[发明专利]具有嘌呤环和酰亚胺或酰胺酸结构的硅烷偶联剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一类具有嘌呤环和酰亚胺或酰胺酸结构的硅烷偶联剂及其制备方法和应用，该硅烷偶联剂具有嘌呤环以及酰亚胺或酰胺酸结构，对聚酰亚胺类树脂以及聚苯并恶唑类树脂等耐热性树脂与基材的粘合有显著促进效果。

技术领域

本发明涉及一种有机硅化合物，具体涉及一类具有嘌呤环和酰亚胺或酰胺酸结构的硅烷偶联剂及其制备方法和应用，该硅烷偶联剂可以促进典型的聚酰亚胺类树脂、以及聚苯并恶唑类树脂等耐热性树脂与金属等基材的结合，是一种很好的耐热性树脂粘合促进剂。

背景技术

一直以来，耐热性能、机械性能等优异的聚酰亚胺树脂、聚苯并恶唑树脂等被广泛用作电子设备的半导体元件的表面保护膜、层间绝缘膜等。加热固化的膜会作为永久膜而存在于器件内，因此，加热后固化膜的性能非常重要。为确保半导体封装的可靠性，固化膜与半导体芯片表面材料的粘合性是非常重要的。

具有可水解的硅烷基和有机反应性基团的有机硅化合物通常被称为“硅烷偶联剂”，它能够在有机材料和无机材料之间通过化学键键合作用将二者“偶联”起来，故而常常被用作粘合剂、涂料添加剂以及树脂改性剂。典型的有机反应性基团是乙烯基、氨基、巯基、环氧基、异氰酸酯基、(甲基)丙烯酰氧基、苯乙烯基等等。现在已知的耐热性树脂与基材、尤其是与金属基材的附着力还不够好，因此，提出了对基材用硅烷偶联剂等进行预处理、在耐热性树脂前体组成物(以下称之为涂层胶)中添加硅烷偶联剂、或者在耐热性树脂前体合成过程中添加可参与聚合的有机硅化合物等方法来提升耐热树脂膜对基材的附着力。在这些方法中，在涂层胶中添加硅烷偶联剂的方法最简便。适用于与高耐热性有机材料如聚酰亚胺、聚苯并恶唑等高分子聚合物一起配合使用的硅烷偶联剂，其结构一般都会有与高分子聚合物中官能团发生某种反应或者具有相类似的化学结构，以促进耐热性有机材料与基材的粘合性。

在专利文献JP-A 2009-015285、专利文献JP-A2010-152302及专利文献WO2009/096050中，公开了包含酰亚胺结构基团的硅烷偶联剂，对具有聚酰亚胺结构的耐热性树脂相容性好，表现出与基材良好的粘合促进效果。鉴于聚酰亚胺的结构本身不具有强的化学结合能力，故聚合物材料与基材(尤其是金属基材)粘合性的提升空间还很大。

《化学试剂》2009，31(7)，538-540中阐述了苯乙炔基苯酐改性的硅烷偶联剂在金属基底上粘附力增强。其原理是利用聚酰亚胺前体的亚胺化温度与乙炔基的聚合温度相近，使得在高温情况下疏水端炔基进行聚合，亲水端硅基与基底进行较好的键合达到了增强粘附力的效果。但是苯乙炔基苯酐价格昂贵，不适宜大规模工业化使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂具有酰亚胺或酰胺酸结构，且具有嘌呤环结构，该结构的硅烷偶联剂不仅与耐热性树脂有很好的相容性，还对耐热性树脂和基材，尤其是金属基材的粘合性有很好的促进作用。

本发明提供了一类具有嘌呤环和酰亚胺或酰胺酸结构的硅烷偶联剂，这些硅烷偶联剂具有下述通式(1)～通式(4)所示的结构式，所述硅烷偶联剂是这些结构中的一种，或者是这些结构中的两种或两种以上的组合。

进一步的，上述通式(1)～通式(4)中，R₁为氢原子、C₁-C₁₀的烷基或C₁-C₁₀的烷氧基；R₂为氢原子、C₁-C₁₀烷基或C₁-C₁₀的烷氧基；R₃为氢原子、C₁-C₁₀的烷基或C₁-C₁₀的烷氧基；R₄为氨基、巯基、羰基、羟基、酯基或酰基；R₅为N原子或CH；R₆为氢原子、氨基、巯基、羟基或卤素原子。