微电子工业中的聚酰亚胺材料

作者: 日期: 2018-10-30 人气: - 评论: 0

  聚酰亚胺材料的耐热性能和力学性能与它的化学结构、组成和使用温度及环境有关,近几年来在航天、航空、电子等诸多领域中得到了广泛的应用。随着对传统聚酰亚胺改性工作的不断深入以及许多新兴技术和产业的不断涌现与发展,聚酰亚胺材料的研究成为一个热点领域。

  在聚酰亚胺材料的所有应用领域中,微电子工业成为最大的受益者,聚酰亚胺在这一领域中的广泛应用无疑是最为成功的一例,这在很大程度上得益于聚酰亚胺材料优良的综合性能。微电子工业对于所用材料的性能要求是非常苛刻的,例如半导体芯片的钝化层要求材料首先是优良的电绝缘体,此外还要求材料与基材具有良好的粘附性,并且可以屏障那些可能对层下元器件造成损伤的化学粒子。再如电子封装过程中需要一个400的金属熔结工艺,因此要求所用绝缘材料必须经受这样的高温而不至于引起电、化学及机械性能的降解。电子封装还要求材料具有尽量小的吸湿性、热膨胀系数(CTE)应尽量与基材相匹配、尺寸稳定性好等。

聚酰亚胺材料

  聚酰亚胺材料在很多方面可以满足这些特殊的性能要求。这主要是因为:首先,聚酰亚胺刚性或半刚性的骨架结构赋予了这类材料优良的耐高温性能,热失重分析表明,一般聚酰亚胺的热分解温度都在500左右,而玻璃化转变温度则在300左右,这样的耐高温性能完全可以满足集成电路装配的需要;其次,聚酰亚胺的介电性能优异,介电常数为3.03.4,介电损耗在10-3~10-4,如果加以特殊处理,例如在聚酰亚胺的主链结构中引入氟或将空气以纳米尺寸分散在聚酰亚胺中,其介电常数还可以降得更低。聚酰亚胺材料的表面电阻、体积电阻一般可以达到1015Ω1016Ω·cm数量级,如此优良的介电和绝缘性能使得聚酰亚胺材料可以满足集成电路装配的绝大多数要求。最后,聚酰亚胺材料骨架的刚性及半刚性结构还赋予它较低的热膨胀系数。

  因此,聚酰亚胺是一类综合性能优异的高分子材料,由于其结构所具有的多样性及可控性,可以根据集成电路生产工艺的不同要求对所使用的聚酰亚胺材料进行性能调控,以满足微电子工业中不同应用领域的需求。


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