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随着集成电路尺寸不断缩小,互连寄生的电容引起的延迟、串扰和功耗已经成为制约高速、高密度、低功耗和多功能集成电路发展的瓶颈。采用低介电常数介质薄膜作为层间介质以代替传统的SiO2介质来降低封装材料和印刷电路板材料的介电常数,是解决这一问题的关键技术之一。本文旨在利用SiO2空心球（Silica hollow spheres,SHS）与氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）协同改性聚酰亚胺（Polyimide,PI）,并结合静电纺丝工艺制备低介电常数复合薄膜。本文以改进的Hummers法制备GO,用4,4’-二胺基二苯醚（4,4’-oxybisbenzenamine,ODA）对其进行改性,采用改进的st?ber法制备SHS。通过原位分散法制备GO/PI、ODA-GO/PI与SHS/ODA-GO/PI复合薄膜;并结合静电纺丝工艺制备三层结构SHS/ODA-GO/PI复合薄膜。表征了GO、ODA-GO及SHS/ODA-GO复合粉体形貌与结构及其与PI复合薄膜的介电性能、热稳定性、力学性能。对ODA-GO/PI复合薄膜的研究结果表明:当GO填充量为0.3 wt%时,ODA-GO/PI复合薄膜的介电常数低至2.35（较纯PI薄膜降低31%）,并且复合薄膜的介电损耗也略有降低。ODA-GO使复合薄膜的力学性能有明显提升,掺杂量为0.7 wt%时,ODA-GO/PI复合薄膜的断裂伸长率与拉伸强度为21.24%（是纯PI的2.3倍）与101.69 MPa（是纯PI的1.3倍）;GO的加入对PI复合薄膜的耐热性并没有明显影响。对SHS及GO协同改性PI复合薄膜的研究表明:SHS与GO的共同作用使得PI复合薄膜的介电常数明显降低,当SHS与GO的填充量分别为10 wt%和0.5 wt%时,三层复合薄膜的介电常数低至1.9（较纯PI薄膜降低44%）;但SHS的加入与三层结构的设计对PI复合薄膜的力学性能与耐热性并没有明显影响。