TW202342563A - 用於介電應用之複合材料 - Google Patents

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Abstract

提供了一種介電複合材料,其包含 (a) 20-50重量%總固體的至少一種熱固性樹脂和其他樹脂組分;以及 (b) 50-70重量%總固體的至少一種無機微粒狀填料;其中該至少一種無機微粒狀填料用一種或多種基於丙烯酸的矽烷偶合劑進行表面改性。

Description

用於介電應用之複合材料
本揭露關於熱固性樹脂/表面改性的無機微粒狀填料複合材料、用於製備此類複合材料之方法、以及它們在製造電子裝置中之用途。
複合材料被用於旋塗介電封裝、電路板、層壓件和其他電子應用中。複合材料需要提供具有良好機械特性和良好黏附特性以及低介電特性的膜/塗層。特別地,希望具有高的拉伸強度、高的拉伸伸長率、與銅的良好黏附性、以及在高頻率下低的相對電容率(Dk)和損耗正切(Df)。另外,希望能夠在較低的溫度下加工複合材料而不需要過多的加工時間。
持續需要具有改進的特性的介電複合材料。
提供了一種介電複合材料,其包含:(a) 20-50重量%總固體的至少一種熱固性樹脂和其他樹脂組分;以及 (b) 50-70重量%總固體的至少一種無機微粒狀填料;其中: 該至少一種無機微粒狀填料用一種或多種基於丙烯酸的矽烷偶合劑進行表面改性。
如本說明書通篇所使用的,除非上下文另有明確指示,否則以下縮寫應具有以下含義:°C = 攝氏度;g = 克;nm = 奈米,µm = 微米(micron/micrometer);mm = 毫米;sec. = 秒;並且min. = 分鐘。除非另外指出,否則所有量係重量百分比(「wt.%」)並且所有比率係莫耳比。所有數值範圍皆為包含端值的,並且可按任何順序組合,除了顯然此數值範圍被限制為合計最高達100%的情況之外。除非另外指出,否則所有聚合物和低聚物的分子量均為以g/mol或道耳頓為單位的重量平均分子量(「Mw」),並且是使用凝膠滲透層析法與聚苯乙烯標準品進行比較而確定的。
除非上下文另有明確指示,否則冠詞「一個/種(a/an)」和「該(the)」係指單數和複數。如本文使用的,術語「和/或」包括相關項中的一個或多個的任何和全部組合。
如本文使用的,R、R a、R b、R’、R’’和任何其他變數為通用命名並且可以與式中所定義的那些相同或不同。
如本文使用的,當應用於單體時,術語「可加成聚合的」旨在意指能夠藉由簡單連接基團而不共同產生其他產物而聚合的不飽和單體。
術語「相鄰」在其涉及取代基時意指鍵合到用單鍵或多鍵連接在一起的碳上的基團。以下示出示例性相鄰的R基團:
術語「烷氧基」旨在意指基團RO-,其中R係烷基。
術語「烷基」旨在意指衍生自脂肪族烴的基團並且包括直鏈、支鏈、或環狀基團。「衍生自」化合物的基團指示藉由除去一個或多個氫或氘形成的基團。在一些實施方式中,烷基具有1至20個碳原子。
術語「芳香族化合物」旨在意指包含至少一個具有4n + 2非定域π電子的不飽和環狀基團的有機化合物。
術語「芳基」旨在意指衍生自具有一個或多個附接點的芳香族化合物的基團。該術語包括具有單環的基團以及具有可以藉由單鍵連接或稠合在一起的多個環的基團。碳環芳基在環結構中僅具有碳。雜芳基在環結構中具有至少一個雜原子。
術語「烷基芳基」旨在意指具有一個或多個烷基取代基的芳基。
術語「芳氧基」旨在意指基團RO-,其中R係芳基。
當應用於組成物時,術語「可固化」旨在意指當暴露於輻射和/或熱或在使用條件下變得較硬且較難溶於溶劑中的材料。
術語「液體組成物」旨在意指材料溶解在其中以形成溶液的液體介質、材料分散在其中以形成分散體的液體介質、或材料懸浮在其中以形成懸浮液或乳液的液體介質。
術語「(甲基)丙烯酸酯」旨在意指為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的基團。
術語「溶劑」旨在意指在使用溫度下為液體的有機化合物。該術語旨在涵蓋單一有機化合物或者兩種或更多種有機化合物的混合物。
在整個本說明書中,術語「膜」和「層」可互換使用。
所有範圍係包括端值的和可組合的。例如,術語「50至3000 cPs、或100或更多cPs的範圍」將包括50至100 cPs、50至3000 cPs和100至3000 cPs中的每一個。
在本說明書中,除非由使用上下文另外明確說明或相反指示,否則在本發明主題的實施方式被陳述或描述為包含(comprising)、包括(including)、含有(containing)、具有某些特徵或要素、由某些特徵或要素組成或者或由某些特徵或要素構成的情況下,除了明確陳述或描述的那些之外的一個或多個特徵或要素也可以存在於該實施方式中。所揭露的本發明主題的替代實施方式被描述為基本上由某些特徵或要素組成,其中將實質性改變操作原理或實施方式的區別特徵的實施方式特徵或要素在此不存在。所描述的本發明主題的另一個替代實施方式被描述為由某些特徵或要素組成,在該實施方式中或在其非實質變型中,僅存在所具體陳述或描述的特徵或要素。
除非另有定義,否則本文使用的所有技術和科學術語均具有與本揭露所屬領域普通技術人員所通常理解的相同含義。儘管與本文描述的那些方法和材料的類似者或等同者均可用於本揭露實施方式的實踐或檢驗,但以下描述了合適之方法和材料。此外,材料、方法和實例僅為說明性的並且不旨在是限制性的。
就本文未描述的程度而言,有關特定材料、加工行為和電路的許多細節均是常規的並且可以在光致抗蝕劑、介電材料和半導體構件領域內的教科書和其他來源中找到。
提供了一種介電複合材料,其包含:(a) 20-50重量%總固體的至少一種熱固性樹脂和其他樹脂組分;以及 (b) 50-70重量%總固體的至少一種無機微粒狀填料;其中: 該至少一種無機微粒狀填料用一種或多種基於丙烯酸的矽烷偶合劑進行表面改性。
熱固性樹脂沒有特別限制並且選自由芳基環丁烯、乙烯基自由基固化的聚合物、雙馬來醯亞胺熱固性材料、環氧熱固性材料和藉由邁克爾加成固化的熱固性材料組成之群組。
芳基環丁烯樹脂含有來自包含以下的混合物的聚合產物:(a) 10-50 mol%的一種或多種可加成聚合的芳基環丁烯單體和一種或多種選自由以下組成之群組的單體:(b) 15-60%的一種或多種親二烯體單體;(c) 15-50 mol%的一種或多種二烯單體;以及 (d) 0-10 mol%的一種或多種含雜環單體。
芳基環丁烯樹脂由具有至少一個可加成聚合的取代基的芳基環丁烯的可加成聚合的芳基環丁烯單體製備。該取代基可以是乙烯基、烯丙基、或(甲基)丙烯酸酯基團。基於共聚中存在的總單體,該單體可以以10-50 mol%、或在一些實施方式中20-40 mol%的量存在。
在一些實施方式中,芳基環丁烯單體具有式A-1、式A-2、或式A-3,如下所示:
(A-3)
在式A-1中,K 1可以是選自由以下組成之群組的二價基團:烷基、芳基、碳環芳基、多環芳基、雜芳基、芳氧基、芳基烷基、羰基、酯、羧基、醚、硫酯、硫醚、三級胺及它們的組合。在一些非限制性實施方式中,K 1可以是不具有雜原子的未取代的C 6-36碳環芳基、或不具有雜原子的未取代的C 6-18碳環芳基;或者具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-36碳環芳基、或具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-18碳環芳基;或者未取代的C 3-36雜芳基、或未取代的C 3-18雜芳基;或者具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-36雜芳基、或具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-18雜芳基;或者不具有環雜原子的未取代的C 6-36芳氧基、或不具有環雜原子的未取代的C 6-18芳氧基;或者具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 3-36雜芳氧基、或具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 3-18雜芳氧基;或者不具有雜原子的未取代的C 6-36芳基烷基、或不具有雜原子的未取代的C 6-18芳基烷基;或者具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 3-36雜芳基烷基、或具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 3-18雜芳基烷基。
在式A-1中,L 1係共價鍵或多價連接基團。在一些非限制性實施方式中,L 1係不具有環雜原子的C 6-12碳環芳基或選自由苯基、聯苯基和萘基組成之群組。
在式A-1中,M係取代或未取代的二價芳香族或多芳香族基團、或者取代或未取代的二價雜芳香族或多雜芳香族基團。在式A-1的一些非限制性實施方式中,M係不具有雜原子的未取代的C 6-36碳環芳基、或不具有雜原子的未取代的C 6-18碳環芳基;或者具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-36碳環芳基、或具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-18碳環芳基;或者未取代的C 3-36雜芳基、或未取代的C 3-18雜芳基;或者具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-36雜芳基、或具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-18雜芳基。
在式A-1中,R 5選自由以下組成之群組:氫、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳氧基、烷硫基、芳基硫醇、取代的烷基胺基和取代的芳基胺基。在式A-1的一些非限制性實施方式中,R 5係氫;或者C 1-6烷基、或C 1-3烷基;或者C 1-6烷氧基、或C 1-3烷氧基。
在式A-1中,R 6和R 7係相同或不同的並且獨立地選自由以下組成之群組:氫、氘、氰基、鹵基、甲基、乙烯基、烯丙基和具有1-100個碳原子的取代或未取代的異戊二烯。
在式A-1的一些非限制性實施方式中,R 5= R 6= R 7= 氫。
在式A-1的一些非限制性實施方式中,x和y係相同或不同的並且是1至5的整數,其中當L 1係共價鍵時,y = 1。
在式A-2中,K 2可以是單鍵或選自由以下組成之群組的二價基團:烷基、芳基、碳環芳基、多環芳基、雜芳基、芳氧基、芳基烷基、羰基、酯、羧基、和醚、硫酯、硫醚、三級胺及它們的組合。在一些非限制性實施方式中,K 2可以是共價鍵;或者不具有雜原子的未取代的C 6-36碳環芳基或不具有雜原子的未取代的C 6-18碳環芳基;或者具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-36碳環芳基、或具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-18碳環芳基;或者未取代的C 3-36雜芳基、或未取代的C 3-18雜芳基;或者具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-36雜芳基、或具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 6-18雜芳基;或者不具有環雜原子的未取代的C 6-36芳氧基、或不具有環雜原子的未取代的C 6-18芳氧基;或者具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 3-36雜芳氧基、或具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 3-18雜芳氧基;或者不具有雜原子的未取代的C 6-36芳基烷基、或不具有雜原子的未取代的C 6-18芳基烷基;或者具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 3-36雜芳基烷基、或具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的C 3-18雜芳基烷基。
式A-1中的L 1、M、x和y同樣適用於式A-2中的L 1、M、x和y。對於式A-1中的R 5的所有上述實施方式同樣適用於式A-2中的R 1-R 7
在式A-3中,K 3係選自由乙烯基、苯乙烯基、馬來醯亞胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、烯丙基、炔基或官能等同物組成之群組的可聚合的官能基。
式A-1和式A-2中的L 1、M、x和y同樣適用於式A-3中的L 1、M、x和y。對於式A-1和式A-2中的R 1-R 4的所有上述實施方式同樣適用於式A-3中的R 1-R 4
在一個非限制性實施方式中,芳基環丁烯單體具有式A-1-a: 其中: Ar係取代或未取代的碳環芳基或者取代或未取代的雜芳基;Q係共價鍵、O、S、或NR a;R a選自由氫、氘、取代或未取代的碳環芳基、以及取代或未取代的雜芳基組成之群組;R 5- R 7係相同或不同的並且獨立地選自由氫、氘、烷基、烷氧基、取代或未取代的碳環芳基、以及取代或未取代的雜芳基組成之群組;R 8選自由烷基、烷氧基、取代或未取代的碳環芳基、以及取代或未取代的雜芳基組成之群組;並且a係0至4的整數。
在式A-1-a中,Ar係具有6-36個環碳的未取代的碳環芳基、或具有6-12個環碳的未取代的碳環芳基;或者具有6-36個環碳並且具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的碳環芳基、或具有6-12個環碳並且具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的碳環芳基;或者具有3-36個環碳的雜芳基、或具有3-12個環碳的雜芳基;或者具有6-36個環碳並且具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的雜芳基、或具有3-12個環碳並且具有至少一個選自由烷基和烷氧基組成之群組的取代基的取代的雜芳基;或者選自由苯基、聯苯基、和萘基組成之群組。
在式A-1-a的一些非限制性實施方式中,Q係共價鍵、或O、或S、或NH、或NCH 3
在式A-1-a的一些非限制性實施方式中,a係0;或者1;或者2;或者 > 0;或者 > 0並且至少一個R 8係C 1-6烷基、或C 1-3烷基;或者 > 0並且至少一個R 8係C 1-6烷氧基、或C 1-3烷氧基。
在另一個非限制性實施方式中,芳基環丁烯單體具有式A-2-a: 其中: Ar係取代或未取代的碳環芳基或者取代或未取代的雜芳基;Q係共價鍵、O、S、或NR a;R a選自由氫、氘、取代或未取代的碳環芳基、以及取代或未取代的雜芳基組成之群組;R 1- R 7係相同或不同的並且獨立地選自由氫、氘、烷基、烷氧基、芳氧基、取代或未取代的碳環芳基、以及取代或未取代的雜芳基組成之群組;R 8選自由烷基、烷氧基、取代或未取代的碳環芳基、以及取代或未取代的雜芳基組成之群組;並且b係0至3的整數。
在式A-2-a中,b可以是0;或者1;或者2;或者 > 0;或者 > 0並且至少一個R 8係C 1-6烷基、或C 1-3烷基;> 0並且至少一個R 8係C 1-6烷氧基、或C 1-3烷氧基。
對於式A-1-a中的Ar和Q的所有上述實施方式同樣適用於式A-2-a中的Ar和Q。對於式A-1中的R 5的所有上述實施方式同樣適用於式A-2-a中的R 1-R 7
芳基環丁烯單體的實例可以包括但不限於1-(4-乙烯基苯氧基)-苯并環丁烯、1-(4-乙烯基甲氧基)-苯并環丁烯、1-(4-乙烯基苯基)-苯并環丁烯、1-(4-乙烯基羥基萘基)-苯并環丁烯、4-乙烯基-1-甲基-苯并環丁烯、4-乙烯基-1-甲氧基-苯并環丁烯和4-乙烯基-1-苯氧基-苯并環丁烯。
芳基環丁烯樹脂由基於共聚中存在的總單體以5-70 mol%、或在一些實施方式中15-60 mol%的量存在的一種或多種親二烯體單體製備,該親二烯體單體具有由式 (II) 給出的結構:
(II)
在式 (II) 中,B可以是氫、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香族的、取代或未取代的雜芳香族的、取代或未取代的烷氧基、或羥基。R 9- R 11係相同或不同的並且獨立地選自由以下組成之群組:氫、氘、甲基、乙烯基、烯丙基、具有1-100個碳原子的取代或未取代的異戊二烯、具有1至100個碳原子的取代或未取代的烷基、鹵素、氰基、具有6至100個碳原子的取代或未取代的芳基、具有6至100個碳原子的取代或未取代的雜芳基及它們的組合。
在一些非限制性實施方式中,該一種或多種親二烯體單體具有由式 (III) 給出的結構
(III)
其中R 12-R 14係相同或不同的並且獨立地選自由氫和C 1-5烷基組成之群組;並且R 15在每次出現時係相同或不同的並且選自由氫和C 1-5烷基組成之群組,並且其中相鄰的R 15基團可以連接以形成稠合的6員芳香族環。
在一些非限制性實施方式中,該一種或多種親二烯體單體選自由苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、1-乙烯基萘和2-乙烯基萘組成之群組。
基於共聚中存在的總單體,二烯單體可以以15-50 mol%、15-30 mol%、或20-25 mol%的量存在。在一個實施方式中,二烯單體具有式 (IV),如以下所示: 其中R 16在每次出現時係相同或不同的並且選自由氫和甲基組成之群組;並且R 17在每次出現時係相同或不同的並且選自由氫、C 1-5烷基、C 1-5烷氧基、C 1-5硫代烷基和C 5-12烯基組成之群組。
在式IV中,所有的R 16都可以是氫,或者三個R 16係氫並且一個R 16係甲基。兩個R 17相同;或者不同;或者至少一個R 17係氫;或者至少一個R 17係C 1-3烷基、或甲基;或者至少一個R 17係C 1-3烷氧基、或甲氧基;或者至少一個R 17係具有式-(CH 2) c-CH=C(R 18) 2的烯基,其中c係1-5的整數並且R 18係氫或甲基。
二烯單體的實例可以包括但不限於丁二烯、異戊二烯、1,3-戊二烯、2,4-己二烯、環戊二烯、β-月桂烯、羅勒烯、環辛二烯、法呢烯、以及可聚合的萜烯。
該混合物可以進一步包含1-20 mol%、或3-10 mol%、或4-7 mol%的可加成聚合的乙烯基取代的C 3-12雜環或乙烯基取代的C 3-5雜環單體。在一些實施方式中,該雜環單體可以進一步被一個或多個C 1-6烷基、C 6-12碳環芳基、或C 3-12雜芳基取代。該雜環單體選自由N-雜環、S-雜環、N,S-雜環、及它們的取代衍生物組成之群組。
N-雜環可以具有至少一個環氮。N-雜環的實例可以包括但不限於吡咯、吡啶、二𠯤、三𠯤、咪唑、苯并咪唑、以及喹啉酮。S-雜環可以具有至少一個環硫。S-雜環的實例可以包括但不限於噻吩、苯并噻吩、以及二苯并噻吩。N,S-雜環可以具有至少一個環氮和一個環硫。N,S-雜環的實例可以包括但不限於噻唑、噻二唑、以及噻二𠯤。
在一個非限制性實施方式中,雜環單體具有式V,如以下所示: 其中Z 1和Z 2係相同或不同的並且是N或CR 22a;並且R 19- R 21和R 22a在每次出現時係相同或不同的並且選自由氫和C 1-5烷基組成之群組。
在式V中,Z 1= Z 2;或者Z 1≠ Z 2;或者Z 1係CH、或CR 22a、或N、或CH;或者Z 2係CR 22a、或N。R 19係氫、或C 1-3烷基、或甲基。對於式V中的R 19的所有上述實施方式同樣適用於式V中的R 20、R 21和R 22a;或者R 19= R 20= R 21= 氫。
雜環單體的實例可包括但不限於4-乙烯基吡啶、4-乙烯基-1,3-二𠯤、2-乙烯基-1,3,5-三𠯤、以及4-甲基-5-乙烯基-1,3-噻唑。此外,聚合中可以存在一種或多種另外的可加成聚合的單體。
在一些非限制性實施方式中,該至少一種芳基環丁烯樹脂具有由式 (VI) 給出的結構
(VI)
其中Ar 1係含有N、S、O或P原子的雜環;R 23係H、CH 3、乙基或三級丁基;R 24係H、CH 3、C 1-C 12烷基或C 1-C 12烯烴;R 25係環丁烯、1-環丁烯、1-氧基-環丁烯或α-甲基環丁烯;l係0至10的整數;R 26係具有1至12個碳原子的烷基、環烷基或芳基;n係5至70的整數;m係5至50的整數;並且o係5至50的整數;並且p係5至50的整數,使得l + n + m + o + p = 100。
在本文所揭露的介電複合材料的一些非限制性實施方式中,該至少一種無機微粒狀填料選自由具有小於5的介電常數和小於0.002的介電損耗(在GHz範圍內)的無機填料組成之群組。任何具有該等特性的微粒狀填料通常是可用的,只要其小於約2 µm平均尺寸或約8 µm絕對尺寸,並且具有良好的絕緣特性和/或良好的介電特性。在一些非限制性實施方式中,無機微粒狀填料較佳的是具有小於或等於最終產品仲介電複合材料的層厚度的百分之十的平均粒度。在一些非限制性實施方式中,無機微粒狀填料具有小於或等於4.0的介電常數和小於0.001的介電損耗。無機微粒狀填料的非限制性實例包括二氧化矽、氧化鋁、氮化硼、玻璃和石英。
在一些非限制性實施方式中,該至少一種無機微粒狀填料以介電組成物的30-90重量%、在一些非限制性實施方式中40-80重量%並且在一些非限制性實施方式中50-70重量%存在。
在本文所揭露的介電複合材料的一些非限制性實施方式中,用於該至少一種無機微粒狀填料的表面改性的矽烷偶合劑的選擇沒有特別限制。在本文所揭露的介電複合材料的一些非限制性實施方式中,該一種或多種基於丙烯酸的矽烷偶合劑具有由式 (VII) 給出的結構
(VII)
其中R在每次出現時係相同或不同的並且選自由烷基、芳基、乙醯基、酮亞胺基和烯基組成之群組;X係選自由以下組成之群組的不飽和基團:丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、烯丙氧基、乙烯基、馬來醯亞胺基、富馬酸酯、馬來酸酯、乙炔基、苯基乙炔基、二苯乙烯、丙炔酸酯和苯基丙炔酸酯;並且n係1-10的整數。在一些非限制性實施方式中,矽烷偶合劑係基於丙烯酸的。在一些非限制性實施方式中,矽烷偶合劑係單體的,並且在一些非限制性實施方式中,矽烷偶合劑藉由乙烯基進行聚合。
基於丙烯酸的矽烷偶合劑的實例可以包括但不限於雙(三甲氧基矽基)丙基富馬酸酯、8-甲基丙烯醯氧基辛基-三甲氧基矽烷(KBM-5803)、丙烯醯氧基和甲基甲氧基矽烷低聚物(KR-513)、甲基丙烯醯氧基和甲基甲氧基矽烷低聚物(X-40-9296)、巰基和甲基甲氧基矽烷低聚物(KR-519)、巰基甲氧基矽烷有機鏈低聚物(X-12-1154)、以及3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(KBM-503)、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷(KBM-502)、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷(KBE-503)。
在本文所揭露的介電複合材料的一些非限制性實施方式中,該一種或多種基於丙烯酸的矽烷偶合劑與一種或多種聚合矽烷組合以用於無機微粒狀填料的表面改性。在一些非限制性實施方式中,該一種或多種聚合矽烷具有由式 (VIII) 給出的結構
(VIII)
其中R 27選自由烷基和H組成之群組;R 28選自由烷基和芳基、乙醯基、酮亞胺基、和烯基組成之群組;R 29選自由COOCH 2CH=CH 2、CH 3和H組成之群組;R 30選自由4-烯丙氧基苯基、COOCH 2CH=CH 2和任何含有反應性親二烯體的基團組成之群組;X和Y係相同或不同的並且選自由甲基和H組成之群組;m和n係相同或不同的並且是10-1000的整數;o係0-1000的整數;並且p係0-10的整數。
在一些非限制性實例中,該一種或多種聚合矽烷選自由共聚物A、共聚物B和共聚物C組成之群組
共聚物A
共聚物B
共聚物C
本揭露進一步關於包含溶解或分散於一種或多種有機溶劑中的上述組分的液體組成物。使用任何已知的技術可以將該等液體組成物沈積到基底上以形成膜並加熱以除去溶劑。在此之後,可以進行額外的加熱步驟以固化膜。在一些實施方式中,本揭露之液體組成物可以用於形成用於光刻、封裝、黏附、密封和塊電介質(bulk dielectric)應用(諸如在塗層或緩衝層上旋塗中)的介電膜。在基底上形成的介電膜可以直接使用或可以剝離下來並且在電子裝置中的不同基底上使用。
本領域中已知的任何基底可以用於本揭露。基底的實例可以包括但不限於矽、銅、銀、銦錫氧化物、二氧化矽、玻璃、氮化矽、鋁、金、聚醯亞胺以及環氧模製化合物。
合適的有機溶劑係聚合物在其中可溶的那些。特別有用的有機溶劑係可用於製造或配製芳基環丁烯聚合物的任何溶劑。示例性有機溶劑包括但不限於極性質子和極性非質子溶劑,例如醇,諸如2-甲基-1-丁醇、4-甲基-2-戊醇和甲基異丁基甲醇;酯,諸如乳酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯、2-羥基異丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、乙酸正丁酯以及乙酸3-甲氧基-1-丁酯;內酯,諸如γ-丁內酯;內醯胺,諸如N-甲基吡咯啶酮;醚,諸如丙二醇甲醚和二丙二醇二甲醚異構物,諸如PROGLYDE TMDMM(陶氏化學公司,米德蘭,密西根州(The Dow Chemical Company, Midland, MI));酮,諸如2-丁酮、環戊酮、環己酮以及甲基環己酮;及其混合物。
合適的添加劑可以添加到本揭露之液體組成物中。該等添加劑的實例可以包括但不限於一種或多種的以下中的每一種:固化劑、交聯劑(諸如與聚合物分離的交聯單體)、表面活性劑、無機填料、有機填料、增塑劑、黏合促進劑、金屬鈍化材料、以及前述中任一種的組合。合適的表面活性劑係熟悉該項技術者熟知的,並且較佳的是非離子型表面活性劑。此類表面活性劑可以以0至10 g/L、或0至5 g/L的量存在。
任何合適的無機填料都可以視需要用於本發明的組成物中並且是熟悉該項技術者熟知的。示例性無機填料可以包括但不限於二氧化矽、氧化鋁、硫酸鋇、滑石、黏土、雲母粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鎂、氮化硼、硼酸鋁、鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鉍、氧化鈦、鋯酸鋇和鋯酸鈣。在一些非限制性實施方式中,二氧化矽可以是無定形二氧化矽、粉狀二氧化矽、氣相二氧化矽、結晶二氧化矽、合成二氧化矽、或中空二氧化矽。在一些非限制性實施方式中,使用球形二氧化矽。無機填料可以單獨使用或以兩種或更多種的組合使用。在一些非限制性實施方式中,不使用無機填料。
無機填料的平均粒徑沒有特別限制。從在絕緣層上形成精細佈線的角度來看,無機填料的平均粒徑的上限係5 µm或更小,在一些非限制性實施方式中是3 µm或更小,在一些非限制性實施方式中是1 µm或更小,在一些非限制性實施方式中是0.7 µm或更小,在一些非限制性實施方式中是0.5 µm或更小,在一些非限制性實施方式中是0.4 µm或更小,並且在一些非限制性實施方式中是0.3 µm或更小。在另一方面,無機填料的平均粒徑的下限可以是0.01 µm或更大,在一些非限制性實施方式中是0.03 µm或更大,在一些非限制性實施方式中是0.05 µm或更大,在一些非限制性實施方式中是0.07 µm或更大,並且在一些非限制性實施方式中是0.1 µm或更大。
無機填料的平均粒徑可以基於米氏(Mie)散射理論藉由雷射衍射和散射法測量。具體地,使用雷射衍射粒度分佈測量裝置在體積基礎上製作無機填料的粒度分佈,並且可測量其中值直徑作為平均粒徑。可以對其中無機填料藉由超音波分散在水中的分散體進行測量。測量可以在可商購設備諸如由堀場集團(Horiba, Ltd.)製造的LA-500、750和950或類似設備上進行。
基於組成物中的非揮發性組分的總重量,無機填料典型地以35 wt%至80 wt%的量使用。
無機填料可以用或可以不用偶合劑表面處理劑來處理以使填料與熱固性樹脂相容。熟悉該項技術者可以辨別應當如何選擇表面處理劑以便匹配適當的熱固性化學。表面處理劑的非限制性實例包括苯基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、巰基丙基三甲氧基矽烷、六甲基二矽氮烷和二異丙氧基鈦雙(三乙醇胺化物)、雙(三甲氧基矽基)丙基富馬酸酯、8-甲基丙烯醯氧基辛基-三甲氧基矽烷(KBM-5803)、丙烯醯氧基和甲基甲氧基矽烷低聚物(KR-513)、甲基丙烯醯氧基和甲基甲氧基矽烷低聚物(X-40-9296)、巰基和甲基甲氧基矽烷低聚物(KR-519)、巰基甲氧基矽烷有機鏈低聚物(X-12-1154)、以及3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(KBM-503)、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷(KBM-502)、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷(KBE-503)。
金屬鈍化材料可以是銅鈍化劑。合適的銅鈍化劑在本領域中是熟知的並且包括咪唑、苯并三唑、乙二胺或其鹽或酸酯、以及亞胺基二乙酸或其鹽。
任何合適的交聯劑可以視需要用於本發明的液體組成物中。合適的交聯劑可以與樹脂組成物中的官能基反應,該等官能基包括如熟悉該項技術者所選擇的烯烴和狄爾斯-阿德爾(Diels Alder)二烯烴。此類合適的交聯劑可以包括多官能硫醇、多官能疊氮化物、多官能氮丙啶和雙芳基環丁烯單體以及多官能親二烯體諸如(甲基)丙烯酸酯、馬來醯亞胺、烯丙基化合物、乙烯基矽烷化合物、或其他合適的親二烯體,前提係它們在用於固化組成物的條件下與本揭露之聚合物交聯。此類交聯劑的選擇在熟悉該項技術者的能力之內。基於組成物中可聚合單體的總重量,此類交聯劑典型地以0至30 wt.%、或0至15 wt.%的量使用。
各種固化劑可以用於本揭露之可用於光刻中的液體組成物中。合適的固化劑可以有助於含有雙苯并環丁烯的材料的固化,並且可以藉由熱或光來活化。示例性固化劑可以包括但不限於熱生成引發劑和光活性化合物(光生成引發劑)。此類固化劑的選擇在熟悉該項技術者的能力之內。較佳的熱生成引發劑係自由基引發劑,諸如但不限於偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲醯、以及過氧化二異丙苯。較佳的光活性固化劑係從巴斯夫公司以Irgacure商標可獲得的自由基光引發劑、以及二偶氮萘醌(DNQ)化合物(包括DNQ化合物的磺酸酯)。合適的DNQ化合物係具有DNQ部分(諸如DNQ磺酸酯部分)的任何化合物,並且其在本發明的組成物中起到光活性化合物的作用,即,它們在暴露於合適的輻射時起到分解抑制劑的作用。合適的DNQ化合物揭露於美國專利號7,198,878和8,143,360中,其全部內容藉由引用併入本文。
基於聚合物固體的總重量,光活性化合物的量0至30 wt.%變化。當存在時,基於聚合物固體的總重量,光活性化合物典型地以5至30 wt.%、或5至25 wt.%、或10至25 wt.%的量使用。
任何合適的黏合促進劑可以用於本揭露之液體組成物中並且此種黏合促進劑的選擇完全在熟悉該項技術者的能力之內。較佳的黏合促進劑係含矽烷的材料或四烷基鈦酸酯、或含三烷氧基矽烷的材料。示例性黏合促進劑包括但不限於雙(三烷氧基矽基烷基)苯,諸如雙(三甲氧基矽基乙基)苯;胺基烷基三烷氧基矽烷,諸如胺基丙基三甲氧基矽烷、胺基丙基三乙氧基矽烷、以及苯基胺基丙基三乙氧基矽烷;和其他矽烷偶合劑,以及前述的混合物。黏合促進劑可以首先作為底漆層施加或作為添加劑施加到組成物中。特別合適的黏合促進劑包括AP 3000、AP 8000、和AP 9000C(陶氏電子材料公司,瑪律堡,麻塞諸塞州(Dow Electronic Materials, Marlborough, MA))。基於組成物的總重量,本揭露之液體組成物可以含有0至15 wt.%、或0.5至10 wt.%、或1至10 wt.%、或2至10 wt.%的黏合促進劑。
任何合適的增韌劑或增塑劑可以用於本揭露之液體組成物中並且其選擇完全在熟悉該項技術者的能力之內。示例性增韌劑包括但不限於BMI 689(設計者分子公司(Designer Molecules))、鄰苯二甲酸二烯丙酯和異構物、己二醇二丙烯酸酯和在25°C的溫度下為液體的其他合適的材料。增韌劑以組成物的總非揮發物重量的0-20 wt.%、或2-10 wt.%、或3-5%來使用。
任何合適的阻燃劑可以用於本揭露之液體組成物中並且其選擇完全在熟悉該項技術者的能力之內。阻燃劑的實例可以包括基於有機磷的阻燃劑、有機含氮的磷化合物、氮化合物、基於矽酮的阻燃劑和金屬氫氧化物。基於有機磷的阻燃劑可以是菲型磷化合物諸如HCA、HCA-HQ和HCA-NQ(三光株式會社(SANKO CO., LTD.)),含磷的苯并㗁𠯤化合物諸如HFB-2006M(昭和高分子有限公司(Showa High Polymer Co., Ltd.)),磷酸酯化合物諸如REOFOS 30、50、65、90、110、TPP、RPD、BAPP、CPD、TCP、TXP、TBP、TOP、KP140和TIBP(味之素精細化學公司(Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc.))、TPPO和PPQ(北興化學工業株式會社(HOKKO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.))、OP930(科萊恩公司(Clariant Ltd.))和PX200(大八化學工業有限公司(DAIHACHI CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.)),含磷的環氧樹脂諸如FX289、FX305和TX0712(東都化成株式會社(Tohto Kasei Co., Ltd.)),含磷的苯氧基樹脂諸如ERF001(東都化成株式會社)以及含磷的環氧樹脂諸如YL7613(日本環氧樹脂株式會社(Japan Epoxy Resin Co., Ltd.))。
有機含氮的磷化合物可以是磷酸酯醯胺化合物諸如SP670和SP703(四國化成工業株式會社(Shikoku Chemicals Corporation)),磷腈化合物諸如SPB-100、SPV-100和SPE-100(大塚化學株式會社(Otsuka Chemical Co., Ltd.))和FP-系列(伏見製藥所(FUSHIMI Pharmaceutical Co., Ltd.))。金屬氫氧化物可以是氫氧化鎂諸如UD65、UD650和UD653(宇部材料株式會社(Ube Material Industries, Ltd.))和氫氧化鋁諸如B-30、B-325、B-315、B-308、B-303和UFH-20(巴工業株式會社(Tomoe Engineering Co., Ltd.))。
在一些非限制性實施方式中,相對於樹脂組成物中100重量%的非揮發性組分,阻燃劑的含量係0.5至10重量%,並且在一些非限制性實施方式中是1至5重量%。
任何合適的表面流平劑或‘流平劑’可以用於本揭露之液體組成物中並且其選擇完全在熟悉該項技術者的能力之內。流平劑可以含有大多數由以下單體Si(R 1)(R 2)(OR 3) 2聚合衍生的矽酮單元,其中R 1、R 2或R 3各自獨立地選自C 1-C 20烷基或C 5-C 20脂肪族基團或C 1-C 20芳基。在一個非限制性實施方式中,流平劑係非離子型的,並且可以含有至少兩個可以在陽離子光固化製程或熱固化條件下與矽樹脂和非矽樹脂中所含的官能基進行化學反應的官能基。在一些非限制性實施方式中,存在含有非反應性基團的流平劑。除矽衍生的單元外,流平劑還可以包含由包含環氧乙烷環的C 3-C 20脂肪族分子聚合衍生的單元。另外,流平劑可包含衍生自包含羥基的C 1-C 50脂肪族分子的單元。在一些非限制性實施方式中,流平劑不含鹵素取代基。在一些非限制性實施方式中,流平劑的分子結構主要是線性、支化或超支化的,或者它可以是接枝結構。
在一些非限制性實施方式中,流平劑選自由以下組成之群組:AD1700、MD700;Megaface F-114、F-251、F-253、F-281、F-410、F-430、F-477、F-510、F-551、F-552、F-553、F-554、F-555、F-556、F-557、F-558、F-559、F-560、F-561、F-562、F-563、F-565、F-568、F-569、F-570、F-574、F-575、F-576、R-40、R-40-LM、R-41、R-94、RS-56、RS-72-K、RS-75、RS-76-E、RS-76-NS、RS-78、RS-90、DS-21(日本油墨太陽化學公司(DIC Sun Chemical));KY-164、KY-108、KY-1200、KY-1203(日本信越(Shin Etsu));Dowsil 14、Dowsil 11、Dowsil 54、Dowsil 57、Dowsil FZ2110、FZ-2123;Xiameter OFX-0077;ECOSURF EH-3、EH-6、EH-9、EH-14、SA-4、SA-7、SA-9、SA-15;Tergitol 15-S-3、15-S-5、15-S-7、15-S-9、15-S-12、15-S-15、15-S-20、15-S-30、15-S-40、L61、L-62、L-64、L-81、L-101、XD、XDLW、XH、XJ、TMN-3、TMN-6、TMN-10、TMN-100X、NP-4、NP-6、NP-7、NP-8、NP-9、NP-9.5、NP-10、NP-11、NP-12、NP-13、NP-15、NP-30、NP-40、NP-50、NP-70;Triton CF-10、CF-21、CF-32、CF76、CF87、DF-12、DF-16、DF-20、GR-7M、BG-10、CG-50、CG-110、CG-425、CG-600、CG-650、CA、N-57、X-207、HW 1000、RW-20、RW-50、RW-150、X-15、X-35、X-45、X-114、X-100、X-102、X-165、X-305、X-405、X-705;PT250、PT700、PT3000、P425、P1000TB、P1200、P2000、P4000、15-200(陶氏化學公司(Dow Chemical));DC ADDITIVE 3、7、11、14、28、29、54、56、57、62、65、67、71、74、76、163(陶氏有機矽公司(Dow Silicones));TEGO Flow 425、Flow 370、Glide 100、Glide 410、Glide 415、Glide 435、Glide 432、Glide 440、Glide 450、Flow 425、Wet 270、Wet 500、Rad 2010、Rad 2200 N、Rad 2011、Rad 2250、Rad 2500、Rad 2700、Dispers 670、Dispers 653、Dispers 656、Airex 962、Airex 990、Airex 936、Airex 910(贏創公司(Evonik));BYK-300、BYK-301/302、BYK-306、BYK-307、BYK-310、BYK-315、BYK-313、BYK-320、BYK-322、BYK-323、BYK-325、BYK-330、BYK-331、BYK-333、BYK-337、BYK-341、BYK-342、BYK-344、BYK-345/346、BYK-347、BYK-348、BYK-349、BYK-370、BYK-375、BYK-377、BYK-378、BYK-UV3500、BYK-UV3510、BYK-UV3570、BYK-3550、BYK-SILCLEAN 3700、Modaflow ®9200、Modaflow ®2100、Modaflow ®λ、Modaflow ®ε、Modaflow ®樹脂、Efka FL、Additiol XL 480、Additol XW 6580和BYK-SILCLEAN 3720。
在一些非限制性實施方式中,流平劑可以以0至1 wt%、或0.001至0.9 wt%、或0.05至0.5 wt%、或0.05至0.25 wt%、或0.05至0.2 wt%、或0.1至0.15 wt%的量存在。
本揭露之光刻液體組成物可以藉由以任何次序組合本揭露之一種或多種聚合物、任何有機溶劑、水或額外組分和作為固化劑的光活性化合物來製備。有機溶劑與上述那些相同。當本發明的組成物含有光活性化合物諸如二偶氮萘醌、鎓鹽或光引發劑時,較佳的是,首先將固化劑溶解於合適的有機溶劑或鹼水溶液中,然後與一種或多種本發明的聚合物和任何視需要的表面活性劑組合,並且然後與任何視需要的黏合促進劑組合。合適的光活性化合物的選擇係在本領域的普通技術水平內的。
在一些實施方式中,本揭露之液體組成物可以藉由任何合適之方法塗覆或沈積在基底上。基底與上述那些相同。用於塗覆本發明組成物的合適方法可以包括但不限於旋塗、幕塗、噴塗、輥塗、浸塗、氣相沈積和層壓諸如真空層壓和熱輥層壓,以及其他方法。在半導體製造工業中,旋塗係利用現有設備和製程的較佳之方法。在旋塗時,可隨著旋轉速度調節組成物的固體含量,以在其施加的表面上達到所希望的組成物厚度。
當本揭露之液體組成物不含黏合促進劑時,待塗覆有本發明組成物的基底的表面可以視需要首先與合適的黏合促進劑接觸或蒸汽處理。本領域中已知的各種氣相處理可以增加本揭露之聚合物與基底表面的黏附性,諸如電漿處理。在某些應用中,在用本發明的組成物塗覆表面之前,可以較佳的是使用黏合促進劑來處理基底表面。黏合促進劑與上述那些相同。
典型地,將本揭露之液體組成物以400至4000 rpm的旋轉速度旋塗。分配在晶圓或基底上的本發明組成物的量取決於組成物中的總固體含量、所得層的希望厚度、以及熟悉該項技術者熟知的其他因素。當藉由旋塗將本發明組成物的膜或層流延時,許多(或全部)溶劑在膜沈積期間蒸發。較佳的是,在被佈置在表面上之後,將組成物加熱(軟烘烤)以除去任何剩餘的溶劑。儘管可以適當地使用其他溫度,但典型的烘烤溫度為90°C至120°C。除去殘餘溶劑的這種烘烤典型地進行大約一至兩分鐘,儘管可以適當使用更長或更短的時間。
典型地,本揭露之組成物藉由加熱一段時間來固化。合適的固化溫度範圍為140°C至300°C;或170°C至250°C。典型地,固化時間範圍係1至600分鐘、或30至240分鐘、或30至120分鐘。
在一個實施方式中,可以將包含本文所描述的組成物的液體組成物旋轉流延到銅上。可以藉由狹縫式模頭塗布機或其他合適的設備流延該組成物,以形成微電子應用所希望的乾膜。可以將該等流延膜在70°C-150°C、或90°C-120°C的溫度下軟烘烤30秒至10分鐘以去除殘餘溶劑。然後可以使軟烘烤的膜經受150°C-250°C的固化條件30分鐘至4小時。
所得的固化的膜具有良好的拉伸強度、拉伸伸長率、對希望的基底(諸如銅)的良好的黏附性以及在高頻率下的低介電損耗。在一些非限制性實施方式中,本文所揭露的樹脂在不借助任何種類的無機填料的情況下就可以獲得該等良好的特性。在高頻(10 GHz或28 GHz以下)下,介電膜可以具有小於3.0的Dk值和小於0.004的Df值。在一些實施方式中,在10 GHz的頻率下介電膜具有Dk ≤ 2.6和Df ≤ 0.004。在一些實施方式中,在28 GHz的頻率下介電膜具有Dk ≤ 2.6和Df ≤ 0.004。
在一些實施方式中,本揭露之液體組成物的層也可以形成為乾膜並藉由層壓配置在基底的表面上。在基於層壓之方法中,當黏合劑膜具有厚度在1-40 µm之間的保護膜時;首先去除保護膜,然後如果希望的話,則將黏合劑膜和電路基底預熱,並且在壓製和加熱的同時將黏合劑膜壓縮黏結至電路基底。在一些非限制性實施方式中,合適地採用其中藉由真空層壓法在減壓下將黏合劑膜層壓在電路基底上之方法。非限制性層壓條件可以包括:70°C-140°C的壓縮黏結溫度(層壓溫度),1-11 kgf/cm 2(9.8 × 10 4- 107.9 × 10 4N/m 2)的壓縮黏結壓力和20 mmHg(26.7 hPa)或更低的在氣動壓力方面的減壓。層壓法可以是分批模式或使用輥的連續模式。真空層壓可以使用可商購的真空層壓機進行。可商購的真空層壓機的實例包括由日合摩頓株式會社(Nichigo-Morton Co., Ltd.)製造的真空施加器、由名機製作所株式會社(Meiki Co., Ltd.)製造的真空壓力層壓機、由日立工業株式會社(Hitachi Industries Co., Ltd.)製造的輥型乾塗機和由日立電容株式會社(Hitachi AIC Inc.)製造的真空層壓機。
在減壓下進行加熱和壓製的層壓步驟可以使用普通真空熱壓機進行。例如,層壓步驟可以藉由將金屬板諸如加熱的SUS板從支撐層側壓製來進行。層壓通常在1 × 10 -2MPa或更低並且在一些非限制性實施方式中1 × 10 -3MPa或更低的減壓下進行。儘管加熱和壓製可以在單個階段中進行,但通常有利的是藉由兩個或更多個階段分開進行加熱和壓製,以便控制樹脂的滲出。例如,第一階段壓製可以在70°C-150°C的溫度下在1-15 kgf/cm 2的壓力下進行,並且第二階段壓製可以在150°C-200°C的溫度下在1-40 kgf/cm 2的壓力下進行。在一些非限制性實施方式中,在每個階段進行壓製30-120分鐘的時間。可商購的真空熱壓機的實例包括MNPC-V-750-5-200(名機製作所株式會社)和VH1-1603(北川精機株式會社(KITAGAWA SEIKI CO.,LTD.))。
可以藉由將黏合劑膜層壓在電路基底上,將層壓件冷卻至約室溫,在使支撐體脫模的情況下使支撐體脫模,並且然後熱固化樹脂組成物層來在電路基底上形成絕緣層。用於熱固化的適當條件可以根據本文所揭露的樹脂組成物中每種樹脂組分的種類和含量來選擇。在一些非限制性實施方式中,用於熱固化的溫度和時間選自在150°C-220°C之間持續20-180分鐘的範圍,並且在一些非限制性實施方式中選自在160°C-210°C之間持續30-120分鐘的範圍。
在形成絕緣層之後,然後在固化前尚未使支撐體脫模的情況下使支撐體脫模。此後,根據需要對形成在電路基底上的絕緣層穿孔以形成通孔(via hole)或貫穿孔(through-hole)。穿孔可以例如藉由一種或多種熟悉該項技術者已知之方法進行,該等方法包括鑽孔、雷射、電漿等。在一些非限制性實施方式中,穿孔使用雷射器諸如二氧化碳氣體雷射器或YAG雷射器來實現。
隨後,藉由乾法鍍覆或濕法鍍覆在絕緣層上形成導電層。乾法鍍覆方法的非限制性實例包括氣相沈積、濺射和離子鍍覆。對於濕法鍍覆,使絕緣層的表面依次經受用溶脹溶液的溶脹處理、用氧化劑的粗糙化處理以及用中和溶液的中和處理,以形成凸凹錨(convex-concave anchor)。用溶脹溶液的溶脹處理可以藉由將絕緣層浸入50°C-80°C的溶脹溶液中5-20分鐘進行。溶脹溶液的非限制性實例包括鹼溶液和表面活性劑溶液。鹼溶液的實例可以包括氫氧化鈉溶液和氫氧化鉀溶液。可商購的溶脹溶液包括Swelling Dip Securiganth P和Swelling Dip Securiganth SBU,(日本安美特公司(Atotech Japan K. K.))。用氧化劑的粗糙化處理可以藉由將絕緣層浸入60°C-80°C的氧化劑溶液中10-30分鐘進行。氧化劑的非限制性實例包括過錳酸鉀或過錳酸鈉溶解在氫氧化鈉水溶液中的鹼性過錳酸鹽溶液、重鉻酸鹽、臭氧、過氧化氫/硫酸和硝酸。鹼性過錳酸鹽溶液中過錳酸鹽的濃度可以是大約5至10重量%。可商購的氧化劑的實例包括鹼性過錳酸鹽溶液,諸如Concentrate Compact CP和Dosing Solution Securiganth P(日本安美特公司)。用中和溶液的中和處理可以藉由將絕緣層浸入30°C-50°C的中和溶液中3-10分鐘進行。在一些非限制性實例中,中和溶液可以是酸性水溶液。可商購的中和溶液的實例包括Reduction Solution Securiganth P(日本安美特公司)。
可替代地,導電層可以藉由形成具有導電層的反圖案的鍍覆抗蝕劑並且僅進行無電鍍覆來形成。作為隨後的圖案化方法,可以使用熟悉該項技術者已知的減材法或半增材法。
本揭露還關於許多種電子裝置,該等電子裝置包括在電子裝置基底上的至少一個本申請的介電膜的層。電子裝置基底可以是用於製造任何電子裝置的任何基底。示例性的電子裝置基底包括但不限於半導體晶圓、玻璃、藍寶石、矽酸鹽材料、氮化矽材料、碳化矽材料、顯示裝置基底、環氧樹脂模製化合物晶圓、電路板基底、以及熱穩定的聚合物。
如本文使用的,術語「半導體晶圓」旨在涵蓋半導體基底、半導體裝置以及用於各種互連水平的各種封裝物,包括單晶片晶圓、多晶片晶圓、用於各種水平的封裝物、用於發光二極體(LED)的基底、或其他需要焊接連接的組件。半導體晶圓,諸如矽晶圓、砷化鎵晶圓、以及矽鍺晶圓,可以是圖案化或未圖案化的。如本文使用的,術語「半導體基底」包括具有一個或多個半導體層或結構的任何基底,該半導體層或結構包括半導體裝置的活性或可操作部分。術語「半導體基底」被定義為意指包含半導體材料的任何構造,諸如半導體裝置。半導體裝置係指半導體基底,在其上已經製造或正在製造至少一種微電子裝置。熱穩定的聚合物包括但不限於對用於將芳基環丁烯材料固化的溫度穩定的任何聚合物,諸如聚醯亞胺,例如KAPTON™聚醯亞胺(杜邦公司,威明頓市,德拉瓦州),液晶聚合物,例如VECSTAR™ LCP膜(可樂麗公司(Kuraray),東京,日本)和雙馬來醯亞胺-三𠯤(BT)樹脂(三菱瓦斯化學株式會社(MGC),東京,日本)。另外的聚合物基底可以包括聚烯烴,諸如聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯;聚酯諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(後文可以縮寫為「PET」)和聚萘二甲酸乙二醇酯的膜,或聚碳酸酯膜。此外,可以使用離型紙、金屬箔諸如銅箔和鋁箔、及類似物。可以使支撐體和稍後將描述的保護膜經受表面處理,諸如板坯(mat)處理和電暈處理。可替代地,可以使支撐體和保護膜經受用脫模劑的脫模處理,該脫模劑諸如基於矽酮樹脂的脫模劑、基於醇酸樹脂的脫模劑、或基於氟樹脂的脫模劑。在一些非限制性實施方式中,支撐體具有10-150 µm並且在一些非限制性實施方式中25-50 µm的厚度。 實例材料:
單體和其他組分如下獲得/製備:β-月桂烯(維宮公司(Vigon)),乙烯基甲苯異構混合物(戴科公司(Deltech Corporation)),Vazo 65引發劑(和光純藥工業株式會社(Wako Chemical)),4-乙烯基吡啶(凡特魯斯公司(Vertellus),按原樣使用),雙馬來醯亞胺BMI-689(設計者分子公司),SPV-100(大塚化學株式會社(Otsuka Chemical Company),按原樣使用),具有0.5 µm的平均粒徑的球形未官能化的二氧化矽(來自雅都瑪株式會社(Admatechs Company Limited)的「SC2053-SQ」,按原樣使用)。乙烯基苯氧基BCB[1-(4-乙烯基苯氧基)苯并環丁烯]根據美國專利號10513568 B2製備,其全部內容藉由引用併入本文。矽烷KBM-5803、KR-513、X-40-9296、KR-519和X-12-1154購自信越化學工業株式會社(Shin-Etsu)。所有其他溶劑和化學品接收自飛世爾科技公司(Fisher Scientific)並且按原樣使用而不需要額外的純化。 分子量確定:
將聚合物樣品製備為在四氫呋喃中的0.5 wt.%溶液並通過0.2微米Teflon過濾器過濾。流動相係0.5%三乙胺、5%甲醇和94.5%四氫呋喃。所使用的柱係Waters Styragel HR5E 7.8 × 300 mm,柱批號0051370931。注射體積係100微升並且執行時間係27分鐘。相對於聚苯乙烯標準品報告分子量數據。 膜樣品製備和處理:
藉由具有6密耳間隙的鋼棒將配製物溶液刮塗(draw down)塗覆到PET基底(NANYA NV38G,38 µm厚度)上。將膜在115°C下軟烘烤3分鐘。藉由名機製作所株式會社(Meiki)(MVLP 500/600)層壓機使用具有大約2 hPa持續30秒的真空、在0.95 MPa的壓力下90°C的溫度、使用橡膠接觸的第一階段;以及使用1.5 MPa的壓力、90°C的溫度持續1分鐘的用鋼板的第二階段,將膜層壓到合適的基底上。對於自立式膜樣品,然後將樣品在銅基底上在氮氣、小於100 ppm的氧氣下在BlueM烘箱中在180°C下固化一小時。將所得基底切割成合適的尺寸,並且將膜在水或5%硫酸銨的水浴中提起、沖洗並乾燥以獲得用於分析的自立式膜。 測試方法 (1) 介電特性:
使用IPC測試方法TM-650 2.5.5.13 (rev. 01/07),使用銅分體圓柱諧振器(split cylinder resonator)和Keysight N5224A PNA網路分析儀來確定自立式膜的介電特性,該銅分體圓柱諧振器經過機械加工,使得它們各自具有10 GHz的空腔頻率。膜的幾何形狀為使得基底延伸超過兩個圓柱形空腔部分的直徑。儘管介電基底厚度可以0.01 mm至5.0 mm變化,但是在該等研究中使用0.03 mm的基底厚度。將自立式膜放置在分體圓柱諧振器的空腔中,並且使用網路分析儀測量TE 011諧振模式的諧振頻率和品質因子。使用在MATLAB中編寫的定製軟體從TE 011諧振模式來計算膜的相對電容率(Dk)和損耗正切(Df)。 (2) 熱機械和重量分析:
將自立式膜切割成10 mm乘25 mm的幾何形狀,並且以0.06%的應變速率、1牛頓的預載入力和1赫茲的頻率放置在TA儀器公司(TA Instruments)動態力學分析儀Q800儀器中。使溫度平衡在50°C,然後以5°C/分鐘的速率升至200°C。玻璃化轉變溫度值作為tan δ曲線的最大值。藉由熱重分析TA儀器公司的Q5000 SA,使用60°C、60%相對濕度下的質量增加條件獲得水吸收率。熱機械分析在TA儀器公司熱機械分析儀Q400上以拉伸模式進行。將樣品以5°C至280°C的速率加熱,然後降至-50°C,然後以相同的速率回升至250°C。將熱膨脹係數確定為在最後循環中-25°C至50°C的尺寸線性變化。 剝離測試 (1) 粗糙化處理
基底的表面粗糙化藉由3步去鑽汙(desmear)程序進行。首先將樣品在70°C下浸入CIRCUPOSIT™溶脹劑7810(可從內莫爾杜邦公司(DuPont de Nemours)獲得)中20分鐘。然後將樣品在強水流下沖洗2分鐘以去除過量的溶脹劑溶液。隨後是在80°C下浸入CIRCUPOSIT™ MLB促進劑3308過錳酸鹽水溶液(可從內莫爾杜邦公司獲得)中不同長度的時間。在水下沖洗2分鐘之後,藉由將樣品在40°C下浸入CIRCUPOSIT™中和劑216(可從內莫爾杜邦公司獲得)中5分鐘來去除任何殘留的促進劑沈澱物。在強水流下最終沖洗2分鐘之後,將該等樣品在空氣流下乾燥。藉由測量去鑽汙之前和之後基底的質量差、藉由樣品的表面積進行歸一化來確定紋理化程度。 (2) 無電鍍覆
藉由首先將基底在40°C下浸入CIRCUPOSIT™調理劑(Conditioner)8512(可從內莫爾杜邦公司獲得)中5分鐘,隨後在強水流下沖洗2分鐘來製備用於無電鍍沈積的去鑽汙的樣品。然後使該等樣品在室溫下浸漬3%硝酸水溶液30秒。之後立即將樣品在40°C下浸入CIRCUPOSIT™ 6530催化劑(可從內莫爾杜邦公司獲得,其係離子水性鹼性鈀催化劑)中5分鐘。將催化劑用足量的碳酸鈉、氫氧化鈉或硝酸緩衝以實現催化劑pH為9-9.5。然後將該等樣品在室溫下在強水流下沖洗2分鐘。然後將該等板在30°C下浸入0.6 g/L的二甲胺硼烷和5 g/L的硼酸溶液中2分鐘,以將鈀離子還原成鈀金屬,隨後在強水流下沖洗2分鐘。然後將活化的樣品在35°C下浸入無電鍍銅鍍覆浴CIRCUPOSIT™ 6550(可從內莫爾杜邦公司獲得)中5分鐘。銅由此在整個樣品上保形地沈積至0.4 µm的目標銅厚度。然後將金屬化的樣品在強水流下沖洗,並且立即在空氣流下乾燥。最後,將該等樣品在N 2氣氛下在120°C下軟烘烤30分鐘,以便使無電鍍銅沈積物退火並且將殘餘水從沈積物中去除。 (3) 電解鍍覆
藉由在35°C下浸入RONACLEAN™ LP-200(可從內莫爾杜邦公司獲得)中1.5分鐘來製備用於電鍍的金屬化的樣品。然後將該等樣品在水流下沖洗2分鐘,並且藉由在室溫下浸入10%的硫酸水溶液中30秒來去除任何殘餘的表面氧化物。然後將樣品置於含有銅電鍍浴MICROVIA™ EVF-II(可從內莫爾杜邦公司獲得)的哈林槽(Haring cell)中,作為電解質和兩個不溶性陽極。藉由樣品任一側處的鼓泡出口來提供溶液攪拌。電鍍在20 ASF下進行50分鐘以達到18 µm的目標鍍覆厚度。基於之前對該電鍍裝置中消耗率的分析,在鍍覆期間定期補充光亮劑鍍覆添加劑以維持初始濃度。一旦電鍍結束,將該等樣品從哈林槽中取出並且在強水流下沖洗。然後將該等樣品浸入含有苯并三唑的鹼性抗晦暗溶液中,以保護表面免受氧化。最後,將該等樣品在N 2氣氛下在180°C下烘烤1小時,以使銅沈積物退火並且完成下方介電膜的固化。 (4) 鍍覆剝離測試
一旦鍍覆銅樣品已經被退火,用合適的刀片在試樣上刮劃出一釐米寬的剝離帶,然後在Intron拉伸測試機上以九十度角以50 mm/min的速率將銅帶剝離下來。計算以千克力/釐米計的剝離力值。對於經歷高加速應力測試(HAST)的樣品,使經刮劃的試樣經受130°C在85%相對濕度下的環境50小時,此時進行相同的剝離測試並且記錄值。低於0.2 kgf/cm的值被認為係不好的,高於0.2 kgf/cm的值被認為係良好的,並且高於0.3 kgf/cm的值被認為係最佳的。在剝離測試前起泡的樣品被認為具有零值。 (5) CZ剝離測試
如先前所描述的,將膜配製並且層壓到合適的基底上,在介電膜之上具有粗糙化的銅箔的層(JX金屬株式會社(JX Nippon)JTCSLC,R a0.4-0.6,厚度18微米)。使該等樣本固化,然後以與鍍覆樣品相同的方式進行刮劃和剝離。藉由該方法產生的值典型地更高,因為膜未曾被任何化學浴降解,並且被認為與鍍覆剝離值相關。低於0.75 kgf/cm的CZ剝離值被認為係不好的,高於0.75 kgf/cm的值被認為係良好的,高於0.8 kgf/cm的值被認為係最佳的。 實例A1(芳基環丁烯樹脂的合成)
將以下單體和溶劑添加至具有頂置攪拌的100 L夾套反應器中,並且在氮氣保護下加熱至79°C:19695.8 g的1-(4-乙烯基苯氧基)苯并環丁烯、15090.5 g的乙烯基甲苯、1517.7 g的乙烯基吡啶、8445.6 g的β-月桂烯和19178.4 g的環戊酮。將1401.1 g的V65和17131.5 g的環戊酮的引發劑進料以恒定速率進料到反應器中20小時,並且將溫度再保持3小時,然後回到40°C。該溶液在配製物實例中直接使用。GPC Mn 7.4k,Mw 33.5k 實例B1(改性二氧化矽B1的合成)
使用以下一般化程序用於改性二氧化矽的合成:向配備有頂置式攪拌器的100-mL EasyMax反應器中添加50 g的二氧化矽漿料(在環戊酮中60 wt%雅都瑪株式會社的SC2053-SQ二氧化矽),隨後是0.5 g的雙(三甲氧基矽基)丙基富馬酸酯(相對於漿料,1.0 wt%)。將混合物在氮氣保護下攪拌並加熱至110°C,在30分鐘內升溫,然後在110°C下保持16小時,隨後冷卻至室溫。將反應混合物裝瓶並且按原樣用於配製。為了表徵,將小等分試樣取出、置於50-mL離心管中並且在5000 rcf下離心10分鐘以使二氧化矽沈澱。傾析上清液並用新鮮溶劑代替,並且藉由搖動使二氧化矽重新懸浮。將該過程再重複兩次,然後將二氧化矽在90°C下在對流烘箱中乾燥過夜。藉由水滴測試、TGA、燃燒分析和1H-NMR來評價矽烷接枝效果。NMR研究示出,所有矽烷以相對於二氧化矽固體大約0.8%負載消耗。 實例B2(1 : 1矽烷偶合劑 : 聚合矽烷的合成)
除了使用KBM-5803和「共聚物A」的1 : 1混合物作為矽烷處理劑之外,使用與合成實例B1相同的程序。
共聚物A
用於合成矽烷共聚物的一般程序如下:向配備有頂置式攪拌器的100 mL EasyMax反應器中添加15.00 g的環戊酮、26.26 g的乙烯基甲苯和7.864 g的KBM-5803(該兩種單體的莫耳比為90 : 10)。將混合物以300 rpm攪拌並加熱至80°C,然後在20小時的時間內藉由注射泵將1.21 g V-65在20.00 g環戊酮中的混合物進料到反應器中,隨後在80°C下再保持2小時。然後,將聚合物溶液(50%固體)冷卻並裝瓶,並且無需進一步純化而使用。對所有共聚物進行GPC分析,具有在5,000-12,000 g/mol(Mn)和30,000-90,000 g/mol(Mw)的範圍內的分子量。 實例B3(矽烷共聚物B的合成)
除了合成含有莫耳比為92 : 5 : 3的乙烯基甲苯 : KBM-5803 : 馬來酸二烯丙酯的共聚物(「共聚物B」)並且用作矽烷處理劑之外,使用與合成實例B1相同的程序。
共聚物B
實例B4(矽烷共聚物C的合成)
除了合成含有莫耳比為75 : 5 : 20的乙烯基甲苯 : KBM-5803 : 馬來酸二烯丙酯的共聚物(「共聚物C」)並且用作矽烷處理劑之外,使用與合成實例B1相同的程序。
共聚物C
實例B5(1 : 1矽烷偶合劑 : 聚合矽烷的合成)
除了使用KBM-5803和共聚物C的1 : 1混合物作為矽烷處理劑之外,使用與合成實例B1相同的程序。 實例B6(1 : 1矽烷偶合劑 : 聚合矽烷的合成)
除了使用KBM-5803和雙(三乙氧基矽基)辛烷的1 : 1混合物作為矽烷處理劑之外,使用與合成實例B1相同的程序。 實例B7(N-三乙氧基矽基(丙基)馬來醯亞胺矽烷處理劑)
除了使用N-三乙氧基矽基(丙基)馬來醯亞胺作為矽烷處理劑之外,使用與合成實例B1相同的程序。 實例B8(TPMA矽烷處理劑)
除了使用N-三乙氧基矽基(丙基)馬來醯胺酸(TPMA)作為矽烷處理劑之外,使用與合成實例B1相同的程序。 實例B9(烷氧基矽氧烷矽烷處理劑)
除了使用具有側接的丙烯醯氧基的KR-513烷氧基矽氧烷樹脂(信越化學工業株式會社)作為矽烷處理劑之外,使用與合成實例B1相同的程序。 實例B10(烷氧基矽氧烷矽烷處理劑)
除了使用具有側接的甲基丙烯醯氧基的X-40-9296烷氧基矽氧烷樹脂(信越化學工業株式會社)作為矽烷處理劑之外,使用與合成實例B1相同的程序。 實例B11(烷氧基矽氧烷矽烷處理劑)
除了使用具有巰基官能基的KR-519烷氧基矽氧烷樹脂(信越化學工業株式會社)作為矽烷處理劑之外,使用與合成實例B1相同的程序。 實例B12(有機矽烷矽烷處理劑)
除了使用具有巰基和三烷氧基矽烷官能基的X-12-1154聚合有機矽烷(信越化學工業株式會社)作為矽烷處理劑之外,使用與合成實例B1相同的程序。 實例B13(胺基丙基(三甲氧基矽烷)矽烷處理劑)
除了使用胺基丙基(三甲氧基矽烷)作為矽烷處理劑(其導致二氧化矽漿料凝膠化)之外,使用與合成實例B1相同的程序。 配製物和膜製備 (1) 配製物和膜實例1
向20 ml玻璃閃爍小瓶中添加22.52份的苯并環丁烯樹脂A1、5.58份烯丙基交聯劑F1、2.17份的來自大塚化學株式會社的阻燃劑C1 SPV-100、0.62份的來自設計者分子公司(Designer Molecules, Inc.)的增韌劑D1 BMI-689、0.11份的來自湛新公司(Allnex)的表面活性劑E1 Modaflow®樹脂、69份的具有富馬酸酯官能基B1的球形二氧化矽、以及揮發性組分2-丁酮G1 29.5份與環戊酮G2 25.6份。使混合物滾動過夜以組合,並且然後使用所得溶液來產生如以上所描述的膜以用於評價。 (2) 配製物和膜實例2以及對比實例1-2
配製物和膜實例2-4使用與對於實例1所描述的類似程序來製備,其中組成物如表1中所指出。相應的膜測試數據呈現於表2中。 [ 1.] 配製物非揮發物 / 膜組成物
實例 重量%
BCB樹脂 (1) 二氧化矽處理劑 (2) 阻燃劑 (3) 增韌劑 (4) 表面活性劑 (5) 交聯劑 (6)
1 22.52 69 B1 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
2 22.52 69 B1 2.17 0.62 0.11 (b) 5.58
對比1 19.62 73 B1 1.12 0.32 0.09 (b) 4.86
對比2 18.16 75 B1 1.03 0.30 0.05 (b) 4.50
(1) BCB樹脂:實例A1中製備的芳基環丁烯樹脂 (2) 二氧化矽處理劑:實例B1中製備的富馬酸酯-SiO 2(3) 阻燃劑:SPV-100,大塚化學株式會社 (4) 增韌劑:雙馬來醯亞胺BMI-689,設計者分子公司 (5) 表面活性劑:(a) 聚丙烯酸酯Modaflow®樹脂,湛新公司;(b) 乙炔二醇Surfonyl® 104,贏創公司(Evonik Industries) (6) 交聯劑:Allyl Shikoku DD1 [ 2.] 膜測試數據
實例 CTE TMA(°C) DMA T g(°C) 水吸收率(%) Dk 10 GHz Df 10 GHz CZ剝離(kgf/cm) 鍍覆剝離(kgf/cm)
1 27.62 160.65 0.0892 3.235 0.0021 0.857 0.273
2 23.5 162.96 0.08652 3.228 0.0021 0.783 0.228
對比1                0.752 0.0027
對比2                0.78 0
表2中的結果證明,可以優化配製物以產生在介電和黏附特性方面都非常適合於介電封裝和本文所揭露的其他應用的膜。此外,在該等組成物中,超過約73%的經處理的二氧化矽的重量百分比可以得到展現出降低的鍍覆剝離強度的膜。注意到,與對比實例2相關的膜在鍍覆剝離測試之前起泡,並且因此被指定0 kgf/cm的鍍覆剝離值。 (3) 配製物和膜實例3-9以及對比實例3-9
配製物和膜實例3-9以及對比實例3-9使用與對於實例1所描述的類似程序來製備,其中組成物如表3中所指出。相應的膜測試數據呈現於表4中。 [ 3.] 配製物非揮發物 / 膜組成物
實例 重量%
BCB樹脂 (1) 二氧化矽處理劑 (2) 阻燃劑 (3) 增韌劑 (4) 表面活性劑 (5) 交聯劑 (6)
3 22.52 69 B2 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
4 22.52 69 B2 2.17 0.62 0.11 (b) 5.58
5 29.06 60 B2 2.8 0.80 0.14 (b) 7.20
6 22.52 69 B3 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
7 22.52 69 B4 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
8 22.52 69 B5 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
9 22.52 69 B6 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
對比3 22.52 69 B7 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
對比4 22.52 69 B8 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
對比5 22.52 69 B9 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
對比6 22.52 69 B10 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
對比7 22.52 69 B11 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
對比8 22.52 69 B12 2.17 0.62 0.11 (a) 5.58
對比9 22.52 69 B13 凝膠化         
(1) BCB樹脂:實例A1中製備的芳基環丁烯樹脂 (2) 二氧化矽處理劑:如本文所描述的B2-B13 (3) 阻燃劑:SPV-100,大塚化學株式會社 (4) 增韌劑:雙馬來醯亞胺BMI-689,設計者分子公司 (5) 表面活性劑:(a) 聚丙烯酸酯Modaflow®樹脂,湛新公司;(b) 乙炔二醇Surfonyl® 104,贏創公司 (6) 交聯劑:Allyl Shikoku DD1 [ 4.] 膜測試數據
實例 CTE TMA(°C) DMA T g(°C) 水吸收率(%) Dk 10 GHz Df 10 GHz CZ剝離(kgf/cm) 鍍覆剝離(kgf/cm)
3 22.14 168.39 0.08086 3.314 0.0015 0.839 0.281
4 24.28 159.66 0.08249 3.181 0.002 0.78 0.306
5                0.749 0.316
6 26 149 0.06 3.14 0.0015 0.468 0.274
7 28 148 0.046 3.2 0.0013 0.622 0.203
8 29 170 0.058 3.13 0.0012 0.794 0.239
9 24.86 165          0.793 0.271
對比3                0.91 0.129
對比4                0.69 0.014
對比5    176.96    3.396 0.002 0.774 0.11
對比6    172.74    3.33 0.0017 0.775 0
對比7    176.26    3.097 0.0019 0.487 0.104
對比8    172.16    3.294 0.0024 0.561 0.135
對比9                     
表4中的結果證明,可以優化該等配製物以給出適合用於介電應用的膜,該膜具有黏附至銅導體的能力,如藉由鍍覆剝離力值所證明的。
應注意的是,並不是所有的以上在一般性描述或實例中所描述的活動皆為必需的,一部分具體活動可能不是必需的,並且除了所描述的那些以外,還可進行一個或多個其他活動。此外,所列舉的活動的順序不必係它們實施的順序。
在前述說明書中,已參考具體實施方式描述了概念。然而,熟悉該項技術者理解,在不脫離如以下請求項中所規定的本揭露範圍情況下可作出各種修改和改變。因此,應該在說明性的而非限制性的意義上看待本說明書和附圖,並且所有此類修改均旨在包括在本揭露之範圍內。
上面已經關於具體實施方式描述了益處、其他優點和問題的解決方案。然而,益處、優點、問題的解決方案、以及可能引起任何益處、優點、或解決方案出現或使其變得更明顯的一個或多個任何特徵不會被解釋為任何或所有請求項的關鍵的、必要的或基本的特徵。
要理解的是,為清楚起見,本文在單獨實施方式的上下文中所述之某些特徵還可以以組合形式在單個實施方式中提供。相反地,為了簡潔起見,在單個實施方式的背景下所述之各個特徵也可以單獨地或以任何子組合提供。本文指定的各個範圍內的數值的使用表述為近似值,就像所述範圍內的最小值和最大值二者前面都有單詞「約」。以這種方式,可以使用高於和低於所述範圍的輕微變化來實現與所述範圍內的值基本上相同的結果。而且,該等範圍的揭露旨在作為包括在最小與最大平均值之間的每個值的連續範圍,包括當一個值的一些分量與不同值的分量混合時可產生的分數值。此外,當揭露更寬和更窄的範圍時,在本揭露之期望內,使來自一個範圍的最小值與來自另一個範圍的最大值匹配,並且反之亦然。

Claims (13)

  1. 一種介電複合材料,其包含: (a) 20-50重量%總固體的至少一種熱固性樹脂和其他樹脂組分;以及 (b) 50-72重量%總固體的至少一種無機微粒狀填料; 其中: 該至少一種無機微粒狀填料用一種或多種基於丙烯酸的矽烷偶合劑進行表面改性。
  2. 如請求項1所述之介電複合材料,其中,該熱固性樹脂係芳基環丁烯樹脂。
  3. 如請求項1所述之介電複合材料,其中,該一種或多種基於丙烯酸的矽烷偶合劑與一種或多種聚合矽烷組合。
  4. 如請求項2所述之介電複合材料,其中,該至少一種芳基環丁烯樹脂包含來自包含以下的混合物的聚合產物:(a) 10-50 mol%的一種或多種可加成聚合的芳基環丁烯單體和一種或多種選自由以下組成之群組的單體: (b) 15-60%的一種或多種親二烯體單體; (c) 15-50 mol%的一種或多種二烯單體;以及 (d) 0-10 mol%的一種或多種含雜環單體。
  5. 如請求項4所述之介電複合材料,其中,該一種或多種可加成聚合的芳基環丁烯單體具有選自由式 (A-1)、式 (A-2) 和式 (A-3) 組成之群組的結構 (A-3)
    其中: K 1係選自由以下組成之群組的二價基團:烷基、芳基、碳環芳基、多環芳基、雜芳基、芳氧基、芳基烷基、羰基、酯、羧基、醚、硫酯、硫醚、三級胺、及它們的組合; K 2係單鍵或選自由以下組成之群組的二價基團:烷基、芳基、碳環芳基、多環芳基、雜芳基、芳氧基、芳基烷基、羰基、酯、羧基、和醚、硫酯、硫醚、三級胺、及它們的組合; K 3係可聚合的官能基; L 1係共價鍵或多價連接基團; M係取代或未取代的二價芳香族基團、或者取代或未取代的二價雜芳香族基團; R 1- R 4係相同或不同的並且獨立地選自由以下組成之群組:取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的芳氧基、烷硫基、芳基硫醇、取代的烷基胺基和取代的芳基胺基; R 5- R 7係相同或不同的並且獨立地選自由以下組成之群組:氫、氘、氰基、鹵基、甲基、乙烯基、烯丙基和具有1-100個碳原子的取代或未取代的異戊二烯; x和y係相同或不同的並且是1至5的整數,其中當L 1係共價鍵時,y = 1。
  6. 如請求項4所述之介電複合材料,其中,該一種或多種親二烯體單體具有由式 (II) 給出的結構 (II)   
    其中: B係氫、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香族的、取代或未取代的雜芳香族的、取代或未取代的烷氧基、或羥基; R 9- R 11係相同或不同的並且獨立地選自由以下組成之群組:氫、乙烯基、烯丙基、具有1-100個碳原子的取代或未取代的異戊二烯、具有1至100個碳原子的取代或未取代的烷基、鹵素、氰基、具有6至100個碳原子的取代或未取代的芳基、具有6至100個碳原子的取代或未取代的雜芳基及它們的組合。
  7. 如請求項4所述之介電複合材料,其中,該一種或多種二烯單體具有由式 (IV) 給出的結構 其中: R 16係相同或不同的並且獨立地選自由氫和甲基組成之群組;並且 R 17係相同或不同的並且獨立地選自由氫、C 1-5烷基、C 1-5烷氧基、C 1-5硫代烷基和C 5-12烯基組成之群組。
  8. 如請求項4所述之介電複合材料,其中,該一種或多種含雜環單體選自由乙烯基取代的C 3-12雜環和乙烯基取代的C 3-5雜環組成之群組。
  9. 如請求項1所述之介電複合材料,其中,該至少一種無機微粒狀填料選自由二氧化矽、氧化鋁、氮化硼、玻璃和石英組成之群組。
  10. 如請求項1所述之介電複合材料,其中,該一種或多種基於丙烯酸的矽烷偶合劑呈單體形式或藉由乙烯基聚合。
  11. 如請求項10所述之介電複合材料,其中,該一種或多種基於丙烯酸的矽烷偶合劑具有由式 (VII) 給出的結構 (VII)   
    其中: R在每次出現時係相同或不同的並且選自由烷基、芳基、乙醯基、酮亞胺基和烯基組成之群組; X係選自由以下組成之群組的不飽和基團:丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、烯丙氧基、乙烯基、馬來醯亞胺基、富馬酸酯、馬來酸酯、乙炔基、苯基乙炔基、二苯乙烯、丙炔酸酯和苯基丙炔酸酯;並且 n係1-10的整數。
  12. 如請求項3所述之介電複合材料,其中,該一種或多種聚合矽烷具有由式 (VIII) 給出的結構 (VIII)   
    其中: R 27選自由烷基和H組成之群組; R 28選自由烷基和芳基、乙醯基、酮亞胺基、和烯基組成之群組; R 29選自由COOCH 2CH=CH 2、CH 3和H組成之群組; R 30選自由4-烯丙氧基苯基、COOCH 2CH=CH 2和任何含有反應性親二烯體的基團組成之群組; X和Y係相同或不同的並且選自由甲基和H組成之群組; m和n係相同或不同的並且是10-1000的整數; o係0-1000的整數;並且 p係0-10的整數。
  13. 一種液體組成物,其包含如請求項1所述之介電複合材料和一種或多種溶劑。
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