摘要
本研究通过系统调节中空二氧化硅与纳米二氧化硅的比例，同时保持二氧化硅总含量不变，开发了用于低介电常数覆铜箔层压板（CCL）应用的混合二氧化硅填充聚酰亚胺（PI）复合材料。系统研究了混合填料组成对体黏流变行为、成膜特性、力学性能、热尺寸稳定性、环境介电可靠性及高频传输性能的影响，以建立复合材料的加工-结构-性能关系。增加纳米二氧化硅比例逐步增强了填料-填料相互作用和网络发展，导致黏度升高和触变行为增强。在中空二氧化硅与纳米二氧化硅比例为75:25时（样品#2），获得了适中的填料网络响应，同时保持了足够的流动性和展平性，表面质量可与纯中空二氧化硅配方相当。样品#2表现出最高的马氏硬度和B级拉伸强度及伸长率，同时热膨胀系数从202.4降至161.7 ppm/°C，降幅达20.1%。经85°C/85% RH环境可靠性测试96小时后，样品#2的介电常数和介电损耗仅出现微小变化，且在制成的覆铜箔层压板中保持了稳定的高频传输特性。相比之下，过量的纳米二氧化硅会产生强互联的填料网络，限制了流动性和表面展平性，并伴随表面粗糙度增加、力学和界面性能下降以及环境暴露后介电性能退化加剧。这些结果表明，优化中空二氧化硅与纳米二氧化硅的比例，而非简单地增加纳米二氧化硅比例，是平衡低介电PI复合覆铜箔层压板中加工性、力学可靠性、热尺寸稳定性、环境介电稳定性和高频电性能的有效策略。
要点
- 混合二氧化硅组成主导PI复合材料的黏流变和成膜行为。
- 75:25的中空二氧化硅/纳米二氧化硅比例可实现加工性能与力学性能的平衡。
- 优化后的混合组成使热膨胀系数降低20.1%。
- 经85°C/85% RH暴露96小时后仍保持稳定的介电性能。
- 优化后的PI复合材料在制成的覆铜箔层压板中实现了可靠的高频传输。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
数据可用性声明
支持本研究结果的数据可向通讯作者合理索取。
