聚亚芳基树脂制造技术

由具有增溶部分的芳香族二炔烃单体形成且具有相对较高的重量平均分子量和相对较低的多分散性的聚亚芳基聚合物在某些有机溶剂中展示出提高的溶解度且适用于在单一涂布步骤中形成相对较厚的介电材料层。

Polyaryl resin

The polyaryl polymers, formed by the aromatic two alkynes with the solubilized part and with relatively high mean molecular weight and relatively low polydispersity, exhibit improved solubility in some organic solvents and are suitable for the formation of a relatively thick dielectric layer in a single coating process.

【技术实现步骤摘要】
聚亚芳基树脂本专利技术大体上涉及聚亚芳基材料领域并且更确切地说，涉及用于电子应用的聚亚芳基低聚物。聚合物电介质可以作为绝缘层用于各种电子器件中，如集成电路、多芯片模块、层压电路板、显示器等等。电子制造行业对介电材料具有不同要求，如介电常数、热膨胀系数、模量等等，这取决于具体应用。各种无机材料，如二氧化硅、氮化硅和氧化铝，已用作电子器件中的介电材料。这些无机材料一般可以典型地通过气相沉积技术以薄层形式沉积，并且具有有利特性，如不易吸水。聚合物介电材料常常具有以下特性，所述特性在某些应用中提供优于无机介电材料的优势，如易涂覆(如通过旋涂技术)、空隙填充能力、较低介电常数和耐受某些应力而不破裂的能力(即，聚合物电介质可以比无机介电材料更不易碎)。然而，聚合物电介质常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(如集成电路)中替换二氧化硅作为电介质，聚合物电介质必须能够在工艺的金属化和退火步骤期间耐受加工温度。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，聚合物电介质不应吸水，吸水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是众所周知的并且具有许多所期望的特性。举例来说，国际专利申请第WO97/10193号公开了由某些被乙炔基取代的芳香族化合物和双环戊二烯酮单体制备的某些聚亚芳基低聚物。这些被乙炔基取代的芳香族化合物中的芳香族环可以被某些取代基取代，如CF3-、CF3O-、ArO-、ArS-或(Ar)2P(＝O)-，其中Ar表示某一芳香族环。聚亚芳基低聚物是在相对高的温度下、在具有相对高沸点(典型地≥150℃)的有机溶剂中制备。然而，这类反应溶剂作为电子行业中的浇铸溶剂是不好的选择，而聚亚芳基低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。这类聚亚芳基低聚物在电子行业通常所用的有机溶剂中的溶解度有限，限制了这些聚合物的使用。美国已公开专利申请第2016/0060393号公开了溶解度提高的被极性部分封端的聚亚芳基低聚物，其由包含两个环戊二烯酮部分的第一单体、被乙炔基取代的芳香族化合物作为第二单体和被单乙炔基取代的式化合物作为第三单体发生反应而制备，其中R2为H、任选地被取代的C1-10烷基、任选地被取代的C7-12芳烷基、任选地被取代的C6-10芳基或R3，且R3是极性部分。尽管这些极性部分封端的聚亚芳基低聚物与常规聚亚芳基低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低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，特别是在电子行业中用于浇铸聚合物膜的有机溶剂中的溶解度改进的聚亚芳基聚合物。本专利技术提供了一种包含以下作为聚合单元的聚亚芳基聚合物：一种或多种包含两个或更多个环戊二烯酮部分的第一单体；和一种或多种被聚炔基取代的式(1)第二单体：其中各Ar1和Ar2独立地是C5-30芳基部分；各R独立地选自H和任选地被取代的C5-30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和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和卤基；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独立地是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)和-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烷基或C1-10卤烷基；M＝碱金属离子、碱土金属离子或铵离子；An-是选自卤离子和C1-20羧酸根的阴离子；各Y独立地是单一共价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芳基和-(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卤烷基和C6-30芳基；a1＝0到3；a2＝0到3；b1＝1到4；b2＝0到2；c1＝0到4；c2＝0到4；a1+a2＝1到6；b1+b2＝2到6；c1+c2＝0到6；d＝0到2；z＝1到10；z1＝0到10；z2＝0到10；和z1+z2＝1到10；其中所述聚亚芳基聚合物具有10,000到50,000Da的Mn、30,000到150,000Da的Mw和1到<6的PDI。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，本专利技术提供了一种形成介电材料层的方法，所述方法包含：在衬底表面上安置上述组合物的层；去除有机溶剂；和使所述聚合物固化而形成介电材料层。本专利技术还提供了一种制备聚亚芳基聚合物的方法，所述方法包含：(a)使一定摩尔量的包含两个或更多个环戊二烯酮部分的第一单体与一定摩尔量的被聚炔基取代的式(1)第二单体的第一部分发生反应：其中各Ar1和Ar2独立地是C5-30芳基部分；各R独立地选自H和任选地被取代的C5-30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和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和卤基；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独立地是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)和-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烷基或C1-10卤烷基；M＝碱金属离子、碱土金属离子或铵离子；An-是选自卤离子和C1-20羧酸根的阴离子；各Y独立地是单一共价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芳基和-(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卤烷基和C6-30芳基；a1＝0到3；a2＝0到3；b1＝1到4；b2＝0到2；c1＝0到4；c2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚亚芳基聚合物，包含以下作为聚合单元：一种或多种包含两个或更多个环戊二烯酮部分的第一单体；和一种或多种式(1)第二单体：

【技术特征摘要】
2016.12.19 US 62/4360581.一种聚亚芳基聚合物，包含以下作为聚合单元：一种或多种包含两个或更多个环戊二烯酮部分的第一单体；和一种或多种式(1)第二单体：其中各Ar1和Ar2独立地是C5-30芳基部分；各R独立地选自H和任选地被取代的C5-30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和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和卤基；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独立地是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)和-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烷基或C1-10卤烷基；M＝碱金属离子、碱土金属离子或铵离子；An-是选自卤离子和C1-20羧酸根的阴离子；各Y独立地是单一共价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芳基和-(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卤烷基和C6-30芳基；a1＝0到3；a2＝0到3；b1＝1到4；b2＝0到2；c1＝0到4；c2＝0到4；a1+a2＝1到6；b1+b2＝2到6；c1+c2＝0到6；d＝0到2；z＝1到10；z1＝0到10；z2＝0到10；和z1+z2＝1到10；其中所述聚亚芳基聚合物具有10,000到50,000Da的Mn、30,000到150,000Da的Mw和1到<6的PDI。2.根据权利要求1所述的聚亚芳基聚合物，具有1到4.5的PDI。3.根据权利要求2所述的聚亚芳基聚合物，具有50,000到150,000Da的Mw。4.根据权利要求1所述的聚亚芳基聚合物，具有1到4的PDI。5.根据权利要求1所述的聚亚芳基聚合物，具有50,000到150,000Da的Mw。6.根据权利要求1所述的聚亚芳基聚合物，其中至少一种第一单体具有式(9)：其中各R10独立地选自H、C1-6烷基，和被取代或未被取代的C5-10芳基；并且Ar3是具有5到60个碳的芳香族部分。7.根据权利要求1所述的聚亚芳基聚合物，其中R1是OH或C(＝O)-OH。8.根据权利要求1所述的聚亚芳基聚合物，其中至少一种第二单体具有式(4)：其中各R独立地是H或苯基；各R1是OH或C(＝O)-O...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆民，E·K·迈克尔萨皮，C·吉尔摩，丁平，金映锡，
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