CN114989433A - 一种树脂、正型感光性树脂组合物及应用 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂、正型感光性树脂组合物及应用,属于感光性树脂技术领域。
背景技术
含有聚酰亚胺及聚苯并噁唑的感光性树脂组合物固化得到的固化膜被广泛用于半导体元件及显示装置的绝缘膜、保护膜及平整膜等。特别是在显示装置中,例如在有机EL显示器的绝缘层及液晶显示器的黑矩阵等。
聚酰亚胺以其优异的机械性能、热稳定性及优异的耐药性受到研究人员的青睐。聚酰胺酸和作为溶出抑制剂的重氮萘醌化合物混合而成的正型感光树脂,以碱水作为显影液,容易获得高分辨率的图案,对环境友好且与现有设备可无缝衔接。为了使聚合物更易溶于碱性显影液,研究人员在主链中引入酚羟基及以封端剂控制聚合度。这些措施会导致耐热性降低、耐溶剂性能降低,而引入交联剂及双键基团,这又导致收缩率增大。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足,提供一种树脂、正型感光性树脂组合物及应用,所述正型感光性树脂组合物形成的感光性薄膜具有收缩率低且耐热、解像力优异的特性,在电子元件中有很好的应用效果。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种树脂,所述的树脂为包含式(1)所示片段的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺中的任意一种或几种组合;
式(1)
式(1)中,X为4价有机基团;R1为氢原子或碳原子数1-10的有机基团中的任意一种或几种组合;
Y表示构成树脂的二价有机基团,且至少包含式(2)结构通式:
式(2)
式(2)中的R2选自-NHCO-或-O-中的一种;
式(1)中的n为10~100000的整数。
进一步的,所述的式(2)有机基团来源于如下b-1-1~b-1-8二胺的一种或几种:
b-1-1
b-1-2
b-1-3
b-1-4
b-1-5
b-1-6
b-1-7
b-1-8 。
进一步的,所述式(1)的至少一个末端具有式(3)或式(4)封端性质的结构:
式(3) 式(4)
式(3)中M来源于单胺基团,所述单胺选自苯胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、2-氨基噻唑、氨基喹啉、氨基苯酚、3-氨基萘酚;式(4)中,L来源于单酐的基团,所述单酐选自马来酸酐、1,8-萘二甲酸酐、邻苯二甲酸酐或环戊烷-1,2-二甲酸酐。
进一步的,所述式(1)中还包括除式(2)外的二胺残基,所述的二胺残基来源于如下二胺单体中的一种或几种组合:对苯二胺、间苯二胺、3-羧基间苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯基醚、3,4-二氨基二苯基砜、4,4'-二氨基二苯基砜、3,4'-二氨基二苯基硫醚、4,4'-二氨基二苯基硫醚、1,4-二(4-氨基苯氧基)苯、二(4-氨基苯氧基苯基)砜、二(3-氨基苯氧基苯基)砜、双(3-氨基-4-羟基)联苯、3,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯基甲烷、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2'-二(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、2,2',3,3'-四甲基-4,4'-二氨基联苯、3,3',4,4'-四甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2'-双[3-(4-氨基-苯甲酰胺基)-4-羟基苯基]六氟丙烷、3,3'-二羟基-双[4-(4-氨基-苯甲酰胺基)]联苯。
进一步的,所述式(1)中的X所示的四羧酸残基来源于如下二酐单体中的一种或几种组合:均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基醚四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯砜四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2'-双(3,4-二羧基苯基)六氟异亚丙基二酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四羟基-1-萘琥珀酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸二酐、2,3,5-三羧基-2-环戊烷乙酸二酐、二环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、2,3,4,5-四氢呋喃四羧酸二酐、3,5,6-三羧基-2-降冰片烷乙酸二酐。
进一步的,所述式(1)中的羧基与邻接的酰胺基反应而酰亚胺化,酰亚胺化率为1%-40%。
所述树脂为聚酰胺酸的制备方法,包括如下步骤:先将包含二酐、二胺及封端剂的混合物溶解于溶剂中,并于20-80℃的温度下进行聚合反应1-24小时,反应完毕后得到聚酰胺酸溶液,可直接在聚酰胺酸溶液中加入重氮萘醌化合物配成正型感光性树脂组合物。也可以在减压下蒸掉溶剂得到聚酰胺酸固体,或者将聚酰胺酸溶液倒入大量的不良溶剂中,将析出物干燥后使用。所述树脂和所述溶剂的重量比为1:(5-80)。所述的溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N'-二甲基乙酰胺、N,N'-二甲基甲酰胺、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇二甲醚、二甘醇单甲醚乙酯中的一种或几种的混合物。
所述树脂为聚酰胺酸酯的制备方法为:聚酰胺酸在酯化试剂中加热,在此过程中,聚酰胺酸中的羧酸官能团通过酯化反应会转变成羧酸酯基团。酯化反应可在上述聚酰胺酸溶液进一步反应制得。
其中,所述酰胺酸的酯化率为40-90%;所述酯化反应的温度为40-100℃,反应时间为1-12小时;所述酯化试剂可以是甲醇、乙醇等醇类化合物,亦可以是DMFDMA、DMADEA等缩醛类化合物,所述聚酰胺酸和所述酯化试剂的的摩尔比为1:(1-10),酯化完毕后,将反应体系倾倒入大量的不良溶剂中析出,将析出物滤出干燥后使用。
所述树脂为聚酰亚胺的制备方法为:催化剂(催化剂一般为乙酸酐,并添加三乙胺或吡啶作为缚酸剂)存在下,将以上述方法得到的聚酰胺酸加热。在此过程中,聚酰胺酸中的酰胺酸官能团通过亚胺化反应会转变成酰亚胺基团。亚胺化反应可在上述聚酰胺酸溶液进一步反应制得。
其中,所述酰胺酸的亚胺化率为1-80%;所述亚胺化反应的温度为50-160℃,反应时间为1-12小时,亚胺化完毕后,将反应体系倾倒入大量的不良溶剂中,将析出物滤出干燥后使用。
优选的,所述酰胺酸的亚胺化率为1-40%。所述亚胺化反应的温度为20-60℃,反应时间为2-30小时。
本发明还公开了一种正型感光性树脂组合物,所述的正型感光性树脂组合物包括本发明所述的树脂、重氮萘醌化合物和溶剂,所使用的溶剂可以溶解所述的树脂和重氮萘醌化合物。
所述树脂与所述溶剂的重量比为1:(5-80);所述树脂与重氮萘醌化合物的重量比为100:(1-100),在该比例下,能够实现高敏感度化、维持固化树脂图案的伸长率等机械特性。
优选的,所述树脂与重氮萘醌化合物的重量比为100:(3-60);更优选的,所述树脂与重氮萘醌化合物的重量比为100:(3-30),从而实现更高的敏感度,又不损害固化树脂图案的机械特性。
进一步的,重氮萘醌化合物是指1,2-萘醌-2重氮-4-磺酸酯类化合物或1,2-萘醌-2重氮-5-磺酸酯类化合物;所述1,2-萘醌-2重氮-4-磺酸酯类化合物或1,2-萘醌-2重氮-5-磺酸酯类化合物的酯化母体是低分子多元酚类化合物。
所述的重氮萘醌化合物可以使用两种及以上,由此能够进一步增大曝光部与未曝光部溶解速率之比,进而能够得到高敏感度的正型感光性树脂组合物。
进一步的,重氮萘醌化合物是指由萘醌二叠氮基磺酰氯与低分子多元酚类化合物形成的磺酸酯类化合物;所述的萘醌二叠氮基磺酰氯选自1,2-萘醌-2-二叠氮基-4-磺酰氯和1,2-萘醌-2-二叠氮基-5-磺酰氯中的任意一种或两种混合,所述1,2-萘醌-2-二叠氮基-4-磺酰氯和1,2-萘醌-2-二叠氮基-5-磺酰氯的结构式如下:
所述的低分子多元酚类化合物选自双酚A、三酚A、4,4'-异亚丙基二苯酚、1,1'-双4-(羟基苯基)环己烷、4,4'-二羟基苯砜、4,4-六氟异亚丙基二苯酚、4,4',4''-三羟基三苯基甲烷、1,1',1''-三(4-羟基苯基)乙烷、4,4'-[1-[4-[1-(4-羟基苯基)1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚、3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯、3,4,5-三羟基苯甲酸丙酯、3,4,5-三羟基苯甲酸异戊酯、3,4,5-三羟基苯甲酸-2-乙基丁酯、2,4-二羟基二苯甲酮、2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,2'4,4'-四羟基二苯甲酮、2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮、2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮、2,3,4,2',4'-五羟基二苯甲酮中的任意一种或几种混合。
进一步的,所述的溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇二甲醚、二甘醇单甲醚乙酯中的一种或几种的混合物。
所述的正型感光性树脂组合物包括交联剂,所述的交联剂选自如下化合物的一种或两种混合,但不限于这两种:
本发明所述的正型感光性树脂组合物可以含有具有烷氧甲基的化合物,由于烷氧甲基在150℃以上的温度区域发生交联反应,所以通过显影后加热处理进行交联,能够得到机械特性优异的固化膜,优选含有2个以上烷氧甲基的化合物,更优选含有4个以上烷氧甲基的化合物。
进一步的,根据实际需要,为了增加正型感光性树脂组合物与基板的涂布性能,所述正型感光性树脂组合物中也可以包括表面活性剂、酯类、醇类、酮类、醚类化合物。所述酯类化合物包括但不限于乳酸乙酯和丙二醇单甲醚乙酸酯;所述醇类化合物包括但不限于乙醇;所述酮类化合物包括但不限于环己酮、甲基异丁酮;所述的醚类化合物包括但不限于四氢呋喃和二噁烷。
更进一步的,为了提高正型感光性树脂组合物与硅基板等基底的粘结性,也可在感光性树脂组合物中添加硅烷偶联剂、螯合剂等,或用硅烷偶联剂、HMDS(六甲基二硅胺)、螯合剂对基板进行前处理。
所述的硅烷偶联剂包括但不限于甲基丙烯酰氧基二甲氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷;所述的螯合剂包括但不限于钛螯合剂和铝螯合剂。所述硅烷偶联剂或螯合剂的加入量为树脂重量的0.5~10%。
在处理基板时,将偶联剂或螯合剂与有机溶剂配成0.5~20%重量百分数的溶液,所述有机溶剂选择异丙醇、乙醇、甲醇、四氢呋喃、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、乳酸乙酯、己二酸二乙酯中的一种或几种组合;将所述溶液用旋转涂布、浸渍、喷涂、蒸汽处理等方法对基底进行表面处理。然后在50℃~300℃的温度下,使基板与所述偶联剂或螯合剂反应。
下面就使用本发明所述的正型感光性树脂组合物形成树脂图形的方法加以说明:
将正型感光性树脂组合物涂布到基板上,所述基板为硅板、陶瓷类、砷化镓、钠钙玻璃、石英玻璃中的任意一种,但不限于这些。涂布方法为:使用旋转涂布机进行旋转涂布、喷涂、辊涂等方法。另外,涂层的厚度随着涂布方法、组合物固体成分浓度、粘度等的不同而不同,通常使干燥后的膜厚为0.1~10μm。
将涂布了正型感光性树脂组合物的基板进行干燥,得到感光性树脂组合物膜。优选的,干燥过程使用烤炉、热板或红外线,在50℃~180℃的范围内进行预烘干。
在感光性树脂组合物膜上放上带有所要求图案的掩膜,用化学射线照射曝光。曝光时所用的化学射线有紫外线、可见光、电子束、X射线等。优选的,所述化学射线选用水银灯的i线(365nm)、h线(405nm)、g线(436nm)。
曝光后通过使用显影液将曝光部分除去,以形成树脂的图案。所述显影液为四甲基氢氧化铵、二乙醇胺、二乙氨基乙醇、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、三乙胺、二乙胺、甲胺、二甲胺、醋酸二甲氨基乙酯、二甲氨基乙醇、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、环己胺、乙二胺、己二胺等显示碱性的化合物水溶液。另外,实际需求,也可在这些碱性的化合物水溶液中添加N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯、二甲基丙烯酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇、乳酸乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、环戊酮、环己酮、异丁酮或甲基异丁基酮等,可以单独添加或将其中几种搭配添加。显影后用水漂洗处理。本发明所述树脂与溶剂配成清漆,再加入重氮萘醌化合物,制备得到的感光性树脂膜在曝光前几乎不溶于碱性显影液,曝光后可溶于碱性显影液。
显影并漂洗处理后,加热到180℃至500℃的温度,使感光性树脂组合物转化为感光性树脂膜。所述加热过程可为选定温度热处理、分段升温热处理或者选定某个温度范围边连续升温边进行5分钟至5小时的热处理。
本发明还公开了所述正型感光性树脂组合物的应用,所述的正型感光性树脂组合物形成的树脂膜应用于半导体钝化膜、半导体元件保护膜、有机场致发光(EL)元件的绝缘层、使用了有机EL元件的显示装置的驱动用薄膜晶体管(TFT)基板平整膜、电路基板的布线保护绝缘膜、显示器及固体摄像元件用平整膜。
本发明的有益效果是:
本发明提出了一种新结构的树脂,所述树脂中含有噻唑结构单元。所述树脂可与重氮萘醌化合物制成正型感光性树脂组合物,所述正型感光性树脂组合物制备的感光性树脂膜具有收缩率低的特性,而且耐热性、解像力优异,可制得稳定的高分辨率图案。
本发明所述正型感光性树脂组合物形成的树脂膜可用作半导体的钝化膜、半导体元件的保护膜、附载有机场致发光元件等的显示装置中的绝缘层等,适用于LCD、ECD、ELD、采用有机场致发光元件的显示装置(有机场致发光装置)等。
附图说明
图1为合成例1的合成路线图;
图2为合成例5的合成路线图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式做详细说明。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受公开的具体实施例的限制。
除非另有定义,本文所使用的所有技术和科学术语与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。所使用的术语只为描述具体实施方式,不为限制本发明。
(一)单体化合物的合成
合成例1
根据图1所示的合成路线来合成二胺化合物b-1-1:
(1)化合物b-1-1a的合成
于500mL的三口圆底烧瓶中投入ADHAB(35.02g,100毫摩尔)、环氧氯乙烷(15.60g,200毫摩尔)和乙酸乙酯250mL,反应体系降温至-10-0℃,开始向反应体系滴加2-硝基-5-甲酰氯噻唑(40.43g,210毫摩尔)与乙酸乙酯100mL的溶液,用时2h滴毕,在-10-0℃温度条件下反应5h,升温至20-30℃,搅拌保温0.5h,过滤,滤饼用四氢呋喃/乙醇(体积比为2:3)混合溶剂结晶,得到黄色固体58.27g,收率88%,产物进行高分辨率质谱测试,M/Z=662.13确认为目标产物b-1-1a。
(2)化合物b-1-1的合成
于1L高压釜中投入获得的化合物b-1-1a(33.11g,50毫摩尔)、10%的钯碳(1.6g,含水70%,固含量为30%)和400g四氢呋喃,将高压釜密封,用氢气置换3-5次后,氢气加压至1.5-2MPa,搅拌下于50-60℃反应。反应结束后,过滤除去催化剂,然后将滤液脱溶剂,所得固体加至40g乙醇和40g乙酸乙酯的混合溶剂中,并搅拌30分钟,经过滤、烘干,得到收率为85%的固体化合物b-1-1。
化合物b-1-1的高分辨率质谱,ESI源,正离子模式,理论值602.18,测试值602.20。元素分析(C30H30O4N6S2),理论值C:59.78,H:5.02,N:13.94,O:10.62,S:10.64;实测值C:59.77,H:5.00,N:13.96,O:10.65,S:10.62。
合成例2
合成二胺化合物b-1-2
采用与合成例1相同的制备方法,母体原料相同(见表1),不同之处在于将合成例1的2-硝基-5-甲酰氯噻唑更换为2-硝基-4-甲酰氯噻唑。
合成例3
合成二胺化合物b-1-3
采用与合成例1相同的制备方法,不同之处在于将合成例1的原料ADHAB更换为表1中的母体原料。
合成例4
合成二胺化合物b-1-4
采用与合成例1相同的制备方法,不同之处在于将合成例1的原料ADHAB更换为表1中的母体原料,将合成例1的2-硝基-5-甲酰氯噻唑更换为2-硝基-4-甲酰氯噻唑。
合成例2~4制备的二胺化合物b-1-2~b-1-4的高分辨率质谱结果、元素分析结果、合成收率以及合成所用母体结构式见下表1:
表1 合成例2~4制备的化合物表征数据、收率以及母体原料结构式
合成例5
根据图2所示的合成路线来合成二胺化合物b-1-5:
(1)化合物b-1-5a的合成
于500mL的三口圆底烧瓶中投入ADOH(32.20g,100毫摩尔)、碳酸钾(33.10g,240毫摩尔)、18-冠-6醚(2g)和DMAC 250mL,反应体系降温至-10-0℃,开始向反应体系滴加2-硝基-5-溴噻唑(43.66g,210毫摩尔)与DMAC 100mL的溶液,用时2h滴毕,-10-0℃温度条件下反应5h,升温至20-30℃,搅拌保温0.5h,过滤,得到浅黄色固体50.17g,收率87%,产物进行高分辨率质谱测试,M/Z=576.22确认为目标产物b-1-5a。
(2)化合物b-1-5的合成
于1L高压釜中投入获得的化合物b-1-5a(28.81g,50毫摩尔)、10%的钯碳(2g,含水70%,固含量为30%)和400g四氢呋喃,将高压釜密封,用氢气置换3-5次后,氢气加压至1.5-2MPa,搅拌下于50-60℃反应。反应结束后,过滤除去催化剂,然后将滤液脱溶剂,经过滤、烘干,将以75%的收率得到固体化合物b-1-5。
该化合物b-1-5的高分辨率质谱,ESI源,正离子模式,理论值516.17,测试值516.20。元素分析(C28H28O2N4S2),理论值C:65.09,H:5.46,N:10.84,O:6.19,S:12.41;实测值C:65.11,H:5.39,N:10.80,O:6.23,S:12.47。
合成例6
合成二胺化合物b-1-6
采用与合成例5相同的制备方法,母体原料相同,不同之处在于将合成例5的2-硝基-5-溴噻唑更换为2-硝基-4-溴噻唑。
合成例7
合成二胺化合物b-1-7
采用与合成例5相同的制备方法,不同之处在于将合成例5的原料ADOH更换为表2中的母体原料。
合成例8
合成二胺化合物b-1-8
采用与合成例5相同的制备方法,不同之处在于将合成例5的原料ADOH更换为表2中的母体原料,将合成例5的2-硝基-5-溴噻唑更换为2-硝基-4-溴噻唑。
合成例6~8制备的二胺化合物b-1-6~b-1-8的高分辨率质谱结果、元素分析结果、合成收率以及合成所用母体原料结构式见下表2:
表2 合成例6~8制备的化合物表征数据、收率以及母体原料结构式
(二)树脂的合成
合成例9
有机溶剂可溶性聚酰亚胺(A-1-1)的合成
将二胺化合物b-1-1(51.187g 85毫摩尔)、封端剂3-氨基苯酚(3.275g 30毫摩尔)溶解于796.167g的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称为NMP)中,再加入二酐化合物3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐(31.001g 0.1摩尔,以下简称为ODPA),于1000mL三口瓶内室温下进行24小时的反应,接着将反应液升温至80℃,滴加17.865g(150毫摩尔)N,N'-二甲基甲酰胺二甲基缩醛,用时0.5h滴毕,保温反应0.5h,接着滴加24.008g(40毫摩尔)醋酸,酸化0.5h。
将该溶液加至2.5L纯水中后,过滤,滤饼移入真空干燥箱内80℃烘干36h,制得粉末状的有机溶剂可溶性聚合物树脂A-1-1。
合成例10~合成例16
合成例10~合成例16制备树脂A-1-2~A-1-8,采用与合成例9相同的方法,不同之处在于所用二胺、封端剂及二酐种类不同,详见表3。
比较合成例1~比较合成例5
比较合成例1~比较合成例5制备树脂A-2-1~A-2-5,采用与合成例9相同的方法,不同之处在于所用二胺、封端剂及二酐种类不同,详见表4。
a-1:ODPA
a-2:3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐
a-3:3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐
b-2-1:双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷
b-2-2:双(3-氨基-4-羟基苯基)甲烷
c-3:邻苯二甲酸酐
表3 合成例10~16树脂合成所用单体种类及用量
表4 比较合成例1~5树脂合成所用单体种类及用量
(三)正型感光性树脂组合物应用实施例
应用实施例中使用化合物的简称为:
DNQ/Backborn =2.5;Mono/Di/Tri=3/28/69。
DNQ/Backborn =2.3;Mono/Di/Tri=6/35/59。
GBL:γ-丁内酯。
NMP:N-甲基吡咯烷酮。
PGME:丙二醇单甲醚。
应用实施例1:
黄光下,将树脂10g A-1-1溶解于100g NMP中,室温下搅拌至全溶,加入1.5g B-1及1g C-1搅拌至全溶,静置12小时,过滤,制得正型感光性树脂组合物。
应用实施例2~应用实施例6
应用实施例2~应用实施例6采用应用实施例1相同的方法制备正型感光性树脂组合物,不同之处在于:使用的树脂、重氮萘醌化合物、交联剂不同,如表5。
比较实施例1~比较实施例5
比较实施例1~比较实施例5采用应用实施例1相同的方法制备正型感光性树脂组合物,不同之处在于:使用的树脂、重氮萘醌化合物、交联剂不同,如表6。
表5 应用实施例2~6正型感光性树脂组合物的原料配比数据
表6 比较实施例1~5正型感光性树脂组合物的原料配比数据
对正型感光性树脂组合物进行性能评价,评价标准及具体操作为:
一、感光性树脂膜的制备:
在6英寸的硅板上涂布感光性树脂组合物(以下称清漆),使其预烘焙后膜厚为2μm,接着,用热板(苏州美图半导体有限公司 型号SPHP-8),在120℃下预烘焙3分钟,制得感光性树脂膜。
二、膜厚的测定方法:
使用Bruker制型号为DektakXT的台阶仪测试感光性树脂膜的膜厚。
三、曝光
在曝光机(四川南光科技有限公司 型号H94-25C)上装上测试掩膜图形,以13mW/cm2(换算成365nm波长的光强)的紫外线强度,在规定时间内,进行全波长紫外光曝光。
四、显影
采用由2.38%的氢氧化四甲基铵水溶液组成的显影液,在23℃下,浸泡60秒钟进行显影。接着,用水进行60秒钟的漂洗处理后,进行干燥。
五、收缩率的计算
将涂有清漆的硅板预烘(120℃、180s)后,测预烘后的膜厚,再将该硅板上的树脂膜进行主固化,以热板加热至250℃烘干60min,降温至50℃,再测主固化后的膜厚。
收缩率按以下公式计算:
收缩率(%)=(预烘烤后的膜厚-主固化后的膜厚)÷预烘烤后的膜厚×100%
六、解像力的计算
把曝光、显影后,在最适曝光量下的最小图案尺寸称作解像力。
七、耐热性的计算
取主固化后的样品用热重分析仪(TGA METTLER)测定样品的5%热失重温度(Td5)。
将应用实施例1~6、比较实施例1~5制备的正型感光性树脂组合物按评价标准进行测试评价,测试结果见表7。
表7 评价结果
从表7中数据可以看出,利用本发明的技术方案制备的感光性树脂膜具有收缩率低,且耐热性、解像力优异的特性,可制得稳定的高分辨率图案。比较实施例1-5正型感光性树脂组合物的树脂结构中没有噻唑结构,解像力和收缩率性能数据明显没有本发明技术的应用实施例1-6更优异,由此可以说明,本发明所述树脂中的噻唑结构,有利于提升正型感光性树脂组合物的应用性能。
本发明的正型感光性树脂组合物适用于半导体元件的层间绝缘膜、钝化膜、缓冲涂膜、多层印刷线路基板用绝缘膜等,还可用作液晶显示元件的薄膜晶体管的保护膜、有机EL元件的电极保护膜等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合穷举,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围,本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
4.根据权利要求1所述的一种树脂,其特征在于,所述式(1)中还包括除式(2)外的二胺残基,所述的二胺残基来源于如下二胺单体中的一种或几种组合:对苯二胺、间苯二胺、3-羧基间苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯基醚、3,4-二氨基二苯基砜、4,4'-二氨基二苯基砜、3,4'-二氨基二苯基硫醚、4,4'-二氨基二苯基硫醚、1,4-二(4-氨基苯氧基)苯、二(4-氨基苯氧基苯基)砜、二(3-氨基苯氧基苯基)砜、双(3-氨基-4-羟基)联苯、3,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯基甲烷、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2'-二(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、2,2,3,3'-四甲基-4,4'-二氨基联苯、3,3',4,4'-四甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2'-双[3-(4-氨基-苯甲酰胺基)-4-羟基苯基]六氟丙烷、3,3'-二羟基-双[4-(4-氨基-苯甲酰胺基)]联苯。
5.根据权利要求1所述的一种树脂,其特征在于,所述式(1)中的X所示的四羧酸残基来源于如下二酐单体中的一种或几种组合:均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基醚四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯砜四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟异亚丙基二酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四羟基-1-萘琥珀酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸二酐、2,3,5-三羧基-2-环戊烷乙酸二酐、二环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、2,3,4,5-四氢呋喃四羧酸二酐、3,5,6-三羧基-2-降冰片烷乙酸二酐。
6.根据权利要求5所述的一种树脂,其特征在于,所述式(1)中的羧基与邻接的酰胺基反应而酰亚胺化,酰亚胺化率为1%~40%。
7.一种正型感光性树脂组合物,其特征在于,所述的正型感光性树脂组合物包括权利要求1-6任意一项所述树脂,重氮萘醌化合物和溶剂。
8.根据权利要求7所述一种正型感光性树脂组合物,其特征在于,重氮萘醌化合物是指1,2-萘醌-2-重氮-4-磺酸酯类化合物或1,2-萘醌-2重氮-5-磺酸酯类化合物;所述1,2-萘醌-2-重氮-4-磺酸酯类化合物或1,2-萘醌-2重氮-5-磺酸酯类化合物的酯化母体是低分子多元酚类化合物。
9.根据权利要求7所述一种正型感光性树脂组合物,其特征在于,所述的正型感光性树脂组合物还包括交联剂。
10.一种根据权利要求7-9任意一项所述一种正型感光性树脂组合物的应用,其特征在于,所述的正型感光性树脂组合物形成的树脂膜应用于半导体钝化膜、半导体元件保护膜、有机场致发光元件的绝缘层、TFT基板平整膜、电路基板的布线保护绝缘膜、显示器及固体摄像元件用平整膜。
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