超低介电常数的多孔F-pSiCOH薄膜制备及其紫外固化处理

面向高性能集成电路可靠性设计要求之下,开展以硅集成电路(IC)三维集成器件超低介电常数的介电薄膜研究。采用化学气相沉积法制备了一种超低介电常数(k)值的多孔F-pSiCOH薄膜。利用傅里叶变换红外光谱测定了多孔F-pSiCOH薄膜的化学结构和化学键,并探究了紫外线辐射对多孔F-pSiCOH薄膜机械性能的影响。结果表明:纳米孔和氟原子的引入能有效地降低介电常数,使多孔F-SiCOH薄膜的k值为2.15。紫外固化处理增强了多孔F-pSiCOH薄膜的弹性模量,使多孔F-pSiCOH薄膜的弹性模量从4.84GPa增大到5.76GPa,力学性能得到优化。

低介电高导热垫片的制备

以单端乙烯基硅油、侧链含氢硅油以及端含氢硅油等为基础胶料,添加中空球形六方氮化硼和氢氧化铝等导热粉体,制得低介电高导热垫片。探讨了中空球形六方氮化硼和氢氧化铝的用量、乙烯基硅油的种类及黏度、导热粉体处理剂的用量及中空球形六方氮化硼的加料工艺对导热垫片性能的影响。结果表明,制得的导热垫片热导率为3.09 W/(m·K),介电常数3.17,表面粘性良好,能满足高导热低介电导热界面材料的性能要求。

低介电玻璃纤维布检测折射率匹配液的研究及制备

介绍了低介电(LDK)玻璃纤维布中空纤维对印刷电路板(PCB)的危害,为减小折射液与低介电玻璃之间因折射率差异给可视化中空纤维的测量带来的影响,将无水乙醇和苯甲酸苄酯掺杂得到一种新型的低介电玻璃折射率匹配液。研究了不同苯甲酸苄酯体积占比对折射率的影响,并对折射率匹配液的温度的敏感性、表面张力、稳定性及安全性进行了研究。结果表明,55%苯甲酸苄酯和45%乙醇的折射率匹配液在25℃时的折射率与低介电玻璃的折射率相近,其对LDK玻璃纤维布隐身效果极佳,中空纤维现象明显且测试效率高,该折射率匹配液具有稳定性高、表面张力低、粘度小、成本低且对人体危害性小等优点,可用于LDK玻璃纤维布中空纤维测试。

ECT技术对成像的影响——用低介电参数物质标定

电容层析成像技术是20世纪80年代发展起来的一种多相流参数检测技术。它是利用多相介质具有不同的介电常数,通过电容传感器测量获得介电常数分布而获得介质分布的图像。可以用来测量多相流尤其是气固两相流的流动分布,该方法具有快速,不干扰流场、结构简单、无辐射、成本低的特点。但该方法对于测量低介电参数材料固体流动或稀相流动比较困难。提出使用更低介电参数的物质进行标定,可以提高ECT的成像效果。应用Ansoft仿真软件计算了方形管道内存在圆棒时的成像效果,比较了用高低不同介电参数物质进行标定的成像效果,通过方形传感器验证了该结论的正确性。

多孔聚酰亚胺低介电材料研究现状

随着5G时代的来临,超大规模集成电路与微电子工业迅速发展,迫切要求器件特征尺寸逐渐减小即电路集成度越高的同时,也带来了信号传输串扰、互连电阻-电容延迟等一系列新的技术问题。目前5G用高性能低介电甚至超低介电材料的开发,已成为微电子领域的研究热点。多孔聚酰亚胺材料可以兼具聚酰亚胺材料优异的耐温性、绝缘性和机械性能以及多孔材料的介电常数低、质量轻、密度小等诸多优点,在电力电子器件、航空航天等领域具有广阔的应有前景。为此从本构多孔、致生多孔、填料复合致孔、介孔气凝胶等方面详细地论述了多孔聚酰亚胺材料的研发机理和制备工艺,总结了当前多孔聚酰亚胺材料研究存在的关键技术问题及面临的挑战,并展望了5G用低介电聚酰亚胺薄膜未来的发展方向。

低介电玻璃纤维成分分析标准物质的研制

采用高温熔制工艺制得低介电玻璃纤维成分分析标准物质。对标准物质进行均匀性检验、稳定性考察,并采用多家协作定值的方式进行定值。研制的低介电玻璃纤维成分分析标准物质的均匀性、稳定性良好,量值准确可靠,该标准物质中SiO2、Al2O3、B2O3、MgO、CaO、BaO、Na2O、K2O的定值结果分别为49.59%、14.09%、22.52%、3.15%、3.05%、5.61%、0.712%、0.0919%。标准值的扩展不确定度为0.2%~4.4%(k=2)。能够用于低介电玻璃纤维组分测试方法的评价及相关分析仪器的校准,保证组分测定的准确、可靠。

电路板用低介电纤维布

文章介绍了电路板用的低介电纤维及其制作纤维布和电路板基材的实验。通过将环烯烃共聚物(COC)纤维与玻璃纤维结合在独特的混合布中制成低介电(εr3.08,Dk0.013)电路板基材;将混合布中环烯烃共聚物纤维熔化构成树脂的一种成分,制成εr3.25,Dk0.0013电路板基材;将含环烯烃共聚物纤维混织布涂上独特的低介电树脂制成εr2.8,Dk0.0009电路板基材的试验,表明环烯烃共聚物纤维布是一种新型的性能优异的电路板增强材料。

印制电路板用低介电纤维布

玻璃纤维由于它的介电常数高和损耗大,通常只作为普通印制电路基板的增强材料。本文介绍了可用于微波电路基板的低介性能(εr2.35,Dk0.00007)的新型增强纤维—环烯烃共聚物纤维及其应用。通过将环烯烃共聚物纤维与玻璃纤维结合在独特的混合布中制成εr3.08,Dk0.013印制电路板基板;将混合布中环烯烃共聚物纤维熔化构成树脂的一种成分,制成εr3.25,Dk0.0013印制电路板基材;通过将含环烯烃共聚物纤维的混织布涂上独特的低介电树脂制成εr2.8,Dk0.0009印制电路板基材的试验,表明环烯烃共聚物纤维是适应当今电子技术发展要求,制作优异介电性能印制电路基板的新型增强材料,用环烯烃共聚物纤维可制出比目前最好的低介电基材质量更轻、介电性能、机械性能更有竞争力的基材。

低介电聚合物材料研究进展

对近五年来具有低介电常数与低介质损耗的不同聚合物材料(聚酰亚胺、全氟环丁基聚合物、苯并噁嗪基聚合物以及苯并环丁烯树脂等)的研究进展进行综述,重点探讨不同聚合物材料的结构设计策略(化学组成、分子结构以及孔结构等)对材料各项性能(介电性能、吸水性、热稳定性、力学性能等)的影响,并简单分析其中的影响机理。最后,总结了不同低介电聚合物材料设计的4种共性方法(降低分子极性、增加分子自由体积、引入多孔结构以及引入交联结构),并展望了未来低介电聚合物材料的发展方向。

通过复配填料制备高导热、高耐磨和低介电聚四氟乙烯复合材料

电子封装材料领域的飞速发展要求复合材料不仅满足高热导率和一定的摩擦性能,还具有低介电常数和低介电损耗等。聚四氟乙烯(PTFE)因具有优异的介电性能、摩擦性能和热稳定性而常被作为基体,但其导热性差限制了其更广泛的应用。将高导热填料六方氮化硼(h-BN)和氧化铝(AO)颗粒复配,研究填料的比例和尺寸对PTFE复合材料导热、摩擦和介电性能的影响。结果发现h-BN和AO的体积分数比为20∶10、AO的平均粒径为0.5μm时,PTFE复合材料的综合性能最佳。本工作为通过填料复配获得具有优异的导热、介电和摩擦性能的高分子复合材料提供了思路和方法。

等离子体与氧杂碳化硅低介电常数隔离膜的相互作用

为了进一步降低高级器件堆叠中铜连接线的电容延迟性,我们开发了一种先进的氧杂碳化硅隔离膜(O-SiC),其介电常数为3.5,能非常有效地阻止铜的扩散。如所期望的那样,O-SiC膜可用作蚀刻和CMP的终止盖层,即需要在集成过程中防止各种等离子化学的辐射。我们检测了等离子灰化化学:O2?H2?N2,H2?N2和H2?He等离子体与O-SiC膜的相互作用,测定了膜受到的等离子损伤并检测了化学结构的变化。此外,在薄膜受到这些等离子体的辐射之后,测定了其电学性质,如泄漏电流、介电常数和介质击穿电压。结果显示,H2?He等离子灰化化学可以有效应用于O-SiC薄膜,而不会造成薄膜的关键特性退化。

冷冻干燥法制备高气孔率、低介电的Si3N4陶瓷

采用冷冻干燥法制备具有低介电、定向双峰孔径分布的多孔Si 3N 4陶瓷,并利用Zeta电位、流变仪研究分散剂种类、含量及pH值对浆料的影响。结果表明:当分散剂为聚丙烯酸铵(NH 4-PAA)且其含量为0.8%(质量分数),浆料pH值在10左右时浆料的分散效果最好。利用压汞仪、XRD、SEM与矢量网络分析仪研究了粘结剂含量与固相含量对多孔陶瓷微观结构与性能的影响。结果表明:随着粘结剂含量与固相含量的增加,陶瓷的气孔率下降,力学性能增强。当固相含量由15%(体积分数)增加至40%(体积分数)时,气孔率由82.9%降低至40.6%,抗弯强度由(1.2±0.2)MPa增加到(94.7±5)MPa,抗压强度由(2.1±0.5)MPa增加到(314±8)MPa,介电常数由1.5增加至3.7(12.4~18 GHz波段内)。通过冷冻干燥法制备的多孔Si 3N 4陶瓷在过滤、催化剂载体、透波材料等领域具有更广阔的应用。

低介电常数三元聚芳酯及其薄膜的制备与性能研究

以双酚A(BPA)/双酚AF(BisAF)/双酚AP(BisAP)/双酚B(BisB)为双酚单体,分别与间苯二甲酰氯(IPC)、对苯二甲酰二氯(TPC)通过界面缩聚合成系列三元共聚芳酯(co-PARs)PAR-A、PAR-F、PAR-P和PAR-B。系统研究双酚单体种类对co-PARs及其薄膜结构与性能的影响。结果表明:与传统双酚A型聚芳酯PAR-A相比,PAR-F、PAR-P及PAR-B薄膜的介电性能都得到了明显的改善。其中PAR-F的溶解性、透明性和介电性能最为突出,其薄膜的介电常数仅为1.6,较PAR-A降低了36%,在微电子及5G通讯领域应用前景广阔。

低介电聚倍半硅氧烷/聚酰亚胺共聚膜的制备与性能表征

通过水解缩合法制备末端为氨基的多面体低聚倍半硅氧烷(NH_(2)-POSS),并以此多面体低聚倍半硅氧烷(NH_(2)-POSS)作为聚酰亚胺的“二胺”,混合4,4′-二氨基二苯醚(ODA),均苯四甲酸二酐(PMDA)为二酐,以原位聚合法制备二元共聚聚酰胺酸溶液(PAA)。以二分法确定了NH_(2)-POSS在共聚PAA溶液中提供的氨基比例,通过热亚胺化制备成膜。探究了不同比例下NH_(2)-POSS对共聚膜的性能影响,通过红外光谱、热重分析仪、万能试验机和宽频介电阻抗谱仪对共聚膜进行性能表征。结果表明:共聚膜具有媲美纯聚酰亚胺膜的热稳定性(545℃,5%)和力学性能(拉伸强度90~122MPa),并且具有更低的介电常数(25%POSS-PI膜,106Hz介电常数2.8)。

耐高温低介电氰酸酯树脂及其复合材料的制备和性能研究

以自制新型酚醛型氰酸酯为主要原料制备BA9915树脂体系,对BA9915的介电性能、耐热性能、粘温特性进行了研究。结果表明,BA9915树脂具有良好的工艺性能,适用于热熔法制备预浸料,介电性能和耐热性能优异,浇铸体介电常数为2.8,Tg为245℃。石英/BA9915复合材料介电性能优良,在不同频率下稳定性好,适合宽频应用,力学性能优良。

上海有机所在含氟高频低介电材料的研究方面取得进展

随着4G通信技术的普及以及5G通信技术的不断发展，更高频的通信技术（6G，7G…10G）将是未来的发展趋势，相应高频低介电材料的需求也日益增长。高频低介电材料需要满足在高频条件下保持低的介电常数及介电损耗，除此之外，材料本身还应满足低吸水率、高耐热性、力学性能以及加工性优异等应用条件。含氟聚合物在高频条件下具有良好的低介电性能，如聚四氟乙烯（PTFE），但由于其分子惰性的原因，导致其加工性能较差，需要通过在其表面进行刻蚀处理增加与铜箔的粘结性，才能进行下一步应用。因此，发展易加工、高性能的含氟低介电材料具有重要的意义。

低介电高透波聚丙烯发泡材料的制备和模拟计算

通过实验和模拟结合的方法研究超临界二氧化碳(scCO)聚丙烯(PP)发泡材料的介电和透波性能。结果显示,PP发泡材料有相似孔径时,其介电常数和介电损耗角正切随着材料发泡倍率增大而降低,材料的透波率增大。在GHz频段,PP发泡材料的介电常数可低至1.034(2.4 GHz),介电损耗角正切低至2×10^(-4),材料透波率高达99.2%(10 GHz),比强度最高是未发泡材料的2.3倍。因此,可以认为具有高发泡倍率的PP发泡材料,对GHz信号的传输近乎无损,且在GHz频段范围内其介电和透波性能稳定,有望成为新一代低介电、高透波材料。

ZrO_(2)对低介电玻璃纤维性能影响研究

在低介电玻璃纤维生产中,由于窑炉耐火材料中二氧化锆(ZrO_(2))会析出到玻璃液中,造成玻璃成分偏离,进而影响低介电玻璃性能。本文研究ZrO_(2)对低介电玻璃介电性能、热膨胀、黏度、玻璃液电阻率等关键性能的影响,结果表明:在典型低介电玻璃配方中,1 wt%的ZrO_(2),10 GHz下的介电常数(Dk)从4.65上升到4.70,介电损耗(Df)从3.20‰下降到3.02‰,热膨胀系数α25℃~300℃从3.5×10^(-6)/℃下降到3.3×10^(-6)/℃,lgη=3黏度温度从1310℃下降到1302℃,玻璃液电阻率ρ1500℃从95.4Ω·cm下降到89.8Ω·cm。由此可见:一定量ZrO_(2)引入到低介电玻璃中,玻璃的介电损耗、热膨胀系数、黏温关系、熔体电阻率等参数均得到改善,但是对介电常数略有不利影响。

低介电高耐热丁苯树脂/双马来酰亚胺复合材料制备与研究

采用丁苯树脂(SBR)和N,N′-4,4′-二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)为树脂原料,制备了一种具有低介电常数、高耐热性能的复合材料,研究了BMI添加量对复合材料的介电性能和耐热性能的影响。当BMI添加量为10%时,复合材料的介电常数为3.24,介电损耗正切为4.13×10^(-3)。红外光谱分析(IR)与SEM分析表明,BMI与丁苯树脂发生交联固化反应;DSC和TGA分析表明,复合材料的熔融温度为200℃,初始热分解温度为450℃,质量损失率为50%。

苯并噁嗪树脂在无卤低介电覆铜板中的应用

利用DSC测试仪、GT测试仪和从阻抗材料分析仪,从反应性、热学性和介电性能方面对覆铜板行业常见的3种苯并噁嗪树脂展开实验研究。结果表明:二氨基二苯甲烷苯并噁嗪(MDA-BOZ)的自聚反应起始温度为167.15℃,其反应活性最高;双酚A型苯并噁嗪树脂(BPA-BOZ)的反应活性最低且在固化物玻璃化转变温度和介电损耗方面的表现不如二胺型苯并噁嗪,并从分子结构层面分析了性能差异。在无卤低介电覆铜板配方中对3种苯并噁嗪树脂进行应用考察,评估了3种苯并噁嗪树脂在板材的剥离强度、热学性、热膨胀性和介电性能方面的表现。结果表明:在10%的添加量下,3种苯并噁嗪树脂可明显降低配方的介电损耗并提高玻璃化转变温度,BPA-BOZ体系的玻璃化转变温度仅为172.53℃,介电损耗为0.008 2,综合表现最差。该研究可为无卤低介电覆铜板开发提供参考。