粘附促进剂的制作方法
【专利摘要】可以用来改进涂料组合物——例如形成电介质膜的组合物——的粘附力的组合物，其包含水解的聚烷氧基硅烷。这些组合物可以用于改进涂料组合物对基材的粘附力的方法中。
【专利说明】粘附促进剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料组合物领域，更具体地涉及提高某些涂料组合物对基材粘附力的解决方案。
【背景技术】
[0002]涂料组合物在电子工业中被广泛地使用在不同的基材上来涂敷诸如聚合材料这样的不同的含有机物质的材料。通常，基材是无机的或者在将被涂敷的表面具有无机的区域。例如，像介电的成膜组合物和黏结或粘结剂组合物这样的涂料组合物经常被用来施涂到玻璃，金属表面和/或诸如硅，砷化镓和硅-锗这样的半导体表面。很多有机材料并不能很好地结合到具有无机表画的基材上，因为它们并不含有对这样的表面具有亲合性的基团。因此，通常的做法是在涂敷含有机物的涂料组合物到基材前，用附附促进剂来处理所述基材表面。硅烷是工业上使用的更加普通的附附促进剂之一。
[0003]基于芳基环丁烯的材料在电子工业中已经有了大量的应用，这是由于它们的优异的介电属性，优良的间隙填充性和平面性以及低的水分吸收性。为了在诸如层间电介质和晶片键合这样的应用中使用芳基环丁烯材料，需要芳基环丁烯材料对于不同基材(例如硅，氮化硅，金和铜)具有足够的粘附力。芳基环丁烯的材料本身并不具有对于这些基材的足够的粘附力，因此，在涂敷芳基环丁烯材料前，粘附促进剂通常被使用来提高粘附力。
[0004]已知不同的粘附促进剂与芳基环丁烯一起使用。例如，美国专利第5，668，210号公开了某种作为 芳基环丁烯的粘附促进剂的烷氧基硅烷。在这个专利中，只是公开了甲硅烷。这些烷氧基硅烷用相当于化学计量关系量的10-80% (也即摩尔％)的水水解。然而，传统的粘附促进剂并不能满足电子工业对于更小的特征件尺寸(〈10微米)和更复杂的芯片设计的日益增长的需求，这通常导致了分层或其它的粘附性故障。
[0005]为了获得更小的特征件尺寸(〈10微米)和更复杂的芯片设计，仍就需要能够与芳基环丁烷以及其它的有机涂料一起使用的粘附促进剂。本发明解决了一个或多个这些缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种制造一种装置的方法，该方法包括:提供一种具有将被涂敷的表面的装置基材；用含有聚烷氧基硅烷和溶剂的粘附促进组合物处理将被涂敷的表面，其中聚烷氧基硅烷被< I摩尔％的水水解，并且其中组合物含有< I摩尔％的水解醇；以及在处理过的表面上涂敷含有选自聚芳撑低聚物，聚环烯烃低聚物，芳基环丁烯低聚物，乙烯基芳族低聚物和其混合物的低聚物的涂料组合物。优选的是装置基材是电子装置基材。
[0007]本发明也提供了一种粘附促进组合物，该组合物包含:选自聚芳撑低聚物，聚环烯烃低聚物，芳基环丁烯低聚物和其混合物的低聚物；被< I摩尔％的水水解的聚烷氧基硅烷；和溶剂；其中组合物含有< I摩尔％的水解醇。优选地，组合物具有由动态光散射确定的< Inm的平均颗粒尺寸。[0008]进一步，本发明提供了一种制造装置的方法，包括:提供一种具有将被涂敷的表面的装置基材；以及沉积一种含有选自聚芳撑低聚物，聚环烯烃低聚物，芳族环丁烯低聚物，乙烯基芳族低聚物和其混合物的低聚物；被≤ 1摩尔％的水水解的聚烷氧基硅烷；和溶剂的组合物；其中组合物含有≤ 1摩尔％的水解醇。
[0009]已经令人吃惊地发现被≤1摩尔％的水水解的聚烷氧基硅烷对于在电子装置的制造中所使用的选自聚芳撑低聚物，聚环烯烃低聚物，芳基环丁烯低聚物，乙烯基芳族低聚物和其混合物的涂料低聚物是特别有效的粘附促进剂。这样的涂料低聚物可以用来制备介电涂料，可光成线条的涂料，暂时结合粘合剂和永久结合粘合剂等其他应用。
[0010]如在本说明书中全文所使用的，下面的缩写具有如下的含义，除非文章明确表示有其它含义:V =摄氏度；g=克；L=升；mL=毫升；ppm=百万分之几；mm=毫米；μ m=微米；nm=纳米；以及A:=埃。“重量指的是基于参照的组合物的总重量的重量百分数，除非另有说明。所有的量是重量百分数，所有的比率是摩尔比，除非另有说明。所有的数值范围是包括端值的且可以以任何顺序组合的，除非这里明确说明这样的数值范围被限于相加之和为100%。冠词“一个”，“一种”和“该”指的是单数和复数。
[0011]如在整个说明书中所使用的，“特征件”指的是在基材上，尤其是在半导体晶片上的几何结构。术语“烷基”包括线性的，支状的和环烷基。同样地，“烯烃”指的是线性的，支状的和环状烯烃。“芳基”指的是芳碳环和芳杂环。术语“低聚物”指的是二聚体，三聚体，四聚体和其它能够进一步固化的相对低分子量的材料。“固化”这个术语意味着像聚合或缩合这样的提高材料或组合物分子量的任何一种方法。
[0012]可以用于本发明的聚烷氧基硅烷由至少两个烷氧基硅烷部分，也就是由-Si (Z) 20R1表示的部分组成。优选地，聚烷氧基硅烷具有2到6个烷氧基硅烷部分，更优选地具有2到4个烷氧基硅烷部分，甚至是再更优选地2到3个烷氧基硅烷部分，以及最优选地2个烷氧基硅烷部分。如在本文中所使用的，术语“烷氧基硅烷”部分包括由一个或多个(C1-C6)烷氧基和/或一个或多个(C1-C6)酰氧基所取代的硅烷部分。优选地，每个烷氧基硅烷部分包含3个(C1-C6)烷氧基和/或(C1-C6)酰氧基，以及更优选地包含3个(C1-C6)烷氧基。
[0013]特别优选的在水解之前的聚烷氧基硅烷具有以下结构式:
[0014]
【权利要求】
1.一种制造装置的方法，该方法包括: 提供具有待涂敷表面的装置基材； 用含有聚烷氧基硅烷和溶剂的粘附促进组合物处理该待涂敷的表面，其中所述聚烷氧基硅烷被< I摩尔％的水水解，并且所述组合物含有< I摩尔％的水解醇； 将涂料组合物施加在所述处理过的表面上，所述涂料组合物包含选自以下的低聚物:聚芳撑低聚物，聚环烯烃低聚物，芳基环丁烯低聚物，乙烯基芳族低聚物，以及它们的混合物。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述装置基材是电子装置基材。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述电子装置基材包括含有一种或多种硅，玻璃，陶瓷和金属的表面。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述聚烷氧基硅烷在被水解前具有以下结构式:
5.如权利要求1所述的方法，其中聚烷氧基硅烷被<0.5摩尔％的水水解。
6.如权利要求1所述的方法，其中芳基环丁烷低聚物具有以下结构式:
7.如权利要求1所述的方法，其中粘附促进组合物通过动态光散射测定的平均粒度≤1nm0
8.如权利要求1所述的方法，其进一步包括在处理步骤后，涂敷步骤前的溶剂去除的步骤。
9.一种组合物，其含有:低聚物，该低聚物选自聚芳撑低聚物，聚环烯烃低聚物，芳基环丁烯低聚物，乙烯基芳族低聚物，及其混合物；被< I摩尔％的水水解的聚烷氧基硅烷；和溶剂；其中所述组合物含有< I摩尔％的水解醇。
10.如权利要求9所述的组合物，其中聚烷氧基硅烷被<0.5摩尔％的水水解。
11.如权利要求9所述的组合物，其中所述聚烷氧基硅烷在被水解前具有以下结构式:
12.如权利要求9所述的组合物，其中芳基环丁烷低聚物具有以下结构式:
13.如权利要求9所述的组合物，其通过动态光散射测定的平均粒度<lnm。
【文档编号】C09J5/02GK103788881SQ201310753600
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】王子栋, M·K·加拉赫, K·Y·王, G·P·普罗科普维茨 申请人:罗门哈斯电子材料有限公司