聚酰亞胺在半導體及微電子工業領域中應用分析

電子級PI薄膜在半導體及微電子工業領域的應用主要表現在以下幾方面：

（1）粒子遮擋膜：隨著集成電路密度和芯片尺寸的不斷增大，其抗輻射的性能也更顯重要。

高純度的聚酰亞胺涂層膜是一種有效的耐輻射和抗粒子的遮擋材料。

在元器件外殼的鈍化膜上涂覆50-100 單位的射線遮擋層可防止由微量鈾和牡等釋放的射線而造成的存儲器錯誤。

當然，聚酰亞胺涂覆樹脂中含鈾物質的含量也要很低，用于256kDRAM的樹脂要求鈾的含量低于0. 1ppb 。

另外，聚酰亞胺優良的機械性可防止芯片在后續的封裝過程中破裂。

（2）微電子器件的鈍化層和緩沖內涂層

聚酰亞胺作為鈍化層和緩沖保護層在微電子工業上應用非常廣泛。PI 涂層可有效地阻滯電子遷移、防止腐蝕。

PI 層保護的元器件具有很低的漏電流，可增加器件的機械性能，防止化學腐蝕，也可有效地增加元器件的抗潮濕能力。

PI 薄膜具有緩沖功能，可有效地降低由于熱應力引起的電路崩裂斷路，減少元器件在后續的加工、

封裝和后處理過程中的損傷。

雖然聚酰亞胺涂層可有效避免塑封器件的崩裂，

但效果與使用的聚酰亞胺材料的性能密切相關。一般地，具有良好粘接性能,玻璃化轉變溫度高于焊接溫度，

低吸水率的聚酰亞胺是理想的防止器件崩裂的內涂材料。

   （3）多層金屬互聯電路的層間介電材料

   聚酰亞胺材料（主要以PI膜為產品形式）可作為多層布線技術中多層金屬互聯結構的層間介電材料。

多層布線技術是研制生產具有三維立體交叉結構超大規模高密度高速度集成電路的關鍵技術。

在芯片上采用多層金屬互聯可以顯著縮小器件間的連線密度，減少RC 時間常數和芯片占用面積，

大幅度提高集成電路的速度、集成度和可靠性。多層金屬互聯工藝與目前常用的鋁基金屬互聯和氧化物介質絕緣工藝不同，

它主要采用高性能聚酰亞胺薄膜材料為介電絕緣層，銅或鋁為互聯導線，

利用銅的化學機械拋光。

該技術的主要優點在于利用了銅的高電導和抗電遷移性能、聚酰亞胺材料的低介電常數、平坦化性能以及良好的可制圖性能。

   （4）光電印制電路板的重要基材

   光具有帶寬高、密度高、沒有電磁干擾(EMI)等優勢，因此正逐步用于系統內互連代替電互連。

芯片到芯片間的光互連技術是解決這些PCB 板上電互連瓶頸的一個非常有前途的方法。光電印制電路板（EOPCB），

作為未來非常具有成長潛力的PCB產品之一，將目前發展得非常成熟的印制電路板加上一層導光層，

使得電路板的使用由現有的電連接技術延伸到光傳輸領域，而這層導光層材料比較理想的選擇就是采用含氟聚酰亞胺薄膜。

聚酰亞胺的折射率大小可以通過調整共聚物的含氟量，含氟量愈高，含氟聚酰亞胺薄膜折射率愈小，

從而調節折射率的大小，所以波導芯層和包層都可以采用聚酰亞胺。目前在歐美、日本等都已開發出這類PI膜，

有的已經開始小批量地運用在光電印制電路板制造中。

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文章轉自中國產業洞察網，感謝原作者！