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不同光敏性二元胺的合成和性能研究文献综述

 2021-02-25 01:02  

1.目的及意义

光敏性二元胺是合成光敏聚酰亚胺的一种重要中间体。光敏聚酰亚胺材料因其优越的电性能,机械性能和热性能而被广泛作为微电子领域的介质材料。光敏聚酰亚胺(PSPI)是近30年发展起来的高性能感光树脂,具有优异的热稳定性、良好的力学、电气、化学和感光性能,由于其兼具能够直接光刻成细微图形的能力和在用作膜状图形时可以大大简化整个复杂的微细加工工艺的特点,已被广泛应用在射线屏蔽层材料、绝缘层材料、缓冲层材料、平坦层材料、液晶定向层材料、非线性光学材料、光波导材料、离子注入掩膜、耐高温气液分离膜、挠性印制电路、微机械系统等各个方面,特别是在微电子、航天航空、光电子等领域中,显示了其广阔的应用前景。尽管光敏聚酰亚胺性能优良,但是仍然不能满足超大规模集成电路发展的要求。因此,开发具有更优良性能的新型光敏聚酰亚胺是当前该领域的研究热点之一,而光敏性二胺的合成是整个合成光敏聚酰亚胺的最关键的部分。

在过去的二十几年中,光敏聚酰亚胺得到了非常迅速的发展。1971年,贝尔实验室的Kerwin和Goldrick报道了在聚酰胺酸(PAA)溶液中添加少量的重铬酸钾,形成可以在涂膜后曝光成像的PSPI胶液,但这种胶液很不稳定,配好后 4~8h内失效,故没有应用价值。到了1976年,西门子公司的Rubner首次报道了通过将光敏性(对UV敏感)醇与均苯二酐反应,然后将 得到的二酯二酸酰氯化并与芳香二胺缩合制成了比较稳定的UV敏感的聚酰胺酯( PAE)。从此开始了对PSPI广泛的研究和开发。

从目前国内外研究报道的文献以及市面上所供应的微电子用光敏聚酰亚胺材料的性能与结构上来看,可实用化的光敏聚酰亚胺材料都是负性胶,一般属于酯型、离子型以及自增感型这三类。酯型光敏聚酰亚胺有较好的溶解性能和良好的成膜性能,但是制得的高聚物其分子量很低,致使其机械性能较差,热稳定性也相对下降。离子型光敏聚酰亚胺留膜率很低,但其制备工艺相对而言却非常方便与经济。自增感型光敏聚酰亚胺虽然克服了离子型光敏聚酰亚胺留膜率低的缺点,但因为曝光条件严格等因素造成其光刻后的图形分辨率下降,同时它的原料不像前两类可任意选择二元胺与酸酐,使得成本较高。为了克服目前光敏聚酰亚胺所存在的问题,我们提出通过设计与制备具有新型结构的光敏性二元胺单体,再经聚合得到在高分子主链上具有光敏基团的光敏聚酰亚胺的思路,以克服其存在的问题。

对于二元胺的制备文献上一般均是采用使用二硝基化合物经还原后得到,但采用该法制备二胺存在很严重的问题就是对二硝基化合物的还原过程中,涉及到使用还原铁粉,使得整个体系(包括产物与原料)成泥状,造成对化合物的分离提纯极为困难,而且收率极低,通常都在 20%左右。本研究拟利用交错羟醛缩合反应合成含查尔酮的光敏性二胺,分别对两种二胺单体的结构进行详细的表征。并测试其并测试其力学、热学性能。

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2. 研究的基本内容与方案

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2.1毕业设计(论文)主要内容及目标:

a.文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势

b.合成两种不同的二胺

c.测试制备的材料的力学性能、热学性能

d.分析实验数据,撰写毕业论文。

2.2光敏性二胺合成原理及技术方案

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