聚亞醯胺/奈米矽溶膠混成薄膜之製備及性質探討

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題名:	聚亞醯胺/奈米矽溶膠混成薄膜之製備及性質探討
作者:	黃奕嘉蔡美慧
貢獻者:	化工與材料工程系
關鍵詞:	low-CTE 低熱膨脹係數矽溶膠聚亞醯胺
日期:	2011-07
上傳時間:	2013-07-23 15:33:50 (UTC+8)
出版者:	台中;國立勤益科技大學
摘要:	第一部分：軟結構單體IDPA-BAPP 之polyimide/silica-sol混成薄膜本實驗合成出擁有優良熱穩定性及機械性質之polyimide/silica-sol混成薄膜，首先利用二酸酐[4,4′-(4,4′-isopropylidenediphenoxy) bis(phthalic anhydride)] (IDPA)和二胺2,2′-bis(4-(4-aminophenoxy) phenyl)propane (BAPP)為單體，再控制單體之莫耳數比以低分子量之聚醯胺酸poly(amic acid) (PAA)與silica-sol充分混合後再於高溫下亞醯胺化得到混成薄膜。其結果顯示低分子量之PAA與silica-sol有良好的相容性，並且經由半互穿網(semi-interpenetrating polymer network, semi-IPN)結構使之分散良好。Silica-sol之Si–OH和polyimide的imide ring之C=O間產生的氫鍵可以經由FT-IR觀察到，氫鍵可以使silica-sol在PI中有更好的分散效果，根據SEM和TEM顯示silica-sol分布於薄膜的粒子大小約為20nm且分散相當良好。純PI之熱膨脹係數(CTE)和穿透度(@550nm)為76.5 ppm/°C、87.5%，而含有50 wt.% silica之polyimide/silica-sol混成薄膜其CTE和穿透度分別為18.1 ppm/°C、81.4%。其結果顯示PI薄膜中添加高含量silica-sol時，可大幅降低其CTE且維持良好的穿透度。第二部分：剛硬結構單體BPDA-PPD之polyimide/silica-sol混成薄膜本部份探討較剛硬單體對polyimide/silica-sol混成薄膜之影響，利用二酸酐4,4′-Biphthalicanhydride(BPDA)以及二胺p-phenylene diamine (PPD)為單體，以與前述相同之合成方法合成polyimide/silica-sol混成薄膜，但就CTE而言與第一部分有相反的結果，結果得知純PI之CTE為5.6 ppm/°C，當silica-sol含量增為30 wt.%時，其CTE增加為24.7 ppm/°C。根據XRD顯示PI分子鏈之結晶度會隨silica含量增加而減少，而吸水率會隨silica-sol含量增加而增加，並且由Bondi’s group contribution 可以發現薄膜之自由體積分率(FFV)會隨silica-sol的含量增加而增加，由螢光光譜可以發現隨silica-sol的增加螢光強度也會隨之增大，而放射波長在BP-PD時為510 nm，BP-PD-30則shift至502 nm，可知分子間作用力有減少的趨勢。第三部分：多孔性聚亞醯胺混成薄膜之製備與性質探討本部分使用前兩部分之薄膜進行介電分析與銅箔貼合黏著測試，首先將薄膜放入稀釋之HF水溶液中，將polyimide/silica混成薄膜製備為porous polyimide，根據結果顯示ID-BA-40-F的孔隙度為30.3%時，其介電常數可由純PI之3.2降至2.3，並且在孔隙度36.4%時仍然有70%以上的穿透度(@ 550nm)，若導入含氟單體(6FDA-HFBAPP)更可以把介電常數降為2.0。本部分也將porous PI做表面分析並且使之與銅箔貼合，且進行peel strength之測試，ID-BA之peel strength為1.17 kgf/cm，而ID-BA-30-F可達1.59 kgf/cm。另外也利用導熱儀測試其熱導率，純PI熱導率為0.21而多孔性ID-BA-50-F之熱導率為0.11 W/m°C。
顯示於類別:	[化工與材料工程系(所)] 【化工與材料工程系】博碩士論文

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