芳基環丁烯制造技術

本發明專利技術提供具有改進的物理特性，如伸長率的芳基環丁烯聚合物。還提供組合物和涂布此類芳基環丁烯聚合物的方法。

The aryl ring of Butene

The present invention provides improved physical properties, such as elongation of the aryl ring butene polymer. Also provided is a method of composition and coating the aryl ring butene polymer.

【技術實現步驟摘要】
芳基環丁烯本專利技術大體上涉及聚合物材料領域，并且更具體來說涉及可用于電子裝置制造中的芳基環丁烯類聚合物。芳基環丁烯類聚合物在多種電子應用，如微電子封裝和互連應用中被用作電介質材料。芳基環丁烯類聚合物具有用于這些應用的多種令人希望的特性。然而，這些聚合物遭受某些機械局限性，如低斷裂韌性、低伸長率以及差的拉伸強度，這限制這些的聚合物在某些電子應用中的使用。一種提高芳基環丁烯類聚合物的機械特性的方法公開于美國專利第6,420,093號中。此專利權公開提供具有提高韌性的苯并環丁烯類聚合物的組合物，所述組合物包含a)選自芳基環丁烯單體、芳基環丁烯低聚物和其組合的至少一種前體化合物；以及b)具有包含烯系不飽和基(也就是說，一或多個碳-碳雙鍵)和末端丙烯酸酯或甲基丙烯酸脂基團的主鏈的聚合物或低聚物。公開于此專利中的增韌添加劑在聚合物主鏈中具有大量的碳-碳雙鍵。然而，當這些組合物用于某些光圖案化應用時，由于包含添加的聚合物或低聚物的碳-碳雙鍵的競爭反應，苯并環丁烯聚合物提高的伸長率韌性損失。此外，在添加的聚合物主鏈中剩余碳-碳雙鍵可導致材料隨時間變黃，這對于某些應用可以是不利的。因此，存在對可以提供具有提高的機械特性的芳基環丁烯類材料的替代材料的需求。公布的歐洲專利申請EP527272A1公開具有改進的特性，如改進的柔性、強度和抗裂特性的苯并環丁烯(BCB)樹脂。本專利申請中的BCB樹脂通過使雙苯并環丁烯(雙BCB)單體與相比于雙BCB單體中的不飽和基團具有較高親二烯物活性的不飽和化合物(親二烯物單體)反應制備。親二烯物單體具有單一烯系或炔系不飽和基團位點。一種此類親二烯物單體為順丁烯二酸酐。親二烯物單體以相對于雙BCB單體相對較低的量(每摩爾雙BCB0.001到0.2摩爾)使用且用于控制雙BCB單體的聚合度。基本上，親二烯物單體(用其單一親二烯物部分)用于終止生長聚合物鏈，進而減少聚合物鏈的分子量。盡管這些聚合物的某些特性可改進，其它特性可能受此方法困擾，如具有相比于常規BCB樹脂降低的耐化學性。確切地說，當這些常規聚合物用于光致介電材料中時，較低分子量聚合物將減少曝光區與未曝光區之間的對比度(或溶解速率差異)，導致不佳分辨率和未曝光區中的相對大的膜厚度損失。日本公布專利申請JP2004224817公開用于預浸體材料中的含有苯并環丁烯樹脂和某些烯丙基取代的雙馬來酰亞胺衍生物的樹脂組合物。雙馬來酰亞胺衍生物為雙馬來酰亞胺化合物與2摩爾烯丙基取代的環戊二烯的Diels-Alder反應產物，其中環戊二烯與馬來酰亞胺部分中的碳-碳雙鍵反應。當暴露于相對較高溫度(如通常在各種半導體加工和封裝操作期間遇到的那些)時，此日本公開案中公開的樹脂易經歷逆Diels-Alder反應，其導致樹脂裂解。本專利技術提供一種包含一或多種芳基環丁烯第一單體和一或多種具有兩個或更多個烯丙基部分的第二單體作為聚合單元的聚合物；其中一或多種第二單體不含芳基環丁烯部分；且其中一或多種第二單體不為烯丙基取代的雙馬來酰亞胺衍生物。優選地，第二單體不含雙馬來酰亞胺部分，并且更優選地，第二單體不含由烯丙基取代的環戊二烯衍生物和雙馬來酰亞胺化合物形成的雙馬來酰亞胺衍生物。本專利技術還提供包含上文所述的聚合物和一或多種有機溶劑的組合物。本專利技術進一步提供一種形成上文所述的聚合物的方法，其包含聚合一或多種芳基環丁烯第一單體和一或多種具有兩個或更多個烯丙基部分的第二單體。另外，本專利技術進一步提供一種在襯底上形成膜的方法，其包含：提供襯底；在襯底表面上涂布上文所述的組合物的層；和固化涂層。本專利技術另外提供包含由上文所述的組合物形成的固化膜的襯底。除非上下文另外明確指示，否則如本說明書通篇所使用，以下縮寫應具有以下含義：℃＝攝氏度；min.＝分鐘；hr.＝小時；g＝克；L＝升；μm＝微米(micron/micrometer)；nm＝納米；mm＝毫米；mL＝毫升；MPa＝兆帕斯卡；Mw＝重量平均分子量；Mn＝數目平均分子量；且AMU＝原子質量單位。除非另外指出，否則“重量％”是指按參考組合物的總重量計的重量百分比。術語“烷基”包括直鏈、分支鏈以及環狀烷基。同樣地，“烯基”是指直鏈、分支鏈和環狀烯基。術語“炔基”是指直鏈或分支鏈炔基。“芳基”是指芳族碳環和芳族雜環。如本文中所用，術語“脂族”是指可以是直鏈或分支鏈的含開鏈碳的部分，如烷基、烯基和炔基部分。又如本文所用，術語“脂環族”是指環狀脂族部分，如環烷基和環烯基。此類脂環族部分是非芳族的，但可包括一或多個碳-碳雙鍵。除非上下文另外明確指示，否則“經取代”烷基、烯基或炔基意指烷基、烯基或炔基上的一或多個氫經一或多個選自鹵基、羥基、C1-10烷氧基、氨基、單或二-C1-10烴基取代的氨基、C5-20芳基和經取代C5-20芳基置換。除非上下文另外明確指示，否則“經取代”芳基意指芳基上的一或多個氫經一或多個選自鹵基、羥基、C1-10烷基、C2-10烯基、C2-10炔基、C1-10烷氧基、氨基、單或二-C1-10烴基取代的氨基、C5-20芳基和經取代C5-20芳基的取代基置換。“烷基”是指烷烴基團，且包括烷烴二價基團(烯烴)和高碳基團。同樣，術語“烯基”、“炔基”和“芳基”分別是指烯烴、炔烴和芳烴的對應單價、二價或高碳基團。“鹵基”是指氟、氯、溴以及碘。術語“(甲基)丙烯酸酯”是指甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯，并且同樣地，術語(甲基)丙烯酰胺是指甲基丙烯酰胺和丙烯酰胺。術語“固化”意指增加材料或組合物的分子量的任何方法，如聚合或縮合。“可固化”是指能夠在某些條件下固化的任何材料。術語“聚合物”還包括低聚物。術語“低聚物”是指能夠進一步固化的相對低分子量材料，如二聚物、三聚物、四聚物、五聚物、六聚物等，包括B級材料。如本文所用，“芳族有機殘基”包含僅具有芳族特征的有機殘基(如苯基)，以及含有芳族和脂族部分的組合的有機殘基。冠詞“一(a)”、“一個(an)”以及“所述(the)”是指單數和復數。除非另外指出，否則所有量都是重量百分比并且所有比率都是摩爾比。所有數字范圍包括端點并且可按任何順序組合，除了此類數字范圍明顯地限于總計為100％。本專利技術提供某些包含一或多種第一芳基環丁烯單體和一或多種第二單體作為聚合單元的芳基環丁烯聚合物，第二單體具有兩個或更多個烯丙基部分。此類芳基環丁烯聚合物具有相比于常規芳基環丁烯類聚合物改進的拉伸強度和/或伸長率。優選地，本專利技術芳基環丁烯聚合物為低聚的。更優選地，一或多種第二單體不含苯并環丁烯部分，并且甚至更優選地不含芳基環丁烯部分。適用于制備本專利技術芳基環丁烯聚合物的芳基環丁烯第一單體包括(但不限于)具有式(1)的那些單體：其中B1為n價鍵聯基團；Ar為多價芳基且環丁烯環的碳原子結合到Ar的相同芳環上的相鄰碳原子；m為1或更大的整數；n為1或更大的整數；R1和R2中的每一個獨立地為單價基團；兩個R1部分可與其所連接的碳結合在一起以形成羰基或硫羰基；且其中兩個R2部分可與其所連接的碳結合在一起以形成羰基或硫羰基。優選地，多價芳基基團，Ar可由1到3個芳族碳環或雜芳族環構成。優選的是Ar包含單一芳環，并且更優選地苯環。當Ar為苯環時，單體為苯并環丁烯(BCB)單體。芳基任選地經1到3個選自以下的基團取代：C1-6烷基本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚合物，其包含一或多種芳基環丁烯第一單體和一或多種具有兩個或更多個烯丙基部分的第二單體作為聚合單元；其中所述一或多種第二單體不含芳基環丁烯部分；且其中所述一或多種第二單體不為烯丙基取代的雙馬來酰亞胺衍生物。

【技術特征摘要】
2015.12.21 US 62/2700691.一種聚合物，其包含一或多種芳基環丁烯第一單體和一或多種具有兩個或更多個烯丙基部分的第二單體作為聚合單元；其中所述一或多種第二單體不含芳基環丁烯部分；且其中所述一或多種第二單體不為烯丙基取代的雙馬來酰亞胺衍生物。2.根據權利要求1所述的聚合物，其中所述一或多種芳基環丁烯第一單體進一步包含一或多個選自羧酸、經保護羧酸和磺酸的部分。3.根據權利要求1所述的聚合物，其進一步包含兩個相異的芳基環丁烯第一單體。4.根據權利要求1所述的聚合物，其中所述烯丙基部分選自烯丙醚部分、烯丙酯部分、烯丙胺部分、烯丙酰胺部分、烯丙酮部分和烯丙基芳基部分。5.根據權利要求1所述的聚合物，其進一步包含一或多種包含一或多個二烯或親二烯物部分的第三單體作為聚合單元。6.根據權利要求1所述的聚合物，其中所述一或多種芳基環丁烯第一單體具有下式：其中B1為n價鍵聯基團；Ar為多價芳基且環丁烯環的碳原子結合到Ar的相同芳環上的相鄰碳原子；m為1或更大的整數；n為1或更大的整數；R1和R2中的每一個獨立地為單價基團；其中兩個R1部分可與其所連接的碳結合在一起以形成羰基或硫羰基；且其中兩個R2部分可與其所連接的碳結合在一起以形成羰基或硫羰基。7.根據權利要求1所述的聚合物，其中所述一或多種第二單體選自式(5)化合物：其中每一R17獨立地選自H和C1-30單價烴基殘基；E選自O、S、S-S、N(R18)、C(O)、-O-C(O)-O-、-N(R18)-C(O)-、-N(R18)-C(O)-N(R18)-、S(O)2、C6-20芳基、經取代C6-20芳基和-O-G1-O-；每...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D·R·羅默，M·K·加拉格爾，Z·白，M·里內爾，
申請(專利權)人：羅門哈斯電子材料有限責任公司，陶氏環球技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國,US