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近年来,集成电路产业朝高密度、高自动化的方向不断发展,其应用尺寸不断缩小,采用低介电常数介质薄膜作为层间介质在解决这类问题方面具有巨大的潜力。由于笼型倍半硅氧烷（Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane,POSS）的内部具有无机组分的核能提供良好的耐热性并且中空,外部接有不同的有机基团的特性,可增强与聚合物基体间的相容性,引入POSS能够向聚合物中引入纳米孔,空气的介电常数为1,故可明显降低材料的介电常数并提升其热学性能。本文旨在利用POSS与氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）混合共同引入聚酰亚胺（Polyimide,PI）基体制备具有低介电常数复合薄膜。本文以4,4’-二氨基二苯醚（4,4’-Oxybisbenzenamine,ODA）、均苯四甲酸二酐（Pyromellitic Dianhydride,PMDA）为原料,制备聚酰亚胺薄膜。并将其与笼型倍半硅氧烷（POSS）、4,4’-二氨基二苯醚改性后的氧化石墨烯（ODA-GO）复合,通过原位分散聚合法制备了具有低介电常数的笼型倍半硅氧烷/聚酰亚胺（POSS/PI）及用ODA-GO制备了氧化石墨烯/笼型倍半硅氧烷/聚酰亚胺（ODA-GO/POSS/PI）纳米复合薄膜。研究了掺杂材料含量对复合材料性能的影响。通过对POSS/PI复合薄膜的性能研究得知:POSS的引入能够有效降低复合薄膜的介电常数,当POSS含量为2 wt%时,POSS/PI复合薄膜的介电常数低至2.60（1 MHz,较纯PI薄膜降低25.7%）,并且复合薄膜的介电损耗也略有降低。POSS的引入同样改善了复合薄膜的热稳定性,掺杂量达到2 wt%时,提高了复合薄膜的Td5热分解温度。从ODA-GO/POSS/PI复合薄膜的性能研究结果得知:ODA-GO的引入进一步降低了复合材料的介电常数。ODA-GO与POSS的含量分别为0.5 wt%和2wt%的复合薄膜的介电常数低至2.50（1 MHz,较纯PI薄膜降低26.4%）。ODA-GO的加入对PI三相复合薄膜的力学性能有明显增强作用,当ODA-GO含量为0.5wt%,POSS为2 wt%时,三相复合薄膜的拉伸强度及断裂伸长率分别为93.5 MPa和11.3%。拉伸强度相对纯PI增加了11.2%。断裂伸长率相对于纯PI提升了18.9%。