本发明专利技术提供一种聚环氧烷封端剂、低介电常数的聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用，所述聚环氧烷封端剂包括氨基封端聚环氧烷和/或酐基封端聚环氧烷，所述氨基封端聚环氧烷具有式Ⅰ所示结构，所述酐基封端聚环氧烷具有式Ⅱ所示结构，采用上述特定结构的氨基封端聚环氧烷和/或酐基封端聚环氧烷作为封端剂，搭配二胺单体和二酸单体，可以使制备得到的聚酰亚胺薄膜具有孔洞结构，进而具有较低的介电常数，适合在微电子领域应用。合在微电子领域应用。合在微电子领域应用。
【技术实现步骤摘要】
一种聚环氧烷封端剂、低介电常数的聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于聚酰亚胺
，具体涉及一种聚环氧烷封端剂、低介电常数的聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]聚酰亚胺(PI)薄膜已广泛应用于微电子等行业，如航空航天和军事集成电路的α粒子屏蔽层、5G手机的天线材料和微机电工艺材料。然而，普通芳香族PI的介电常数较高，通常在3.1～4.8C2/(N
·
M2)(1GHz)左右，不能满足微电子工业对介电性能持续降低的要求。因此，对具有低介电常数k(k＜3.0)PI膜的开发一直是研究者研究的重点。
[0003]常规PI薄膜的制备方法是通过先制备成聚酰胺酸浆料，随后通过高温将聚酰胺酸浆料进行脱水实现亚胺化，然而聚酰胺酸的反应为可逆反应，因此，为了保持聚酰胺酸的粘度稳定性，必须将聚酰胺酸低温下保持，当然也可以通过加入封端剂来减缓聚酰胺酸的粘度变化，提升其存储稳定性。
[0004]为了降低聚酰亚胺的介电常数，可以向聚酰亚胺中加入介电常数更低的物质。CN111844976A公开了一种聚酰亚胺
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氟聚合物绝缘复合材料的制备方法、制备方法及其应用，方法包括以下步骤：1)将聚酰亚胺膜表面经电晕工艺处理后，涂覆氟聚合物乳液，经高温干燥、烧结后制成氟聚合物粘结层；2)将步骤1)形成的复合材料的表面通过双金属辊热压复合氟聚合物绝缘外层，制备得复合结构的聚酰亚胺
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氟聚合物绝缘复合材料，复合材料包括：聚酰亚胺绝缘基层、氟聚合物粘结层和氟聚合物绝缘外层，聚酰亚胺绝缘基层的至少一侧表面通过氟聚合物粘结层与氟聚合物绝缘外层连接；通过上述方式，该专利技术能够集优异的耐热性能、机械性能、电气性能、防水、防油、耐刮擦、耐化学腐蚀等特性于一体，制备实施的复合体系粘接性强，但是该方法的制备工艺较为复杂。
[0005]CN1293129A公开了一种通过溶胶
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凝胶法制备聚酰亚胺/纳米二氧化硅复合薄膜的方法，包括将复合薄膜浸泡在刻蚀液中，然后经洗涤和干燥，制备聚酰亚胺的含有空气孔洞的薄膜，该方法同样需要较为繁琐的后处理，也具有一定的使用局限性。
[0006]因此，为解决上述技术问题，需要开发一种聚环氧烷封端剂，制备得到低介电常数的聚酰亚胺薄膜。
技术实现思路
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚环氧烷封端剂、低介电常数的聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用，采用所述聚环氧烷封端剂制备得到的聚酰亚胺薄膜具有均匀的孔洞结构，进而具有较低的介电常数，适合在微电子领域应用。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种聚环氧烷封端剂，所述聚环氧烷封端剂包括氨基封端聚环氧烷和/或酐基封端聚环氧烷；
[0010]所述氨基封端聚环氧烷具有如下式Ⅰ所示结构：
[0011][0012]所述酐基封端聚环氧烷具有如下式Ⅱ所示结构：
[0013][0014]式Ⅰ和式Ⅱ中，A为苯环，R1、R2、R3和R4各自独立地选自H、卤素、甲基或乙基，n选自2～20(例如4、6、8、10、12、14、16或18等)之间的整数。
[0015]本专利技术提供的聚环氧烷封端剂包括氨基封端聚环氧烷和/或酐基封端聚环氧烷，所述氨基封端聚环氧烷具有式Ⅰ所示结构，所述酐基封端聚环氧烷具有式Ⅱ所示结构，采用上述特定结构的氨基封端聚环氧烷和/或酐基封端聚环氧烷作为封端剂，搭配二胺单体和二酸单体，不仅可以使制备得到的聚酰氨酸浆料具有优异的存储稳定性，且其中的聚环氧烷结构在高温下会发生分解形成均匀的孔洞，使得聚酰胺薄膜具有孔洞结构，进而具有较低的介电常数(k＜3.0)，适合在微电子
应用。
[0016]在本专利技术中，所述氨基封端聚环氧烷可按照如下方法制备得到，所述方法包括：在低温下，将聚环氧烷与相应的硝基苯甲酰氯衍生物进行反应，制备成酯后获得相应中间体，随后将中间体进行脱水或还原，即可得到上述具有式Ⅰ所示结构的氨基封端聚环氧烷。
[0017]在本专利技术中，所述酐基封端聚环氧烷可按照如下方法制备得到，所述方法包括：在低温下，将聚环氧烷与相应的苯酐取代的苯甲酰氯衍生物进行反应，制备成酯后获得相应中间体，随后将中间体进行脱水或还原，即可得到上述具有式Ⅱ所示结构的酐基封端聚环氧烷。
[0018]优选地，所述氨基封端聚环氧烷和酐基封端聚环氧烷的数均分子量各自独立地为100～2000，例如200、400、600、800、1000、1200、1400、1600或1800等，进一步优选为300～1200。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种低介电常数的聚酰亚胺薄膜，所述低介电常数的聚酰亚胺薄膜的制备原料包括二酐单体、二胺单体和如第一方面所述的聚环氧烷封端剂。
[0020]本专利技术提供的聚酰亚胺薄膜的制备原料包括二酐单体、二胺单体和如第一方面所述的聚环氧烷封端剂，所述如第一方面所述的聚环氧烷封端剂的加入可以显著提升聚酰胺酸浆料的存储稳定性，另一方面，所述聚酰胺酸浆料涂覆在基体表面加热成型的过程中聚环氧烷会发生分解形成均匀的纳米孔洞，从而有效降低了成型后得到的聚酰亚胺薄膜的介电常数，还可以通过调聚环氧烷封端剂的添加量控制聚酰亚胺薄膜的孔隙度和孔洞直径大
小。
[0021]在本专利技术中，氨基封端聚环氧烷与二胺单体、二酐单体进行反应的机理图如下所示：
[0022][0023]在本专利技术中，酐基封端聚环氧烷与二胺单体、二酐单体进行反应的机理图如下所示：
[0024][0025]优选地，所述二酐单体包括芳香族四羧酸二酐。
[0026]优选地，所述芳香族四羧酸二酐包括2,2',3,3'
‑
联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'
‑
联苯四甲酸二酐、4,4'
‑
氧双邻苯二甲酸酐、9,9
‑
双(3,4
‑
二羧基苯基)芴二酸酐、(4
‑
邻苯二甲酸酐)甲酰氧基
‑4‑
邻苯二甲酸酯、双[(3,4
‑
二酸酐)苯基]对苯二甲酸酯、3,3',4,4'
‑
二苯基砜四羧酸二酸酐、对
‑
亚苯基
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双苯偏三酸酯二酐、4,4'
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对苯二氧双邻苯二甲酸酐、均苯四甲二酐、2,2'
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双(3,4
‑
二羧酸)六氟丙烷二酐、2,2
‑
双(4
‑
(3,4
‑
二羧基苯氧基)苯基)六氟丙烷二酐、2,2
‑
双(4
‑
(3,4
‑
二羧基苯甲酰基氧基)苯基)六氟丙烷二酐或2,2'
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双(三氟甲基)
‑
4,4'
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双(3,4
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二羧基苯氧基)联苯二酸酐中的任意一种或至少两种的组合。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚环氧烷封端剂，其特征在于，所述聚环氧烷封端剂包括氨基封端聚环氧烷和/或酐基封端聚环氧烷；所述氨基封端聚环氧烷具有如下式Ⅰ所示结构：所述酐基封端聚环氧烷具有如下式Ⅱ所示结构：式Ⅰ和式Ⅱ中，A为苯环，R1、R2、R3和R4各自独立地选自H、卤素、甲基或乙基，n选自2～20之间的整数。2.根据权利要求1所述的聚环氧烷封端剂，其特征在于，所述氨基封端聚环氧烷和酐基封端聚环氧烷的数均分子量各自独立地为100～2000，进一步优选为300～1200。3.一种低介电常数的聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述低介电常数的聚酰亚胺薄膜的制备原料包括二酐单体、二胺单体和如权利要求1或2所述的聚环氧烷封端剂。4.根据权利要求3所述的聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述二酐单体包括芳香族四羧酸二酐；优选地，所述芳香族四羧酸二酐包括2,2',3,3'
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联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'
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联苯四甲酸二酐、4,4'
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氧双邻苯二甲酸酐、9,9
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双(3,4
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二羧基苯基)芴二酸酐、(4
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邻苯二甲酸酐)甲酰氧基
‑4‑
邻苯二甲酸酯、双[(3,4
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二酸酐)苯基]对苯二甲酸酯、3,3',4,4'
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二苯基砜四羧酸二酸酐、对
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亚苯基
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双苯偏三酸酯二酐、4,4'
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对苯二氧双邻苯二甲酸酐、均苯四甲二酐、2,2'
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双(3,4
‑
二羧酸)六氟丙烷二酐、2,2
‑
双(4
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(3,4
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二羧基苯氧基)苯基)六氟丙烷二酐、2,2
‑
双(4
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(3,4
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二羧基苯甲酰基氧基)苯基)六氟丙烷二酐或2,2'
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双(三氟甲基)
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4,4'
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双(3,4
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二羧基苯氧基)联苯二酸酐中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述二胺单体包括对苯二胺、间苯二胺、4,4'
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二氨基二苯醚、2,2'
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二(三氟甲基)二氨基联苯、4,4'
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二氨基苯酰替苯胺、2,2'
‑
双[4
‑
(4
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氨基苯氧基苯基)]丙烷、4,4'
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二氨基二苯砜、2
‑
(4
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氨基苯基)
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏飞，庄方东，
申请(专利权)人：宁波博雅聚力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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