聚酰亞胺薄膜的商品化始于1965年DuPont公司大規(guī)模生產(chǎn)的Kapton薄膜。之后Kanegafuchi化學(xué)工業(yè)公司和Ube工業(yè)公司在20世紀(jì)80年代也實(shí)現(xiàn)了聚酰亞胺薄膜的商品化。
DuPont公司以商品名Kapton向市場推出一系列聚酰亞胺材料。有關(guān)材料的詳細(xì)性能資料可向DuPont高性能薄膜材料公司和DuPont日本分公司索取。
適用于微電子工業(yè)的薄膜有H(N)型、V(N)型、E(N)型和K(N)型等型號(hào)。N表示薄膜材料中是否含有可降低材料摩擦系數(shù)和增強(qiáng)卷曲性能(如卷一卷轉(zhuǎn)移等)的無機(jī)潤滑添加劑(約在1000 ppm數(shù)量級(jí))。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用,材料都需要潤滑填充劑,而字母N表示含有潤滑劑。
H(N)和V(N)型薄膜都是由均苯四酸二酐(PMDA),和4,4 7一二氨基二苯醚(ODA)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)制備的。它們的不同之處在于V(N)比H(N)型材料具有優(yōu)異的體積穩(wěn)定性,在25℃~300℃的溫度范圍內(nèi)的收縮率很小。
E(N)型薄膜也含有PMDA和ODA,但同時(shí)也含有其他的有機(jī)芳香族四酸二酐,如3,3’,4,4’一聯(lián)苯四酸二酐(BPDA)和對(duì)苯二胺(PPD)等。
E(N)型薄膜含有四種類型的酰亞胺鍵。不同的單體配比對(duì)材料的性能影響很大,但商品化的材料中確切的單體配比至今也沒有公開。E(N)型薄膜具有比H(N)或V(N)型薄膜更高的模量、更低的熱膨脹系數(shù)以及更低的吸濕性。它的優(yōu)點(diǎn)是在工藝過程中形變小,因此更適合于和導(dǎo)電層如銅相匹配,同時(shí)在器件鍵合過程中不易起泡。另外,E(N)薄膜還可以用堿性溶液刻蝕制作圖形。
K(N)型聚酰亞胺薄膜由PMDA、ODA和PPD等單體制備,但是,兩種有機(jī)芳香族二胺之間的克分子比至今還沒有公開。K(N)型薄膜旨在提供一種模量介于H(N)型或V(N)和E(N)型之問、TCE和銅相近、在堿性溶液中容易刻蝕的材料。其吸濕性比H(N)型、V(N)型和E(N)型的高。