CN110325914A - 光敏树脂组合物和包含其的固化膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含聚(酰亚胺‑苯并嗪)嵌段共聚物的光敏树脂组合物和固化膜。所述光敏树脂组合物中包含的聚(酰亚胺‑苯并嗪)嵌段共聚物使得能够形成,即使在低于200℃的低温下也具有优异的机械和绝缘性的固化膜。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年9月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0118859号和于2018年7月23日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0085443号的权益,其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及光敏树脂组合物和包含其的固化膜。
背景技术
光敏树脂是商业化以用于生产各种精密电子和信息工业产品的代表性功能聚合物材料,并且目前正在大量地用于高科技产业中,特别是用于半导体和显示器的生产。
通常,光敏树脂是这样的聚合物化合物:其中通过光照在短时间内发生分子结构中的化学变化,并因此改变诸如对特定溶剂的溶解性、变色、固化等特性。使用光敏树脂,实现了精密微机械加工,与热反应过程相比,能量和原料使用显著减少,并且可以在小的安装空间中快速且精确地进行操作,因此其被用于精密电子和信息工业的各个领域,例如高级印刷、半导体生产、显示器生产、可光固化表面涂层材料等。
这样的光敏树脂主要分为负型和正型。负型光敏树脂是经光照射的部分在显影液中不溶解的类型,而正型光敏树脂是经光照射的部分在显影液中溶解的类型。
同时,随着近来电子器件的高度集成和微图案化,需要能够使缺陷部分最小化并提高处理效率和分辨率的光敏树脂。因此,已经提出了使用聚酰胺酸(polyamide acid)、聚酰胺酸(polyamic acid)等作为光敏树脂的方法。
然而,聚酰胺酸(polyamide acid)容易被空气中的水等水解,并因此保存性和稳定性不足,聚酰胺酸(polyamic acid)对所施加的基底等的粘合性低,并且施加其的基底或电气布线的特性由于高温应用而劣化。此外,其他类型的光敏树脂在最终固化状态下不具有足够的耐化学性、耐热性或电特性,或者对金属基底没有足够的粘合性,因此可能在显影或固化过程期间从基底剥离。
特别是,需要开发这样的光敏树脂材料:其可以形成超细图案,并且可以同时防止在用于光敏树脂组合物的固化的热处理过程期间半导体器件的热损坏。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供光敏树脂组合物,所述光敏树脂组合物使得能够形成即使在低于200℃的低温下也具有优异的机械特性和绝缘特性的固化膜。
本发明的另一个目的是提供通过使所述光敏树脂组合物固化而形成的固化膜。
技术方案
根据本发明,提供了光敏树脂组合物,其包含:
聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,所述聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物包含选自由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的重复单元的一个或更多个重复单元;和
可光固化多官能丙烯酸类化合物。
[化学式1]
[化学式2]
在化学式1和2中,Y1、Y2、R1、A1、A2、X1、X2、m和n各自如说明书中所限定的。
此外,根据本发明,提供了通过使所述光敏树脂组合物固化而形成的固化膜。
在下文中,将详细说明根据本发明的实施方案的包含聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物的光敏树脂组合物和固化膜。
除非特别提及本说明书中的技术术语,否则它们仅用于叙述特定实施方案,并且它们不旨在限制本发明。
除非本文中使用的单数表达在上下文中被不同地表达,否则它们可以包括复数表达。
本说明书中使用的术语“包括/包含”的含义包括特定的特征、区域、要素、步骤、动作、元素和/或组分,并且不排除存在或增加其他特定的特征、区域、要素、步骤、动作、元素、组分和/或基团。
在本发明的化学式中,标记“”表示相应的基团与相邻原子连接的部分。
作为本发明人的持续研究的结果,确定包含选自由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的重复单元的一个或更多个重复单元的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物使得能够提供即使在低于200℃的低温下也具有优异的机械特性和绝缘特性的固化膜。
特别地,聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物使得能够形成即使在低于200℃的低温下也具有优异的机械特性和绝缘特性的固化膜,因为当使包含其的光敏树脂组合物固化时,通过包含苯并嗪残基的重复单元发生分子间交联。
I.光敏树脂组合物
根据本发明的一个实施方案,提供了光敏树脂组合物,其包含:
聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,所述聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物包含选自由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的重复单元的一个或更多个重复单元;和
可光固化多官能丙烯酸类化合物。
[化学式1]
[化学式2]
在化学式1和2中,
Y1为C6-20四价脂族环状基团;C6-20四价芳族环状基团;或者包含选自N、O和S的一个或更多个杂原子的C4-20四价杂芳族环状基团;所述脂族环状基团、所述芳族环状基团或所述杂芳族环状基团可以未经取代或者经-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、CH3COO-和-CO2C2H5中的至少一者取代;所述脂族环状基团、所述芳族环状基团或所述杂芳族环状基团可以单独存在,两个或更多个环可以缀合而形成稠环,或者两个或更多个环可以通过化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-连接,
Y2包括C6-20二价脂族环状基团或C6-20二价芳族环状基团;所述二价脂族环状基团或二价芳族环状基团可以未经取代或者经-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、CH3COO-和-CO2C2H5中的至少一者取代;所述二价脂族环状基团或二价芳族环状基团可以单独存在,两个或更多个环可以缀合而形成稠环,或者两个或更多个环可以通过化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-连接,
每个R1独立地为氢原子、2-羟基苄基、3-羟基苄基或4-羟基苄基,
A1和A2各自独立地为化学键;C6-20二价脂族环状基团;C6-20二价芳族环状基团;或者包含选自N、O和S的一个或更多个杂原子的C4-20四价杂芳族环状基团,
X1和X2各自独立地为由以下化学式3a或3b表示的基团,
[化学式3a]
[化学式3b]
其中标记“”表示由化学式3a或3b表示的基团与化学式1中的相邻原子连接的部分,以及
m和n各自独立地为5至10000的数。
化学式1的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物是包含酰亚胺键且聚合度为m的第一重复单元与包含苯并嗪残基且聚合度为n的第二重复单元嵌段共聚的聚合物。
化学式2的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物是包含酰亚胺键的前体且聚合度为m的第一重复单元与包含苯并嗪残基且聚合度为n的第二重复单元嵌段共聚的聚合物。
在化学式1和2中,Y1为C6-20四价脂族环状基团;C6-20四价芳族环状基团;或者包含选自N、O和S的一个或更多个杂原子的C4-20四价杂芳族环状基团。
此处,构成Y1的脂族环状基团、芳族环状基团或杂芳族环状基团可以未经取代或者经-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、CH3COO-和-CO2C2H5中的至少一者取代。
此外,构成Y1的脂族环状基团、芳族环状基团或杂芳族环状基团可以单独存在,两个或更多个环可以缀合而形成稠环,或者两个或更多个环可以通过化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-连接。
具体地,Y1可以为选自以下结构式的四价基团。
在这些结构式中,
每个环状基团可以未经取代或者经-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、CH3COO-或-CO2C2H5取代,
每个L1独立地为化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-,以及
“”是四价基团与化学式1中的相邻原子连接的部分。
在化学式1中,Y2包括C6-20二价脂族环状基团或C6-20二价芳族环状基团;并且所述二价脂族环状基团或二价芳族环状基团可以未经取代或者经-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3-、CI3、-NO2、-CN、-COCH3、CH3COO-和-CO2C2H5中的至少一者取代。
构成Y2的二价脂族环状基团或二价芳族环状基团可以单独存在,两个或更多个环可以缀合而形成稠环,或者两个或更多个环可以通过化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-连接。
具体地,Y2可以为选自以下结构式的二价基团。
在这些结构式中,
每个环状基团可以未经取代或者经-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、CH3COO-或-CO2C2H5取代,
每个L2独立地为化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-,以及
“”是二价基团与化学式1中的相邻原子连接的部分。
在化学式2中,每个R1可以独立地为氢原子、2-羟基苄基、3-羟基苄基或4-羟基苄基,并且优选为氢。
在化学式1和2中,A1和A2各自独立地为化学键;C6-20二价脂族环状基团;C6-20二价芳族环状基团;或者包含选自N、O和S的一个或更多个杂原子的C4-20四价杂芳族环状基团,
在A1和/或A2为“化学键”的情况下,这意味着A1和/或A2为简单地连接两侧基团的化学键。
具体地,A1和A2可以各自独立地为化学键或选自以下结构式的二价基团。
在这些结构式中,
每个L3独立地为化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-,以及
“”是二价基团与化学式1中的相邻原子连接的部分。
在化学式1和2中,X1和X2为源自苯并嗪的残基,并且各自独立地为由以下化学式3a或3b表示的基团。
[化学式3a]
[化学式3b]
在本文中,标记“”表示由化学式3a或3b表示的基团与化学式1中的相邻原子连接的部分。
在化学式1和2中,m为包含酰亚胺键的第一重复单元的聚合度,n为包含苯并嗪残基的第二重复单元的聚合度,并且各自独立地为5至10000的数。
作为非限制性实例,聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物可以包含由以下化学式4表示的重复单元。
[化学式4]
在化学式4中,
A1、A2、X1、X2、m和n各自独立地如化学式1中所限定的,以及
L1和L2各自独立地为化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-。
然而,化学式4只是由化学式1表示的重复单元的一个实例,所述聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物不限于化学式4的重复单元,并且其可以具有上述脂族环状基团。
优选在聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物中,聚合度为m的重复单元与聚合度为n的重复单元的重量比为1:0.01至1:100。
也就是说,为了在形成具有优异机械特性的固化膜的同时根据第二重复单元的引入表现出低温固化特性,优选第一重复单元与第二重复单元的重量比为1:0.01至1:100。更优选地,第一重复单元与第二重复单元的重量比可以为1:1至1:10。
为了形成具有优异机械特性的固化膜,优选聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物的重均分子量为5000g/mol至100000g/mol、7000g/mol至80000g/mol、或10000g/mol至75000g/mol。
聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物可以通过包括以下步骤的方法制备:第一步,使氨基酚化合物与酐化合物反应;第二步,将二胺化合物和聚甲醛化合物添加至第一步的反应产物以使它们反应;第三步,将氨基酚化合物和羰基苯甲酸酯化合物添加至第二步的反应产物以使它们反应;以及第四步,将马来酸酐或乙酸酐添加至第三步的反应产物以使它们反应。
通过步骤1至3,可以获得由以下化学式2表示的前体树脂,并且通过第四步的化学酰亚胺化,可以获得由以上化学式1表示的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物。
由化学式4表示的前体树脂可以以聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物的状态应用于光敏树脂组合物,或者其可以以前体的状态应用于光敏树脂组合物。
聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物的制备方法将在实施例中更详细地说明。
由于根据本发明的实施方案的光敏树脂组合物包含上述聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,因此当在低温下固化时,通过包含苯并嗪残基的重复单元发生分子间交联,从而提供即使在低于200℃的低温下也具有优异的机械特性的固化膜。
同时,光敏树脂组合物包含可光固化多官能丙烯酸类化合物作为交联剂。
可光固化多官能丙烯酸类化合物是分子中存在能够光固化的至少两个丙烯酸结构的化合物,具体地,其可以包括选自以下的一种或更多种丙烯酸类化合物:基于丙烯酸酯的化合物、基于聚酯丙烯酸酯的化合物、基于聚氨酯丙烯酸酯的化合物、基于环氧丙烯酸酯的化合物、和基于己内酯改性的丙烯酸酯的化合物。
例如,基于丙烯酸酯的化合物可以包括:含有羟基的基于丙烯酸酯的化合物,例如季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯等;水溶性基于丙烯酸酯的化合物,例如聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯等;基于聚酯丙烯酸酯的化合物可以包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等。
此外,基于聚氨酯丙烯酸酯的化合物可以包括含有羟基的基于丙烯酸酯的化合物的异氰酸酯改性产物,基于环氧丙烯酸酯的化合物可以包括双酚A二缩水甘油醚、氢化双酚A二缩水甘油醚、苯酚酚醛清漆环氧树脂的(甲基)丙烯酸加成产物等,基于己内酯改性的丙烯酸酯的化合物可以包括己内酯改性的双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、ε-己内酯改性的二季戊四醇丙烯酸酯、己内酯改性的羟基新戊酸新戊二醇酯二丙烯酸酯等。
基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,可光固化多官能丙烯酸类化合物可以以1重量份至50重量份、5重量份至40重量份、或10重量份至30重量份的含量包含在内。
也就是说,为了表现出足够的交联效果,优选基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,可光固化多官能丙烯酸类化合物可以以1重量份或更大的含量包含在内。
然而,如果将过量的可光固化多官能丙烯酸类化合物应用于光敏树脂组合物,则归因于聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物的可低温固化性和绝缘特性可能劣化。因此,优选基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,可光固化多官能丙烯酸类化合物可以以50重量份或更小的含量包含在内。
光敏树脂组合物可以包含环氧树脂。
环氧树脂可以具有辅助半导体器件或显示器件中使用的基底表现出高内聚性和粘合性的功能。
这样的环氧树脂可以包括,例如选自以下的一种或更多种:双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、N-缩水甘油基型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、联二甲苯酚型环氧树脂、联苯酚型环氧树脂、螯合型环氧树脂、乙二醛型环氧树脂、含氨基环氧树脂、橡胶改性的环氧树脂、二环戊二烯酚型环氧树脂、邻苯二甲酸二缩水甘油酯树脂、杂环环氧树脂、四缩水甘油基二甲苯酚基乙烷树脂、硅改性的环氧树脂和ε-己内酯改性的环氧树脂,优选地,其可以包括液体型N-缩水甘油基环氧树脂。
基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,环氧树脂可以以5重量份至100重量份、10重量份至100重量份、或10重量份至75重量份的含量包含在内。
光敏树脂组合物可以包含光致产酸剂。
作为光致产酸剂,可以应用在本发明所属技术领域中已知具有光引发作用的化合物而没有特别限制。
作为非限制性实例,光致产酸剂可以为选自以下的一种或更多种化合物:酚类化合物、基于苯乙酮的化合物、基于联咪唑的化合物、基于三嗪的化合物和基于肟的化合物。
酚类化合物可以为间苯二酚、间苯三酚、2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮、2,3,4,3',4',5'-六羟基二苯甲酮、2,4,2',4'-联苯四醇、4,4'-硫代双(1,3-二羟基)苯、2,2',4,4'-四羟基二苯醚、2,2',4,4'-四羟基二苯基亚砜、2,2',4,4'-四羟基二苯砜、三(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、4,4-(α-甲基亚苄基)双酚、α,α',α”-三(4-羟基苯基)-1,3,5-三异丙基苯、α,α',α”-三(4-羟基苯基)-1-乙基-4-异丙基苯、1,2,2-三(羟基苯基)丙烷、1,1,2-三(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2,5,5-四(4-羟基苯基)己烷、1,2-四(4-羟基苯基)乙烷、1,1,3-三(羟基苯基)丁烷、对[α,α,α',α'-四(4-羟基苯基)]二甲苯等。
基于苯乙酮的化合物可以为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)-苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基苯基酮、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丁醚、苯偶姻丁醚、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-甲基-(4-甲硫基)苯基-2-吗啉代-1-丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁-1-酮、2-(4-溴-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮等。
基于联咪唑的化合物可以为2,2-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基联咪唑、2,2'-双(邻氯苯基)-4,4',5,5'-四(3,4,5-三甲氧基苯基)-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基联咪唑、2,2'-双(邻氯苯基)-4,4,5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑等。
基于三嗪的化合物可以为3-{4-[2,4-双(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}丙酸、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基-3-{4-[2,4-双(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}丙酸酯、乙基-2-{4-[2,4-双(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}乙酸酯、2-环氧乙基-2-{4-[2,4-双(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}乙酸酯、环己基-2-{4-[2,4-双(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}乙酸酯、苄基-2-{4-[2,4-双(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}乙酸酯、3-{氯-4-[2,4-双(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}丙酸、3-{4-[2,4-双(三氯甲基)-s-三嗪-6-基]苯硫基}丙酰胺、2,4-双(三氯甲基)-6-对甲氧基苯乙烯基-s-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(1-对二甲基氨基苯基)-1,3,-丁二烯基-s-三嗪、2-三氯甲基-4-氨基-6-对甲氧基苯乙烯基-s-三嗪等。
基于肟的化合物可以为1,2-辛二酮-1-(4-苯硫基)苯基-2-(邻苯甲酰基肟)、乙酮-1-(9-乙基)-6-(2-甲基苯甲酰基-3-基))-1-(邻乙酰基肟)等。
光致产酸剂的含量可以根据化合物的种类而不同。
然而,优选地,基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,光致产酸剂可以以0.1重量份至50重量份、1重量份至50重量份、1重量份至30重量份、5重量份至30重量份、5重量份至20重量份、或5重量份至15重量份的含量包含在内。
也就是说,为了表现出足够的光致产酸效果,优选基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,光致产酸剂可以以0.1重量份或更大的含量包含在内。然而,如果将过量的光致产酸剂应用于光敏树脂组合物,则由于在交联反应后残留的光致产酸剂,因此固化膜的稳定性可能劣化。因此,优选基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,光致产酸剂可以以50重量份或更小的含量包含在内。
光敏树脂组合物可以包含光引发剂。
作为光引发剂,可以使用在本发明所属技术领域中已知具有交联反应诱发效果的任何化合物而没有特别限制。
作为非限制性实例,光引发剂可以包括:1,3,5,6-四(甲氧基甲基)四氢咪唑并[4,5-d]咪唑-2,5(1H,3H)-二酮(1,3,4,6-tetrakis(methoxymethyl)tetrahydroimidazo[4,5-d]imidazole-2,5(1H,3H)-dione)、1,3,5,6-四(丁氧基甲基)四氢咪唑并[4,5-d]咪唑-2,5(1H,3H)-二酮(1,3,4,6-tetrakis(butoxymethyl)tetrahydroimidazo[4,5-d]imidazole-2,5(1H,3H)-dione)、2,6-双(羟基甲基)苯-1,4-二醇(2,6-bis(hydroxymethyl)benzene-1,4-diol)、六(甲氧基甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺(hexakis(methoxymethyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-triamine)、(丙烷-2,2-二基双(2-羟基苯-5,3,1-三基))四甲醇((propane-2,2-diylbis(2-hydroxybenzene-5,3,1-triyl))tetramethanol)、4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(2,6-双(甲氧基甲基)苯酚)(4,4'-(propane-2,2-diyl)bis(2,6-bis(methoxymethyl)phenol))、3,3',5,5'-四(羟甲基)-[1,1'-联苯基]-4,4'-二醇(3,3',5,5'-tetrakis(hydroxymethyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diol)、3,3',5,5'-四(甲氧基甲基)-[1,1'-联苯基]-4,4'-二醇(3,3',5,5'-tetrakis(methoxymethyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diol)等。
基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,光引发剂可以以1重量份至50重量份、5重量份至40重量份、或10重量份至30重量份的含量包含在内。
也就是说,为了表现出足够的光引发效果,优选基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,光引发剂以1重量份或更大的含量包含在内。但是,如果在光敏树脂组合物中使用过量的光引发剂,则由于残留的光引发剂,因此固化膜的稳定性可能劣化。因此,优选基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,光引发剂以50重量份或更小的含量包含在内。
光敏树脂组合物还可以包含选自基于咪唑的化合物、基于膦的化合物和叔胺化合物的一种或更多种固化促进剂。
基于咪唑的化合物可以为例如2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑或2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑,基于膦的化合物可以为例如三苯基膦、二苯基膦、苯基膦或四苯基硼酸四苯基鏻,叔胺化合物可以为例如双氰胺、苄基二甲基胺、4-(二甲基氨基)-N,N-二甲基苄基胺、4-甲氧基-N,N-二甲基苄基胺或4-甲基-N,N-二甲基苄基胺。
基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,固化促进剂可以以0.1重量份至10重量份的含量包含在内。
光敏树脂组合物可以包含溶剂。
作为溶剂,可以使用在本发明所属技术领域中已知能够形成光敏树脂组合物层的任何化合物而没有特别限制。
作为非限制性实例,溶剂可以为选自酯、醚、酮、芳烃和亚砜中的一种或更多种化合物。
酯溶剂可以为乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯、ε-己内酯、δ-戊内酯、羟乙酸烷基酯(例如,羟乙酸甲酯、羟乙酸乙酯、羟乙酸丁酯(如,甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等))、3-氧基丙酸烷基酯(例如,3-氧基丙酸甲酯、3-氧基丙酸乙酯(如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等))、2-氧基丙酸烷基酯(例如,2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯(如,2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯等))、2-氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-氧基-2-甲基丙酸乙酯(例如,2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等)、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧基丁酸甲酯、2-氧基丁酸乙酯等。
醚溶剂可以为二乙二醇二甲醚、四氢呋喃、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯等。
酮溶剂可以为甲基乙基酮、环己酮、环戊酮、2-庚酮、3-庚酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等。
芳烃溶剂可以为甲苯、二甲苯、苯甲醚、苧烯等。
亚砜溶剂可以为二甲基亚砜等。
在光敏树脂组合物的可涂覆性方面,基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,溶剂可以以50重量份至500重量份、100重量份至500重量份、100重量份至300重量份、100重量份至250重量份、或100重量份至150重量份的含量包含在内。
光敏树脂组合物还可以根据需要包含添加剂,例如表面活性剂、偶联剂、填料、抗氧化剂、UV吸收剂、抗凝集剂、抗腐蚀剂、消泡剂、抗胶凝剂等。
例如,作为粘合增强剂,可以使用具有诸如环氧基、羧基或异氰酸酯基等的官能团的硅烷偶联剂,并且其具体实例可以包括三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、三乙氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、或其混合物。基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,这样的粘合增强剂可以以0.1重量份至10重量份的含量包含在内。
作为表面活性剂,可以没有特别限制地使用已知可用于光敏树脂组合物的那些,但优选含氟的表面活性剂或基于硅的表面活性剂。基于100重量份聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,这样的表面活性剂可以以0.1重量份至5重量份的含量包含在内。
II.固化膜
根据本发明的另一个实施方案,提供了通过使所述光敏树脂组合物固化而形成的固化膜。
由于光敏树脂组合物包含上述聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,因此其使得能够形成即使在低于200℃的低温下也具有优异机械特性的固化膜。
特别地,固化膜表现出优异的耐热特性和绝缘特性,因此可以优选应用于半导体器件的介电膜、用于重新布线的层间介电膜等。此外,固化膜可以用于光致抗蚀剂,如抗蚀剂、固体顶部抗蚀剂等。
固化膜可以通过以下形成:将光敏树脂组合物施加在基底上的过程,将活性射线或辐射照射到施加在基底上的光敏树脂组合物的曝光过程,使经曝光的光敏树脂组合物显影的过程,对经显影的光敏树脂组合物进行加热的过程等。
将光敏树脂组合物施加在基底上的过程可以通过纺丝、浸泡、刮刀涂覆、悬浮液流延、涂覆、喷洒、静电喷涂、逆辊涂覆等进行。此处,施加的光敏树脂组合物的量和基底的种类取决于固化膜的用途和应用领域。优选光敏树脂组合物在被施加在基底上之后在适当的条件下干燥。
在曝光过程中,将预定图案的活性射线或辐射照射到施加在基底上的光敏树脂组合物上。在曝光过程中,可以施加200nm至600nm波长的活性射线或辐射。作为曝光装置,可以使用各种曝光设备,例如镜面投影对准器、扫描仪、步进器、接近式曝光器、接触式曝光器、微透镜阵列、激光曝光器、透镜扫描仪等。
在显影过程中,使用显影液使光敏树脂组合物的未曝光部分显影。此处,作为显影液,可以使用水性碱性显影液、有机溶剂等。
有益效果
本发明的光敏树脂组合物中包含的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物使得能够形成即使在低于200℃的低温下也具有优异的机械特性和绝缘特性的固化膜。
附图说明
图1示出实施例1中合成的物质C的NMR谱。
具体实施方式
在下文中,呈现了优选的实施例以用于更好地理解本发明。然而,这些实施例仅作为本发明的说明而呈现,并且本发明不受其限制。
实施例1
在配备有迪安-斯达克装置和冷凝器的500mL圆底烧瓶中,将8g 4-氨基苯酚溶解在100ml四氢呋喃(THF)中,并在0℃下向其中滴加20ml三氟乙酸酐。使混合物反应2小时后,除去溶剂,然后用乙酸乙酯和NaHCO3水溶液萃取。使获得的有机层在己烷中沉淀以获得物质A。
将4g物质A、1.9g 4,4'-二氨基二苯基甲烷和1.4g低聚甲醛溶解在15ml氯苯:二甲苯(1:1)溶液中,并使混合物在120℃下反应3小时。反应之后,使混合物在己烷中沉淀并过滤。将获得的固体溶解在乙酸乙酯中并用Na2CO3水溶液萃取。除去所得有机层的溶剂以获得物质B。
将4g物质B溶解在50ml乙酸乙酯:甲醇(100:1)溶液中,并向其中添加NaBH4。在使混合物反应7小时后,加入盐水以萃取。将获得的有机层放入己烷中以沉淀。干燥获得的固体以获得物质C。物质C的1H NMR谱(DMSO-d6,标准物质TMS)示于图1中。
将1g物质C和5g 5,5'-(全氟丙烷-2,2-二基)双(2-氨基苯酚)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中。在0℃下向其中缓慢滴加3.4g二丁基5,5'-氧基双(2-(氯羰基)苯甲酸酯)。在使混合物反应2小时之后,添加1.2g马来酸酐并使混合物另外反应2小时。反应之后,向其中滴加过量的蒸馏水以产生沉淀物。将沉淀物过滤并用水洗涤三次,然后在100℃真空条件下干燥24小时以获得5g聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物(PIBZ-1)。
通过GPC在THF溶剂下测量共聚物(PIBZ-1)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为7000g/mol且重均分子量(Mw)为12000g/mol。
实施例2
通过与实施例1相同的方法获得5g聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物(PIBZ-2),不同之处在于将物质C的含量改变为3g并且将二丁基5,5'-氧基双(2-(氯羰基)苯甲酸酯)的含量改变为4.6g。
通过GPC在THF溶剂下测量共聚物(PIBZ-2)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为7500g/mol且重均分子量(Mw)为12000g/mol。
实施例3
通过与实施例1相同的方法获得5g聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物(PIBZ-3),不同之处在于使用4.8g 5,5'-(全氟丙烷-2,2-二基)双(2-氨基苯)代替5g 5,5'-(全氟丙烷-2,2-二基)双(2-氨基苯酚)。
通过GPC在THF溶剂下测量共聚物(PIBZ-3)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为7000g/mol且重均分子量(Mw)为12500g/mol。
实施例4
通过与实施例1相同的方法获得5g聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物(PIBZ-4),不同之处在于使用4.0g双(2-(丙烯酰氧基)乙基)5,5'-氧基双(2-(氯羰基)苯甲酸酯)代替3.4g二丁基5,5'-氧基双(2-(氯羰基)苯甲酸酯)。
通过GPC在THF溶剂下测量共聚物(PIBZ-4)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为8000g/mol且重均分子量(Mw)为14000g/mol。
实施例5
将10.0g根据实施例1的嵌段共聚物(PIBZ-1)溶解在35g N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,并向其中添加2.1g甲基丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯。使混合物在60℃下反应8小时,然后用500ml甲醇沉淀。将沉淀物过滤并用水洗涤三次,然后在100℃真空条件下干燥24小时以获得8g聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物(PIBZ-5)。
通过GPC在THF溶剂下测量共聚物(PIBZ-5)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为8000g/mol且重均分子量(Mw)为13000g/mol。
实施例6
通过与实施例1相同的方法获得4.8g聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物(PIBZ-6),不同之处在于使用1.9g 4,4'-氧化二苯胺代替1.9g 4,4'-二氨基二苯基甲烷。
通过GPC在THF溶剂下测量共聚物(PIBZ-6)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为9000g/mol且重均分子量(Mw)为17000g/mol。
实施例7
通过与实施例1相同的方法获得物质C。
将1g物质C和5g 5,5'-(全氟丙烷-2,2-二基)双(2-氨基苯酚)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中。升温至80℃之后,滴加3.8g 4,4'-氧联二邻苯二甲酸酐(4,4'-oxydiphthalic anhydride),并使混合物反应2小时。此后,缓慢引入0.5g吡啶和2.1g乙酸酐。使混合物反应12小时之后,将其用500ml甲醇沉淀。将沉淀物过滤并用水洗涤三次,然后在100℃真空条件下干燥24小时以获得8g聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物(PIBZ-7)。
通过GPC在THF溶剂下测量共聚物(PIBZ-7)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为8500g/mol且重均分子量(Mw)为16500g/mol。
实施例8
通过与实施例7相同的方法获得7.5g聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物(PIBZ-8),不同之处在于使用1.9g 4,4'-氧化二苯胺代替1.9g 4,4'-二氨基二苯基甲烷。
通过GPC在THF溶剂下测量共聚物(PIBZ-8)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为9000g/mol且重均分子量(Mw)为16000g/mol。
实施例9
通过与实施例7相同的方法获得7.8g聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物(PIBZ-9),不同之处在于使用4.2g 4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐代替3.8g 4,4'-氧联二邻苯二甲酸酐。
通过GPC在THF溶剂下测量共聚物(PIBZ-9)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为8500g/mol且重均分子量(Mw)为17500g/mol。
比较例1
将5g 5,5'-(全氟丙烷-2,2-二基)双(2-氨基苯酚)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中。在0℃下向其中缓慢滴加3.8g二丁基5,5'-氧基双(2-(氯羰基)苯甲酸酯)。在使混合物反应2小时之后,添加1.2g马来酸酐并使反应混合物另外反应2小时。反应之后,向其中滴加过量的蒸馏水以产生沉淀物。将沉淀物过滤并用水洗涤三次,然后在100℃真空条件下干燥24小时以获得5g聚酰亚胺(PI-1)。
通过GPC在THF溶剂下测量聚酰亚胺(PI-1)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为6500g/mol且重均分子量(Mw)为12000g/mol。
比较例2
将4.8g 5,5'-(全氟丙烷-2,2-二基)双(2-氨基苯)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中。在0℃下向其中缓慢滴加3.8g二丁基5,5'-氧基双(2-(氯羰基)苯甲酸酯)。在使混合物反应2小时之后,添加1.2g马来酸酐并使反应混合物另外反应2小时。反应之后,向其中滴加过量的蒸馏水以产生沉淀物。将沉淀物过滤并用水洗涤三次,然后在100℃真空条件下干燥24小时以获得5g聚酰亚胺(PI-2)。
通过GPC在THF溶剂下测量聚酰亚胺(PI-2)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为6500g/mol且重均分子量(Mw)为12500g/mol。
比较例3
将5g 5,5'-(全氟丙烷-2,2-二基)双(2-氨基苯酚)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中。升温至80℃之后,滴加3.4g 4,4'-氧联二邻苯二甲酸酐,并使反应混合物反应2小时。此后,缓慢引入0.4g吡啶和1.8g乙酸酐。使混合物反应12小时之后,将其用500ml甲醇沉淀。将沉淀物过滤并用水洗涤三次,然后在100℃真空条件下干燥24小时以获得6g聚酰亚胺(PI-3)。
通过GPC在THF溶剂下测量聚酰亚胺(PI-3)的分子量,作为结果,确定该共聚物的数均分子量(Mn)为7500g/mol且重均分子量(Mw)为15000g/mol。
制备例1至12
通过混合下表1中所示的组分来分别制备制备例1至12的光敏树脂组合物。在表1中,各组分的含量基于100重量份根据实施例和比较例的聚合物(PIBZ-1、PIBZ-2、PIBZ-3、PIBZ-4、PIBZ-5、PIBZ-6、PIBZ-7、PIBZ-8、PIBZ-9、PI-1、PI-2或PI-3)。
在表1中,用于制备例的各组分如下。
[PIBZ-1]根据实施例1的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物
[PIBZ-2]根据实施例2的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物
[PIBZ-3]根据实施例3的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物
[PIBZ-4]根据实施例4的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物
[PIBZ-5]根据实施例5的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物
[PIBZ-6]根据实施例6的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物
[PIBZ-7]根据实施例7的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物
[PIBZ-8]根据实施例8的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物
[PIBZ-9]根据实施例9的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物
[PI-1]根据比较例1的聚酰亚胺
[PI-2]根据比较例2的聚酰亚胺
[PI-3]根据比较例3的聚酰亚胺
[B]以下化学式的光致产酸剂
[C]以下化学式的光致产酸剂
[D]根据以下化学式的可光固化多官能丙烯酸类化合物
[E]γ-丁内酯(GBL)
[表1]
制备例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
PIBZ-1 | 100 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
PIBZ-2 | - | 100 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
PIBZ-3 | - | - | 100 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
PIBZ-4 | - | - | - | 100 | - | - | - | - | - | - | - | - |
PIBZ-5 | - | - | - | - | 100 | - | - | - | - | - | - | - |
PIBZ-6 | - | - | - | - | - | 100 | - | - | - | - | - | - |
PIBZ-7 | - | - | - | - | - | - | 100 | - | - | - | - | - |
PIBZ-8 | - | - | - | - | - | - | - | 100 | - | - | - | - |
PIBZ-9 | - | - | - | - | - | - | - | - | 100 | - | - | - |
PI-1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 100 | - | - |
PI-2 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 100 | - |
PI-3 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 100 |
B | 30 | 30 | 30 | 30 | - | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
C | - | - | - | - | 10 | - | - | - | - | - | - | - |
D | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
E | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 |
实验例1:固化膜的粘合性
通过旋涂将根据制备例的光敏树脂组合物分别涂覆在其上涂覆有4英寸有机硅晶片和Cu的硅晶片基底上至300nm的厚度,然后在120℃下干燥2分钟,并且在宽带对准器(broadband aligner)曝光设备中以500mJ/cm2曝光。将其在200℃下再次固化2小时以获得其上形成有厚度为约4.3μm至4.5μm的固化膜的基底。
根据TPC-TM-650方法,通过胶带粘贴测试评价其上形成有固化膜的基底的固化膜的粘合性(与基底的内聚性)。具体地,使用仅用于胶带粘贴测试的刀具(Cross HatchCutter,YCC-230/1),仅在上部固化膜上制作10×10个格子状护套而不损坏下部晶片(每个格子的尺寸为100μm,并且格子的数目为100),并且将Nichibang胶带牢固地粘附至固化膜的表面。粘合之后60秒,将胶带的端部弯曲180度并用相同的力剥离。此处,计算与胶带一起剥离的固化膜的格子的数目以评估与基底的内聚性,结果示于下表2中。
[表2]
实验例2:固化膜的耐化学性
将根据制备例的光敏树脂组合物通过800rpm至1200rpm的旋涂分别涂覆在4英寸硅晶片上,然后在120℃下干燥2分钟以获得其上形成有厚度为5.0μm的光敏树脂膜的基底。
此外,使用其上形成有微图案的掩模,将其在宽带对准器曝光设备中以500mJ/cm2曝光。此后,将经曝光的晶片在2.38重量%四甲基氢氧化铵水溶液中显影150秒,用超纯水洗涤,然后在氮气下干燥以在光敏树脂膜上形成图案。将基底在200℃下再次固化2小时以获得其上形成有固化膜的基底。
将获得的基底在丙酮(AC)、二甲基甲酰胺(DMF)或γ-丁内酯(GBL)中浸泡30分钟,然后用异丙醇洗涤并在氮气下干燥,然后通过显微镜观察表面。作为观察的结果,根据是否在固化膜上产生诸如熔化痕迹或裂纹的损坏,将其评价为“O”(产生)或“X”(未产生)。结果示于下表3中。
[表3]
制备例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
AC | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X |
DMF | X | X | X | X | X | X | X | X | X | O | O | O |
GBL | X | X | X | X | X | X | X | X | X | O | O | O |
实验例3:低温固化特性
为了评估根据制备例的各光敏树脂组合物的可低温固化性,进行与实验例2相同的过程,不同之处在于将固化温度改变为140℃、160℃、180℃、200℃和220℃,从而获得其上形成有固化膜的基底。
将获得的基底在γ-丁内酯(GBL)中浸泡30分钟,然后用异丙醇洗涤并在氮气下干燥,然后用显微镜观察表面。作为观察的结果,根据是否产生诸如熔化痕迹或裂纹的损坏,将其评价为“O”(产生)或“X”(未产生)。结果示于下表4中。
[表4]
制备例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
140℃ | O | O | O | O | O | O | X | X | X | O | O | X |
160℃ | X | X | O | X | X | X | X | X | X | O | O | X |
180℃ | X | X | X | X | X | X | X | X | X | O | O | X |
200℃ | X | X | X | X | X | X | X | X | X | O | O | X |
220℃ | X | X | X | X | X | X | X | X | X | O | O | X |
参照表1至4,确定与包含根据比较例的聚酰亚胺的制备例10至12的光敏树脂组合物相比,包含根据实施例的聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物的制备例1至9的光敏树脂组合物提供了具有优异的粘合性和耐化学性的固化膜。
特别地,确定制备例1至6的光敏树脂组合物即使在160℃或180℃的温度下也可以固化,该温度显著低于使用聚酰亚胺前体的现有光敏树脂组合物的固化温度300℃。
Claims (10)
1.一种光敏树脂组合物,包含:
聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,所述聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物包含选自由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的重复单元的一个或更多个重复单元;和
可光固化多官能丙烯酸类化合物:
[化学式1]
[化学式2]
在化学式1和2中,
Y1为C6-20四价脂族环状基团;C6-20四价芳族环状基团;或者包含选自N、O和S的一个或更多个杂原子的C4-20四价杂芳族环状基团;所述四价脂族环状基团、所述四价芳族环状基团或所述四价杂芳族环状基团未经取代或者经-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、CH3COO-和-CO2C2H5中的至少一者取代;所述脂族环状基团、所述芳族环状基团或所述杂芳族环状基团可以单独存在,两个或更多个环可以缀合而形成稠环,或者两个或更多个环可以通过化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-连接,
Y2包括C6-20二价脂族环状基团或C6-20二价芳族环状基团;所述二价脂族环状基团或所述二价芳族环状基团可以未经取代或者经-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、CH3COO-和-CO2C2H5中的至少一者取代;所述二价脂族环状基团或所述二价芳族环状基团可以单独存在,两个或更多个环可以缀合而形成稠环,或者两个或更多个环可以通过化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-连接,
R1各自独立地为氢原子、2-羟基苄基、3-羟基苄基或4-羟基苄基,
A1和A2各自独立地为化学键;C6-20二价脂族环状基团;C6-20二价芳族环状基团;或者包含选自N、O和S的一个或更多个杂原子的C4-20四价杂芳族环状基团,
X1和X2各自独立地为由以下化学式3a或3b表示的基团:
[化学式3a]
[化学式3b]
标记表示由化学式3a或3b表示的基团与化学式1中的相邻原子连接的部分,以及
m和n各自独立地为5至10000的数。
2.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中Y1为选自以下结构式的四价基团:
以及在所述结构式中,
每个环状基团可以未经取代或者经-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、CH3COO-或-CO2C2H5取代,
每个L1独立地为化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-,以及
是所述四价基团与化学式1中的相邻原子连接的部分。
3.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中Y2为选自以下结构式的二价基团:
以及在所述结构式中,
每个环状基团可以未经取代或者经-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-NO2、-CN、-COCH3、CH3COO-或-CO2C2H5取代,
每个L2独立地为化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-,以及
是所述二价基团与化学式1中的相邻原子连接的部分。
4.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中A1和A2各自独立地为化学键或选自以下结构式的二价基团:
以及在所述结构式中,
每个L3独立地为化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-,以及
是所述二价基团与化学式1中的相邻原子连接的部分。
5.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中化学式1由以下化学式4表示:
[化学式4]
以及在化学式4中,
A1、A2、X1、X2、m和n各自独立地如化学式1中所限定的,以及
L1和L2各自独立地为化学键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(其中1≤p≤10)、-(CF2)q-(其中1≤q≤10)、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或-C(=O)NH-。
6.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中在所述聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物中,聚合度为m的重复单元与聚合度为n的重复单元的重量比为1:0.01至1:100。
7.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中所述聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物的重均分子量为5000g/mol至100000g/mol。
8.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中所述可光固化多官能丙烯酸类化合物包括选自以下的一种或更多种丙烯酸类化合物:基于丙烯酸酯的化合物、基于聚酯丙烯酸酯的化合物、基于聚氨酯丙烯酸酯的化合物、基于环氧丙烯酸酯的化合物、和基于己内酯改性的丙烯酸酯的化合物。
9.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物,其中基于100重量份所述聚(酰亚胺-苯并嗪)嵌段共聚物,所述组合物包含1重量份至50重量份所述可光固化多官能丙烯酸类化合物。
10.一种固化膜,通过使根据权利要求1所述的光敏树脂组合物固化而形成。
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