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聚磺酰胺聚合物、含有聚磺酰胺聚合物的低温交联正型光敏性组合物及其应用


技术摘要:
本发明公开了一种聚磺酰胺聚合物、含有聚磺酰胺聚合物的正型光敏性组合物及其应用。其中所述的含有聚磺酰胺聚合物的正型光敏性组合物由下述原料按照一定重量百分比组成:聚磺酰胺聚合物、光酸产生剂、交联剂和溶剂。该组合物在较低固化温度条件下(≤200℃)制备出聚磺酰  全部
背景技术:
半导体技术的创新近年来出现从前端制程向后端封装逐渐转移的趋向,这是由于 传统上半导体技术革新所依托的晶体管缩微化变得越来越困难。近年来的每一次技术节点 (node)的小型化都是以单位晶体管成本上升做为代价的。从单位晶体管成本的角度考虑, 摩尔定律已经不再适用于预测当前半导体产业的发展趋势。 近十几年来快速发展的各种先进后封装技术就是迎合这种新产业发展趋势而出 现的。主要先进封装技术包括倒置芯片(flip-chip)、扇内封装  (fan-in)、扇出封装(fan- out)、镶嵌式芯片封装(embedded)等。这些先进封装技术通过直接的芯片连接芯片、芯片连 接封装、封装连接封装等手段把多个芯片或封装连接集成到一起。这种优化后的系统集成 不但实现了信号之间的短距离快速传输,而且能有效地减少芯片和功能器件的能耗和发 热。另外最重要的是这种系统集成还能把多个芯片集成缩小到较小的面积从而为当前以智 能手机为主的移动计算提供了无限创新的可能性。 上述的先进封装技术对用于重新分布层(RDL)的高性能光敏性聚合物提出更具挑 战性的要求。它们要求这些光敏性聚合物不但具有优良的光刻性能,由其制备的固化物膜 还要表现出较高的绝缘性能、机械性能、粘贴行、高温稳定性、低吸水性、高抗化学腐蚀性等 优点。另外,低温固化性能逐渐成为这个领域评价材料的一个最重要的指标。过去做为主流 的光敏性聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚苯并二噁唑(polybenzobisoxazol,PBO)、苯并环丁 烯(benzocyclobutene,BCB)等材料由于其需要较高的后固化温度已经无法满足当前最新 技术的要求。低温固化型的光敏性聚酰亚胺、聚苯并二噁唑和苯并环丁烯成为电子材料行 业各大公司近年来研发的主要热点。另外,寻找新型的具有优良低温固化性能的可替代材 料也引起越来越多的关注。 由此可见,上述现有的含有聚酰亚胺、聚苯并二噁唑、苯并环丁烯的光敏性组合 物、由其制备的固化物仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。因而,新型的具有低 温固化能力的光敏性材料还有很大的市场需求和应用前景。在此背景下,近年来出现的聚 磺酰胺聚合物已经被证明在低温固化后具有优良的材料特性。含有聚磺酰胺的组合物还具 有膜厚损失小和光刻性能优异等优点。在此基础上,本发明提出一种进一步改善聚磺酰胺 材料低温固化性能的方法。那就是在聚磺酰胺的合成中用链状脂肪族二胺前体部分替代过 去使用的芳香族二胺前体,从而增加了聚合物链的灵活性最后达到降低固化温度的目的。
技术实现要素:
本发明的主要目的在于,克服现有的光敏性感光介电材料存在的缺陷,而提供一 5 CN 111548496 A 说 明 书 2/18 页 种新的主要用于正光敏性感光介电材料的聚磺酰胺聚合物,该聚磺酰胺聚合物不但具有优 异的机械性能,还具有较好的绝缘性能、粘接性、高温稳定性、低吸水性、高抗化学腐蚀性等 优点。 本发明的另一主要目的在于,提供一种含有聚磺酰胺聚合物的正型光敏性组合 物,所要解决的技术问题是使这些组合物能在较低温度(小于或等于200℃)热处理条件下 具备有效的交联能力和优异的光刻性能,从而能制备出具有浮雕微结构的固化物。 本发明的另一目的在于提供一种利用上述新型光敏性聚磺酰胺聚合物的组合物 制备得到的图案固化物。 本发明的再一目的在于提供上述图案固化物在重新分布层、层间绝缘缓冲膜、覆 盖涂层或表面保护膜的应用。 本发明还有一目的在于将上述固化物用于相关电子产品中。 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种具有如下通式(1)聚磺酰胺聚合物, 其中m和n表示聚合物中的结构单元数,其为1~99的整数。另外,m和n 的关系满足 15%≤m/(m n)≤85%。 所述通式(1)中的X1是二价链状连接基团,其可以选自下述通式(2)所示的任一基 团或者这些结构在任意比例的组合; 上述通式(2)中所述的h、j和k可以分别为1到40的数值; 所述通式(1)中的X2是二价芳香族连接基团,其可以为从下述通式  (3)、(4)或者 (5)所示的任一基团或者这些结构在任意比例的组合; 其中所述的R1,R2,R3,R4分别表示氢原子或者一价有机基团; 6 CN 111548496 A 说 明 书 3/18 页 其中所述的Q为直接键或二价有机基团,所述有机基团选自O、S、CO、  SO2、Si (CH3)2、CH(OH)、(CH2)x(1≤x≤10)、(CF2)y(1≤y≤10)、C(CH3)2、  C(CF3)2、取代或未取代的- 邻,-间,-对亚苯基、苯醚基(C6H4-O-C6H4)s(1  ≤s≤10); 其中所述的T为直接键或二价有机基团,所述有机基团选自O、S、CO、  SO2、Si (CH3)2、CH(OH)、(CH2)x(1≤x≤10)、(CF2)y(1≤y≤10)、C(CH3)2、  C(CF3)2、取代或未取代的- 邻,-间,-对亚苯基、苯醚基(C6H4-O-C6H4)s(1  ≤s≤10) ,其中R5~R12是相同的或不同的一价 有机基,选自H、CH3、或CF3; 所述通式(1)聚磺酰胺聚合物中的Y是二价芳香族基团,选自从下述式(6)或者(7) 所代表的结构单元: 其中通式(6)中所述的U为直接键或二价有机基团,所述的有机基团选自O、S、CO、 SO2、Si(CH3)2、CH(OH)、(CH2)x(1≤x≤10)、(CF2)y(1≤y≤  10)、C(CH3)2、C(CF3)2、取代或未取 代的-邻、-间、-对亚苯基。 前述的聚磺酰胺聚合物,其重均分子量范围为5,000到200,000。 本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出 的含有聚磺酰胺聚合物的正型光敏性组合物,其包括: (A)聚酰胺磺酰胺聚合物; (B)光酸产生剂:其在组合物中的含量相对于(A)成分100质量份而言优选为5~40 7 CN 111548496 A 说 明 书 4/18 页 质量份,更优选为8~30质量份; (C)交联剂:其在组合物中的含量相对于(A)成分100质量份而言优选为  3~50质 量份,进一步优选为5~40质量份;以及 (D)溶剂:其在组合物中的含量相对于(A)成分100质量份优选为50~  600质量份, 更优选为60~500质量份,进一步优选为80~300质量份。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的含有聚磺酰胺聚合物的正型光敏性组合物,其中的组分(B)的成分为至少 一种光酸产生剂,所述光酸产生剂选自醌二叠氮化合物、磺酸酯化合物、碘鎓盐或三苯基锍 盐化合物中的一种或几种;和/或 其中的组分(C)的成分包含至少一种具有-CH2OR(R是氢原子或1价有机基团)的烷 氧基或羟基化合物、环氧基化合物、氧杂环丁烷基化合物或乙烯基醚基化合物,优选具有羟 甲基或烷氧基甲基的化合物。 其中所述的组合物的成分溶解在一种溶剂(D)中,所述溶剂包括至少一种从如下 溶剂所选的化合物:酯、醚、醚-酯、酮、酮-酯、芳香族化合物,和/或卤代烃类溶剂。 本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出 的含有聚磺酰胺聚合物的正型光敏性组合物制备的具有浮雕图案的固化物,由包括以下步 骤的方法制备: (a)将所述的聚磺酰胺聚合物组合物涂布于基板上并加热去除溶剂而形成感光性 树脂膜的步骤; (b)利用掩模版对所述感光性树脂膜进行图案曝光的步骤; (c)去除涂层曝光的区域,从而得到具有浮雕图案的树脂固化物膜的步骤,以及 (d)对所述浮雕图案树脂膜进行加热固化处理的步骤。 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的具有浮雕图案的固化物,其中所述加热处理的温度小于或等于  200℃。 前述的具有浮雕图案的固化物,其为具有微结构浮雕图案的固化物膜。 本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出 的具有浮雕图案的固化物应用于重新分布层、层间绝缘缓冲膜、覆盖涂层或表面保护膜。 本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出 的一种电子器件,其包含所述的重新分布层、层间绝缘缓冲膜、覆盖涂层或表面保护膜。 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知,为了 达到前述发明目的,本发明的主要技术内容如下: 本发明提出一种聚磺酰胺聚合物、含有聚磺酰胺聚合物的正型光敏性组合物、由 其制备的固化物及其在半导体封装中的应用。 经由上述可知,本发明公开了一种聚磺酰胺聚合物、含有聚磺酰胺聚合物的正型 光敏性组合物及其应用。其中所述的含有聚磺酰胺聚合物的正型光敏性组合物由下述原料 按照一定重量百分比组成:聚磺酰胺聚合物、光酸产生剂、交联剂和溶剂。该组合物在较低 固化温度条件下(≤200℃)  制备出聚磺酰胺固化物膜,该固化物膜可用做重新分布层、层 间绝缘缓冲膜、覆盖涂层或表面保护膜材料。 借由上述技术方案,本发明含有聚磺酰胺聚合物的正型光敏性组合物、由其制备 8 CN 111548496 A 说 明 书 5/18 页 的固化物及其在半导体封装中的应用至少具有下列优点: 鉴于传统感光介电材料要求的固化温度比较高,在本发明使用了新型含有链状结 构二胺前体的聚磺酰胺组合物。结果发现,这种膜可以在较低温度(小于或等于200℃)热处 理条件下制备出具有浮雕微结构的薄膜。通过调节各种单体在薄膜中的比例、组合物的各 个成分和热处理条件,膜的溶解速度和机械性能以及各种其它材料性能可以得到很好的调 控和优化。另外,这种树脂组合物即使在低温下固化的条件下也对各种基板有优异的粘接 性。最后,通过在聚合物合成过程中使用含氟原子的单体,这些新材料会在降低材料吸水性 方面性能方面有显著提高,从而使从本组合物制备的固化物膜更加适于当前的先进封装工 艺要求。 综上所述,本发明的技术方案其具有上述诸多的优点及实用价值,并在同类产品 中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新,其不论在配方上或功能上皆有较大的改 进,在技术上有较大的进步,并产生了好用及实用的效果,且较现有的产品具有增进的多项 功效,从而更加适于实用,而具有产业的广泛利用价值,诚为一新颖、进步、实用的新设计。 上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段, 并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。 附图说明 图1是本发明的一个实施方式,其中涉及重新分布层的制造。
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