由新型聚合物前驱体制备高性能封装基板用陶瓷基复合材料的研究

本项目针对微电子封装对下一代超高密度布线和高可靠性电子基板的需求，开展采用聚合物前驱体热解转化法（PIP工艺）制备高性能低成本纤维增强陶瓷基复合材料的研究，并对其作为下一代超高密度高可靠性电子基板封装材料的性能进行评价。在采用安全经济的合成路线、设计合成储存稳定性及工艺性良好、陶瓷产率高的新型液体聚合物前驱体基础上，通过前驱体浸渍-热解法制备兼具有机基板的加工性（可大面积加工，低成本）与陶瓷基板的高性能（低CTE、高模量、高热传导率等）的纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料。本项目的顺利进行将为下一代新型电子封装基板的制备奠定材料基础，提供应用理论指导，对推动我国半导体微电子产业向更高层次发展具有重要意义。

本项目针对微电子封装对下一代超高密度布线和高可靠性电子基板的需求，开展了采用聚合物前驱体浸渍热解法（PIP工艺）制备高性能低成本纤维增强陶瓷基复合材料的研究。以经济安全的路线设计合成了工艺性良好、陶瓷产率高的新型液体碳化硅前驱体和硅碳氧陶瓷前驱体。通过纤维增强体的热处理，陶瓷前驱体的组成结构、浆料配置、固化成型与浸渍热解等工艺条件的优化制备了兼具有机基板的加工性与陶瓷基板高性能的复合材料。以低成本的硅碳氧前驱体和国产商用T300碳纤维为增强体，通过六次PIP循环、热解温度为1000℃所制备的复合材料，其弯曲强度、剪切强度、断裂韧性达到320MPa、35MPa和10 MPa•m1/2，热膨胀系数为3.2ppm/℃左右。在项目研究过程中还发现了一种新颖的微纳米多孔材料制备方法，可实现孔径5-5000nm、孔隙率20-90%的快速、低成本制备。本项目的研究成果为新型高性能、低成本电子封装基板的研制奠定了更好的材料开发与应用基础，也为低成本热结构材料、高性能绝热材料提供了新的技术途径。