聚酰亞胺材料的耐熱性能和力學(xué)性能與它的化學(xué)結(jié)構(gòu)、組成和使用溫度及環(huán)境有關(guān),近幾年來(lái)在航天、航空、電子等諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著對(duì)傳統(tǒng)聚酰亞胺改性工作的不斷深入以及許多新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的不斷涌現(xiàn)與發(fā)展,聚酰亞胺材料的研究成為一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域。
在聚酰亞胺材料的所有應(yīng)用領(lǐng)域中,微電子工業(yè)成為**的受益者,聚酰亞胺在這一領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用無(wú)疑是最為成功的一例,這在很大程度上得益于聚酰亞胺材料優(yōu)良的綜合性能。微電子工業(yè)對(duì)于所用材料的性能要求是非??量痰模绨雽?dǎo)體芯片的鈍化層要求材料首先是優(yōu)良的電絕緣體,此外還要求材料與基材具有良好的粘附性,并且可以屏障那些可能對(duì)層下元器件造成損傷的化學(xué)粒子。再如電子封裝過(guò)程中需要一個(gè)400℃的金屬熔結(jié)工藝,因此要求所用絕緣材料必須經(jīng)受這樣的高溫而不至于引起電、化學(xué)及機(jī)械性能的降解。電子封裝還要求材料具有盡量小的吸濕性、熱膨脹系數(shù)(CTE)應(yīng)盡量與基材相匹配、尺寸穩(wěn)定性好等。
聚酰亞胺材料在很多方面可以滿(mǎn)足這些特殊的性能要求。這主要是因?yàn)椋菏紫?,聚酰亞胺剛性或半剛性的骨架結(jié)構(gòu)賦予了這類(lèi)材料優(yōu)良的耐高溫性能,熱失重分析表明,一般聚酰亞胺的熱分解溫度都在500℃左右,而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度則在300℃左右,這樣的耐高溫性能完全可以滿(mǎn)足集成電路裝配的需要;其次,聚酰亞胺的介電性能優(yōu)異,介電常數(shù)為3.0—3.4,介電損耗在10-3~10-4,如果加以特殊處理,例如在聚酰亞胺的主鏈結(jié)構(gòu)中引入氟或?qū)⒖諝庖约{米尺寸分散在聚酰亞胺中,其介電常數(shù)還可以降得更低。聚酰亞胺材料的表面電阻、體積電阻一般可以達(dá)到1015Ω和1016Ω·cm數(shù)量級(jí),如此優(yōu)良的介電和絕緣性能使得聚酰亞胺材料可以滿(mǎn)足集成電路裝配的絕大多數(shù)要求。最后,聚酰亞胺材料骨架的剛性及半剛性結(jié)構(gòu)還賦予它較低的熱膨脹系數(shù)。
因此,聚酰亞胺是一類(lèi)綜合性能優(yōu)異的高分子材料,由于其結(jié)構(gòu)所具有的多樣性及可控性,可以根據(jù)集成電路生產(chǎn)工藝的不同要求對(duì)所使用的聚酰亞胺材料進(jìn)行性能調(diào)控,以滿(mǎn)足微電子工業(yè)中不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。