高性能低介電損耗樹脂的研究.pdf

1、微電子技術正朝著更高集成度、更低功耗以及更高性能的方向發(fā)展，因此對高性能電子材料提出了更高的要求。此類材料在具有優(yōu)異工藝性和力學性能的同時，還必須具有低介電常數(shù)、低介電損耗和優(yōu)異的耐熱性能，以滿足現(xiàn)代科技信息產(chǎn)業(yè)的要求。顯然，聚四氟乙烯、苯并環(huán)丁烯等傳統(tǒng)樹脂不能滿足以上要求。雙馬來酰亞胺樹脂是高性能熱固性樹脂的代表，具有優(yōu)異的耐熱性、良好的加工性和優(yōu)良的力學性能。但是，雙馬來酰亞胺樹脂還存在介電常數(shù)高以及介電損耗大等性能劣勢，不能夠完全

2、滿足新一代電子信息產(chǎn)品對高性能樹脂的要求，所以研究新型高性能樹脂兼具重大的理論意義和應用潛質(zhì)。
　　有機-無機雜化材料兼具有機材料和無機材料的優(yōu)異性能，而且雜化材料可進行靈活地設計，有利于研制具有不同功能的新材料。其中，以介孔硅（MPS）或者多面體倍半硅氧烷（POSS）為組分的雜化材料具有奇特的結構特點與性能優(yōu)勢，因此引起了各國學者的關注。但是，已知的MPS和POSS種類有限，遠不能滿足研制新型高性能材料的條件，制約了POSS和M

3、PS的應用和發(fā)展。
　　本文針對雙馬來酰亞胺、POSS以及MPS在制備滿足新一代電子信息產(chǎn)品要求的新型高性能材料存在的問題，通過合成一種完全閉孔介孔硅（FCMPS）以及一種含有活性乙烯基團的互聯(lián)POSSs（vLPOSS），分別加入雙馬來酰亞胺樹脂中，制得了一系列雜化材料，以期獲得具有優(yōu)異耐熱性能、低介電常數(shù)以及低介電損耗等性能的高性能雜化材料。
　　首先，合成了一種通過在典型介孔硅SBA-15表面產(chǎn)生互聯(lián)POSSs（LPOS

4、S）的新型完全閉孔介孔硅（FCMPS），并通過多種表征方法證實了FCMPS的結構。同SBA-15相比，F(xiàn)CMPS不僅具有更高的比表面積、更大的孔體積、更寬的孔徑，而且具有明顯改善的熱穩(wěn)定性，其初始降解溫度（Tdi）比SBA-15增加了大約194oC。除此以外，F(xiàn)CMPS克服了SBA-15存在的缺點，具有更低、更穩(wěn)定的介電常數(shù)和介電損耗。在成功合成FCMPS的基礎上，制備了具有不同含量FCMPS的FCMPS/雙馬來酰亞胺樹脂（BD）雜化材

5、料，研究了SBA-15/BD和FCMPS/BD雜化材料的介電性能。研究結果表明，由于FCMPS特殊的結構，F(xiàn)CMPS/BD雜化材料具有比SBA-15/BD雜化材料更低、更穩(wěn)定的介電常數(shù)和介電損耗。當在BD樹脂中加入1wt%FCMPS時，所得雜化材料的介電常數(shù)在10到106Hz頻率范圍內(nèi)只有2.50；而且，雜化材料的介電損耗幾乎完全依賴于頻率，在高頻（>103Hz）時甚至低于BD樹脂。
　　其次，通過簡單的一步水解法合成了多個POS