CN112867779A - 介电共聚物材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可用于形成用于制备电子器件中的钝化层的介电材料的可聚合混合物。所述可聚合混合物包含第一单体及第二单体,其可反应形成共聚物,所述共聚物提供优异的成膜能力、优异的热特性及优异的机械特性。进一步提供一种用于形成所述共聚物的方法及含有所述共聚物作为介电材料的电子器件。除此之外,本发明涉及一种用于制备经封装微电子结构的制造方法且涉及包含通过所述制造方法形成的所述经封装微电子结构的微电子器件。
Description
发明领域
本发明涉及可用作用于制备经封装电子器件中的钝化层的介电材料的新型共聚物。共聚物由包含第一单体及第二单体的可聚合混合物获得,其中第一单体为具有介晶基团的一种或多种可聚合3-取代或3,4-二取代的顺丁烯二酰亚胺化合物且其中第二单体为能够与第一单体反应以得到共聚物的一种或多种双官能或多官能化合物。第一单体也可称为反应性介晶(RM)。由其获得的共聚物因此为具有保存于其结构中的液晶特征的材料且其提供优异的成膜能力、优异的热特性、优异的机械特性以及容易由常规溶剂加工。特别地,共聚物的特征在于低介电常数及热机械特性,其降低由于硅(3ppm/K)及铜主导(16.5ppm/K)的基板与封装之间的热膨胀系数(CTE)错配的热诱导应力。此外,共聚物在硬度与弹性之间提供有利且良好平衡的关系,使得可易于补偿热应力。
除此之外,其为可光结构化的且尤其适合于电子封装中的各种应用,诸如例如导电或半导电组件的钝化及晶粒附接(die attach),及作为印刷电路板的基板制备中的主要组件。
进一步提供一种用于形成所述共聚物的方法及含有所述共聚物作为介电材料的电子器件。除此之外,本发明涉及一种用于制备经封装微电子结构的制造方法,其中介电共聚物层由所述可聚合混合物形成,且涉及包含通过所述制造方法获得或可获得的所述经封装微电子结构的微电子器件。
根据本发明的制造方法允许有成本效益的且可靠的制造微电子器件,其中因非所需热膨胀所致的由机械变形(翘曲)造成的缺陷型产品的数目显著减少。聚合及/或固化可在显著较低温度下进行且因此在制造期间产生较低热应力,其减少缺陷型微电子器件的浪费,由此允许资源高效及可持续的生产。
发明背景
当反应性介晶(RM)在其展现热致型液晶(LC)相(通常为向列型、胆甾型或近晶型)的温度下聚合时,该反应性介晶产生保存液晶状态的各向异性聚合物。特别地,光学各向异性已在用于平板显示器中,尤其液晶显示器中的补偿及增亮的光学膜的领域中广泛利用。
除了其在液晶显示器及显示器中的广泛用途之外,由于液晶材料的特定物理特性而针对其在其他应用类型中的优势来研究液晶材料(R.Stannarius,Nat.Mat.2009,8,617-618;及J.P.F.Lagerwall等人,Current Appl.Phys.2012,12,1387-1412)。特别地,高度有序的各向异性聚合物网络为具有不同应用范围的所关注材料类别(D.J.Broer等人,Lagmuir 2014,30,13499-13509;及R.Zentel等人,Adv.Mater.2010,22,3366-3387)。然而,在大多数情况下,LC聚合物或对应单体(由其制得聚合物)不具有各个应用所需的最佳特性。
WO 2012/152409 A1涉及具有光学各向异性及形状各向异性的聚合物粒子,其包含至少一个反应性介晶的单体单元;一种其制备的方法;这些粒子用于制备光学、电光学、电子、电化学、电子照相、电润湿及电泳显示器及/或器件以及安全、化妆品、装饰及诊断应用及包含所述聚合物粒子的电泳流体及显示器的用途。特别地,聚合物粒子具有含至少两个可聚合基团的至少一个RM的单体单元、至少一种可聚合染料作为共聚单体、任选的至少一种共聚单体、任选的至少一种交联共聚单体、任选的至少一种离子共聚单体及任选的至少一种可聚合稳定剂。
用于由RM制备液晶聚合物且用于制备RM起始材料的各种方法由现有技术已知。举例而言,Siemensmeyer等人描述一种用于产生LC化合物的混合物的方法,其中起始组分中的至少一者由至少两种化合物的混合物组成且使此混合物与至少一种其他起始组分反应以形成统计混合物(WO 96/04351 A1)。
除了LC化合物的有效制备方法之外,用于形成各向异性聚合物网络的适合聚合方法为所关注的焦点。针对各种反应性官能团在光引发的聚合反应中的适用性来研究各种反应性官能团。最广泛的反应性官能团为丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯,由于其较高聚合速率,该反应性官能团尤其较适合UV诱导的自由基聚合(D.J.Broer等人,Lagmuir 2014,30,13499-13509)。然而,UV固化不适合于所有应用类型。
可聚合液晶单体(反应性介晶)的混合物可用于制备可通过热或光引发的聚合来固化的薄膜。以此方式制备的膜相对较薄且含有具有明显尺寸稳定性的高度交联的硬塑料聚合物。然而,这些膜相对脆且展现出极低弹性。在另一方面,若交联度降低,则不可获得在尺寸上稳定的聚合物膜。
US 6,261,481 B1描述一种提供良好热导率的有机绝缘组合物。绝缘组合物含有液晶(LC)树脂,该液晶树脂包含含有具有介晶基团的单体的树脂组合物的聚合产物。组合物在与彼此相互正交的方向上具有≥0.4W/mK的热导率。含于树脂组合物中的单体具有介晶基团且优选为可在酸催化下热聚合的环氧基。优选地,在聚合开始时在部分地布置具有介晶基团的单体的条件下加热树脂组合物,使得基于部分布置的各向异性特性冷冻于聚合物中。
US 2008/0075961 A1及US 2017/0152418 A1涉及顺丁烯二酰亚胺粘附膜,该粘附膜由含有酰亚胺延伸的单顺丁烯二酰亚胺化合物、双顺丁烯二酰亚胺化合物及多顺丁烯二酰亚胺化合物的热固性顺丁烯二酰亚胺树脂制备。顺丁烯二酰亚胺粘附膜为可光结构化的且适合于生产电子设备、集成电路、半导体器件、无源器件、太阳能电池组、太阳能模块及/或发光二极管。然而,顺丁烯二酰亚胺化合物不含有任何介晶基团,该介晶基团可在膜中赋予化合物的优先方向或部分布置。这产生关于机械稳定性及热导率的较不良特性。这些材料通常还展现相对低的玻璃化转变点,该玻璃化转变点再次影响其热膨胀特性。
KR 20160052234 A描述一种光固化绝缘树脂组合物及使用其的印刷电路板。光固化绝缘树脂组合物包含光固化液晶低聚物;光固化氧化石墨烯;及光固化金属烷氧化物。然而,光固化液晶低聚物不含有通过间隔基团连接在一起的多个介晶基团。这产生不利的溶解曲线且用于光固化的能量非常高。
电子封装
随着固态晶体管开始取代真空管技术,诸如电阻器、电容器及二极管的电子组件变得有可能通过其引线直接安装至卡的印刷电路板中,因此建立仍在使用中的基本构建块或封装水平。复杂的电子功能通常需要更多的可在单个印刷电路卡上互连的单独组件。多层卡能力伴随着将子卡三维封装于多层母板上的研发。集成电路允许将诸如电阻器及二极管的许多离散电路组件嵌入至称为集成电路芯片或晶粒的单独相对较小组件中。然而,尽管电路整合不可思议,部分由于集成电路自身的技术,通常需要超过一个封装等级。集成电路芯片非常脆弱,端子极小。第一级封装实现机械地保护、冷却且提供与精密集成电路电连接的能力的主要功能。利用至少一种额外的封装等级,诸如印刷电路卡,这是因为一些组件(高功率电阻器、机械开关、电容器)不容易整合至芯片上。对于非常复杂的应用,诸如主机计算机,需要具有多个封装等级的层次结构(hierarchy)。
由于摩尔定律,先进的电子封装策略在研发更强大的电子产品中起越来越重要的作用。换言之,随着对更小、更快及更多功能性移动及携带型电子器件的需求增加,对经改良有成本效益的封装技术的需求亦增加。
存在广泛多种先进的封装技术来满足当今半导体行业的需求。前沿先进封装技术(晶圆级封装(WLP)、扇出型晶圆级封装(FOWLP)、2.5D插入件、层叠式芯片堆叠(chip-on-chip stacking)、层叠式封装堆叠(package-on-package stacking)、嵌入式IC)均需要构建薄基板、重布层及其他组件(如高分辨率互连件)。终端消费者市场呈现不断推动更小及更薄的器件呈现更低的价格及更高的功能性。这在竞争性制造成本下驱动了对具有更精细特征及经改良可靠性的下一代封装的需求。
晶圆级封装(WLP)为封装集成电路的技术,同时仍为晶圆的部分,与更常规的芯片尺度封装方法相反,其中将晶圆切分成单独电路(小块(dices))且接着进行封装。与芯片尺度封装技术相比,WLP提供若干主要优势且其基本上为真正的芯片尺度封装(CSP)技术,这是因为所得封装实际上具有与晶粒相同的大小。晶圆级封装允许以晶圆级整合晶圆制造、封装、测试及老化(burn-in),以便简化器件从硅开始至客户装运进行的制造过程。由于其大小限制,WLP的主要应用领域为智能手机及可穿戴物。智能手机或可穿戴物中的WLP所提供的功能包括:指南针、传感器、功率管理、无线等。晶圆级芯片尺度封装(WL-CSP)为当前市场上可用的最小封装之一。WLP可分类为扇入型及扇出型WLP(图1)。其均使用再分布技术来形成芯片与焊球之间的连接。
扇出型晶圆级封装(FOWLP)为微电子学中最新封装趋势之一:FOWLP在封装体积方面以及在封装厚度方面均具有较高小型化潜能。FOWLP的技术基础为具有嵌入芯片及薄膜重接线层的重配置、经喷漆的晶圆,该嵌入芯片及薄膜重接线层共同形成表面安装器件(SMD)相容的封装。因为归因于短及平面电连接以及无凸块芯片连接而非例如线接合或焊料接触的无基板封装、低热阻、良好高频特性,FOWLP的主要优势是非常薄。
在当前材料的情况下,WLP工艺受限于中等芯片大小应用。此限制的原因主要是归因于当前的材料选择,其展示与硅晶粒(CTE:3ppm/K)的热错配且因此可降低性能且在晶粒上产生应力。高度需要具有更好的物理特性(特别地,更接近硅的CTE的热膨胀系数(CTE)以及高机械可挠性)的新材料。当前,重布层(RDL)由铜层(CTE:16.5ppm/K)制成,其电镀于诸如聚酰亚胺(PI)、丁基环丁烷(BCB)或聚苯并噁唑(PBO)的聚合物钝化层上。除了可光图案化性之外,低固化温度为加工此类材料时的另外两个重要要求。
聚酰亚胺变为内存芯片及其他器件的标准钝化层,对于操作及测试程序需要表面保护。已研发感光树脂以降低加工成本。
聚酰亚胺-ODA为通过Du Pont研发的基于交替芳族同素环及杂环的一系列新型高性能聚合物的第一个成员:
聚酰亚胺的非常独特之处在其可上升超过400℃的非常高的分解温度。另外,其机械特性保证具有超过200Mpa的极高抗拉强度的高可挠性(断裂伸长率达100%)。PI仍为用于IC钝化的最受欢迎的聚合物。
通过聚苯并噁唑(PBO)(有时还称为正性敏感PI)实现对负性敏感聚合物PI的改性:
聚合物膜可在光曝露之后使用水性显影剂进行显影。
所谓的BCB(苯并环丁烯)为另外具有乙烯基及苯并环丁烯环系统的硅氧烷聚合物基团的实例:
主要优势为具有高原子经济性的聚合反应(狄尔斯-阿尔德反应(Diels-Alderreaction)),这是因为无副产物出现。此高度交联的热固性聚合物具有优异的电气性能,但在低断裂伸长率值(8%)及87Mpa的低抗拉强度的情况下非常脆。
来自现有技术的另一方法为在US 2008/0075961 A1及US 2017/0152418 A1中提出的酰亚胺延伸的双顺丁烯二酰亚胺树脂。其关于低应力晶圆钝化涂层展示有前景的结果。然而,尽管进行一些改良,但仍存在一些改良空间,以便满足行业的要求。
总之,从现有技术已知的材料展示以下缺点:
·聚酰亚胺及聚苯并噁唑通常需要非常高的加工温度,其尤其在多层重布层(RDL)中增加翘曲的风险。除此之外,聚酰亚胺展示高水分吸收,其为器件可靠性的问题。
·苯并环丁烯衍生物以及聚降冰片烯展示非常低的介电常数,但此优势因对金属的极差粘附力而受损。
·酰亚胺延伸的双顺丁烯二酰亚胺树脂至今未展示有利的机械及热特性的有利组合。其为可挠的(低模量),但具有高CTE值,或其为脆的(高模量),具有低CTE值。
因此,不断需要研发新的介电材料,其不展示自现有技术已知的上文所提及的缺点。
光刻法
光刻法长期为用于构建无机及有机材料的关键图案化技术,该材料用于高级封装应用,如覆晶晶圆凸块(flip-chip wafer bumping)、电镀金、焊料凸块、铜柱技术及重布层。光刻法为关键制造过程及成本贡献者;在当今的工业光刻应用中,仔细选择适当的曝光解决方案对于实现最佳可能的成本结构至关重要。
半导体行业中的当前驱动因子及趋势清楚地展示需要微电子器件的性能改良来满足未来终端使用者的要求。举例而言,如平板电脑及智能手机的消费型电子器件变得越来越薄且越来越小,同时获得更高的计算能力、增加的数据储存及改良的通信能力。另外,从芯片制造商、铸造厂、装配及测试供货商至器件制造商,成本考虑因素对供应链内的所有各方在竞争环境中变得越来越重要。因此,行业努力寻求创新方法来降低制造成本,同时实现满足挑战性技术要求的技术。
几十年来,光刻法已为且仍为微电子器件的制造及封装中使用的基本工艺。任何光刻法工艺的关键组件为曝光工具,其使用紫外线波长范围中的光来图案化感光抗蚀剂或聚合物。曝光工具必须能够精确地产生所需特征且将其与下方层中先前制造的结构对齐。现存若干类型的曝光技术:接近或接触印刷、激光直接成像及投射光刻。对应设备工具集在技术能力(光学分辨率、重叠性能及有效吞吐量)及与曝光过程相关的成本方面不同。(参见H.Hichri等人,Micro Tec Photonic System Inc.,Corona,CA,USA)。
本发明的目的
本发明的目的为克服现有技术中的不足及缺点且提供一类新材料,该材料可用作各种电子封装应用中的多样化介电材料。
此外,本发明的目的为提供一类新介电材料,当用于在经封装电子器件中形成钝化层时,该介电材料展示优异的成膜能力、优异的热特性(诸如例如低热膨胀系数(CTE))及优异的机械特性(诸如例如优异的可挠性)。本发明的另一目的为提供一类新介电材料,其允许容易地由常规溶剂加工。
更具体地,本发明的目的为使介电质的热膨胀系数与例如硅(Si:3ppm/K)或铜(Cu:16.5ppm/K)的热膨胀系数匹配而不会不利地影响机械特性,诸如例如UV或热固化(在低于200℃的温度下)之后的断裂伸长率。
此外,本发明的目的为提供一类新颖材料,该材料为可光结构化的且尤其适合于电子封装中的各种应用,诸如例如导电或半导电组件的钝化及晶粒附接,及作为印刷电路板的基板制备中的主要组件。重要的应用领域为在经封装微电子器件中用作构建RDL的介电材料。
本发明的另一目的为提供一种可聚合混合物,由所述可聚合混合物制成新颖材料。除此之外,本发明的目的为提供一种使用可聚合混合物形成该新颖材料的方法。最后,本发明的目的为提供一种包含所述新颖材料作为介电材料的电子器件、一种用于制备经封装微电子结构的制造方法及一种包含可通过所述制造方法获得的所述经封装微电子结构的微电子器件。
发明概述
本发明人已出人意料地发现以上目的是通过由包含第一单体及第二单体的可聚合混合物获得的共聚物来实现,其中第一单体为一种或多种由式(1)表示的化合物,且其中第二单体为能够与第一单体反应以得到共聚物的一种或多种双官能或多官能化合物:
P1-Sp1-(MG-Sp1)m-P1 式(1)
其中:
m为1至60的整数;
Sp1在每次出现时表示间隔基团(Sp)或单键;
MG为棒状介晶基团,其优选选自式(2):
-(A21-Z21)k-A22-(Z22-A23)l- 式(2)
其中:
A21至A23独立地且在每次出现时彼此独立地为芳基、杂芳基、杂环基、脂环基或环状酰亚胺基,其任选地经一个或多个相同或不同基团L取代;
Z21及Z22独立地且在每次出现时彼此独立地为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR01-、-NR01-CO-、-NR01-CO-NR02、-NR01-CO-O-、-O-CO-NR01-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01-、-CY01=CY02-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-,或单键;
R01及R02各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基;
L为F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NRxxRyy、-C(=O)ORxx、-C(=O)Rxx、-NRxxRyy、-OH、-SF5,或具有1至20个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子任选地经F或Cl、-CN或具有1至6个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基替代;
Rxx及Ryy彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基;
Y01及Y02各自彼此独立地表示H、具有1至12个C原子的烷基、芳基、F、Cl或CN;及
k及l各自且独立地为0、1、2、3或4。
所述可聚合混合物用作起始材料以形成展现出低热膨胀且同时展示高机械可挠性的一类新共聚物。所述共聚物通过也形成本发明的部分的以下方法来制备:
用于形成共聚物的方法,其中方法包括以下步骤:
(i)提供根据本发明的可聚合混合物;及
(ii)使所述可聚合混合物聚合以获得共聚物。
此外,提供一种共聚物,其通过上文所提及的用于形成共聚物的方法可获得或获得。
除此之外,提供一种电子器件,其包含根据本发明的共聚物。
最后,提供一种用于制备经封装微电子结构的制造方法,其中基板具有介电层,其中该方法包括以下步骤:
(1)将根据本发明的可聚合混合物施加至基板的表面;及
(2)使所述可聚合组合物聚合以形成介电层。
还提供一种微电子器件,其包含通过根据本发明的制造方法可获得或获得的经封装微电子结构。
本发明的优选实施方案描述于下文中及附属权利要求中。
附图简述
图1:具有晶粒(1)及扇出区域(2)的扇入型及扇出型WLP的横截面视图。
详细说明
定义
定义术语“液晶”、“介晶态化合物(mesomorphic compound)”或“介晶化合物”(也简称为“介晶”)意指在适合温度、压力及浓度条件下可以中间相或尤其以LC相存在的化合物。非两亲性介晶化合物包含例如一种或多种棒状、香蕉形或盘状介晶基团。
术语“棒状”意指棒形或板形/板条形化合物或基团。术语“香蕉形”意指弯曲基团,其中两个通常为棒状的介晶基团经由半刚性基团以不共线的方式连接。术语“盘状”意指盘形或薄片形化合物或基团。
术语“介晶基团”或其缩写“MG”意指能够诱导液晶(LC)相行为的基团。介晶基团,尤其是非两亲类型,通常为棒状或盘状的那些。包含介晶基团的化合物本身不必展现LC相。其也有可能仅在与其他化合物的混合物中,或当介晶化合物或其混合物聚合时展示LC相行为。为简洁起见,术语“液晶”在下文中是用于介晶及LC材料两者。
棒状介晶化合物通常包含由彼此直接连接或经由键联基团连接的一个或多个芳族或脂环族基团组成的棒状(即棒形或板条形)介晶基团,任选地包含连接至棒的短端的端基,且任选地包含连接至棒的长侧的一个或多个侧基,其中这些端基及侧基通常选自例如碳基或烃基;如卤素、硝基、羟基等的极性基团;或可聚合基团。
盘状介晶化合物通常包含例如由一个或多个稠合芳族或脂环族基团(例如联亚三苯)组成的盘状(即相对扁平的盘形或薄片形)介晶基团,且任选地包含连接至介晶基团且选自上文所提及的端基及侧基的一个或多个端基。
术语“反应性介晶”或其缩写“RM”意指可聚合介晶或液晶化合物,其优选为单体或低聚化合物。
术语“间隔基”或“间隔基团”(下文还称为“Sp”)为本领域技术人员已知的且描述于文献中。除非另外陈述,否则上文及下文的术语“间隔基”或“间隔基团”表示可挠性有机基团,其在可聚合介晶化合物(“RM”)中连接介晶基团及可聚合基团。
术语“聚合物”包括但不限于均聚物、共聚物(例如嵌段、无规及交替共聚物、三元共聚物、四元共聚物等)以及其掺合物及改性物。此外,除非另有具体限制,否则术语“聚合物”应包括材料的所有可能的构型异构体。这些构型包括但不限于等规、间规及无规对称性。聚合物为具有高相对分子量的分子,其的结构基本上包含多个重复的实际上或概念上衍生自具有低相对质量的分子(即单体)的单元(即重复单元)。在本发明的上下文中,聚合物由超过60个单体构成。
术语“低聚物”为由几个单体单元组成的分子复合物,与单体的数目原则上不受限制的聚合物相反。二聚体、三聚体及四聚体为例如分别由两个、三个及四个单体构成的低聚物。在本发明的上下文中,低聚物可由至多60个单体构成。
如本文中所使用的术语“单体”是指可经历聚合由此向聚合物或低聚物的基本结构贡献结构单元(重复单元)的可聚合化合物。可聚合化合物为具有一个或多个可聚合基团的官能化化合物。大量单体在聚合反应中合并以形成聚合物。具有一个可聚合基团的单体还称为“单官能”或“单反应性”化合物,具有两个可聚合基团的化合物称为“双官能”或“双反应性”化合物,且具有超过两个可聚合基团的化合物称为“多官能”或“多反应性”化合物。不具有可聚合基团的化合物还称为“非官能”或“非反应性”化合物。
如本文中所使用的术语“均聚物”表示衍生自一个种类(species)(真实、暗示或假设)的单体的聚合物。
如本文中所使用的术语“共聚物”一般意指衍生自超过一个种类的单体的任何聚合物,其中聚合物含有超过一个种类的对应重复单元。在一个实施方案中,共聚物为两个或更多个种类的单体的反应产物且因此包含两个或更多个种类的对应重复单元。优选的是,共聚物包含两种类、三种类、四种类、五种类或六种类的重复单元。也可将通过三个单体种类的共聚合获得的共聚物称为三元共聚物。也可将通过四个单体种类的共聚合获得的共聚物称为四元共聚物。共聚物可以嵌段、无规及/或交替共聚物的形式存在。
如本文中所使用的术语“嵌段共聚物”表示共聚物,其中相邻嵌段为结构上不同的,即相邻嵌段包含衍生自不同种类的单体或衍生自相同种类的单体但具有重复单元的不同组成或顺序分布的重复单元。
此外,如本文中所使用的术语“无规共聚物”是指由大分子形成的聚合物,其中在链中的任何给定位点处发现给定重复单元的机率与相邻重复单元的性质无关。通常,在无规共聚物中,重复单元的顺序分布遵循Bernoullian统计。
如本文中所使用的术语“交替共聚物”表示由包含呈交替序列的两个种类的重复单元的大分子组成的共聚物。
“电子封装”为电子工程领域内的主要学科,且包括广泛多种技术。其是指经由多层电路板(还称为卡)上的孔将离散组件、集成电路及MSI(中等规模整合)及LSI(大规模整合)芯片(通常通过梁式引线附接至引线框)插入至板中,其中将其焊接在适当位置。电子系统的封装必须考虑防止机械损坏、冷却、射频噪声发射、防止静电放电维护、操作员便利性及成本。
如本文中所使用的术语“微电子器件”是指具有极小电子设计及组件的电子器件。通常,但非始终,这意指微米尺度或更小。这些器件通常含有一个或多个由半导体材料制成且在经封装结构中互连以形成微电子器件的微电子组件。普通电子设计的许多电子组件在微电子等效物中为可用的。这些包括均可在微电子器件中发现的晶体管、电容器、电感器、电阻器、二极管及天然绝缘体及导体。由于组件、引线及垫的异常小的尺寸,所以在微电子学中还通常使用独特的布线技术,诸如线接合。
如本文中所使用的“纳米粒子”为平均直径在1至100nm范围内的粒子。更优选地,纳米粒子具有在20至80nm,更优选40至60nm范围内的平均直径。
优选实施方案
可聚合化合物
本发明涉及包含第一单体及第二单体的可聚合混合物,其中第一单体为一种或多种由式(1)表示的化合物,且其中第二单体为能够与第一单体反应以得到共聚物的一种或多种双官能或多官能化合物:
P1-Sp1-(MG-Sp1)m-P1 式(1)
其中:m为1至60的整数;
Sp1在每次出现时表示间隔基团(Sp)或单键;
MG为棒状介晶基团,其优选选自式(2):
-(A21-Z21)k-A22-(Z22-A23)l- 式(2)
其中:
A21至A23独立地且在每次出现时彼此独立地为芳基、杂芳基、杂环基、脂环基或环状酰亚胺基,其任选地经一个或多个相同或不同基团L取代;
Z21及Z22独立地且在每次出现时彼此独立地为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR01-、-NR01-CO-、-NR01-CO-NR02、-NR01-CO-O-、-O-CO-NR01-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01-、-CY01=CY02-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-,或单键;
R01及R02各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基;
L为F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NRxxRyy、-C(=O)ORxx、-C(=O)Rxx、-NRxxRyy、-OH、-SF5,或具有1至20个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子任选地经F或Cl、-CN或具有1至6个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基替代;
Rxx及Ryy彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基;
Y01及Y02各自彼此独立地表示H、具有1至12个C原子的烷基、芳基、F、Cl或CN;及
k及l各自且独立地为0、1、2、3或4。
可聚合基团P1为3-取代或3,4-二取代的顺丁烯二酰亚胺基,其能够进行聚合反应,诸如例如自由基或离子链聚合反应,或加成聚合反应(例如环加成,诸如2+2环加成、4+2环加成(狄尔斯-阿尔德反应)或1,3-偶极环加成;或亲核加成,诸如迈克尔反应),或其能够进行聚合类似反应,诸如例如通过前述反应类型之一进行聚合物主链的加成。
优选的是,下标m为1至50,更优选2至30,且最优选3至20的整数。
优选的是,V1及V2彼此独立地选自具有1至6个碳原子的烷基、F、Cl或CN。更优选的是,V1及V2彼此独立地选自具有1至3个碳原子的烷基、F、Cl或CN。优选的具有1至3个碳原子的烷基为甲基、乙基及丙基。V1及V2可彼此相同或不同。尤其优选的是,V1及V2相同。
替代地,优选的是,V1为H及V2选自具有1至6个碳原子的烷基、F、Cl或CN,更优选选自具有1至3个碳原子的烷基、F、Cl或CN。优选的具有1至3个碳原子的烷基为甲基、乙基及丙基。
优选的是,Z21及Z22独立地且在每次出现时彼此独立地为-COO-、-OCO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-,或单键。
优选地,k及l各自且独立地为0、1或2,更优选地,k及l为1。
优选的间隔基团Sp选自式Sp’-X’,使得基团“P1-Sp1-”对应于式“P1-Sp’-X’-”,其中:
Sp’表示
(a)具有1至40个,优选1至30个C原子的直链或支链亚烷基,其任选地经F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代,且另外,其中一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地以使得O及/或S原子彼此不直接连接的方式经-O-、-S-、-NH-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR01-CO-O-、-O-CO-NR01-、-NR01-CO-NR01-、-CH=CH-或-C≡C-替代,或
(b)-Spx-G-Spy-,其中Spx及Spy彼此独立地表示具有1至20个C原子,优选1至12个C原子的亚烷基,或单键;G表示具有3至20个C原子,优选5至12个C原子的亚环烷基,其任选地经具有1至20个C原子,优选1至12个C原子的烷基单取代或多取代;
X’表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR01-、-NR01-CO-、-NR01-CO-NR01-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=C-、-N=N-、-CH=CR01-、-CY01=CY02-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或单键,优选为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR01-CO-、-NR01-CO-NR01-或单键;
R01及R02各自彼此独立地表示H或具有1个至12个C原子的烷基;及
Y01及Y02各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN。
在各情况下,优选的基团Sp’选自直链亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基及亚十八烷基、亚环己基、亚乙基氧基亚乙基、亚甲基氧基亚丁基、亚乙基硫基亚乙基、亚乙基-N-甲基亚氨基亚乙基、1-甲基亚烷基、亚乙烯基、亚丙烯基及亚丁烯基。
更优选的间隔基团Sp选自由-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-、-(SiR01R02-O)p1-、-(CH2)p1-(环-C6H8R01R02)-(CH2)p1-、及组成的列表,
其中:
p1为1至60,优选1至36,更优选1至12的整数;
q1为1至12,优选1至3的整数;及
R01及R02各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基。
最优选的基团Sp为-(CH2)p1-、-O-(CH2)p1-、-O-(CH2)p1-O-、-OCO-(CH2)p1-及-OCOO-(CH2)p1-,其中p1为1至36,优选1至12的整数。
在本发明的一优选实施方案中,基团A21至A23独立地且在多次出现的情况下,彼此独立地表示选自以下基团a)至e)的部分:
a)反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基及4,4’-亚双环己基,其中一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-及/或-S-替代且其中一个或多个H原子可经基团L替代;
b)1,4-亚苯基、1,3-亚苯基、4,4’-亚联苯基、2,5-噻吩及2,6-二噻吩并[3,2-b:2’,3’-d]噻吩,其中一个或两个CH基团可经N替代且其中一个或多个H原子可经基团L替代;
c)四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基,其可经一个或多个基团L取代;
d)饱和、部分不饱和或完全不饱和且任选地经取代的具有5至20个环状C原子的多环基团,其中一个或多个也可经杂原子替代,优选选自由以下组成的组:双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、
其中一个或多个H原子可经基团L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代,且其中
M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY03-或-CY03Y04-;
Y03、Y04彼此独立地表示上文针对R01所给出的含义之一、F、Cl、CN、OCF3或CF3,且优选H、F、Cl、CN、OCF3或CF3;
W5、W6彼此独立地表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CH2-O-、-O-CH2-、-C(RcRd)-或-O-;
Rc、Rd彼此独立地表示H或具有1至6个C原子的烷基,优选为H、甲基或乙基;及
R03、R04彼此独立地表示H、F、具有1至12个C原子的直链或支链烷基,其中一个或多个H原子可经F替代;
e)选自由以下组成的组的环状酰亚胺
其中一个或多个H原子可经基团L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代。
优选的是,包含于根据本发明的可聚合混合物中的第一单体为由式(1)表示的一种、两种、三种或四种化合物。
优选的根据式(1)的化合物为:
其中基团及下标具有以下含义:
L为F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NRxxRyy、-C(=O)ORxx、-C(=O)Rxx、-NRxxRyy、-OH、-SF5,或具有1至20个C原子,优选1至12个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子任选地经F或Cl(优选F)、-CN或具有1至6个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基替代;
Rxx及Ryy彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基;
r为0、1、2、3或4;
s为0、1、2或3;
t为0、1或2;
Z21及Z22独立地且在每次出现时彼此独立地为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR01-、-NR01-CO-、-NR01-CO-NR02、-NR01-CO-O-、-O-CO-NR01-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01-、-CY01=CY02-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-,或单键,优选为-COO-、-OCO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-,或单键;
R01及R02各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基;
Sp1在每次出现时表示如上所定义的间隔基团(Sp)或单键;
m为1至60,优选1至50,更优选2至30,且最优选3至20的整数。
更优选的根据式(1)的化合物为:
其中基团及下标具有如上所定义的含义之一。
尤其优选的根据式(1)的化合物为:
其中基团及下标具有如上所定义的含义之一。
最优选的根据式(1)的化合物为:
其中
n为1至60,优选1至36,且更优选6至12的整数;及
m为1至60,优选1至50,更优选2至30,且最优选3至20的整数。
在式M1至M33及对应子式的化合物中,环基
其中
L在每次出现时彼此独立地为F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NRxxRyy、-C(=O)ORxx、-C(=O)Rxx、-NRxxRyy、-OH、-SF5,或具有1至20个C原子,优选1至12个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子任选地经F或Cl(优选F)、-CN或具有1至6个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基替代;及
Rxx及Ryy根据上文所给出的定义来定义。
可通过任何标准合成来制备由式(1)表示的化合物。通常,将化合物逆合成切割成更小单元且由适合前体化合物逐步形成。出于此目的,可使用已知标准反应。已证实,在合成的后期,通常在合成的最末阶段,连接3-取代或3,4-二取代的顺丁烯二酰亚胺基团P1是尤其有利的。通过这么做,可避免化合物的非所需副反应或提前聚合。
优选地,由式(3)表示的前体:
X-Sp1-(MG-Sp1)m-X 式(3)
P1-Sp1-(MG-Sp1)m-P1 式(1)
其中X为NH2;
V1、V2、Sp1、MG及m具有如上文所给出的定义之一。
包含于根据本发明的可聚合混合物中的第二单体为能够与第一单体反应以得到共聚物的一种或多种,优选一种、两种、三种或四种双官能或多官能化合物。
优选的是,第二单体为选自有机化合物、多面体倍半硅氧烷化合物及官能化无机纳米粒子的一种或多种,优选一种、两种、三种或四种双官能或多官能化合物。
更优选的是,第二单体为一种或多种,优选一种、两种、三种或四种包含两个或更多个可聚合基团(P)(反应性基团)的双官能或多官能化合物,所述可聚合基团选自含有C=C双键的基团,其优选在自由基或离子链聚合中或在2+2环加成中与P1反应;含有两个共轭C=C双键的基团,其优选在4+2环加成(狄尔斯-阿尔德反应)中与P1反应;亲核基团,其优选在亲核加成(迈克尔反应)中与P1反应;及1,3-偶极基团,其优选在1,3-偶极环加成中与P1反应。
优选的含有C=C双键的基团选自:
CH2=CW1-COO-、CH2=CW1-CO-、CH2=CW2-(O)k3-、CW1 2=CH-CO-(O)k3-、CW1 2=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH3-CH=CH-O-、CH2=CH-CH2-O-、(CH2=CH)2CH-O-CO-、(CH2=CH-CH2)2CH-O-CO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(CO-O)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-或Phe-CH=CH-;其中
W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基,优选为H或CH3;
W2表示H或具有1至5个C原子的烷基,优选为H或CH3;
W3及W4各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基,优选为H或CH3;
Phe表示1,4-亚苯基,其任选地经如上文所定义的一个或多个基团L取代;及
k1、k2及k3各自彼此独立地表示0或1;及
k4为1至10的整数。
优选的含有两个共轭C=C双键的基团选自:CW1 2=CW1-CW1=CW1-;其中
W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基,优选为H或CH3。
优选的亲核基团选自:HS-(CH2)k5-CO-(O)k3-、HS-(CH2)k5-CO-、HS-(CH2)k5-(O)k3-、HS-(CH2)k5-O-CO-、HS-(CH2)k5-CO-NH-、HS-(CH2)k5-NH-CO-、HS-Phe-(O)k2-、H2N-(CH2)k5-CO-(O)k3-、H2N-(CH2)k5-CO-、H2N-(CH2)k5-(O)k3-、H2N-(CH2)k5-O-CO-、H2N-(CH2)k5-CO-NH-、H2N-(CH2)k5-NH-CO-或H2N-Phe-(O)k2-;其中
k2及k3各自彼此独立地表示0或1;及k5为0至10,优选0至5,更优选0、1或2的整数。
优选的1,3-偶极基团选自:
(腈偶极体),及(腈酰亚胺),(氧化腈),(重氮化合物),(叠氮化物),及(甲亚胺偶极体),及及(甲亚胺酰亚胺),及(硝酮),(羰基偶极体),(羰基氧化物),(硝基),及(羰基亚胺),及(偶氮亚胺(azimine)),(亚硝亚胺),及(氧化偶氮基化合物),或(硝基氧(nitrosoxide));其中:
W5在每次出现时彼此独立地表示H、苯基或具有1至5个C原子的烷基,优选为苯基或CH3。
尤其优选的可聚合基团(P)选自:CH2=CW1-COO-、CH2=CW1-CO-、
CH2=CW2-(O)k3-、CW1 2=CH-CO-(O)k3-、CH3-CH=CH-O-、CH2=CH-CH2-O-、HS-(CH2)k5-CO-(O)k3-、HS-(CH2)k5-CO-、HS-(CH2)k5-(O)k3-、HS-(CH2)k5-O-CO-、H2N-(CH2)k5-CO-(O)k3-、H2N-(CH2)k5-CO-、H2N-(CH2)k5-(O)k3-或H2N-(CH2)k5-O-CO-;其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基,优选为H或CH3;
W2表示H或具有1至5个C原子的烷基,优选为H或CH3;
W3及W4各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基,优选为H或CH3;
k3表示0或1;及
k5为0至10,优选0至5,更优选0、1或2的整数。
待用作第二单体的优选有机化合物由式(4)表示:
其中:
Q表示具有1至50个碳原子,优选1至30个碳原子的烃基,其可任选地经一个或多个取代基L取代,其中L为如上所定义,且其可任选地含有一个或多个选自N、O及S的杂原子;
P2表示如上所定义的可聚合基团(P);及
x为2至10,优选2至4,更优选x=2的整数。
由式(4)显而易见,基团Q具有x个键结位点,其中的每一者键结x个可聚合基团P2之一。
在一优选实施方案中,Q由O(Sp2)2、N(Sp2)3、NH(Sp2)2、C(Sp2)4、CH(Sp2)3或CH2(Sp2)2表示,其中Sp2为具有1至20个碳原子,优选1至10个碳原子的直链亚烷基链;具有3至20个碳原子,优选3至10个碳原子的支链亚烷基链;或具有3至14个碳原子的芳族或杂芳族部分,优选为具有6至14个碳原子的芳族部分,其中各Sp2键结至可聚合基团P2。
在另一优选实施方案中,Q由“Ar-Sp3-Ar”表示,其中Ar为具有3至14个碳原子的芳族或杂芳族部分,优选为具有6至14个碳原子的芳族部分,且Sp3为具有1至20个碳原子,优选1至10个碳原子的直链亚烷基链;具有3至20个碳原子,优选3至10个碳原子的支链亚烷基链;或具有3至14个碳原子的芳族或杂芳族部分,优选为具有6至14个碳原子的芳族部分,其中各Ar键结至可聚合基团P2。
在另一优选实施方案中,Q由“Sp4-Y-Sp4”表示,其中Y为具有3至20个碳原子,优选3至10个碳原子的单环或多环烷烃部分,且Sp4不存在或为具有1至20个碳原子,优选1至10个碳原子的直链亚烷基链;具有3至20个碳原子,优选3至10个碳原子的支链亚烷基链;或具有3至14个碳原子的芳族或杂芳族部分,优选为具有6至14个碳原子的芳族部分,其中各Sp4键结至可聚合基团P2。
在一尤其优选实施方案中,Q选自
尤其优选的有机化合物选自由以下组成的组:
待用作第二单体的优选多面体倍半硅氧烷化合物由以下结构表示:
其中:
R为H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C6-C10芳基或C1-C6烷氧基;
L为C1-C12亚烷基或C1-C12氧基亚烷基,更优选为C1-C6亚烷基或C1-C6氧基亚烷基,其中一个或多个不相邻的C原子可彼此独立地经-SiR05R06-替代,其中R05及R06各自彼此独立地表示H或具有1至6个C原子的烷基,更优选为H、CH3或CH2CH3;
P2表示如上所定义的可聚合基团(P);
y为6至12的整数;且x为2至12的整数,其中y-x≥0。
优选的C1-C6烷基取代基为:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基。
优选的C2-C6烯基取代基为:乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基及己烯基。
优选的C6-C10芳基取代基为:苯基、甲苯基、二甲苯基及萘基。
优选的C1-C6烷氧基取代基为:甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基及己氧基。
优选的C1-C12亚烷基取代基为:亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基及亚己基。
优选的C1-C12氧基亚烷基取代基为:亚甲基氧基、亚乙基氧基、亚丙基氧基、亚丁基氧基、亚戊基氧基及亚己基氧基。
优选的C1-C4烷基取代基为:甲基、乙基、丙基及丁基。
在一尤其优选实施方案中,结构(1)中的基团L选自由以下组成的组:-(CH2)n-、-O-(CH2)n-、-SiH2-(CH2)n-、-OSiH2-(CH2)n-、-Si(CH3)2-(CH2)n-、-OSi(CH3)2-(CH2)n-、-Si(CH2CH3)2-(CH2)n-及-OSi(CH2CH3)2-(CH2)n-,其中n为1至6,优选2至4,更优选3的整数。
尤其优选的多面体倍半硅氧烷化合物基于以下结构2至5,其中x个R取代基经x个(-L-P2)替代:
其中R、L及P2具有如上所定义的相同含义;且其中在结构2中,x为2至6的整数;在结构3中,x为2至8的整数;在结构4中,x为2至10的整数;且在结构5中,x为2至12的整数。
上文所展示的多面体倍半硅氧烷化合物可容易地由可用的前体来制备,且通过适当混合条件容易地并入可聚合混合物中。举例而言,顺丁烯二酰亚胺取代的多面体倍半硅氧烷及其制备描述于US2006/0009578A1中,其公开内容特此以引用的方式并入。
待用作第二单体的优选官能化无机纳米粒子为在其表面上包含可聚合基团P2的无机纳米粒子,其中P2表示如上所定义的可聚合基团(P)。官能化无机纳米粒子的优选可聚合基团(P)选自顺丁烯二酰亚胺、二甲基顺丁烯二酰亚胺、丙烯酸酯、甲基丙烯酸脂、烯丙醚及乙烯基醚基团,其直接地或经由基团L键结至无机纳米粒子的表面。
优选的官能化无机纳米粒子由以下结构表示:
P2表示可聚合基团(P);
L为C1-C12亚烷基或C1-C12氧基亚烷基,更优选为C1-C6亚烷基或C1-C6氧基亚烷基;及
x为≥2的整数。
优选的用于无机纳米粒子的材料选自SiO2、TiO2、ZrO2、Fe2O3、MgTiO3、CaTiO3、SrTiO3及BaTiO3。无机纳米粒子可为固体或中空的。
在本发明中待用作第二单体的尤其优选官能化无机纳米粒子为:
官能化无机纳米粒子的以上表示仅用于示例性目的且不应视为限制性的。
优选的是,在本发明中待用作第二单体的官能化无机纳米粒子具有0.001至5mmol/g,更优选0.01至1mmol/g且最优选0.05至0.5mmol/g的官能化程度。官能化程度指示每单位质量官能化无机纳米粒子的可聚合基团P2的摩尔量。
官能化程度可视用于官能化无机纳米粒子的条件而变化。本领域技术人员能够由文献已知的程序选择用于官能化无机纳米粒子的适合条件,使得可制备具有不同可聚合基团及不同官能化程度的单独调整的官能化纳米粒子。适合的官能化无机纳米粒子及其前体也购自商业来源,诸如例如,购自Sigma Aldrich(例如,3-氨基丙基官能化硅石,660442Aldrich)或nanoComposix,Inc.,San Diego,USA。
本发明进一步提供一种用于形成共聚物的方法,所述共聚物包含衍生自第一单体的重复单元及衍生自第二单体的重复单元。共聚物为介电共聚物,其可为线性的或交联的。
用于形成共聚物的方法包括以下步骤:
(i)提供根据本发明的可聚合混合物;及
(ii)使所述可聚合混合物聚合以获得共聚物。
可聚合混合物包含如上所定义的第一单体及第二单体。优选的是,按可聚合单体的总重量计,可聚合混合物中第一单体的总含量为50至99.9wt.-%,更优选为80至99wt.-%且最优选为90至95wt.-%。优选的是,按可聚合单体的总重量计,可聚合混合物中第二单体的总含量为0.1至50wt.-%,更优选为1至20wt.-%且最优选为5至10wt.-%。
优选的是,步骤(i)中提供的可聚合混合物实质上不含溶剂。实质上不含溶剂意指按可聚合单体的总重量计,可聚合起始材料中总残余溶剂的含量不超过10wt.-%,优选不超过5wt.-%,且更优选不超过1wt.-%。替代地,优选的是,步骤(i)中提供的可聚合混合物包含一种或多种溶剂,按可聚合单体的总重量计,优选呈超过10wt.-%的量,更优选呈超过25wt.-%的量,且最优选呈超过50wt.-%的量。
优选的是,在步骤(ii)中通过自由基或离子链聚合反应或加成聚合反应来聚合可聚合混合物。优选的加成聚合反应为环加成,诸如2+2环加成、4+2环加成(狄尔斯-阿尔德反应)或1,3-偶极环加成,或亲核加成,诸如迈克尔反应。
上文所提及的反应类型及相关反应条件(诸如例如催化剂、溶剂、温度、时间、浓度等)为本领域技术人员已知的。
举例而言,自由基或离子聚合可在自由基或离子聚合引发剂的存在下进行,其可经热活化及/或光化学活化。本领域技术人员熟悉适合的自由基及离子聚合引发剂。举例而言,环加成可以光化学方式或在路易斯酸的存在下发生。本领域技术人员熟悉适合的光化学条件及适合的路易斯酸。
优选的是,在步骤(i)中提供的可聚合混合物进一步包含一种或多种自由基引发剂。优选的自由基引发剂为热活化自由基引发剂及/或光化学活化自由基引发剂。
优选的热活化自由基引发剂为:过氧苯甲酸叔戊酯、4,4-偶氮双(4-氰基戊酸)、1,1’-偶氮双(环己烷甲腈)、2,2’-偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化苯甲酰、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷、2,5-双(叔丁基过氧)-2,5-二甲基己烷、2,5-双(叔丁基过氧)-2,5-二甲基-3-己炔、双(1-(叔丁基过氧)-1-甲基乙基)苯、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、氢过氧化叔丁基、过乙酸叔丁酯、过氧化叔丁基、过氧苯甲酸叔丁酯、碳酸叔丁基过氧异丙酯、过氧化氢异丙苯(CHP)、过氧化环己酮、过氧化二异丙苯基(DCP)、过氧化月桂酰、过氧化2,4-戊二酮、过氧乙酸及过硫酸钾。
优选的光化学活化自由基引发剂为:苯乙酮、茴香偶酰、苯偶酰、安息香、二苯甲酮、2-苯甲酰苯甲酸、4,4’-双(二乙氨基)二苯甲酮、4,4’双(二甲氨基)二苯甲酮、安息香甲醚、安息香异丙醚、安息香异丁醚、安息香乙醚、4-苯甲酰苯甲酸、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2-苯甲酰基苯甲酸甲酯、2-(1,3-苯并二氧戊环-5-基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-苯甲基-2-(二甲氨基)-4’-吗啉基苯基丁酮、(±)-樟脑醌、2-氯噻吨酮、4,4’-二氯二苯甲酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,4-二乙基噻吨-9-酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、1,4-二苯甲酰基苯、2-乙基蒽醌、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2-羟基-4’-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-异丙基噻吨酮、苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)亚膦酸锂、2-甲基-4’-(甲硫基)-2-吗啉基苯丙酮、2-异硝基苯丙酮、2-苯基-2-(对甲苯磺酰基氧基)苯乙酮及苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。通常,此类引发剂为可以光化学方式活化的自由基聚合引发剂。
更优选的光化学活化自由基引发剂为:
优选地,用于自由基聚合的引发剂通过曝露于热来进行热活化或通过曝露于诸如UV及/或可见光的辐射来进行光化学活化。
曝露于热涉及曝露于高温,优选地在40至200℃,更优选50至180℃的范围内。
曝露于辐射涉及曝露于可见光及/或UV光。优选的是,可见光为波长为>380至780nm,更优选>380至500nm的电磁辐射。优选的是,UV光为波长≤380nm,更优选波长为100至380nm的电磁辐射。UV光更优选选自具有315至380nm的波长的UV-A光、具有280至315nm的波长的UV-B光及具有100至280nm的波长的UV-C光。
作为UV光源,Hg汽灯或UV激光是有可能的,作为IR光源,陶瓷-发射器或IR-激光二极管是有可能的,且对于可见区中的光而言激光二极管是有可能的。
优选的UV光源为具有以下的光源:a)具有最大值<255nm的单个波长辐射,诸如例如254nm及185nm Hg低压放电灯、193nm ArF准分子激光及172nm Xe2层,或b)具有<255nm的波长分量的宽波长分布辐射,诸如例如未掺杂Hg的低压放电灯。
在本发明的一优选实施方案中,光源为氙气闪光灯。氙气闪光灯优选具有宽发射光谱及下降至约200nm的短波长分量。
优选的是,步骤(ii)中的聚合在至多5h,更优选至多1h,最优选至多0.5h的时间范围内进行。
更优选的是,步骤(ii)中的可聚合混合物的聚合在高温下,优选在25至200℃范围内的温度下,更优选在25至150℃范围内的温度下进行。
进一步提供一种共聚物,其通过上文所提及的用于形成根据本发明的共聚物的方法可获得或获得。共聚物优选为线性或交联共聚物,更优选为线性共聚物。
还提供一种共聚物,其包含如上所定义的至少一个衍生自第一单体的重复单元及至少一个衍生自第二单体的重复单元。
更优选地,衍生自所述共聚物中的第一单体的重复单元包含由下式(5)表示的结构单元:
[-Sp1-(MG-Sp1)m-]式(5)
其中Sp1、MG及m具有上文所提及的定义之一。
优选地,如通过GPC所测定,根据本发明的共聚物具有至少2,000g/mol,更优选至少4,000g/mol,甚至更优选至少5,000g/mol的分子量Mw。优选地,共聚物的分子量Mw小于50,000g/mol。更优选地,共聚物的分子量Mw在5,000至20,000g/mol的范围内。
此外,提供一种电子器件,其包含根据本发明的共聚物。对于电子器件,优选的是,共聚物形成介电层,更优选为形成重布层的部分的介电层。介电层用于将作为电子器件的部分的一个或多个电子组件彼此电分离。
最后,提供一种用于制备经封装微电子结构的制造方法,其中基板具有介电层,其中方法包括以下步骤:
(1)将根据本发明的可聚合混合物施加至基板的表面;及
(2)固化所述可聚合混合物以形成介电层。
优选的是,可聚合混合物进一步包含一种或多种无机填充物材料。优选的无机填充物材料选自可任选地经封端剂表面改性的氮化物、钛酸盐、金刚石、氧化物、硫化物、亚硫酸盐、硫酸盐、硅酸盐及碳化物。更优选地,填充物材料选自由AlN、Al2O3、BN、BaTiO3、B2O3、Fe2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、PbS、SiC、金刚石及玻璃粒子组成的列表。
优选地,按可聚合混合物的总重量计,可聚合混合物中无机填充物材料的总含量在0.001至90wt.-%,更优选0.01至70wt.-%且最优选0.01至50wt.-%的范围内。
优选的是,步骤(1)中施加的可聚合混合物实质上不含溶剂。实质上不含溶剂意指按可聚合单体的总重量计,可聚合混合物中总残余溶剂的含量不超过10wt.-%,优选不超过5wt.-%,且更优选不超过1wt.-%。
然而,依步骤(1)中使用何种施加方法来施加可聚合混合物而定,优选的是,可聚合混合物包含一种或多种溶剂,按可聚合单体的总重量计,优选呈超过10wt.-%的量,更优选呈超过25wt.-%的量,且最优选呈超过50wt.-%的量。
在步骤(1)中施加可聚合混合物的方法不受特别限制。用于步骤(1)的优选施加方法为分配、浸渍、丝网印刷、模板印刷、辊涂、喷涂、狭缝涂布、旋涂、立体光刻(stereolithography)、凹版印刷、柔版印刷或喷墨印刷。
本发明的可聚合混合物可以适合于凹版印刷、柔版印刷及/或喷墨印刷的配制剂的形式提供。对于此类配制剂的制备,可使用现有技术已知的油墨基配制剂。
替代地,本发明的可聚合混合物可以适合于光刻法的配制剂的形式提供。光刻法工艺允许通过使用光将几何图案从光掩模转移至可光固化组合物来产生光图案。通常,此类可光固化组合物含有光化学可活化自由基聚合引发剂。对于此类配制剂的制备,可使用现有技术已知的光致抗蚀剂基配制剂。
步骤(1)中施加的可聚合混合物的层具有优选1至50μm,更优选2至30μm,且最优选3至15μm的平均厚度。
优选的是,通过自由基或离子链聚合反应或加成聚合反应进行步骤(2)中的固化。优选的加成聚合反应为环加成,诸如2+2环加成、4+2环加成(狄尔斯-阿尔德反应)或1,3-偶极环加成,或亲核加成,诸如迈克尔反应。优选的固化条件对应于如上文所给出的用于形成共聚物的方法的优选聚合条件。
优选的是,步骤(1)中施加的可聚合混合物进一步包含一种或多种自由基引发剂。优选的自由基引发剂为上文所描述。
还提供包含根据上文所提及的制造方法制备的经封装微电子结构的微电子器件。
本发明是通过应决不视为限制性的下文中的实施例进一步说明。本领域技术人员应认可,可在不脱离如随附权利要求中所定义的本发明的精神及范围的情况下对本发明作出各种修改、添加及更改。
实施例
A)合成主体材料低聚物
合成低聚物4
步骤1
步骤2
步骤1:将三乙胺(49.7g,0.49mol)溶解于0.7l的无水甲苯中,随后添加无水甲烷磺酸(48.6g,0.5mol)。在小心地添加二胺2(PriamineTM,Croda,77.4g,0.14mol)及二酐1(50g,0.07mol)之前,将混合物在室温下搅拌10分钟。随后,使用迪安-斯塔克装置(Dean-Stark apparatus)将反应混合物加热至回流持续12h。
步骤2:将反应混合物冷却至室温且缓慢添加顺丁烯二酸酐(8.7g,0.09mol),随后添加额外的10g无水甲烷磺酸。使用迪安-斯塔克分水器(Dean-Stark trap)将混合物再加热至回流持续约12h。冷却至室温后,添加额外的200ml甲苯且停止搅拌。小心地分离上部(甲苯溶液)级份且用甲苯(2×500ml)洗涤盐级份两次。将甲苯溶液合并且经由用硅胶密封的玻璃漏斗过滤。用额外的100ml甲苯洗涤硅胶且在减压下移除甲苯以产生70g(85%)的黄色蜡质树脂。
合成低聚物5
将二甲基马来酸酐(ABCR,20g,0.16mol)缓慢添加至化合物3的反应混合物(描述于步骤1中的合成),随后添加额外的10g无水甲烷磺酸。使用迪安-斯塔克分水器将混合物再加热至回流持续约12h。冷却至室温后,添加额外的200ml甲苯且停止搅拌。小心地分离上部(甲苯溶液)级份且用甲苯(2×500ml)洗涤盐级份两次。将甲苯溶液合并且经由用硅胶密封的玻璃漏斗过滤。用额外的100ml甲苯洗涤硅胶且在减压下移除甲苯,以产生87g的黄色蜡质树脂。
B)合成添加剂
合成三-(2-马来酰亚胺乙基)-胺(6)
步骤1:将呋喃-顺丁烯二酸酐加成物(Alfa Aesar,28.5g,0.17mol)溶解于750ml甲醇中。在0℃下逐滴添加溶解于250ml甲醇中的三(2-氨基乙基)胺(Alfa Aesar,5g,0.03mol)。随后,将反应混合物在回流下加热4h。移除甲醇且静置浓缩溶液(大约350ml)以在4℃下结晶过夜。将所得黄色晶体过滤且用乙酸乙酯(19.6g,38%)洗涤。
步骤2:将步骤1中所获得的7.4g(0.013mol)产物溶解于300ml甲苯中。将溶液加热至回流。在20h之后,在减压下移除溶剂且将残余固体溶解于乙酸乙酯中且通过急骤层析(DCM/乙酸乙酯60/40)纯化。产率:4g(84%)。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=6.68(s,6H),3.52(t,J=6.6Hz,6H),2.71(t,J=6.6Hz,6H)ppm。
合成1,1’,1”-(氮基三(乙烷-2,1-二基))三(3,4-二甲基-1H-吡咯-2,5-二酮)(7)
在0℃下,将三(2-氨基乙基)胺(Alfa Aesar,10g,0.066mol)逐滴缓慢添加至冰醋酸(75ml)中。添加2,3-二甲基马来酸酐(Merck,25.9g,0.199mol)且在回流下加热反应混合物。在20h之后,添加乙酸乙酯(750ml)及水(375ml),分离各相且用乙酸乙酯洗涤水溶液两次。将合并的有机相用NaOH(1N,2×250ml)及盐水(250ml)洗涤且经Na2SO4干燥。过滤之后,在减压下移除溶剂且通过层析(SiO2,甲苯/乙酸乙酯(2:1,v/v))纯化残余固体。产率:26g(83%),呈白色固体状。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ=3.49(t,J=6.7Hz,6H),2.70(t,J=6.7Hz,6H),1.94(s,18H)ppm。
C)制备掺合物&自支撑膜
用于掺合物制备的通用程序:将低聚物4或5于甲苯(25wt.-%)中的溶液与不同量的添加剂(必要时,溶解于DMAc或环戊酮中)及适当量的自由基引发剂混合。
制备自支撑膜:为通过热或光诱导固化将刀片刮抹至玻璃基板上来制备自支撑聚合物膜(更多具体条件参见不同实施例)。可通过用水冲洗聚合物从玻璃基板移除膜。
机械&热特性:
在机械测试机器(500N Zwicki)上测量抗拉强度及断裂伸长率(E2B)。通过拉伸应力除以物理应力-应变曲线的弹性(初始、线性)部分中的延伸应变来计算杨氏模量(模量)。膜尺寸通常为25mm长、15mm宽且厚度在25-100μm之间。根据以下参数集进行测量:预测量:在10mm/min的延伸速率下为0.1N;主要延伸速率为50mm/min。在室温(23±2℃)下进行所有实验。
在拉伸模式中对402F3 TMA(Netzsch)进行热机械分析(TMA)。在N2氛围下,在20-300℃的范围内测量热膨胀系数(CTE)。
实施例1:低聚物4或5与1,1’-(亚甲基二-4,1-亚苯基)-双顺丁烯二酰亚胺(Aldrich,BMI1)
(a)固化条件:低聚物4或5+10wt.-%BMI1;在室温下10min+在100℃(加热板)下10min,10J/cm2(宽带),在175℃(加热板)下30min。
低聚物4+10wt.-%BMI1 | 低聚物5+10wt.-%BMI1 | |
模量[GPa] | 0.065±0.009 | 0.177±0.008 |
E2B[%] | 118±10 | 148±12 |
CTE[ppm/K] | >6000<sup>#</sup> | 34±21<sup>#</sup> |
#140-170℃之间的CTE。
低聚物5与10wt.-%BMI1的固化膜展现了是掺合物与低聚物4几乎3倍的杨氏模量,同时具有更高弹性(E2B)。另外,CTE大幅度减少至有利区域。
(b)固化条件:低聚物4或5+10wt.-%BMI1+5wt.-%Irgacure OXE-02(BASF),在室温下10min+在100℃(加热板)下10min,10J/cm2(宽带),在175℃(加热板)下30min。
低聚物4+10wt.-%BMI1 | 低聚物5+10wt.-%BMI1 | |
模量[GPa] | 0.578±0.024 | 0.411±0.012 |
E2B[%] | 91±9 | 167±14 |
CTE[ppm/K] | 531±459<sup>#</sup> | -35±60<sup>#</sup> |
#140-170℃之间的CTE。
除低CTE值以外,低聚物5与10wt.-%BMI1的固化膜使用OXE-02展示更高弹性。
(c)固化条件:低聚物4或5+10wt.-%BMI1+5wt.-%Irgacure OXE-02(BASF)+5wt.-%过氧化二异丙苯(Aldrich),在室温下10min+在100℃(加热板)下10min,10J/cm2(宽带),在175℃(加热板)下30min。
低聚物4+10wt.-%BMI1 | 低聚物5+10wt.-%BMI1 | |
模量[GPa] | 0.788±0.032 | 0.854±0.026 |
E2B[%] | 20±6 | 45±10 |
CTE[ppm/K] | 78±5<sup>#</sup> | 6±31<sup>#</sup> |
#140-170℃之间的CTE。
具有10wt.-%的BMI1的低聚物5的固化膜使用自由基热引发剂与光引发剂(OXE-02)的组合就模量、E2B及CTE而言展示更有利的值。
(d)固化条件:低聚物5+10wt.-%BMI1+5wt.-%N1919T(Adeka),在室温下10min+在100℃(加热板)下10min,10J/cm2(宽带),在175℃(加热板)下30min。
#140-170℃之间的CTE。
(e)固化条件:低聚物5+10wt.-%BMI1+5wt.-%N1919T(Adeka)+5wt.-%过氧化二异丙苯(Aldrich),在室温下10min+在100℃(加热板)下10min,10J/cm2(宽带),在175℃(加热板)下30min。
低聚物5+10wt.-%BMI1 | |
模量[GPa] | 0.429±0.038 |
E2B[%] | 140±35 |
CTE[ppm/K] | 61±48<sup>#</sup> |
#140-170℃之间的CTE。
实施例2:低聚物4或5与顺丁烯二酰亚胺6
固化条件:低聚物4或5+5wt.-%顺丁烯二酰亚胺6,10min室温,10min 100℃(加热板),10J/cm2(宽带),30min 175℃(加热板)。
*25-35℃之间的CTE。
低聚物5与5wt.-%顺丁烯二酰亚胺6的固化膜与低聚物4相比关于模量、E2B及CTE展现出更有利的值。
实施例3:低聚物4或5与二甲基顺丁烯二酰亚胺7
固化条件:低聚物4或5+5wt.-%二甲基顺丁烯二酰亚胺7,10min室温,10min 100℃(加热板),10J/cm2(宽带),30min 175℃(加热板)。
*25-35℃之间的CTE
实施例4:低聚物4或5与1,1’-(亚甲基二-4,1-亚苯基)-双顺丁烯二酰亚胺(Aldrich,BMI1)及二甲基顺丁烯二酰亚胺-SiO2(50nm,nanoComposix)
固化条件:低聚物4或5+10wt.-%BMI1+5wt.-%DMMI-SiO2(nanoComposix,Inc.,50nm),10min室温,10min 100℃(加热板),10J/cm2(宽带),30min 175℃(加热板)。
#140-170℃之间的CTE。
除有利CTE值以外,具有上述构成的低聚物5的固化膜展示高得多的模量值。
实施例5:低聚物4或5与1,1’-(亚甲基二-4,1-亚苯基)-双顺丁烯二酰亚胺(Aldrich,BMI1)及二甲基顺丁烯二酰亚胺-POSS(DMMI-POSS)
固化条件:低聚物4或5+10wt.-%BMI1+5wt.-%DMMI-POSS,10min室温,10min 100℃(加热板),10J/cm2(宽带),30min 175℃(加热板)。
#140-170℃之间的CTE
Claims (17)
1.可聚合混合物,其包含第一单体及第二单体,
其中该第一单体为一种或多种由式(1)表示的化合物,及
其中该第二单体为一种或多种能够与该第一单体反应以得到共聚物的双官能或多官能化合物:
P1-Sp1-(MG-Sp1)m-P1 式(1)
其中:
m为1至60的整数;
Sp1在每次出现时表示间隔基团(Sp)或单键;
MG为棒状介晶基团,其优选选自式(2):
-(A21-Z21)k-A22-(Z22-A23)l- 式(2)
其中:
A21至A23独立地且在每次出现时彼此独立地为芳基、杂芳基、杂环基、脂环基或环状酰亚胺基,其任选地经一个或多个相同或不同的基团L取代;
Z21及Z22独立地且在每次出现时彼此独立地为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR01-、-NR01-CO-、-NR01-CO-NR02、-NR01-CO-O-、-O-CO-NR01-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01-、-CY01=CY02-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-,或单键;
R01及R02各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基;
L为F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NRxxRyy、-C(=O)ORxx、-C(=O)Rxx、-NRxxRyy、-OH、-SF5,或具有1至20个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子任选地经F或Cl、-CN或具有1至6个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基替代;
Rxx及Ryy彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基;
Y01及Y02各自彼此独立地表示H、具有1至12个C原子的烷基、芳基、F、Cl或CN;及
k及l各自且独立地为0、1、2、3或4。
2.根据权利要求1的可聚合混合物,其中该间隔基团Sp选自式Sp’-X’,使得基团“P1-Sp1-”对应于式“P1-Sp’-X’-”,
其中:
Sp’表示
(a)具有1至40个,优选1至30个C原子的直链或支链亚烷基,其任选地经F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代,且另外,其中一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地以使得O及/或S原子彼此不直接连接的方式经-O-、-S-、-NH-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR01-CO-O-、-O-CO-NR01-、-NR01-CO-NR01-、-CH=CH-或-C≡C-替代,或
(b)-Spx-G-Spy-,其中Spx及Spy彼此独立地表示具有1至20个C原子的亚烷基或单键;G表示具有3至20个C原子的亚环烷基,其任选地经具有1至20个C原子的烷基单取代或多取代;
X’表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR01-、-NR01-CO-、-NR01-CO-NR01-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=C-、-N=N-、-CH=CR01-、-CY01=CY02-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或单键;
R01及R02各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基;及
Y01及Y02各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN。
4.根据权利要求1至3中一项或多项的可聚合混合物,其中A21至A23独立地,且在多次出现的情况下,彼此独立地表示选自以下基团a)至e)的部分:
a)反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基及4,4’-亚双环己基,其中一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-及/或-S-替代且其中一个或多个H原子可经基团L替代;
b)1,4-亚苯基、1,3-亚苯基、4,4’-亚联苯基、2,5-噻吩及2,6-二噻吩并[3,2-b:2’,3’-d]噻吩,其中一个或两个CH基团可经N替代且其中一个或多个H原子可经基团L替代;
c)四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基,其可经一个或多个基团L取代;
d)饱和、部分不饱和或完全不饱和且任选地经取代的具有5至20个环状C原子的多环基团,其中一个或多个也可经杂原子替代,优选选自由以下组成的组:双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、
其中一个或多个H原子可经基团L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代,且其中
M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY03-或-CY03Y04-;
Y03、Y04彼此独立地表示上文针对R01所给出的含义之一、F、Cl、CN、OCF3或CF3,且优选H、F、Cl、CN、OCF3或CF3;
W5、W6彼此独立地表示-CH2CH2-、-CH=CH-、-CH2-O-、-O-CH2-、-C(RcRd)-或-O-;
Rc、Rd彼此独立地表示H或具有1至6个C原子的烷基,优选为H、甲基或乙基;及
R03、R04彼此独立地表示H、F、具有1至12个C原子的直链或支链烷基,其中一个或多个H原子可经F替代;
e)选自由以下组成的组的环状酰亚胺:
其中一个或多个H原子可经基团L替代,及/或一个或多个双键可经单键替代,及/或一个或多个CH基团可经N替代。
5.根据权利要求1至4中一项或多项的可聚合混合物,其中该第二单体为选自以下的一种或多种双官能或多官能化合物:有机化合物、多面体倍半硅氧烷化合物及官能化无机纳米粒子。
6.根据权利要求1至5中一项或多项的可聚合混合物,其中该第二单体为一种或多种包含两个或更多个可聚合基团(P)的双官能或多官能化合物,所述可聚合基团选自:含有C=C双键的基团,其优选在自由基或离子链聚合中或在2+2环加成中与P1反应;含有两个共轭C=C双键的基团,其优选在4+2环加成中与P1反应;亲核基团,其优选在亲核加成中与P1反应;及1,3-偶极基团,其优选在1,3-偶极环加成中与P1反应。
7.根据权利要求6的可聚合混合物,其中该第二单体为以下中的一种或多种:
(a)由式(4)表示的有机化合物:
其中:
Q表示可任选地经一个或多个取代基L取代的具有1至50个碳原子的烃基,其中L为如前述权利要求中所定义,且其可任选地含有一个或多个选自N、O及S的杂原子基团;
P2表示根据权利要求6中所定义的可聚合基团(P);及
x为2至10的整数;
(b)由以下结构表示的多面体倍半硅氧烷化合物:
其中:
R为H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C6-C10芳基或C1-C6烷氧基;
L为C1-C12亚烷基或C1-C12氧基亚烷基,其中一个或多个不相邻的C原子可彼此独立地经-SiR05R06-替代,其中R05及R06各自彼此独立地表示H或具有1至6个C原子的烷基;
P2表示根据权利要求6中所定义的可聚合基团(P);
y为6至12的整数;且x为2至12的整数,
其中y-x≥0;或
(c)在其表面上包含可聚合基团P2的官能化无机纳米粒子,其中:
P2表示根据权利要求6中所定义的可聚合基团(P)。
8.一种用于形成共聚物的方法,其包括以下步骤:
(i)提供根据权利要求1至7中一项或多项的可聚合混合物;及
(ii)使所述可聚合混合物聚合以获得共聚物。
9.根据权利要求8的用于形成共聚物的方法,其中所述可聚合混合物进一步包含一种或多种自由基引发剂。
10.一种共聚物,其可通过根据权利要求8或9的用于形成共聚物的方法获得。
11.一种共聚物,其包含根据权利要求1至7中一项或多项所定义的至少一个衍生自该第一单体的重复单元及至少一个衍生自该第二单体的重复单元。
12.根据权利要求11的共聚物,其中衍生自该第一单体的该重复单元包含由式(5)表示的结构单元:
[-Sp1-(MG-Sp1)m-] 式(5)
其中Sp1、MG及m根据权利要求1至7中一项或多项所定义。
13.一种电子器件,其包含根据权利要求10至12中一项或多项的共聚物。
14.根据权利要求13的电子器件,其中所述共聚物形成介电层。
15.一种用于制备经封装微电子结构的制造方法,其中基板具有介电层,其中该方法包括以下步骤:
(1)将根据权利要求1至7中一项或多项的可聚合混合物施加至基板的表面;及
(2)固化所述可聚合混合物以形成介电层。
16.根据权利要求15的用于制备经封装微电子结构的制造方法,其中所述可聚合混合物进一步包含一种或多种自由基引发剂。
17.一种微电子器件,其包含可通过根据权利要求15或16的制造方法获得的经封装微电子结构。
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