含六氟環(huán)丁基醚和有機硅氧烷的低介電常數(shù)聚合物及其制備和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及含六氟環(huán)丁基醚和有機硅氧烷的低介電常數(shù)聚合物及其制備和應(yīng)用，具體地，本發(fā)明提供了一種用如式I所示的聚合物進行加熱固化所形成的聚合物，及其制備方法和用途。所述的聚合物具有良好的電學(xué)性能和耐熱性，且制備方法簡單，適用于電子電氣行業(yè)作為絕緣包覆層和電子元器件的封裝材料。
【專利說明】含六氟環(huán)丁基醚和有機硅氧烷的低介電常數(shù)聚合物及其制備和應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高性能聚合物制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，本發(fā)明涉及一種力學(xué)性能優(yōu)異、低吸水率和低介電常數(shù)的含六氟環(huán)丁基醚和硅氧烷的低介電常數(shù)聚合物，及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，集成電路中的層間低介電材料采用二氧化硅或有機硅類材料。這些材料雖然具有非常高的熱穩(wěn)定性和熱機械性能，但其介電常數(shù)往往高于3.0，不能滿足高頻通訊設(shè)備的要求。聚酰亞胺類材料因耐熱性良好，通過造孔，可以獲得介電常數(shù)較低的薄膜，作為二氧化硅的替代品而被廣泛應(yīng)用。然而，普通的聚酰亞胺的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度往往低于集成電路板的加工溫度，并且該材料在成膜過程中易沿金屬或硅表面進行有序排列，從而使得聚酰亞胺低介電材料具有各向異性，其中包括熱傳導(dǎo)、耐剪切強度和介電性能的各向異性。因此，工業(yè)部門和研究院所進一步開發(fā)了許多有機聚合物類低介電材料。但是，這些材料通常熱穩(wěn)定性不足，與金屬或硅的表面粘結(jié)性差。隨著微電子工業(yè)的發(fā)展，基于銅互連技術(shù)的90納米芯片的制造業(yè)對材料工業(yè)提出諸多需求，以上所述的純粹的含硅和有機聚合物將面臨逐漸被淘汰的局面。人們所面臨的最迫切的問題是，需要開發(fā)出既具有低介電常數(shù)又有高的耐熱性的材料。
[0003]聚六氟環(huán)丁基芳基醚類材料因其具有優(yōu)異的耐熱性和光電性能，從20世紀90年代起，人們就對其進行了研究。迄今，由于具有較高的傳輸效率和極小的光損失，它們已經(jīng)被充分開發(fā)用作有機光導(dǎo)材料(參見Macromolecules2004，37，5724和Macromolecules2005, 38，8278)。另一方面，因為C-F鍵具有較小的可極化率，以三官能度含三氟乙烯基醚結(jié)構(gòu)為預(yù)聚體，通過高溫固化制備出主鏈含有六氟環(huán)丁基芳基醚官能團的熱固性樹脂已被開發(fā)并用作低介電常數(shù)材料(見M`at.Res.Soc.Symp.Proc.1997，443，177)。近年來，源于四氟乙烯的全氟環(huán)丁烷基芳基醚(polyperfluorocyclobutane, PFCB)類聚合物受到人們高度重視，原因是，這類聚合物不僅成本相對較低，而且具有優(yōu)異的電學(xué)性能及低吸濕率(見W09015043)。但是，完全基于PFCB有機骨架結(jié)構(gòu)的低介電材料的熱穩(wěn)定性和粘結(jié)性能不足。因此，致力于改進并消除這些缺陷是很有必要的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種熱穩(wěn)定性和粘結(jié)性能改善的PFCB有機骨架結(jié)構(gòu)的低介電材料。
[0005]本發(fā)明的第一方面，提供了一種如式I所示的聚合物:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種如式I所示的聚合物:
2.如權(quán)利要求1所述的式I聚合物的制備方法，其特征在于，包括步驟: 在惰性溶劑中，用如下式II所示的含三氟乙烯基醚單元的有機硅單體進行水解聚合反應(yīng)，得到式I聚合物；
3.一種如下式II所示的有機硅單體:
4.如權(quán)利要求3所述的有機硅單體的制備方法，其特征在于，通過下述步驟制備: (1)在極性非質(zhì)子性溶劑中，在堿性催化劑存在下，用對鹵代苯酚與四氟二溴乙烷于室溫下反應(yīng)，制備4-(2-溴-1，I, 2, 2-四氟乙氧基)-1-鹵代苯；
5.如權(quán)利要求1所述的式I聚合物的用途，其特征在于，用于進行加熱固化，從而制備固化聚合物。
6.一種聚合物，其特征在于，所述的聚合物是用如式I所述的聚合物進行固化制備的。
7.如權(quán)利要求6所述的聚合物的制備方法，其特征在于，所述聚合物通過以下方法制備:加熱如式I所示的聚合物，從而得到如權(quán)利要求6所述的聚合物。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述加熱的溫度范圍為150~250°C。
9.一種制品，其特征在于，所述制品含有如權(quán)利要求1所述的式I聚合物或如權(quán)利要求6所述的聚合物，或所述制品是用如權(quán)利要求1所述的式I聚合物或如權(quán)利要求6所述的聚合物制備的。
10.如權(quán)利要求9所述的制品，其特征在于，所述的制品為含有權(quán)利要求6所述的聚合物的片材或薄膜，且所述的制品是通過以下方法制備的: 用權(quán)利要求1所述的式I聚合物進行室溫模壓得到含有式I聚合物的片材；或用有機溶劑溶解所述式I聚合物并進行成膜，得到含有式I聚合物的薄膜； 對上述聚合物片材或聚合物膜進行加熱固化，得到含有如權(quán)利要求6所述的聚合物的片材或薄膜。
【文檔編號】C07F7/21GK103865066SQ201410081245
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】房強, 袁超, 金凱凱, 刁屾, 王佳佳 申請人:中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所