[发明专利]聚酰亚胺前驱物及其应用

说明书

本发明涉及聚酰亚胺前体及其应用。本发明提供一种具式(1)或(1’)结构的酰胺酸酯低聚物：其中G、P、R、R_x、D、E及m是如说明书中所定义。本发明亦提供包含上述酰胺酸酯低聚物的聚酰亚胺前驱物组合物或感光型聚酰亚胺前驱物组合物，及由上述组合物所制得的聚酰亚胺。

技术领域

本发明是关于一种聚酰亚胺(polyimide，简称PI)之前驱物，本发明亦关于所述前驱物于制备聚酰亚胺的应用。

背景技术

聚酰亚胺由于具有优异的热安定性及良好的机械、电气及化学性质，一直是高性能高分子材料的首选。聚酰亚胺于集成电路工业、电子构装、漆包线、印刷电路板、感测组件、分离膜及结构材料等应用上都相当重要，并扮演着关键性材料的角色。

一般是以二阶段聚合缩合反应方式合成聚酰亚胺。第一阶段是将二胺单体溶于如N-甲基吡咯酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亚砜(DMSO)的极性非质子性溶剂中，再加入等摩尔二酸酐单体。其后，于低温或常温下进行缩合反应，形成聚酰亚胺前驱物(precursor)，即，聚酰胺酸(poly(amic acid)；简称为PAA)。接着，第二阶段通过加热酰亚胺化(thermal imidization)或化学酰亚胺化(chemicalimidization)，进行缩合脱水环化反应，将聚酰胺酸转变为聚酰亚胺。上述制备聚酰亚胺的反应流程可简述如下：

在上述制备方法中，若第一阶段所得的聚酰胺酸分子量未达一定标准(即，分子量过小)，在酰亚胺化(imidization)后，无法得到具良好物性的聚酰亚胺膜。然，若第一阶段所得聚酰胺酸的分子量过高，则其粘度便会太大，以致于操作性变差，易于在涂布时产生流平性不良等缺点。此外，过高的聚酰胺酸分子量，在进行第二阶段酰亚胺化时，因分子间的交互作用以及分子链键长的缩短，产生极大内应力，致使所涂布的基材弯曲变形。

台湾专利第096128743号申请案公开一种可作为聚酰亚胺前驱物的酰胺酸酯低聚物。所述酰胺酸酯低聚物一端具有胺基，另一端则同时具有酯基(-COOR)及羧基(-COOH)的端基，处于介稳状态(meta-stable status)。但是，在长时间的储存下，在多个酰胺酸酯低聚物中仍会有少部分的胺基与另一端(即酯基(-COOR)及羧基(-COOH)的端基)反应，造成粘度变高，操作性不佳。且，所述酰胺酸酯低聚物末端胺基易与脱水剂反应，因此，不适用化学酰亚胺化(低温环化)，仅能局限于传统高温加热方式的酰亚胺化(高温环化)。又以加热方式进行酰亚胺化，通常需在至少300℃的高温下持续进行数小时，才能得到100％酰亚胺化，此一制备方法费时且易产生工安问题，且当产物有较低键能的侧链时，高温的环境往往会在环化前破坏侧链。

感光型聚酰亚胺(Photosensitive polyimide,PSPI)是在聚酰亚胺或其前驱物的结构中导入感光基，赋予其感光性，不但保有聚酰亚胺原有的优异机械、电气性质，又可兼具感光特性。在半导体制备方法中，使用感光型聚酰亚胺，可取代原有光阻剂，简化制备方法步骤，对于提升制备方法良率及降低成本都有帮助。

含丙烯酰氧基的感光型聚酰亚胺为目前技术领域中已知者。然而，此类基团会影响所希望的聚酰亚胺性质，因此，必须在曝光后，设法将其移除。然而，含丙烯酰氧基的化合物沸点通常高达250℃，若在半导体制备方法中使用此类感光型聚酰亚胺，则必须使用较高的硬烤温度。

美国专利第6,605,353号公开有关以环氧化物(epoxy)改质的感光型聚酰亚胺。但是由于此聚合物是以环氧化物与酸反应，其反应性不佳，且开环后的OH官能团会再与环氧基(epoxy)反应，因此会面临缺乏安定性及热稳定性等问题。