薄膜表面的方向高度取向。
[0007]本专利技术所述聚酰亚胺薄膜的吸湿率<0.5％。
[0008]同时，在10GHz频率条件下测试，所述聚酰亚胺薄膜的介电常数<3.0，介电损耗<0.005。
[0009]本专利技术所述同质非均相聚酰亚胺薄膜，由于结晶取向效应，聚酰亚胺薄膜材料内分子链段堆砌紧密，分子链间距下降，有效限制了水分子的渗透与吸附，材料吸湿率下降，同时由于晶粒取向增大了分子间相互作用，使得在外电场下分子片段的运动能力减弱，因而介电常数和介电损耗下降。
[0010]本专利技术所述聚酰亚胺薄膜，其聚酰亚胺具有式(I)所示结构：
[0011][0012]其中，Ar1选自以下结构中的至少一种，
[0013][0014][0015]R
’1、R
’2、R
’4、R
’5独立为氢、甲基、三氟甲基、苯基，R
’3为氧原子、羰基、亚甲基、六氟异丙基、砜基；
[0016]Ar2选自以下结构中的至少一种，
[0017][0018][0019]R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8独立为氢原子、氟原子、甲基、三氟甲基、三氟甲氧基、1,1,2-三氟-2-(全氟丙氧基)乙氧基；R9、R
10
同时为甲基或三氟甲基。
[0020]本专利技术目的之二为提供所述聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括将二胺单体和二酐单体聚合得到聚酰胺酸溶液，接着亚胺化形成聚酰亚胺薄膜，然后进行同步双向拉伸步骤和/或热处理退火步骤。
[0021]以上制备方法中，所述二胺单体为芳香族二胺，优选自2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、4,4'-二氨基-2,2'-二甲基联苯、4,4'-二氨基联苯、3,3'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、3,3'-双(甲基)-4,4'-二氨基联苯、对苯二胺、间苯二胺、2,3,5,6-四氟-1,4-苯二胺、4,5-二氟苯-1,2-二胺、2-氟-1,4-苯二胺、2,2',3,3',5,5',6,6'-八氟-[1,1'-双苯基]-4,4'-二胺、4,4'-二氨基-2,2'-双(三氟甲氧基)对二氨基联苯、2,2'-双(1,1,2-三氟-2-(全氟丙氧基)乙氧基)-[1,1'-双苯基]-4,4'-二胺、3,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯醚、1,3-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、1,3-双(3'-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4'-氨基苯氧基)苯、1,4-双(3'-氨基苯氧基)苯中的至少一种。
[0022]所述二酐单体为芳香族四酸二酐，优选自均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、2,2'-二甲基-3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、2,2'-二(三氟甲基)-3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、2,2'-二苯基-3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐、5,5'-亚甲基双(异苯并呋喃-1,3-二酮)、1,3-二氧-1,3-双异苯并呋喃-5-基1,3-二氧-1,3-双异苯并呋喃-5-羧酸酯、4,4'-(4,4'-异丙基二苯氧基)二酞酸酐、、4,4'-(4,4'-异丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)中的至少一种。
[0023]本专利技术可采用的一些二胺单体和二酐单体的具体结构如下：
[0024]TFDB：2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯/2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine)，CAS：341-58-2。
[0025][0026]DMDB：4,4'-二氨基-2,2'-二甲基联苯/2,2'-Dimethylbenzidine 4,4'-Diamino-2,2'-dimethylbiphenyl，CAS：84-67-3。
[0027][0028]BPA：4,4'-二氨基联苯/4,4'-diaminobiphenyl，CAS：92-87-5。
[0029][0030]PDA：对苯二胺/p-Phenylenediamine，CAS：106-50-3。
[0031][0032]mPDA：间苯二胺/m-Phenylenediamine，CAS：108-45-2。
[0033][0034]6FPDA：2,3,5,6-四氟-1,4-苯二胺/2,3,5,6-Tetrafluoro-1,4-phenylenediamine，CAS：1198-64-7。
[0035][0036]2FPDA：4,5-二氟苯-1,2-二胺/2,5-difluorobenzene-1,4-diamine，CAS：698-52-2。
[0037][0038]FPDA：2-氟-1,4-苯二胺/2-fluorobenzene-1,4-diamine，CAS：14791-78-7。
[0039][0040]3TFDB：3,3'-双(三氟本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种同质非均相聚酰亚胺薄膜，所述聚酰亚胺薄膜内结晶主要沿着平行薄膜表面的方向取向，取向因子>0.4。2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺薄膜，其特征在于：所述聚酰亚胺薄膜的吸湿率<0.5％；和/或，在10GHz频率条件下所述聚酰亚胺薄膜的介电常数<3.0，介电损耗<0.005。3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺薄膜，其特征在于聚酰亚胺具有式(I)所示结构：其中，Ar1选自以下结构中的至少一种，选自以下结构中的至少一种，R
’1、R
’2、R
’4、R
’5独立为氢、甲基、三氟甲基、苯基，R
’3为氧原子、羰基、亚甲基、六氟异丙基、砜基；Ar2选自以下结构中的至少一种，
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8独立为氢原子、氟原子、甲基、三氟甲基、三氟甲氧基、1,1,2-三氟-2-(全氟丙氧基)乙氧基；R9、R
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同时为甲基或三氟甲基。4.一种根据权利要求1～3之任一项所述的聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括将二胺单体和二酐单体聚合得到聚酰胺酸溶液，接着亚胺化形成聚酰亚胺薄膜，然后进行同步双向拉伸步骤和/或热处理退火步骤。5.根据权利要求4所述的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：所述二胺单体为芳香族二胺，优选自2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、4,4'-二
氨基-2,2'-二甲基联苯、4,4'-二氨基联苯、3,3'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、3,3'-双(甲基)-4,4'-二氨基联苯、对苯二胺、间苯二胺、2,3,5,6-四氟-1,4-苯二胺、4,5-二氟苯-1,2-二胺、2-氟-1,4-苯二胺、2,2',3,3',5,5',6,6'-八氟-[1,1'-双苯基]-4,4'-二胺、4,4'-二氨基-2,2'-双(三氟甲氧基)对二氨基联苯、2,2'-双(1,1,2-三氟-2-(全氟丙氧基)乙氧基)-[1,1'-双苯基]-4,4'-二胺、3,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯醚、1,3-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜天，李应成，崔晶，孙旭阳，张培斌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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