KR101292546B1 - Polyimide type hardner and photosensitive resin composition including the hardner - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리이미드형 경화제 및 그를 포함하는 감광성 수지 조성물에 관한 것으로, 하기 화학식 1로 표시되는 폴리이미드형 경화제 및 이를 포함하는 감광성 수지 조성물에 관한 것이다:The present invention relates to a polyimide curing agent and a photosensitive resin composition comprising the same, and to a polyimide curing agent represented by the following formula (1) and a photosensitive resin composition comprising the same:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112009043369895-pat00001
Figure 112009043369895-pat00001

(상기 식에서, (Wherein,

Figure 112009043369895-pat00002
Figure 112009043369895-pat00002
The

Figure 112009043369895-pat00003
와 같은 방향족 또는
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Aromatic or as

Figure 112009043369895-pat00004
Figure 112009043369895-pat00004

와 같은 지환족 중 선택되는 하나 또는 두개 이상이고;One or two or more selected from alicyclic groups such as;

-Y-는 2가의 유기기로서 -Y- is a divalent organic group

Figure 112009043369895-pat00005
Figure 112009043369895-pat00005

중 선택되는 하나 또는 두개이고;One or two selected from among;

Z는 1~3개의 이소시아네이트기가 포함된 방향족 말단기이고; Z is an aromatic end group containing 1 to 3 isocyanate groups;

n은 1 내지 20의 정수이다.)n is an integer from 1 to 20.)

본 발명에 의하면, 폴리이미드 수지의 수산화기와 반응하는 폴리이미드형 경화제 및 이를 포함함으로써 반도체용 감광성 폴리이미드의 취약했던 기계적 물성이 보충되어 고내열성, 내흡습성, 필름 특성 및 기계적 물성이 우수한 감광성 수지 조성물을 제공할 수 있다.According to the present invention, a polyimide-type curing agent reacting with the hydroxyl group of the polyimide resin and the photosensitive resin composition having excellent heat resistance, hygroscopicity, film properties and mechanical properties by supplementing the weak mechanical properties of the photosensitive polyimide for semiconductors Can be provided.

폴리이미드, 경화제, 고내열성, 내흡습성, 감광성 수지 조성물 Polyimide, Curing Agent, High Heat Resistance, Hygroscopicity, Photosensitive Resin Composition

Description

폴리이미드형 경화제 및 그를 포함하는 감광성 수지 조성물{POLYIMIDE TYPE HARDNER AND PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION INCLUDING THE HARDNER}Polyimide-type hardening | curing agent and the photosensitive resin composition containing the same {POLYIMIDE TYPE HARDNER AND PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION INCLUDING THE HARDNER}

본 발명은 폴리이미드형 경화제 및 그를 포함하는 감광성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체용 버퍼 코팅층(buffer coating layer)에 적용되는 감광성 수지 조성물에 포함되는 경화제 및 그 조성물에 관한 것으로, 경화제와 수지 조성물과의 네트워크가 형성되어 내열성 및 내흡습성이 향상된 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a polyimide curing agent and a photosensitive resin composition comprising the same, and more particularly, to a curing agent and a composition included in the photosensitive resin composition applied to a buffer coating layer for a semiconductor, The present invention relates to a photosensitive resin composition in which a network with the resin composition is formed to improve heat resistance and hygroscopicity.

일반적인 감광성 폴리이미드의 미세화상 형성 방법은 빛을 받은 부분이 현상액에 불용화되어 반도체 소자에 절연막으로서 남게 되는 네거티브형(negative type)이다. 하지만 네거티브형 포토레지스트는 낮은 저장 안정성, 경화반응에서의 수축, 현상시의 팽윤 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 네거티브형의 단점을 개선하는 방법으로 빛을 받은 부문이 현상액에 용해되어 제거되는 포지티브형(positive type) 감광성 폴리이미드의 사용이 제시되고 있다. 포지티브형은 무공 해한 유기 알칼리 수용액에 현상이 가능하므로 현상액의 폐액처리 장치를 설치하지 않아도 되는 등의 장점이 있다. 또한 초박막 폴리이미드 포지티브형 레지스트로 응용할 경우 레지스트 물질 내부로의 광흡수 문제를 해결할 수 있고 높은 분해능과 광조사 시간 단축 등의 장점을 가지고 있어 향후 레지스트 재료로서 중요한 역할을 하리라고 예상된다. In general, a method of forming a microscopic image of a photosensitive polyimide is a negative type in which a portion to which light is insolubilized in a developer is left as an insulating film in a semiconductor device. However, negative photoresists have problems such as low storage stability, shrinkage in curing reaction, and swelling during development. The use of positive type photosensitive polyimide, in which a lighted section is dissolved and removed in a developer, has been suggested as a way of improving the disadvantage of the negative type. The positive type has the advantage that it is possible to develop in a non-polluting organic alkali aqueous solution, so that it does not need to install a waste solution treatment device. In addition, when applied as an ultra-thin polyimide positive resist, it is expected to play an important role as a resist material because it can solve the problem of light absorption into the resist material and has advantages such as high resolution and shorter light irradiation time.

일반적으로 폴리이미드 수지는 방향족 테트라카르복실산 또는 그 유도체와 방향족 디아민 또는 방향족 디이소시아네이트를 축합 중합한 후 이미드화하여 제조되는 고내열 수지를 일컫는다. 폴리이미드 수지는 사용된 단량체의 종류에 따라 여러가지 분자구조를 가질 수 있고, 이로써 다양한 물성을 나타내게 된다.In general, a polyimide resin refers to a high heat resistant resin prepared by condensation polymerization of aromatic tetracarboxylic acid or a derivative thereof and aromatic diamine or aromatic diisocyanate followed by imidization. The polyimide resin may have various molecular structures depending on the type of monomer used, thereby exhibiting various physical properties.

또한 폴리이미드 수지는 불용, 불융의 초고내열성 수지로서 다음과 같은 특성을 가지고 있는데, 이는 뛰어난 내열산화성 보유, 사용가능한 온도가 대단히 높으며, 장기 사용온도는 약 260℃이고, 단기 사용온도는 480℃ 정도로 매우 우수한 내열 특성 보유, 뛰어난 전기화학적, 기계적 특성 보유, 내방사선성 및 저온특성 우수, 고유 난연성 보유, 내약품성 우수 등이 있다.In addition, polyimide resins are insoluble and insoluble ultra-high heat resistant resins, which have the following characteristics, which possess excellent thermal oxidation resistance and useable temperature are very high, long-term use temperature is about 260 ℃, and short-term use temperature is about 480 ℃. It has excellent heat resistance, excellent electrochemical and mechanical properties, excellent radiation and low temperature properties, inherent flame retardancy, and excellent chemical resistance.

그러나, 종래의 반도체의 버퍼코팅에 적용되는 반도체용 감광성 폴리이미드의 경우, 고해상도 및 고감도를 위해서 분자량을 증가시키는 데에 한계가 있으며, 이로 인해 기계적 물성이 취약하게 된다. 뿐만 아니라 포토특성 구현을 위해 감광제와 결합하고 용해도를 저하시킬 수 있는 수산화기가 포함된 모노머를 일부 첨가하는 것이 불가피하다. 그러나 열경화 후에도 수산화기가 남아있을 경우 내흡습성에 나쁜 영향을 미치게 된다. However, in the case of the photosensitive polyimide for semiconductors applied to the buffer coating of the conventional semiconductor, there is a limit in increasing the molecular weight for high resolution and high sensitivity, which results in weak mechanical properties. In addition, it is inevitable to add a monomer containing a hydroxyl group that can be combined with the photosensitizer and to reduce the solubility to implement the photo properties. However, if the hydroxyl group remains after heat curing, it will adversely affect the hygroscopicity.

포지티브형 감광성 폴리이미드 조성물로써 유기 용매 가용성 폴리이미드의 경우, 특허 JP1914604 및 US6627377의 용매 가용성 폴리이미드는 고감도로 내열성 및 치수 안정성, 저장안정성이 우수하고 공업적 제조가 용이하지만 경화 과정 후에도 수산화기가 남아있어서 반도체와 같은 전자재료 분야에 적용시 내흡습성에 취약한 단점이 있다. 또한 포토특성 구현을 위해서는 분자량이 낮은 것이 유리하며 그로 인해 기계적 물성은 더욱 취약하게 되는 단점이 있다. In the case of organic solvent soluble polyimides as positive photosensitive polyimide compositions, the solvent soluble polyimides of patents JP1914604 and US6627377 have high sensitivity, heat resistance, dimensional stability, storage stability, and are easy to be manufactured industrially, but the hydroxyl groups remain after the curing process. When applied to the field of electronic materials, such as semiconductor, there is a disadvantage that is vulnerable to hygroscopic resistance. In addition, the low molecular weight is advantageous for implementing the photo characteristics, and thus there is a disadvantage that the mechanical properties are more vulnerable.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반도체용 감광성 폴리이미드의 취약했던 기계적 물성을 효율적으로 보충시켜, 고내열성, 내흡습성, 필름 특성 및 기계적 물성이 우수한 감광성 수지 조성물을 제공하고, 이를 위하여 폴리이미드 수지의 수산화기와 반응하는 폴리이미드형 경화제를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, to efficiently compensate for the weak mechanical properties of the photosensitive polyimide for semiconductor, to provide a photosensitive resin composition excellent in high heat resistance, moisture absorption, film properties and mechanical properties, and The purpose is to provide a polyimide type curing agent that reacts with the hydroxyl group of the polyimide resin.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 하기 화학식 1로 표시되는 폴리이미드형 경화제를 제공한다:The present invention is to achieve the above object, and provides a polyimide-type curing agent represented by the following formula (1):

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112009043369895-pat00006
Figure 112009043369895-pat00006

(상기 식에서, (Wherein,

Figure 112009043369895-pat00007
Figure 112009043369895-pat00007
The

Figure 112009043369895-pat00008
와 같은 방향족 또는
Figure 112009043369895-pat00008
Aromatic or as

Figure 112009043369895-pat00009
Figure 112009043369895-pat00009

와 같은 지환족 중 선택되는 하나 또는 두개 이상이고;One or two or more selected from alicyclic groups such as;

-Y-는 2가의 유기기로서 -Y- is a divalent organic group

Figure 112009043369895-pat00010
Figure 112009043369895-pat00010

중 선택되는 하나 또는 두개이고;One or two selected from among;

Z는 1~3개의 이소시아네이트기가 포함된 방향족 말단기이고; Z is an aromatic end group containing 1 to 3 isocyanate groups;

n은 1 내지 20의 정수이다.)n is an integer from 1 to 20.)

또한, 본 발명은 폴리이미드, 감광성 산발생제 및 하기 화학식 1로 표시되는 폴리이미드형 경화제를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공한다:In addition, the present invention provides a photosensitive resin composition comprising a polyimide, a photosensitive acid generator and a polyimide type curing agent represented by the following general formula (1):

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112009043369895-pat00011
Figure 112009043369895-pat00011

(상기 식에서, (Wherein,

Figure 112009043369895-pat00012
Figure 112009043369895-pat00012
The

Figure 112009043369895-pat00013
와 같은 방향족 또는
Figure 112009043369895-pat00013
Aromatic or as

Figure 112009043369895-pat00014
Figure 112009043369895-pat00014

와 같은 지환족 중 선택되는 하나 또는 두개 이상이고;One or two or more selected from alicyclic groups such as;

-Y-는 2가의 유기기로서 -Y- is a divalent organic group

Figure 112009043369895-pat00015
Figure 112009043369895-pat00015

중 선택되는 하나 또는 두개이고;One or two selected from among;

Z는 1~3개의 이소시아네이트기가 포함된 방향족 말단기이고; Z is an aromatic end group containing 1 to 3 isocyanate groups;

n은 1 내지 20의 정수이다.)n is an integer from 1 to 20.)

또한, 상기 치환기 Z는 In addition, the substituent Z is

Figure 112012045788234-pat00042
Figure 112012045788234-pat00042

중 선택되는 하나인 것을 특징으로 한다.It is characterized in that one of the selected.

또한, 상기 폴리이미드 내의 수산화기(-OH)에 대하여 폴리이미드형 경화제의 이소시아네이트기(-NCO)의 비율이 10 ~ 100 몰%인 것을 특징으로 한다.Moreover, the ratio of the isocyanate group (-NCO) of a polyimide-type hardening | curing agent is 10-100 mol% with respect to the hydroxyl group (-OH) in the said polyimide.

또한, 감광성 수지 조성물에서 상기 폴리이미드는 10~80wt%인 것을 특징으로 한다.In addition, the polyimide in the photosensitive resin composition is characterized in that 10 to 80wt%.

또한, 감광성 수지 조성물에서 상기 감광성 산발생제는 5~40wt%인 것을 특징으로 한다.In addition, the photosensitive acid generator in the photosensitive resin composition is characterized in that 5 ~ 40wt%.

본 발명에 의하면, 폴리이미드 수지의 수산화기와 반응하는 폴리이미드형 경화제 및 상기 경화제를 포함함으로써 반도체용 감광성 폴리이미드의 취약했던 기계적 물성이 보충되어 고내열성, 내흡습성, 필름 특성 및 기계적 물성이 우수한 감광성 수지 조성물을 제공할 수 있다.According to the present invention, by including the polyimide type curing agent reacting with the hydroxyl group of the polyimide resin and the curing agent, the weak mechanical properties of the photosensitive polyimide for semiconductor are supplemented, and thus the photosensitivity excellent in high heat resistance, hygroscopic resistance, film properties and mechanical properties. A resin composition can be provided.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 폴리이미드형 경화제에 관한 것이다.The present invention relates to a polyimide curing agent represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112009043369895-pat00017
Figure 112009043369895-pat00017

(상기 식에서, (Wherein,

Figure 112009043369895-pat00018
Figure 112009043369895-pat00018
The

Figure 112009043369895-pat00019
와 같은 방향족 또는
Figure 112009043369895-pat00019
Aromatic or as

Figure 112009043369895-pat00020
Figure 112009043369895-pat00020

와 같은 지환족 중 선택되는 하나 또는 두개 이상이고;One or two or more selected from alicyclic groups such as;

-Y-는 2가의 유기기로서 -Y- is a divalent organic group

Figure 112009043369895-pat00021
Figure 112009043369895-pat00021

중 선택되는 하나 또는 두개이고;One or two selected from among;

Z는 1~3개의 이소시아네이트기가 포함된 방향족 말단기이고; Z is an aromatic end group containing 1 to 3 isocyanate groups;

n은 1 내지 20의 정수이다.)n is an integer from 1 to 20.)

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 용재 가용성 폴리이미드 수지의 수산화기와 경화가 가능한 NCO 말단을 갖고 있는 폴리이미드 형태의 낮은 분자량의 경화제를 중합, 조성물에 첨가함으로써 내흡습성 향상 및 내열성을 향상시키고자 한다.The present invention aims to improve the hygroscopicity resistance and the heat resistance by adding a polyimide low molecular weight curing agent having a hydroxyl group of the solvent-soluble polyimide resin and an NCO terminal which is curable, to the composition.

이를 위하여, 본 발명에 따른 폴리이미드형 경화제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로서, rigid한 주쇄를 가지며, NMP, GBL과 같은 용매에 용해성을 향상시키기 위해 n이 1~20 범위의 낮은 분자량을 갖고, 말단에 NCO(이소시아네이트)기를 함유하고 있는 특징이 있다.To this end, the polyimide curing agent according to the present invention is a compound represented by the formula (1), has a rigid main chain, n has a low molecular weight in the range of 1 to 20 to improve solubility in a solvent such as NMP, GBL And a terminal containing an NCO (isocyanate) group.

또한, 폴리이미드 내 수산화기 대비 폴리이미드형 경화제 내 이소시아네이트기의 몰 비율은 10~100%인 것이 바람직하다. 몰 비율이 10% 미만인 경우 수지내 경화도가 낮아서 살아있는 수산화기가 많아 내흡습성에 대한 효과가 미흡하므로 바람직하지 못하며, 100%를 초과하면 경화도가 높아 필름의 물성이 나빠지므로 바람직하지 못하다.In addition, it is preferable that the molar ratio of the isocyanate group in a polyimide-type hardening | curing agent with respect to the hydroxyl group in polyimide is 10 to 100%. If the molar ratio is less than 10%, the degree of curing in the resin is low, there are many live hydroxyl groups are not preferable because the effect on the hygroscopicity is insufficient, and if it exceeds 100% it is not preferable because the physical properties of the film worsens.

상기 경화제는 저장안정성을 위해서 말단을 페놀로 캡핑할 수 있으며, 경화과정 중 200℃ 부근에서 이소시아네이트기가 활성화되어 폴리이미드 내의 수산화기와 네트워크를 형성한다. The curing agent may cap the ends with phenol for storage stability, and isocyanate groups are activated near 200 ° C. during the curing process to form a network with hydroxyl groups in the polyimide.

또한, 본 발명은 알칼리용액에 현상성을 가지는 기를 포함한 폴리이미드, 상기 화학식 1로 표시되는 폴리이미드형 경화제 및 감광성 산발생제를 포함하는 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention also relates to a photosensitive resin composition comprising a polyimide containing a group having developability in an alkaline solution, a polyimide type curing agent represented by the formula (1), and a photosensitive acid generator.

본 발명에서 사용할 수 있는 폴리이미드는 알칼리용액에 현상성을 가지는 기, 예를 들어 하기 구조의 COOH 및 OH기를 포함하는 것이면 특별히 제한되지 않는다.The polyimide which can be used in the present invention is not particularly limited as long as it contains a group having developability in an alkaline solution, for example, a COOH and OH group having the following structure.

Figure 112009043369895-pat00022
Figure 112009043369895-pat00022

본 발명에서 사용할 수 있는 감광성 산발생제는 PAC(Photo Active Compound)으로 빛을 받았을 때 반응성을 가지는 화합물이다. 본 발명에서 PAC는 특별히 제한되지 않고, 당해 기술분야에서 널리 사용되는 모든 것을 사용할 수 있다. 상기 PAC에 대한 구체적인 예는 하기 화학식2으로 표시되는 디아조나프토퀴논(diazonaphthoquinone: DNQ)류의 화합물을 들 수 있다.The photosensitive acid generator that can be used in the present invention is a compound having a reactivity when it is illuminated with PAC (Photo Active Compound). In the present invention, the PAC is not particularly limited, and any one widely used in the art may be used. Specific examples of the PAC may include a compound of diazonaphthoquinone (DNQ) represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112009043369895-pat00023
Figure 112009043369895-pat00023

여기서 D는

Figure 112009043369895-pat00024
또는 H이다.Where D is
Figure 112009043369895-pat00024
Or H.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 발명의 범위가 하기 실시예의 범위로 한정되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. The following examples are intended to illustrate the invention, but the scope of the invention is not limited to the scope of the following examples.

[실시예][Example]

폴리이미드형 경화제 합성Polyimide Hardener Synthesis

250ml 둥근 플라스크에 다이아민 성분으로 4,4-옥시다이아닐린 6g과 4-아미노페놀 6.5g을 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone) 55g을 투입하고 천천히 교반하여 완전히 용해시킨 후, 산무수물 성분으로 4,4’-헥사플루오로 이소프로필리덴디프탈산 무수물 26.7g, NMP 20g을 순차적으로 투입하고 실온에서 6시간 교반한 뒤, 톨루엔 15.2g을 넣고 딘-스탁 증류장치(dean-stark distillation)를 통하여 물을 제거할 수 있도록 설치한 후 165℃에서 3시간 동안 환류시켰다. 생성된 물을 제거한 후 165℃에서 1시간 가열하면서 용액중의 톨루엔을 제거한 후 80℃의 온도로 식힌다.Into a 250 ml round flask, 6 g of 4,4-oxydianiline and 6.5 g of 4-aminophenol were added 55 g of NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) as a diamine and slowly stirred to completely dissolve. 26.7 g of 4,4'-hexafluoro isopropylidenediphthalic anhydride and 20 g of NMP were sequentially added and stirred at room temperature for 6 hours. Then, 15.2 g of toluene was added thereto, followed by a dean-stark distillation. It was installed to remove the water and refluxed at 165 ℃ for 3 hours. After removing the produced water, the toluene in the solution was removed by heating at 165 ℃ for 1 hour and then cooled to a temperature of 80 ℃.

여기에 2,4-Diisocyanatotoluene 10.4g을 넣고서 2시간 더 반응을 시킨다. 이렇게 만들어진 이소시아네이트 말단은 저장안정성을 위해서 페놀을 이용하여 캡핑해 놓은 상태로 사용하는 것이 좋다. 페놀 5.6g 넣은 후, 80℃에서 3시간 더 반응을 보낸 후 상온으로 냉각 식힌다. 이 용액을 메탄올 : 물 = 7:3 혼합액에 천천히 부어 고형화 시킨 뒤, 40℃ 진공오븐에서 하루 동안 건조시킨 후 40g의 경화제를 얻었다. GPC법 표준 폴리스티렌 환산에 의하여 구한 수평균분자량은 1,350 g/mol 이었다.Add 10.4 g of 2,4-Diisocyanatotoluene and let it react for another 2 hours. The isocyanate ends thus prepared are preferably used capped with phenol for storage stability. After 5.6g of phenol was added, the mixture was further reacted at 80 ° C for 3 hours, and then cooled to room temperature. The solution was slowly poured into a methanol: water = 7: 3 mixture to solidify, dried in a vacuum oven at 40 ° C. for one day, and then 40 g of a curing agent was obtained. The number average molecular weight determined by GPC standard polystyrene conversion was 1,350 g / mol.

위와 같이 합성된 경화제를 반응식으로 나타내면 다음과 같다.Representing the curing agent synthesized as described above is as follows.

Figure 112009043369895-pat00025
Figure 112009043369895-pat00025

폴리이미드 합성(폴리머 I)Polyimide Synthesis (Polymer I)

폴리이미드의 합성은 상기 폴리이미드형 경화제 합성과 유사한 방법으로 중합한다. 250ml 둥근 플라스크에 2,2'-비스(3-아미노-4-하이드록시페닐)-헥사플루오로프로판 38.4g, aniline 2.8g, NMP 100g 을 투입하고 천천히 교반하여 완전히 용해시킨 후 3,3',4,4'-디페닐에테르테트라 카르본산 무수물 37.2g 과 NMP 52g을 순차적으로 투입하고 실온에서 6시간 교반한 뒤, 톨루엔 30g을 넣고 딘-스탁 증류장치(dean-stark distillation)를 통하여 물을 제거할 수 있도록 설치한 후 165℃에서 3시간 동안 환류시켰다. 이 용액을 실온으로 냉각시키고 메탄올:물 = 1:4 혼합액에 천천히 부어 고형화시킨 뒤, 40℃ 진공건조오븐에서 하루 동안 건조시켜 65g의 용해성 폴리이미드를 얻었다. 폴리머 I의 GPC법 표준 폴리스티렌 환산에 의하여 구한 수평균분자량은 20,000 g/mol 이었다.The synthesis of the polyimide is polymerized in a similar manner to the synthesis of the polyimide type curing agent. 38.4 g of 2,2'-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane, 2.8 g of aniline, and 100 g of NMP were added to a 250 ml round flask, and slowly stirred to completely dissolve 3,3 ', 37.2g of 4,4'-diphenylethertetracarboxylic anhydride and 52g of NMP were sequentially added and stirred at room temperature for 6 hours. Then, 30g of toluene was added and water was removed by dean-stark distillation. After the installation was allowed to reflux at 165 ℃ for 3 hours. The solution was cooled to room temperature, poured slowly into a methanol: water = 1: 4 mixture to solidify, and dried in a vacuum drying oven at 40 ° C. for one day to obtain 65 g of soluble polyimide. The number average molecular weight of the polymer I determined by GPC standard polystyrene conversion was 20,000 g / mol.

[실시예 1]Example 1

상기에서 합성된 폴리이미드(폴리머 I) 10g, 상기에서 합성한 폴리이미드형 경화제 5g (NCO/OH 몰비≒0.3)에 용매로 GBL(r-Butyrolactone) 21.3g을 혼합하여 혼합물 용액을 제조하였다. 이어서, 상기 혼합물 용액에 PAC로서, 하기 화학식 3로 표시되는 다이아조나프토퀴논 에스테르 화합물(TPPA 320, 에스터화율이 60%) 2.5g 가하여 실온에서 1시간 동안 교반시킨 후, 이를 세공크기 1㎛인 필터로 여과하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다. 10 g of the polyimide (polymer I) synthesized above, 5 g of the polyimide-type curing agent (NCO / OH molar ratio 0.3) synthesized above were mixed with 21.3 g of GBL (r-Butyrolactone) as a solvent to prepare a mixture solution. Subsequently, 2.5 g of diazonaphthoquinone ester compound (TPPA 320, 60% esterification rate) represented by the following Chemical Formula 3 was added to the mixture solution and stirred at room temperature for 1 hour, followed by a filter having a pore size of 1 μm. Filtration was carried out to prepare a photosensitive resin composition.

[화학식 3](3)

Figure 112009043369895-pat00026
Figure 112009043369895-pat00026

여기서 D는

Figure 112009043369895-pat00027
또는 H이다. Where D is
Figure 112009043369895-pat00027
Or H.

[실시예 2][Example 2]

상기에서 합성된 폴리이미드(폴리머 I) 10g, 상기에서 합성한 폴리이미드형 경화제 9g (NCO/OH 몰비 ≒ 0.5)에 GBL 26.3g을 혼합하여 혼합물 용액을 제조하였다. 이어서, 상기 혼합물 용액에 PAC로서, 상기 화학식 3으로 표시되는 다이아조나프토퀴논 에스테르 화합물(TPPA 320) 2.5g 가하여 실온에서 1시간 동안 교반시킨 후, 이를 세공크기 1㎛인 필터로 여과하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다. A mixture solution was prepared by mixing 10 g of the polyimide (polymer I) synthesized above and 9 g of the polyimide-type curing agent (NCO / OH molar ratio ≒ 0.5) synthesized above. Subsequently, 2.5 g of diazonaphthoquinone ester compound (TPPA 320) represented by Chemical Formula 3 was added to the mixture solution, stirred at room temperature for 1 hour, and then filtered through a filter having a pore size of 1 μm. Was prepared.

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예 1과 동일한 조성에서 경화제를 첨가하지 않았다. No curing agent was added in the same composition as in Example 1.

즉, 폴리이미드(폴리머 I) 10g에 GBL 15.3g을 혼합하여 혼합물 용액을 제조하였다. 이어서, 상기 혼합물 용액에 PAC로서, 상기 화학식 3으로 표시되는 다이아조나프토퀴논 에스테르 화합물(TPPA 320) 2.5g 가하여 실온에서 1시간 동안 교반시킨 후, 이를 세공크기 1㎛인 필터로 여과하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다. That is, 15.3 g of GBL was mixed with 10 g of polyimide (polymer I) to prepare a mixture solution. Subsequently, 2.5 g of diazonaphthoquinone ester compound (TPPA 320) represented by Chemical Formula 3 was added to the mixture solution, stirred at room temperature for 1 hour, and then filtered through a filter having a pore size of 1 μm. Was prepared.

[비교예 2] Comparative Example 2

상기에서 합성된 폴리이미드(폴리머 I) 10g, 알리파틱 경화제인 헥사메틸렌 다이아이소시아네이트 1.3g (TCI ,NCO/OH 몰비 ≒0.5)에 GBL 16.9g을 혼합하여 혼합물 용액을 제조하였다. 이어서, 상기 혼합물 용액에 PAC로서, 상기 화학식 3으로 표시되는 다이아조나프토퀴논 에스테르 화합물(TPPA 320) 2.5g 가하여 실온에서 1시간 동안 교반시킨 후, 이를 세공크기 1㎛인 필터로 여과하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다. A mixture solution was prepared by mixing 10 g of the polyimide (polymer I) synthesized above and 1.3 g of hexamethylene diisocyanate (TCI, NCO / OH molar ratio ≒ 0.5) as an aliphatic curing agent. Subsequently, 2.5 g of diazonaphthoquinone ester compound (TPPA 320) represented by Chemical Formula 3 was added to the mixture solution, stirred at room temperature for 1 hour, and then filtered through a filter having a pore size of 1 μm. Was prepared.

[실험예] [Experimental Example]

상기의 실시예1, 2와 비교예1, 2에서 제조된 감광성 수지 조성물의 물성을 비교하기 위하여, 다음과 같은 실험을 진행하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.In order to compare the physical properties of the photosensitive resin compositions prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the following experiment was carried out and the results are shown in Table 1.

평가방법Assessment Methods

(1) 필름 제조 및 기계적 물성 :(1) Film Preparation and Mechanical Properties:

제조된 감광성 조성물을 유리판 위에 스핀 코팅하고, 질소기류하, 퍼니스 오븐에서 180℃에서 60분, 300℃에서 60분간 순차적으로 열처리하여 두께 10The coated photosensitive composition was spin-coated on a glass plate, and heat-treated sequentially at 180 ° C. for 60 minutes at 300 ° C. and at 60 ° C. for 60 minutes in a furnace under a nitrogen stream.

㎛의 폴리이미드 필름을 형성한 다음, 가장자리에 칼집을 낸 후 물을 이용해 박리시킨다. 이렇게 박리된 필름을 100℃에서 30분 정도 건조시켜서 물을 제거한 후 ASTM-D882를 기준으로 하여 100 X 10mm 크기로 필름을 제단 한다. 파단신율 측정은 UTM analysis를 이용하였고 측정하였다.After forming a polyimide film having a μm, the edges are cut and then peeled off with water. The peeled film is dried at 100 ° C. for 30 minutes to remove water, and then the film is cut into 100 × 10 mm size based on ASTM-D882. Elongation at break was measured using UTM analysis.

(2) 내열성(Td,5%) : (2) Heat resistance (T d, 5% ):

상기 준비된 필름을 열무게 측정분석 기기(Thermogravimetric analysis, TGA-Q500)를 이용하여 측정하였다. 질소 분위기에서 상온에서 600℃까지 10℃/min으로 승온시켰을 때 초기 질량대비 5%의 질량 손실이 있는 부분의 온도를 확인하였다. The prepared film was measured using a thermogravimetric analysis (TGA-Q500). When the temperature was raised from 10 ° C./min up to 600 ° C. in a nitrogen atmosphere, the temperature of the part having a mass loss of 5% relative to the initial mass was confirmed.

(3) 흡습성 : (3) Hygroscopicity:

상기 필름 제조하는 방법을 이용하여 필름을 준비한다. 준비된 필름을 수분트랩장비(WDS-400)를 이용하여 상온에서 150℃까지 5분 동안 승온시킨 후 150℃에서 10분간 등온시키면서 발생하는 수분의 양을 측정한다. 측정 완료 후 필름을 가압증기처리(pressure cooking treatment : PCT)장비를 이용 121℃, 2기압에 24시간 유지시킨 후 상온에서 진공 건조 2시간 후 수분트랩장비를 이용, 동일 조건하에서 발생하는 수분의 양을 다시 측정하여 필름의 흡습된 양을 산출한다.The film is prepared using the method for producing a film. The prepared film was heated for 5 minutes from room temperature to 150 ° C. using a moisture trap device (WDS-400), and then the amount of moisture generated while isothermalizing at 150 ° C. for 10 minutes was measured. After the measurement is completed, the film is maintained at 121 ° C and 2 atmospheres for 24 hours using a pressure cooking treatment (PCT) equipment, and after 2 hours of vacuum drying at room temperature, the amount of water generated under the same conditions using a water trap equipment. Is measured again to calculate the absorbed amount of the film.

Td,5%
(℃)
T d, 5%
(℃)
Modulus
(GPa)
Modulus
(GPa)
Tensile st.
(MPa)
Tensile st.
(MPa)
내흡습성
Hygroscopicity
실시예 1Example 1 450450 3.53.5 150150 0.50.5 실시예 2Example 2 480480 3.83.8 160160 0.30.3 비교예 1Comparative Example 1 400400 측정 불가Not measurable 측정 불가Not measurable 1.51.5 비교예 2Comparative Example 2 400400 3.03.0 4545 0.40.4

본 발명의 폴리이미드형 경화제를 포함하는 감광성 수지 조성물의 경우 내열성, 기계적 물성, 내흡습성 면에서 경화제를 포함하지 않는 비교예 1 보다는 물론, 경화제를 포함하더라도 본 발명의 경화제 아닌 것을 포함하는 비교예2 보다 우수한 결과를 나타냈다. 이것은 본 발명의 경화제가 폴리이미드 형태의 주쇄를 가짐으로써 보통의 약한 알킬기가 주쇄인 다른 경화제에 비해 내열성뿐만 아니라 기계적 물성이 향상되는 결과를 나타내는 것이다. In the case of the photosensitive resin composition including the polyimide-type curing agent of the present invention, Comparative Example 2 including the non-curing agent of the present invention even if the curing agent is included, of course, rather than Comparative Example 1 containing no curing agent in terms of heat resistance, mechanical properties, and hygroscopicity. Better results were shown. This shows that the curing agent of the present invention has a polyimide backbone, which improves mechanical properties as well as heat resistance compared to other curing agents having a weak alkyl group as a main chain.

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 폴리이미드, 감광성 산발생제 및 하기 화학식 1로 표시되며 상기 폴리이미드 내의 수산화기에 대하여 폴리이미드형 경화제 내의 이소시아네이트기 몰비율이 10 ~ 100%인 폴리이미드형 경화제를 포함하는 감광성 수지 조성물:A photosensitive resin composition comprising a polyimide, a photosensitive acid generator, and a polyimide type curing agent having a molar ratio of 10 to 100% of an isocyanate group molar ratio in the polyimide type curing agent with respect to the hydroxyl group in the polyimide: [화학식 1][Formula 1]
Figure 112013016638923-pat00034
Figure 112013016638923-pat00034
(상기 식에서, (Wherein,
Figure 112013016638923-pat00035
Figure 112013016638923-pat00035
The
Figure 112013016638923-pat00036
로 이루어진 군으로부터 선택된 방향족 또는
Figure 112013016638923-pat00036
Aromatic selected from the group consisting of
Figure 112013016638923-pat00037
로 이루어진 군으로부터 선택된 지환족 중 선택되고;
Figure 112013016638923-pat00037
Alicyclic selected from the group consisting of;
-Y-는 2가의 유기기로서 -Y- is a divalent organic group
Figure 112013016638923-pat00038
Figure 112013016638923-pat00038
로 이루어진 군으로부터 선택되며, , ≪ / RTI > Z는 1~3개의 이소시아네이트기가 포함된 방향족 말단기로 Z is an aromatic terminal group containing 1 to 3 isocyanate groups
Figure 112013016638923-pat00044
Figure 112013016638923-pat00044
중 선택되는 하나이며, Is one of n은 1 내지 20의 정수이다.)n is an integer from 1 to 20.)
삭제delete 제 3항에 있어서, The method of claim 3, 감광성 수지 조성물에서 상기 폴리이미드 10~80wt%, 감광성 산발생제 5~40wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.The photosensitive resin composition comprising 10 to 80 wt% of the polyimide and 5 to 40 wt% of the photosensitive acid generator in the photosensitive resin composition. 삭제delete 제 3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 감광성 산발생제(PAC)는 하기 화학식2으로 표시되는 디아조나프토퀴논 (diazonaphthoquinone : DNQ)류 화합물 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물:The photosensitive acid generator (PAC) is a photosensitive resin composition, characterized in that at least one type of diazonaphthoquinone (DNQ) compounds represented by the following formula (2): [화학식 2][Formula 2]
Figure 112009043369895-pat00040
Figure 112009043369895-pat00040
여기서 D는
Figure 112009043369895-pat00041
또는 H이다.
Where D is
Figure 112009043369895-pat00041
Or H.
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