含硅聚合物以及由其形成的光波导制造技术

一种包括反应剂缩聚产物的聚合物，所述反应剂包含式ＲＳｉ（ＯＲ↑［１］）↓［３］的第一反应剂和式Ｒ↑［２］Ｏ（Ｒ↑［３］↓［２］Ｓｉ－Ｏ）↓［ｘ］ＯＲ↑［４］的第二反应剂，其中Ｒ、Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］和Ｒ↑［４］选自取代和未取代的脂肪族基团、芳香族基团和芳烷基基团，Ｒ没有可水解的Ｓｉ－Ｏ基团，且ｘ是２或更大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及含硅聚合物领域，更具体涉及倍半硅氧烷(silsesquioxane)聚合物。本专利技术聚合物可具体应用于制造光学层和光学元件例如光波导。
技术介绍
已知以嵌入式光波导的形式将聚合物光学层引入印刷电路板。例如，Shelnut等人的美国专利申请20050111808A1和20050141839A1公开了使用倍半硅氧烷化学物质在电子基片(如印刷电路板基片或半导体晶片)上形成的嵌入式光波导。所述光波导包括芯层和围绕所述芯层的包层，光辐射在芯层中传播，这是因为芯层的折射率大于包层的折射率。嵌入式光波导通常如下形成在基片上涂覆底部包层，在所述底部包层上涂覆芯层，使所述芯层形成图案以形成芯层结构体，以及在所述底部包层和所述芯层结构体上形成顶部包层。所述底部包层、芯层和顶部包层可由液体形式的组合物形成，所述液体形式的组合物包括溶剂和聚合物组分。当光波导引入印刷电路板(例如服务器设备中所用的电路底板)时，它们要经受由于暴露于各种热环境而产生的热应力。这些热环境会使芯层和/或包层材料产生龟裂和隆起(lift)缺陷，增加光损失以及使光波导失效。这些现象已经在某些倍半硅氧烷基聚合物光波导体系(它通常是宜碎的)中观察到。Telcordia GR-1221-CORE 6.2.7(1999年1月)是标准的光波导可靠性特性的热循环测试。已经提出了硅基光波导体系，通过在光波导组合物中使用增挠添加剂(flexibilizing additive)和/或将增挠单体作为聚合单元加入到聚合物本身中来使聚合物具有挠性。这类体系公开在例如前面提到的Shelnut等人的专利申请。这些文献提到了涉及涂层挠性的问题，但是并没有认识到对于涂覆光波导层的热循环要求。因此需要在暴露于各种热环境时具有改进的可靠性的光波导。
技术实现思路
本专利技术第一方面提供一种聚合物，它包括下列反应剂的缩聚产物包含式RSi(OR1)3的第一反应剂和式R2O(R32Si-O)xOR4的第二反应剂，其中R、R1、R2、R3和R4选自取代和未取代的脂肪族基团、芳香族基团和芳烷基基团，R没有可水解的Si-O基团，且x是2或更大。本专利技术第二方面提供一种适用于形成光波导的组合物。所述组合物包含包括反应剂缩聚产物的聚合物，所述反应剂包含式RSi(OR1)3的第一反应剂和式R2O(R32Si-O)xOR4的第二反应剂，其中R、R1、R2、R3和R4选自取代和未取代的脂肪族基团、芳香族基团和芳烷基基团，R没有可水解的Si-O基团，且x是2或更大；以及活化后改变所述组合物溶解性的组分。本专利技术第三方面提供一种光波导。所述光波导包括芯层和包层。所述芯层和/或包层是由包含一种聚合物的组合物形成的，所述聚合物包括下列反应剂的缩聚产物包含式RSi(OR1)3的第一反应剂和式R2O(R32Si-O)xOR4的第二反应剂，其中R、R1、R2、R3和R4选自取代和未取代的脂肪族基团、芳香族基团和芳烷基基团，R没有可水解的Si-O基团，且x是2或更大。本专利技术第四方面提供一种由上述组合物形成的干膜。所述干膜包含具有前表面和后表面的可剥离载体基片；在所述载体基片前表面上的聚合物层，所述聚合物层包括下列反应剂的缩聚产物包含式RSi(OR1)3的第一反应剂和式R2O(R32Si-O)xOR4的第二反应剂，其中R、R1、R2、R3和R4选自取得和未取代的脂肪族基团、芳香族基团和芳烷基基团，R没有可水解的Si-O基团，且x是2或更大；以及活化后改变所述组合物溶解性的组分。本专利技术第五方面提供一种包含例如上述光波导的电子器件。所述电子器件可例如是具有电气和光学官能性的印刷电路板。附图简述下面将参照下述附图讨论本专利技术，附图中附图说明图1描述了本专利技术一个方面的示例性光波导。具体实施例方式本专利技术提供一种含硅聚合物以及包含该聚合物的组合物。所述聚合物和组合物适用于形成光波导和由其形成的器件。除非另有说明，否则组合物各组分的含量都是按除去所有溶剂的组合物计的重量百分数。在本文中，术语“聚合物”包含低聚物、二聚物、三聚物、四聚物等，并包含均聚物和更高级数的聚合物，即由两种或多种不同单体单元形成的聚合物，以及杂聚物。术语“烷基”指直链的、支链的和环状的烷基，它们是取代或未取代的，并可在链中或链上包含杂原子。术语“芳香族”指芳香族基团，它可以是取代或未取代的，并可包含杂环。术语“芳烷基”指同时包含烷基和芳基结构的基团，它是取代或未取代的，并且可分别包含杂原子或杂环。术语“a”和“an”表示“一种或多种”，除非另有说明。术语“处于干燥状态”表示组合物包含10重量％或更少的溶剂，以全部组合物计。术语“在干燥状态组合物的溶解性是可变的”表示对于任何一种溶剂(并不必须是每一种溶剂)组合物的溶解性在10重量％或更小的范围内可变。所述聚合物包含反应剂的缩聚产物，所述反应剂包含式RSi(OR1)3的第一反应剂和式R2O(R32Si-O)xOR4的第二反应剂，其中R、R1、R2、R3和R4选自取代和未取代的脂肪族基团、芳香族基团和芳烷基基团，R没有可水解的Si-O基团，且x是2或更大。可使用一种或多种用于缩聚反应的其它反应剂。例如，所述反应剂还可包含式R5Si(OR6)3的第三反应剂，其中R5和R6选自取代和未取代的脂肪族基团、芳香族基团和芳烷基基团，且R和R5是不同的。本专利技术所用聚合物包含例如梯型(ladder-type)倍半硅氧烷、无规结构倍半硅氧烷和笼型(caged)倍半硅氧烷，以及直链硅氧烷低聚物和其组合。有机基团R、R1、R2、R3、R4、R5和R6的示例性例子包括取代和未取代烷基、芳基和杂环基团。所述烷基可以是具有例如1-20个碳原子的直链、直链或环烷基，通常具有1-20个碳原子，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、叔戊基、辛基、癸基、十二烷基、十六烷基、十八烷基、环己基和2-乙基己基。所述烷基可以是取代的。术语“取代”表示在侧链基团上的一个或多个氢原子被另一个取代基团所取代，所述取代基团有例如氘、卤素(如氟、溴和氯)、(C1-C6)烷基、(C1-C6)卤代烷基、(C1-C10)烷氧基、(C1-C10)烷基羰基、(C1-C10)烷氧基羰基、(C1-C10)烷基羰基氧基、烷基胺、含烷基硫的材料等等。所述烷基可在烷基链中和/或烷基链上被杂原子所取代，或者所述烷基可以是例如非芳香族环烷基团，例如环戊基、环己基、降冰片基(norbonyl)、金刚烷基、哌啶基、四氢呋喃基和四氢噻吩基。示例性的芳基包括具有6-20个碳原子(例如6-15个碳原子)的芳基，如苯基、甲苯基、苄基、1-萘基、2-萘基和2-菲基，且可用杂原子取代。杂环基团可以是芳香族基团，例如噻吩、吡啶、嘧啶、吡咯、磷脂基(phosphole)、胂酸基(arsole)和呋喃基。在聚合物合成过程中为了降低胶凝化的可能性，R没有可水解基团，例如-Si(OR7)，其中R7具有相同于如上述对于R1-R6的定义。相信所述胶凝化对于聚合物和组合物的性能(例如在涂料和显影溶剂中的溶解性以及可涂覆性)是有害的。当存在超过一种基于R的式RSi(OR1)3的反应剂(例如上述任选的第三反应剂)时，每种反应剂中的R(例如R6)都没有可水解基团。通常，R、R5和R6是取代或未取代的甲基、乙基、丙基、环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：H·B·郑，P·D·克努森，J·G·谢尔纳特，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：