多孔低介电聚酰亚胺薄膜的制备及其性能表征

摘要

芯片制造技术的进步，对用作互联导线间电介质的低介电常数绝缘材料产生了需求。聚酰亚胺独特的主链结构，赋予其优异的物理、化学性能，包括热稳定性，化学稳定性，低介电性能和高绝缘性能，使其成为潜在的电介质材料，但其介电常数已经不能满足当前需求。本文通过引入气孔方法降低聚酰亚胺薄膜的介电常数，制备了不同孔隙率的多孔聚酰亚胺薄膜。通过复合氧化石墨烯提高多孔膜的力学性能，同时研究了氧化石墨烯对聚酰亚胺薄膜介电性能的影响。
　　本文采用六种不同的方法合成了聚酰胺酸，测量产物的分子量，确定了合成聚酰胺酸的最佳方法。分别采用热酰亚胺化、催化酰亚胺化和化学酰亚胺化三种方法进行酰亚胺化反应，探究了合成聚酰亚胺的条件，发现加入叔胺作为催化剂，可显著降低聚酰胺酸的热酰亚胺化温度，以醋酸酐为脱水剂，三乙胺为催化剂，可以实现聚酰胺酸的完全酰亚胺化。制备了单分散的二氧化硅微球，以此为填料，采用原位聚合法制备了复合膜，分析了微球表面修饰对复合膜拉伸性能和介电性能的影响。在氢氟酸中对复合膜内的二氧化硅进行刻蚀，得到多孔膜，表征了多孔膜的力学性能和介电性能，随着孔隙率的增加，多孔膜的拉伸强度降低，介电常数呈线性降低。参考改进的Hummers法制备氧化石墨烯，氧化石墨烯可在水相中均匀稳定分散。采用原位聚合法制备氧化石墨烯/聚酰亚胺复合膜，分析了氧化石墨烯表面改性对复合膜拉伸性能和介电性能的影响。同时制备了含有氧化石墨烯的多孔复合膜，当孔隙率为8.6％，氧化石墨烯含量为1wt%时，多孔复合膜的介电常数为2.01。

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第1章 绪 论

1.1课题背景和意义

1.2国内外研究现状及分析

1. 3本文主要研究内容

第 2 章 实验材料及分析方法

2.1 实验药品

2.2 实验仪器及设备

2.3 实验表征与测试方法

2.4 性能测试手段

第 3 章 聚酰胺酸的合成及酰亚胺化

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 多孔PI薄膜的制备及表征

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 氧化石墨烯（GO）/PI多孔复合薄膜

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间成果

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致谢