在新一代高密度集成电路中,超低介电常数(k)电介质材料的应用可以大幅度降低电阻电容延迟时间、串音和功率损耗,具有广泛的潜在应用。除了较低的介电常数,新一代电子产品的发展要求电介质材料还必须具备各种其它性能,如良好的击穿场强、耐化学腐蚀性和热稳定性、低的吸水率及对半导体和金属基体良好的粘附性。而聚酰亚胺(PI)材料固有的综合性能及对半导体和金属基板良好的附着力总体上可以满足这些要求。然而,常规聚酰亚胺薄膜的介电常数是3.1~3.5,与超低介电常数(一般要低于2.0)的要求不相适应。近年来,作为一种降低介电常数的新方法,在互连结构中引入空气间隙和在聚合物基体中引入纳米尺度的孔洞(简称纳孔)成为全球范围内的研究热点。本论文利用模板法制备了含有大量纳孔结构的聚酰亚胺薄膜,并对薄膜的介电常数、电性能、热性能等进行了系统研究。首先通过乳液聚合的方法合成了自带模板剂的近单分散性纳米致孔剂。通过对原料比例,以及对初始单体浓度、引发剂、乳化剂和分散剂极性的调整,实现了对致孔剂亲水亲油平衡和尺寸的调控,进而可以更好地控制致孔剂在溶剂中的分散情况。然后将自带模板剂的致孔剂与聚酰亚胺前驱体溶液混合,涂膜,通过亚胺化反应及热分解法脱除致孔剂,制得纳孔聚酰亚胺薄膜。利用多种仪器对所制备的致孔剂及纳孔薄膜进行了表征。结果表明,所制得的自带模板剂的致孔剂表面光滑、球形度好、呈单分散性,尺寸在30nm左右,可以很好地在溶剂中扩散。随着反应条件的变化,尺寸随之变化,从而可实现对致孔剂尺寸的灵活调控;通过对致孔剂的TG-DSC分析,得出致孔剂在180℃已经开始分解,440℃已经几乎分解完全,这确保了可通过热分解法脱除致孔剂,并制得纳孔聚酰亚胺薄膜。所制得聚酰亚胺薄膜含有一定的纳孔结构,在一定的范围内,聚酰亚胺薄膜中纳孔的数量,随着致孔剂质量分数的增加随之增加,当致孔剂质量分数超过一定值时,薄膜中孔的数量反而降低;加入不同质量分数自带模板剂的致孔剂的聚酰亚胺薄膜,热稳定性和抗电击穿性能相差不大,但用聚酰亚胺前驱体制成盐,然后制得的聚酰亚胺薄膜的热稳定性比纯的聚酰亚胺薄膜的热稳性要好。纳孔聚酰亚胺薄膜的介电常数随着致孔剂百分含量的增大出现先增大后减少的现象。所制得的薄膜有望在高密度集成电路中获得应用。