當聚酰亞胺薄膜用在集成電路行業或作為通信天線的絕緣材料時，材料的介電性能或介電損耗是產品設計中非常關注的一個參數。行業里常常聽到這樣的說法：PI在5G通信的高頻段不能使用，介電損耗太大，需要考慮改性后的MPI或者新型低介電材料，如LCP。

材料的介電性能對于高頻高速信號傳輸到底有什么影響？

信號在絕緣介質中傳播時，會受材料的介質性能影響而發生信號傳輸損耗、功率損耗和降低傳遞速率等影響。

1) 在介質中信號傳輸的損失

式中：α_D——介質損耗，dB/m；

K——常數；

f——頻率，Hz;

ε_r——介電常數；

tanδ——介質層損耗正切角；

C——光速，3×10⁸m/s。

從式中可看出：信號的介質損耗不僅隨著信號傳輸頻率提高而增大，而且隨著介質層的介質性能介電常數ε_r和損耗正切角tanδ的增大而增加。因此，對于高頻信號和高速數字信號的傳輸用基板必須選擇低介電常數和低介質層損耗正切角的介質層材料。

2) 在介質中功率的損耗

為了在基板中傳輸信號，必須加上驅動功率才行，由于在介質層進行功率驅動信號傳輸的過程中，必然要引起功率損失（耗），其關系如下式所示。

式中：P——功率損耗；

U——加載電壓；

2πf，角頻率；

電容C=K×ε_r/t（K為常數，t為介質層厚度）。

由于電壓和頻率是外施條件，而基板形成的電容C是與“極板”形狀和介質層介電常數有關。因此，從上式中可看出：在信號傳輸中的功率損失（耗），不僅與驅動電壓和信號頻率有關，而且是與介質層的介質性能（介電常數εr和損耗正切角tanδ）成正比的關系。

3) 在介質中傳遞速率降低

在介質中信號傳輸速度V如下式所示。

V=K×C×(ε_r)^1/2

式中：V——信號傳輸速度；

K——常數；

C——光速；

ε_r——介電常數。

從式中可看出，信號傳輸速度V將隨著（εr）^1/2增加而降低。

根據TD的公式，在介質中信號傳輸的延遲時間TD也是隨著介質層的介電常數增大而增加。

T_D=1/C=K×（ε_r）^1/2/C=3.33（εr）^1/2

式中：T_D——傳輸信號延遲時間（ns/m，即每米會引起多少納秒延遲）。

總之，介質層的介質性能將影響著信號傳輸性能（速度或時間延遲、信號損耗）和功率損失（耗）等，特別是在高頻信號和高速數字信號的傳輸中的影響是非常突出而嚴重的。一般來說，低εr和小tanδ值是非常有利于高頻信號和高速數字信號的傳輸的。

現在降低聚酰亞胺介電常數的方法有哪些呢？

結合當前低介電研究熱點，大概分為三類：分子結構設計、制備工藝改進和復合改性。

1）分子結構設計：盡量避免引入摩爾極化體積比較高的官能團，像-OH、-COOH等；同時，引入含氟集團、亞甲基或苯基、萘基等官能團。

2）制備工藝改進：在材料本體內部引入空氣（Dk≈1.0），即開發多孔型高分子材料。

3）復合改性：通過與其他低介電材料進行復合改性，使得聚酰亞胺整體介電常數降低。