[發明專利]脂環族二酐單體及高透明低介電常數聚酰亞胺薄膜

在審

• 申請號: 201910214276.2
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109912616A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 曹春;李偉杰;周光大;林建華
• 申請（專利權）人: 浙江福斯特新材料研究院有限公司
• 主分類號: C07D493/04
• 分類號: C07D493/04;C07D307/89;C07D307/93;C08G73/10;C08J5/18;C08L79/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種脂環族二酐單體及高透明低介電常數聚酰亞胺薄膜，本發明首先將二胺單體充分溶解于非質子性極性溶劑中，之后加入溶解有脂環族二酐單體的非質子性極性溶液，并在氮氣或惰性氣體的保護下于?10～35℃范圍內反應0.5?6h，得到脂環族聚酰亞胺前體溶液，然后將脂環族聚酰亞胺前體溶液涂布于基材上，酰亞胺化后進行應力消除，制得高透明低介電常數聚酰亞胺薄膜。本發明制備的薄膜，其介電常數及介電損耗低，顯示出優異的透光性能。此外，還具有良好的力學性能，可以滿足微電子工業級特殊顯示領域的應用要求。

技術領域

本發明涉及聚酰亞胺樹脂領域，具有涉及新型脂環族二酐單體、及利用其制備的透明低介電常數聚酰亞胺樹脂。

背景技術

近幾十年，聚酰亞胺作為一種耐高溫、耐化學腐蝕、高力學性能及低介電常數及損耗的高性能高分子材料，廣泛地應用于微電子工業、先進液晶顯示技術、集成電路等領域。不過。隨著上述科技領域的進步，其對聚酰亞胺提出了更苛刻的性能要求。比如，在集成電路封裝過程中存在一個近400℃的金屬焊接工藝，要求聚酰亞胺必須能夠承受這樣的高溫而不能引起電、化學及機械性能的惡化。高頻高速超大規模集成電路要求聚酰亞胺具備與基材盡可能接近的熱膨脹系數、尺寸穩定性及超低的介電常數和損耗。液晶顯示器領域要求聚酰亞胺取向膜對液晶分子的預傾角要穩定，同時為了防止過高溫度使微彩色濾光片發生破壞，還要求聚酰亞胺取向膜的固化溫度低于180℃，并同時具有良好的透明性等。

傳統的芳香族聚酰亞胺材料已經很難滿足這些性能要求，此外芳香族聚酰亞胺在常用有機溶劑中的低溶解度，使其制備加工困難。芳香族聚酰亞胺由于分子內的共軛形成電子轉移絡合物，使得聚酰亞胺材料具有黃色或深棕色，透明性不能滿足要求。因此，學者們在開發可溶，高熱穩定性、機械性能及光學性能的聚酰亞胺方面做了大量的研究工作。

其中，脂環族聚酰亞胺材料由于分子結構中不存在共軛電子，不會形成分子間及分子內的電荷轉移絡合物，因此其具有顏色淺、折光指數小、光損耗小的優點。此外，由于脂環族聚酰亞胺分子的柔順性高，其溶解性能好，利于加工。脂環族基團由于空間效應，還可以有效的降低聚酰亞胺的分子堆積密度，增加聚酰亞胺的本征自由體積，從而降低材料的介電常數。因此，脂環族聚酰亞胺材料在微電子工業、尤其是液晶顯示和光纖通訊等高新技術領域具有廣泛的應用前景。

本發明提供了數種新型脂環族二酐單體，并利用其制備了聚酰亞胺前體溶液及聚酰亞胺樹脂材料，獲得了具有低介電常數及損耗、高透明性的聚酰亞胺薄膜材料。

發明內容

本發明目的在于針對現有技術的不足，提供一種脂環族二酐單體及高透明低介電常數聚酰亞胺薄膜。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種脂環族二酐單體，它具有如下(1)～(6)所示任意一種結構：

其中，R1為如下結構(7)～(15)中的任意一種：

其中，1≤n≤6。

一種高透明低介電常數聚酰亞胺薄膜，通過以下方法制備得到：

(1)制備脂環族聚酰亞胺前體溶液：將二胺單體充分溶解于非質子性極性溶劑中，之后加入溶解有脂環族二酐單體的非質子性極性溶液，并在氮氣或惰性氣體的保護下于-10～35℃范圍內反應0.5-6h，得到脂環族聚酰亞胺前體溶液。所述脂環族二酐單體和二胺單體的摩爾比為1:0.85-1.15之間，且脂環族聚酰亞胺前體溶液中，脂環族二酐單體和二胺單體的總質量分數為10-35wt％。所述脂環族聚酰胺酸前體溶液的粘度為1000-40000cp，優選為2000-20000cp。

(2)涂膜：將脂環族聚酰亞胺前體溶液涂布于基材上。