Synthèse et caractérisation de polyimides poreux à faible constante diélectrique

Le travail proposé concerne la réalisation de matériaux à faible constante diélectrique pour une application en microélectronique. L'objectif consiste à réaliser des matériaux possédant non seulement de faibles valeurs de permittivité, mais également une bonne stabilité thermique et une haute température de transition vitreuse. La stratégie adoptée repose sur la création de porosité par dégradation thermique de séquences macromoléculaires thermolabiles (polycaprolactone) dispersées ou liées de façon covalente dans une matrice thermostable (polyimide), légèrement réticulée par un traitement photochimique. La première partie de ce mémoire a été consacrée à la synthèse et à la caractérisation de matrices polyimides. Dans une seconde partie, des segments polycaprolactones fonctionalisés (amine-PCL ou diamine-PCL) ont été synthétisés, caractérisés, puis utilisés comme macromonomères en polycondensation, afin d'obtenir des copolymères à architectures variées (triblocs ou peignes). La dernière partie est consacrée à l'élaboration de matériaux poreux. Dans un premier temps, au travers de diverses caractérisations thermiques de la PCL libre, dispersée ou greffée, les conditions expérimentales permettant de dégrader totalement les segments macromoléculaires thermolabiles sans pour autant affecter la matrice polyimide ont été identifiées. Dans un deuxième temps, une étude précise de l'influence des différents paramètres (nature de la matrice PI, Tg, taux de PCL introduit, PCL greffée ou dispersée dans la matrice PI, degré de comptabilité entre les chaînes PCL et les chaînes PI, nature du traitement thermique destiné à éliminer les segments PCL...) sur l'obtention de polymères poreux a été réalisée. Les résultats obtenus suggèrent que deux paramètres sont indispensables à l'obtention de matériaux poreux : d'une part, une température de transition vitreuse de la matrice élevée et d'autre part, une ségrégation de phase des segments thermolabiles dans la matrice thermostableThis research work concerns the elaboration of low dielectric constant materials to be used as interlayer dielectrics in microelectronics. The strategy adopted for the generation of porosity relies on the thermal degradation of thermolabiles polycaprolactone sequences simply dispersed or covalently linked to thermostable polyimide matrices, slightly crosslinked by a photochemical process. The first part of this work is devoted to the synthesis and characterization of different polyimides matrices. In a second part, functionnalized polycaprolactone segments (amine-PCL or diamine-PCL) have been synthesized, characterized and involved in a polycondensation reaction in order to end up with controlled architecture copolymers. The last part of the work is related to the elaboration of porous materials. First, the experimental conditions suitable for a complete elimination of the thermolabile segments without any mage to the polyimide matrix have been determined. Therefore, a precise study of the influence of different parameters (polyimide structure, glass transition temperature, polycaprolactone proportion introduced...) on the elaboration of porous structures have been realized. The results obtained suggest at two parameters are crucial for the elaboration of porosity : a high transition temperature of the matrix as well as a phase separation of the thermolabile segments in the themostable polymerCHAMBERY -BU Bourget (730512101) / SudocSudocFranceF