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《高耐熱_低介電常數(shù)含氟聚酰亞胺材料的合成與性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第4期高分子學(xué)報No.42003年8月ACTAPOLYMERICASINICAAug.,2003*高耐熱、低介電常數(shù)含氟聚酰亞胺材料的合成與性能研究**劉金剛尚玉明范琳楊士勇(工程塑料國家重點實驗室分子科學(xué)中心中國科學(xué)院化學(xué)研究所北京100080)摘要合成了一系列新型含氟耐高溫、低介電常數(shù)聚酰亞胺(PI)材料,并對其進(jìn)行了熱性能、電性能等方面的測試.結(jié)果表明,這類分子結(jié)構(gòu)中含吡啶環(huán)單元的材料可保持PI固有的耐熱性能,其在氮氣下的熱分解溫度為545~601e;而側(cè)鏈的雙三氟甲基取代結(jié)構(gòu)一方面使分子具有較高的氟含量,另一方面增大了分子的自由體積,
2、這兩方面的共同作用使得這類材料具有優(yōu)良的介電性能,其介電常數(shù)為2186~2191;擊穿電壓為15014~19713kVPmm.關(guān)鍵詞聚酰亞胺,三氟甲基,耐高溫,低介電常數(shù)現(xiàn)代微電子工業(yè)的發(fā)展對所用材料提出了越和二胺單體;(3)將F原子引入PI的分子結(jié)構(gòu)中[1]來越高的性能要求.作為一種有著優(yōu)良綜合性等.目前對于低介電常數(shù)含氟PI材料的研究也絕能的有機高分子材料,聚酰亞胺(PI)在微電子工大多數(shù)集中在這幾方面.隨著PI分子結(jié)構(gòu)中氟含業(yè)中廣泛用于芯片表面的鈍化與封裝材料、A-粒量的增加,PI的介電常數(shù)雖然會隨之下降,但很子屏蔽材料、多層布線的層間
3、絕緣材料和用于制多情況下會犧牲其固有的某些優(yōu)良特性,如耐熱圖、通孔的光致抗蝕劑材料以及柔性印制電路板性降低、力學(xué)性能變差等等.因此研究開發(fā)兼具高的基體材料和液晶顯示器件的取向膜材料等耐熱性與低介電常數(shù)的PI材料一直是人們研究[2]等.雖然普通商品PI材料在微電子工業(yè)中得到的熱點話題.了廣泛的應(yīng)用,但目前在一些特殊領(lǐng)域中的應(yīng)用本研究中以4,4c-(六氟異丙基)雙鄰苯二甲卻由于受通用PI結(jié)構(gòu)所帶來的性能而受到了很酸二酐(6FDA)作為二酐單體,1,4-雙(4-氨基-2-三大的限制,主要表現(xiàn)在固化溫度偏高、顏色偏深、氟甲基苯氧基)苯(p-6FAPB
4、)、1,1-雙(4-氨基苯[3]介電常數(shù)偏高等等.例如集成電路工業(yè)中為了基)-1-(3c,5c-雙三氟甲基)苯基-2,2,2-三氟乙烷達(dá)到更高的集成度,要求芯片的尺寸越來越小,這(9FDA)、4-(3c,5c-雙三氟甲基苯基)-2,6-雙(4d-氨樣芯片中信號傳輸?shù)难舆t時間也會相應(yīng)增加.由基苯基)吡啶(p-DTFAP)以及4-(3c,5c-雙三氟甲于信號的傳輸速度與所用PI層間絕緣材料介電基苯基)-2,6-雙(3d-氨基苯基)吡啶(m-DTFAP)作常數(shù)的平方根成正比,因此為了提高信號的傳輸為二胺單體,通過兩步縮聚法,合成了4種高氟含速度,就
5、必須降低PI層間絕緣材料的介電常數(shù).量PI材料并系統(tǒng)研究了這類材料結(jié)構(gòu)與其性能根據(jù)1998年SEMATECH(Semiconductor的關(guān)系.p-DTFAP與m-DTFAP兩種單體中都含有manufacturingandtechnology,半導(dǎo)體廠商的一個世含氟龐大側(cè)基取代的吡啶單元,吡啶環(huán)可與相鄰界性非贏利組織,主要評價新材料、工藝以及設(shè)的苯環(huán)形成共軛,而龐大的含氟取代結(jié)構(gòu)則可能備)對層間絕緣材料介電常數(shù)的預(yù)測,到2002年,會降低材料的介電常數(shù),將這兩種因素加以統(tǒng)一[4]這類材料的介電常數(shù)為210~215,而標(biāo)準(zhǔn)型PI則有望實現(xiàn)合成兼
6、具耐熱與低介電常數(shù)兩方面要材料的介電常數(shù)一般為310~315,因此很難達(dá)到求的新型材料.此要求.1實驗部分Simpson及其合作者系統(tǒng)研究了關(guān)于低介電常數(shù)PI材料的若干基礎(chǔ)問題,并提出了降低PI111原料[5]介電常數(shù)的方法:(1)采用具有低摩爾極化度的4,4c-(六氟異丙基)雙鄰苯二甲酸二酐二酐和二胺單體;(2)采用具有高自由體積的二酐(6FDA),HoechstCelaneseCorp,乙酸酐重結(jié)晶處*2002-09-23收稿,2002-12-10修稿;國家863資金資助項目(項目2002AA3Z1350);**通訊聯(lián)系人565566高分
7、子學(xué)報2003年[6]理.1,4-雙(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯(p-苯基)吡啶(m-DTFAP)均為本實驗室合成,乙醇6FAPB)、1,1-雙(4-氨基苯基)-1-(3c,5c-雙三氟甲重結(jié)晶處理,4種含氟單體的物理化學(xué)性質(zhì)如表1基)苯基-2,2,2-三氟乙烷(9FDA)、4-(3c,5c-雙三氟所示.N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),北京化學(xué)試劑甲基苯基)-2,6-雙(4d-氨基苯基)吡啶(p-DTFAP)公司,使用前經(jīng)CaH2脫水并減壓蒸餾.以及4-(3c,5c-雙三氟甲基苯基)-2,6-雙(3d-氨基Table1Characte
8、rizationofthefluorinateddiaminemonomersDiaminesMeltingpoint(e)FTIR(cm-1)1H-NMR(DMS
