В общем, ПМА обычно получают реакцией диамина и диангидрида с образованием его форполимера-полиаминовой кислоты (PAA), которую необходимо имидировать при высокой температуре (> 300 ° C), что ограничивает его использование в некоторых приложениях в области. В то же время при высокотемпературной имидизации раствора ПАК для синтеза ПИ легко образуются летучие побочные продукты, которые сложно хранить и транспортировать. Поэтому необходимо изучить синтез ПИ при низкой температуре. Текущие усовершенствованные методы: 1) одноэтапный метод; 2) молекулярный дизайн; 3) добавление низкотемпературного отвердителя.

Чтобы соответствовать конструктивным требованиям легкости, тонкости и высокой надежности продуктов последующего применения, полиимидная пленка PI развивается в направлении утончения, что выдвигает более высокие требования к ее однородности по толщине, шероховатости поверхности и другим свойствам. Улучшение ключевых свойств пленок PI зависит не только от дизайна молекулярной структуры смолы, но и от совершенствования технологии формирования пленки. В настоящее время процесс подготовки пленки PI в основном делится на: 1. Метод пропитки; 2. Метод литья; 3. Метод двухосной ориентации.

С учетом прикладных требований по снижению веса, утончению и функционализации устройств в аэрокосмической, электронной и других отраслях промышленности ультратонкое утончение является важной тенденцией в разработке пленок PI. По толщине (d) пленки PI обычно можно разделить на ультратонкие пленки (d≤8 мкм), обычные пленки (8 мкм<d≤50 мкм, обычные толщины пленки 12,5, 25, 50 мкм), толстые пленки (50 мкм) <d≤125 мкм, обычные толщины 75, 125 мкм) и сверхтолстые пленки (d>125 мкм). В настоящее время методы изготовления ультратонких пленок PI в основном представляют собой метод растворимой смолы PI и метод выдувного формования.

Метод растворимой полиимидной смолы:Обычный ПМА как правило, нерастворим и неплавок, поэтому для приготовления пленки можно использовать только раствор его растворимого предшественника ПАК. Растворимые смолы PI получают путем полимеризации мономеров диангидрида или диамина, содержащих большие заместители, гибкие группы или асимметричные и изомеризованные структуры в их молекулярных структурах, и их заместители или асимметричные структуры могут эффективно уменьшать Сильное взаимодействие внутри или между молекулярными цепями PI увеличивает свободный объем между молекулами, что способствует проникновению и растворению растворителя.

В отличие от использования раствора смолы PPA для получения пленки пма, в этом процессе сначала непосредственно готовят высокомолекулярную органическую растворимую смолу пма, затем растворяют ее в ДМАЦ для приготовления раствора пма с подходящей технологической вязкостью, и, наконец, отливают и отверждают раствор на стальной ленте. . , пленка пма была получена после двухосного растяжения.

Метод выдувного формования: Технология получения полимерных пленок общего назначения выдувным формованием является очень зрелой, и толщина пленки может быть легко отрегулирована путем изменения таких параметров, как скорость потока горячего воздуха. Устройство отличается от традиционного метода выдувного формования для получения полимерной пленки, и пленка выдувается сверху вниз. Сложность этого процесса заключается в превращении полимера из раствора в пузырьки и процессе формирования пленки из пузырьков с помощью прижимных роликов. Однако в этом процессе можно напрямую использовать коммерческий раствор полиамидокислоты или раствор PI для приготовления пленки и в максимальной степени избегать физического контакта между пленкой и другими подложками; ролики легче выполнять полировку поверхности, чем стальные полосы, и легче добиться равномерного нагрева, можно приготовить ультратонкие пленки пма с высокой прочностью и высокой термостойкостью.

С быстрым развитием науки и техники индустрия интегральных схем все больше развивается в направлении малоразмерной, крупномасштабной и даже сверхкрупномасштабной интеграции. Когда размер электронных компонентов уменьшается до определенного размера, эффект индуктивности-емкости между проводками постепенно увеличивается, а взаимное влияние токов проводов делает гистерезис сигнала очень заметным, а время гистерезиса сигнала увеличивается. Время задержки пропорционально диэлектрической проницаемости межслойного изоляционного материала. Более высокие скорости передачи сигнала требуют уменьшения диэлектрической проницаемости межслойного изоляционного материала до 2,0–2,5 (обычно PI имеет диэлектрическую проницаемость от 3,0 до 3,5). Поэтому в условиях глубокого развития СБИС снижение диэлектрической проницаемости материала прослойки стало важным средством уменьшения времени задержки сигнала.

В настоящее время методы снижения диэлектрической проницаемости тонких пленок ПИ делятся на четыре категории: 1. легирование атомами фтора; 2. сополимеры, не содержащие фтор/фторсодержащие; 3. силоксансодержащая разветвленная структура; 4. пористые структурированные мембраны

1. Легирование атомами фтора:  Атом фтора обладает сильной электроотрицательностью, что может уменьшить поляризуемость электронов и ионов молекул полиимида и достичь цели снижения диэлектрической проницаемости. В то же время введение атомов фтора снижает регулярность молекулярной цепи, делая укладку полимерной цепи более неравномерной, увеличивая межмолекулярное пространство и уменьшая диэлектрическую проницаемость.

2. Не содержащий фтор/фторсодержащий сополимер:введение звеньев алифатической сополимеризации позволяет эффективно снизить диэлектрическую проницаемость. Алициклические звенья также обладают низкой молярной поляризуемостью, что может нарушить планарность молекулярных цепей, одновременно подавить перенос заряда и плотную упаковку молекулярных цепей, а также снизить диэлектрическую проницаемость; в то же время из-за дипольной поляризации связей C-F способность невелика и может увеличивать стерические затруднения между молекулами, поэтому введение связей C-F может эффективно снижать диэлектрическую проницаемость. Например, введение объемной трифторметильной группы может не только предотвратить плотную упаковку полимерных цепей, эффективно уменьшить межмолекулярный перенос заряда высокополяризованных диангидридных звеньев, но и еще больше увеличить долю свободного объема полимера, чтобы уменьшить цель диэлектрической проницаемости. постоянный.

3. Силоксансодержащая структура с разветвленной цепью: молекула полисилсесквиоксана каркасного типа (POSS) обладает преимуществами однородного размера пор, высокой термостабильности и хорошей диспергируемости. Функциональные группы, прикрепленные к вершинам пористой структуры клеточного типа POSS, могут быть в определенной степени диспергированы в полиимидной матрице после химической модификации поверхности, такой как полимеризация, прививка и поверхностное связывание, с образованием соединения с низкой диэлектрической проницаемостью с пленкой с пористой структурой.

4. Мембрана с пористой структурой:поскольку диэлектрическая проницаемость воздуха равна 1, за счет введения большого количества равномерно распределенных пористых структур в полиимиде объемная скорость воздуха увеличивается, и формируется пористый вспененный материал для получения полиимида с низкой диэлектрической проницаемостью. материал. эффективный способ. В настоящее время методы получения пористых полиимидных материалов в основном включают метод термической деструкции, метод химического растворителя, введение гибридных материалов со структурой нанодырок и др.

Цвет органических соединений обусловлен тем, что они поглощают определенные длины волн видимого света (400-700 нм) и отражают остальные длины волн, а человеческий глаз воспринимает отраженный свет. Это поглощение в видимом диапазоне ответственно за окрашивание ароматических полиимидов. Для ароматических полиимидов хромофорными группами, вызывающими поглощение света, могут быть следующие: а) две карбоксильные группы на иминном кольце; б) фенильную группу, примыкающую к иминному кольцу; в) Остаточные группы диамина и остаточные группы диангидрида содержат функциональные группы.

Благодаря сильным межмолекулярным и внутримолекулярным взаимодействиям в молекулярной структуре полиимида легко образуется комплекс с переносом заряда (КПЗ) между донором электронов (диамином) и акцептором электронов (диамином). Образование CTC является внутренней причиной того, что материал поглощает свет.

Для получения бесцветного и прозрачного полиимида необходимо уменьшить образование ЦОК на молекулярном уровне. Методы, широко используемые в настоящее время, в основном включают:

1. При использовании мономеров с боковыми группами или асимметричными структурами наличие боковых групп и асимметричных структур также будет препятствовать потоку электронов и уменьшать конъюгацию;

2. Введением фторсодержащих заместителей в молекулярную структуру полиимида, используя электроотрицательность атомов фтора, можно отсекать сопряжение электронных облаков, тем самым ингибируя образование СТС;

3. Использование диангидрида алициклической структуры и мономера диамина для уменьшения содержания ароматической структуры в молекулярной структуре полиимида.