聚酰亚胺材料的典型应用

1、α-粒子屏蔽层膜

    1978年4月，Intel公司的研究人员首次报道了在动态存储器中由于α-粒子所诱发的“软错误”问题。α-粒子等射线辐射的主要来源是核辐射和空间的宇宙射线以及集成电路原材料中残留的放射性物质，如铀、铢等。集成电路在遭受射线辐射后，将有可能发生性能劣化或瞬间失效。如果集成电路安装在导弹上，在受到射线的辐照后，导弹的电脑系统可能会发生逻辑误差，使得导弹失控。如果安装在核电站、核潜艇等设备中的集成电路受到射线的辐射，就会导致仪器设备的失控。因此人们采取了多种措施来解决这个问题。这些措施主要集中在以下三个方面:(1)设计具有足够操作窗口的电路，尤其是电荷存储元件来保证由于射线所引起的载荷子不足以影响集成电路的逻辑状态;(2〉使用含有非常低含量辐射物质的材料来封装集成电储设备，势必会增加集成电路的尺寸;第二类措施*为有效，但却难以实施，主要是因为目前还很难得到足够低含量杂质离子的材料;第三种措施由于操作简单、屏蔽效果好，因此成为目前主要采用的方法。

    采用第三种措施对IC芯片进行表面屏蔽主要有两种形式:(1)采用预制好的柔性带，如PI薄膜，在封装前将其粘结在IC活性表面上;(2〉采用液体材料，如PI前体溶液，使用时将其分散于IC活性表面上，封装前进行固化。**种形式由于操作过程中的均一性以及批量性等问题难以在实际生产中得到广泛应用。第二种形式虽然也存在诸如溶液但这些问题均可以通过调节溶液性质与操作工艺来加以改善，因此第二种方式成为目前IC工业中主要采用的手段。

    Hitachi公司已在其64k存储器中使用聚酰亚胺前体溶液来对其表面进行保护。Motorola 公司在其64k动态存储器中使用Dupont 公司的PI前体溶液PyralinP12562进行α-粒子屏蔽保护，得到了满意的结果。屏蔽层厚度为1mil(约25mm)时，在10000h的测试中，软错误发生的次数不超过一次。

2、芯片的钝化膜

    聚酰亚胺作为芯片钝化层和应力缓冲涂层在微电子工业中应用非常广泛。聚酰亚胺层膜既可以单独使用作为芯片的钝化膜（一级钝化)，也可以和Sio,等无机钝化膜配合形成复合钝化膜（二级钝化)。PI钝化膜可有效阻滞电子迁移、防止腐蚀。具有PI钝化保护层的元器件具有很低的漏电流、较强的机械性能以及耐化学腐蚀性能。同时，PI膜也可有效地遮挡潮气，增加元器件的抗潮湿能力。

3、应力缓冲膜

    聚酰亚胺作为应力缓冲涂层已广泛用于半导体器件的塑性封装中，其可吸收由于塑封料与硅片及引线框架间热膨胀系数不同而产生的内应力，有效地降低由于热应力引起的电路崩裂断路，保护元器件在后续的加工、封装和后处理过程中免受损伤，增加产品的成品率。

4、多层金黑互联电路的层间介电绝绦膜

    高密度高速度多层互连金属电路要求所适用的层间介电绝缘材料具有低的介电常数和介电损耗，以尽可能减少寄生电容，从而防止信号传输的延迟、串音以及噪音等。另外，还要求层间介电材料具有如下的性能:低吸湿性;与金属间的强粘附性;化学惰性;良好的热稳定性;优良的力学性能;优良的表面平坦化特性;简单、易掌握的精密制图工艺;优良的可靠性等。作为层间绝缘材料，聚酰亚胺材料比无机材料具有明显的性能和成本优势。首先，聚酰亚胺材料的介电常数和介电损耗比较低，介电常数一般约低于3.8，而介电损耗低于0.004;其次，聚酰亚胺材料的成型工艺比无机材料要简单，适于大面积、流水线生产，制造成本低。