本文選題：無機納米粒子 + 可控形態(tài)��； 參考：《西南科技大學》2016年碩士論文

【摘要】：隨著微電子工業(yè)的飛速發(fā)展,相應的電子器件和集成電路正朝著小型化、高密度化方向發(fā)展,出現(xiàn)了多芯片模塊(MCM)和微電機系統(tǒng)(MEMS)等新技術(shù)。元件密度和功能的不斷提升,對低介電技術(shù)提出了更多更高的要求。由于超大規(guī)模集成電路具有納米特征尺寸,因此相對應的互連線間信號延遲、串擾以及能耗等問題日益凸顯,向材料中引入納米孔洞可以有效的提高其介電性。本課題對中空PS納米粒子與PE基質(zhì)復合材料制備及介電性能進行了系統(tǒng)的研究。本課題首先研究了不同形態(tài)無機納米粒子制備方法,為中空納米粒子的制備和介電機理的研究做準備。通過引入硅烷偶聯(lián)劑3-(異丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)來協(xié)助St?der方法制備球形SiO2,這種方法可以很好地控制所得SiO2納米粒子的尺寸,并能使其原位功能化,用于進一步地接枝聚合;另外,通過水熱法制備橢球形α-Fe2O3和層狀MnO2。通過高倍掃描電鏡(SEM)對無機納米粒子進行形貌表征,結(jié)果顯示,成功制備了不同形態(tài)的無機納米粒子。本課題重點研究將聚苯乙烯(PS)中空納米粒子引入到聚乙烯(PE)樹脂基體中構(gòu)建帶有封閉且孤立納米孔結(jié)構(gòu)聚合物復合薄膜。采用模板法通過核殼PS@SiO2納米粒子制備中空PS納米粒子,將中空PS與PE熔融共混得到帶有封閉且孤立納米孔結(jié)構(gòu)的復合薄膜材料(PE/HoPS)。為了突出孔結(jié)構(gòu)對介電性能的影響,將PE/SiO2和PE/PS@SiO2中的SiO2刻蝕,得到帶有開放或不可控孔結(jié)構(gòu)的復合薄膜與之比較。通過高倍掃描電鏡(SEM)、熱重分析(TA)、阻抗儀、接觸角測試儀、動態(tài)力學分析儀(DMA)對復合薄膜進行表征,分析了三種薄膜不同孔結(jié)構(gòu)對介電常數(shù),介電損耗,疏水性,機械強度等性能的影響;在孔隙率一定的情況下,頻率變化對介電常數(shù)和介電損耗的影響,并運用界面效應進行解釋。當造孔劑含量為15.3wt%,孔隙率6.9%,介電常數(shù)為2.08。這個值比串聯(lián)模型計算出的介電常數(shù)還要低。我們的工作揭示了引入HoPS不僅降低材料的孔隙率,而且改變了PE基質(zhì)的性能,最終致使介電常數(shù)的降低。
[Abstract]:With the rapid development of microelectronics industry, the corresponding electronic devices and integrated circuits are developing towards the direction of miniaturization and high density. New technologies such as multi-chip module (MCM) and micromotor system (MEMS) have emerged. With the continuous improvement of component density and function, more and higher requirements are put forward for low dielectric technology. Because VLSI has nanometer characteristic size, the corresponding problems such as inter-connection signal delay, crosstalk and energy consumption become more and more prominent. The dielectric properties of VLSI can be improved by introducing nano-hole into the material. The preparation and dielectric properties of hollow PS nanoparticles and PE matrix composites were studied systematically. In this paper, the preparation methods of inorganic nanoparticles with different morphology were studied in order to prepare for the preparation of hollow nanoparticles and the study of motor mechanism. By introducing silane coupling agent 3-( isobutenyl) propyltrimethoxysilane (MPSs) to assist in the preparation of spherical Sio _ 2 by St?der method, the size of the obtained SiO2 nanoparticles can be well controlled and its in-situ functionalization can be achieved. In addition, ellipsoidal 偽 -Fe _ 2O _ 3 and layered MNO _ 2 were prepared by hydrothermal method. The morphology of inorganic nanoparticles was characterized by high power scanning electron microscope (SEM). The results showed that inorganic nanoparticles with different morphology were successfully prepared. This paper focuses on the preparation of polymer composite films with closed and isolated nano-pores by introducing polystyrene (PS) hollow nanoparticles into polyethylene (PE) resin substrates. Hollow PS nanoparticles were prepared by template method through core-shell PS@SiO2 nanoparticles. The composite films with closed and isolated pore structures were prepared by melt blending of hollow PS and PE. In order to highlight the effect of pore structure on dielectric properties, the SiO2 in PE/SiO2 and PE/PS@SiO2 was etched to obtain composite films with open or uncontrollable pore structure. The composite films were characterized by high power scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), impedance analyzer, contact angle tester and dynamic mechanical analyzer (DMA). The effects of different pore structures on dielectric constant, dielectric loss and hydrophobicity were analyzed. The influence of mechanical strength and other properties and the influence of frequency on dielectric constant and dielectric loss under certain porosity are explained by interfacial effect. When the content of pore-forming agent is 15.3wt, the porosity is 6.9 and the dielectric constant is 2.08. This value is lower than the dielectric constant calculated by the series model. Our work reveals that the introduction of HoPS not only reduces the porosity of the material, but also changes the properties of the PE matrix, resulting in the decrease of the dielectric constant.
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.4

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