氟化聚酰亞胺的合成、性能及其光波導(dǎo)制作工藝的研究.pdf

1、隨著多媒體業(yè)務(wù)和高端計(jì)算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，人們對數(shù)據(jù)處理速率的需求日益增加。傳統(tǒng)電互連在高速傳輸時(shí)面臨高傳輸損耗、EMI和信號完整性差等缺點(diǎn)，光互連技術(shù)能夠很好的解決高速互連發(fā)展的瓶頸。為了與成熟的PCB 技術(shù)兼容，通常采用將光波導(dǎo)嵌入PCB中實(shí)現(xiàn)互連，其中聚合物光波導(dǎo)材料及其制作工藝成為關(guān)系到該技術(shù)實(shí)現(xiàn)并投入實(shí)用的重要因素之一。本文主要研究了氟化聚酰亞胺的合成、光學(xué)性能及其光波導(dǎo)的制作工藝。
　　 聚合物光波導(dǎo)材料具有明顯的綜合

2、性能優(yōu)勢，加工簡單，成本低廉，光學(xué)損耗低，易實(shí)現(xiàn)功能化。其中，氟化聚酰亞胺的熱穩(wěn)定性高，而且通過調(diào)節(jié)含氟量可實(shí)現(xiàn)折射率的精確可調(diào)，在光波導(dǎo)器件上得到廣泛應(yīng)用。
　　 鑒于氟化聚酰亞胺薄膜的性能受合成和制備等工藝條件的影響，本文采用“兩步法”合成6FDA/ODA 氟化聚酰亞胺及其共聚物，優(yōu)化了其合成工藝，測試其熱穩(wěn)定性能，并利用Metricon2010 棱鏡耦合薄膜測試系統(tǒng)和FT-IR 光譜儀，重點(diǎn)研究了熱亞胺化及后續(xù)熱處理過程中

3、，聚酰胺酸-聚酰亞胺薄膜的折射率、雙折射、熱光系數(shù)、傳輸損耗等光學(xué)性能隨熱處理溫度的變化，發(fā)現(xiàn)薄膜的折射率、雙折射、紅外吸收強(qiáng)度、光學(xué)損耗隨最高熱處理溫度的升高出現(xiàn)極值，從IR 光譜結(jié)果推測其原因在于熱處理過程中導(dǎo)致其分子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)發(fā)生了改變，由此確定氟化聚酰亞胺的最優(yōu)熱處理?xiàng)l件。
　　 氟化聚酰亞胺光波導(dǎo)的直寫工藝是本文的另一重點(diǎn)內(nèi)容。
　　 第一種方法是利用CO2 激光的熱作用，通過聚酰胺酸的熱亞胺化直寫氟化聚酰亞

4、胺光波導(dǎo)。文中首先介紹了CO2 激光直寫氟化聚酰亞胺光波導(dǎo)的設(shè)備、工藝流程及機(jī)理，通過對直寫區(qū)域進(jìn)行微區(qū)紅外光譜分析，發(fā)現(xiàn)激光作用后聚酰胺酸僅部分亞胺化，且亞胺環(huán)的特征吸收峰發(fā)生藍(lán)移，所得聚酰亞胺表現(xiàn)部分結(jié)晶性。接著利用ANSYS軟件分析了直寫速率和激光過濾對波導(dǎo)寬度的影響，并從實(shí)驗(yàn)上研究了預(yù)處理溫度、激光功率、直寫速率、光闌和離焦量等工藝條件對波導(dǎo)形貌（波導(dǎo)寬度、陡直度、光滑度）的影響，優(yōu)化了工藝參數(shù)，通過截?cái)喾y試光波導(dǎo)損耗在5.6