低粘度聚合物印刷溶液和包含基于低粘度聚合物印刷溶液的聚酰亚胺的电子元件制造技术

本发明专利技术涉及低粘度聚合物印刷溶液和包含基于低粘度聚合物印刷溶液的聚酰亚胺的电子元件，其中该电子元件包括基板和被定向为与基板工作连接的聚合物层，聚合物层包括低分子量聚酰亚胺。？

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及聚合物印刷溶液(polymeric printing solutions)，印刷聚合物印刷溶液的方法，以及包括一个或多个衍生自该聚合物印刷溶液的聚酰亚胺层的物品(制品)。更具体地，本专利技术涉及低粘度聚合物印刷溶液，将低粘度聚合物印刷溶液印刷在电子元件上的方法，以及包括一个或多个衍生自该低粘度聚合物印刷溶液的聚酰亚胺层的电子元件。
技术介绍
多年来，电子元件包括作为涂层或中间结构膜的聚合物层。这些聚合物层的化学性质和这些聚合物层的涂敷技术影响电子元件的成本和性能。例如，特定聚合物层的化学性质可能影响聚合物层的热稳定性，聚合物层的柔性和耐久性，聚合物层牢固地附着至任何下层部件的能力，以及可用于聚合物层的涂敷技术。类似地，将特定的涂敷技术用于聚合物层的能力可能影响涂敷精度、聚合物层的均匀性、实现特定聚合物层厚度所必需的涂敷次数、以及聚合物层形成的时间和成本(效率)。 现在，当形成电子元件的聚合物层时，一般使用能够精确地控制涂敷速度和位置两者的可电动控制涂敷技术(electronicallycontrollable application techniques)，例如，喷墨涂敷技术。这样的可电动控制涂敷技术相对于以前需要更多人力劳动或控制的技术改进了层形成的精度和效率。 近年来，使用可电动控制涂敷技术已经涂敷了一些类型的聚合物(polymeric compounds)。例如，使用可电动控制涂敷技术(例如，喷墨印刷)已经涂敷了一些聚合物或预聚合物(polymeric orpre-polymeric substances)，以形成电子元件的环氧聚合物层和丙烯酸聚合物层。令人遗憾地，这样的环氧聚合物和丙烯酸(酯)类聚合物并不总是电子元件层的最适合的选择。例如，至少一些环氧聚合物和至少一些丙烯酸类聚合物的热稳定性和吸水性对于电子元件制造来说可能不是最佳的。 在对用作绝缘功能的聚合物材料涂敷导电材料的过程中，可能需要聚合物层的高热稳定性。由可电动控制涂敷技术(例如，喷墨印刷)产生的一些环氧聚合物和一些丙烯酸类聚合物表现出热稳定性对这些导电材料涂敷而言不足，或小于最佳热稳定性。此外，对于电子元件制造来说，需要较低的吸水性，以最优化电子元件的工作特性。由可电动控制涂敷技术(例如，喷墨印刷)产生的一些环氧聚合物和一些丙烯酸类聚合物表现出吸水性对这些导电材料涂敷而言过量，或高于最佳吸水性。 因此，除了环氧聚合物和丙烯酸类聚合物以外，电子元件制造商正寻找对于电子元件制造而言具有改进的热稳定性和吸水性的聚合物材料。聚酰亚胺是一种这样的在研究中的聚合物材料。令人遗憾地，产生聚酰亚胺的聚合物和预聚合物并不完全适合于通过可电动控制涂敷技术(例如，喷墨印刷)来涂敷。例如，可获得的产生聚酰亚胺的聚合物和预聚合物可通过可电动控制涂敷技术而仅作为稀溶液来涂敷。由于产生聚酰亚胺的聚合物和预聚合物(可在由可电动控制涂敷技术涂敷的聚合物溶液中使用)的浓度相对低，所以需要进行多次涂敷，以在电子元件制造过程中实现所需厚度的聚酰亚胺层。对于在电子元件制造过程中形成聚酰亚胺层，这不能令人满意地减少了使用可电动控制涂敷技术的好处。 存在对产生聚酰亚胺并适于在电子元件制造过程中使用可电动控制涂敷技术的改进聚合物的需要。这些聚合物应允许形成具有适当厚度的聚酰亚胺层，同时，将可电动控制涂敷技术(例如，喷墨印刷)需要涂敷的次数减到最少，以实现适当的聚酰亚胺层厚度。本专利技术满足这些改进聚合物的需求，所述改进的聚合物通过可电动控制涂敷技术(例如，喷墨印刷)以最少的涂敷可达到适当的聚酰亚胺层厚度。
技术实现思路
本专利技术包括带有基板和与基板工作连接(in working relation)地定位的聚合物层的电子元件，其中，聚合物层包括低分子量聚酰亚胺。本专利技术进一步包括聚合物组合物(polymeric composition)和方法。 附图说明 附图是根据本专利技术的包含聚酰亚胺层的电子元件的一个实施方式的示意图。 具体实施例方式 在以下详细描述中，参照附图，其形成本文的一部分并通过图示说明本专利技术可实践的具体实施方式而示出。在这点上，可参照所描述的附图的方向来使用方向性术语，诸如“顶部”、“底部”、“前面”、“后面”、“前”、“后”等。因为本专利技术的实施方式的元件(部件，components)可定位在多个不同的方向上，所以为了说明的目的可使用任何方向性术语，并且其是非限制性的。将可理解，在不背离本专利技术的范围的前提下，可使用除了那些这里公开的实施方式以外的实施方式，并可进行结构变化或逻辑变化。因此，以下详细描述不能理解成限制含义，并且本专利技术的范围由所附权利要求限定。 本专利技术通常涉及聚合物印刷溶液，印刷聚合物印刷溶液的方法，以及包括一个或多个衍生自该聚合物印刷溶液的聚酰亚胺层的物品。更具体地，本专利技术涉及低粘度聚合物印刷溶液，将低粘度聚合物印刷溶液印刷在电子元件上的方法，以及包括一个或多个衍生自低粘度聚合物印刷溶液的聚酰亚胺层的电子元件。 附图中主要描述了电子元件10，例如半导体元件。电子元件10包括第一导电元件12、第二导电元件14和在基板18上定向的介电层16。电子元件10进一步包括第三导电元件20，其与第一导电元件12和第二导电元件14电连接。第三导电元件20还被定向为与介电层16接触。 电子元件10的任何层(例如，介电层16)可包括任何低分子量聚酰亚胺，或由其形成。如这里所使用的，术语“低分子量聚酰亚胺”是指由任何“低分子量聚酰胺”制成的芳香族聚酰亚胺的任何非交联形式。如这里所使用的，术语“低分子量聚酰胺”是指当聚合物溶液的溶剂是N-甲基吡咯烷酮(NMP)并且基于聚合物溶液的总重量，聚合物溶液中芳香族聚酰胺的浓度是低至约10重量百分比(wt％)至高达约80重量百分比时，能够形成粘度(在25℃下测量)在低至约5毫帕·秒至高达约40毫帕·秒范围内的均匀聚合物溶液的芳香族聚酰胺。 在将包含低分子量聚酰胺的聚合物溶液涂敷至基板(例如，电子元件10的基板18)之后，驱散溶剂；可在适于影响(1)将低分子量聚酰胺转变为低分子量聚酰亚胺的酰亚胺化和(2)低分子量聚酰亚胺的相邻分子之间的交联的条件下放置剩下的低分子量聚酰胺。还可以并允许出现一些酰亚胺化，使得在对基板涂敷聚合物溶液之前，一些低分子量聚酰亚胺与聚合物溶液中的低分子量聚酰胺共存。另外，虽然落在低分子量聚酰亚胺的定义内的聚酰亚胺典型地被认为是比落在低分子量聚酰亚胺的定义外的聚酰亚胺产生更多的本专利技术的有益方面，但是，电子元件10的层(诸如，介电层16)可包括落在低分子量聚酰亚胺的定义外的聚酰亚胺，或由其制成。 这里，通过各种化学结构式(例如，化学结构式I-XX)公开了各种聚酰胺、聚酰亚胺、二酐和二胺。虽然，至少一些化学结构式描述了聚酰胺、聚酰亚胺、二酐或二胺(其是特定化学结构式的主题)的特定异构体，但是，将可理解，在本申请中出现的每个化学结构式都旨在代表和公开聚酰胺、聚酰亚胺、二酐或二胺(其是特定化学结构式的主题)的任何以及所有异构体。 对于电子元件10的聚酰亚胺层的后续形成可用作低分子量聚酰胺的聚酰胺的一些非穷尽实例包括以下化学结构式I、II、III和IV的聚酰胺 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子元件，所述电子元件包括：基板；以及与所述基板工作连接的聚合物层，所述聚合物层包括低分子量聚酰亚胺。

【技术特征摘要】
US 2008-11-21 12/275,4581.一种电子元件，所述电子元件包括基板；以及与所述基板工作连接的聚合物层，所述聚合物层包括低分子量聚酰亚胺。2.根据权利要求1所述的电子元件，其中，所述低分子量聚合物具有分子式XV、分子式XVI、分子式XVII、分子式XVIII的化学结构或它们的异构体其中M是在低至约10到高达约100范围内的整数；R1是烷基、烯基或羰基，并且R2、R3、R4和R5独立地选自分子式R6＝CnH2n+1的任何碳氢化合物，其中，分子式R6＝CnH2n+1的n是在低至1到高达12范围内的整数，并且R6是烷基或烯基。3.根据权利要求2所述的电子元件，其中，R2、R3、R4和R5各自独立地选自分子式R6＝CnH2n+1的任何碳氢化合物，其中，分子式R6＝CnH2n+1的n是在低至1到高达12范围内的整数；并且R6是分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高达12范围内的整数；R6是分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高达12范围内的整数；R6是分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高达12范围内的整数；或者R6是分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高达12范围内的整数。4.根据权利要求2所述的电子元件，其中，R1是分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高达12范围内的整数；R1是分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高达12范围内的整数；R1是分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高达12范围内的整数；或者R1是分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3至高达12范围内的整数。5.根据权利要求1所述的电子元件，其中，所述低分子量聚酰亚胺具有分子式XIX的化学结构6.根据权利要求4所述的电子元件，其中，R2、R3、R4和R5各自独立地选自分子式R6＝CnH2n+1的任何碳氢化合物，其中，分子式R6＝CnH2n+1的n是在低至1到高达12范围内的整数；并且R6是分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高达12范围内的整数；R6是分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高达12范围内的整数；R6是分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高达12范围内的整数；或者R6是分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高达12范围内的整数。7.根据权利要求2所述的电子元件，其中R1是分子式的酮基团，其中，R7和R8独立地选自分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高达12范围内的整数；分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高达12范围内的整数；分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高达12范围内的整数；或者分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高达12范围内的整数；R1是分子式的酯基团，其中，R9和R10独立地选自分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高达12范围内的整数；分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高达12范围内的整数；分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高达12范围内的整数；或者分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高达12范围内的整数；R1是分子式的酰胺基团，其中，R11、R12和R13独立地选自分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高达12范围内的整数；分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高达12范围内的整数；分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高达12范围内的整数；或者分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高达12范围内的整数；或者R1是分子式的烯酮基团，其中，R14、R15、R16和R17独立地选自分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高达12范围内的整数；分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高达12范围内的整数；分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高达12范围内的整数；或者分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高达12范围内的整数。8.根据权利要求7所述的电子元件，其中，R2、R3、R4和R5各自独立地选自分子式R6＝CnH2n+1的任何碳氢化合物，其中，分子式R6＝CnH2n+1的n是在低至1到高达12范围内的整数；并且R6是分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高达12范围内的整数；R6是分子式CnH2n-1的烯基，并且，分子式CnH2n-1的n是在低至2到高达12范围内的整数；R6是分子式CnH2n-3的烯基，并且，分子式CnH2n-3的n是在低至2到高达12范围内的整数；或者R6是分子式CnH2n-5的烯基，并且，分子式CnH2n-5的n是在低至3到高达12范围内的整数。9.根据权利要求1所述的电子元件，其中，所述低分子量聚酰亚胺具有分子式XX的化学结构10.一种聚合物组合物，所述聚合物组合物包括低分子量聚酰胺；以及有机溶剂。11.根据权利要求10所述的聚合物组合物，其中基于所述聚合物组合物的总重量，所述聚合物组合物中所述低分子量聚酰胺的浓度在低至约10重量百分比至高达约80重量百分比的范围内；并且在25℃下测量的所述聚合物组合物的粘度在低至约5毫帕·秒至高达约40毫帕·秒的范围内。12.根据权利要求10所述的聚合物组合物，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式I的化学结构或其异构体其中，M是在低至约10到高达约100范围内的整数。13.根据权利要求10所述的聚合物组合物，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式II的化学结构或其异构体其中，M是在低至约10到高达约100范围内的整数。14.根据权利要求10所述的聚合物组合物，其中，所述低分子量聚酰胺具有分子式III的化学结构或其异构体其中，M是在低至约10到高达约100范围内的整数；并且R1是烷基、烯基或羰基。15.根据权利要求14所述的聚合物组合物，其中R1是分子式CnH2n的烷基，并且，分子式CnH2n的n是在低至1到高达12范围内的整数；R1是分子式CnH2n-...

【专利技术属性】
技术研发人员：约阿希姆马勒，曼弗雷德门格尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]