[发明专利]一种基于PCDL型聚氨酯丙烯酸酯制备的光刻胶组合物

说明书

本发明公开了一种基于PCDL型聚氨酯丙烯酸酯制备的光刻胶组合物，所述组合物的原料及其各原料的质量百分含量为：聚氨酯丙烯酸酯45‑60％，活性稀释剂10‑15％，颜料4‑6％，光引发剂3‑5％，溶剂20‑37％；在避光条件下，聚氨酯丙烯酸酯与光引发剂、溶剂、活性稀释剂以及颜料按比例混合，室温下磁力搅拌使其充分溶解，即得光致抗蚀剂。本发明组合物中PCDL型聚氨酯丙烯酸酯的玻璃化温度、硬度、较高，酸值可调，分子量较低，粘度小，以该低聚物配制的光致抗蚀剂膜稀碱液可显影，且显影时间短，图像分辨率较高。

技术领域

本发明涉及光致抗蚀剂领域，尤其是涉及一种以PCDL为原料制备的聚氨酯丙烯酸酯及其在光致抗蚀剂领域的应用。

背景技术

聚氨酯丙烯酸酯(PUA)是目前研究较多的感光性树脂，综合了聚氨酯和丙烯酸酯树脂的优良性能，具有较高的光固化速度，良好的附着力、柔韧性、耐磨性、高硬度、耐化学腐蚀性等，已广泛应用于涂料、油墨和粘合剂等多个领域。聚氨酯一般分子量较大，粘度较高，软段占的比重大。这些性能使其玻璃化温度、硬度及酸值均较低，韧性好，这些性能不适宜应用在光刻胶领域。

聚碳酸酯二元醇(PCDL)是合成新型PCDL基聚氨酯丙烯酸酯树脂的主要原料，以其为原料合成的PCDL基聚氨酯具有优异的力学性能、耐热性、耐摩擦性、耐氧化性、耐水解性以及耐化学腐蚀性；但是PCDL基聚氨酯丙烯酸酯在分子量较大时，具有粘度高、活性低和需要大量的稀释剂等缺点，限制了其在光致抗蚀剂领域的应用；因此设计合成分子量小，粘度低，酸值合理的PCDL基聚氨酯丙烯酸酯，成为解决问题的关键所在。

目前PCDL基聚氨酯丙烯酸酯在光致抗蚀剂领域的应用鲜有报道。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，一种基于PCDL型聚氨酯丙烯酸酯制备的光刻胶组合物。本发明组合物中PCDL型聚氨酯丙烯酸酯的玻璃化温度、硬度、较高，酸值可调，分子量较低，粘度小，以该低聚物配制的光致抗蚀剂膜稀碱液可显影，且显影时间短，图像分辨率较高。

本发明的技术方案如下：

一种基于PCDL型聚氨酯丙烯酸酯制备的光刻胶组合物，所述组合物的原料及其各原料的质量百分含量为：

所述聚氨酯丙烯酸酯为自己合成，其酸值为25-70mgKOH/g，重均分子量为7000-9500，双键当量为700-1200g/mol；

在避光条件下，聚氨酯丙烯酸酯与光引发剂、溶剂、活性稀释剂以及颜料按比例混合，室温下磁力搅拌使其充分溶解，即得光致抗蚀剂；将制成的光致抗蚀剂使用旋涂机涂覆在铜片上，75-85℃条件下预烘30-40分钟；在50-300mJ/cm²曝光，然后在质量分数为0.5％的Na₂CO₃溶液中显影，显影时间40-60s。

所述聚氨酯丙烯酸酯的制备方法为：

(1)在装有温度计、回流冷凝管、搅拌器的250mL四口圆底烧瓶中加入二异氰酸酯单体和催化剂，向其中滴入聚碳酸酯二元醇，在40-50℃条件下保温反应1.5-2h；

(2)随后加入2,2-二羟甲基丁酸溶液，在70-80℃条件下保温反应4-5h；

(3)最后加入阻聚剂，再加入含羟基的丙烯酸酯单体进行封端，在70-80℃条件下保温反应，直至用红外光谱检测不到NCO在2265cm^-1处的吸收峰时，停止反应，制得基于PCDL的聚氨酯丙烯酸酯。

步骤(1)中所述二异氰酸酯单体为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种；所述催化剂为有机锡类催化剂、叔胺类催化剂中的至少一种，用量为总投料量的0.01wt％-0.05wt％。