低介电常数POSS_GO_聚酰亚胺复合薄膜性能研究

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1、工学硕士学位论文低介电常数POSS/GO/聚酰亚胺复合薄膜性能研究汪修权哈尔滨理工大学2018年3月国内图书分类号:TM215工学硕士学位论文低介电常数POSS/GO/聚酰亚胺复合薄膜性能研究硕士研究生：汪修权导师：周宏申请学位级别：工学硕士学科、专业：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TM215DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringPropertiesofPolyhedralO

2、ligomericSilsesquioxane/GrapheneOxide/PolyimideCompositeFilmswithLowDielectricConstantCandidate：WangXiuquanSupervisor：ZhouHongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MaterialEngineeringDateofOralExamination：March,2018HarbinUniversityofSciencean

3、dUniversity：Technology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《低介电常数POSS/GO/聚酰亚胺复合薄膜性能研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《低介电常数POSS/GO/聚酰亚胺复

4、合薄膜性能研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密√（请在以上相应方框内打√）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日哈尔滨理工大学

5、工学硕士学位论文低介电常数POSS/GO/聚酰亚胺复合薄膜性能研究摘要近年来，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（PolyhedralOligomericSilsesquioxane，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

6、学性能。本文旨在利用POSS与氧化石墨烯(GrapheneOxide,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(PyromelliticDianhydride,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/

7、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2wt%时，POSS/PI复合薄膜的介电常数低至2.60(1MHz，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2wt%时，提高了复合薄膜的Td5热分解温度。从ODA-GO/POSS/P

8、I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0.5wt%和2wt%的复合薄膜的介电常数低至2.50(1MHz，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2wt%时，三相复合薄膜的拉伸强度及断裂伸长率分别为93.5MPa和11