[发明专利]能形成致密硅质薄膜的含聚硅氮烷的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含聚硅氮烷化合物的组合物。具体而言，本发明涉及一种与常规组合物相比能更快并在更低温度下形成致密硅质薄膜的含聚硅氮烷的组合物。

背景技术

通常，聚硅氮烷化合物能通过加热转变为硅质物质，所获得的硅质物质具有卓越的绝缘性能，使得它们在电气领域和电子领域中实践上用作绝缘薄膜材料。但是，如果单一地使用聚硅氮烷化合物，向硅质物质的转变进行得非常缓慢并且需要高温。由于具有巨大的改进空间，因此已进行了各种研究来解决这一问题。

为了改善上述问题，有提议对聚硅氮烷化合物自身进行改性或将特殊添加剂掺入含聚硅氮烷的组合物中。例如，将N-杂环化合物(描述于例如专利文献1中)、烷醇胺(描述于例如专利文献2中)或胺和/或酸(描述于例如专利文献3中)作为添加剂加入含聚硅氮烷的组合物中，使得该组合物能在低温下形成硅质薄膜。在上述文献中所述的作为添加剂的胺化合物也被用于含二胺化合物的组合物中用于其它目的，例如降低膜的粗糙度或避免涂覆不均匀(描述于例如专利文献4或5中)，此外还将其用于含聚胺化合物的组合物中以达到硬化环氧树脂的目的(描述于例如专利文献6中)。

如果将专利文献1中所述的掺入N-杂环化合物添加剂的含聚硅氮烷的组合物在环境条件下放置一周，优选地，在150℃或更高的温度下烧制，则能获得致密硅质薄膜。但是，期望提供一种能够在环境条件下或通过在低温下烧制能更快速有利地形成致密硅质薄膜的含聚硅氮烷的组合物。同时，N-杂环化合物可能对溶剂具有低溶解度。因此，当添加到该组合物中时，N-杂环化合物通常溶于具有高溶解能力的有机溶剂中，即溶于芳香烃中。但是，由于芳香烃通常非常易挥发并对人体很有害，因此现今强烈要求减少溶剂的量。考虑到这一点，非常希望提供一种能更快速且在更低温度下形成硅质薄膜、同时含有很少量芳香烃溶剂的含聚硅氮烷的组合物。

与此相反，多种溶剂可用于在专利文献3中描述的掺入胺和/或酸添加剂的含聚硅氮烷的组合物。但是，为了形成致密硅质薄膜，需要在高温下让该组合物与水蒸气接触很长时间。这意味着，对于在环境条件下通过低温烧制形成致密硅质薄膜，其仍存在改进空间。

多种溶剂也可用于在专利文献2中描述的掺入烷醇胺的含聚硅氮烷的组合物。此外，该组合物可通过低温烧制形成致密硅质薄膜。为了形成致密硅质薄膜，让烷醇胺添加剂与聚硅氮烷化合物起反应，从而聚硅氮烷化合物被转换为有用的物质。但是，由于该反应进行时带有剧烈放热并起泡，因此烷醇胺必须稀释于溶剂中，然后长时间逐步添加。因此，从大规模生产的效率和成本的观点来看，具有改进空间。

专利文献4和5公开了代表相对宽范围的胺化合物的通式。在上述文献中，描述了可通过向含聚硅氮烷的组合物中掺入那些胺化合物来降低涂覆不均匀。然而，另一方面，这些文献未提及通过低温烧制由含聚硅氮烷的组合物获得的硅质薄膜的形成。此外，本发明人的研究已揭示了在这些文献中所公开的任何一种含聚硅氮烷的组合物，例如掺入六亚甲基二胺、对苯二胺和N，N，N’，N’-四甲基乙二胺的组合物，都不能通过低温烧制形成完全令人满意的硅质薄膜。因此，我们发现其仍存在改进的空间。

[专利文献1]日本特开平11(1999)-116815号公报；

[专利文献2]日本特开平11(1999)-60736号公报；

[专利文献3]日本特开平9(1997)-31333号公报；

[专利文献4]日本特开平8(1996)-176511号公报；

[专利文献5]日本特开平8(1996)-176512号公报；

[专利文献6]日本特开2004-536196号公报；

[专利文献7]日本公开昭63(1988)-16325号公报；

[专利文献8]日本特开昭61(1986)-89230号公报；

[专利文献9]日本特开昭49(1974)-69717号公报；

[专利文献10]日本特开平1(1989)-138108号公报；

[专利文献11]日本特开平1(1989)-138107号公报；

[专利文献12]日本特开平1(1989)-203429号公报；

[专利文献13]日本特开平1(1989)-203430号公报；

[专利文献14]日本特开平4(1992)-63833号公报；

[专利文献15]日本特开平3(1991)-320167号公报；

[专利文献16]日本特开平2(1990)-175726号公报；