导　　师： 赵建青

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 超大规模集成电路的发展,急需低介电常数(k)的层间绝缘材料。其中,聚酰亚胺(PI)凭借其优异的热稳定性、良好的力学和电学性能,被广泛应用于微电子和光电行业中。传统PI的介电常数在3.5左右,含氟或多孔PI可以将k降到2.0以下,但同时也存在一些缺点。因此平衡PI的介电性能和其他综合性能,成为研究低介电常数PI的一个重要课题。本文合成了一种以三苯甲烷为核的带大体积侧基的二胺单体4,4’-二氨基-3’’-苯氧基三苯甲烷(DPTM),并将其作为第三单体引入到PI分子主链中,获得了一系列共聚PI膜。结果表明,这些PI膜都具有较好的热性能,玻璃化转变温度(Ts)高于268℃,5%热失重温度高于520℃。其k随着DPTM含量的增加而降低,其中DPTM-PMDA(PI-1)膜的k低达2.58(1MHz),且溶解性较好。分子主链的扭曲结构和间位取代的大体积侧基有利于分子获得更大的自由体积,从而有效降低介电常数。选择一种带苯环的脂肪族二胺对苯二甲胺(p-XDA),先与乙酸成盐,再添加二酐,制备出粘稠的聚酰胺酸溶液,热亚胺化成膜。p-XDA体系的PI膜呈浅色透明,具有良好的热稳定性和力学性能。其中p-XDA与3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐制备的膜,在400 nm的透光率超过80%。p-XDA中的亚甲基阻断了PI分子链中苯环和亚胺环的共轭,减少了电荷转移络合物(CTC)的产生,且p-XDA扭曲的分子构象促使PI分子链堆积更松散,有利于PI浅色透明。p-XDA中与亚甲基相连的氨基具有强碱性,可与PAA分子链上的羧基反应。将p-XDA作为交联剂引入PI-1体系中,制备交联聚酰亚胺膜(CPIs)。CPIs的热性能和力学性能均随着交联度的增大而提高。与未交联PI相比,CPI-2.5膜(交联度为18.8%)的T提高了11.6℃,5%热分解温度提高了20.1℃,杨氏模量提高了46.5%。

关 键 词： 聚酰亚胺 单体合成 大体积侧基 介电常数

领　　域： []