基于低聚酰胺延伸的双马来酰亚胺的介电材料制造技术

本发明专利技术涉及新类别的介电聚合物材料，其特别适合于制造电子器件

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于低聚酰胺延伸的双马来酰亚胺的介电材料
专利

[0001]本专利技术涉及新类别的介电聚合物材料，其特别适合于制造电子器件
。
所述介电聚合物材料是通过使新型双马来酰亚胺化合物进行反应形成的，并且显示出有利材料性能的有利均衡特性，特别是关于在先进的电子封装应用
(
例如晶圆级封装
(WLP))
中以及对于低介电粘合剂应用的要求方面
。
本专利技术的介电聚合物材料显示出有利的材料性能的良好均衡特性，所述材料性能包括：
(a)
有利的热机械性能，例如高的热稳定性
、
高的玻璃化转变温度
(T
g
)、
低的热膨胀系数
(CTE)、
高的断裂伸长率和高的抗拉强度；
(b)
有利的介电性能，例如低的介电常数和低的介电损耗角正切；
(c)
良好的粘合性能，特别是在铜和
SiO2钝化晶圆上的高的粘合剂强度；和
(d)
良好的从半导体工业中常用的溶剂中的可加工性
。
[0002]本专利技术的介电聚合物材料是通过使双马来酰亚胺化合物进行反应形成的
。
作为双马来酰亚胺化合物，本文中描述了某些低聚酰胺延伸的双马来酰亚胺化合物
。
这样的化合物是可光结构化的并且可作为起始材料用于在电子器件制造中
、
在膜配制剂中和
/
或在粘合剂配制剂中的多种应用，所述电子器件制造例如用于制备在经封装的电子器件中的再钝化层
(
包括在再分布层
(RDL)
或芯片贴装
(die attach)
中的导体或半导体组件的钝化
)。
此外，所述双马来酰亚胺化合物具有优异的成膜能力并且易于加工以形成作为旋涂材料的介电聚合物
。
[0003]本专利技术的双马来酰亚胺化合物具有低聚物型结构，该结构在分子的中间部分具有低聚酰胺延伸的重复单元，并且在分子的每个末端具有马来酰亚胺基团
。
[0004]本专利技术进一步提供形成所述介电聚合物材料的方法
。
除此之外，本专利技术还涉及所述介电聚合物材料并涉及包含所述聚合物材料作为介电材料的电子器件
。
[0005]本专利技术的双马来酰亚胺化合物和相关的介电聚合物材料允许成本效益且可靠地制造微电子器件，其中由于不希望的热机械膨胀所引起的机械变形
(
翘曲
)
而导致的缺陷器件的数量被显著减少
。

技术介绍

[0006]随着固态晶体管开始取代真空管技术，诸如电阻器
、
电容器和二极管的电子组件可以通过它们的引线被直接安装到卡的印刷电路板中，从而建立仍在使用的基本构造块或封装级别
。
复杂的电子功能经常需要比可在单个印刷电路卡上互连的更多的单个组件
。
多层卡容量伴随着子卡在多层母板上的三维封装的发展
。
集成电路允许将许多分立的电路元件
(
例如电阻器和二极管
)
嵌入到单个的相对小的组件中，所述组件被称为集成电路芯片或晶片
。
然而，尽管电路集成度令人难以置信，但通常需要多于一个级别的封装，部分原因在于集成电路本身的技术
。
集成电路芯片非常脆，具有极小的端子
。
一级封装实现了机械保护
、
冷却和为精密集成电路提供电连接能力的主要功能
。
由于一些组件
(
高功率电阻器
、
机械开关
、
电容器
)
不容易被集成到芯片上，因此使用至少一个额外的封装级别，例如印刷电路卡
。
对于非常复杂的应用，例如大型计算机，需要多个封装级别的层次结构
。
[0007]存在各种先进的封装技术来满足当今半导体工业的要求
。
领先的先进封装技
术
——
晶圆级封装
(WLP)、
扇出型晶圆级封装
(FOWLP)、2.5D
中介层
、
芯片对芯片堆叠
、
封装对封装堆叠
、
嵌入式
IC——
全部都需要结构化薄基板
、
再分布层和其它组件，如高分辨率互连件
。
终端消费者市场不断推动在更小和更薄的器件上提供更低的价格和更高的功能性
。
这推动了对于在有竞争性的制造成本下具有更精细特征和改进可靠性的下一代封装的需要
。
[0008]晶圆级封装
(WLP)
是用于下一代紧凑型高性能电子器件的最有前途的半导体封装技术之一
。
通常，
WLP
是封装集成电路的方法，同时它仍是晶圆的一部分
。
这与更传统的将晶圆切割成单个电路并然后将它们封装的方法形成对比
。WLP
基于再分布层
(RDL)
，其使得能够实现在晶片和焊球之间的连接，导致改进的信号传播和较小的形状因子
(
见图
1)。
由于它们的尺寸限制，
WLP
的主要应用领域是智能手机和可穿戴设备
。
[0009]就当前的材料而言，
WLP
方法限于中等芯片尺寸应用
。
这种限制的原因是这些材料的不合适的热机械性能和非优化的加工
。
用于下一代微芯片
RDL
的介电材料应满足某些要求
。
除了低的介电常数外，多种热机械性能，例如高的热稳定性
、
高的玻璃化转变温度
(T
g
)、
低的热膨胀系数
(CTE)、
高的断裂伸长率和高的抗拉强度，也起到重要的作用
。
[0010]满足一些上文提及的要求的重要材料类别是酰亚胺延伸的马来酰亚胺化合物，其描述在现有技术的多个出版物中：
[0011]US2004/0225026 A1
和
US2011/0130485 A1
涉及热固性
(
粘合剂
)
组合物，其包含酰亚胺延伸的单
、
双或多马来酰亚胺化合物
。
所述酰亚胺延伸的马来酰亚胺化合物是通过以下方式制备的：使合适的酸酐与合适的二胺进行缩合以形成胺封端的化合物
。
然后使这些化合物与过量的马来酸酐缩合以产生酰亚胺延伸的马来酰亚胺化合物
。
当并入到热固性组合物中时，所述酰亚胺延伸的马来酰亚胺化合物据说会降低组合物的脆性并增加韧性，而不会牺牲热稳定性
。
[0012]US2011/0049731 A1
和
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
双马来酰亚胺化合物，其由式
(1)
至式
(4)
中的一个表示：其中：
A
和
B
独立地且在每次出现时彼此独立地为包含一个或多个脂族
、
芳族或硅氧烷结构部分的结合单元，其中任选地，
A、B、
或者
A
和
B
包含卡多中心或螺环中心；
R
a
和
R
b
独立地且在每次出现时彼此独立地为包含一个或多个脂族
、
芳族或硅氧烷结构部分的结合单元；
R
c
为
R
a
或
R
b
；
X
在每次出现时彼此独立地为酰胺基团；
R1为
H
或具有1至5个碳原子的烷基；
R2为
H
或具有1至5个碳原子的烷基；
n
为1至
60
的整数；和
m
为1至
60
的整数
。2.
根据权利要求1所述的双马来酰亚胺化合物，其中：
A
在每次出现时彼此独立地为包含一个或多个任选桥接的环状脂族结构部分或芳族结构部分的结合单元，其中
A
任选地包含卡多中心或螺环中心；和
B
在每次出现时彼此独立地为包含一个或多个任选桥接的环状脂族结构部分或芳族结构部分的结合单元，其中
B
任选地包含卡多中心或螺环中心
。3.
根据权利要求1或2所述的双马来酰亚胺化合物，其中：
A
和
B
独立地并且在每次出现时彼此独立地为具有2至
100
个碳原子的取代或未取代的脂族结构部分
、
具有6至
100
个碳原子的取代或未取代的烃类芳族结构部分
、
具有4至
100
个碳原子的取代或未取代的杂芳族结构部分
、
具有2至
50
个硅原子的取代或未取代的硅氧烷结构部分，或其组合，其中任选地，
A、B、
或者
A
和
B
包含卡多中心或螺环中心
。4.
根据权利要求1至3中一项或多项所述的双马来酰亚胺化合物，其中：
A
在每次出现时彼此独立地为具有3至
80
个碳原子的取代或未取代的环状脂族结构部分，其任选地桥接，具有6至
80
个碳原子的取代或未取代的烃类芳族结构部分，具有4至
80
个碳原子的取代或未取代的杂芳族结构部分，或其组合，其中
A
任选地包含卡多中心或螺环中心；和
B
在每次出现时彼此独立地为具有3至
80
个碳原子的取代或未取代的环状脂族结构部分，其任选地桥接，具有6至
80
个碳原子的取代或未取代的烃类芳族结构部分，具有4至
80
个碳原子的取代或未取代的杂芳族结构部分，或其组合，其中
B
任选地包含卡多中心或螺环中心
。5.
根据权利要求1至4中一项或多项所述的双马来酰亚胺化合物，其中：
A
在每次出现时彼此独立地由式
(5)
表示：
‑
G
21
‑
(A
21
‑
G
22
)
k
‑
A
22
‑
(G
23
‑
A
23
)
l
‑
G
24
‑
式
(5)
其中：
A
21
、A
22
和
A
23
独立地并且在每次出现时彼此独立地为二价芳族基团，二价脂族基团，或者二价混合的芳族脂族基团，其可以包含选自
N、O
和
S
的一个或多个杂原子，并且可以被选自卤素
、
具有1至
10
个碳原子的烷基
、
具有1至
10
个碳原子的烷氧基
、
具有6至
10
个碳原子的芳基和具有6至
10
个碳原子的芳氧基的一个或多个取代基取代，其中
A
21
、A
22
和
A
23
中的一个或多个任选地包含卡多中心或螺环中心；
G
21
、G
22
、G
23
和
G
24
独立地并且在每次出现时彼此独立地为
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
(CO)
‑
O
‑
、
‑
O
‑
(CO)
‑
、
‑
S
‑
(CO)
‑
、
‑
(CO)
‑
S
‑
、
‑
O
‑
(CO)
‑
O
‑
、
‑
(CO)
‑
NR
01
‑
、
‑
NR
01
‑
(CO)
‑
、
‑
NR
01
‑
(CO)
‑
NR
02
‑
、
‑
NR
01
‑
(CO)
‑
O
‑
、
‑
O
‑
(CO)
‑
NR
01
‑
、
‑
OCH2‑
、
‑
CH2O
‑
、
‑
SCH2‑
、
‑
CH2S
‑
、
‑
CF2O
‑
、
‑
OCF2‑
、
‑
CF2S
‑
、
‑
SCF2‑
、
‑
CH2CH2‑
、
‑
(CH2)4‑
、
‑
CF2CH2‑
、
‑
CH2CF2‑
、
‑
CF2CF2‑
、
‑
CH
＝
N
‑
、
‑
N
＝
CH
‑
、
‑
N
＝
N
‑
、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：