聚合物、其制备方法、及包含其的光敏性树脂组合物技术

本发明专利技术揭示一种聚合物、其制备方法、及包含其的光敏性树脂组合物。该聚合物具有式(I)所示的结构其中，R1为-OH、或-COOH；A1为A2独立地为A3独立地为A4为Z为-O-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、m为大于1的整数；n为大于1的整数；i为1至3的整数；以及，j为1至20的整数，且该重复单元与该重复单元以无规方式排列。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚合物、其制备方法、及包含其的光敏性树脂组合物。
技术介绍
聚酰亚胺(polyimide,PI)由于具有优异的热稳定性及良好的机械，电气及化学性质，被广泛地应用于半导体及显示器产业，例如作为半导体晶片保护膜、或显示器上的绝缘层。随着当今电子产品的运算速度提升、产品尺寸缩小及功耗降低等高功能的方向需求驱使下，封装趋势往立体堆迭与增加集积度的方向前进，如此一来，导致对低固化温度、低应力的材料需求。然而，传统感光性聚酰亚胺需在350℃高温下进行亚酰胺化(imidization)，方能达到优异的热稳定性及良好的机械，电气及化学性质。此外，传统感光性聚酰亚胺在高温固化后容易形成具有高内应力的膜层，导致形成其下的基材弯曲变形、龟裂、或产生脱层现象，而使得半导体元件受损。基于上述，业界需要一种具有低固化温度及低应力的聚合物材料，以满足目前半导体及显示器制程。
技术实现思路
本专利技术公开一种聚合物，该聚合物具有式(I)所示的结构式(I)其中，R1为-OH、或-COOH；A1为A2独立地为A3独立地为A4为Z为-O-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、m为大于1的整数，例如介于2至100的整数；n为大于1的整数，例如介于2至100的整数；i为介于1至5的整数；以及，j为介于1至20的整数，例如为介于1至10的整数。本专利技术所述的聚合物可具有重复单元及重复单元其中该重复单元与该重复单元可以有序或是无规方式排列。根据本专利技术某些实施方式，本专利技术提供一种聚合物的制备方法，包含：对一组合物进行聚合反应，得到本专利技术上述聚合物。其中，该组合物包含至少一种具有式(II)的酸酐、至少一种具有式(III)的二胺、至少一种具有式(IV)的二胺、以及至少一种具有式(V)的化合物：H2N-A2-NH2式(IV)H2N-A3-R1式(V)其中，R1为-OH、或-COOH；A1为A2独立地为A3独立地为A4为Z为-O-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、m为大于1的整数，例如介于2至100的整数；n为大于1的整数，例如介于2至100的整数；i为介于1至5的整数；j为介于1至20的整数，例如介于1至10的整数。根据本专利技术实施例，本专利技术亦提供一种光敏性树脂组合物，包含以下成分均匀分散于溶剂中：成分(A)上述具有公式(I)的聚合物；成分(B)具有酚基(phenolgroup)的化合物；以及成分(C)感光剂。为让本专利技术的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施方式，并配合所附图式，作详细说明如下：【具体实施方式】根据本专利技术的实施方式，本专利技术提供一种聚合物，藉由将苯并噁唑(phenylbenzoxazole)结构导入于聚合物主链中，并藉由末端封止基具有羟基或羧基的结构设计，使得所得的聚合物可溶于有机溶剂中。该聚合物可进一步搭配酚类硬化剂、与感光剂制备为本专利技术所述的光敏性树脂组合物。值得注意的是，本专利技术所述的光敏性树脂组合物在黄光微影制程后，可在相等或低于约230℃的烘烤温度下，完成交联固化，并具备有良好的显影性、解析度、电气特性、与耐化性。根据本专利技术的实施方式，本专利技术所述的聚合物可具有式(I)所示的结构式(I)其中，R1可为-OH、或-COOH；A1可为A2可独立为A3可独立为A4可为Z可为-O-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、m可为大于1的整数，例如为介于2至100的整数；n可为大于1的整数，例如为介于2至100的整数；i可为介于1至5的整数；以及，j可为介于1至20的整数，例如可介于1至10的整数。根据本专利技术实施方式，本专利技术所述的聚合物可具有重复单元及重复单元其中该重复单元与该重复单元可以有序或是无规方式排列。根据本专利技术的某些实施方式，该聚合物可包含m个具有结构的重复单元，以及n个具有结构的重复单元，其中m/(m+n)的值介于约0.05至0.9之间，例如为0.1至0.4之间。当m/(m+n)的值小于0.05或大于0.9时，所得的固化层其显影性及耐化性较差。在一实施方式中，当本专利技术的具有式(I)结构的化合物的m/(m+n)的值介于0.1至0.4之间时，包含其的光敏性树脂组合物在曝光显影后可约在230℃或以下的温度(例如约180℃-230℃)进行固化，且所得的固化层具有极佳的显影性(即未被曝光的涂层经显影后几乎不会残留)、及耐化性。根据本专利技术某些实施方式，该聚合物的固有黏度(inherentviscosity、IV)的范围可介于0.15dL/g至0.35dL/g之间。根据本专利技术的某些实施方式，本专利技术提供一种聚合物的制造方法，用以制备上述具有公式(I)的聚合物。该方法包含对一组合物进行聚合反应。其中，该组合物的制备方式为，先将至少一种具有式(III)的二胺、至少一种具有式(IV)的二胺、以及至少一种具有式(II)的酸酐均匀分散于溶剂中，并加入至少一种具有式(V)的化合物：H2N-A2-NH2式(IV)H2N-A3-R1式(V)其中，R1可为-OH、或-COOH；A1可为A2可独立为A3可独立为A4可为Z可为-O-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、m可为大于1的整数，例如为介于2至100的整数；n可为大于1的整数，例如为介于2至100的整数；i可为介于1至5的整数；j可为介于1至20的整数，例如可介于1至10的整数。根据本专利技术的实施方式，可对该组合物进行加热制程以进行该聚合反应，其中该加热制程的温度可介于约100至220℃之间。根据本专利技术的实施方式，该溶剂可例如为N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone、NMP)、γ-丁内酯(γ-butyrolactone、GBL)、二甲苯(xylene)、或其组合。根据本专利技术的实施方式，本专利技术所述的聚合物的制备方式可包含以下步骤。将适量的具有式(II)的酸酐与具有式(III)及式(IV)的二胺溶于溶剂(例如：N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone、NMP)中，并于低于室温的温度下(例如0～10℃)搅拌数小时(例如约1-10小时)。接着，再加入具有式(V)的化合物作为封端剂(endcappedagent)。在搅拌数小时后(例如约1-10小时)，加入溶剂(例如：二甲苯(xylene))并加热至回流(加热温度视溶剂的沸点而定，例如介于约100至220℃之间)，反应完后(例如反应约1-10小时)将其冷却，得到主链末端具有羟基或羧基的聚合物溶液，其中该聚合物溶液进一步加入溶剂将溶液稀释至所需浓度，以备使用。本专利技术的光敏性树脂组合物可以取适量的上述聚合物溶液加以制备。根据本专利技术的实施方式，该具有式(II)的酸酐的用量可约为1摩尔份、该具有式(III)的二胺的用量可约为0.2至0.5摩尔份、该具有式(IV)的二胺的用量可约为0.4至0.9摩尔份、以及该具有式(V)的化合物的用量可约为0.1至0.4摩尔份。此外，该具有式(III)及具有式(IV)的二胺的摩尔数加上半倍的该具有式(V)的化合物的摩尔数与该具有式(II)的酸酐的摩尔数的比值介于约0.7至1.6之间，即该具有式(III)的二胺的摩尔数M1、该具有式(IV本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物，具有式(I)所示的结构其中，R1为‑OH、或‑COOH；A1为A2独立地为A3独立地为A4为Z为‑O‑、‑SO2‑、‑C(CH3)2‑、‑C(CF3)2‑、m为大于1的整数；n为大于1的整数；i为1至3的整数；以及，j为1至20的整数；且该重复单元与该重复单元以无规方式排列。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物，具有式(I)所示的结构其中，R1为-OH、或-COOH；A1为A2独立地为A3独立地为A4为Z为-O-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、m为大于1的整数；n为大于1的整数；i为1至3的整数；以及，j为1至20的整数；且该重复单元与该重复单元以无规方式排列。2.如权利要求1所述的聚合物，其中m/(m+n)的值为0.05至0.9。3.如权利要求1所述的聚合物，其中m/(m+n)的值为0.1至0.4。4.一种聚合物的制造方法，包含：对组合物进行聚合反应，得到如权利要求1所述的聚合物，其中该组合物包含具有式(II)的酸酐、具有式(III)的二胺、具有式(IV)的二胺、以及具有式(V)的化合物H2N-A2-NH2式(IV)H2N-A3-R1式(V)其中，R1为-OH、或-COOH；A1为A2独立地为A3独立地为A4为Z为-O-、-SO2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、i为1至3的整数；以及，j为1至20的整数。5.如权利要求4所述的聚合物的制造方法，其中该具有式(II)的酸酐的用量为1摩尔份、该具有式(III)的二胺的用量为0.2至0.5摩尔份、该具有式(IV)的二胺的用量为0.4至0.9摩尔份、以及该具有式(V)的化合物的用量为0.1至0.4摩尔份。6.如权利要求4所述的聚合物的制造方法，其中该具有式(III)及具有式(IV)的二胺的摩尔数加上半倍的该具有式(V)的化合物的摩尔数与该具有式(II)的酸酐的摩尔数的比值为0.7至1.6。7.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志龙，蔡政禹，杨伟达，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71