低介电常数聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) | 被引量 : 1次 | 上传用户:close_2003
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在微电子工业中,由于高集成度、特征尺寸的减小,导致信号阻容(RC)延迟、信号串扰和额外功耗的影响日益增大,因而采用具有低介电常数的层间电介质材料以减弱此影响变得日益重要。聚酰亚胺(Polyimide,PI)材料因其优异的电气绝缘性能(介电常数≈3.0~4.0,介电损耗≈0.02)、机械性能和耐高温性等特点而被广泛用作柔性介质材料。然而,其介电常数需要进一步降低,才能更好地满足当前微电子产业高集成度的发展需求。本论文以开发具有更低介电常数的PI薄膜为目标,首先研究了四种由不同结构重复单元形成的PI薄膜重复单元结构与其性能之间的关系,而后选择上述研究中介电常数最低的PI体系,通过化学亚胺化的方式使其完成亚胺化过程,制得N,N’-二甲基甲酰胺(N,N’-Dimethylformamide,DMF)溶剂可溶型PI粉末。随后将沸石咪唑酯骨架化合物8(Zeolite imidazole framework-8,ZIF-8)纳米颗粒引入到DMF溶剂可溶型PI基底中,以进一步降低其介电常数。ZIF-8具有高孔隙率、稳定的骨架结构以及良好的有机相容性和超疏水性,能够向聚合物中引入纳米孔、引入空气,降低材料的介电常数。除了介电性能,本论文还系统地表征和分析了薄膜的吸水性和力学性能。具体研究内容如下:以2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(2,2’-bis(trifluoromethyl)benzidine,TFMB)、4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-Oxydianiline,ODA)、4,4’-联苯醚二酐(4,4’-Oxydiphthalic anhydride,ODPA)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐(3,3’,4,4’-Benzophenonetetracarboxylic dianhydride,BTDA)为原料,在完全相同条件下制备了TFMB-BTDA、ODA-BTDA、TFMB-ODPA、ODA-ODPA四种化学体系的PI薄膜,研究了PI分子主链重复单元结构差异对其性能的影响。通过对四种体系PI薄膜的性能分析,结果证明:PI薄膜的介电常数随着大体积侧基基团的引入、主链柔性的增加以及主链中极性基团的减少而明显下降。同时,PI薄膜的拉伸强度随着大体积侧基基团的引入、极性基团的减少、主链柔性的增加而减小。其中TFMB-ODPA体系PI介电常数2.85(1 MHz,较ODA-ODPA体系PI降低了4.40%)、拉伸强度81.9 MPa(较TFMB-BTDA体系PI薄膜89.2 MPa降低了8.2%。基于上述结论,本工作进一步选用上述工作中介电性能最优体系(TFMBODPA)PI,通过化学亚胺化工艺制备得到DMF溶剂可溶型含氟聚酰亚胺(FPI),将ZIF-8纳米颗粒与其混合,制备得到ZIF-8/FPI纳米复合薄膜。研究了ZIF-8加入含量对复合材料介电性能、吸水性和机械性能的影响。结果显示:ZIF-8纳米颗粒的引入进一步降低了复合体系的介电常数,并改善、提高了其机械性能及疏水性。ZIF-8纳米颗粒含量20 wt%的复合薄膜其介电常数最低可达2.34(10 MHz,较纯FPI薄膜降低了17.9%),并且复合薄膜介电损耗也有所下降。ZIF-8纳米颗粒的引入同样改善了材料的吸水性和机械性能,ZIF-8含量为20 wt%时,复合材料吸水率为0.53%(较纯FPI薄膜下降了41.2%),杨氏模量达到3.23 GPa(较纯FPI薄膜提高了88.6%)。
其他文献
本文对添加动量项的BP算法中动量因子对网络收敛速度和收敛精度的影响进行了分析研究,并在此基础上提出了一种改进的算法.仿真结果表明该方法是有效的.
Q 我的硬盘已经使用三四年了,其中保存了大量各类文件,现在安装了Google桌面搜索,已经完成了文件索引,但是还有很多文件总是无法通过它找到。请问这是什么原因?
引信装定在各武器系统的引信设计中至关重要。引信膛口动态感应装定是一种优势突出、应用广泛的装定模式。动态感应装定验证系统是针对该种装定方式的可靠性测试系统。由于各武器装定平台所使用的通信接口和处理器型号种类多样,增加了验证系统的搭建难度,不利于该类型装定系统的模块化、体系化。为解决这一问题,急需设计一套服务于多种武器平台的通用型验证系统。本文设计的动态感应装定验证系统仿真平台,作为整个验证系统的测控
随着十三五规划中国制造2025政策的提出,我国制造业要由制造大国向制造强国迈进,家电行业在制造业中扮演着重要的角色,家电行业正向着高质量的发展进行着行业优化,产品结构升级,这对家电企业来讲是机遇与风险并存的。本文运用哈佛分析框架对M集团进行财务分析,从战略、会计、财务、前景四个角度出发,对M集团的经营情况进行了解,并提出相关财务优化的建议。本文以哈佛分析框架对M集团进行财务分析,全文共有六个章节。
在参与集团内部业主与监理一体化管理试点的基础上,经多年多个项目的实践后进行总结,阐述了在集团系统内实施工程项目一体化管理的概念、优势、流程、岗位及职责的设置、取得的
本文介绍了一种基于16位单片机80C196KB的同步发电机的微机励磁调节装置,它具有硬件电路简单、可靠性高、配置灵活的特点,有突出的性价比优势.
作为党的第三代中央领导集体的核心,江泽民同志站在时代发展和国际经济政治发展全局的战略高度,主张把教育摆到优先发展的战略重点地位,不断推进教育创新,全面实施素质教育,
一类油层是指有效厚度大于2m,有效渗透率大于500md的砂岩油层,该类油层以河道砂沉积为主,沉积范围广,储层发育厚度大、渗透性好,属于优质油层。聚表剂是新近研制的一种适合各
每到新春节日就特别多,在繁忙的工作之余不要忘了给朋友送去问候和祝福。虽然有了互联网和电子邮件,只需轻点鼠标就可以发封电子贺卡给朋友了,然而电子贺卡选择多了,总是觉得
本文首先简要介绍了OPC技术以及OPC数据存取规范,在此基础上,详细讨论了OPC数据存取机制,并给出OPC数据存取规范在污水处理自动化系统中的应用.