Как ароматические полиимиды используются в электронике?

Ароматические полиимиды все чаще становятся предметом исследований в области электроники из-за их благоприятных свойств для производства различных материалов, которые имеют решающее значение для устройств следующего поколения. В статье, опубликованной в журнале  Polymers , группа исследователей из Китая изучила последние достижения в исследованиях в этой области. Что такое ароматические полиимиды?
Ароматические полиимиды представляют собой класс гетероароматических полимеров. Эти материалы обладают такими свойствами, как превосходная механическая прочность, ударная вязкость, термическая стабильность, отличная электроизоляция, высокая износостойкость и стойкость к радиации.

Изготовлено много материалов, содержащих ароматические полиимиды, в том числе композиты углеродного волокна, пленки, пены, мембраны, пластмассы технического назначения, лаки и покрытия. Они были тщательно исследованы для применения в высокотехнологичных областях, таких как оптоэлектроника, аэрокосмическая промышленность и микроэлектроника. Ароматические полиимидные материалы обладают переменной технологичностью и превосходными характеристиками комбинирования.

О первом синтезе этих материалов было сообщено в 1908 году, но только в конце 1960-х годов Дюпон разработал первый коммерческий материал на основе ароматических полиимидов. Это было связано с открытием эффективного синтетического пути производства высокомолекулярных полиамидов.

В настоящее время наиболее популярные процессы производства этих важных гетероароматических полимеров плохо изучены. Это связано с влиянием на реакцию полимеризации при синтезе таких условий, как растворитель, температура, влажность и наличие примесей. Более того, режим добавления мономеров может влиять на молекулярную массу конечного материала.

Исследование
Похожие истории
Новое соединение переключается между ароматическим и антиароматическим состояниями
Печать гибкой электроники следующего поколения
Осаждение атомных слоев и травление атомных слоев для силовой электроники GaN
В исследовании авторы представили обзор последних достижений в области исследований материалов на основе ароматических полиимидов и их применения в электронной промышленности. Группа исследовала получение, свойства и структуру усовершенствованных ароматических полиимидных пленок. Исследовательская группа отобрала для обзора 67 исследований из текущей литературы, при этом они изучили исследования своей собственной лаборатории наряду с соответствующими выводами других исследовательских групп и учреждений.

В обзоре авторы отметили, что в современной литературе подробно исследовано несколько применений усовершенствованных ароматических полиимидных пленок. Исследования привели к тому, что эти пленки были адаптированы для реальных применений в микроэлектронике и упаковочной промышленности. Коммерческое использование этих материалов включает базовые пленки для гибких печатных схем и в качестве подложек для гибкой упаковки. Был достигнут быстрый прогресс в исследованиях, касающихся утончения линий электрических цепей. Это связано с улучшениями в области миниатюризации и разработки более тонких пленок в электронных и электрических компонентах. Однако изменение размеров в течение срока службы может вызвать короткое замыкание и отключение, что может привести к проблемам с безопасностью. По этой причине пленки ароматических полиимидов не должны поглощать избыточное количество жидкости и обладать высокой размерной стабильностью и высоким модулем упругости, чтобы их можно было рассматривать для применения в микроэлектронике.

В современной литературе было предложено несколько стратегий улучшения свойств пленок с низким коэффициентом теплового расширения. Химическое имидирование, например, было исследовано на предмет его потенциала для синтеза ароматических полиимидных пленок с улучшенными механическими свойствами.

Одним из факторов, способствующих повышенной ударной вязкости этих пленок, является повышенная стабильность имидных колец, которые образуются во время фазы испарения растворителя при обработке. Полностью химически имидизированные пленки обладают превосходной плоскостной ориентацией и плотной упаковкой. Авторы также отметили исследования по внедрению сложноэфирных связей и загрузок фторированных групп, которые продемонстрировали благоприятное улучшение свойств пленок с низким коэффициентом теплового расширения.

Команда выдвинула на первый план текущие исследования бесцветных пленок для использования в гибких дисплеях. Одним из ограничений этих пленок является их цвет, который варьируется от желтого до коричневого. В настоящее время существует высокий спрос на пленки с превосходной термостойкостью в связи с недавним быстрым прогрессом в области оптоэлектроники. Однако основным недостатком является необходимость точно сбалансировать тепловые свойства материала, механическую прочность и оптическую прозрачность. В последние годы было разработано несколько стратегий, которые подробно рассмотрены в обзоре.

Особое внимание в обзоре уделено неорганическим гибридным полиимидным пленкам. Интересным направлением исследований в последние десятилетия было использование этих материалов в космических исследованиях, чтобы выдерживать суровые условия космического пространства, с их использованием в нескольких компонентах, таких как солнечные батареи, тепловые одеяла и надувные компоненты. В последние годы были проведены исследования самовосстанавливающихся материалов, которые могут противостоять суровым условиям космоса, и полиимидные пленки и современные покрытия демонстрируют большой потенциал.

Будущие направления исследований
В обзоре исследованы будущие направления исследований этого интересного класса многофункциональных материалов, отвечающих требованиям оптоэлектроники и микроэлектроники. Будущие перспективы включают в себя точный контроль физических изменений и химических реакций во время формирования пленки, модификацию поверхности пленок, включая плазменную обработку, усовершенствование конструкции молекулярной структуры сополиимидной пленки и придание полиимидным пленкам уникальных свойств с использованием неорганически-органического гибридного метода.