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  聚酰亞胺具有良好的熱穩(wěn)定性、機械性能、化學穩(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、微電子等領域得到了廣泛應用。尤其在晶圓級封裝等先進半導體封裝制程中，聚酰亞胺是至關重要的層間介質(zhì)材料之一，但我國先進封裝用聚酰亞胺材料基本依賴進口。中國科學院深圳先進技術研究院先進電子材料研究中心聯(lián)合深圳先進電子材料國際創(chuàng)新研究院團隊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展。 

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

  同時，圍繞降低聚酰亞胺材料的固化溫度，團隊通過開發(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℃。團隊對喹啉催化低溫亞胺化后的聚酰亞胺薄膜的性能進行了研究，結果表明，喹啉輔助低溫固化的聚酰亞胺具有良好的熱學、力學、介電及疏水性。 

圖1. 低溫固化PI-POSS 納米復合材料介電、力學及熱學性能

  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封裝的重要需求之一。項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納米復合材料，有望應用于未來5G芯片封裝和毫米波天線等領域。相關研究成果首次在2019年第20屆國際電子封裝技術會議（International Conference on Electronic Packaging Technology, ICEPT）上報告，并發(fā)表在材料領域?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電子材料國際創(chuàng)新研究院、國家自然科學基金（61904191）、國自然-廣東省聯(lián)合基金（U1601202）、國自然-深圳市機器人聯(lián)合基金（U1613215）、廣東省重點實驗室（2014B030301014）、科技部國家重點研發(fā)項目（2017ZX02519）、中科院雙創(chuàng)引導項目（KFJ-STS-SCYD-211）等經(jīng)費支持。