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高性能低介电材料近年来在微电子封装、高频线路板、雷达透波等领域获得广泛关注。苯并环丁烯类低介电树脂是一类综合性能优异的-树脂材料,硅杂环丁烷是一类可开环聚合的单元,是目前报道的少数几种无需催化剂、不释放小分子、低极性同时具有光敏活性的反应基团之一。基于此,本课题结合BCB和硅杂环丁烷结构设计构建了三类聚合物结构,包括碳硅烷主链/BCB侧链结构、BCB/硅杂环丁烷双交联结构以及含BCB碳硅烷/接枝聚乙烯双交联结构,深入对比和探讨了聚合物结构带来的热学、低介电和力学性能影响,为实现低介电常数和高力学强度平衡提供新的思路和可行方案。以1,3-二甲基-1,3-二苯基二硅杂环丁烷(DMDBDC)和1,3-二甲基-1,3-二苯基二硅杂环丁烷(DMDPDC)为单体,通过氯铂酸催化开环聚合形成侧链含有BCB基和苯基的聚碳硅烷(PBCS)。差示扫描量热仪(DSC)和在线红外(Online-IR)测试表明,侧链上的苯并环丁烯官能团具有很高的反应活性,能够在高温下开环,因此线性聚合物可以通过热交联形成网络结构的树脂。聚碳硅烷(PBCS)中BCB的含量可以通过调节聚合单体DMDBDC/DMDPDC的投料比来控制,从而影响固化树脂的性能。随着聚碳硅烷(PBCS)中BCB的摩尔含量从9.5 to 28.9 mol%,固化树脂的5%热失重温度从404增加到473 oC,在10 MHz左右介电常数从2.59降至2.41,优异的热性能和低介电性能归因于聚碳硅烷(PBCS)中存在Si-C主链结构和BCB热交联单元。分别合成了两种含乙烯基的聚合单体1-甲基-1-(4-乙烯基苯基)硅杂环丁烷(1-MVPSCB),4-乙烯基苯并环丁烯(4-VBCB),和苯乙烯通过原子转移自由基聚合反应(ATRP)形成一种新型的含硅杂环丁烷/苯并环丁烯基双重交联结构的线性聚合物(BS-DCP),直接引入光敏性基团硅杂环丁烷赋予聚合物优异的光刻性能。DSC和Online-IR测试表明,该线性聚合物具有可光、热分步的交联性能,其中光交联反应可以在室温下进行,热交联反应需在200 oC以上进行;线性聚合物(BS-DCP)中光敏性基团硅杂环丁烷的含量可以通过调节单体1-MVPSCB/4-VBCB/St的投料比来调节,从而赋予线性聚合物(BS-DCP)优异的光刻性能,同时硅杂环丁烷/苯并环丁烯基双重交联结构也赋予固化树脂优异的热稳定性能(T5%接近于400 oC)和低介电性能(10 MHz时介电常数为2.37)。基于BCB结构的交联聚碳硅烷具有良好的热稳定性、力学性能和低介电性能,因此利用这一结构可以对许多传统BCB树脂进行改性。以聚合物(BS-DCP)侧链的硅杂环丁烷结构为引发点,通过DMDBDC结构中的二硅杂环丁烷开环聚合,即用含BCB的聚碳硅烷接枝聚乙烯获得接枝聚合物(LDTF),并对接枝聚合物(LDTF)的性能进行了深入研究。接枝聚合物(LDTF)中的性能可以通过调节DMDBDC/BS-DCP的投料比来控制。纳米压痕测试结果显示随着引入的DMDBDC含量的增加,接枝聚合物(LDTF)固化后的力学性能显著提高(当DMDBDC的含量达到30%时,对应着的模量为8.01 GPa),同时兼具优良的低介电性能(10 MHz时介电常数为2.35)。