论文部分内容阅读
随着微电子工业的迅速发展,封装基板作为为各种电子元器件提供支撑保护作用的关键部件,它的发展也日新月异。为了满足未来高性能高密度电子封装对基板材料高耐热、高力学性能、高尺寸稳定性、低介电常数、低吸水率等性能的要求,新的封装基板材料亟待开发。随着电子封装绿色化的发展,封装领域需要基板材料无卤化,焊料无铅化。而焊料无铅化使得回流焊的峰值温度升高到260℃,因此提高封装基板材料的耐温等级成为必要。聚酰亚胺作为综合性能良好的介电绝缘材料,已经被广泛应用于挠性电子封装基板的制备,同时由于优异的热性能及电性能而成为电子封装行业的首选材料。本论文从分子结构设计出发,综合考虑降低封装基板材料介电常数和吸水率,改善聚酰亚胺的加工性,并以获得具有较高热性能以及力学性能的聚酰亚胺树脂及石英纤维布层压板为研究目标,开展了如下研究工作:1、采用2,2’.二三氟甲基-4,4’-二氨基联苯(TFDB),3,3’,4,4’.二苯醚四酸二酐(ODPA),并以反应性封端剂降冰片烯二甲酸酐(NA)封端,控制预聚物分子量,通过PMR法,制备了一系列不同分子量的热固性聚酰亚胺树脂TOPI。并系统考察了其加工性能、热机械性能、力学和电学性能。研究结果表明,所制备的TOPI-B和TOPI-C树脂具有良好的综合性能,TOPI-B和TOPI-C树脂B-Stage模塑粉的最低粘度分别为40Pa.s和70Pa.S,固化后树脂的玻璃化转变温度在300°C以上,在1.12GHz频率范围内介电常数低于3.O,介电损耗低于0.007,且拉伸强度分别为75MPa和91MPa,可以作为电子封装基板材料的基体树脂使用。2、选用第二章制备的具有良好的综合性能的TOPI-B和TOPI-C制备了聚酰亚胺/石英纤维布层压板,考察了不同树脂含量,不同最高固化温度对于此体系层压板力学性能及热学性能的影响,确定了本体系层压板最高的固化温度为330℃;层压板的最佳树脂含量为49%。以确定好的固化温度及树脂含量,成功制备了聚酰亚胺/石英纤维布层压板。此系列层压板具有优异的力学性能,热性能和电学性能。其中TOPI-B的拉伸强度为568MPa,弯曲强度为846MPa,冲击强度为141KJ/m2,XY向热膨胀系数为9.2ppm/℃,在1GHz下介电常数为3.2,介电损耗低于0.008。3、以a-BPDA, ODPA为二酐,以(?)n-PDA,3,4’-ODA,4,4’-ODA作为二胺,以PA封端控制分子量,通过高温一步法,制备了三个系列共十种热塑性聚酰亚胺树脂。此系列树脂在高温下熔融性良好,特别是a-BTPI-C系列,不仅具有相对较低的熔体粘度,并具有较好的力学性能。通过流变和DSC测试考察了以上十种树脂中单体结构对于树脂熔融粘度及玻璃化转变温度的影响,并考察了不同的ODPA含量对于树脂的力学性能的影响。得到了具有良好综合性能的a-BTPI-C-15树脂,此树脂在360℃时的熔体粘度为11610Pa·s,玻璃化转变温度为295℃,纯树脂模压件的拉伸强度71MPa,弯曲强度185MPa。