【摘 要】
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上世纪以来,随着集成电路飞速发展,传统的层间绝缘物质二氧化硅由于介电常数过高,导致信号在传递过程中出现损耗与延迟等问题,已经无法满足如今集成电路发展需求。聚酰亚胺（PI）具有极好的耐热与耐低温性能、低介电常数（3.5左右）以及耐化学腐蚀等性能,是综合性能最好的特种工程塑料之一,被广泛应用于航空航天、微电子、柔性显示等领域。但如今未改性的PI薄膜介电常数过高,尚不能满足如今集成电路的发展。为此,本文
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上世纪以来,随着集成电路飞速发展,传统的层间绝缘物质二氧化硅由于介电常数过高,导致信号在传递过程中出现损耗与延迟等问题,已经无法满足如今集成电路发展需求。聚酰亚胺（PI）具有极好的耐热与耐低温性能、低介电常数（3.5左右）以及耐化学腐蚀等性能,是综合性能最好的特种工程塑料之一,被广泛应用于航空航天、微电子、柔性显示等领域。但如今未改性的PI薄膜介电常数过高,尚不能满足如今集成电路的发展。为此,本文从PI分子结构设计角度出发,在PI分子链中引入F元素、侧甲基、大体积侧基,同时构建微支化-交联结构,成功制备出热塑性及低介电PI薄膜,详细探讨了不同分子结构对PI薄膜热性能、介电性能、抗湿性和溶解性等的影响。最后将PI薄膜与铜箔热压制备挠性覆铜板（FCCL）,探究了不同热压工艺对FCCL性能的影响。首先,本文以9,9-双（4-氨基苯）芴（BAFL）和1,3-双（4-氨基苯氧基）苯（TPE-R）为二胺,以六氟二酐（6FDA）和4,4’-（4,4’-异丙基二苯氧基）二酞酸酐（BPADA）为二酐,通过改变单体配比,在PI分子链中引入不同含量的侧芴基、侧-CH3、-CF3基团与柔性醚键,采用两步法成功制备出一系列热塑性及低介电PI薄膜（PI-1—PI-5）。结果表明,五种PI薄膜均具有良好的耐热性,玻璃化转变温度（Tg）在235.8℃—302.1℃之间,其中PI-1、PI-2与PI-3薄膜具有良好的热塑性。同时,五种PI薄膜均具有优异的溶解性与低介电常数。随着6FDA与BAFL含量增加,由于F元素和大量侧基分别降低了PI分子极化率与单位体积内的极化分子数,PI薄膜介电常数逐渐降低,从3.37（PI-1）降低至2.67（PI-5）。其次,以PI-3为基体,通过三元胺1,3,5-三（4-氨苯基）苯（TAPB）与PAA分子链反应得到具有微支化-交联结构的PI薄膜（MBPI-1—MBPI-4）,深度探讨了微支化-交联程度对PI薄膜综合性能的影响。研究发现,微支化-交联结构对PI薄膜的热性能、力学性能和介电性能均有较大影响。所有微支化-交联PI薄膜的T5%均在525℃以上,800℃下的残碳量均在60%以上,具有优异的热稳定性。随TAPB含量的增加,微支化-交联PI薄膜的拉伸强度呈现出先增大后减小的趋势,介电常数先减小后增大。当TAPB含量为0.2 mmol（3.33 mol%）时,MBPI-2薄膜力学与介电性能最优。与未支化的PI-3薄膜相比,由于微支化-交联结构,其拉伸强度从85.71 MPa提升至106.02 MPa,介电常数从3.13降低至2.47。最后,通过1,2,4,5-均苯四甲酸二酐（PMDA）与4,4’-二氨基二苯醚（ODA）成功制备具有高尺寸稳定性与耐热性的PI-6薄膜,以PI-6与MBPI-4为中间层,PI-2为外层,通过逐层涂敷的方法制备两种TPI/PI/TPI三层复合薄膜（MF-1与MF-2）,对两种复合薄膜的热性能、介电性能、CTE等性能进行表征。结果表明,以PI-6为中层的MF-1复合薄膜综合性能更加优异,并将其与铜箔进行热压制备双面挠性覆铜板,探究了热压工艺对FCCL性能影响。研究发现,在340℃-20 MPa-120 s条件下制备的覆铜板性能最优,剥离强度高达1.24 N/mm,并通过了耐锡焊测试。
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