论文部分内容阅读
近年来,随着微电子工业的发展,封装材料对性能的要求越来越高,主要包括耐高温、高机械性能、低热膨胀系数(CTE)、低介电常数、低吸水性及高附着力等。聚酰亚胺(PI)绝缘涂层由于拥有优异的综合性能,可在很大程度上满足其要求,因而在微电子领域得到了广泛的应用,被称作PI涂层胶。但是,传统的PI涂层胶普遍存在CTE、介电常数及吸水率偏高,与基底间附着力差等缺点。因此改善其相关性能一直是科研工作者的重要研究方向。本文首先制备出BTDA-PMDA-ODA及BTDA-PMDA-HQDPA-ODA型PI涂层胶,后期加入1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(GAPD)以及利用溶胶凝胶法和共混法引入Si02纳米粒子对后者进行改性,热亚胺化制备PI纯膜以及PI涂层胶涂覆在不同基底上的复合板。利用红外光谱(FTIR)、核磁共振(1H-NMR)、光电子能谱(XPS)、万能电子拉力机、静态热机械分析(TMA)、热重(TG)、差式扫描量热法(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、原子力显微镜(AFM)、接触角以及绝缘电阻测定等手段研究了PI的结构、力学性能、CTE、热性能、表面形貌、接触角、绝缘电阻及吸水率等,并利用漆膜的划格实验、蒸煮法以及搭接剪切强度法分析了PI涂层胶的附着性能。结果表明：当n(BTDA):n(PMDA):n(HQDPA)=4:1:20时, BTDA-PMDA-HQDPA-ODA型PI涂层胶的综合性能最好,抗拉强度为129.82MPa,初始热分解温度(Tsta)高达523.59℃,玻璃化温度(Tg)为270.76℃,在铝板、铜板及硅片上的附着力等级均为0级,绝缘电阻较高,吸水率低于1%,但其存在CTE(45.8×10-6/℃)偏高以及在无机Si02基底上附着力差的缺点；引入GAPD对其进行改性可有效改善涂层胶与SiO2基底的附着力,当n(GAPD)=n(ODA)/40时,有机硅氧烷改性PI涂层胶的综合性能最优,能基本满足工业应用,但材料的CTE(51.6×10-6/℃)仍然偏高；Si02纳米粒子的引入可有效降低PI涂层胶的CTE,利用溶胶凝胶法制备的样品A PI/SiO2-15综合性能最优,其CTE降至23.0×10-6/℃,接近铝板和铜板,抗拉强度为100.86MPa,Tsta为520.31℃,Tg为277.26℃,在不同基底上的附着力优异,绝缘性好,吸水率更是低至0.30%,完全满足微电子领域应用需求。