低熱膨脹系數(shù)的聚酰亞胺復合薄膜的制備與性能的研究.pdf

1、隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,高性能微電子封裝技術(shù)已形成與集成電路產(chǎn)業(yè)相適應的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。對電子封裝材料來講,較低的熱膨脹系數(shù)和良好的高頻特性(即較低的介電常數(shù)和介電損耗)是兩個重要的指標。聚酰亞胺(PI)具有優(yōu)良的機械、介電、電絕緣、耐高溫、耐腐蝕等性能,綜合性能優(yōu)異,應用于電子塑料封裝材料前景良好。
　　 本文首先用直接固相法和分步固相法兩種方法合成出了純度較高的原料鎢酸鋯(ZrW208)粉末,粒徑在5～10μm左右,平均熱膨脹

2、系數(shù)為-9.604×10-6K-1。然后分別以合成的ZrW208粉末和納米碳化硅(n-SiC)作為填料,采用原位聚合法制備出了ZrW2O8/PI和n-SiC/PI兩種復合薄膜,用掃描電子顯微鏡(SEM)、熱機械分析儀(TMA)、阻抗分析儀和熱重分析(TG)研究了所制備薄膜的表面形貌、熱膨脹性能、介電性能及熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明:
　　 (1)ZrW2O8粒子均勻的分散在PI基體中,且ZrW2O8的加入降低了復合薄膜的熱膨脹系數(shù)(CT

3、E),ZrW2O8含量越高,復合薄膜的CTE越小;熱循環(huán)次數(shù)對CTE的影響不大,制備出的PI膜具有很好的尺寸穩(wěn)定性。ZrW2O8/PI復合薄膜的介電常數(shù)隨著填料含量的增加而小幅度增加,介電損耗隨填料含量的增加變化較小,兩者始終維持在較低的范圍內(nèi),且在相當大的頻率范圍內(nèi)保持穩(wěn)定,對溫度的依賴性不大。隨著ZrW2O8含量的增加,復合薄膜的熱穩(wěn)定性增加,力學性能雖有小幅下降,但仍維持在較高水平。通過對ZrW2O8改性后的研究表明,改性后的Zr

4、W2O8在PI基體中分散更均勻,得到的ZrW2O8/PI復合薄膜的CTE更小,介電常數(shù)和介電損耗也相應降低。
　　 (2)n-SiC粒子均勻分散在PI基體中,復合薄膜的CTE隨著n-SiC含量的增加逐漸減小,n-SiC為15wt％時,CTE降低了11％,且復合薄膜的熱膨脹系數(shù)實驗值比較接近于以Kerner公式的計算值。復合薄膜的介電常數(shù)和介電損耗隨著填料含量的增大而有小幅度增加,但始終維持在較低的范圍內(nèi),而且在相當大的頻率和溫度