聚亚芳基材料制造技术

由具有溶解度提高部分的芳香族二炔烃单体形成的聚亚芳基寡聚物显示在某些有机溶剂中溶解度提高并且适用于形成电子应用中的介电材料层。

【技术实现步骤摘要】
本申请案要求2015年7月6日提交的美国临时申请案第62/188,943号的权益。
本专利技术大体上涉及聚亚芳基材料领域并且更具体来说，涉及用于电子应用的聚亚芳基寡聚物。
技术介绍
聚合物介电质可以用作例如集成电路、多芯片模块、层压电路板、显示器等各种电子装置中的绝缘层。电子制造行业视具体应用而定对介电材料具有不同要求，例如介电常数、热膨胀系数、模量等。各种无机材料，例如二氧化硅、氮化硅和氧化铝，已用作电子装置中的介电材料。这些无机材料一般可通常通过气相沉积技术以薄层形式沉积，并且具有有利特性，例如不易吸水。聚合物介电材料通常具有以下特性，所述特性在某些应用中提供优于无机介电材料的优势，例如容易施用(例如通过旋涂技术)、空隙填充能力、介电常数较低以及耐受某些应力而不破裂的能力(即聚合物介电质可以比无机介电材料不易碎)。然而，聚合物介电质通常存在制造期间加工整合的难题。举例来说，为了在某些应用(例如集成电路)中代替二氧化硅作为介电质，聚合物介电质必须能够在加工的金属化和退火步骤期间经受得住加工温度。一般来说，聚合物介电材料的玻璃化转变温度应大于后续制造步骤的加工温度。另外，聚合物介电质不应吸水，这可能造成介电常数增加并且可能腐蚀金属导体。聚亚芳基聚合物作为介电材料为众所周知的并且具有许多所要特性。举例来说，国际专利申请案第WO97/10193号披露由特定经乙炔基取代的芳香族化合物和双环戊二烯酮单体制备的特定聚亚芳基寡聚物。这些经乙炔基取代的芳香族化合物中的芳香族环可以经某些取代基取代，例如CF3-、CF3O-、ArO-、ArS-或(Ar)2P(＝O)-，其中Ar表示某一芳香族环。聚亚芳基寡聚物是在相对高温度下在具有相对高沸点(通常≥150℃)的有机溶剂中制备。然而，此类反应溶剂作为电子行业中浇铸溶剂是不良的选择，而聚亚芳基寡聚物必须从反应溶剂沉淀并且溶解于适于浇铸这些聚合物的膜的具有低得多的沸点的不同有机溶剂中。此类聚亚芳基寡聚物在电子行业通常所用的有机溶剂中的溶解度有限，限制这些聚合物的使用。2014年8月29日提交的美国专利申请案第14/472,429号(Gilmore等人)披露溶解度提高的极性部分封端的聚亚芳基寡聚物，其通过使包含两个环戊二烯酮部分的第一单体、作为第二单体的经乙炔基取代的芳族化合物以及作为第三单体的经单乙炔基取代的式的化合物(其中R2为H、任选经取代的C1-10烷基、任选经取代的C7-12芳烷基、任选经取代的C6-10芳基，或R3，并且R3为极性部分)反应制备。尽管这些极性部分封端的聚亚芳基寡聚物与常规聚亚芳基寡聚物相比在某些有机溶剂中的溶解度未提高，但在一些溶剂中的溶解度提高不足以允许这些聚亚芳基寡聚物用于电子行业中的某些应用中。行业中需要在有机溶剂中，尤其在电子行业中用于浇铸聚合物膜的有机溶剂中的溶解度提高的聚亚芳基聚合物。
技术实现思路
本专利技术提供一种聚亚芳基聚合物，其包含一种或多种式(1)的第一单体作为聚合单元：其中各Ar1和Ar2独立地为C6-30芳基部分；各R独立地选自H、C6-30芳基以及经取代的C6-30芳基；各R1独立地选自-OH、C1-6羟基烷基、-C(＝O)OR3、-C(＝O)N(R4)2、-O-C(＝O)R5、-NR4C(＝O)R6、-N(R4)3+An-、-NO2；-S(＝O)2-OR7、-O-S(＝O)2-R8、-NR4-S(＝O)2-R6以及S(＝O)2-N(R4)2；各R2独立地选自C1-10烷基、C1-10卤烷基、C1-10羟基烷基、C1-10烷氧基、CN、N(R4)2以及卤基；R3＝H、C1-10烷基、C1-10羟基烷基、C1-10氨基烷基、C6-30芳基或M；各R4独立地为H、C6-30芳基或C1-10烷基；各R5独立地选自H、C1-10烷基、C1-10羟基烷基、C6-30芳基、-O(C1-10烷基)、-O(C6-10芳基)以及-N(R4)2；R6＝H、C1-10烷基、C1-10羟基烷基、C6-30芳基、-O(C1-10烷基)或-NH(C1-10烷基)；R7＝H、C1-10烷基、C6-30芳基或M；R8＝C6-30芳基、C1-10烷基以及卤基C1-10烷基；M＝碱金属离子、碱土金属离子或铵离子；An-为选自卤离子和C1-20羧酸根的阴离子；Y为化学键或选自以下的二价连接基团：-O-、-S-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-C(＝O)-、-(C(R9)2)z-、C6-30芳基以及-(C(R9)2)z1-(C6-30芳基)-(C(R9)2)z2-；各R9独立地选自H、羟基、卤基、C1-10烷基、C1-10卤烷基以及C6-30芳基；a1＝0到3；a2＝0到3；b1＝1到4；b2＝0到2；c1＝0到2；c2＝0到2；a1+a2＝1到6；b1+b2＝2到6；c1+c2＝1到6；d＝0到2；z＝1到10；z1＝0到10；z2＝0到10；以及z1+z2＝1到10；以及一种或多种第二单体，其包含两个环戊二烯酮部分。本专利技术还提供一种组合物，其包含上文所述的一种或多种聚亚芳基聚合物和一种或多种有机溶剂。另外，本专利技术提供一种形成介电材料层的方法，其包含：在衬底表面上安置上述组合物的层；去除有机溶剂；以及固化寡聚物形成介电材料层。本专利技术进一步提供一种结构，其包含安置于衬底表面上的介电层，其中介电层由上文所述的聚亚芳基聚合物形成。本专利技术进一步提供式(1)的单体：各Ar1和Ar2独立地为C6-30芳基部分；各R独立地选自H、C6-30芳基以及经取代的C6-30芳基；各R1独立地选自-OH、C1-6羟基烷基、-C(＝O)OR3、-C(＝O)N(R4)2、-O-C(＝O)R5、-NR4C(＝O)R6、-N(R4)3+An-、-NO2；-S(＝O)2-OR7、-O-S(＝O)2-R8、-NR4-S(＝O)2-R6以及S(＝O)2-N(R4)2；各R2独立地选自C1-10烷基、C1-10卤烷基、C1-10羟基烷基、C1-10烷氧基、CN、N(R4)2以及卤基；R3＝H、C1-10烷基、C1-10羟基烷基、C1-10氨基烷基、C6-30芳基或M；各R4独立地为H、C6-30芳基或C1-10烷基；各R5独立地选自H、C1-10烷基、C1-10羟基烷基、C6-30芳基、-O(C1-10烷基)、-O(C6-10芳基)以及-N(R4)2；R6＝H、C1-10烷基、C1-10羟基烷基、C6-30芳基、-O(C1-10烷基)或-NH(C1-10烷基)；R7＝H、C1-10烷基、C6-30芳基或M；R8＝C6-30芳基、C1-10烷基以及卤基C1-10烷基；M＝碱金属离子、碱土金属离子或铵离子；An-为选自卤离子和C1-20羧酸根的阴离子；Y为化学键或选自以下的二价连接基团：-O-、-S-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-C(＝O)-、-(C(R9)2)z-、C6-30芳基以及-(C(R9)2)z1-(C6-30芳基)-(C(R9)2)z2-；各R9独立地选自H、羟基、卤基、C1-10烷基、C1-10卤烷基以及C6-30芳基；a1＝0到3；a2＝0到3；b1＝1到4；b2＝0到2；c1＝0到2；c2＝0到2；a1+a2＝1到6；b1+b2＝2到6；c1+c2＝1到6；d＝0到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚亚芳基聚合物，其包含以下作为聚合单元：一种或多种式(1)的第一单体其中各Ar1和Ar2独立地为C6‑30芳基部分；各R独立地选自H、C6‑30芳基以及经取代的C6‑30芳基；各R1独立地选自‑OH、C1‑6羟基烷基、‑C(＝O)OR3、‑C(＝O)N(R4)2、‑O‑C(＝O)R5、‑NR4C(＝O)R6、‑N(R4)3+An‑、‑NO2；‑S(＝O)2‑OR7、‑O‑S(＝O)2‑R8、‑NR4‑S(＝O)2‑R6以及S(＝O)2‑N(R4)2；各R2独立地选自C1‑10烷基、C1‑10卤烷基、C1‑10羟基烷基、C1‑10烷氧基、CN、N(R4)2以及卤基R3＝H、C1‑10烷基、C1‑10羟基烷基、C1‑10氨基烷基、C6‑30芳基或M；各R4独立地为H、C6‑30芳基或C1‑10烷基；各R5独立地选自H、C1‑10烷基、C1‑10羟基烷基、C6‑30芳基、‑O(C1‑10烷基)、‑O(C6‑10芳基)以及‑N(R4)2；R6＝H、C1‑10烷基、C1‑10羟基烷基、C6‑30芳基、‑O(C1‑10烷基)或‑NH(C1‑10烷基)；R7＝H、C1‑10烷基、C6‑30芳基或M；R8＝C6‑30芳基、C1‑10烷基以及卤基C1‑10烷基；M＝碱金属离子、碱土金属离子或铵离子；An‑为选自卤离子和C1‑20羧酸根的阴离子；Y为化学键或选自以下的二价连接基团：‑O‑、‑S‑、‑S(＝O)‑、‑S(＝O)2‑、‑C(＝O)‑、‑(C(R9)2)z‑、C6‑30芳基以及‑(C(R9)2)z1‑(C6‑30芳基)‑(C(R9)2)z2‑；各R9独立地选自H、羟基、卤基、C1‑10烷基、C1‑10卤烷基以及C6‑30芳基；a1＝0到3；a2＝0到3；b1＝1到4；b2＝0到2；c1＝0到2；c2＝0到2；a1+a2＝1到6；b1+b2＝2到6；c1+c2＝1到6；d＝0到2；z＝1到10；z1＝0到10；z2＝0到10；以及z1+z2＝1到10；以及一种或多种第二单体，其包含两个环戊二烯酮部分。...

【技术特征摘要】
2015.07.06 US 62/188943;2016.02.29 US 15/0563521.一种聚亚芳基聚合物，其包含以下作为聚合单元：一种或多种式(1)的第一单体其中各Ar1和Ar2独立地为C6-30芳基部分；各R独立地选自H、C6-30芳基以及经取代的C6-30芳基；各R1独立地选自-OH、C1-6羟基烷基、-C(＝O)OR3、-C(＝O)N(R4)2、-O-C(＝O)R5、-NR4C(＝O)R6、-N(R4)3+An-、-NO2；-S(＝O)2-OR7、-O-S(＝O)2-R8、-NR4-S(＝O)2-R6以及S(＝O)2-N(R4)2；各R2独立地选自C1-10烷基、C1-10卤烷基、C1-10羟基烷基、C1-10烷氧基、CN、N(R4)2以及卤基R3＝H、C1-10烷基、C1-10羟基烷基、C1-10氨基烷基、C6-30芳基或M；各R4独立地为H、C6-30芳基或C1-10烷基；各R5独立地选自H、C1-10烷基、C1-10羟基烷基、C6-30芳基、-O(C1-10烷基)、-O(C6-10芳基)以及-N(R4)2；R6＝H、C1-10烷基、C1-10羟基烷基、C6-30芳基、-O(C1-10烷基)或-NH(C1-10烷基)；R7＝H、C1-10烷基、C6-30芳基或M；R8＝C6-30芳基、C1-10烷基以及卤基C1-10烷基；M＝碱金属离子、碱土金属离子或铵离子；An-为选自卤离子和C1-20羧酸根的阴离子；Y为化学键或选自以下的二价连接基团：-O-、-S-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-C(＝O)-、-(C(R9)2)z-、C6-30芳基以及-(C(R9)2)z1-(C6-30芳基)-(C(R9)2)z2-；各R9独立地选自H、羟基、卤基、C1-10烷基、C1-10卤烷基以及C6-30芳基；a1＝0到3；a2＝0到3；b1＝1到4；b2＝0到2；c1＝0到2；c2＝0到2；a1+a2＝1到6；b1+b2＝2到6；c1+c2＝1到6；d＝0到2；z＝1到10；z1＝0到10；z2＝0到10；以及z1...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·丁，PW·庄，C·吉尔摩，C·W·卡里尔，YS·金，J·张，A·A·拉什福德，S·山田，J·卡梅伦，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US