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  聚酰亞胺具有良好的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、介電性能、絕緣性、粘附性、阻水性等優(yōu)異的綜合性，在航空航天、微電子等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。尤其在晶圓級(jí)封裝等先進(jìn)半導(dǎo)體封裝制程中，聚酰亞胺是至關(guān)重要的層間介質(zhì)材料之一，但我國先進(jìn)封裝用聚酰亞胺材料基本依賴進(jìn)口。中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院先進(jìn)電子材料研究中心聯(lián)合深圳先進(jìn)電子材料國際創(chuàng)新研究院團(tuán)隊(duì)圍繞再布線工藝的聚酰亞胺材料開展研究，近期取得取得如下系列進(jìn)展。 

  5G等高頻高速通信的快速發(fā)展，對(duì)低介電常數(shù)低損耗的聚酰亞胺等介質(zhì)材料提出了明確的需求，由此可以降低信號(hào)傳輸過程中的損耗。團(tuán)隊(duì)通過調(diào)節(jié)酸酐和多種二胺進(jìn)行共聚，控制分子鏈段組成和排布，成功實(shí)現(xiàn)低介電常數(shù)和低介電損耗的目標(biāo)。該材料還表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能及疏水性，在晶圓級(jí)封裝中展示了重要應(yīng)用前景。 

  同時(shí)，圍繞降低聚酰亞胺材料的固化溫度，團(tuán)隊(duì)通過開發(fā)喹啉等低溫固化催化劑，成功將傳統(tǒng)聚酰亞胺（PMDA/ODA）的聚酰胺酸前體的固化溫度從350℃降低至200℃。團(tuán)隊(duì)對(duì)喹啉催化低溫亞胺化后的聚酰亞胺薄膜的性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，喹啉輔助低溫固化的聚酰亞胺具有良好的熱學(xué)、力學(xué)、介電及疏水性。 

圖1. 低溫固化PI-POSS 納米復(fù)合材料介電、力學(xué)及熱學(xué)性能

  此外，兼顧低溫固化及低介電等綜合性能的聚酰亞胺是未來先進(jìn)封裝的重要需求之一。項(xiàng)目組從催化劑角度考察了PI低溫固化的可行性，并通過原位聚合，在PADA/ODA體系中引入了一種僅具有單點(diǎn)活性的氨丙基異丁基聚硅氧烷（POSS），制備得到了具有低介電常數(shù)的PI-POSS納米復(fù)合材料，有望應(yīng)用于未來5G芯片封裝和毫米波天線等領(lǐng)域。相關(guān)研究成果首次在2019年第20屆國際電子封裝技術(shù)會(huì)議（International Conference on Electronic Packaging Technology, ICEPT）上報(bào)告，并發(fā)表在材料領(lǐng)域?qū)I(yè)期刊上Materials Research Express，2019，6， 125358及Macromol. Mater. Eng.2019，304，1900505。

  以上研究工作得到深圳先進(jìn)電子材料國際創(chuàng)新研究院、國家自然科學(xué)基金（61904191）、國自然-廣東省聯(lián)合基金（U1601202）、國自然-深圳市機(jī)器人聯(lián)合基金（U1613215）、廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（2014B030301014）、科技部國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2017ZX02519）、中科院雙創(chuàng)引導(dǎo)項(xiàng)目（KFJ-STS-SCYD-211）等經(jīng)費(fèi)支持。