文 献 综 述

1.1概述

聚酰亚胺（Polyimide，PI）是一类具有酰亚胺重复单元的聚合物，它具有优异的耐高温性能、 耐化学腐蚀性、抗湿性、低介电常数等,在微电子工业中广泛应用。聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为3.4左右，引入氟，或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中，介电常数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3，介电强度为100－300KV/mm，广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm，体积电阻为10∧17Ω#183;cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。

无机粒子氮化铝( AlN) 具有较低的热膨胀系数、较低的电容率, 同时具有较好的机械强度以及良好的化学、热稳定性, 使其在高导热陶瓷材料中应用广泛。

随着科技的发展，PI在各领域的需求量越来越大，对其性能的要求也越来越高，这使得PI的应用领域不断扩展。通过将无机组分引入聚酰亚胺基体中形成无机-有机复合材料的方法提高PI 的性能并拓展其应用领域，已经受到越来越多的关注。但采用粒径较大的微米级AlN 填充, 尤其是无机粒子含量较高时较难成膜, 不利于用于层间介质绝缘材料, 同时高的填充量会降低复合材料的强度, 限制其应用范围。纳米粒子的掺杂可以使基体的性能得到很大的提高, 因此AlN/ PI 纳米复合材料引起越来越多的重视。

1.2 聚酰亚胺复合材料的发展

早在100多年前，聚苯胺就作为合成染料的不熔的副产物”苯胺黑”而存在了，但是当时人们关心的是如何避免它的生成。直到70年代后期由于聚乙炔的发现而迅速产生了以共轭高分子为基础的导电高分子学科，聚苯胺也于1985年首次被报道了通过控制氧化聚合时pH值，在酸性水溶液中可以得到较高电导率(5～10S.cm-1)的聚苯胺粉末。由于聚苯胺原料便宜，合成简单，并且在空气中稳定性极好，从而具有极大的应用潜力。因此尽管它被开发的时间比较晚，却一跃成为导电高分子研究的热点和推动力之一。聚酰亚胺作为很有发展前途的高分子材料已经得到充分的认识，在绝缘材料中和结构材料方面的应用正不断扩大。

微型化已经成为印刷线路板和电子封装材料发展的主要方向之一, 其中聚合物基电子封装材料在电子器件封装应用中具有广阔前景。在实际电工和电子应用领域中, 除了考虑电介质材料具有低的介电常数外, 还必须尽可能使其具有较大的热导率, 以满足线路板和器件日益增大的导热( 散热) 需求。聚酰亚胺( PI) 具有较低的介电性能可以降低超大规模集成电路(ULSI) 的互连延迟、串扰和能耗, 使其在封装材料和介电层中有较高的研究价值。在PI 中填充AlN 以提高材料的导热性能引起了人们的关注。

AIN陶瓷材料首先是日本的川琦制铁株式会社研制率高导热的AIN陶瓷电路板，掀开率高导热AIN陶瓷制作的序幕，川琦制铁的研究确定高导热AIN陶瓷电路板以薄膜成型化进行批量生产技术。1985年，东芝公司用Y2O3作为烧结助剂，制成率热导率高达170W/m*K的多晶高导热AIN陶瓷材料。90年代以后，许多发达国家的科研工作者对通过添加矿化剂低温烧结温度的高导热AIN陶瓷材料进行了大量的研究，发现在添加剂的作用下，高导热AIN陶瓷材料能够进一步接近工业化生产的要求。

国内在高导热AIN陶瓷材料的研究方面起步较晚，近几年许多高校与科研单位正在对高导热AIN陶瓷材料进行研究。目前，高导热AIN陶瓷材料的研究主要是通过工艺方法或者添加剂来降低低烧成温度，提高导热AIN陶瓷材料致密化程度，改善AIN的内部缺陷以及抑制第二晶相的生长，以获得具有高导热率的性能，满足现代材料研究和应用的发展要求。