[发明专利]正性光刻胶用聚酰亚胺树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种正性光刻胶用聚酰亚胺树脂，按重量百分比，包括聚酰亚胺前驱体(PAA)75‑92.5％，超支化链前聚体11.5‑15.5％，光致酸剂1.2‑4.5％；所述聚酰亚胺前驱体(PAA)通过含氟二胺单体和含氟二酐单体聚合制得；所述超支化链前聚体为链式超支化烯基叔丁酯，所述链式超支化烯基叔丁酯由多元醇与烯基叔丁酯聚合制得。通过超支化聚合PAA、超支化链前聚体/共混光致酸剂或超支化聚合PAA、光致酸剂、超支化链前聚体得到两种链式结构的低Tg值、耐化的含氟聚酰亚胺树脂。

技术领域

本发明涉及感光材料技术领域，具体地，涉及一种正性光刻胶用聚酰亚胺树脂及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰亚胺具有高耐热性、高强度、优异的介电性能，更重要的是聚酰亚胺可以通过各种前体，如聚酰胺酸、聚酰胺酯及聚异酰亚胺的形式再加热转变为稳定的聚酰亚胺，这样就可以通过盐或酯的方式引入光敏基团在曝光、显影后，加热转化为稳定的聚酰亚胺层。

目前，商业化正性光敏聚酰亚胺树脂主要采用聚酰胺酸(PAA)前驱体，其优点是：单体来源较为广泛，且可以在碱性溶液(2.38％四甲基氢氧化铵水溶液)显影，对环境友好，比如东丽(Toray)的PW系列。然而，聚酰胺酸前驱体含有大量的亲水基团，在碱性显影液中的溶解速率极快，曝光区与非曝光区溶解速率差异较小，造成留膜率和对比度低，显影工艺难以精确控制。后烘烤过程中，由前驱体聚酰胺酸(PAA)转化为P I不仅需要高温处理,一般大于320℃，而且在这一过程中,PAA要脱去水分子，容易引起膜收缩，使膜与基片间产生应力，影响产品的信赖性。

发明内容

为解决现有技术中正性光刻胶曝光显影中出现的技术问题，本发明提供一种正性光刻胶用聚酰亚胺树脂及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供一种正性光刻胶用聚酰亚胺树脂，按重量百分比，包括聚酰亚胺前驱体(PAA)75-92.5％，超支化链前聚体11.5-15.5％，光致酸剂1.2-4.5％。

所述聚酰亚胺前驱体通过含氟二胺单体和含氟二酐单体聚合制得。

优选的，所述含氟二胺单体为2，2′－双三氟甲基－4，4－联苯二胺。

优选的，所述含氟二酐单体为4，4’－(六氟异丙烯)二酞酸酐。

所述超支化链前聚体为链式超支化烯基叔丁酯，所述链式超支化聚丙烯酸叔丁酯由多元醇与烯基叔丁酯聚合制得。

优选的，所述烯基叔丁酯为丙烯酸叔丁酯、苯烯酸叔丁酯中的至少一种。

所述光致酸剂为鎓盐光致酸剂、二甲酰亚胺N-磺酰基、含氟肟酯类中的至少一种。

所述鎓盐光致酸剂、二甲酰亚胺N-磺酰基可形成单体，超支化聚合在所述超支化链前聚体的端基，然后与所述聚酰亚胺前驱体共混聚合，接枝所述聚酰亚胺前驱体。

优选的，所述鎓盐光致酸剂为硫鎓盐光致酸剂或碘鎓盐光致酸剂中的至少一种。

所述鎓盐光致酸剂、二甲酰亚胺N-磺酰基通过接枝聚合在所述超支化链前聚体，可增强所述超支化链前聚体中叔丁酯基团吸收曝光能量后转化为羧基基团，进而增强所述正性光刻胶用聚酰亚胺树脂曝光区域的树脂在碱性显影液中的溶解速率。

所述含氟肟酯类与聚酰亚胺前驱体、超支化链前聚体共混，不聚合在所述聚酰亚胺前驱体、超支化链前聚体的链式结构，所述含氟肟酯类的结构式为：(Rf基团为C₃F₇、C₄F₈H)

所述含氟肟酯类引入氟元素，增强了树脂的透光度及疏水性，同时通过增强树脂的疏水性，抑制了在碱性显影液中的溶解速率，增强了图形分辨率和对比度。