一种高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜，将改性多孔氮化硼与二胺单体、二酐单体在溶剂中进行聚合反应得到聚酰胺酸溶液，然后经过真空脱泡、流延成膜、脱溶剂和热亚胺化得到。本发明专利技术还公开了上述高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜的制备方法。本发明专利技术制备的聚酰亚胺薄膜的导热系数高、介电常数低，且机械性能好，有很好的推广使用价值。有很好的推广使用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚酰亚胺
，尤其涉及一种高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺(Polyimide，PI)是指主链上含有酰亚胺环(
‑
CO
‑
N
‑
CO
‑
)的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一，在柔性、耐高温、绝缘性能方面综合表现突出，在电器绝缘、柔性线路板、柔性显示、5G天线和散热材料等方面应用广泛。随着科学技术日新月异的发展，集成电路行业向着低维度、大规模甚至超大规模集成发展的趋势日益明显。而当电子元器件的尺寸缩小至一定尺度时，一方面微电子元器件处于高密度和高速化运行状态，使得电子元器件和集成电路散发大量的热量，无法及时将热量导出(PI纯膜导热系数仅为0.16W/(m
·
k))，极容易积累热量，从而影响电子元器件的稳定、寿命及运行安全，使其应用受到限制；另一方面电子元器件布线之间的电感
‑
电容效应逐渐增强，导线电流的相互影响使信号迟滞现象变得十分突出，信号迟滞时间增加。而延迟时间与层间绝缘材料的介电常数(PI纯膜的介电常数约为3.8)成正比。在超大规模集成电路向纵深发展的大背景下，降低层间材料的介电常数成为减小信号迟滞时间的重要手段。因此，开发导热性好和低介电常数的聚酰亚胺薄膜是非常必要的。
[0003]为提高聚合物的导热率，通常在聚合物基体中添加高导热的无机填料。氮化硼常被用作导热填料，但其表面较为惰性，改性较为困难，与聚合物相容困难，且容易发生团聚，这就限制了氮化硼提升聚合物的导热性。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜及其制备方法，其导热系数高、介电常数小、机械性能好，且制备工艺简单，有很好的推广使用价值。
[0005]本专利技术提出的一种高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜，将改性多孔氮化硼与二胺单体、二酐单体在溶剂中进行聚合反应得到聚酰胺酸溶液，然后经过真空脱泡、流延成膜、脱溶剂和热亚胺化得到；
[0006]所述改性多孔氮化硼的制备方法为：先将多孔氮化硼在空气气氛下高温煅烧得到表面微氧化的多孔氮化硼，然后用阳离子季铵盐表面活性剂通过静电吸附对所述表面微氧化的多孔氮化硼进行表面改性，即得。
[0007]优选地，所述多孔氮化硼的粒径为0.5
‑
10μm，孔径为20
‑
80nm。
[0008]优选地，所述改性多孔氮化硼的制备方法中，高温煅烧的条件为：于700
‑
1000℃下煅烧1
‑
3h。
[0009]优选地，所述改性多孔氮化硼的制备方法中，将多孔氮化硼在空气气氛下高温煅烧得到表面微氧化的多孔氮化硼的具体步骤为：在空气气氛中，将多孔氮化硼粉体于700
‑
1000℃下煅烧1
‑
3h，冷却，然后加入去离子水洗涤，离心、干燥，即得。
[0010]优选地，所述改性多孔氮化硼的制备方法中，用阳离子季铵盐表面活性剂通过静电吸附对所述表面微氧化的多孔氮化硼进行表面改性的具体步骤为：将表面微氧化的多孔氮化硼分散在甲醇溶液中，然后加入阳离子季铵盐表面活性剂，常温搅拌反应1
‑
3h，然后离心、干燥，即得。
[0011]优选地，所述多孔氮化硼和阳离子季铵盐表面活性剂的质量比为1：(0.1
‑
0.5)。
[0012]优选地，所述阳离子季铵盐表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
[0013]优选地，所述改性多孔氮化硼和二胺单体的质量比为(0.2
‑
1.2)：1，所述二胺单体和二酐单体的摩尔比为1:(1
‑
1.05)。
[0014]优选地，所述二胺单体为对苯二胺、间苯二胺、4,4
′‑
二氨基二苯醚中的一种或两种；二酐单体为均苯四酸二酐、3,3
′
,4,4
′‑
联苯四甲酸二酐中的一种或两种。
[0015]优选地，所述溶剂为N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种。
[0016]优选地，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为25
‑
65μm。
[0017]一种所述的高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括下述步骤：
[0018]S1、将二胺单体溶于溶剂，得到二胺溶液；将改性多孔氮化硼分散在溶剂中，得到改性多孔氮化硼分散液；将所述改性多孔氮化硼分散液与二胺溶液混合后，搅拌反应1
‑
2h，然后加入二酐单体搅拌反应，得到聚酰胺酸溶液；
[0019]S2、对所述聚酰胺酸溶液进行真空消泡处理，然后流延成膜，分段加热进行脱溶剂和热亚胺化，冷却后即得。
[0020]优选地，S1中，加入二酐单体搅拌反应至粘度为50000
‑
150000mPa
·
s。
[0021]优选地，S2中，分段加热进行脱溶剂和热亚胺化的具体步骤为：先在100
‑
120℃下脱溶剂20
‑
30min，然后依次在150
‑
180℃下保温25
‑
45min、在200
‑
230℃下保温25
‑
45min、在250
‑
280℃下保温25
‑
45min、在350
‑
380℃下保温25
‑
45min
[0022]本专利技术的有益效果如下：
[0023]本专利技术将多孔氮化硼高温煅烧使其表面微氧化带负电，再将阳离子季铵盐表面活性剂通过静电力吸附在其表面，得到改性多孔氮化硼；再将改性多孔氮化硼与聚酰亚胺的聚合单体在溶剂中进行原位聚合反应制得聚酰胺酸，最后经流延成膜和热处理得到聚酰亚胺薄膜。在本专利技术中，阳离子季铵盐表面活性剂对多孔氮化硼表面改性可以提高多孔氮化硼在聚酰亚胺基体中的分散性和相容性，形成良好的导热通路，从而提高聚酰亚胺薄膜的导热性能；此外，多孔氮化硼的多孔结构可以提高聚酰亚胺薄膜的空气体积率，从而有效降低聚酰亚胺薄膜的介电常数。制备的聚酰亚胺薄膜导热系数高、介电常数小、机械性能好，且制备工艺简单，有很好的推广使用价值。
具体实施方式
[0024]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0025]下述实施例和对比例中，多孔氮化硼的粒径为0.5
‑
10μm，孔径为20
‑
80nm。
[0026]实施例1
[0027]制备改性多孔氧化硼：
[0028](1)称取30g多孔氮化硼置于马弗炉中，在空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，将改性多孔氮化硼与二胺单体、二酐单体在溶剂中进行聚合反应得到聚酰胺酸溶液，然后经过真空脱泡、流延成膜、脱溶剂和热亚胺化得到；所述改性多孔氮化硼的制备方法为：先将多孔氮化硼在空气气氛下高温煅烧得到表面微氧化的多孔氮化硼，然后用阳离子季铵盐表面活性剂通过静电吸附对所述表面微氧化的多孔氮化硼进行表面改性，即得。2.根据权利要求1所述的高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述多孔氮化硼的粒径为0.5
‑
10μm，孔径为20
‑
80nm。3.根据权利要求1所述的高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述改性多孔氮化硼的制备方法中，高温煅烧的条件为：于700
‑
1000℃下煅烧1
‑
3h。4.根据权利要求1所述的高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述改性多孔氮化硼的制备方法中，用阳离子季铵盐表面活性剂通过静电吸附对所述表面微氧化的多孔氮化硼进行表面改性的具体步骤为：将表面微氧化的多孔氮化硼分散在甲醇溶液中，然后加入阳离子季铵盐表面活性剂，常温搅拌反应1
‑
3h，然后离心、干燥，即得。5.根据权利要求4所述的高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述多孔氮化硼和阳离子季铵盐表面活性剂的质量比为1：(0.1
‑
0.5)；优选地，所述阳离子季铵盐表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的至少一种。6.根据权利要求1所述的高导热低介电常数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述改性多孔氮化硼和二胺单体的质量比为(0.2
‑
1.2)：1，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙善卫，徐宝羚，庞冲，方超，
申请(专利权)人：安徽国风新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：