TW201936593A - 介電材料 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一類新穎聚合物,其可作為介電材料用於製備電子裝置中之鈍化層。該等聚合物係自具有液晶原基團之可聚合化合物製備,且其提供優良成膜能力及優良機械性質且具有低介電常數及低熱膨脹係數(CTE)。進一步提供用於形成該等聚合物之方法及含有該等聚合物作為介電材料之電子裝置。除此之外,本發明係關於用於製備封裝微電子結構之製造方法及包含由該製造方法形成之該封裝微電子結構之微電子裝置。
Description
本發明係關於一類新穎聚合物,其可作為介電材料用於製備封裝電子裝置中之鈍化層。該等聚合物係自具有液晶原基團之可聚合化合物製備。此等化合物亦稱為反應性液晶原(RM)。因此,自其獲得之聚合物係液晶特徵在其結構中保守之材料,且其提供優良成膜能力及優良機械性質,例如良好斷裂伸長率及良好抗拉強度性質。另外,該等聚合物之特徵在於低介電常數及低熱膨脹係數(CTE)。除此之外,其係光可結構化的且尤其適用於電子封裝中之各種應用,例如導電或半導電組件之鈍化及晶粒附接以及作為印刷電路板之基板製備中之主要組分。
自其形成聚合物之可聚合化合物具有寡聚結構,其中在分子中間具有含有液晶原基團(MG)之重複單元且在分子之每一端具有一個可聚合基團(P)。進一步提供用於形成該等聚合物之方法及含有該等聚合物作為介電材料之電子裝置。除此之外,本發明係關於用於製備封裝微電子結構之製造方法,其中自該等可聚合化合物形成介電聚合物層,且係關於包含該封裝微電子結構之微電子裝置,其藉由該製造方法獲得或可藉由該製造方法獲得。
本發明之製造方法容許成本有效且可靠地製造微電子裝置,其中由於不期望之熱膨脹所致機械變形(翹曲)引起之缺陷產品數量顯著減少。聚合可在顯著較低之溫度下發生,且因此在製造期間產生較低之熱應力,此降低缺陷微電子裝置之浪費,容許資源有效且可持續之生產。
當反應性液晶原(RM)在其展現熱致液晶(LC)相(通常向列型、膽固醇型或層列型)之溫度下聚合時,得到保持液晶態之各向異性聚合物。具體而言,光學各向異性已廣泛用於光學膜領域,以用於平板顯示器、尤其液晶顯示器中之補償及亮度增強。
除其在液晶顯示器及顯示器中之廣泛使用以外,由於其特殊物理性質,亦研究液晶材料在其他應用類型中之優點(R. Stannarius,Nat. Mat. 2009, 8, 617-618;及J.P.F. Lagerwall等人,Current Appl. Phys. 2012, 12, 1387-1412)。具體而言,高度有序之各向異性聚合物網絡係具有廣泛應用範圍之令人關注之材料類別(D.J. Broer等人,Lagmuir 2014, 30, 13499-13509;及R. Zentel等人,Adv. Mater. 2010, 22, 3366-3387)。然而,在大多數情形下,LC聚合物或製得聚合物之相應單體不具有各別應用所需要之最佳性質。
WO 2012/152409 A1係關於具有光學各向異性及形狀各向異性之聚合物粒子,其包含至少一種反應性液晶原之單體單元;其製備製程;該等粒子用於製備光學、光電、電子、電化學、電子照相、電潤濕及電泳顯示器及/或裝置及安全、化妝品、裝飾及診斷應用之用途;及包含該等聚合物粒子之電泳流體及顯示器。具體而言,聚合物粒子具有至少一種具有至少兩個可聚合基團之RM的單體單元、至少一種可聚合染料作為共單體、視情況至少一種共單體、視情況至少一種交聯共單體、視情況至少一種離子共單體及視情況至少一種可聚合穩定劑。
自現有技術已知用於自RM製備液晶聚合物及用於製備RM起始材料之各種製程。舉例而言,Siemensmeyer等人闡述用於產生LC化合物之混合物之製程,其中起始組分中之至少一者係由至少兩種化合物之混合物組成且使此混合物與至少一種其他起始組分反應以形成統計混合物(WO 96/04351 A1)。
除用於LC化合物之有效製備方法以外,用於形成各向異性聚合物網絡之適宜聚合方法亦為關注焦點。研究多種反應性官能基在光起始聚合反應中之適用性。最普遍之反應性官能基係丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基,由於其較高之聚合速率,因此其尤其極適用於UV誘導之自由基聚合(D.J. Broer等人,Lagmuir 2014, 30, 13499-13509)。然而,UV固化並不適用於所有類型之應用。
可聚合液晶單體(反應性液晶原)之混合物可用於製備可藉由熱起始或光起始聚合固化之薄膜。以此方式製備之膜相對較薄且含有高度交聯之硬質塑膠聚合物,該聚合物具有明顯之尺寸穩定性。然而,該等膜相對脆弱且展現極低之彈性。另一方面,若交聯程度降低,則不能獲得在尺寸上穩定之聚合物膜。
US 6,261,481 B1闡述有機絕緣組合物,其提供良好導熱率。該絕緣組合物含有液晶(LC)樹脂,其包含樹脂組合物之聚合產物,該樹脂組合物含有具有液晶原基團之單體。該組合物在彼此相互正交之方向上之導熱率≥ 0.4 W/mK。該樹脂組合物中所含之單體具有液晶原基團且較佳地環氧基團,其可在酸催化下熱聚合。較佳地,在聚合開始時具有液晶原基團之單體部分排列之條件下加熱樹脂組合物,從而使得基於部分排列之各向異性性質在聚合物中冷凍。
US 2008/0075961 A1及US 2017/0152418 A1係關於馬來醯亞胺黏著劑膜,其係自含有醯亞胺延伸之單馬來醯亞胺、雙馬來醯亞胺及聚馬來醯亞胺化合物之熱固性馬來醯亞胺樹脂來製備。馬來醯亞胺黏著劑膜係光可結構化的且適用於產生電子設備、積體電路、半導體裝置、無源裝置、太陽能電池組、太陽能模組及/或發光二極體。然而,馬來醯亞胺化合物不含任何可賦予化合物在膜中之優先方向或部分排列之液晶原基團。此導致關於機械穩定性及導熱性之性質較差。該等材料通常亦展現相對低之玻璃轉變點,此再次影響其熱膨脹性質。
KR 20160052234 A闡述可光固化之絕緣樹脂組合物及使用其之印刷電路板。該可光固化之絕緣樹脂組合物包含可光固化之液晶寡聚物;可光固化之氧化石墨烯;及可光固化之金屬醇鹽。然而,可光固化之液晶寡聚物不含藉由間隔基團連接在一起之多個液晶原基團。此導致不利的溶解度特徵且用於光固化之能量極高。
電子封裝
隨著固態電晶體開始取代真空管技術,諸如電阻器、電容器及二極體等電子組件可藉由其引線直接安裝至印刷電路板或卡中,由此建立仍在使用之基本構建區塊或封裝層級。複雜的電子功能通常需要較可在單一印刷電路卡上互連的多的個別組件。多層卡能力係伴隨子卡於多層母板上之三維封裝的發展而來。積體電路容許許多離散電路元件(例如電阻器及二極體)嵌入至稱為積體電路晶片或晶粒之個別、相對小之組件中。然而,儘管存在極佳之積體電路化,但通常需要一個以上之封裝等級,此部分地係由於積體電路自身之技術。積體電路晶片相當脆弱,具有極小之端子。一級封裝達成機械保護、冷卻及提供電連接至精密積體電路之能力的主要功能。利用至少一個額外之封裝等級(例如印刷電路卡),此乃因一些組件(高功率電阻器、機械開關、電容器)不易於整合至晶片上。對於極複雜之應用(例如主機電腦)而言,需要多個封裝等級之層級。
隨著固態電晶體開始取代真空管技術,諸如電阻器、電容器及二極體等電子組件可藉由其引線直接安裝至印刷電路板或卡中,由此建立仍在使用之基本構建區塊或封裝層級。複雜的電子功能通常需要較可在單一印刷電路卡上互連的多的個別組件。多層卡能力係伴隨子卡於多層母板上之三維封裝的發展而來。積體電路容許許多離散電路元件(例如電阻器及二極體)嵌入至稱為積體電路晶片或晶粒之個別、相對小之組件中。然而,儘管存在極佳之積體電路化,但通常需要一個以上之封裝等級,此部分地係由於積體電路自身之技術。積體電路晶片相當脆弱,具有極小之端子。一級封裝達成機械保護、冷卻及提供電連接至精密積體電路之能力的主要功能。利用至少一個額外之封裝等級(例如印刷電路卡),此乃因一些組件(高功率電阻器、機械開關、電容器)不易於整合至晶片上。對於極複雜之應用(例如主機電腦)而言,需要多個封裝等級之層級。
存在眾多種先進之封裝技術以滿足當今半導體工業之要求。領先之先進封裝技術(晶圓級封裝(WLP)、扇出晶圓級封裝(FOWLP)、2.5D中介層、晶片對晶片堆疊、封裝對封裝堆疊、嵌入式IC)均需要結構化薄基板、重新分佈層及其他組件(如高解析度互連件)。終端消費者市場對甚至更小及更薄之裝置不斷推動實現更低之價格及更高之功能性。此驅動對在具有競爭力之製造成本下具有更精細特徵及改良可靠性之下一代封裝之需求。
與將晶圓切割成個別電路(晶粒)且然後將其封裝之更習用方法相比,晶圓級封裝(WLP)係在仍為晶圓之一部分時封裝積體電路之技術。WLP基本上係真正之晶片尺度封裝(CSP)技術,此乃因所得封裝在大小上與晶粒幾乎相同。晶圓級封裝容許以晶圓級將晶圓製作、封裝、測試及燒入整合,以使裝置自矽開始至客戶發貨所經歷之製造製程流線化。由於其尺寸限制,WLP之主要應用領域為智慧型手機及可穿戴設備。WLP在智慧型手機或可穿戴設備中所提供之功能包括:指南針、感測器、電源管理、無線等。晶圓級晶片尺度封裝(WL-CSP)係目前市場上可購得之最小封裝之一。
扇出晶圓級封裝(FOWLP)係微電子學中最新的封裝趨勢之一:FOWLP在封裝體積以及封裝厚度兩方面均具有較高之微型化潛力。FOWLP之技術基礎在於重新組態之塗漆晶圓,其具有嵌入式晶片及薄膜重新佈局層,其一起形成與表面安裝裝置(SMD)相容之封裝。FOWLP之主要優點在於因無基板封裝而極薄、低熱阻、由於短及平面之電連接以及無凸塊晶片連接代替(例如)線接合或焊料觸點而產生良好高頻率性質。
對於電子封裝,需要不同類型之材料,自該等材料製得基板、導電連接及絕緣或鈍化塗層。用於多晶片及單一晶片模組之基板絕緣材料係選自兩大組材料(即有機物及陶瓷)之一。晶片至封裝互連通常藉由以下三種技術中之一者來達成:線接合、帶式自動化接合及銲球倒裝晶片。線接合係最廣泛使用之第一級互連;其採用超音能量將極細導線自金屬化端子墊沿積體電路晶片外圍機械焊接至基板表面上之相應接合墊。
聚合物起另一重要作用,其係用於所有WLP及諸如IPD (積體被動裝置)及3D-SiP (系統級封裝)等有關技術之關鍵構建區塊。數種不同類別之光敏聚合材料可用於整合,例如:聚醯亞胺(PI)、聚苯并噁唑(PBO)、苯并環丁烯(BCB)、聚矽氧、丙烯酸酯及環氧樹脂。
諸如聚胺基甲酸酯、丙烯酸、環氧及聚矽氧樹脂等聚合塗層已使用超過40年以保護印刷佈線板(PWB)免受濕氣、處置及環境影響。已開發出用於晶片鈍化層之特殊半導體級聚合物。尤其對於環氧樹脂,引入多個蒸餾程序以去除在標準環氧合成中作為副產物之鈉及氯離子。聚醯亞胺成為記憶體晶片及需要針對處置及測試程序進行表面保護之其他裝置之標準鈍化層。已開發出光敏樹脂以降低處理成本。
乾法蝕刻需要利用硬遮罩(其為濺鍍及結構化金屬層)或厚光阻劑塗層之遮蔽製程。由於成本節約計劃,在1960年代直至1990年代普遍存在的對材料之深度表徵已顯著減緩。另外,由於合併、資產分拆且經濟利潤較低,因此聚合產品之連續性並不總能獲得。與此相反,隨著針對IC之新的封裝概念(如WLP、SiP及3-D整合)之引入,聚合材料變得更重要。
存在寬範圍之可用作WLP之聚合介電質之材料類別:聚醯亞胺、聚苯并噁唑、苯并環丁烯、環氧、聚矽氧、丙烯酸酯、奈米填充酚樹脂、矽氧烷、氟化聚合物及聚降莰烯。M. Töpper等人,2010 Electronic Components and Technology Conference, 769-776中給出對光敏調配物之深入概述。
聚醯亞胺-ODA係Du Pont開發之基於交替芳香族同素環及雜環之一系列新穎高性能聚合物中之第一個成員:
聚醯亞胺由於其極高之分解溫度(其可高達400℃以上)而相當獨特。另外,其機械性質保證高撓性(斷裂伸長率高達100%)及超過200 MPa之極高抗拉強度。PI仍係最常見的用於IC鈍化之聚合物。
聚醯亞胺由於其極高之分解溫度(其可高達400℃以上)而相當獨特。另外,其機械性質保證高撓性(斷裂伸長率高達100%)及超過200 MPa之極高抗拉強度。PI仍係最常見的用於IC鈍化之聚合物。
藉由聚苯并噁唑(PBO)達成對負敏性聚合物PI之修飾,該PBO有時亦稱為正敏性PI:
可在使用水性顯影劑曝光之後使聚合物膜顯影。
可在使用水性顯影劑曝光之後使聚合物膜顯影。
矽氧烷係具有Si-O基團主鏈之聚合物。所謂的BCB (苯并環丁烯)係另外具有乙烯基及苯并環丁烯環系統之矽氧烷-聚合物基團之實例:
主要優點在於聚合反應(狄爾思-阿爾德反應(Diels-Alder reaction)),其由於無副產物產生而具有高原子經濟性。此高度交聯之熱固性聚合物具有優良之電氣性能,但相當脆弱,其具有較低之斷裂伸長率值(8%)及較低之抗拉強度(87 MPa)。
主要優點在於聚合反應(狄爾思-阿爾德反應(Diels-Alder reaction)),其由於無副產物產生而具有高原子經濟性。此高度交聯之熱固性聚合物具有優良之電氣性能,但相當脆弱,其具有較低之斷裂伸長率值(8%)及較低之抗拉強度(87 MPa)。
環氧聚合物係大多數PWB之基礎。主要優點在於其適用於溫度敏感性裝置之低固化溫度。重要實例係基於酚醛樹脂(Novolak)之環氧樹脂:
環氧及丙烯酸酯聚合物亦可用作乾膜材料。所有其他介電質必須藉由旋塗或噴塗來沈積。
環氧及丙烯酸酯聚合物亦可用作乾膜材料。所有其他介電質必須藉由旋塗或噴塗來沈積。
較新之開發係為橋連環烴之聚降莰烯,其藉由移位聚合或乙烯基加成聚合產生聚合物:
所有液體型光敏薄膜聚合物之處理均非常相似:塗覆(主要為旋塗)、曝光(UV)、曝光後烘烤(並非所有聚合物)、顯影、曝光後烘烤及固化。
所有液體型光敏薄膜聚合物之處理均非常相似:塗覆(主要為旋塗)、曝光(UV)、曝光後烘烤(並非所有聚合物)、顯影、曝光後烘烤及固化。
對選擇給定聚合物之要求相當廣泛:高分解或玻璃溫度以用於封裝中之高溫製程(如焊料回流)、高黏著、高機械及化學強度、優良電氣性質、低吸水性、光敏性及高產率可製造性。出於該等原因,通常使用熱固性塑膠用於封裝應用。其作為預聚物製造並採用,其分子量為若干100.000 g/mol且溶解於有機溶劑中。此等溶液通常稱為前驅體且準備用於旋塗製程。在晶圓上藉由熱固化實施最終聚合。
然而,現有技術已知之聚合物顯示以下缺點:
• 聚醯亞胺及聚苯并噁唑通常需要極高之處理溫度,此增加翹曲風險,尤其在多層重新分佈層(RDL)中。除此以外,聚醯亞胺亦顯示高吸水性,其對於裝置可靠性具有問題。
• 苯并環丁烯衍生物以及聚降莰烯顯示極低之介電常數,但此優點因對金屬之極差黏著而受損。
• 聚醯亞胺及聚苯并噁唑通常需要極高之處理溫度,此增加翹曲風險,尤其在多層重新分佈層(RDL)中。除此以外,聚醯亞胺亦顯示高吸水性,其對於裝置可靠性具有問題。
• 苯并環丁烯衍生物以及聚降莰烯顯示極低之介電常數,但此優點因對金屬之極差黏著而受損。
光微影
光微影長期以來係用於結構化用於先進封裝應用中之無機及有機材料之關鍵圖案化技術,該等先進封裝應用如倒裝晶片晶圓凸塊、電鍍金、銲點凸塊、銅柱技術及重新分佈層。光微影係關鍵製造製程及成本貢獻者;認真選擇合適之曝光解決方案對於在當今之工業微影應用中達成最佳可能的成本結構至關重要。
光微影長期以來係用於結構化用於先進封裝應用中之無機及有機材料之關鍵圖案化技術,該等先進封裝應用如倒裝晶片晶圓凸塊、電鍍金、銲點凸塊、銅柱技術及重新分佈層。光微影係關鍵製造製程及成本貢獻者;認真選擇合適之曝光解決方案對於在當今之工業微影應用中達成最佳可能的成本結構至關重要。
半導體工業中之當前驅動因素及趨勢清楚地顯示,需要微電子裝置之性能改良以滿足未來最終用戶要求。舉例而言,諸如平板電腦及智慧型手機等消費者電子裝置變得愈來愈薄且愈來愈小,同時獲得更高之計算能力、增加之數據儲存及改良之通訊能力。另外,自晶片製造商、代工廠、裝配及測試供應商至裝置製造商,供應鏈內各方競爭狀況中之成本考量變得愈來愈重要。因此,業內致力於採用創新方法以降低製造成本,同時提供滿足挑戰性之技術要求之致能技術。
幾十年來,光微影一直且仍然係用於微電子裝置製作及封裝中之基本製程。任何光微影製程之關鍵組件係曝光工具,其使用紫外波長範圍內之光來圖案化光敏阻劑或聚合物。曝光工具必須能夠精確地創建所期望之特徵,且將其與下伏層中先前製作之結構對齊。目前存在若干種類型之曝光技術:接近或接觸印刷、雷射直接成像及投影微影。相應設備工具集在技術能力(光學解析度、疊對性能(overlay performance)及有效生產量)及與曝光製程有關之成本方面所有不同。(參見H. Hichri等人,SÜSS Micro Tec Photonic System Inc., Corona, CA, USA)。
本發明之目標
因此,本發明之目標係克服先前技術中之缺點且提供新的一類聚合物,其可用作封裝電子裝置鈍化層中之介電材料,該介電材料顯示優良成膜能力、易於自習用溶劑處理及優良之機械性質,例如良好斷裂伸長率及良好抗拉強度性質,且具有低介電常數及低熱膨脹係數(CTE)。
因此,本發明之目標係克服先前技術中之缺點且提供新的一類聚合物,其可用作封裝電子裝置鈍化層中之介電材料,該介電材料顯示優良成膜能力、易於自習用溶劑處理及優良之機械性質,例如良好斷裂伸長率及良好抗拉強度性質,且具有低介電常數及低熱膨脹係數(CTE)。
此外,本發明之目標係提供新穎聚合物,其係光可結構化的且尤其適用於電子封裝中之各種應用,例如導電或半導電組件之鈍化及晶粒附接以及作為印刷電路板之基板製備中之主要組分。
本發明之另一目標係提供作為製備新穎聚合物之單體之可聚合化合物。除此之外,本發明之目標係提供使用該可聚合化合物用於形成該新穎聚合物之方法。最後,本發明之目標係提供包含該聚合物作為介電材料之電子裝置、用於製備封裝微電子結構之製造方法及可藉由該製造方法獲得之包含該封裝微電子結構之微電子裝置。
本發明者驚訝地發現,上述目標由含有源自特定可聚合化合物之重複單元之聚合物達成,該可聚合化合物較佳係可聚合二反應性液晶原化合物。
可聚合化合物係由式(1)表示:
P1 -Sp1 -(MG-Sp1 )m -P1 式(1)
其中:
m 係1至60、較佳地1至50、更佳地2至30且最佳地3至20之整數;
P1 表示可聚合基團(P);
Sp1 在每次出現時表示間隔基團(Sp)或單鍵;
MG 係棒形液晶原基團,其較佳選自式(2):
-(A21 -Z21 )k -A22 -(Z22 -A23 )l - 式(2)
其中:
A21 至A23 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係芳基、雜芳基、雜環基、脂環族基團或環狀醯亞胺基團,其視情況經一或多個相同或不同之基團L取代;
Z21 及Z22 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係-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 -、-CH2 O-、 -SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CH2 CH2 -、 -(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CY01 =CY02 -、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵;
R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
L 係F;Cl;Br;I;-CN;-NO2 ;-NCO;-NCS;-OCN;-SCN; -C(=O)NRxx Ryy ;-C(=O)ORxx ;-C(=O)Rxx ;-NRxx Ryy ;-OH;-SF5 ;或具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl、較佳地F替代;-CN;或具有1至6個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基;
Rxx 及Ryy 彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
Y01 及Y02 各自彼此獨立地表示H、具有1至12個C原子之烷基、芳基、F、Cl或CN;且
k及l 各自且獨立地係0、1、2、3或4,較佳為0、1或2,最佳為1。
該等可聚合化合物用作單體化合物以形成新的一類聚合物。藉由以下方法製備該新的一類聚合物,該方法亦形成本發明之一部分:
用於形成聚合物之方法,其中該方法包含以下步驟:
(i) 提供可聚合起始材料,其包含一或多種本發明之可聚合化合物;及
(ii) 使該可聚合起始材料聚合。
此外,提供聚合物,其可藉由上文所提及之用於形成聚合物之方法獲得或藉由該方法獲得。
除此之外,亦提供包含本發明之聚合物之電子裝置。
P1 -Sp1 -(MG-Sp1 )m -P1 式(1)
其中:
m 係1至60、較佳地1至50、更佳地2至30且最佳地3至20之整數;
P1 表示可聚合基團(P);
Sp1 在每次出現時表示間隔基團(Sp)或單鍵;
MG 係棒形液晶原基團,其較佳選自式(2):
-(A21 -Z21 )k -A22 -(Z22 -A23 )l - 式(2)
其中:
A21 至A23 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係芳基、雜芳基、雜環基、脂環族基團或環狀醯亞胺基團,其視情況經一或多個相同或不同之基團L取代;
Z21 及Z22 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係-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 -、-CH2 O-、 -SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CH2 CH2 -、 -(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CY01 =CY02 -、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵;
R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
L 係F;Cl;Br;I;-CN;-NO2 ;-NCO;-NCS;-OCN;-SCN; -C(=O)NRxx Ryy ;-C(=O)ORxx ;-C(=O)Rxx ;-NRxx Ryy ;-OH;-SF5 ;或具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl、較佳地F替代;-CN;或具有1至6個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基;
Rxx 及Ryy 彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
Y01 及Y02 各自彼此獨立地表示H、具有1至12個C原子之烷基、芳基、F、Cl或CN;且
k及l 各自且獨立地係0、1、2、3或4,較佳為0、1或2,最佳為1。
該等可聚合化合物用作單體化合物以形成新的一類聚合物。藉由以下方法製備該新的一類聚合物,該方法亦形成本發明之一部分:
用於形成聚合物之方法,其中該方法包含以下步驟:
(i) 提供可聚合起始材料,其包含一或多種本發明之可聚合化合物;及
(ii) 使該可聚合起始材料聚合。
此外,提供聚合物,其可藉由上文所提及之用於形成聚合物之方法獲得或藉由該方法獲得。
除此之外,亦提供包含本發明之聚合物之電子裝置。
最後,提供用於製備封裝微電子結構之製造方法,該封裝微電子結構中之基板具備包含一或多種聚合液晶單體之塗層,其中該方法包含以下步驟:
(1) 將包含一或多種本發明之可聚合化合物之可聚合組合物施加至基板表面;及
(2) 使該可聚合組合物固化以形成介電層。
(1) 將包含一或多種本發明之可聚合化合物之可聚合組合物施加至基板表面;及
(2) 使該可聚合組合物固化以形成介電層。
亦提供包含封裝微電子結構之微電子裝置,其可藉由本發明之製造方法獲得或藉由該製造方法獲得。
在下文中及附屬申請專利範圍中闡述本發明之較佳實施例。
定義
術語「液晶」、「介晶態化合物(mesomorphic compound)」或「液晶原化合物」(亦簡稱為「液晶原」)意指在適宜溫度、壓力及濃度條件下可作為中間相或具體而言作為LC相存在之化合物。非兩親性液晶原化合物包含(例如)一或多個桿條狀、香蕉形或盤狀液晶原基團。
術語「液晶」、「介晶態化合物(mesomorphic compound)」或「液晶原化合物」(亦簡稱為「液晶原」)意指在適宜溫度、壓力及濃度條件下可作為中間相或具體而言作為LC相存在之化合物。非兩親性液晶原化合物包含(例如)一或多個桿條狀、香蕉形或盤狀液晶原基團。
術語「桿條狀」意指棒形或板形/板條形化合物或基團。術語「香蕉形」意指其中兩個、通常桿條狀液晶原基團經由半剛性基團以不為共線性之方式連接之彎曲基團。術語「盤狀」意指盤形或薄片形化合物或基團。
術語「液晶原基團」或其縮寫「MG」意指能夠誘導液晶(LC)相行為之基團。液晶原基團、尤其為非兩親性類型之彼等通常為桿條狀或盤狀。該等包含液晶原基團之化合物本身並不一定必須展現LC相。該等化合物亦可僅在與其他化合物之混合物中或在液晶原化合物或其混合物聚合時顯示LC相性質。為簡明起見,術語「液晶」在下文中用於液晶原材料及LC材料二者。
桿條狀液晶原化合物通常包含桿條狀(即棒形或板條形)液晶原基團,該基團係由一或多個彼此直接連結或經由鍵聯基團連結之芳香族或脂環族基團組成,視情況包含連接至棒短端之末端基團且視情況包含一或多個連接至棒長側之側向基團,其中該等末端及側向基團通常選自(例如)碳基或烴基、極性基團(如鹵素、硝基、羥基等)或可聚合基團。
盤狀液晶原化合物通常包含盤狀(即相對平坦盤形或薄片形)液晶原基團,該基團係由(例如)一或多個縮合芳香族或脂環族基團(如例如聯伸三苯)組成,且視情況包含一或多個連接至液晶原基團且選自上文所提及末端及側向基團之末端基團。
術語「反應性液晶原」或其縮寫「RM」意指可聚合液晶原或液晶化合物,其較佳為單體或寡聚化合物。具有一個可聚合基團之可聚合化合物亦稱為「單反應性」化合物,具有兩個可聚合基團之化合物亦稱為「二反應性」化合物,且具有兩個以上可聚合基團之化合物亦稱為「多反應性」化合物。不具有可聚合基團之化合物亦稱為「非反應性」化合物。
術語「間隔體」或「間隔基團」在下文中亦稱為「Sp」,其為熟習此項技術者所已知且闡述於文獻中。除非另外陳述,否則上文及下文之術語「間隔體」或「間隔基團」表示撓性有機基團,其在可聚合液晶原化合物(「RM」)中連結液晶原基團及一或多個可聚合基團。
術語「聚合物」包括(但不限於)均聚物、共聚物(例如嵌段、隨機及交替共聚物、三元共聚物、四元共聚物等)以及其摻合物及修飾物。此外,除非另有明確限制,否則術語「聚合物」應包括材料之所有可能之構形異構物。該等構形包括(但不限於)等規立構、間規立構及無規立構對稱。聚合物係具有較高相對分子質量之分子,其結構基本上包含多個實際上或概念上衍生自具有較低相對質量之分子(即單體)之單元重複(即重複單元)。在本發明之背景下,聚合物係由60個以上之單體構成。
術語「寡聚物」係與其中單體數目在原則上無限之聚合物相比,由幾個單體單元組成之分子複合物。二聚體、三聚體及四聚體係(例如)分別由兩個、三個及四個單位構成之寡聚物。在本發明之背景下,寡聚物可由至多60個單體構成。
如本文所使用之術語「單體」係指可經歷聚合、藉此為聚合物或寡聚物之基本結構提供構成單元(重複單元)之分子。
如本文所使用之術語「均聚物」代表衍生自一種(真實、隱含或假想)單體之聚合物。
如本文所使用之術語「共聚物」通常意指衍生自一種以上之單體之任何聚合物,其中該聚合物含有一種以上之相應重複單元。在一個實施例中,共聚物係兩種或更多種單體之反應產物,且因此包含兩種或更多種相應重複單元。共聚物較佳包含兩種、三種、四種、五種或六種重複單元。藉由三種單體物質之共聚獲得之共聚物亦可稱為三元共聚物。藉由四種單體物質之共聚獲得之共聚物亦可稱為四元共聚物。共聚物可呈現為嵌段、隨機及/或交替共聚物。
如本文所使用之術語「嵌段共聚物」代表共聚物,其中毗鄰嵌段在構成上不同,即毗鄰嵌段包含衍生自不同種類之單體或衍生自相同種類之單體但重複單元之組成或順序分佈不同之重複單元。
此外,如本文所使用之術語「隨機共聚物」係指由巨分子形成之聚合物,其中在鏈中之任何給定位點發現給定重複單元之機率與毗鄰重複單元之性質無關。通常,在隨機共聚物中,重複單元之順序分佈遵循伯努利統計(Bernoullian statistics)。
如本文所使用之術語「交替共聚物」代表由以交替順序包含兩種重複單元之巨分子組成之共聚物。
「電子封裝」係電子工程學領域內之主要學科,且包括眾多種技術。其係指將離散組件、積體電路及MSI (中等規模整合)及LSI (大規模整合)晶片(通常藉由樑式引線附接至引線框架)經由多層電路板(亦稱為卡)上之孔***至板中,在此其在適當位置處焊接。電子系統之封裝必須考慮保護免受機械損壞影響、冷卻、射頻噪聲發射、保護免受靜電放電影響、維護、操作者便利性及成本。
如本文所使用之術語「微電子裝置」係指具有極小電子設計及組件之電子裝置。通常,但不總係如此,此意指微米級或更小。該等裝置通常含有一或多個微電子組件,其自半導體材料製得且在封裝結構中互連以形成微電子裝置。正常電子設計之許多電子組件可用於微電子等效產品中。該等等效產品包括電晶體、電容器、感應器、電阻器、二極體及天然絕緣體及導體,所有均可發現於微電子裝置中。由於組件、引線及墊之大小異常小,因此在微電子產品中亦經常使用諸如線接合等獨特佈線技術。
本專利申請案中所呈現結構元件之連接點(結合位點)可由指示,其中*代表結構元件且代表結合位點。
較佳實施例
可聚合化合物
本發明係關於由式(1)表示之可聚合化合物:
P1 -Sp1 -(MG-Sp1 )m -P1 式(1)
其中:
m 係1至60之整數;
P1 表示可聚合基團(P);
Sp1 在每次出現時表示間隔基團(Sp)或單鍵;
MG 係棒形液晶原基團,其較佳選自式(2):
-(A21 -Z21 )k -A22 -(Z22 -A23 )l - 式(2)
其中:
A21 至A23 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係芳基、雜芳基、雜環基、脂環族基團或環狀醯亞胺基團,其視情況經一或多個相同或不同之基團L取代;
Z21 及Z22 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係-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 -、-CH2 O-、 -SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CH2 CH2 -、 -(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CY01 =CY02 -、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵;
R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
L 係F;Cl;Br;I;-CN;-NO2 ;-NCO;-NCS;-OCN;-SCN; -C(=O)NRxx Ryy ;-C(=O)ORxx ;-C(=O)Rxx ;-NRxx Ryy ;-OH;-SF5 ;或具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl、較佳地F替代;-CN;或具有1至6個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基;
Rxx 及Ryy 彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
Y01 及Y02 各自彼此獨立地表示H、具有1至12個C原子之烷基、芳基、F、Cl或CN;且
k及l 各自且獨立地係0、1、2、3或4。
可聚合化合物
本發明係關於由式(1)表示之可聚合化合物:
P1 -Sp1 -(MG-Sp1 )m -P1 式(1)
其中:
m 係1至60之整數;
P1 表示可聚合基團(P);
Sp1 在每次出現時表示間隔基團(Sp)或單鍵;
MG 係棒形液晶原基團,其較佳選自式(2):
-(A21 -Z21 )k -A22 -(Z22 -A23 )l - 式(2)
其中:
A21 至A23 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係芳基、雜芳基、雜環基、脂環族基團或環狀醯亞胺基團,其視情況經一或多個相同或不同之基團L取代;
Z21 及Z22 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係-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 -、-CH2 O-、 -SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CH2 CH2 -、 -(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CY01 =CY02 -、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵;
R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
L 係F;Cl;Br;I;-CN;-NO2 ;-NCO;-NCS;-OCN;-SCN; -C(=O)NRxx Ryy ;-C(=O)ORxx ;-C(=O)Rxx ;-NRxx Ryy ;-OH;-SF5 ;或具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl、較佳地F替代;-CN;或具有1至6個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基;
Rxx 及Ryy 彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
Y01 及Y02 各自彼此獨立地表示H、具有1至12個C原子之烷基、芳基、F、Cl或CN;且
k及l 各自且獨立地係0、1、2、3或4。
本發明之可聚合化合物較佳係可聚合二反應性液晶原化合物。
可聚合基團P係能夠經歷聚合反應(例如自由基或離子鏈聚合、聚加成或聚縮合)或能夠經歷聚合類似反應(例如在聚合物主鏈上之加成或縮合)之基團。
較佳地,下標m為1至50。更佳地,下標m為2至30,且最佳為3至20。
較佳地,Z21
及Z22
獨立地且在每次出現時彼此獨立地係 -COO-、-OCO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCH2
-、-CH2
O-、-CH2
CH2
-、 -(CH2
)4
-、-CF2
CH2
-、-CH2
CF2
-、-CF2
CF2
-、-CºC-、-CH=CH-COO-、 -OCO-CH=CH-或單鍵。
較佳地,k及l各自且獨立地係0、1或2,更佳地k及l係1。
較佳地,可聚合基團P係選自含有C=C雙鍵或CºC三鍵之基團,且選自適用於藉由開環反應聚合之基團,例如氧雜環丁烷或環氧化物基團。
更佳地,可聚合基團P係選自由以下組成之列表:
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)2 CH-OCO-、(CH2 =CH-CH2 )2 CH-OCO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-CO-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH2 =CH-(COO)k1 -Phe-(O)k2 -、CH2 =CH-(CO)k1 -Phe-(O)k2 -及Phe-CH=CH-,
其中:
W1 表示H、F、Cl、CN、CF3 、苯基或具有1至5個C原子之烷基,更佳表示H、F、Cl或CH3 ;
W2 表示H或具有1至5個C原子之烷基,更佳表示H、甲基、乙基或正丙基;
W3 及W4 各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基;
Phe 表示1,4-伸苯基,其視情況經一或多個如上文所定義但不同於P-Sp之基團L取代,較佳地較佳取代基L係F、Cl、CN、NO2 、CH3 、C2 H5 、OCH3 、OC2 H5 、COCH3 、COC2 H5 、COOCH3 、COOC2 H5 、CF3 、OCF3 、OCHF2 、OC2 F5 及苯基;且
k1 、k2 及k3 各自彼此獨立地表示0或1,k3 較佳表示1;且
k4 係1至10之整數。
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)2 CH-OCO-、(CH2 =CH-CH2 )2 CH-OCO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-CO-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH2 =CH-(COO)k1 -Phe-(O)k2 -、CH2 =CH-(CO)k1 -Phe-(O)k2 -及Phe-CH=CH-,
其中:
W1 表示H、F、Cl、CN、CF3 、苯基或具有1至5個C原子之烷基,更佳表示H、F、Cl或CH3 ;
W2 表示H或具有1至5個C原子之烷基,更佳表示H、甲基、乙基或正丙基;
W3 及W4 各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基;
Phe 表示1,4-伸苯基,其視情況經一或多個如上文所定義但不同於P-Sp之基團L取代,較佳地較佳取代基L係F、Cl、CN、NO2 、CH3 、C2 H5 、OCH3 、OC2 H5 、COCH3 、COC2 H5 、COOCH3 、COOC2 H5 、CF3 、OCF3 、OCHF2 、OC2 F5 及苯基;且
k1 、k2 及k3 各自彼此獨立地表示0或1,k3 較佳表示1;且
k4 係1至10之整數。
最佳之可聚合基團P係乙烯基氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氯丙烯酸酯基、氧雜環丁烷、環氧基、馬來醯亞胺基、3-甲基馬來醯亞胺基、3-乙基馬來醯亞胺基、3-丙基馬來醯亞胺基、3,4-二甲基馬來醯亞胺基、3-甲基-4-乙基馬來醯亞胺基、3-甲基-4-丙基馬來醯亞胺基、3,4-二乙基馬來醯亞胺基、3-乙基-4-丙基馬來醯亞胺基及3,4-二丙基馬來醯亞胺基、最佳地丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、馬來醯亞胺基及3,4-二甲基馬來醯亞胺基。
較佳間隔基團Sp係選自式Sp'-X',使得基團「P-Sp-」對應於式「P-Sp'-X'-」,其中:
Sp' 表示
(a) 具有1至40個、較佳地1至30個C原子之直鏈或具支鏈伸烷基,其視情況經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代,且另外其中一或多個非毗鄰CH2 基團可各自彼此獨立地以O及/或S原子彼此不直接連接之方式由 -O-、-S-、-NH-、-NR01 -、-SiR01 R02 -、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR01 -CO-O-、-O-CO-NR01 -、-NR01 -CO-NR01 -、-CH=CH-或-CºC-替代,或
(b) -Spx -G-Spy -,其中Spx 及Spy 彼此獨立地表示具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之伸烷基或單鍵;G表示具有3至20個C原子、較佳地5至12個C原子之伸環烷基,其視情況經具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之烷基單取代或多取代;
X' 表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR01 -、-NR01 -CO-、-NR01 -CO-NR01 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、 -CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、 -CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=C-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CY01 =CY02 -、 -CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵,較佳表示-O-、-S-、 -CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR01 -、-NR01 -CO-、-NR01 -CO-NR01 -或單鍵;
R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;且
Y01 及Y02 各自彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。
Sp' 表示
(a) 具有1至40個、較佳地1至30個C原子之直鏈或具支鏈伸烷基,其視情況經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代,且另外其中一或多個非毗鄰CH2 基團可各自彼此獨立地以O及/或S原子彼此不直接連接之方式由 -O-、-S-、-NH-、-NR01 -、-SiR01 R02 -、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR01 -CO-O-、-O-CO-NR01 -、-NR01 -CO-NR01 -、-CH=CH-或-CºC-替代,或
(b) -Spx -G-Spy -,其中Spx 及Spy 彼此獨立地表示具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之伸烷基或單鍵;G表示具有3至20個C原子、較佳地5至12個C原子之伸環烷基,其視情況經具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之烷基單取代或多取代;
X' 表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR01 -、-NR01 -CO-、-NR01 -CO-NR01 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、 -CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、 -CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=C-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CY01 =CY02 -、 -CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵,較佳表示-O-、-S-、 -CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR01 -、-NR01 -CO-、-NR01 -CO-NR01 -或單鍵;
R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;且
Y01 及Y02 各自彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。
較佳之基團Sp'在每一情形中係選自直鏈亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一烷基、伸十二烷基及伸十八烷基、伸環己基、伸乙基氧基伸乙基、亞甲基氧基伸丁基、伸乙基硫基伸乙基、伸乙基-N-甲基亞胺基伸乙基、1-甲基伸烷基、伸乙烯基、伸丙烯基及伸丁烯基。
更佳之間隔基團Sp係選自由以下組成之列表:-(CH2
)p1
-、-(CH2
CH2
O)q1
-CH2
CH2
-、-CH2
CH2
-S-CH2
CH2
-、-CH2
CH2
-NH-CH2
CH2
-、-(SiR01
R02
-O)p1
-、-(CH2
)p1
-(環-C6
H8
R01
R02
)-(CH2
)p1
-及
,
其中:
p1 係1至60、較佳地1至36、更佳地1至12之整數;
q1 係1至12、較佳地1至3之整數;且
R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基。
,
其中:
p1 係1至60、較佳地1至36、更佳地1至12之整數;
q1 係1至12、較佳地1至3之整數;且
R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基。
最佳之基團Sp係-(CH2
)p1
-、-O-(CH2
)p1
-、-O-(CH2
)p1
-O-、-OCO-(CH2
)p1
-及-OCOO-(CH2
)p1
-,其中p1 係1至36、較佳地1至12之整數。
在本發明之較佳實施例中,基團A21
至A23
獨立地且在多次出現之情形中彼此獨立地表示選自以下群a)至e)之部分:
a) 反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及4,4’-二伸環己基,其中一或多個非毗鄰CH2 基團可由-O-及/或-S-替代且其中一或多個H原子可由基團L替代;
b) 1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、4,4’-伸聯苯基、2,5-噻吩及2,6-二噻吩并[3,2-b:2’,3’-d]噻吩,其中一或兩個CH基團可由N替代且其中一或多個H原子可由基團L替代;
c) 四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5-二基、環丁-1,3-二基、六氫吡啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基,其可經一或多個基團L取代;
d) 具有5至20個環C原子之飽和、部分不飽和或完全不飽和且視情況經取代之多環基團,其中之一或多個環C原子亦可由雜原子替代,其較佳選自由以下組成之群:二環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、二環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、三環[3.3.1.1]癸烷-1,3-二基、
其中一或多個H原子可由基團L替代,及/或一或多個雙鍵可由單鍵替代,及/或一或多個CH基團可由N替代,且其中
M 表示-O-、-S-、-CH2 -、-CHY03 -或-CY03 Y04 -;
Y03 、Y04 彼此獨立地表示上文針對R01 、F、Cl、CN、OCF3 或CF3 所給出含義中之一者,且較佳表示H、F、Cl、CN、OCF3 或CF3 ;
W5 、W6 彼此獨立地表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CH2 -O-、-O-CH2 -、-C(Rc Rd )-或-O-;
Rc 、Rd 彼此獨立地表示H或具有1至6個C原子之烷基,較佳表示H、甲基或乙基;且
R03 、R04 彼此獨立地表示H、F、具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基,其中一或多個H原子可由F替代;
e) 環狀醯亞胺,其係選自由以下組成之群:
及,
其中一或多個H原子可由基團L替代,及/或一或多個雙鍵可由單鍵替代,及/或一或多個CH基團可由N替代。
a) 反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及4,4’-二伸環己基,其中一或多個非毗鄰CH2 基團可由-O-及/或-S-替代且其中一或多個H原子可由基團L替代;
b) 1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、4,4’-伸聯苯基、2,5-噻吩及2,6-二噻吩并[3,2-b:2’,3’-d]噻吩,其中一或兩個CH基團可由N替代且其中一或多個H原子可由基團L替代;
c) 四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5-二基、環丁-1,3-二基、六氫吡啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基,其可經一或多個基團L取代;
d) 具有5至20個環C原子之飽和、部分不飽和或完全不飽和且視情況經取代之多環基團,其中之一或多個環C原子亦可由雜原子替代,其較佳選自由以下組成之群:二環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、二環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、三環[3.3.1.1]癸烷-1,3-二基、
其中一或多個H原子可由基團L替代,及/或一或多個雙鍵可由單鍵替代,及/或一或多個CH基團可由N替代,且其中
M 表示-O-、-S-、-CH2 -、-CHY03 -或-CY03 Y04 -;
Y03 、Y04 彼此獨立地表示上文針對R01 、F、Cl、CN、OCF3 或CF3 所給出含義中之一者,且較佳表示H、F、Cl、CN、OCF3 或CF3 ;
W5 、W6 彼此獨立地表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CH2 -O-、-O-CH2 -、-C(Rc Rd )-或-O-;
Rc 、Rd 彼此獨立地表示H或具有1至6個C原子之烷基,較佳表示H、甲基或乙基;且
R03 、R04 彼此獨立地表示H、F、具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基,其中一或多個H原子可由F替代;
e) 環狀醯亞胺,其係選自由以下組成之群:
及,
其中一或多個H原子可由基團L替代,及/或一或多個雙鍵可由單鍵替代,及/或一或多個CH基團可由N替代。
較佳之式(1)之可聚合化合物係:
其中基團及下標具有以下含義:
L 係F;Cl;Br;I;-CN;-NO2 ;-NCO;-NCS;-OCN; -SCN;-C(=O)NRxx Ryy ;-C(=O)ORxx ;-C(=O)Rxx ;-NRxx Ryy ;-OH; -SF5 ;或具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl、較佳地F替代;-CN;或具有1至6個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基;
Rxx 及Ryy 彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
r 係0、1、2、3或4;
s 係0、1、2或3;
t 係0、1或2;
Z21 及Z22 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係-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 -、-CH2 O-、 -SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CH2 CH2 -、 -(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CY01 =CY02 -、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵,較佳係-COO-、-OCO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCH2 -、-CH2 O-、-CH2 CH2 -、-(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CºC-、 -CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵;
R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
Sp1 在每次出現時表示如上文所定義之間隔基團(Sp)或單鍵;
P1 表示如上文所定義之可聚合基團(P);且
m 係1至60、較佳地1至50、更佳地2至30且最佳地3至20之整數。
其中基團及下標具有以下含義:
L 係F;Cl;Br;I;-CN;-NO2 ;-NCO;-NCS;-OCN; -SCN;-C(=O)NRxx Ryy ;-C(=O)ORxx ;-C(=O)Rxx ;-NRxx Ryy ;-OH; -SF5 ;或具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl、較佳地F替代;-CN;或具有1至6個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基;
Rxx 及Ryy 彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
r 係0、1、2、3或4;
s 係0、1、2或3;
t 係0、1或2;
Z21 及Z22 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係-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 -、-CH2 O-、 -SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CH2 CH2 -、 -(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CY01 =CY02 -、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵,較佳係-COO-、-OCO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCH2 -、-CH2 O-、-CH2 CH2 -、-(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CºC-、 -CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵;
R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;
Sp1 在每次出現時表示如上文所定義之間隔基團(Sp)或單鍵;
P1 表示如上文所定義之可聚合基團(P);且
m 係1至60、較佳地1至50、更佳地2至30且最佳地3至20之整數。
更佳之式(1)之可聚合化合物係:
其中自由基及下標具有如上文所定義之含義中之一者。
其中自由基及下標具有如上文所定義之含義中之一者。
尤佳之式(1)之可聚合化合物係:
其中自由基及下標具有如上文所定義之含義中之一者。
其中自由基及下標具有如上文所定義之含義中之一者。
最佳之式(1)之可聚合化合物係:
其中
n 係1至60、較佳地1至36且更佳地6至12之整數;且
m 係1至60、較佳地1至50、更佳地2至30且最佳地3至20之整數。
其中
n 係1至60、較佳地1至36且更佳地6至12之整數;且
m 係1至60、較佳地1至50、更佳地2至30且最佳地3至20之整數。
在式M1至M33及相應子式之化合物中,環基團
較佳係 或,
其中
L 在每次出現時彼此獨立地係F;Cl;Br;I;-CN;-NO2 ; -NCO;-NCS;-OCN;-SCN;-C(=O)NRxx Ryy ;-C(=O)ORxx ; -C(=O)Rxx ;-NRxx Ryy ;-OH;-SF5 ;或具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl、較佳地F替代;-CN;或具有1至6個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基;且
Rxx 及Ryy 係根據上文所給出之定義來定義。
較佳係 或,
其中
L 在每次出現時彼此獨立地係F;Cl;Br;I;-CN;-NO2 ; -NCO;-NCS;-OCN;-SCN;-C(=O)NRxx Ryy ;-C(=O)ORxx ; -C(=O)Rxx ;-NRxx Ryy ;-OH;-SF5 ;或具有1至20個C原子、較佳地1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl、較佳地F替代;-CN;或具有1至6個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基;且
Rxx 及Ryy 係根據上文所給出之定義來定義。
由式(1)所表示之可聚合化合物可藉由任一標準合成來製備。通常,將化合物逆合成地(retrosynthetically)切割成較小單元且自適宜前體化合物逐步形成。出於此目的,可使用已知標準反應。已證明,在合成末期、通常在合成之最後一步驟連接可聚合基團P1
尤其有利。如此,可避免不期望之副反應或化合物之過早聚合。
舉例而言,若可聚合化合物含有可聚合基團P,該可聚合基團P由以下表示
其中W3 及W4 各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基,
則使由式(3)所表示之前體:
X-Sp1 -(MG-Sp1 )m -X 式(3)
與
反應,以形成由式(1)所表示之可聚合化合物:
P1 -Sp1 -(MG-Sp1 )m -P1 式(1)
其中X係NH2 ;
P1 係;且
Sp1 、MG及m具有如上文所給出含義中之一者。
其中W3 及W4 各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基,
則使由式(3)所表示之前體:
X-Sp1 -(MG-Sp1 )m -X 式(3)
與
反應,以形成由式(1)所表示之可聚合化合物:
P1 -Sp1 -(MG-Sp1 )m -P1 式(1)
其中X係NH2 ;
P1 係;且
Sp1 、MG及m具有如上文所給出含義中之一者。
本發明進一步提供用於形成聚合物之方法,該聚合物包含一或多種可聚合化合物之單體單元。該聚合物係可為線性或交聯之介電聚合物。
用於形成聚合物之方法包含以下步驟:
(i) 提供可聚合起始材料,其包含一或多種本發明之可聚合化合物;及
(ii) 使該可聚合起始材料聚合。
可聚合起始材料中所包含之可聚合化合物係由式(1)及上文所提及之定義所表示之可聚合化合物。
(i) 提供可聚合起始材料,其包含一或多種本發明之可聚合化合物;及
(ii) 使該可聚合起始材料聚合。
可聚合起始材料中所包含之可聚合化合物係由式(1)及上文所提及之定義所表示之可聚合化合物。
較佳地,步驟(i)中所提供之可聚合起始材料包含一種本發明之可聚合化合物。
在較佳實施例中,步驟(i)中所提供之可聚合起始材料包含一或多種能夠與本發明之可聚合化合物反應以形成共聚物之額外可聚合化合物。
較佳之額外可聚合化合物係能夠與本發明之可聚合化合物之可聚合基團P反應以形成共聚物之單體。此等較佳之額外可聚合化合物係選自丙烯酸酯、環氧化物、烯烴、乙烯基醚、乙烯基酯、聚硫醇、多胺及聚馬來醯亞胺。使用基本化學知識,熟習此項技術者能夠針對本發明之給定可聚合化合物找到並選擇能夠與首先提及之可聚合化合物反應以形成共聚物之適宜額外可聚合化合物。
較佳之丙烯酸酯係丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、氰基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、氰基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、氰基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、氰基丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、氰基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、氰基丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸庚酯、氰基丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸辛酯、氰基丙烯酸辛酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸縮水甘油基酯、丙烯酸(羥基乙基)酯、甲基丙烯酸(羥基乙基)酯、2-氯丙烯酸甲酯及2-氟丙烯酸甲酯。
較佳之環氧化物係環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷、環氧戊烷、環氧己烷、環氧庚烷、環氧辛烷、環氧丙醯胺、縮水甘油、氧化苯乙烯、3,4-環氧四氫噻吩-1,1-二氧化物、2,3-環氧丙酸乙基酯、2-甲基縮水甘油酸甲基酯、甲基縮水甘油基醚、乙基縮水甘油基醚、二縮水甘油醚、環氧環戊烷、環氧環己烷、環氧環庚烷、環氧環辛烷及氧化二苯乙烯。
較佳之烯烴係乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、異戊二烯、苯乙烯及乙烯基乙烯。
較佳之乙烯基醚係二乙烯基醚、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、戊基乙烯基醚、己基乙烯基醚、庚基乙烯基醚及辛基乙烯基醚。
較佳之乙烯基酯係甲酸乙烯基酯、乙酸乙烯基酯、丙酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、戊酸乙烯基酯、己酸乙烯基酯、庚酸乙烯基酯、辛酸乙烯基酯、壬酸乙烯基酯、癸酸乙烯基酯、丙烯酸乙烯基酯、甲基丙烯酸乙烯基酯、苯甲酸乙烯基酯、4-第三丁基苯甲酸乙烯基酯、肉桂酸乙烯基酯及三氟乙酸乙烯基酯。
較佳之聚硫醇係具有兩個或更多個硫醇官能基之有機硫化合物。尤佳之聚硫醇係選自由以下組成之列表:HS-(Cn
H2n
)-SH,其中n = 2至20、較佳地2至12;Cn
H2n-1
(SH)3
,其中n = 3至20、較佳地3至12;HS-Ar-SH,其中Ar =經取代或未經取代之C6
-C20
伸芳基;及HS-(CH2
)m
-Ar-(CH2
)m
-SH,其中Ar =經取代或未經取代之C6
-C20
伸芳基且m = 1至12。
較佳之多胺係具有兩個或更多個胺基官能基之有機胺化合物。尤佳之多胺係選自由以下組成之列表:H2
N-(Cn
H2n
)-NH2
,其中n = 2至20、較佳地2至12;H2
N-(Cn
H2n
NH)-NH2
,其中n = 2至20、較佳地2至12;Cn
H2n-1
(NH2
)3
,其中n = 3至20、較佳地3至12;H2
N-Ar-NH2
,其中Ar =經取代或未經取代之C6
-C20
伸芳基;及H2
N-(CH2
)m
-Ar-(CH2
)m
-H2
N,其中Ar =經取代或未經取代之C6
-C20
伸芳基且m = 1至12。
較佳之聚馬來醯亞胺係如US 2008/0075961 A1及US 2017/0152418 A1中所闡述之馬來醯亞胺封端之聚醯亞胺,其揭示內容係以引用的方式併入本文中。較佳地,聚馬來醯亞胺係選自由以下式(A)或式(B)所表示化合物之二馬來醯亞胺:
式(A)
其中R1 及Q1 獨立地選自由衍生自以下各項之結構組成之群:未經取代或經取代之脂肪族、脂環族、烯基、芳基、雜芳基、矽氧烷、聚(丁二烯-共-丙烯腈)及聚(環氧烷);X1 至X4 各自獨立地係H或具有1至6個C原子之烷基;且n = 0至30;
式(B)
其中R2 及Q2 獨立地選自由衍生自以下各項之結構組成之群:未經取代或經取代之脂肪族、脂環族、烯基、芳基、雜芳基、矽氧烷、聚(丁二烯-共-丙烯腈)及聚(環氧烷);X5 至X8 各自獨立地係H或具有1至6個C原子之烷基;R3 及R4 各自獨立地係H或CH3 ,其中R3 及R4 中之至少一者係CH3 ;且n = 0至30。
式(A)
其中R1 及Q1 獨立地選自由衍生自以下各項之結構組成之群:未經取代或經取代之脂肪族、脂環族、烯基、芳基、雜芳基、矽氧烷、聚(丁二烯-共-丙烯腈)及聚(環氧烷);X1 至X4 各自獨立地係H或具有1至6個C原子之烷基;且n = 0至30;
式(B)
其中R2 及Q2 獨立地選自由衍生自以下各項之結構組成之群:未經取代或經取代之脂肪族、脂環族、烯基、芳基、雜芳基、矽氧烷、聚(丁二烯-共-丙烯腈)及聚(環氧烷);X5 至X8 各自獨立地係H或具有1至6個C原子之烷基;R3 及R4 各自獨立地係H或CH3 ,其中R3 及R4 中之至少一者係CH3 ;且n = 0至30。
在較佳實施例中,衍生自未經取代或經取代之脂肪族、脂環族、烯基、芳基、雜芳基、矽氧烷、聚(丁二烯-共-丙烯腈)及聚(環氧烷)之結構係烷基、烯基、炔基、羥基、側氧基、烷氧基、巰基、環烷基、經取代之環烷基、雜環基、經取代之雜環基、芳基、經取代之芳基、雜芳基、經取代之雜芳基、芳基氧基、經取代之芳基氧基、鹵素、鹵代烷基、氰基、硝基、硝酮基、胺基、醯胺基、-C(O)H、醯基、氧基醯基、羧基、胺基甲酸酯基、磺醯基、磺醯胺基、硫醯基或-C(O)-、-S-、-S(O)2
-、-OC(O)-O-、-NA-C(O)-、-NAC(O)-NA-、-OC(O)-NA- (在該式中,A係H或具有1至6個碳之烷基),且較佳地一個末端進一步含有取代基。
較佳之取代基係烷基、烯基、炔基、羥基、側氧基、烷氧基、巰基、環烷基、經取代之環烷基、雜環基、經取代之雜環基、芳基、經取代之芳基、雜芳基、經取代之雜芳基、芳基氧基、經取代之芳基氧基、鹵素、鹵代烷基、氰基、硝基、硝酮基、胺基、醯胺基、-C(O)H、醯基、氧基醯基、羧基、胺基甲酸酯基、磺醯基、磺醯胺基、硫醯基或 -C(O)-、-S-、-S(O)2
-、-OC(O)-O-、-NA-C(O)-、-NAC(O)-NA-、 -OC(O)-NA- (在該式中,A係H或具有1至6個碳之烷基)。
在更佳實施例中,R1
及R2
以及Q1
及Q2
獨立地選自由以下組成之群:經取代或未經取代之脂肪族、脂環族、烯基、芳香族、雜芳香族、矽氧烷、聚(丁二烯-共-丙烯腈)或聚(環氧烷)部分。
較佳之脂肪族部分係直鏈或具支鏈C1
-C50
伸烷基、更佳係直鏈或具支鏈C1
-C36
伸烷基。
較佳之脂環族部分為脂肪族及環狀二者,且含有一或多個全碳環,其可經取代或未經取代且其可視情況經縮合及/或橋接。較佳之脂環族部分具有3至72個C原子、更佳地3至36個C原子。尤佳之脂環族部分係由-Sp1
-Cy-Sp2
-表示,其中Sp1
及Sp2
彼此獨立地表示具有1至12個C原子之伸烷基或單鍵;G表示具有3至12個C原子之伸環烷基,其視情況經具有1至12個C原子之烷基單取代或多取代。
較佳之烯基部分係具有至少一個碳-碳雙鍵且具有在約最多100個範圍內之C原子的直鏈或具支鏈烴基部分。更佳之烯基部分係C2
-C50
伸烯基、最佳係C2
-C36
伸烯基。
較佳之芳香族部分係具有6至20個C原子、更佳地6至14個C原子之伸芳基,其可經取代或未經取代。
雜芳香族部分係含有一或多個雜原子(例如N、O、S或諸如此類)作為環結構之一部分的芳香族部分。較佳之雜芳香族部分具有3至20個C原子、較佳地3至14個C原子及一或多個選自N、O及/或S之雜原子,且其可經取代或未經取代。
較佳之矽氧烷部分係選自-[Ra
Rb
Si-O]n
-Ra
Rb
Si-,其中Ra
及Rb
獨立地係H或C1
-C6
烷基,且n = 1至1000、更佳地1至100。
較佳之聚(環氧烷)部分係聚(C1
-C12
伸烷基氧化物)部分。
較佳地,在可聚合起始材料中,本發明之可聚合化合物與額外可聚合化合物之間的莫耳比係0.1:100至100:0.1。
較佳地,步驟(i)中所提供之可聚合起始材料實質上不含溶劑。實質上不含溶劑意味著在可聚合起始材料中,總殘餘溶劑之含量基於一或多種可聚合化合物之總重量不超過10 wt.-%、較佳地不超過5 wt.-%且更佳地不超過1 wt.-%。
較佳地,可聚合起始材料在步驟(ii)中藉由自由基或離子聚合或藉由曝露於輻射而聚合。進一步較佳地,可聚合起始材料含有用於自由基聚合之起始劑或用於離子聚合之起始劑。進一步較佳地,步驟(ii)中可聚合化合物之聚合係在升高溫度下、較佳地在25℃至200℃範圍內之溫度下、更佳地在25℃至150℃範圍內之溫度下發生。
較佳地,用於自由基聚合之起始劑藉由暴露於熱而熱活化或藉由曝露於諸如UV及/或可見光等輻射而光化學地活化。
較佳之用於自由基聚合之起始劑係:過氧苯甲酸第三戊基酯、4,4-偶氮雙(4-氰基戊酸)、1,1’-偶氮雙(環己烷甲腈)、2,2’-偶氮二異丁腈(AIBN)、過氧化苯甲醯、2,2-雙(第三丁基過氧)丁烷、1,1-雙(第三丁基過氧)環己烷、2,5-雙(第三丁基過氧)-2,5-二甲基己烷、2,5-雙(第三丁基過氧)-2,5-二甲基-3-己炔、雙(1-(第三丁基過氧)-1-甲基乙基)苯、1,1-雙(第三丁基過氧)-3,3,5-三甲基環己烷、第三丁基過氧化氫、過乙酸第三丁基酯、第三丁基過氧化物、過氧苯甲酸第三丁基酯、碳酸第三丁基過氧基酯異丙基酯、過氧化氫異丙苯、過氧化環己酮、過氧化二異丙苯、過氧化月桂醯、2,4-戊二酮過氧化物、過乙酸及過硫酸鉀。通常,此等起始劑係可熱活化之自由基聚合起始劑。
其他較佳之用於自由基聚合之起始劑係:苯乙酮、對茴香偶醯、二苯乙二酮、安息香、二苯甲酮、2-苯甲醯基苯甲酸、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、安息香甲醚、安息香異丙基醚、安息香異丁基醚、安息香乙基醚、4-苯甲醯基苯甲酸、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、2-苯甲醯基苯甲酸甲基酯、2-(1,3-苯并二氧雜環戊烯-5-基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-苄基-2-(二甲基胺基)-4’-嗎啉基丁醯苯、(±)-樟腦醌、2-氯噻噸酮、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、2,4-二乙基硫𠮿-9-酮、(2,4,6-三甲基苯甲醯基)二苯基氧化膦、1,4-二苯甲醯基苯、2-乙基蒽醌、1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、2-羥基 -4'-(2-羥基乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-異丙基噻噸酮、苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)亞膦酸鋰、2-甲基-4’-(甲硫基)-2-嗎啉基苯丙酮、2-異亞硝基苯丙酮、2-苯基-2-(對甲苯磺醯基氧基)苯乙酮及苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦。通常,此等起始劑係可光化學活化之自由基聚合起始劑。
較佳之用於離子聚合之起始劑係:烷基鋰化合物、烷基胺鋰化合物及鈦、鋯及鉿之五甲基環戊二烯基(Cp*)錯合物。
其他較佳之用於離子聚合之起始劑係:雙(4-第三丁基苯基)錪六氟磷酸鹽、雙(4-氟苯基)錪三氟甲烷磺酸鹽、環丙基二苯基鋶四氟硼酸鹽、二甲基苯甲醯甲基鋶四氟硼酸鹽、二苯基錪六氟磷酸鹽、二苯基錪六氟砷酸鹽、二苯基錪三氟甲烷磺酸鹽、2-(3,4-二甲氧基苯乙烯基) -4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、4-異丙基-4’-甲基二苯基錪四(五氟苯基)硼酸鹽、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、(2-甲基苯基)(2,4,6-三甲基苯基)錪三氟甲烷磺酸鹽、(3-甲基苯基)(2,4,6-三甲基苯基)錪三氟甲烷磺酸鹽、(4-甲基苯基)(2,4,6-三甲基苯基)錪三氟甲烷磺酸鹽、4-硝基苯重氮四氟硼酸鹽、(4-硝基苯基)(苯基)錪三氟甲烷磺酸鹽、三苯基鋶四氟硼酸鹽、三苯基溴化鋶、三-對甲苯基鋶六氟磷酸鹽、三-對甲苯基鋶三氟甲烷磺酸鹽、[3-(三氟甲基)苯基](2,4,6-三甲基苯基)錪三氟甲烷磺酸鹽及[4-(三氟甲基)苯基](2,4,6-三甲基苯基)錪三氟甲烷磺酸鹽。通常,此等起始劑係可光化學活化之陽離子聚合起始劑。
其他較佳之用於離子聚合之起始劑係:苯乙酮O-苯甲醯基肟、環己基胺基甲酸1,2-雙(4-甲氧基苯基)-2-側氧基乙基酯、硝苯地平(nifedipine)、環己基胺基甲酸2-硝基苄基酯、2-(9-側氧基𠮿-2-基)丙酸1,5,7-三氮雜二環[4.4.0]癸-5-烯鹽、2-(9-側氧基𠮿-2-基)丙酸1,5-二氮雜二環[4.3.0]壬-5-烯鹽及2-(9-側氧基𠮿-2-基)丙酸1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一-7-烯鹽。通常,此等起始劑係可光化學活化之離子聚合起始劑。
曝露於輻射包括曝露於可見光及/或UV光。較佳地,可見光係波長> 380 nm至780 nm、更佳地> 380 nm至500 nm之電磁輻射。較佳地,UV光係波長≤ 380 nm、更佳地波長為100 nm至380 nm之電磁輻射。更佳地,UV光係選自波長為315 nm至380 nm之UV-A光、波長為280 nm至315 nm之UV-B光及波長為100 nm至280 nm之UV-C光。
Hg蒸氣燈或UV雷射可作為UV光源,陶瓷發射器或IR-雷射二極體可作為IR光源,且對於可見區中之光,可使用雷射二極體。
較佳之UV光源係具有以下之光源:a) 最大值< 255 nm之單一波長輻射,例如254 nm及185 nm Hg低壓放電燈、193 nm ArF準分子雷射及172 nm Xe2層,或b) 波長分量< 255 nm之寬波長分佈輻射,例如非摻雜Hg低壓放電燈。
在本發明之較佳實施例中,光源係氙閃光燈。較佳地,氙閃光燈具有寬發射光譜,其中短波長分量下降至約200 nm。
較佳地,步驟(ii)中之聚合在0.1 h至1 h、較佳地0.5 h至1 h之時間範圍內發生。
進一步提供聚合物,其可藉由上文所提及之用於形成本發明聚合物之方法獲得或藉由該方法獲得。該聚合物較佳係線性或交聯聚合物,更佳係線性聚合物。
亦提供聚合物,其含有至少一個衍生自如上文所定義的式(1)之可聚合化合物之重複單元。
更佳地,該聚合物含有包含由下式(4)所表示結構單元之重複單元:
[-Sp1 -(MG-Sp1 )m -] 式(4)
其中Sp1 、MG及m具有上文所提及定義中之一者。
[-Sp1 -(MG-Sp1 )m -] 式(4)
其中Sp1 、MG及m具有上文所提及定義中之一者。
在較佳實施例中,該聚合物進一步含有衍生自如上文所定義之額外可聚合化合物之額外重複單元。
較佳地,如藉由GPC所測定,本發明之聚合物之分子量Mw
為至少2000 g/mol、更佳為至少4000 g/mol、甚至更佳為至少5000 g/mol。較佳地,該聚合物之分子量Mw
小於50000 g/mol。更佳地,該聚合物之分子量Mw
在5000 g/mol至20000 g/mol範圍內。
此外,提供包含本發明之聚合物之電子裝置。對於電子裝置而言,聚合物較佳形成介電層。介電層用作將作為電子裝置之一部分的一或多個電子組件彼此電分離。
最後,提供用於製備封裝微電子結構之製造方法,其中提供具有介電塗層之基板,該介電塗層包含一或多種聚合液晶單體,其中該方法包含以下步驟:
(1) 將包含一或多種本發明之可聚合化合物之可聚合組合物施加至基板表面;及
(2) 使該可聚合組合物固化以形成介電層。
(1) 將包含一或多種本發明之可聚合化合物之可聚合組合物施加至基板表面;及
(2) 使該可聚合組合物固化以形成介電層。
較佳地,步驟(1)中所提供之可聚合組合物包含一種本發明之可聚合化合物。
在較佳實施例中,步驟(1)中所提供之可聚合組合物包含一或多種能夠與本發明之可聚合化合物反應以形成共聚物之額外可聚合化合物。
較佳之額外可聚合化合物係能夠與本發明之可聚合化合物之可聚合基團P反應以形成共聚物之單體。此等較佳之額外可聚合化合物係選自丙烯酸酯、環氧化物、烯烴、乙烯基醚、乙烯基酯、聚硫醇、多胺及聚馬來醯亞胺。使用基本化學知識,熟習此項技術者能夠針對本發明之給定可聚合化合物找到並選擇能夠與首先提及之可聚合化合物反應以形成共聚物之適宜額外可聚合化合物。
較佳之丙烯酸酯、環氧化物、烯烴、乙烯基醚、乙烯基酯、聚硫醇、多胺及聚馬來醯亞胺與如上文所闡述者相同。
較佳地,在可聚合組合物中,本發明之可聚合化合物與額外可聚合化合物之間的莫耳比係0.1:100至100:0.1。
較佳地,可聚合組合物進一步包含一或多種無機填充劑材料。較佳之無機填充劑材料係選自氮化物、鈦酸鹽、金剛石、氧化物、硫化物、亞硫酸鹽、硫酸鹽、矽酸鹽及碳化物,其可視情況經封端劑來表面改質。更佳地,填充劑材料係選自由以下組成之列表:AlN、Al2
O3
、BN、BaTiO3
、B2
O3
、Fe2
O3
、SiO2
、TiO2
、ZrO2
、PbS、SiC、金剛石及玻璃粒子。
較佳地,可聚合組合物中無機填充劑材料之總含量基於該可聚合組合物之總重量係在0.001 wt.-%至90 wt.-%、更佳地0.01 wt.-%至70 wt.-%且最佳地0.01 wt.-%至50 wt.-%範圍內。
較佳地,步驟(1)中所提供之可聚合組合物實質上不含溶劑。實質上不含溶劑意味著在可聚合組合物中,總殘餘溶劑之含量基於一或多種可聚合化合物之總重量不超過10 wt.-%、較佳地不超過5 wt.-%且更佳地不超過1 wt.-%。
在步驟(1)中施加可聚合組合物之方法並無具體限制。較佳之用於步驟(1)之施加方法係施配、浸漬、網版印刷、模版印刷、輥塗、噴塗、狹縫塗覆、旋塗、凹版印刷、柔版印刷或噴墨印刷。
本發明之可聚合化合物可以適用於凹版印刷、柔版印刷及/或噴墨印刷之調配物的形式提供。為製備此等調配物,可使用自現有技術已知之基於油墨之調配物。
或者,本發明之可聚合化合物可以適用於光微影之調配物的形式提供。光微影製程容許藉由使用光將幾何圖案自光罩轉移至光可固化組合物來產生光圖案。通常,此光可固化組合物含有可光化學活化之聚合起始劑。為製備此等調配物,可使用自現有技術已知之基於光阻劑之調配物。
在步驟(1)中施加之可聚合組合物之層的平均厚度較佳為1µm至50 µm、更佳為2 µm至30 µm且最佳為3 µm至15 µm。
較佳地,藉由自由基或離子聚合或藉由曝露於輻射來實施步驟(2)中之固化。較佳之固化條件對應於如上文針對用於形成聚合物材料之方法所給出之較佳聚合條件。
亦提供微電子裝置,其包含根據上文所提及之製造方法製備之封裝微電子結構。
藉由以下實例進一步對本發明進行說明,該等實例決不應解釋為限制性。熟習此項技術者將認識到,可在不背離如隨附申請專利範圍中所界定之本發明之精神及範圍的情形下,對本發明作出各種修改、增加及替代。
實例
A 二酐之合成
1. 雙(4-羥基苯甲酸) 2-甲基-1,4-伸苯基酯(1 )之合成
使用迪安-斯塔克設備(Dean-Stark apparatus)將4-羥基苯甲酸(111 g, 0.8 mol)、2-甲基氫醌(50 g, 0.4 mol)、對甲苯磺酸一水合物(7.7 g, 0.04 mol)及對二甲苯(400 mL)之混合物加熱至回流持續20 h。使反應混合物冷卻至室溫,且藉由過濾將產物分離,用甲醇(400 mL)洗滌並在40℃下真空乾燥12 h,得到呈白色結晶固體之產物(136 g, 93%)。LC-MS (ESI-MS):m/z = 365 g/mol [M+1H]1+ 。
2. 雙(1,3-二側氧基-1,3-二氫異苯并呋喃-5-甲酸)((2-甲基-1,4-伸苯基)雙(氧基))雙(羰基)雙(4,1-伸苯基)酯(2 )之合成
在作為HCl受體之吡啶(50 mL, 0.62 mol)存在下,將二苯酚1 (72 g, 0.2 mol)溶解於無水THF (1.2 L)中。於單獨燒瓶中,將氯化偏苯三酸酐(TMAC, 85 g, 0.41 mol)溶解於無水THF (0.8 L)中。在0℃下將二苯酚溶液緩慢添加至TMAC溶液。在室溫下攪拌20 h後,將所形成之沈澱物過濾,用THF、水及再次THF洗滌並在80℃下真空乾燥12 h。將過量之Ac2 O添加至部分水解之產物且在120℃下加熱3 h以確保環化去水。與甲苯一起共沸去除Ac2 O。藉由自甲苯重新結晶並在160℃下真空乾燥12 h來使產物最終純化(104 g, 71%)。1 H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 8.74 - 8.62 (m, 3H), 8.41 - 8.22 (m, 6H), 7.71 - 7.66 (m, 3H), 7.65 - 7.61 (m, 1H), 7.40 - 7.36 (m, 3H), 7.28 (dd,J = 8.6, 2.7 Hz, 1H), 2.25 (s, 3H) ppm。
3. 雙(1,3-二側氧基-1,3-二氫異苯并呋喃-5-甲酸) 2-甲基-1,4-伸苯基酯(3 )之合成
將2-甲基氫醌(30 g, 0.24 mol)溶解於無水THF (0.4 L)及吡啶(59 mL, 0.73 mol)之混合溶劑中。將氯化偏苯三酸酐(104 g, 0.48 mol)溶解於無水THF (0.3 L)中,且在0℃下在連接攪拌下經1 h逐滴添加至甲基氫醌溶液,然後隨後在室溫下反應12 h。將反應混合物過濾出以收集白色沈澱物,其係由粗產物及作為副產物之吡啶/鹽酸鹽組成。將沈澱物用水及THF重複洗滌以去除鹽,且隨後在真空中在160℃下乾燥24 h。由於產物在該程序中經歷朝向酸酐開環之部分水解,因此將固體懸浮於無水甲苯(600 mL)中,添加DMF (6滴)及草醯氯(49.5 g, 0.39 mol)且在回流下攪拌8 h以確保閉環去水。使批料冷卻至室溫,過濾並用無水甲苯及無水THF洗滌,且最終在120℃下在真空中乾燥。將所獲得之粗產物最終自1,4-二噁烷/THF之混合溶劑(1/1, v/v)重新結晶,然後再次在160℃下真空乾燥24 h,產生呈白色固體之產物(102 g, 89%)。1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 8.71 (dd,J = 7.9, 1.4 Hz, 1H), 8.69 - 8.65 (m, 2H), 8.64 (t,J = 1.1 Hz, 1H), 8.31 (ddd,J = 7.9, 4.6, 0.8 Hz, 2H), 7.47 (d,J = 8.8 Hz, 1H), 7.45 (dd,J = 2.8, 0.8 Hz, 1H), 7.37 (dd,J = 8.6, 2.9 Hz, 1H), 2.26 (s, 3H) ppm。
4. 雙(1,3-二側氧基-1,3-二氫異苯并-呋喃-5-甲酸) [1,1’-聯苯] -4,4’-二基酯(4 )之合成
將4,4’-二羥基聯苯(60 g, 0.32 mol)溶解於無水DMF (0.6 L)及吡啶(80 mL, 0.97 mol)之混合溶劑中。將氯化偏苯三酸酐(139 g, 0.64 mol)溶解於無水DMF (0.4 L)中,且在0℃下在連接攪拌下經1 h逐滴添加至4,4’-二羥基聯苯溶液,然後隨後在80℃下反應20 h。將反應混合物過濾出以收集黃色沈澱物,其係由粗產物及作為副產物之吡啶/鹽酸鹽組成。將沈澱物用水及無水THF重複洗滌以去除鹽。由於產物在該程序中經歷朝向酸酐開環之部分水解,因此將其在真空中在160℃下加熱24 h以確保閉環去水,從而產生呈黃色固體之產物(138 g, 80%)。1 H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 8.72 - 8.64 (m, 4H), 8.31 (d,J = 8.6, 2H), 7.86 (d,J = 8.3 Hz, 4H), 7.53 (J = 8.3 Hz, 4H) ppm。
5. 雙(4-羥基苯甲酸) 1,4-伸苯基酯(5 )之合成
使用迪安-斯塔克設備將4-羥基苯甲酸(49 g, 0.35 mol)、氫醌(20 g, 0.176 mol)、對甲苯磺酸一水合物(3.4 g, 0.017 mol)及對二甲苯(0.2 L)之混合物加熱至回流持續20 h。使反應混合物冷卻至室溫,且藉由過濾將產物分離,用甲醇(400 mL)洗滌並在40℃下真空乾燥12 h,產生呈白色結晶固體之產物(59 g, 95%)。1 H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 10.54 (s, 2H), 8.04 - 7.97 (m, 4H), 7.33 (s, 4H), 6.98 - 6.91 (m, 4H) ppm。LC-MS (ESI-MS):m/z = 351 g/mol [M+1H]1+ 。
6. 雙(1,3-二側氧基-1,3-二氫異苯并呋喃-5-甲酸) ((1,4-伸苯基雙(氧基))雙(羰基))雙(4,1-伸苯基)酯(6 )之合成
在吡啶(50.8 g, 0.64 mol)存在下,將氯化偏苯三酸酐(TMAC, 147 g, 0.685 mol)溶解於無水THF (1.0 L)中。於單獨燒瓶中,將二苯酚5 (75 g, 0.21 mol)溶解於無水THF (0.8 L)中,且在0℃下緩慢添加至TMAC溶液。在回流下攪拌20 h後,將所形成之沈澱物過濾,用THF、水及再次THF洗滌並在160℃下真空乾燥20 h (104 g, 71%)。1 H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 8.74 - 8.62 (m, 3H), 8.36 - 8.27 (m, 6H), 8.22 (dd,J = 8.9, 2.9 Hz, 2H), 7.68 (dd,J = 8.8, 2.4 Hz, 2H), 7.50 - 7.35 (m, 5H) ppm。
7. 4,4’-((1s ,3s ,5r ,7r )-金剛烷-1,3-二基)二苯酚(7 )之合成
利用1,3-金剛烷二醇(40 g, 0.24 mol)處理苯酚(47 g, 0.5 mol,溶解於920 mL TFA中),且在回流下加熱20 h。使反應混合物冷卻至室溫,且用H2 O (1 L)小心地淬滅。沈澱出白色固體,將其懸浮於DCM中並在35℃下攪拌過夜。將固體過濾出,用DCM洗滌且在真空下乾燥,產生58 g (76%)白色結晶固體。
1 H-NMR (500 MHz, DMSO- d6 ) δ = 8.99 (寬s), 7.20 - 7.16 (m, 4H), 6.72 - 6.67 (m, 4H), 2.21 (p,J = 3.0, 2H), 1.87 - 1.79 (m, 10H), 1.71 (d,J = 3.1 Hz, 2H) ppm。
8. 雙(1,3-二側氧基-1,3-二氫異苯并呋喃-5-甲酸)((1s ,3s ,5r ,7r )-金剛烷-1,3-二基)雙(4,1-伸苯基)酯(8 )之合成
在吡啶(14.8 g, 0.19 mol)存在下,將氯化偏苯三酸酐(TMAC, 43 g, 0.2 mol)溶解於無水THF (0.3 L)中。於單獨燒瓶中,將二苯酚7 (20 g, 0.062 mol)溶解於無水THF (0.3 L)中,且在0℃下緩慢添加至TMAC溶液。在回流下攪拌20 h後,將所形成之沈澱物過濾,用THF、水及再次THF洗滌並在45℃下真空乾燥20 h。將過量之Ac2 O添加至部分水解之產物,且在120℃下加熱12 h以確保環化去水。將反應混合物過濾,用THF洗滌並在100℃下真空乾燥12 h (29.6 g,71%淺黃色固體)。1 H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 8.67 - 8.59 (m, 4H), 8.28 (d,J = 7.9 Hz, 2H), 7.58 (d,J = 8.4 Hz, 4H), 7.33 (d,J = 8.2 Hz, 4H), 2.31 (s, 2H), 2.06 (s, 2H), 2.02 - 1.91 (m, 8H), 1.79 (s, 2H) ppm。
A 二酐之合成
1. 雙(4-羥基苯甲酸) 2-甲基-1,4-伸苯基酯(1 )之合成
使用迪安-斯塔克設備(Dean-Stark apparatus)將4-羥基苯甲酸(111 g, 0.8 mol)、2-甲基氫醌(50 g, 0.4 mol)、對甲苯磺酸一水合物(7.7 g, 0.04 mol)及對二甲苯(400 mL)之混合物加熱至回流持續20 h。使反應混合物冷卻至室溫,且藉由過濾將產物分離,用甲醇(400 mL)洗滌並在40℃下真空乾燥12 h,得到呈白色結晶固體之產物(136 g, 93%)。LC-MS (ESI-MS):m/z = 365 g/mol [M+1H]1+ 。
2. 雙(1,3-二側氧基-1,3-二氫異苯并呋喃-5-甲酸)((2-甲基-1,4-伸苯基)雙(氧基))雙(羰基)雙(4,1-伸苯基)酯(2 )之合成
在作為HCl受體之吡啶(50 mL, 0.62 mol)存在下,將二苯酚1 (72 g, 0.2 mol)溶解於無水THF (1.2 L)中。於單獨燒瓶中,將氯化偏苯三酸酐(TMAC, 85 g, 0.41 mol)溶解於無水THF (0.8 L)中。在0℃下將二苯酚溶液緩慢添加至TMAC溶液。在室溫下攪拌20 h後,將所形成之沈澱物過濾,用THF、水及再次THF洗滌並在80℃下真空乾燥12 h。將過量之Ac2 O添加至部分水解之產物且在120℃下加熱3 h以確保環化去水。與甲苯一起共沸去除Ac2 O。藉由自甲苯重新結晶並在160℃下真空乾燥12 h來使產物最終純化(104 g, 71%)。1 H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 8.74 - 8.62 (m, 3H), 8.41 - 8.22 (m, 6H), 7.71 - 7.66 (m, 3H), 7.65 - 7.61 (m, 1H), 7.40 - 7.36 (m, 3H), 7.28 (dd,J = 8.6, 2.7 Hz, 1H), 2.25 (s, 3H) ppm。
3. 雙(1,3-二側氧基-1,3-二氫異苯并呋喃-5-甲酸) 2-甲基-1,4-伸苯基酯(3 )之合成
將2-甲基氫醌(30 g, 0.24 mol)溶解於無水THF (0.4 L)及吡啶(59 mL, 0.73 mol)之混合溶劑中。將氯化偏苯三酸酐(104 g, 0.48 mol)溶解於無水THF (0.3 L)中,且在0℃下在連接攪拌下經1 h逐滴添加至甲基氫醌溶液,然後隨後在室溫下反應12 h。將反應混合物過濾出以收集白色沈澱物,其係由粗產物及作為副產物之吡啶/鹽酸鹽組成。將沈澱物用水及THF重複洗滌以去除鹽,且隨後在真空中在160℃下乾燥24 h。由於產物在該程序中經歷朝向酸酐開環之部分水解,因此將固體懸浮於無水甲苯(600 mL)中,添加DMF (6滴)及草醯氯(49.5 g, 0.39 mol)且在回流下攪拌8 h以確保閉環去水。使批料冷卻至室溫,過濾並用無水甲苯及無水THF洗滌,且最終在120℃下在真空中乾燥。將所獲得之粗產物最終自1,4-二噁烷/THF之混合溶劑(1/1, v/v)重新結晶,然後再次在160℃下真空乾燥24 h,產生呈白色固體之產物(102 g, 89%)。1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 8.71 (dd,J = 7.9, 1.4 Hz, 1H), 8.69 - 8.65 (m, 2H), 8.64 (t,J = 1.1 Hz, 1H), 8.31 (ddd,J = 7.9, 4.6, 0.8 Hz, 2H), 7.47 (d,J = 8.8 Hz, 1H), 7.45 (dd,J = 2.8, 0.8 Hz, 1H), 7.37 (dd,J = 8.6, 2.9 Hz, 1H), 2.26 (s, 3H) ppm。
4. 雙(1,3-二側氧基-1,3-二氫異苯并-呋喃-5-甲酸) [1,1’-聯苯] -4,4’-二基酯(4 )之合成
將4,4’-二羥基聯苯(60 g, 0.32 mol)溶解於無水DMF (0.6 L)及吡啶(80 mL, 0.97 mol)之混合溶劑中。將氯化偏苯三酸酐(139 g, 0.64 mol)溶解於無水DMF (0.4 L)中,且在0℃下在連接攪拌下經1 h逐滴添加至4,4’-二羥基聯苯溶液,然後隨後在80℃下反應20 h。將反應混合物過濾出以收集黃色沈澱物,其係由粗產物及作為副產物之吡啶/鹽酸鹽組成。將沈澱物用水及無水THF重複洗滌以去除鹽。由於產物在該程序中經歷朝向酸酐開環之部分水解,因此將其在真空中在160℃下加熱24 h以確保閉環去水,從而產生呈黃色固體之產物(138 g, 80%)。1 H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 8.72 - 8.64 (m, 4H), 8.31 (d,J = 8.6, 2H), 7.86 (d,J = 8.3 Hz, 4H), 7.53 (J = 8.3 Hz, 4H) ppm。
5. 雙(4-羥基苯甲酸) 1,4-伸苯基酯(5 )之合成
使用迪安-斯塔克設備將4-羥基苯甲酸(49 g, 0.35 mol)、氫醌(20 g, 0.176 mol)、對甲苯磺酸一水合物(3.4 g, 0.017 mol)及對二甲苯(0.2 L)之混合物加熱至回流持續20 h。使反應混合物冷卻至室溫,且藉由過濾將產物分離,用甲醇(400 mL)洗滌並在40℃下真空乾燥12 h,產生呈白色結晶固體之產物(59 g, 95%)。1 H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 10.54 (s, 2H), 8.04 - 7.97 (m, 4H), 7.33 (s, 4H), 6.98 - 6.91 (m, 4H) ppm。LC-MS (ESI-MS):m/z = 351 g/mol [M+1H]1+ 。
6. 雙(1,3-二側氧基-1,3-二氫異苯并呋喃-5-甲酸) ((1,4-伸苯基雙(氧基))雙(羰基))雙(4,1-伸苯基)酯(6 )之合成
在吡啶(50.8 g, 0.64 mol)存在下,將氯化偏苯三酸酐(TMAC, 147 g, 0.685 mol)溶解於無水THF (1.0 L)中。於單獨燒瓶中,將二苯酚5 (75 g, 0.21 mol)溶解於無水THF (0.8 L)中,且在0℃下緩慢添加至TMAC溶液。在回流下攪拌20 h後,將所形成之沈澱物過濾,用THF、水及再次THF洗滌並在160℃下真空乾燥20 h (104 g, 71%)。1 H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 8.74 - 8.62 (m, 3H), 8.36 - 8.27 (m, 6H), 8.22 (dd,J = 8.9, 2.9 Hz, 2H), 7.68 (dd,J = 8.8, 2.4 Hz, 2H), 7.50 - 7.35 (m, 5H) ppm。
7. 4,4’-((1s ,3s ,5r ,7r )-金剛烷-1,3-二基)二苯酚(7 )之合成
利用1,3-金剛烷二醇(40 g, 0.24 mol)處理苯酚(47 g, 0.5 mol,溶解於920 mL TFA中),且在回流下加熱20 h。使反應混合物冷卻至室溫,且用H2 O (1 L)小心地淬滅。沈澱出白色固體,將其懸浮於DCM中並在35℃下攪拌過夜。將固體過濾出,用DCM洗滌且在真空下乾燥,產生58 g (76%)白色結晶固體。
1 H-NMR (500 MHz, DMSO- d6 ) δ = 8.99 (寬s), 7.20 - 7.16 (m, 4H), 6.72 - 6.67 (m, 4H), 2.21 (p,J = 3.0, 2H), 1.87 - 1.79 (m, 10H), 1.71 (d,J = 3.1 Hz, 2H) ppm。
8. 雙(1,3-二側氧基-1,3-二氫異苯并呋喃-5-甲酸)((1s ,3s ,5r ,7r )-金剛烷-1,3-二基)雙(4,1-伸苯基)酯(8 )之合成
在吡啶(14.8 g, 0.19 mol)存在下,將氯化偏苯三酸酐(TMAC, 43 g, 0.2 mol)溶解於無水THF (0.3 L)中。於單獨燒瓶中,將二苯酚7 (20 g, 0.062 mol)溶解於無水THF (0.3 L)中,且在0℃下緩慢添加至TMAC溶液。在回流下攪拌20 h後,將所形成之沈澱物過濾,用THF、水及再次THF洗滌並在45℃下真空乾燥20 h。將過量之Ac2 O添加至部分水解之產物,且在120℃下加熱12 h以確保環化去水。將反應混合物過濾,用THF洗滌並在100℃下真空乾燥12 h (29.6 g,71%淺黃色固體)。1 H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ):δ = 8.67 - 8.59 (m, 4H), 8.28 (d,J = 7.9 Hz, 2H), 7.58 (d,J = 8.4 Hz, 4H), 7.33 (d,J = 8.2 Hz, 4H), 2.31 (s, 2H), 2.06 (s, 2H), 2.02 - 1.91 (m, 8H), 1.79 (s, 2H) ppm。
B 寡聚物之合成
9. 實例1
將二酐2 (30 g, 0.04 mol)溶解於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中。添加六亞甲基二胺(9.8 g, 0.08 mol)於NMP (50 mL)中之溶液,且使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(9.8 g, 0.1 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外100 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇以沈澱寡聚物。在過濾並乾燥之後,產生11.7 g (85%)呈棕色粉末之寡聚物。
10. 實例2
將二酐2 (30 g, 0.04 mol)溶解於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中,之後添加priamine (45 g, 0.08 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(9.8 g, 0.1 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外50 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.6 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生65 g (81%)之棕色蠟狀樹脂。
11. 實例3
將二酐4 (21 g, 0.04 mol)懸浮於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中,之後添加priamine (45 g, 0.08 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(10 g, 0.1 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外50 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.6 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生61 g (88%)之深色蠟狀樹脂。
12. 實例4
將二酐4 (21 g, 0.04 mol)溶解於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中。添加六亞甲基二胺(9.8 g, 0.08 mol)於NMP (50 mL)中之溶液,且使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(9.8 g, 0.1 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外100 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇以沈澱寡聚物。在過濾並乾燥之後,產生25 g (70%)呈棕色粉末之寡聚物。
13. 實例5
將二酐2 (15 g, 0.02 mol)懸浮於NMP/甲苯(0.2 L, 1/1, v/v)中,之後添加癸烷-1,10-二胺(7.3 g, 0.04 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(5.2 g, 0.052 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外0.2 L之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.8 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生24 g (96%)棕色固體。
14. 實例6
將二酐2 (30 g, 0.04 mol)溶解於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中,之後添加priamine (45 g, 0.08 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加2,3-二甲基馬來酸酐(13.7 g, 0.1 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外100 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.5 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生54 g (65%)棕色蠟狀樹脂。
15. 實例7
將二酐3 (13 g, 0.028 mol)懸浮於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中,之後添加1,12-二胺基十二烷(11.5 g, 0.056 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(7.0 g, 0.07 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外0.2 L之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.8 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生20 g (71%)棕色固體。
16. 實例8
將二酐8 (10 g, 0.015 mol)溶解於NMP/甲苯(0.1 L, 1/1, v/v)中,之後添加priamine (16.5 g, 0.03 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(3.7 g, 0.04 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外50 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.2 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生20 g (71%)棕色蠟狀樹脂。
9. 實例1
將二酐2 (30 g, 0.04 mol)溶解於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中。添加六亞甲基二胺(9.8 g, 0.08 mol)於NMP (50 mL)中之溶液,且使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(9.8 g, 0.1 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外100 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇以沈澱寡聚物。在過濾並乾燥之後,產生11.7 g (85%)呈棕色粉末之寡聚物。
10. 實例2
將二酐2 (30 g, 0.04 mol)溶解於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中,之後添加priamine (45 g, 0.08 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(9.8 g, 0.1 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外50 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.6 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生65 g (81%)之棕色蠟狀樹脂。
11. 實例3
將二酐4 (21 g, 0.04 mol)懸浮於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中,之後添加priamine (45 g, 0.08 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(10 g, 0.1 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外50 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.6 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生61 g (88%)之深色蠟狀樹脂。
12. 實例4
將二酐4 (21 g, 0.04 mol)溶解於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中。添加六亞甲基二胺(9.8 g, 0.08 mol)於NMP (50 mL)中之溶液,且使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(9.8 g, 0.1 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外100 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇以沈澱寡聚物。在過濾並乾燥之後,產生25 g (70%)呈棕色粉末之寡聚物。
13. 實例5
將二酐2 (15 g, 0.02 mol)懸浮於NMP/甲苯(0.2 L, 1/1, v/v)中,之後添加癸烷-1,10-二胺(7.3 g, 0.04 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(5.2 g, 0.052 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外0.2 L之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.8 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生24 g (96%)棕色固體。
14. 實例6
將二酐2 (30 g, 0.04 mol)溶解於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中,之後添加priamine (45 g, 0.08 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加2,3-二甲基馬來酸酐(13.7 g, 0.1 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外100 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.5 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生54 g (65%)棕色蠟狀樹脂。
15. 實例7
將二酐3 (13 g, 0.028 mol)懸浮於NMP/甲苯(0.3 L, 1/1, v/v)中,之後添加1,12-二胺基十二烷(11.5 g, 0.056 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(7.0 g, 0.07 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外0.2 L之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.8 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生20 g (71%)棕色固體。
16. 實例8
將二酐8 (10 g, 0.015 mol)溶解於NMP/甲苯(0.1 L, 1/1, v/v)中,之後添加priamine (16.5 g, 0.03 mol)。使用迪安-斯塔克設備將反應混合物加熱至回流持續12 h。使反應混合物冷卻至室溫,且緩慢添加馬來酸酐(3.7 g, 0.04 mol)。使用迪安-斯塔克設備將混合物再次加熱至回流持續12 h。在混合物已冷卻至室溫之後,添加額外50 mL之甲苯。將混合物最終逐滴添加至甲醇(0.2 L)以沈澱寡聚物。在去除溶劑之後,將粗產物用甲醇洗滌兩次並真空乾燥以產生20 g (71%)棕色蠟狀樹脂。
C 機械測試
17. 實例:抗拉強度及斷裂伸長率
在機械測試機(500 N Zwicki)上自一些實例聚合物試樣(膜尺寸25 mm長,15 mm寬,通常50-60 µm厚)量測抗拉強度及斷裂伸長率(參見表1)。根據以下參數設置來實施量測:預量測:在10 mm/min之延伸速率下0.1 N;主延伸速率為50 mm/min。所有實驗均係在室溫(23 ± 2℃)下進行。
表1:斷裂伸長率及抗拉強度之量測。
17. 實例:抗拉強度及斷裂伸長率
在機械測試機(500 N Zwicki)上自一些實例聚合物試樣(膜尺寸25 mm長,15 mm寬,通常50-60 µm厚)量測抗拉強度及斷裂伸長率(參見表1)。根據以下參數設置來實施量測:預量測:在10 mm/min之延伸速率下0.1 N;主延伸速率為50 mm/min。所有實驗均係在室溫(23 ± 2℃)下進行。
表1:斷裂伸長率及抗拉強度之量測。
D 電氣性質
18. 實例:介電常數之評估
經由旋塗製程,利用界定厚度之材料塗覆ITO (銦錫氧化物)玻璃。利用來自Bruker之輪廓儀量測厚度。隨後,經由遮罩製程真空沈積銀層,以避免塗覆區域上之短路。利用LCR計測定層堆疊之電阻,且計算介電常數。結果示於表2中。
表2:介電常數之計算
18. 實例:介電常數之評估
經由旋塗製程,利用界定厚度之材料塗覆ITO (銦錫氧化物)玻璃。利用來自Bruker之輪廓儀量測厚度。隨後,經由遮罩製程真空沈積銀層,以避免塗覆區域上之短路。利用LCR計測定層堆疊之電阻,且計算介電常數。結果示於表2中。
表2:介電常數之計算
Claims (18)
- 一種可聚合化合物,其由式(1)表示: P1 -Sp1 -(MG-Sp1 )m -P1 式(1) 其中: m 係1至60之整數; P1 表示可聚合基團(P); Sp1 在每次出現時表示間隔基團(Sp)或單鍵; MG 係棒形液晶原基團,其較佳選自式(2): -(A21 -Z21 )k -A22 -(Z22 -A23 )l - 式(2) 其中: A21 至A23 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係芳基、雜芳基、雜環基、脂環族基團或環狀醯亞胺基團,其視情況經一或多個相同或不同之基團L取代; Z21 及Z22 獨立地且在每次出現時彼此獨立地係-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 -、-CH2 O-、 -SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CH2 CH2 -、 -(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CY01 =CY02 -、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵; R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基; L 係F;Cl;Br;I;-CN;-NO2 ;-NCO;-NCS;-OCN;-SCN; -C(=O)NRxx Ryy ;-C(=O)ORxx ;-C(=O)Rxx ;-NRxx Ryy ;-OH;-SF5 ;或具有1至20個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基,其中一或多個H原子視情況由F或Cl替代;-CN;或具有1至6個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基; Rxx 及Ryy 彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基; Y01 及Y02 各自彼此獨立地表示H、具有1至12個C原子之烷基、芳基、F、Cl或CN;且 k及l 各自且獨立地係0、1、2、3或4。
- 如請求項1之可聚合化合物,其中該等可聚合基團P係選自含有C=C雙鍵或CºC三鍵之基團及適用於藉由開環反應聚合之基團。
- 如請求項1或2之可聚合化合物,其中該等可聚合基團P係選自由以下組成之群: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)2 CH-OCO-、(CH2 =CH-CH2 )2 CH-OCO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-CO-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH2 =CH-(COO)k1 -Phe-(O)k2 -、CH2 =CH-(CO)k1 -Phe-(O)k2 -及Phe-CH=CH-, 其中: W1 表示H、F、Cl、CN、CF3 、苯基或具有1至5個C原子之烷基; W2 表示H或具有1至5個C原子之烷基; W3 及W4 各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基; Phe 表示1,4-伸苯基,其視情況經一或多個如上文所定義但不同於P-Sp之基團L取代;且 k1 、k2 及k3 各自彼此獨立地表示0或1;且 k4 係1至10之整數。
- 如請求項1至3中任一項之可聚合化合物,其中該等間隔基團Sp係選自式Sp'-X',使得基團「P-Sp-」對應於式「P-Sp'-X'-」,其中: Sp' 表示 (a) 具有1至40個、較佳地1至30個C原子之直鏈或具支鏈伸烷基,其視情況經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代,且另外其中一或多個非毗鄰CH2 基團可各自彼此獨立地以O及/或S原子彼此不直接連接之方式由-O-、-S-、-NH-、-NR01 -、-SiR01 R02 -、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR01 -CO-O-、-O-CO-NR01 -、-NR01 -CO-NR01 -、 -CH=CH-或-CºC-替代,或 (b) -Spx -G-Spy -,其中Spx 及Spy 彼此獨立地表示具有1至20個C原子之伸烷基或單鍵;G表示具有3至20個C原子之伸環烷基,其視情況經具有1至20個C原子之烷基單取代或多取代; X' 表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR01 -、-NR01 -CO-、-NR01 -CO-NR01 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、 -CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、 -CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=C-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CY01 =CY02 -、 -CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵; R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基;且 Y01 及Y02 各自彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。
- 如請求項1至4中任一項之可聚合化合物,其中該等間隔基團Sp係選自由以下組成之列表:-(CH2 )p1 -、-(CH2 CH2 O)q1 -CH2 CH2 -、-CH2 CH2 -S-CH2 CH2 -、-CH2 CH2 -NH-CH2 CH2 -、-(SiR01 R02 -O)p1 -、-(CH2 )p1 -(環 -C6 H8 R01 R02 )-(CH2 )p1 -及,其中: p1 係1至60之整數; q1 係1至12之整數;且 R01 及R02 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基。
- 如請求項1至5中任一項之可聚合化合物,其中A21 至A23 獨立地且在多次出現之情形中彼此獨立地表示選自以下群a)至e)之部分: a) 反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及4,4’-二伸環己基,其中一或多個非毗鄰CH2 基團可由-O-及/或-S-替代且其中一或多個H原子可由基團L替代; b) 1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、4,4’-伸聯苯基、2,5-噻吩及2,6-二噻吩并[3,2-b:2’,3’-d]噻吩,其中一或兩個CH基團可由N替代且其中一或多個H原子可由基團L替代; c) 四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5-二基、環丁-1,3-二基、六氫吡啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基,其可經一或多個基團L取代; d) 具有5至20個環C原子之飽和、部分不飽和或完全不飽和且視情況經取代之多環基團,其中之一或多個環C原子亦可由雜原子替代,其較佳選自由以下組成之群:二環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、二環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、三環[3.3.1.1]癸烷-1,3-二基、 其中一或多個H原子可由基團L替代,及/或一或多個雙鍵可由單鍵替代,及/或一或多個CH基團可由N替代,且其中 M 表示-O-、-S-、-CH2 -、-CHY03 -或-CY03 Y04 -; Y03 、Y04 彼此獨立地表示上文針對R01 、F、Cl、CN、OCF3 或CF3 所給出含義中之一者,且較佳表示H、F、Cl、CN、OCF3 或CF3 ; W5 、W6 彼此獨立地表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CH2 -O-、-O-CH2 -、-C(Rc Rd )-或-O-; Rc 、Rd 彼此獨立地表示H或具有1至6個C原子之烷基,較佳表示H、甲基或乙基;且 R03 、R04 彼此獨立地表示H、F、具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基,其中一或多個H原子可由F替代; e) 環狀醯亞胺,其係選自由以下組成之群:及, 其中一或多個H原子可由基團L替代,及/或一或多個雙鍵可由單鍵替代,及/或一或多個CH基團可由N替代。
- 一種用於形成聚合物之方法,其包含以下步驟: (i) 提供可聚合起始材料,其包含一或多種如請求項1至6中任一或多項之可聚合化合物;及 (ii) 使該可聚合起始材料聚合。
- 如請求項7之用於形成聚合物之方法,其中該可聚合起始材料進一步包含一或多種能夠與該可聚合化合物反應以形成共聚物之額外可聚合化合物。
- 如請求項7或8之用於形成聚合物之方法,其中該可聚合起始材料在步驟(ii)中藉由自由基或離子聚合或藉由曝露於輻射而聚合。
- 一種聚合物,其可藉由如請求項7至9中任一項之用於形成聚合物之方法獲得。
- 一種聚合物,其含有至少一個衍生自如請求項1至6中任一項之式(1)之可聚合化合物的重複單元。
- 如請求項11之聚合物,其中該重複單元包含由式(4)表示之結構單元: [-Sp1 -(MG-Sp1 )m -] 式(4) 其中Sp1 、MG及m係如請求項1至6中任一項中所定義。
- 一種電子裝置,其包含如請求項11或12之聚合物。
- 如請求項13之電子裝置,其中該聚合物形成介電層。
- 一種用於製備封裝微電子結構之製造方法,該封裝微電子結構中之基板具備包含一或多種聚合液晶單體之塗層,其中該方法包含以下步驟: (1) 將包含一或多種如請求項1至6中任一項之可聚合化合物之可聚合組合物施加至基板表面;及 (2) 使該可聚合組合物固化以形成介電層。
- 如請求項15之用於製備封裝微電子結構之製造方法,其中該可聚合組合物進一步包含一或多種能夠與該可聚合化合物反應以形成共聚物之額外可聚合化合物。
- 如請求項15或16之用於製備封裝微電子結構之製造方法,其中該可聚合組合物進一步包含一或多種無機填充劑材料。
- 一種微電子裝置,其包含可藉由如請求項15至17中任一項之製造方法獲得之封裝微電子結構。
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