资源描述：
《高耐热_低介电常数含氟聚酰亚胺材料的合成与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第4期高分子学报No.42003年8月ACTAPOLYMERICASINICAAug.,2003*高耐热、低介电常数含氟聚酰亚胺材料的合成与性能研究**刘金刚尚玉明范琳杨士勇(工程塑料国家重点实验室分子科学中心中国科学院化学研究所北京100080)摘要合成了一系列新型含氟耐高温、低介电常数聚酰亚胺(PI)材料,并对其进行了热性能、电性能等方面的测试.结果表明,这类分子结构中含吡啶环单元的材料可保持PI固有的耐热性能,其在氮气下的热分解温度为545~601e;而侧链的双三氟甲基取代结构一方面使分子具有较高的氟含量,另一方面增大了分子的自由体积,
2、这两方面的共同作用使得这类材料具有优良的介电性能,其介电常数为2186~2191;击穿电压为15014~19713kVPmm.关键词聚酰亚胺,三氟甲基,耐高温,低介电常数现代微电子工业的发展对所用材料提出了越和二胺单体;(3)将F原子引入PI的分子结构中[1]来越高的性能要求.作为一种有着优良综合性等.目前对于低介电常数含氟PI材料的研究也绝能的有机高分子材料,聚酰亚胺(PI)在微电子工大多数集中在这几方面.随着PI分子结构中氟含业中广泛用于芯片表面的钝化与封装材料、A-粒量的增加,PI的介电常数虽然会随之下降,但很子屏蔽材料、多层布线的层间
3、绝缘材料和用于制多情况下会牺牲其固有的某些优良特性,如耐热图、通孔的光致抗蚀剂材料以及柔性印制电路板性降低、力学性能变差等等.因此研究开发兼具高的基体材料和液晶显示器件的取向膜材料等耐热性与低介电常数的PI材料一直是人们研究[2]等.虽然普通商品PI材料在微电子工业中得到的热点话题.了广泛的应用,但目前在一些特殊领域中的应用本研究中以4,4c-(六氟异丙基)双邻苯二甲却由于受通用PI结构所带来的性能而受到了很酸二酐(6FDA)作为二酐单体,1,4-双(4-氨基-2-三大的限制,主要表现在固化温度偏高、颜色偏深、氟甲基苯氧基)苯(p-6FAPB
4、)、1,1-双(4-氨基苯[3]介电常数偏高等等.例如集成电路工业中为了基)-1-(3c,5c-双三氟甲基)苯基-2,2,2-三氟乙烷达到更高的集成度,要求芯片的尺寸越来越小,这(9FDA)、4-(3c,5c-双三氟甲基苯基)-2,6-双(4d-氨样芯片中信号传输的延迟时间也会相应增加.由基苯基)吡啶(p-DTFAP)以及4-(3c,5c-双三氟甲于信号的传输速度与所用PI层间绝缘材料介电基苯基)-2,6-双(3d-氨基苯基)吡啶(m-DTFAP)作常数的平方根成正比,因此为了提高信号的传输为二胺单体,通过两步缩聚法,合成了4种高氟含速度,就
5、必须降低PI层间绝缘材料的介电常数.量PI材料并系统研究了这类材料结构与其性能根据1998年SEMATECH(Semiconductor的关系.p-DTFAP与m-DTFAP两种单体中都含有manufacturingandtechnology,半导体厂商的一个世含氟庞大侧基取代的吡啶单元,吡啶环可与相邻界性非赢利组织,主要评价新材料、工艺以及设的苯环形成共轭,而庞大的含氟取代结构则可能备)对层间绝缘材料介电常数的预测,到2002年,会降低材料的介电常数,将这两种因素加以统一[4]这类材料的介电常数为210~215,而标准型PI则有望实现合成兼
6、具耐热与低介电常数两方面要材料的介电常数一般为310~315,因此很难达到求的新型材料.此要求.1实验部分Simpson及其合作者系统研究了关于低介电常数PI材料的若干基础问题,并提出了降低PI111原料[5]介电常数的方法:(1)采用具有低摩尔极化度的4,4c-(六氟异丙基)双邻苯二甲酸二酐二酐和二胺单体;(2)采用具有高自由体积的二酐(6FDA),HoechstCelaneseCorp,乙酸酐重结晶处*2002-09-23收稿,2002-12-10修稿;国家863资金资助项目(项目2002AA3Z1350);**通讯联系人565566高分
7、子学报2003年[6]理.1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯(p-苯基)吡啶(m-DTFAP)均为本实验室合成,乙醇6FAPB)、1,1-双(4-氨基苯基)-1-(3c,5c-双三氟甲重结晶处理,4种含氟单体的物理化学性质如表1基)苯基-2,2,2-三氟乙烷(9FDA)、4-(3c,5c-双三氟所示.N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),北京化学试剂甲基苯基)-2,6-双(4d-氨基苯基)吡啶(p-DTFAP)公司,使用前经CaH2脱水并减压蒸馏.以及4-(3c,5c-双三氟甲基苯基)-2,6-双(3d-氨基Table1Characte
8、rizationofthefluorinateddiaminemonomersDiaminesMeltingpoint(e)FTIR(cm-1)1H-NMR(DMS
