低介电气凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含浸低介电气凝胶至高分子溶液形成的低介电有机/无机气凝胶复合材料的制备方法及其应用。所提的制备方法经下列步骤完成：(1)混合、(2)水解、(3)缩合、(4)老化、(5)干燥、(6)含浸高分子溶液、(7)固化及相分离及(8)干燥及交联。本发明专利技术制备出具高强度低介电有机/无机气凝胶复合材料。本低介电气凝胶为多孔性结构，孔隙率高于70％以上，密度约0.12至0.42g/cm3，介电性质随孔洞率增加而下降，其中介电常数为1.28至1.93以及介电损耗为0.0026至0.014，可应用在高频电路中的电介层，半导体装置中的绝缘层、或通讯集成电路中的微波电路等材料。波电路等材料。波电路等材料。

【技术实现步骤摘要】
低介电气凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术关于一种直接制备无机气凝胶以及将无机气凝胶含浸高分子稀薄溶液形成的低介电有机/无机气凝胶复合材料的制备技术，此低介电有机/无机气凝胶复合材料为一多孔性结构。

技术介绍

[0002]目前已知材料的介电性质随着材料内部孔隙率的增加而逐渐下降，因此气凝胶材料与其相关复合材料将会成为未来5G产业所需的低介电相关产品。众所皆知，气凝胶是一种具立体网状结构的多孔隙材料，孔隙率高于80％(甚至可高于95％)，使得气凝胶材料成为具有低密度(约0.005至0.2g/cm3)、高比表面积(500至2000m2/g)、低热导率(k＝15至40mW/mk)及低介电性质(Dk＝0.1至2.5)、低介电损耗(Df<0.001以下)的科技产品。由于气凝胶为含大量孔隙率与极低密度的材料，故可应用于高隔热、御寒绝缘、隔音或低介电质等应用。在未来5G高频率传输应用上急需具低介电常数(Dk<2.5)及低讯号损耗(Df<0.005)的介电材料。由于多孔性造成较低的电子电洞传输性质，因此无论无机材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低介电有机/无机气凝胶复合材的制备方法，包含下列步骤：混合步骤：将硅氧烷化合物或疏水改质硅氧烷化合物与有机混合溶剂混合，以形成混合溶液；水解步骤：将酸触媒加入该混合溶液，以进行水解反应；缩合步骤：将碱触媒加入该水解后的混合溶液，以进行缩合反应，并在该缩合反应过程中添加微量的界面活性剂；老化步骤：将缩合步骤所形成的气凝胶板材于特定温度下进行老化，促使其气凝胶结构进一步缩合而结构稳定；干燥步骤：在该气凝胶板材结构凝胶化稳定后，在常压高温环境下进行高温干燥以获得结构均一且拥有高孔隙度、高比表面积的低介电硅基气凝胶板材；含浸高分子溶液步骤：将所制备的低介电硅基气凝胶板材含浸于高分子稀薄溶液，使高分子链均匀渗入硅基气凝胶板材内部而形成湿式高分子/硅基复合材；相分离及干燥步骤：将该湿式高分子/硅基复合材于特定温度下使高分子稀薄溶液中的溶剂汽化，借此该湿式高分子/硅基复合材内部的高分子进行液
‑
固相分离而使高分子链披覆于低介电硅基气凝胶网状骨架结构上而逐渐干燥；以及交联及固化步骤：将该干燥后的高分子/硅基复合材在特定高温环境下使披覆在低介电硅基气凝胶网状骨架结构的高分子链进行交联反应，在该交联反应中该高分子链相互之间以及该高分子链与硅基气凝胶分子之间进行化学反应结合，借此在该交联反应后获得具多孔性、轻量化且低介电的高分子/硅基气凝胶复合材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：其中该硅氧烷化合物为四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷，该疏水改质硅氧烷化合物为甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷，该硅氧烷化合物以及该疏水改质硅氧烷化合物之间的摩尔比由0：100至35：65。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：其中该微量界面活性剂的含量以及该硅氧烷化合物与疏水改质硅氧烷化合物混合物的总含量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建宏，陈秀秀，
申请(专利权)人：台湾气凝胶科技材料开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：