[发明专利]一种可光交联的聚酰亚胺树脂

说明书

本发明涉及一种侧基含有二苯甲酮的聚酰亚胺树脂结构，该结构在紫外光的照射下，可以产生自由基并夺取临近位置的二胺上的氢，从而发生光交联反应，在负性聚酰亚胺光刻胶领域有着广阔的应用前景。本发明公开的光交联型聚酰亚胺树脂结构如图所示，其中Arsubgt;1/subgt;是二酐单体片段，Arsubgt;2/subgt;是含有活泼氢的二胺单体片段，x=0.1‑1.0，n=5‑200，此结构得到的负性光敏型聚酰亚胺比酮羰基在主链上的负性聚酰亚胺具有更好的溶解性、更高的灵敏度、更好的分辨率和对比度。

技术领域

本发明涉及负性光刻胶领域，尤其涉及一类光交联型的聚酰亚胺树脂（PSPI）结构及其制备方法。

背景技术

近年来，聚酰亚胺由于具备优异的性能而被广泛的用于塑料工程、航天和微电子等领域。其中，感光型聚酰亚胺（PSPI）在光刻领域倍受重视，尤其是没有添加光引发剂和增感剂的自增感体系，因为，自增感型感光聚酰亚胺体系光交联后没有低分子量的小分子残留，因此，不会影响光刻胶的力学性能、电性能和热性能等等。

自从J. Pfeifer在1985年首次报道了由酮酐(BTDA)合成的自增感聚酰亚胺，以后的研究人员一直在致力于提高自增感型聚酰亚胺的感光灵敏度。因为，聚酰亚胺主链高度刚性，不易发生链运动而产生光化学反应，因此，酮基在主链上必定会限制聚酰亚胺的感光灵敏度。自增感的负性光敏型聚酰亚胺一直以来备受研究人员的关注，比如申请号为CN200610020873.4、CN200610023217.X和CN02137747.2的专利都是围绕增感这个主题展开的。

本发明则是为了保有二苯甲酮型PSPI的自感光特性，在不外加光引发剂的前提下，通过改进聚酰亚胺的结构，不使用二酐BTDA，而是引入侧基为二苯甲酮的二胺，将二苯甲酮感光基团转移到聚酰亚胺的侧基上，从而大幅度提高了聚酰亚胺光交联的感光灵敏度，可以作为负性光刻胶树脂使用。

发明内容

本发明涉及一种可光交联型聚酰亚胺树脂及其制备方法，其特征在于其侧基含有二苯甲酮结构，所述负性光敏聚酰亚胺树脂的化学结构式如下：

其中Ar₁是二酐单体片段，Ar₂是含有活泼氢的二胺单体片段，x = 0.1-0.9，n = 5-200。

其中亚胺环可以均在醚键的对位或均在醚键的间位。

进一步地，所述Ar₁型二酐单体包括但不限于以下6种：

Ar₁ = ，, , , ,。

所述Ar₂型二胺单体包括但不限于以下8种：

Ar₂ = ，，,，

， , ,。

本发明涉及的可光交联型聚酰亚胺树脂，结构中的基团Q可以是：氢原子-H，苯基，甲基-CH₃，甲氧基-OCH₃，联苯基，等等。

本发明涉及的可光交联的聚酰亚胺，其制备方法包括如下步骤（如图2所示）：

在氮气保护下向干燥的三颈瓶中依次加入侧基含有二苯甲酮结构的二胺单体、含有可夺取的活泼氢的二胺单体、二酐单体和有机溶剂，室温下搅拌2-12小时，然后，向反应瓶中缓慢滴加三乙胺和乙酸酐的混合物，并在室温下继续反应4-18小时。反应结束后，将所得到的高度粘稠的聚合物溶液缓慢倒入大量甲醇中，析出的固体用甲醇充分洗涤，放入真空烘箱中干燥5小时。