KR20220018957A - Photosensitive polyimide resin composition - Google Patents

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테츠아키 스즈키
이나타로 쿠로사와
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가부시키가이샤 피아이 기쥬츠 켄큐쇼
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Abstract

요약 본 발명은, 현상시의 현상액 가용성과 광가교 후의 현상액 불용성을 구비하고, 양호한 막 물성과 높은 감도를 달성할 수 있는 감광성 폴리이미드 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, (A) 용제 가용성 폴리이미드 및 (B) 디아지드 화합물을 필수 성분으로서 함유하고, (A) 용제 가용성 폴리이미드가, (a) 벤조페논 구조를 갖는 방향족 테트라카르복실산 이무수물 잔기와, (b) 아미노기의 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민, 인단 구조를 갖는 방향족 디아민, 및 폴리실록산 구조를 갖는 디아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 디아민의 잔기를 주쇄 중에 갖는 블록 공중합체이며, (B) 디아지드 화합물의 함유량이, (A) 용제 가용성 폴리이미드 100중량부에 대하여 2.0~150중량부인 감광성 폴리이미드 수지 조성물을 제공한다.SUMMARY An object of the present invention is to provide a photosensitive polyimide resin composition which is provided with developer solubility during development and developer insolubility after photocrosslinking, and capable of achieving good film properties and high sensitivity. The present invention contains (A) a solvent-soluble polyimide and (B) a diazide compound as essential components, and (A) the solvent-soluble polyimide contains (a) an aromatic tetracarboxylic acid dianhydride residue having a benzophenone structure. and (b) an aromatic diamine having an alkyl group at the ortho position of the amino group, an aromatic diamine having an indane structure, and a diamine having a polysiloxane structure A block copolymer having a residue in the main chain of at least one diamine selected from the group consisting of and (B) provide the photosensitive polyimide resin composition whose content of a diazide compound is 2.0-150 weight part with respect to 100 weight part of (A) solvent-soluble polyimides.

Description

감광성 폴리이미드 수지 조성물Photosensitive polyimide resin composition

본 발명은 감광성 폴리이미드 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensitive polyimide resin composition.

최근, 반도체 패키지 기판에 있어서는, FC-CSP나 FC-BGA로부터, 저배화, 전기 특성(R, L, C)의 향상, 휨의 저감화가 가능한 Fan-out Wafer Level Package(FO-WLP)로의 이행이 한창 검토되고 있고, FO-WLP의 일부는 양산화되고 있다. 이 FO-WLP에 사용되는 유기 재료에서 키 재료로 되는 것이 밀봉 재료와 각종 보호막 재료이며, 이 보호막 재료로서 감광성 폴리이미드가 사용되고 있다.In recent years, in semiconductor package substrates, transition from FC-CSP or FC-BGA to Fan-out Wafer Level Package (FO-WLP) capable of lowering the height, improving electrical characteristics (R, L, C), and reducing warpage. This is being considered in full swing, and a part of FO-WLP is being mass-produced. In the organic material used for this FO-WLP, the key material is a sealing material and various protective film materials, and photosensitive polyimide is used as this protective film material.

감광성 폴리이미드는 몇 가지의 감광성 부여 방식이 있는 것이 알려져 있고(특허문헌 1), 화상 형성 프로세스로부터 포지티브형과 네거티브형으로 크게 구별된다. 포지티브형은 네거티브형보다 고감도이지만, 광분해 반응을 이용하기 때문에 광반응에 의한 물성 향상을 기대하기 어렵다. 한편, 네거티브형은 노광 부분이 광가교 반응을 일으켜 현상 처리 후에 잔존하기 때문에, 내약품성이나 내열성이 향상되기 쉽다는 특징이 있다. 그 때문에, 네거티브형의 쪽이 영구 절연막으로서 사용했을 경우에 감도에 다소의 문제는 있지만, 신뢰성이 우수한 것을 제공할 수 있다.It is known that the photosensitive polyimide has several photosensitivity imparting methods (patent document 1), and it is largely divided into a positive type and a negative type from an image forming process. Although the positive type is more sensitive than the negative type, it is difficult to expect improvement in physical properties by the photoreaction because it uses a photolysis reaction. On the other hand, the negative type is characterized in that the exposed portion causes a photocrosslinking reaction and remains after the developing treatment, so that the chemical resistance and heat resistance are easily improved. Therefore, when the negative type is used as a permanent insulating film, although there are some problems in sensitivity, it can provide the thing excellent in reliability.

네거티브형 감광성 폴리이미드는, 폴리아믹산 등의 전구체에 감광성기를 도입하고, 광반응 후에 가열 이미드화를 행하는 방법과, 개환된 폴리이미드 자체에 감광성을 갖게 하는 방법으로 크게 구별된다. 상기 분야에서 실용화되어 있는 대표적인 방법은, 폴리아믹산의 히드록시아크릴레이트와 에스테르 결합된 것(특허문헌 2)이나, 폴리아믹산에 아미노아크릴레이트 등을 배합해서 감광성기를 염 결합으로 도입하는 것(특허문헌 3)이다.Negative photosensitive polyimides are broadly classified into a method in which a photosensitive group is introduced into a precursor such as polyamic acid and heat imidization after photoreaction, and a method in which the ring-opened polyimide itself has photosensitivity. Representative methods that have been put to practical use in the above field include ester bonding with hydroxyacrylate of polyamic acid (Patent Document 2), or introducing a photosensitive group by salt bonding by mixing aminoacrylate with polyamic acid (Patent Document) 3) is.

또한, 개환된 폴리이미드 자체에 감광성을 갖게 하는 방법으로서는, 벤조페논 구조를 갖는 테트라카르복실산 이무수물과 디아민의 중축합 반응에 의해 얻어지는 폴리이미드 공중합체를 사용하는 방법(특허문헌 4)이나, 2단계 중축합에 의해 합성한 용제 가용성의 폴리이미드 블록 공중합체의 측쇄에 아크릴로일기를 부가시키는 방법(특허문헌 5)이 보고되어 있다.Moreover, as a method of giving photosensitivity to the ring-opened polyimide itself, the method of using the polyimide copolymer obtained by the polycondensation reaction of the tetracarboxylic dianhydride which has a benzophenone structure and diamine (patent document 4), The method of adding an acryloyl group to the side chain of the solvent-soluble polyimide block copolymer synthesize|combined by two-step polycondensation (patent document 5) is reported.

후쿠다 켄이치, 우에다 마코토, 고분자논문집, vol 63, No. 9, pp.561-576Kenichi Fukuda, Makoto Ueda, Collection of Polymer Papers, vol 63, No. 9, pp.561-576 일본 특허공고 소 55-41422호 공보Japanese Patent Publication No. 55-41422 Gazette 일본 특허공개 소 54-145794호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 54-145794 일본 특허공개 평 5-39281호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 5-39281 일본 특허공개 2000-147768호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2000-147768

반도체 패키지 기판 등에의 요구는 매년 엄격함을 더하고 있고, FO-WLP에 있어서도 예외가 아니며, 패턴의 세선화, 접속 비아의 소경화, 다층화 등이 요구되고 있다. 이들 요구에 대응하기 위해서, 감광성 폴리이미드에 대해서도, 감도의 향상이나 박막의 신뢰성에 추가해서, FO-WLP의 최대의 과제인 비용의 저감에 깊게 관여하는, 대형 패널 사이즈에서의 휨의 감소나 치수 안정성의 향상이 요구되고 있다.Demands for semiconductor package substrates and the like are getting stricter every year, and FO-WLP is no exception. In order to respond to these demands, also for photosensitive polyimide, in addition to the improvement of sensitivity and the reliability of the thin film, the reduction and dimension of warpage in a large panel size, which is deeply involved in the reduction of cost, which is the biggest problem of FO-WLP, The improvement of stability is calculated|required.

그러나, 현재 실용화되고 있는 폴리아믹산을 사용하여 광반응 후에 가열 이미드화를 행하는 방법은, 이미드화를 위해 고온(예를 들면, 350~450℃)을 요하고, 그 때에 탈수 수축이나 감광성기의 이탈 또는 휘산이 일어나, 큰 막베어링이 발생한다. 이것은, 반도체 패키지나 전자 소자의 제조 프로세스에 있어서, 휨이나 치수 안정성에 큰 영향을 주어, 보존 안정성도 저하될 요인으로 되어 있었다.However, the method of heating imidization after photoreaction using polyamic acid that is currently in practical use requires a high temperature (for example, 350 to 450° C.) for imidization, and at that time, dehydration shrinkage or separation of the photosensitive group Or volatilization occurs, and large membrane bearings generate|occur|produce. This had a large influence on warpage and dimensional stability in the manufacturing process of a semiconductor package or an electronic device, and was a factor in which storage stability also fell.

또한, 개환된 폴리이미드를 사용할 경우라도, 현상시에는 현상액 가용성임과 아울러, 감광 후에는 감광부가 현상액 불용성으로 되는 구조로 할 필요가 있다는 과제가 있고, 종래 보고되어 있는 방법으로는, 노광·현상성이 불충분하다는 문제가 있었다.Further, even when a ring-opened polyimide is used, there is a problem that it is necessary to have a structure in which the developer is soluble at the time of development and the photosensitive portion becomes insoluble in the developer after photosensitizing. There was a problem that the sex was insufficient.

이와 같이 반도체 패키지 기판 등의 보호막 재료로서는, 현상시의 현상액 가용성과 광가교 후의 현상액 불용성을 구비하고, 또한, 양호한 막 물성과 감도의 향상을 달성할 수 있는 감광성 폴리이미드가 요구되고 있었다.As described above, as a material for a protective film such as a semiconductor package substrate, a photosensitive polyimide that has developer solubility during development and developer insolubility after photocrosslinking, and which can achieve good film properties and improved sensitivity has been demanded.

본 발명은, 현상시의 현상액 가용성과 광가교 후의 현상액 불용성을 구비하고, 양호한 막 물성과 높은 감도를 달성할 수 있는 감광성 폴리이미드 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a photosensitive polyimide resin composition which is provided with developer solubility at the time of development and developer insolubility after photocrosslinking, and which can achieve good film properties and high sensitivity.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 개환된 폴리이미드로서, 벤조페논 구조를 갖는 방향족산 이무수물과 특정의 디아민을 주쇄 중에 갖는 구조의 블록 공중합체를 사용하고, 또한 이 폴리이미드와 특정량의 디아지드 화합물을 조합시킴으로써, 현상시의 용제 가용성과 광가교 후의 용제 불용성을 구비하고, 양호한 막 물성과 높은 감도를 달성할 수 있는 감광성 폴리이미드 수지 조성물을 제공할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성했다.As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used, as a ring-opened polyimide, a block copolymer having a structure having an aromatic acid dianhydride having a benzophenone structure and a specific diamine in the main chain, and this polyimide It was found that by combining the imide and a specific amount of a diazide compound, it was possible to provide a photosensitive polyimide resin composition that was equipped with solvent solubility during development and solvent insolubility after photocrosslinking, and capable of achieving good film properties and high sensitivity. and completed the present invention.

즉, 본 발명은 이하의 것을 제공한다.That is, the present invention provides the following.

(1) (A) 용제 가용성 폴리이미드 및 (B) 디아지드 화합물을 필수 성분으로서 함유하는 감광성 폴리이미드 수지 조성물로서, 상기 (A) 용제 가용성 폴리이미드가, (a) 벤조페논 구조를 갖는 방향족 테트라카르복실산 이무수물 잔기와, (b) 아미노기의 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민, 인단 구조를 갖는 방향족 디아민, 및 폴리실록산 구조를 갖는 디아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 디아민의 잔기를 주쇄 중에 갖는 블록 공중합체이며, 상기 (B) 디아지드 화합물의 함유량이, 상기 (A) 용제 가용성 폴리이미드 100중량부에 대하여 2.0~150중량부인 감광성 폴리이미드 수지 조성물.(1) A photosensitive polyimide resin composition comprising (A) a solvent-soluble polyimide and (B) a diazide compound as essential components, wherein the (A) solvent-soluble polyimide is (a) an aromatic tetra having a benzophenone structure A residue of at least one diamine selected from the group consisting of a carboxylic acid dianhydride residue and (b) an aromatic diamine having an alkyl group at the ortho position of the amino group, an aromatic diamine having an indane structure, and a diamine having a polysiloxane structure as a main chain It is a block copolymer which has in it, Comprising: The photosensitive polyimide resin composition whose content of the said (B) diazide compound is 2.0-150 weight part with respect to 100 weight part of said (A) solvent-soluble polyimides.

(2) 상기 적어도 1종의 디아민의 잔기가 페닐인단 구조를 갖는 방향족 디아민의 잔기인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 수지 조성물.(2) The resin composition according to (1), wherein the residue of the at least one diamine is a residue of an aromatic diamine having a phenylindane structure.

(3) 상기 (B) 디아지드 화합물이 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-에틸시클로헥사논인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 수지 조성물.(3) The resin composition according to (1) or (2), wherein the (B) diazide compound is 2,6-di(4'-azidebenzal)-4-ethylcyclohexanone.

(4) 상기 감광성 폴리이미드 수지 조성물이 (C) 에폭시 수지와 (D) 광염기 발생제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.(4) The said photosensitive polyimide resin composition further contains (C) an epoxy resin and (D) a photobase generator, The resin composition in any one of (1)-(3) characterized by the above-mentioned.

(5) 상기 감광성 폴리이미드 수지 조성물이 네거티브형 용제 현상 조성물인 것을 특징으로 하는 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.(5) The said photosensitive polyimide resin composition is a negative solvent developing composition, The resin composition in any one of (1)-(4) characterized by the above-mentioned.

(6) (1)~(5) 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물로 피복한 기판을 자외선 조사에 의해 노광하고, 미노광부를 현상 제거하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.(6) A pattern formation method characterized by exposing the substrate coated with the resin composition according to any one of (1) to (5) by ultraviolet irradiation, and developing and removing the unexposed portion.

(7) (1)~(5) 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물을 사용해서 형성된 층간 절연막, 패시베이션막 또는 표면 보호막을 갖는 반도체 패키지, 전자 소자, 표시 소자 또는 유기 다층 배선 기판.(7) A semiconductor package, electronic element, display element, or organic multilayer wiring board having an interlayer insulating film, a passivation film, or a surface protective film formed using the resin composition according to any one of (1) to (5).

본 발명에 의해, 고온에서의 이미드화가 필요한 폴리아믹산을 사용하지 않아도, 개환한 감광성 폴리이미드와 특정량의 디아지드 화합물을 사용함으로써, 현상시의 용제 가용성과 광가교 후의 용제 불용성의 양방을 구비하고, 또한, 폴리아믹산을 사용한 감광성 폴리이미드와 동등 이상의 양호한 막 물성과 높은 감도를 달성할 수 있는 감광성 폴리이미드 수지 조성물을 제공할 수 있다.According to the present invention, both solvent solubility during development and solvent insolubility after photocrosslinking are provided by using a ring-opened photosensitive polyimide and a specific amount of a diazide compound without using a polyamic acid requiring imidization at high temperature. Furthermore, it is possible to provide a photosensitive polyimide resin composition capable of achieving excellent film properties and high sensitivity equivalent to or higher than those of the photosensitive polyimide using polyamic acid.

종래 사용되고 있었던 벤조페논 골격을 갖는 폴리이미드를 사용했을 경우에는, 벤조페논부와 인접 알킬기의 수소 인발 가교의 양자 수율이 낮고 충분한 가교 구조가 얻어지지 않았지만, 본 발명에 있어서 폴리이미드 수지 조성물에 디아지드 화합물을 첨가함으로써 폴리이미드의 충분한 가교 구조를 실현할 수 있다.When a conventionally used polyimide having a benzophenone skeleton was used, the quantum yield of hydrogen extraction crosslinking between the benzophenone moiety and the adjacent alkyl group was low, and a sufficient crosslinked structure was not obtained. By adding a compound, sufficient crosslinked structure of polyimide can be implement|achieved.

또한, 폴리이미드 수지 조성물을 사용해서 형성된 막의 두께가 클 경우, 예를 들면, 10㎛ 이상의 경우에는, 폴리이미드 수지 조성물에 광염기 발생제와 에폭시 수지를 함유시켜서, 광염기 발생제에 의해 에폭시 수지를 광가교시킴으로써 충분한 가교 구조를 실현할 수 있다.In addition, when the thickness of the film formed using the polyimide resin composition is large, for example, in the case of 10 µm or more, the polyimide resin composition contains a photobase generator and an epoxy resin, and the photobase generator is used to form an epoxy resin. A sufficient crosslinked structure can be realized by photocrosslinking.

본 발명의 감광성 폴리이미드 수지 조성물은, (A) 용제 가용성 폴리이미드 및 (B) 디아지드 화합물을 필수 성분으로서 함유하는 수지 조성물이다.The photosensitive polyimide resin composition of this invention is a resin composition containing (A) solvent-soluble polyimide and (B) a diazide compound as essential components.

(A) 용제 가용성 폴리이미드(A) Solvent-soluble polyimide

본 발명에 있어서의 (A) 용제 가용성 폴리이미드는, (a) 벤조페논 구조를 갖는 방향족산 이무수물과, (b-1) 아미노기의 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민, (b-2) 인단 구조를 갖는 방향족 디아민, 및 (b-3) 폴리실록산 구조를 갖는 디아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 디아민(b)을 주쇄 중에 갖는 블록 공중합체이다.(A) solvent-soluble polyimide in this invention, (a) aromatic dianhydride which has a benzophenone structure, (b-1) aromatic diamine which has an alkyl group at the ortho position of an amino group, (b-2) indane It is a block copolymer which has in a principal chain at least 1 sort(s) of diamine (b) selected from the group which consists of aromatic diamine which has a structure, and (b-3) diamine which has polysiloxane structure.

구체적으로는, 본 발명의 (A) 용제 가용성 폴리이미드는, 하기 일반식 [I]~[III]으로 나타내어지는 반복 단위 중의 적어도 1개, 바람직하게는 2개 이상을 갖는 블록 공중합체이다.Specifically, the solvent-soluble polyimide (A) of the present invention is at least one of the repeating units represented by the following general formulas [I] to [III], and is a block copolymer having preferably two or more.

Figure pct00001
Figure pct00001

(식 중, Z1은 방향족 테트라카르복실산 이무수물 잔기이며, Ar1은 아미노기의 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민 잔기이다)(Wherein, Z 1 is an aromatic tetracarboxylic dianhydride residue, and Ar 1 is an aromatic diamine residue having an alkyl group at the ortho position of the amino group)

Figure pct00002
Figure pct00002

(식 중, Z2는 방향족 테트라카르복실산 이무수물 잔기이며, Ar2는 인단 구조를 갖는 방향족 디아민 잔기이다)(Wherein, Z 2 is an aromatic tetracarboxylic dianhydride residue, and Ar 2 is an aromatic diamine residue having an indane structure)

Figure pct00003
Figure pct00003

(식 중, Z3은 방향족 테트라카르복실산 이무수물 잔기이며, Ar3은 폴리실록산 구조를 갖는 디아민 잔기이다)(Wherein, Z 3 is an aromatic tetracarboxylic dianhydride residue, and Ar 3 is a diamine residue having a polysiloxane structure)

본 발명에 있어서, 상기 일반식 [I] 중의 Z1, 상기 일반식 [II] 중의 Z2, 상기 일반식 [III] 중의 Z3 중의 적어도 1개는, (a) 벤조페논 구조를 갖는 방향족 테트라카르복실산 이무수물 잔기이지만, Z1, Z2 및 Z3은 모두 (a) 벤조페논 구조를 갖는 방향족 테트라카르복실산 이무수물 잔기인 것이 바람직하다.In the present invention, at least one of Z 1 in the general formula [I], Z 2 in the general formula [II], and Z 3 in the general formula [III] is (a) aromatic tetra having a benzophenone structure Although it is a carboxylic acid dianhydride residue, it is preferable that Z 1 , Z 2 and Z 3 are all (a) aromatic tetracarboxylic dianhydride residues having a benzophenone structure.

본 발명에 있어서의 (a) 벤조페논 구조를 갖는 방향족산 이무수물 잔기로 되는 방향족산 이무수물으로서는, 2,2',3,3'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물(BTDA), 4,5,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물(BTDA), 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물(BTDA) 등을 들 수 있다. BTDA계 폴리이미드는, 광가교에 의해 모르폴로지도 변화된다. 즉 응집 상태의 치밀화가 일어난다고 되어 있다. 이 것은, 내약품성이나 내열성의 향상에도 기여한다.As an aromatic acid dianhydride used as an aromatic acid dianhydride residue having (a) a benzophenone structure in the present invention, 2,2',3,3'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA), 4, 5,3',4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA), 3,3',4,4'- benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA), etc. are mentioned. The morphology of the BTDA-based polyimide is also changed by photocrosslinking. That is, it is said that densification of the aggregation state occurs. This also contributes to the improvement of chemical resistance and heat resistance.

벤조페논 구조를 갖는 방향족산 이무수물은, 용제 가용성 폴리이미드를 구성하는 모든 방향족산 이무수물의 10㏖% 이상, 45㏖% 이상, 또한 50㏖% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 벤조페논 구조를 갖는 방향족산 이무수물의 함유량이 10㏖% 미만일 경우에는, 광가교 후의 폴리이미드 수지 조성물의 내용제성이 저하되고, 감도가 낮아지는 경향이 있다.It is preferable to make the aromatic acid dianhydride which has a benzophenone structure contain 10 mol% or more, 45 mol% or more, and 50 mol% or more of all the aromatic acid dianhydrides which comprise a solvent-soluble polyimide. When content of the aromatic dianhydride which has a benzophenone structure is less than 10 mol%, the solvent resistance of the polyimide resin composition after photocrosslinking falls, and there exists a tendency for a sensitivity to become low.

상기 일반식 [I]~[III]에 있어서의 Z1, Z2 및 Z3의 벤조페논 구조를 갖는 방향족 테트라카르복실산 이무수물 잔기 이외의 예로서는, 특별히 제한은 없지만, 피로멜리트산 디무수물, 3,4,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물, 3,4,3',4'-디페닐테트라카르복실산 이무수물, 비스-(3,4-디카르복시페닐)에테르 이무수물, 2,2-비스-(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 이무수물, 4,4'-옥시디프탈산 이무수물 등을 들 수 있다.Examples other than the aromatic tetracarboxylic dianhydride residue having a benzophenone structure of Z 1 , Z 2 and Z 3 in the general formulas [I] to [III] are not particularly limited, but pyromellitic acid dianhydride; 3,4,3',4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,4,3',4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, bis-(3,4-dicarboxyphenyl)ether and dianhydride, 2,2-bis-(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride, and 4,4'-oxydiphthalic dianhydride.

또한, (A) 용제 가용성 폴리이미드는, 상기 일반식 [I]~[III] 이외의, 방향족 테트라카르복실산 이무수물 잔기와 디아민 잔기로 이루어지는 반복 단위를 갖고 있어도 좋다.Moreover, (A) solvent-soluble polyimide may have repeating units which consist of aromatic tetracarboxylic dianhydride residues and diamine residues other than the said general formula [I] - [III].

(b) 디아민(b) diamines

(b-1) 아미노기의 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민(b-1) aromatic diamine having an alkyl group at the ortho position of the amino group

본 발명에 있어서의 아미노기의 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민 잔기(Ar1)로서는, 아미노기의 오르토 위치에 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기의 알킬기, 바람직하게는 탄소수 1~5, 더욱 바람직하게는 탄소수 1~3의 알킬기를 갖는 방향족 디아민 잔기를 들 수 있고, 구체적으로는 하기 식 (1)~(3)으로 나타내어지는 구조인 것을 들 수 있다.As the aromatic diamine residue (Ar 1 ) having an alkyl group at the ortho position of the amino group in the present invention, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms at the ortho position of the amino group, preferably 1 to 5 carbon atoms, more preferably The aromatic diamine residue which has a C1-C3 alkyl group is mentioned, The thing of a structure specifically represented by following formula (1)-(3) is mentioned.

Figure pct00004
Figure pct00004

상기 식 (1)에 있어서, 유리 결합(아미노기가 결합되는 2개의 결합 위치)은 서로 상대적으로 메타 위치 또는 파라 위치에 존재한다.In the formula (1), the free bond (two bonding positions to which the amino group is bonded) exists in the meta position or the para position relative to each other.

상기 식 (2)에 있어서, 유리 결합(아미노기가 결합되는 2개의 결합 위치)은 바람직하게는 R11에 대하여 메타 위치 또는 파라 위치에 존재하고, R5와 R6은 유리 결합의 2개의 오르토 위치에 결합되어 있다. R11은 -O-, -S-, -SS-, -SO-, -SO2-, -CO-, -COO-, -NH-, -CONH-, -CON-알킬기-(알킬기의 탄소수 n은 1~6), -CON-벤질기-를 나타낸다.In the formula (2), the free bond (two bonding positions to which the amino group is bonded) is preferably in the meta position or para position with respect to R 11 , and R 5 and R 6 are the two ortho positions of the free bond. is connected to R 11 is -O-, -S-, -SS-, -SO-, -SO 2 -, -CO-, -COO-, -NH-, -CONH-, -CON-alkyl group- (the number of carbon atoms in the alkyl group n represents 1 to 6), -CON-benzyl group-.

상기 식 (3)에 있어서, 유리 결합(아미노기가 결합되는 2개의 결합 위치)은 2-,3-,6- 또는 7-위치에 존재하고, R5와 R6은 유리 결합의 2개의 오르토 위치에 결합되어 있다.In the above formula (3), the free bond (two bonding positions to which the amino group is bonded) is present at the 2-,3-,6- or 7-position, and R 5 and R 6 are the two ortho positions of the free bond. is connected to

상기 식 (1)~(3)에 있어서, R5와 R6은 탄소수 1~12의 직쇄 또는 분기의 알킬기, 바람직하게는 탄소수 1~5의 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수 1~3의 알킬기이다.In the formulas (1) to (3), R 5 and R 6 are a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. .

본 발명에 있어서, 아미노기의 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민 잔기(Ar1)는, (A) 용제 가용성 폴리이미드를 구성하는 모든 디아민 중에 30㏖% 이상, 또한 50㏖% 이상, 특히는 70㏖% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 50㏖% 미만에서는 가교 밀도가 저하되는 경향이 있다.In the present invention, the aromatic diamine residue (Ar 1 ) having an alkyl group at the ortho position of the amino group is 30 mol% or more in all the diamines constituting the solvent-soluble polyimide (A), 50 mol% or more, particularly 70 mol% % or more is preferable. If it is less than 50 mol%, there exists a tendency for a crosslinking density to fall.

(b-2) 인단 구조를 갖는 방향족 디아민(b-2) Aromatic diamines having an indane structure

본 발명에 있어서, 인단 구조를 갖는 방향족 디아민 잔기(Ar2)란, 하기 인단 골격에, 하기 식 (IV) 또는 (V)로 나타내어지는 구조를 갖는 것을 들 수 있다.In the present invention, the aromatic diamine residue (Ar 2 ) having an indane structure includes those having a structure represented by the following formula (IV) or (V) in the following indane skeleton.

Figure pct00005
Figure pct00005

상기 식 (IV)에 있어서, R1과 R2는 탄소수 1~12의 알킬기, 탄소수 1~12의 알콕시기 또는 탄소수 2~12의 알콕시알킬기를 나타내고, R1과 R2는 유리 결합(아미노기가 결합되는 2개의 결합 위치)의 2개의 오르토 위치에 결합되어 있는 것이 바람직하다.In the formula (IV), R 1 and R 2 represent an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms, R 1 and R 2 are a free bond (amino group It is preferably bonded at two ortho positions of the two bonding sites to be bonded).

Figure pct00006
Figure pct00006

상기 식 (V)에 있어서, R1, R2 및 R3은 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1~5의 알킬기를 나타내고, R4의 각각 및 R5의 각각은 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1~5의 알킬기를 나타낸다. 구체예로서는, 5-아미노-1-(4'-아미노페닐)-1,3,3-트리메틸인단, 6-아미노-1-(4'-아미노페닐)-1,3,3-트리메틸인단을 들 수 있다.In the formula (V), R 1 , R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and each of R 4 and R 5 is independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. represents an alkyl group of Specific examples include 5-amino-1-(4'-aminophenyl)-1,3,3-trimethylindane and 6-amino-1-(4'-aminophenyl)-1,3,3-trimethylindane. can

본 발명에 있어서는, 상기 식 (V)로 나타내어지는 페닐인단 구조를 갖는 방향족 디아민 잔기를 주쇄 중에 갖는 용제 가용성 폴리이미드가 바람직하다.In this invention, the solvent-soluble polyimide which has in a principal chain the aromatic diamine residue which has a phenylindane structure represented by the said Formula (V) is preferable.

본 발명에 있어서의 인단 구조를 갖는 방향족 디아민 잔기(Ar2)는, (A) 용제 가용성 폴리이미드를 구성하는 모든 디아민 중에 50㏖% 이상, 또한 60㏖% 이상, 특히는 70㏖% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 50㏖% 미만에서는 가교 밀도가 저하되는 경향이 있다.The aromatic diamine residue (Ar 2 ) having an indane structure in the present invention is 50 mol% or more, more 60 mol% or more, particularly 70 mol% or more in all the diamines constituting the solvent-soluble polyimide (A). it is preferable If it is less than 50 mol%, there exists a tendency for a crosslinking density to fall.

(b-3) 폴리실록산 구조를 갖는 디아민 잔기(Ar3)(b-3) a diamine residue having a polysiloxane structure (Ar 3 )

본 발명에 있어서의 폴리실록산 구조를 갖는 디아민 잔기(Ar3)로서는, α,ω-비스(2-아미노에틸)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(4-아미노페닐)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(4-아미노-3-메틸페닐)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(3-아미노프로필)폴리디페닐실록산, α,ω-비스(4-아미노부틸)폴리디메틸실록산 등을 들 수 있다.As the diamine residue (Ar 3 ) having a polysiloxane structure in the present invention, α,ω-bis(2-aminoethyl)polydimethylsiloxane, α,ω-bis(3-aminopropyl)polydimethylsiloxane, α,ω -bis(4-aminophenyl)polydimethylsiloxane, α,ω-bis(4-amino-3-methylphenyl)polydimethylsiloxane, α,ω-bis(3-aminopropyl)polydiphenylsiloxane, α,ω- Bis(4-aminobutyl)polydimethylsiloxane etc. are mentioned.

본 발명에 있어서의 폴리실록산 구조를 갖는 디아민 잔기(Ar3)는, (A) 용제 가용성 폴리이미드를 구성하는 모든 디아민 중에 2.0~30㏖% 함유시키는 것이 바람직하고, 5.0~20㏖% 함유시키는 것이 더욱 바람직하다. 폴리실록산 구조를 갖는 디아민의 함유량이 30㏖%를 초과하면, 용제 용해성이 지나치게 높아질 경우가 있고, Tg도 저하되는 경향이 있다.The diamine residue (Ar 3 ) having a polysiloxane structure in the present invention is preferably contained in 2.0 to 30 mol% in all the diamines constituting the (A) solvent-soluble polyimide, more preferably contained in 5.0 to 20 mol% desirable. When content of the diamine which has a polysiloxane structure exceeds 30 mol%, solvent solubility may become high too much, and there exists a tendency for Tg to also fall.

(A) 용제 가용성 폴리이미드의 합성 방법(A) Synthesis method of solvent-soluble polyimide

용제 가용성 폴리이미드의 합성 방법은 공지의 방법을 이용하면 좋고, 특별히 제한되지 않지만, 상술한 테트라카르복실산 이무수물과 방향족 디아민을 거의 등량 사용해서, 유기 극성 용매 중, 촉매 및 탈수제의 존재 하, 160~200℃에서 수시간 반응시킴으로써, 용제 가용성의 폴리이미드를 합성할 수 있다. 유기 극성 용매로서는, N-메틸피롤리돈(NMP), γ-부티로락톤, N,N'-디메틸아세트아미드, N,N'-디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 테트라메틸요소, 테트라히드로티오펜-1,1-옥시드 등이 사용된다.The method for synthesizing the solvent-soluble polyimide may use a known method, and is not particularly limited, but using approximately equal amounts of the above-described tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine, in an organic polar solvent in the presence of a catalyst and a dehydrating agent, By making it react at 160-200 degreeC for several hours, a solvent-soluble polyimide can be synthesize|combined. Examples of the organic polar solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), γ-butyrolactone, N,N'-dimethylacetamide, N,N'-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, tetrahydroti Offene-1,1-oxide and the like are used.

본 발명에 있어서의 (A) 용제 가용성 폴리이미드는, 블록 공중합체이며, 필요에 따라서 블록 공중합 반응을 행함으로써 합성할 수 있다. 예를 들면, 2단계의 축차 첨가 반응에 의해 제조할 수 있고, 제 1 단계에서 테트라카르복실산 디무수물과 방향족 디아민으로부터 폴리이미드 올리고머를 합성하고, 이어서 제 2 단계에서, 테트라카르복실산 디무수물 및/또는 방향족 디아민을 첨가해서, 중축합시켜서 블록 공중합 폴리이미드로 할 수 있다.The (A) solvent-soluble polyimide in this invention is a block copolymer, and is compoundable by performing a block copolymerization reaction as needed. For example, it can be prepared by the sequential addition reaction of two steps, and in the first step, a polyimide oligomer is synthesized from tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine, and then in the second step, tetracarboxylic dianhydride is synthesized. And/or aromatic diamine can be added, it can be polycondensed and it can be set as a block copolymerization polyimide.

블록 공중합 반응의 촉매로서는, 락톤의 평형 반응을 이용한 이성분계의 산-염기 촉매를 사용함으로써, 탈수 이미드화 반응을 촉진할 수 있다. 구체적으로는, γ-발레로락톤과 피리딘 또는 N-메틸모르폴린의 이성분계 촉매를 사용한다. 하기 식에 나타내는 바와 같이, 이미드화가 진행됨에 따라서 물이 생성되고, 생성된 물이 락톤의 평형에 관여해서, 산-염기 촉매로 되어 촉매 작용을 나타낸다.As a catalyst for the block copolymerization reaction, a dehydration imidation reaction can be promoted by using a two-component acid-base catalyst using an equilibrium reaction of lactones. Specifically, a two-component catalyst of γ-valerolactone and pyridine or N-methylmorpholine is used. As shown in the following formula, as imidation proceeds, water is produced, and the produced water participates in the equilibrium of lactones, becomes an acid-base catalyst, and exhibits a catalytic action.

Figure pct00007
Figure pct00007

이미드화 반응에 의해 생성되는 물은, 극성 용매 중에 공존하는 톨루엔 또는 크실렌 등의 탈수제와 공비에 의해 계외로 제거된다. 반응이 완결되면 용액 중의 물이 제거되고, 산-염기 촉매는 γ-발레로락톤과 피리딘 또는 N-메틸모르폴린으로 되어 계외로 제거된다. 이와 같이 하여 고순도의 폴리이미드 용액을 얻을 수 있다.Water generated by the imidization reaction is removed out of the system by azeotroping with a dehydrating agent such as toluene or xylene coexisting in a polar solvent. When the reaction is completed, water in the solution is removed, and the acid-base catalyst is removed out of the system as γ-valerolactone and pyridine or N-methylmorpholine. In this way, a high-purity polyimide solution can be obtained.

다른 이성분계 촉매로서는, 옥살산 또는 말론산과 피리딘 또는 N-메틸모르폴린을 사용할 수 있다. 160~200℃의 반응 용액 중에서, 옥살산염 또는 말론산염은 산 촉매로서 이미드화 반응을 촉진한다. 생성된 폴리이미드 용매 중에는 촉매량의 옥살산 또는 말론산이 잔류한다. 이 폴리이미드 용액을 기재에 도포한 후에 200℃ 이상으로 가열하고, 탈용매를 행해서 제막을 할 때에, 폴리이미드 중에 잔존하는 옥살산 또는 말론산은, 하기 식에 나타내는 바와 같이 열분해하고, 가스로서 계외로 제거된다.As another two-component catalyst, oxalic acid or malonic acid and pyridine or N-methylmorpholine can be used. In the reaction solution at 160-200°C, oxalate or malonate promotes the imidation reaction as an acid catalyst. A catalytic amount of oxalic acid or malonic acid remains in the resulting polyimide solvent. When this polyimide solution is applied to a substrate and then heated to 200° C. or higher and solvent is removed to form a film, the oxalic acid or malonic acid remaining in the polyimide is thermally decomposed as shown in the following formula, and removed out of the system as a gas do.

Figure pct00008
Figure pct00008

이상의 방법에 의해, 고순도의 (A) 용제 가용성 폴리이미드를 얻을 수 있다.By the above method, the high-purity (A) solvent-soluble polyimide can be obtained.

옥살산-피리딘계 촉매는, 발레로락톤-피리딘계 촉매에 비해서 활성이 강하고, 단시간으로 고분자량의 폴리이미드를 생성할 수 있다.The oxalic acid-pyridine-based catalyst has a stronger activity than the valerolactone-pyridine-based catalyst and can produce a high molecular weight polyimide in a short time.

본 발명에 있어서의 「용제 가용성」이란 용어는, 폴리이미드의 합성에 있어서 사용하는 유기 극성 용매와, 후술하는 막에 사용하는 용제에 대하여 사용하는 용어이며, 100g의 용제 중에 5g 이상 용해하는 폴리이미드인 것을 의미한다. 여기에서, 용제로서는, N-메틸-2-피롤리돈, γ-부티로락톤, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드, 술포란, 테트라메틸요소 등의 극성 용매를 들 수 있다.The term "solvent solubility" in this invention is a term used with respect to the organic polar solvent used in the synthesis|combination of a polyimide, and the solvent used for the film|membrane mentioned later, The polyimide which melt|dissolves 5 g or more in 100 g of solvent. means to be Here, examples of the solvent include polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, and tetramethylurea.

상기와 같이 합성된 (A) 용제 가용성 폴리이미드는, 상기 유기 극성 용매 또는 후술하는 막에 사용하는 용제에, 예를 들면, 고형분이 10~30중량%로 되도록 용해시킨 용액의 상태로 사용할 수 있다. (A) 용제 가용성 폴리이미드의 분자량은, 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량으로서 1만~40만이 바람직하다. 이 범위이면 양호한 용제 가용성과 막 물성 및 절연성을 달성할 수 있다. (A) 용제 가용성 폴리이미드의 적정한 점도는, 고형분이 20~40중량%일 경우에서, 바람직하게는 2~10Pa·s/25℃이다. 또한, 용제 가용성 폴리이미드의 유리 전이 온도(Tg)(TMA 측정법에 의함)는 200℃ 이상이 바람직하고, 250℃ 이상이 더욱 바람직하다.The solvent-soluble polyimide (A) synthesized as described above can be used in the state of a solution in which, for example, the solid content is 10 to 30% by weight in the organic polar solvent or a solvent used for a film to be described later. . (A) As for the molecular weight of a solvent-soluble polyimide, 10,000-400,000 are preferable as a weight average molecular weight of polystyrene conversion. If it is this range, good solvent solubility, film|membrane physical property, and insulation can be achieved. (A) When the appropriate viscosity of a solvent-soluble polyimide is 20 to 40 weight% of solid content, Preferably it is 2-10 Pa*g/25 degreeC. Moreover, 200 degreeC or more is preferable and, as for the glass transition temperature (Tg) (by a TMA measurement method) of a solvent-soluble polyimide, 250 degreeC or more is more preferable.

용액 중의 (A) 용제 가용성 폴리이미드의 농도는 5~50중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10~40중량%이다. 또한, 상기 락톤과 염기로 이루어지는 촉매계를 사용한 직접 이미드화 반응에 의해 얻어지는 폴리이미드는, 극성 용매 중에 용해한 용액의 형태로 얻을 수 있고, 또한, 폴리이미드의 농도도 상기 바람직한 범위 내로 할 수 있으므로, 제조된 폴리이미드 용액을 그대로의 상태로 바람직하게 사용할 수 있다.As for the density|concentration of (A) solvent-soluble polyimide in a solution, 5 to 50 weight% is preferable, More preferably, it is 10 to 40 weight%. In addition, the polyimide obtained by the direct imidation reaction using the catalyst system consisting of a lactone and a base can be obtained in the form of a solution dissolved in a polar solvent, and the concentration of the polyimide can also be within the above preferred range. The polyimide solution prepared can be preferably used as it is.

제조된 폴리이미드 용액은, 소망에 의해, 희석제를 사용해서 더 희석할 수 있다. 희석제로서는, 용해성을 현저하게 손상시키지 않는 용제, 예를 들면, 디옥산, 디옥소란, N-메틸-2-피롤리돈, γ-부티로락톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 락트산 메틸, 아니솔, 벤조산 메틸, 아세트산 에틸 등을 들 수 있지만, 특별히 이것들에 한정되지 않는다.If desired, the manufactured polyimide solution can be further diluted using a diluent. As the diluent, a solvent that does not significantly impair solubility, for example, dioxane, dioxolane, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, cyclopentanone, propylene glycol mono Although methyl ether acetate, methyl lactate, anisole, methyl benzoate, ethyl acetate, etc. are mentioned, It is not specifically limited to these.

(B) 디아지드 화합물(B) diazide compound

본 발명에 있어서는, 감광성 폴리이미드 수지 조성물에 또 하나의 필수 성분으로서 (B) 디아지드 화합물을 첨가함으로써, 노광·현상성이 현저히 향상된다는 효과가 있다.In this invention, there exists an effect that exposure and developability improve remarkably by adding (B) diazide compound as another essential component to the photosensitive polyimide resin composition.

(B) 디아지드 화합물로서는, 4,4'-디아지드벤잘아세토페논, 2,6-디(4'-아지드벤잘)시클로헥사논, 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-메틸시클로헥사논, 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-에틸시클로헥사논, 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-t-아밀시클로헥사논, 4,4'-디아지드디페닐술폰, 4,4'-디아지드디페닐에테르, 4,4'-디아지드페닐술피드, 4,4'-디아지드디페닐메탄 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도 아지드벤잘시클로헥사논 구조를 갖는 것이 바람직하고, 가교성 및 보존 안정성의 관점으로부터, 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-에틸시클로헥사논이 특히 우수하다.(B) As the diazide compound, 4,4'-diazidebenzalacetophenone, 2,6-di(4'-azidebenzal)cyclohexanone, 2,6-di(4'-azidebenzal)- 4-Methylcyclohexanone, 2,6-di(4'-azidebenzal)-4-ethylcyclohexanone, 2,6-di(4'-azidebenzal)-4-t-amylcyclohexanone , 4,4'- diazide diphenyl sulfone, 4,4'- diazide diphenyl ether, 4,4'- diazide phenyl sulfide, 4,4'- diazide diphenylmethane, etc. are mentioned. Among these, those having an azidebenzalcyclohexanone structure are preferable, and 2,6-di(4'-azidebenzal)-4-ethylcyclohexanone is particularly excellent from the viewpoint of crosslinking properties and storage stability.

(B) 디아지드 화합물은, 감광성 폴리이미드 수지 조성물 중에, (A) 용제 가용성 폴리이미드 100중량부에 대하여 2.0~150중량부, 또한 5.0~100중량부, 특히는 10.0~80중량부 함유시키는 것이 바람직하다. 2.0중량부 미만에서는 가교 밀도가 저하되는 경향이 있고, 150중량부를 초과하면 막 물성이 저하되는 경향이 있다. 가교성을 보완하기 위해서, 디아지린 화합물이나 말레이미드 또는 비스말레이미드 화합물을 병용해도 좋다.(B) The diazide compound is 2.0 to 150 parts by weight, 5.0 to 100 parts by weight, particularly 10.0 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of (A) solvent-soluble polyimide in the photosensitive polyimide resin composition. desirable. When it is less than 2.0 parts by weight, the crosslinking density tends to decrease, and when it exceeds 150 parts by weight, the film properties tend to decrease. In order to supplement crosslinkability, you may use together a diazirine compound, a maleimide, or a bismaleimide compound.

본 발명의 감광성 폴리이미드 수지 조성물은 저파장측에서는 광 투과성이 떨어지기 때문에, 특히 후막 사양의 경우, 패턴 형상이 네거티브형 용제 현상으로 보여지는 역테이퍼로 되기 쉽다. 이것을 개선하기 위해서, 다른 감광 가교 장방식의 감광성 모노머 또는 폴리머를 병용하는 것도 효과가 있는 것을 찾아냈다. 그 중에서도, 본 발명의 감광성 폴리이미드 수지 조성물의 성분으로서 특히 효과가 있는 것은, 감광성 폴리이미드 수지 조성물과의 상용성이 우수한 (C) 에폭시 수지와 (D) 광염기 발생제의 조합인 것을 찾아냈다.Since the photosensitive polyimide resin composition of the present invention has poor light transmittance on the low-wavelength side, especially in the case of a thick film specification, the pattern shape tends to be reverse-tapered, which is seen as a negative solvent phenomenon. In order to improve this, it was found that it is also effective to use other photosensitive monomers or polymers of a photosensitive crosslinking method in combination. Among them, it was found that a combination of (C) an epoxy resin and (D) a photobase generator having excellent compatibility with the photosensitive polyimide resin composition is particularly effective as a component of the photosensitive polyimide resin composition of the present invention. .

(C) 에폭시 수지(C) Epoxy resin

(C) 에폭시 수지로서는, 특별히 한정될 필요는 없고, 광염기 발생제와의 반응성이나 감광성 폴리이미드 수지 조성물과의 상용성에 의해 선택할 수 있고, 에폭시 수지로서는, 예를 들면, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀A노볼락형 에폭시 수지, 트리아진 골격 함유 에폭시 수지, 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 결정성 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있고, 그것들의 고분자 에폭시 수지를 사용할 수도 있다. 감광성 폴리이미드 수지 조성물 중의 (C) 에폭시 수지의 함유량은, (A) 용제 가용성 폴리이미드 100중량부에 대하여 2~50중량부가 바람직하고, 2~20부가 가장 바람직하다.(C) It is not necessary to specifically limit as an epoxy resin, It can select by the reactivity with a photobase generator or compatibility with the photosensitive polyimide resin composition, As an epoxy resin, For example, a phenol novolak-type epoxy resin , Cresol novolac type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, triazine skeleton containing epoxy resin, fluorene skeleton containing epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, crystalline epoxy resin, bisphenol A type epoxy Resin etc. can be used and those polymeric epoxy resins can also be used. 2-50 weight part is preferable with respect to 100 weight part of (A) solvent-soluble polyimides, and, as for content of (C) epoxy resin in the photosensitive polyimide resin composition, 2-20 parts are the most preferable.

(D) 광염기 발생제(D) photobase generator

(D) 광염기 발생제는, 자외선의 조사에 의해 음이온(염기)을 발생하는 성분이며, 비이온형과 이온형으로 크게 구별된다. 비이온형으로서는, 광흡수해서 제 1급 아민이나 제 2급 아민, 이미다졸 등을 발생하는 것이 있고, 이온형에는 아미딘, 구아니딘, 포스파젠 등의 유기 강염기를 발생하는 것이 있다.(D) A photobase generator is a component which generate|occur|produces an anion (base) by irradiation of an ultraviolet-ray, and is largely divided into a nonionic type and an ionic type. Nonionic types include those that absorb light to generate primary amines, secondary amines, imidazoles, and the like, while ionic types generate organic strong bases such as amidine, guanidine and phosphazene.

(D) 광염기 발생제는, (C) 에폭시 수지와의 반응에 있어서 제 1급 아민이나 제 2급 아민을 발생하는 것은 연쇄적인 반응이 일어나기 어렵기 때문에, 비이온형에서는 이미다졸, 이온형에서는 아미딘, 구아니딘 등을 발생하는 것이 적합하다.(D) The photobase generator (C) in the reaction with the epoxy resin, since a chain reaction does not easily occur in generating a primary amine or a secondary amine, imidazole or ionic type in nonionic type It is suitable to generate amidine, guanidine, and the like.

본 발명에 있어서의 (D) 광염기 발생제로서는 시판품을 사용할 수 있다. 예를 들면, WPBG-018, WPBG-140, WPBG-266, WPBG-300, WPBG-345, WPBG-027, WPBG-165 (이상, 후지필름 와코 준야쿠사제) 등을 들 수 있다.A commercial item can be used as (D) photobase generator in this invention. For example, WPBG-018, WPBG-140, WPBG-266, WPBG-300, WPBG-345, WPBG-027, WPBG-165 (above, the Fujifilm Wako Junyaku company make) etc. are mentioned.

감광성 폴리이미드 수지 조성물 중의 (D) 광염기 발생제의 함유량은, (C) 에폭시 수지에 대하여 0.5~8중량%가 바람직하고, 1~6중량%가 보다 바람직하다.0.5 to 8 weight% is preferable with respect to (C) epoxy resin, and, as for content of (D) photobase generator in the photosensitive polyimide resin composition, 1 to 6 weight% is more preferable.

(광증감제)(photosensitizer)

본 발명의 감광성 폴리이미드 수지 조성물에는, 각각의 최종 용도에 적합시키기 위해서 광증감제를 함유시켜서 패턴 해상의 감도를 높일 수 있다. 광증감제로서는, 특히 장파장(>350㎚)측에 작용하는 것이 바람직하다. 광증감제로서는, 예를 들면, 안트라센계 증감제, 티옥산톤계 증감제 등을 들 수 있다. 광증감제의 함유량은 감광성 폴리이미드 수지 조성물에 대하여 0.3~2중량% 정도가 바람직하다.In the photosensitive polyimide resin composition of this invention, in order to suit each end use, a photosensitizer can be contained, and the sensitivity of pattern resolution can be raised. As a photosensitizer, it is preferable to act especially on the long-wavelength (>350 nm) side. As a photosensitizer, an anthracene type sensitizer, a thioxanthone type sensitizer, etc. are mentioned, for example. As for content of a photosensitizer, about 0.3 to 2 weight% is preferable with respect to the photosensitive polyimide resin composition.

안트라센계 증감제의 구체예로서는, 예를 들면, 9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 9,10-디프로폭시안트라센, 9,10-디이소프로폭시안트라센, 9,10-디부톡시안트라센, 9,10-디펜틸옥시드안트라센, 9,10-디헥실옥시드안트라센, 9,10-비스(2-메톡시에톡시)안트라센, 9,10-비스(2-에톡시에톡시)안트라센, 9,10-비스(2-부톡시에톡시)안트라센, 9,10-비스(3-부톡시프로폭시)안트라센, 2-메틸- 또는 2-에틸-9,10디메톡시안트라센, 2-메틸- 또는 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센, 2-메틸- 또는 2-에틸-9,10-디프로폭시안트라센, 2-메틸- 또는 2-에틸-9,10-디이소프로폭시안트라센, 2-메틸- 또는 2-에틸-9,10-디부톡시안트라센, 2-메틸- 또는 2-에틸-9,10-디펜틸옥시안트라센, 2-메틸- 또는 2-에틸-9,10-디헥실옥시안트라센, 등을 들 수 있다.Specific examples of the anthracene-based sensitizer include 9,10-dimethoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 9,10-dipropoxyanthracene, 9,10-diisopropoxyanthracene, 9,10 -dibutoxyanthracene, 9,10-dipentyloxideanthracene, 9,10-dihexyloxideanthracene, 9,10-bis(2-methoxyethoxy)anthracene, 9,10-bis(2-ethoxyethoxy) ) anthracene, 9,10-bis (2-butoxyethoxy) anthracene, 9,10-bis (3-butoxypropoxy) anthracene, 2-methyl- or 2-ethyl-9,10 dimethoxyanthracene, 2 -methyl- or 2-ethyl-9,10-diethoxyanthracene, 2-methyl- or 2-ethyl-9,10-dipropoxyanthracene, 2-methyl- or 2-ethyl-9,10-diisopro Foxyanthracene, 2-methyl- or 2-ethyl-9,10-dibutoxyanthracene, 2-methyl- or 2-ethyl-9,10-dipentyloxyanthracene, 2-methyl- or 2-ethyl-9,10 -dihexyloxy anthracene, etc. are mentioned.

안트라센계 증감제로서는 시판품을 사용할 수 있다. 시판품으로서는, 예를 들면, 「안트라큐어 UVS-1331」, 「안트라큐어 UVS-1101」 「안트라큐어 UVS-1221」(이상, 가와사키 카세이 고교사제) 등을 들 수 있다.As anthracene-type sensitizer, a commercial item can be used. As a commercial item, "Anthracure UVS-1331", "Anthracure UVS-1101", "Anthracure UVS-1221" (above, the Kawasaki Kasei Kogyo Co., Ltd. make) etc. are mentioned, for example.

또한, 티오크산톤계 증감제로서는, 예를 들면, 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 클로로프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다. 티오크산톤계 증감제로서는 시판품을 사용할 수 있다. 시판품으로서는, 예를 들면, 「KAYACURE DETX-S」(니폰 카야쿠사제), 「Speedcure ITX」, 「Speedcure DETX」, 「Speedcure CPTX」(이상, LAMBSON사제) 등을 들 수 있다.Moreover, as a thioxanthone type sensitizer, 2-isopropyl thioxanthone, 4-isopropyl thioxanthone, 2, 4- diethyl thioxanthone, chloropropoxy thioxanthone etc. are mentioned, for example. have. A commercial item can be used as a thioxanthone type sensitizer. As a commercial item, "KAYACURE DETX-S" (made by Nippon Kayaku Corporation), "Speedcure ITX", "Speedcure DETX", "Speedcure CPTX" (above, LAMBSON company make) etc. are mentioned, for example.

(그 밖의 첨가제)(Other additives)

본 발명의 감광성 폴리이미드 수지 조성물에는, 통상의 감광성 폴리이미드 수지 조성물 중에 첨가되는 개질제, 예를 들면, 커플링제, 가소제, 막 형성 수지, 계면활성제, 안정제, 스펙트럼 감도 조절제 등을 첨가해도 좋다. 특히, 기판에 대한 폴리이미드의 밀착성이 좋지 않을 경우에는, 커플링제, 특히 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 트리스-(트리메톡시실릴프로필)이소시아누레이트, 3-우레이도프로필트리알콕시실란, 3-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 3-트리메톡시실릴프로필숙신산 무수물, 헥사메틸디실록산, 헥사메틸디실라잔, 1,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산, N-[3-(트리에톡시실릴)프로필]프탈아미드산 등의 실란커플링제를 첨가함으로써 기판에의 밀착성을 양호하게 할 수 있다. 이 경우, 실란커플링제의 첨가량은, 감광성 폴리이미드 수지 조성물의 0.1~5중량%가 바람직하다.To the photosensitive polyimide resin composition of the present invention, a modifier that is added in a normal photosensitive polyimide resin composition, for example, a coupling agent, a plasticizer, a film-forming resin, a surfactant, a stabilizer, a spectral sensitivity adjuster, etc. may be added. In particular, when the adhesion of the polyimide to the substrate is not good, a coupling agent, particularly, for example, vinyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3- Methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, tris-(trimethoxysilylpropyl)isocyanurate, 3-ureidopropyltrialkoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane , 3-isocyanatepropyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, hexamethyldisiloxane, hexamethyldisilazane, 1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, N-[ Adhesiveness to a board|substrate can be made favorable by adding silane coupling agents, such as 3-(triethoxysilyl) propyl] phthalamic acid. In this case, as for the addition amount of a silane coupling agent, 0.1 to 5 weight% of the photosensitive polyimide resin composition is preferable.

또한, 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 기판을 사용할 경우에는, 기판 변색을 억제하기 위해서, 감광성 폴리이미드 수지 조성물에 아졸 화합물을 배합할 수 있다. 아졸 화합물로서는, 예를 들면, 1H-벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 5-메틸-1H-벤조트리알, 4-메틸-1H-벤조트리알, 5-카르복시-1H-벤조트리알 및 4-카르복시-1H-벤조트리알 등을 들 수 있다. 이 경우, 아졸 화합물의 첨가량은, 감광성 폴리이미드 수지 조성물의 0.1~1중량%가 바람직하다.Moreover, when using the board|substrate which consists of copper or a copper alloy, in order to suppress the discoloration of a board|substrate, an azole compound can be mix|blended with the photosensitive polyimide resin composition. Examples of the azole compound include 1H-benzotriazole, tolyltriazole, 5-methyl-1H-benzotrial, 4-methyl-1H-benzotrial, 5-carboxy-1H-benzotrial and 4- Carboxy-1H-benzotrial etc. are mentioned. In this case, as for the addition amount of an azole compound, 0.1 to 1 weight% of the photosensitive polyimide resin composition is preferable.

또한, 구리 상의 변색을 억제하기 위해서, 감광성 폴리이미드 수지 조성물에 힌다드페놀 화합물을 배합할 수 있다.Moreover, in order to suppress discoloration of a copper phase, a hindered phenol compound can be mix|blended with the photosensitive polyimide resin composition.

힌다드페놀 화합물로서는, 예를 들면, 1,3,5-트리스(4-t-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온, 1,3,5-트리스(4-t-부틸-5-에틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온 및, 1,3,5-트리스(4-트리에틸메틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6- (1H,3H,5H)-트리온 등을 들 수 있다.Examples of the hindered phenol compound include 1,3,5-tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4; 6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(4-t-butyl-5-ethyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5- triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione and 1,3,5-tris(4-triethylmethyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1; 3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione etc. are mentioned.

이 경우, 힌다드페놀 화합물의 첨가량은, 감광성 폴리이미드 수지 조성물의 0.1~2중량%가 바람직하다. 또한, 그 밖의 병용 가능한 수지로서는, 폴리아릴레이트 수지, 폴리에테르술폰 수지 등을 들 수 있다.In this case, as for the addition amount of a hindered phenol compound, 0.1 to 2 weight% of the photosensitive polyimide resin composition is preferable. Moreover, polyarylate resin, polyether sulfone resin, etc. are mentioned as other resin which can be used together.

본 발명의 감광성 폴리이미드 수지 조성물은, 기재 상에의 적용에 적합한 용액의 형태로 할 수 있다. 이 경우, 용제로서는, 이미드화 반응의 용매로서 사용되는, N-메틸-2-피롤리돈, γ-부티로락톤, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드, 술포란, 테트라메틸요소 등의 극성 용매를 사용할 수 있다.The photosensitive polyimide resin composition of this invention can be made into the form of a solution suitable for application on a base material. In this case, as the solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, sulfolane, tetramethylurea, etc. used as a solvent for the imidation reaction of polar solvents can be used.

감광성 폴리이미드 패턴의 제조 방법Manufacturing method of photosensitive polyimide pattern

상술한 성분을 함유하는 감광성 폴리이미드 수지 조성물을 사용하여, 기판 상에 감광성 폴리이미드 패턴을 제조할 수 있다. 구체적으로는, (1) 상술한 본 발명의 감광성 폴리이미드 수지 조성물을 기판 상에 도포함으로써 수지층을 상기 기판 상에 형성하는 공정과, (2) 상기 수지층을 노광하는 공정과, (3) 상기 노광 후의 수지층을 현상해서, 전자 부품의 절연 재료, 및 반도체 패키지에 있어서의 패시베이션막, 버퍼코트막 및 층간 절연막 등의 감광성 폴리이미드 패턴을 형성하는 공정과, (4) 상기 감광성 폴리이미드 패턴을 가열 처리함으로써 영구 절연막으로서 완성시키는 공정을 포함하는 방법에 의해, 감광성 폴리이미드 패턴을 제조할 수 있다.A photosensitive polyimide pattern can be produced on a substrate by using the photosensitive polyimide resin composition containing the above-mentioned components. Specifically, (1) the process of forming a resin layer on the said board|substrate by apply|coating the photosensitive polyimide resin composition of this invention mentioned above on the board|substrate, (2) the process of exposing the said resin layer, (3) A step of developing the resin layer after exposure to form an insulating material for an electronic component and a photosensitive polyimide pattern such as a passivation film, a buffer coat film, and an interlayer insulating film in a semiconductor package; (4) the photosensitive polyimide pattern A photosensitive polyimide pattern can be manufactured by the method including the process of completing as a permanent insulating film by heat-processing.

이하, 각 공정의 전형적인 형태에 대해서 설명한다.Hereinafter, the typical form of each process is demonstrated.

(1) 감광성 수지 조성물을 기판 상에 도포함으로써 수지층을 상기 기판 상에 형성하는 공정:(1) A step of forming a resin layer on the substrate by applying the photosensitive resin composition on the substrate:

본 공정에서는, 본 발명의 감광성 수지 조성물을 규소 웨이퍼, 금속 기판, 세라믹 기판, 유기 기판 등의 기재 상에 도포하고, 필요에 따라 그 후 건조시켜서 수지층을 형성한다. 도포 방법으로서는, 종래부터 감광성 수지 조성물의 도포에 사용되고 있었던 방법, 예를 들면, 스핀 코터, 바 코터, 블레이드 코터, 커튼 코터, 스크린 인쇄기 등으로 도포하는 방법, 스프레이 코터로 분무 도포하는 방법 등을 이용할 수 있다.In this process, the photosensitive resin composition of this invention is apply|coated on base materials, such as a silicon wafer, a metal substrate, a ceramic substrate, and an organic board|substrate, and it is made to dry after that as needed, and a resin layer is formed. As a coating method, a method conventionally used for application of the photosensitive resin composition, for example, a method of application with a spin coater, a bar coater, a blade coater, a curtain coater, a screen printing machine, etc., a method of spray application with a spray coater, etc. are used. can

필요에 따라서, 감광성 수지 조성물로 이루어지는 도막을 건조시킬 수 있다. 건조 방법으로서는, 풍건, 오븐 또는 핫플레이트에 의한 가열 건조, 진공 건조 등의 방법이 이용된다. 구체적으로는, 풍건 또는 가열 건조를 행할 경우, 20~140℃에서 1~30분간의 조건으로 건조를 행할 수 있다. 본 발명의 감광성 수지 조성물의 제특성을 저해하는 것이 아닌 한, 이 범위에 한정되지 않는다.The coating film which consists of a photosensitive resin composition can be dried as needed. As a drying method, methods, such as air drying, heat drying by oven or a hot plate, and vacuum drying, are used. When air-drying or heat-drying specifically, it can dry under the conditions for 1 to 30 minutes at 20-140 degreeC. Unless the various characteristics of the photosensitive resin composition of this invention are impaired, it is not limited to this range.

(2) 수지층을 노광하는 공정:(2) Step of exposing the resin layer:

본 공정에서는, 상기 공정 (1)에서 형성한 수지층을, 컨택트 얼라이너, 미러 프로젝션, 스테퍼 등의 노광 장치를 사용해서, 패턴을 갖는 포토마스크 또는 레티클을 개재해서 또는 직접, 자외선 광원 등에 의해 노광한다. 그 후, 광감도의 향상 등의 목적으로, 필요에 따라서, 임의의 온도 및 시간의 조합에 의한 노광 후 베이킹 및/또는 현상 전 베이킹을 실시해도 좋다. 베이킹 조건의 범위는, 온도는 40~120℃이며, 시간은 10~240초간이 바람직하지만, 본 발명의 감광성 수지 조성물의 제특성을 저해하는 것이 아닌 한, 이 범위에 한정되지 않는다.In this step, the resin layer formed in the step (1) is exposed through an exposure apparatus such as a contact aligner, mirror projection, or stepper through a photomask or reticle having a pattern or directly or directly with an ultraviolet light source or the like. do. After that, for the purpose of improving the photosensitivity or the like, if necessary, post-exposure baking and/or pre-development baking may be performed by any combination of temperature and time. As for the range of baking conditions, although temperature is 40-120 degreeC, and time is 10-240 second, unless various characteristics of the photosensitive resin composition of this invention are impaired, it is not limited to this range.

(3) 노광 후의 수지층을 현상해서 감광성 폴리이미드 패턴을 형성하는 공정:(3) A step of developing a resin layer after exposure to form a photosensitive polyimide pattern:

본 공정에 있어서는, 노광 후의 감광성 수지층의 미노광부를 현상 제거한다. 현상 방법으로서는, 종래 알려져 있는 포토레지스트의 현상 방법, 예를 들면 회전 스프레이법, 패들법, 초음파 처리를 수반하는 침지법 등 중에서 임의의 방법을 선택해서 사용할 수 있다. 또한, 현상의 후, 감광성 폴리이미드 패턴의 형상을 조정하는 등의 목적으로, 필요에 따라서 임의의 온도 및 시간의 조합에 의한 현상 후 베이킹을 실시해도 좋다.In this process, the unexposed part of the photosensitive resin layer after exposure is developed and removed. As a developing method, arbitrary methods can be selected and used from the conventionally known photoresist developing method, for example, the rotation spray method, the paddle method, the immersion method accompanying ultrasonic treatment, etc. In addition, after image development, for the purpose of adjusting the shape of the photosensitive polyimide pattern, you may perform post-development baking by arbitrary combinations of temperature and time as needed.

현상에 사용되는 현상액으로서는, 감광성 수지 조성물에 대한 양용매, 또는 상기 양용매와 빈용매의 조합이 바람직하다. 예를 들면, 양용매로서는, N-메틸피롤리돈, N-시클로헥실-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드, 시클로펜타논, 시클로헥사논, γ-부티로락톤, α-아세틸-γ-부티로락톤 등이 바람직하다. 빈용매로서는 톨루엔, 크실렌, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, 락트산 에틸 및 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 등이 바람직하다. 양용매와 빈용매를 혼합해서 사용할 경우에는, 감광성 수지 조성물 중의 폴리머의 용해성에 의해 양용매에 대한 빈용매의 비율을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 양용매와 빈용매의 각각에 대해서, 2종 이상의 용매, 예를 들면 수종류를 조합시켜서 사용할 수도 있다.As a developing solution used for image development, the good solvent with respect to the photosensitive resin composition, or the combination of the said good solvent and a poor solvent is preferable. Examples of the good solvent include N-methylpyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, cyclopentanone, cyclohexanone, γ-butyrolactone, α- Acetyl-γ-butyrolactone and the like are preferred. As a poor solvent, toluene, xylene, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl lactate, propylene glycol methyl ether acetate, etc. are preferable. When mixing and using a good solvent and a poor solvent, it is preferable to adjust the ratio of the poor solvent with respect to a good solvent with the solubility of the polymer in the photosensitive resin composition. Moreover, about each of a good solvent and a poor solvent, 2 or more types of solvents, for example, can also be used combining several types.

(4) 감광성 폴리이미드 패턴을 가열 처리함으로써, 영구 절연막으로서 완성시키는 공정:(4) A step of heat-treating the photosensitive polyimide pattern to complete it as a permanent insulating film:

본 공정에서는, 상기 현상에 의해 얻어진 감광성 폴리이미드 패턴을 가열함으로써, 영구 절연막으로서 완성시킨다. 즉, 폴리아믹산 타입과 달리, 이미 이미드화가 종료되고 있기 때문에, 용제 등의 잔류물을 제거하는 것에 의해 영구 절연막으로서 완성할 수 있다. 가열 경화의 방법으로서는, 핫플레이트에 의한 것, 오븐을 사용하는 것, 온도 프로그램을 설정할 수 있는 승온식 오븐을 사용하는 것 등 여러가지 방법을 선택할 수 있다. 가열은, 함유 용제 등을 증발시키는 충분한 조건이며, 예를 들면 150~250℃에서 30분~2시간 정도의 조건으로 행할 수 있다. 가열시의 분위기 기체로서는 공기를 사용해도 좋고, 질소, 아르곤 등의 불활성 가스를 사용할 수도 있다.In this process, by heating the photosensitive polyimide pattern obtained by the said image development, it completes as a permanent insulating film. That is, unlike the polyamic acid type, since imidization has already been completed, it can be completed as a permanent insulating film by removing residues, such as a solvent. As a method of heat-hardening, various methods, such as using a thing with a hot plate, using an oven, and using a temperature rising type oven which can set a temperature program, can be selected. Heating is sufficient conditions for evaporating a contained solvent etc., for example, can be performed under the conditions of about 30 minutes - 2 hours at 150-250 degreeC. As atmospheric gas at the time of heating, air may be used and inert gas, such as nitrogen and argon, can also be used.

이상과 같이 해서 형성된 감광성 폴리이미드 패턴은, 반도체 패키지, 전자 소자, 표시 소자 또는 유기 다층 배선 기판의 층간 절연막, 패시베이션막 또는 표면 보호막으로서 사용할 수 있다.The photosensitive polyimide pattern formed as mentioned above can be used as an interlayer insulating film, a passivation film, or a surface protection film of a semiconductor package, an electronic element, a display element, or an organic multilayer wiring board.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명을 실시예를 이용해서 상세히 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to these.

(블록 공중합 폴리이미드의 합성)(Synthesis of block copolymer polyimide)

합성 실시예 1Synthesis Example 1

유리제의 세퍼러블 3구 플라스크에, 교반기, 질소 도입관, 및 수분 수용기를 구비한 냉각관을 부착했다. 3,4,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 디무수물(이하, BTDA라고 한다) 64.45g(0.2몰), 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠 29.23g(0.1몰), 발레로락톤 1.5g(0.015몰), 피리딘 2.4g(0.03몰), NMP 200g, 톨루엔 30g을 투입하고, 실온에서 질소 분위기 하, 200rpm으로 30분 교반한 후, 180℃로 승온해서 1시간 가열 교반했다. 반응 중, 톨루엔-물의 공비분을 제거했다.A cooling tube equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a water receiver was attached to a glass separable three-necked flask. 3,4,3',4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride (hereinafter referred to as BTDA) 64.45 g (0.2 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 29.23 g (0.1 mol) ), valerolactone 1.5 g (0.015 mol), pyridine 2.4 g (0.03 mol), NMP 200 g, and toluene 30 g were added, stirred at 200 rpm at room temperature under nitrogen atmosphere for 30 minutes, and then heated to 180 ° C. for 1 hour It was heated and stirred. During the reaction, the azeotrope of toluene-water was removed.

실온에 냉각 후, BTDA 48.33g(0.15몰), 2,4-디에틸-6-메틸-1,3-벤젠디아민 44.57g(0.25몰)(N-에 대하여 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민), NMP 360g, 톨루엔 90g을 첨가하고, 실온에서 30분 교반한 후, 180℃로 승온하여 1시간 가열 교반했다. 물-톨루엔의 공비의 환류물을 계외로 제거하면서, 180℃에서 2시간 30분 가열 교반해서 반응을 종료했다. 얻어진 생성물에 NMP를 첨가해서 희석하고, 고형분 20중량%의 블록 공중합 폴리이미드 용액을 얻었다.After cooling to room temperature, 48.33 g (0.15 mol) of BTDA, 44.57 g (0.25 mol) of 2,4-diethyl-6-methyl-1,3-benzenediamine (aromatic diamine having an alkyl group ortho to N-) After adding 360 g of NMP and 90 g of toluene and stirring at room temperature for 30 minutes, it heated up at 180 degreeC and heat-stirred for 1 hour. The reaction was terminated by heating and stirring at 180°C for 2 hours and 30 minutes while removing the water-toluene azeotropic reflux from the system. NMP was added and diluted to the obtained product, and the block copolymerization polyimide solution of 20 weight% of solid content was obtained.

합성 실시예 2Synthesis Example 2

유리제의 세퍼러블 3구 플라스크에, 교반기, 질소 도입관, 및 수분 수용기를 구비한 냉각관을 부착했다. 3,4,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 디무수물(이하BTDA라고 한다) 64.45g(0.2몰), 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠 29.23g(0.1몰), 발레로락톤 1.5g(0.015몰), 피리딘 2.4g(0.03몰), NMP 200g, 톨루엔 30g을 투입하고, 실온에서 질소 분위기 하, 200rpm으로 30분 교반한 후, 180℃로 승온해서 1시간 가열 교반했다. 반응 중, 톨루엔-물의 공비분을 제거했다.A cooling tube equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a water receiver was attached to a glass separable three-necked flask. 64.45 g (0.2 mol) of 3,4,3',4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride (hereinafter referred to as BTDA), 29.23 g (0.1 mol) of 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene , 1.5 g (0.015 mol) of valerolactone, 2.4 g (0.03 mol) of pyridine, 200 g of NMP, and 30 g of toluene were added, stirred at 200 rpm at room temperature under nitrogen atmosphere for 30 minutes, then heated to 180 ° C. and heated for 1 hour stirred. During the reaction, the azeotrope of toluene-water was removed.

실온에 냉각 후, BTDA 48.33g(0.15몰), 5,7-디아미노-1,1,4,6-테트라메틸인단 51.08g(0.25몰)(N-에 대하여 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민), NMP 360g, 톨루엔 90g을 첨가하고, 실온에서 30분 교반한 후, 180℃로 승온하여, 1시간 가열 교반했다. 물-톨루엔의 공비의 환류물을 계외로 제거하면서, 180℃에서 2시간 30분 가열 교반해서 반응을 종료했다. 얻어진 생성물에 NMP를 첨가해서 희석하고, 고형분 20중량%의 블록 공중합 폴리이미드 용액을 얻었다.After cooling to room temperature, 48.33 g (0.15 mol) of BTDA, 51.08 g (0.25 mol) of 5,7-diamino-1,1,4,6-tetramethylindane (aromatic diamine having an alkyl group ortho to N-) ), NMP360g, and toluene 90g were added, and after stirring at room temperature for 30 minutes, it heated up at 180 degreeC, and heat-stirred for 1 hour. The reaction was terminated by heating and stirring at 180°C for 2 hours and 30 minutes while removing the azeotropic reflux of water-toluene out of the system. NMP was added and diluted to the obtained product, and the block copolymerization polyimide solution of 20 weight% of solid content was obtained.

합성 실시예 3Synthesis Example 3

유리제의 세퍼러블 3구 플라스크에, 교반기, 질소 도입관, 및 수분 수용기를 구비한 냉각관을 부착했다. 3,4,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 디무수물(이하BTDA라고 한다) 64.45g(0.2몰), 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠 29.23g(0.1몰), 발레로락톤 1.5g(0.015몰), 피리딘 2.4g(0.03몰), NMP 200g, 톨루엔 30g을 투입하고, 실온에서 질소 분위기 하, 200rpm으로 30분 교반한 후, 180℃로 승온해서 1시간 가열 교반했다. 반응 중, 톨루엔-물의 공비분을 제거했다.A cooling tube equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a water receiver was attached to a glass separable three-necked flask. 64.45 g (0.2 mol) of 3,4,3',4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride (hereinafter referred to as BTDA), 29.23 g (0.1 mol) of 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene , 1.5 g (0.015 mol) of valerolactone, 2.4 g (0.03 mol) of pyridine, 200 g of NMP, and 30 g of toluene were added, stirred at 200 rpm at room temperature under nitrogen atmosphere for 30 minutes, then heated to 180 ° C. and heated for 1 hour stirred. During the reaction, the azeotrope of toluene-water was removed.

실온에 냉각 후, 3,4,3',4'-비페닐테트라카르복실산 디무수물 44.13g(0.15몰), 2,4-디에틸-6-메틸-1,3-벤젠디아민 44.57g(0.25몰)(N-에 대하여 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민), NMP 360g, 톨루엔 90g을 첨가하고, 실온에서 30분 교반한 후, 180℃로 승온하여, 1시간 가열 교반했다. 물-톨루엔의 공비의 환류물을 계외로 제거하면서, 180℃에서 2시간 30분 가열 교반해서 반응을 종료했다. 얻어진 생성물에 NMP를 첨가해서 희석하고, 고형분 20중량%의 블록 공중합 폴리이미드 용액을 얻었다.After cooling to room temperature, 44.13 g (0.15 mol) of 3,4,3',4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 44.57 g of 2,4-diethyl-6-methyl-1,3-benzenediamine ( 0.25 mol) (aromatic diamine having an alkyl group at the ortho position with respect to N-), 360 g of NMP, and 90 g of toluene were added, stirred at room temperature for 30 minutes, then heated to 180° C., and heated and stirred for 1 hour. The reaction was terminated by heating and stirring at 180°C for 2 hours and 30 minutes while removing the water-toluene azeotropic reflux from the system. NMP was added and diluted to the obtained product, and the block copolymerization polyimide solution of 20 weight% of solid content was obtained.

합성 실시예 4Synthesis Example 4

유리제의 세퍼러블 3구 플라스크에, 교반기, 질소 도입관, 및 수분 수용기를 구비한 냉각관을 부착했다. 3,4,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 디무수물(이하BTDA라고 한다) 64.45g(0.2몰), 5-아미노-1-(4'-아미노페닐)-1,3,3-트리메틸인단 26.64g(0.1몰)(페닐인단 구조 함유 방향족 디아민), 발레로락톤 1.5g(0.015몰), 피리딘 2.4g(0.03몰), NMP 200g, 톨루엔 30g을 투입하고, 실온에서 질소 분위기 하, 200rpm으로 30분 교반한 후, 180℃로 승온해서 1시간 가열 교반했다. 반응 중, 톨루엔-물의 공비분을 제거했다.A cooling tube equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a water receiver was attached to a glass separable three-necked flask. 3,4,3',4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride (hereinafter referred to as BTDA) 64.45 g (0.2 mol), 5-amino-1-(4'-aminophenyl)-1,3,3 - 26.64 g (0.1 mol) of trimethylindane (aromatic diamine containing phenylindane structure), 1.5 g (0.015 mol) of valerolactone, 2.4 g (0.03 mol) of pyridine, 200 g of NMP, and 30 g of toluene were added, and under a nitrogen atmosphere at room temperature , after stirring at 200 rpm for 30 minutes, the temperature was raised to 180° C. and the mixture was heated and stirred for 1 hour. During the reaction, the azeotrope of toluene-water was removed.

실온에 냉각 후, BTDA 48.33g(0.15몰), 5-아미노-1-(4'-아미노페닐)-1,3,3-트리메틸인단 66.60g(0.25몰), NMP 360g, 톨루엔 90g을 첨가하고, 실온에서 30분 교반한 후, 180℃로 승온하여 1시간 가열 교반했다. 물-톨루엔의 공비의 환류물을 계외로 제거하면서, 180℃에서 2시간 30분 가열 교반해서 반응을 종료했다. 얻어진 생성물에 NMP를 첨가해서 희석하고, 고형분 20중량%의 블록 공중합 폴리이미드 용액을 얻었다.After cooling to room temperature, 48.33 g (0.15 mol) of BTDA, 66.60 g (0.25 mol) of 5-amino-1-(4'-aminophenyl)-1,3,3-trimethylindane, 360 g of NMP, and 90 g of toluene were added. , after stirring at room temperature for 30 minutes, the temperature was raised to 180° C. and the mixture was heated and stirred for 1 hour. The reaction was terminated by heating and stirring at 180°C for 2 hours and 30 minutes while removing the water-toluene azeotropic reflux from the system. NMP was added and diluted to the obtained product, and the block copolymerization polyimide solution of 20 weight% of solid content was obtained.

합성 실시예 5Synthesis Example 5

유리제의 세퍼러블 3구 플라스크에, 교반기, 질소 도입관, 및 수분 수용기를 구비한 냉각관을 부착했다. 3,4,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 디무수물(이하BTDA라고 한다) 64.45g(0.2몰), 2,4-디아미노톨루엔 12.22g(0.1몰)(N-에 대하여 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민), 발레로락톤 1.5g(0.015몰), 피리딘 2.4g(0.03몰), NMP 200g, 톨루엔 30g을 투입하고, 실온에서 질소 분위기 하, 200rpm으로 30분 교반한 후, 180℃로 승온해서 1시간 가열 교반했다. 반응 중, 톨루엔-물의 공비분을 제거했다.A cooling tube equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a water receiver was attached to a glass separable three-necked flask. 64.45 g (0.2 mol) of 3,4,3',4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride (hereinafter referred to as BTDA), 12.22 g (0.1 mol) of 2,4-diaminotoluene (ortho to N- Aromatic diamine having an alkyl group at the position), valerolactone 1.5 g (0.015 mol), pyridine 2.4 g (0.03 mol), NMP 200 g, and toluene 30 g were added, and stirred at room temperature under nitrogen atmosphere at 200 rpm for 30 minutes at 200 rpm, It heated up to 180 degreeC and heat-stirred for 1 hour. During the reaction, the azeotrope of toluene-water was removed.

실온에 냉각 후, BTDA 48.33g(0.15몰), 5-아미노-1-(4'-아미노페닐)-1,3,3-트리메틸인단 66.60g(0.25몰), NMP 360g, 톨루엔 90g을 첨가하고, 실온에서 30분 교반한 후, 180℃로 승온하여, 1시간 가열 교반했다. 물-톨루엔의 공비의 환류물을 계외로 제거하면서, 180℃에서 2시간 30분 가열 교반해서 반응을 종료했다. 얻어진 생성물에 NMP를 첨가해서 희석하고, 고형분 20중량%의 블록 공중합 폴리이미드 용액을 얻었다.After cooling to room temperature, 48.33 g (0.15 mol) of BTDA, 66.60 g (0.25 mol) of 5-amino-1-(4'-aminophenyl)-1,3,3-trimethylindane, 360 g of NMP, and 90 g of toluene were added. , after stirring at room temperature for 30 minutes, the temperature was raised to 180°C, and the mixture was heated and stirred for 1 hour. The reaction was terminated by heating and stirring at 180°C for 2 hours and 30 minutes while removing the water-toluene azeotropic reflux from the system. NMP was added and diluted to the obtained product, and the block copolymerization polyimide solution of 20 weight% of solid content was obtained.

합성 실시예 6Synthesis Example 6

유리제의 세퍼러블 3구 플라스크에, 교반기, 질소 도입관, 및 수분 수용기를 구비한 냉각관을 부착했다. 3,4,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 디무수물(이하BTDA라고 한다) 64.45g(0.2몰), 5-아미노-1-(4'-아미노페닐)-1,3,3-트리메틸인단 15.98g(0.06몰), 1,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산 9.94g(0.04몰), 발레로락톤 1.5g(0.015몰), 피리딘 2.4g(0.03몰), NMP 200g, 톨루엔 30g을 투입하고, 실온에서 30분간 교반한 후, 180℃로 승온하여 1시간 교반했다. 반응 중, 톨루엔-물의 공비분을 제거했다.A cooling tube equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a water receiver was attached to a glass separable three-necked flask. 3,4,3',4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride (hereinafter referred to as BTDA) 64.45 g (0.2 mol), 5-amino-1-(4'-aminophenyl)-1,3,3 - Trimethylindane 15.98 g (0.06 mol), 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane 9.94 g (0.04 mol), valerolactone 1.5 g (0.015 mol), pyridine 2.4 g (0.03 mol), After adding NMP 200g and toluene 30g, and stirring at room temperature for 30 minutes, it heated up at 180 degreeC and stirred for 1 hour. During the reaction, the azeotrope of toluene-water was removed.

실온에 냉각 후, BTDA 48.33g(0.15몰), 5-아미노-1-(4'-아미노페닐)-1,3,3-트리메틸인단 66.60g(0.25몰), NMP 360g, 톨루엔 90g을 첨가하고, 실온에서 30분 교반한 후, 180℃로 승온하여 1시간 가열 교반했다. 물-톨루엔의 공비의 환류물을 계외로 제거하면서, 180℃에서 2시간 30분 가열 교반해서 반응을 종료했다. 얻어진 생성물에 NMP를 첨가해서 희석하고, 고형분 20중량%의 블록 공중합 폴리이미드 용액을 얻었다.After cooling to room temperature, 48.33 g (0.15 mol) of BTDA, 66.60 g (0.25 mol) of 5-amino-1-(4'-aminophenyl)-1,3,3-trimethylindane, 360 g of NMP, and 90 g of toluene were added. , after stirring at room temperature for 30 minutes, the temperature was raised to 180° C. and the mixture was heated and stirred for 1 hour. The reaction was terminated by heating and stirring at 180°C for 2 hours and 30 minutes while removing the water-toluene azeotropic reflux from the system. NMP was added and diluted to the obtained product, and the block copolymerization polyimide solution of 20 weight% of solid content was obtained.

합성 비교예 1Synthesis Comparative Example 1

유리제의 세퍼러블 3구 플라스크에, 교반기, 질소 도입관, 및 수분 수용기를 구비한 냉각관을 부착했다. 3,4,3',4'-비페닐테트라카르복실산 디무수물 58.84g(0.2몰), 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠 29.23g(0.1몰), 발레로락톤 1.5g(0.015몰), 피리딘 2.4g(0.03몰), NMP 200g, 톨루엔 30g을 투입하고, 실온에서 질소 분위기 하, 200rpm으로 30분 교반한 후, 180℃로 승온해서 1시간 가열 교반했다. 반응 중, 톨루엔-물의 공비분을 제거했다.A cooling tube equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a water receiver was attached to a glass separable three-necked flask. 58.84 g (0.2 mol) of 3,4,3',4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 29.23 g (0.1 mol) of 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1.5 g of valerolactone (0.015 mol), pyridine 2.4 g (0.03 mol), NMP 200 g, and toluene 30 g were added, stirred at 200 rpm at room temperature under nitrogen atmosphere for 30 minutes, and then heated to 180° C. and heated and stirred for 1 hour. During the reaction, the azeotrope of toluene-water was removed.

실온에 냉각 후, 3,4,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 디무수물 48.33g(0.15몰), 2,4-디에틸-6-메틸-1,3-벤젠디아민 44.57g(0.25몰)(N-에 대하여 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민), NMP 360g, 톨루엔 90g을 첨가하고, 실온에서 30분 교반한 후, 180℃로 승온하여 1시간 가열 교반했다. 물-톨루엔의 공비의 환류물을 계외로 제거하면서, 180℃에서 2시간 30분 가열 교반해서 반응을 종료했다. 얻어진 생성물에 NMP를 첨가해서 희석하고, 고형분 20중량%의 블록 공중합 폴리이미드 용액을 얻었다.After cooling to room temperature, 48.33 g (0.15 mol) of 3,4,3',4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 44.57 g of 2,4-diethyl-6-methyl-1,3-benzenediamine ( 0.25 mol) (aromatic diamine having an alkyl group ortho to N-), 360 g of NMP, and 90 g of toluene were added and stirred at room temperature for 30 minutes, then heated to 180° C. and stirred with heat for 1 hour. The reaction was terminated by heating and stirring at 180°C for 2 hours and 30 minutes while removing the azeotropic reflux of water-toluene out of the system. NMP was added and diluted to the obtained product, and the block copolymerization polyimide solution of 20 weight% of solid content was obtained.

합성 비교예 2Synthesis Comparative Example 2

유리제의 세퍼러블 3구 플라스크에, 교반기, 질소 도입관, 및 수분 수용기를 구비한 냉각관을 부착했다. 3,4,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 디무수물(이하BTDA라고 한다) 64.45g(0.2몰), 2,4-디아미노톨루엔 12.22g(0.1몰)(N-에 대하여 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민), 발레로락톤 1.5g(0.015몰), 피리딘 2.4g(0.03몰), NMP 200g, 톨루엔 30g을 투입하고, 실온에서 질소 분위기 하, 200rpm으로 30분 교반한 후, 180℃로 승온해서 1시간 가열 교반했다. 반응 중, 톨루엔-물의 공비분을 제거했다.A cooling tube equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a water receiver was attached to a glass separable three-necked flask. 64.45 g (0.2 mol) of 3,4,3',4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride (hereinafter referred to as BTDA), 12.22 g (0.1 mol) of 2,4-diaminotoluene (ortho to N- Aromatic diamine having an alkyl group at the position), valerolactone 1.5 g (0.015 mol), pyridine 2.4 g (0.03 mol), NMP 200 g, and toluene 30 g were added, and stirred at room temperature under nitrogen atmosphere at 200 rpm for 30 minutes at 200 rpm, It heated up to 180 degreeC and heat-stirred for 1 hour. During the reaction, the azeotrope of toluene-water was removed.

공냉 후, BTDA 48.33g(0.15몰), 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠 73.08g(0.25몰)(방향족 에테르 결합 함유 방향족 디아민), NMP 360g, 톨루엔 90g을 첨가하고, 실온에서 30분 교반한 후, 180℃로 승온하여 1시간 가열 교반했다. 물-톨루엔의 공비의 환류물을 계외로 제거하면서, 180℃에서 2시간 30분 가열 교반해서 반응을 종료했다. 얻어진 생성물에 NMP를 첨가해서 희석하고, 고형분 20중량%의 블록 공중합 폴리이미드 용액을 얻었다.After air cooling, 48.33 g (0.15 mol) of BTDA, 73.08 g (0.25 mol) of 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene (aromatic diamine containing an aromatic ether bond), 360 g of NMP, and 90 g of toluene were added, and the mixture was cooled to room temperature. After stirring for 30 minutes, it heated up to 180 degreeC and heat-stirred for 1 hour. The reaction was terminated by heating and stirring at 180°C for 2 hours and 30 minutes while removing the water-toluene azeotropic reflux from the system. NMP was added and diluted to the obtained product, and the block copolymerization polyimide solution of 20 weight% of solid content was obtained.

(감광성 폴리이미드 수지 조성물의 조제)(Preparation of photosensitive polyimide resin composition)

이하의 실시예 및 비교예에 있어서, 「부」는 「중량부」를 의미한다.In the following examples and comparative examples, "part" means "part by weight".

실시예 1~6Examples 1-6

합성 실시예 1~6의 블록 공중합 폴리이미드 용액(고형분 20중량%)500부에, 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-에틸시클로헥사논 20부, 9,10-디부톡시안트라센 1부, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란 1부, 5-메틸-1H-벤조트리알 0.1부, 1,3,5-트리스(4-트리에틸메틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온 1부를 첨가하고, 벤조산 메틸에 용해해서 고형분 20%의 감광성 수지 조성물로 했다.500 parts of block copolymer polyimide solutions of Synthesis Examples 1 to 6 (solid content 20 wt%), 2,6-di(4'-azidebenzal)-4-ethylcyclohexanone 20 parts, 9,10-di parts Toxanthracene 1 part, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane 1 part, 5-methyl-1H-benzotrial 0.1 part, 1,3,5-tris(4-triethylmethyl-3-hydroxy-2 1 part of ,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione was added and dissolved in methyl benzoate to obtain a photosensitive resin composition having a solid content of 20% did.

실시예 7Example 7

실시예 1(합성 실시예 1의 폴리이미드 용액을 사용)에 있어서, 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-에틸시클로헥사논 대신에 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-메틸시클로헥사논을 사용한 것 이외는 마찬가지의 방법을 이용해서 감광성 수지 조성물을 조제했다.In Example 1 (using the polyimide solution of Synthesis Example 1), 2,6-di(4'-a) instead of 2,6-di(4'-azidebenzal)-4-ethylcyclohexanone The photosensitive resin composition was prepared using the same method except having used zidbenzal)-4-methylcyclohexanone.

실시예 8Example 8

실시예 1(합성 실시예 1의 폴리이미드 용액을 사용)에 있어서, 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-에틸시클로헥사논 대신에 4,4'-디아지드벤잘아세토페논을 사용한 것 이외는 마찬가지의 방법을 이용해서 감광성 수지 조성물을 조제했다.In Example 1 (using the polyimide solution of Synthesis Example 1), 4,4'-diazidebenzalacetophenone instead of 2,6-di(4'-azidebenzal)-4-ethylcyclohexanone The photosensitive resin composition was prepared using the same method except having used.

실시예 9Example 9

실시예 1(합성 실시예 1의 폴리이미드 용액을 사용)에 있어서, YX-6954BH30(고분자 에폭시; 미쓰비시 케미컬사제) 16.7부, WPBG-300(광염기 발생제:후지필름 와코 준야쿠사제) 0.25부를 더 첨가한 것 이외는 마찬가지의 방법을 이용해서 감광성 수지 조성물을 조제했다.In Example 1 (using the polyimide solution of Synthesis Example 1), 16.7 parts of YX-6954BH30 (polymer epoxy; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 0.25 parts of WPBG-300 (photobase generator: manufactured by Fujifilm Wako Junyaku) Except having further added, the photosensitive resin composition was prepared using the same method.

실시예 10Example 10

실시예 1(합성 실시예 1의 폴리이미드 용액을 사용)에 있어서, TEPIC-VL(3관능 에폭시: 닛산 카가쿠 고교사제) 5부, WPBG-300(광염기 발생제: 후지필름 와코 준야쿠사제) 0.25부를 더 첨가한 것 이외는 마찬가지의 방법을 이용해서 감광성 수지 조성물을 조제했다.In Example 1 (using the polyimide solution of Synthesis Example 1), 5 parts of TEPIC-VL (trifunctional epoxy: manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), WPBG-300 (photobase generator: manufactured by FUJIFILM Wako Junyaku Co., Ltd.) ) The photosensitive resin composition was prepared using the same method except having added 0.25 part.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 7(합성 실시예 1의 폴리이미드 용액을 사용)에 있어서, 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-메틸시클로헥사논을 사용하지 않은 것 이외는 마찬가지의 방법을 이용해서 감광성 수지 조성물을 조제했다.In Example 7 (using the polyimide solution of Synthesis Example 1), the same method was used except that 2,6-di(4'-azidebenzal)-4-methylcyclohexanone was not used. Thus, the photosensitive resin composition was prepared.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 7(합성 실시예 1의 폴리이미드 용액을 사용)에 있어서, 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-메틸시클로헥사논을 20부 대신에 1.5부 사용한 것 이외는 마찬가지의 방법을 이용해서 감광성 수지 조성물을 조제했다.In Example 7 (using the polyimide solution of Synthesis Example 1), 2,6-di(4'-azidebenzal)-4-methylcyclohexanone was used instead of 20 parts, except that 1.5 parts was used The photosensitive resin composition was prepared using the method of

(폴리이미드 수지 조성물의 성능 평가)(Evaluation of performance of polyimide resin composition)

1. 기계적 강도, 열팽창 계수 및 5% 열중량 감소 온도1. Mechanical strength, coefficient of thermal expansion and 5% thermogravimetric reduction temperature

실시예 1~10 및 비교예 1~2에서 얻어진 수지 조성물을, 6인치 규소 웨이퍼에 최종 건조 후의 막두께가 15~17㎛로 되도록 스핀 코팅하고, 90℃ 360초간 프리베이킹을 행한 후, 고압 수은등을 사용해서, i선 환산으로 2,500mJ/㎠ 전체 파장 노광을 행하고, 시클로펜타논 용액에 120초간 침지한 후에, 200℃(또는 180℃)에서 90분간 가열 건조를 행하여 건조 수지막을 제작했다.The resin compositions obtained in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 2 were spin-coated on a 6-inch silicon wafer to a film thickness of 15 to 17 μm after final drying, and prebaked at 90° C. for 360 seconds, followed by a high-pressure mercury lamp 2,500 mJ/cm 2 full-wavelength exposure in i-line conversion, immersed in a cyclopentanone solution for 120 seconds, and then heat-dried at 200°C (or 180°C) for 90 minutes to prepare a dried resin film.

이 수지 건조막을 불화수소산에 의해 웨이퍼로부터 박리하고, 기계적 강도, 열팽창 계수 및 5% 열중량 감소 온도 측정용의 시험 샘플로 했다.This resin dried film was peeled off from the wafer with hydrofluoric acid, and it was set as the test sample for mechanical strength, thermal expansion coefficient, and 5% thermogravimetric decrease temperature measurement.

2. 밀착 강도2. Adhesion strength

상기에서 제작한 규소 웨이퍼 상에 형성한 건조 수지막을 사용한다.The dried resin film formed on the silicon wafer produced above is used.

(1) 시험면에 커터 나이프를 사용하여, 소지에 도달하는 11개의 칼자국을 내어 100개의 바둑판 눈을 만든다. 커터 가이드를 사용하여, 칼자국의 간격은 1㎜로 한다.(1) Using a cutter knife on the test surface, make 11 cut marks reaching the base to make 100 checkerboard eyes. Using a cutter guide, the interval between cuts is 1 mm.

(2) 바둑판 눈 부분에 셀로테이프(등록상표)를 강하게 압착시켜, 테이프의 끝을 45°의 각도로 한번에 떼고, 바둑판 눈의 상태를 표준도와 비교해서 평가한다. 상태와 HAST(80℃×85%RH)에 있어서의 240시간 후의 밀착 강도를 판정한다.(2) The cello-tape (registered trademark) is strongly pressed on the checkerboard part, the ends of the tape are removed at a time at an angle of 45°, and the condition of the checkerboard is evaluated by comparing it with the standard diagram. The adhesion strength after 240 hours in a state and HAST (80 degreeC x 85 %RH) is judged.

3. 잔막률3. Remaining film rate

실시예 1~10 및 비교예 1~2에서 얻어진 수지 조성물을, 6인치 규소 웨이퍼에 최종 건조 후의 막두께가 5~7㎛ 및 10~12㎛로 되도록 스핀 코팅하고, 90℃에서 240초간 및 90℃에서 300초간 프리베이킹을 행한 후에 막후계로 두께(t1)를 측정한다. 이어서 고압 수은등을 사용하여, i선 환산으로 1,000(또는 2,500)mJ/㎠ 전체 파장 노광을 행하고, 시클로펜타논 용액에 120초간 침지한 후에 막후계로 두께(t2)를 측정한다. 또한, 200℃(또는 180℃)에서 90분간 가열 건조를 행하고, 그 후에 막후계로 두께(t3)를 측정한다. 이들 측정값으로부터, t2/t1, t3/t1 및 t3/t2를 계산하여 잔막률로 했다.The resin compositions obtained in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 2 were spin-coated on a 6-inch silicon wafer so that the film thicknesses after final drying were 5 to 7 µm and 10 to 12 µm, and 90° C. for 240 seconds and 90 After pre-baking at ℃ for 300 seconds, the thickness (t 1 ) is measured with a film thickness meter. Then, using a high-pressure mercury lamp, 1,000 (or 2,500) mJ/cm 2 full-wavelength exposure is performed in i-line conversion, and after immersion in a cyclopentanone solution for 120 seconds, the thickness (t 2 ) is measured with a film thickness meter. Moreover, heat-drying is performed at 200 degreeC (or 180 degreeC) for 90 minutes, and thickness (t3) is measured with a film thickness meter after that. From these measured values, t 2 /t 1 , t 3 /t 1 , and t 3 /t 2 were calculated and set as the remaining film rates.

4. 노광·현상성4. Exposure and developability

패턴 평가는 이하의 방법에 의해 행했다.Pattern evaluation was performed with the following method.

(1) 해상도(1) Resolution

실시예 1~10 및 비교예 1~2에서 얻어진 수지 조성물을 6인치의 규소 웨이퍼 상에 적하해서 30초간 회전 도포하고, 이어서, 90℃의 핫플레이트에서 240초간 프리베이킹했다. 이 때, 베이킹 후의 막두께가 약 6~8㎛로 되도록 도포 회전을 조절했다. 이어서, 고압 수은등을 사용하여 노광했다. i선으로 측정한 노광량은 1,000mJ/㎠였다. 그 후, 시클로펜타논으로 현상하고, 이어서 린스하고 나서 200℃ (또는 180℃)에서 90분간 가열 건조했다. L/S=5/5, 10/10, 15/15, 20/20, 30/30, 50/50㎛, 정방형 비아홀 패턴 10, 15, 20, 30, 40, 50㎛ 중 해상하고 있는 최소의 것을 해상도로 했다.The resin compositions obtained in Examples 1-10 and Comparative Examples 1-2 were dripped on a 6-inch silicon wafer, spin-coated for 30 seconds, and then, prebaked on a 90 degreeC hotplate for 240 second. At this time, the coating rotation was adjusted so that the film thickness after baking might be set to about 6-8 micrometers. Then, exposure was performed using a high-pressure mercury lamp. The exposure dose measured by the i-line was 1,000 mJ/cm 2 . After that, it developed with cyclopentanone, rinsed, and heat-dried at 200 degreeC (or 180 degreeC) for 90 minutes. L/S=5/5, 10/10, 15/15, 20/20, 30/30, 50/50㎛, the smallest resolution among square via hole patterns 10, 15, 20, 30, 40, 50㎛ was the resolution.

(2) 패턴 엣지 잔사, 크랙(2) Pattern edge residue, cracks

상기 (1)과 마찬가지의 방법으로 패턴 가공을 행하고, 우선, 현상 후의 막 표면에 이상이 없는지를 육안으로 관찰했다. 이어서, 광학 현미경으로 15㎛의 정방형 비아홀 패턴을 관찰하고, 패턴의 코너에에 금이 가 있을 경우를 크랙 있음으로 했다. 또한, L/S=15/15의 패턴 엣지를 관찰하여, 현상 잔류물이 발생하고 있는 경우를 잔사 있음으로 했다.Pattern processing was performed by the method similar to said (1), and it visually observed whether there was any abnormality in the film|membrane surface after image development first. Next, a 15-micrometer square via-hole pattern was observed with an optical microscope, and the case where there was a crack in the corner of a pattern was set as the presence of a crack. Moreover, the pattern edge of L/S=15/15 was observed, and the case where the development residue generate|occur|produced was set as the presence of a residue.

실시예 1~10 및 비교예 1~2에서 얻어진 수지 조성물의 평가 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타낸다. 비교예 1~2에서 얻어진 수지 조성물은, 잔막률 및 노광 현상성의 평가에 있어서, 노광 후에 시클로펜타논 용액에 침지시키면 막이 용해되었다. 이 결과는, 비교예 1~2에서 얻어진 수지 조성물은, 광가교 후에 양호한 용제 불용성을 구비하고 있지 않았던 것을 나타내고 있다. 그 때문에, 비교예 1~2에서 얻어진 수지 조성물의 Tg, 열팽창 계수, 5% 열중량 감소 온도, 기계 강도, 밀착 강도는, 수지 조성물을 시클로펜타논 용액에 침지시키지 않고 샘플을 제작해 평가를 행했다. 한편, 실시예 1~10에서 얻어진 수지 조성물은, 현상시의 용제 가용성과 광가교 후의 용제 불용성의 양방을 구비함과 아울러, 양호한 막 물성과 높은 감도를 달성한 것을 알 수 있다.The evaluation results of the resin compositions obtained in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 2 are shown in Tables 1 and 2 below. The resin composition obtained in Comparative Examples 1-2 was immersed in the cyclopentanone solution after exposure in evaluation of a residual-film rate and exposure developability, and the film|membrane melt|dissolved. This result has shown that the resin composition obtained by Comparative Examples 1-2 was not equipped with favorable solvent insolubility after photocrosslinking. Therefore, Tg, coefficient of thermal expansion, 5% thermogravimetric decrease temperature, mechanical strength, and adhesion strength of the resin composition obtained in Comparative Examples 1 and 2 were evaluated by making a sample without immersing the resin composition in a cyclopentanone solution. . On the other hand, while the resin composition obtained in Examples 1-10 is equipped with both the solvent solubility at the time of image development and the solvent insolubility after photocrosslinking, it turns out that favorable film|membrane physical property and high sensitivity were achieved.

Figure pct00009
Figure pct00009

Figure pct00010
Figure pct00010

(산업상의 이용 가능성)(Industrial Applicability)

본 발명의 네거티브형 감광성 폴리이미드 수지 조성물은, 예를 들면, FO-WLP, WLP 등의 반도체 패키지, 박막 자기 헤드, 박막 인덕터, 커먼 모드 쵸크 코일 등의 박막 자기 소자 등의 전자 소자, TFT 액정 소자, 컬러 필터 소자, 유기 EL 소자 등의 표시 소자 및 유기 다층 배선 기판 등의 제조에 유용하며, 감광성 재료의 분야에서 적합하게 이용할 수 있다.The negative photosensitive polyimide resin composition of the present invention is, for example, a semiconductor package such as FO-WLP or WLP, a thin film magnetic element such as a thin film magnetic head, a thin film inductor, a common mode choke coil, etc. Electronic elements such as a TFT liquid crystal element It is useful for manufacturing display elements, such as a color filter element, an organic electroluminescent element, and an organic multilayer wiring board, etc., and can be used suitably in the field|area of a photosensitive material.

Claims (7)

(A) 용제 가용성 폴리이미드 및 (B) 디아지드 화합물을 필수 성분으로서 함유하는 감광성 폴리이미드 수지 조성물로서,
상기 (A) 용제 가용성 폴리이미드가, (a) 벤조페논 구조를 갖는 방향족 테트라카르복실산 이무수물 잔기와, (b) 아미노기의 오르토 위치에 알킬기를 갖는 방향족 디아민, 인단 구조를 갖는 방향족 디아민, 및 폴리실록산 구조를 갖는 디아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 디아민의 잔기를 주쇄 중에 갖는 블록 공중합체이며,
상기 (B) 디아지드 화합물의 함유량이 상기 (A) 용제 가용성 폴리이미드 100중량부에 대하여 2.0~150중량부인 감광성 폴리이미드 수지 조성물.
A photosensitive polyimide resin composition comprising (A) a solvent-soluble polyimide and (B) a diazide compound as essential components,
(A) the solvent-soluble polyimide is (a) an aromatic tetracarboxylic dianhydride residue having a benzophenone structure, (b) an aromatic diamine having an alkyl group at the ortho position of the amino group, an aromatic diamine having an indane structure, and It is a block copolymer having in the main chain the residue of at least one diamine selected from the group consisting of diamines having a polysiloxane structure,
The photosensitive polyimide resin composition in which content of the said (B) diazide compound is 2.0-150 weight part with respect to 100 weight part of said (A) solvent-soluble polyimides.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 1종의 디아민의 잔기가 페닐인단 구조를 갖는 방향족 디아민의 잔기인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
The method of claim 1,
The resin composition characterized in that the residue of the at least one diamine is a residue of an aromatic diamine having a phenylindane structure.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 (B) 디아지드 화합물이 2,6-디(4'-아지드벤잘)-4-에틸시클로헥사논인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
3. The method of claim 1 or 2,
(B) The resin composition, characterized in that the diazide compound is 2,6-di(4'-azidebenzal)-4-ethylcyclohexanone.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감광성 폴리이미드 수지 조성물이 (C) 에폭시 수지와 (D) 광염기 발생제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The said photosensitive polyimide resin composition further contains (C) an epoxy resin and (D) a photobase generator, The resin composition characterized by the above-mentioned.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감광성 폴리이미드 수지 조성물이 네거티브형 용제 현상 조성물인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The said photosensitive polyimide resin composition is a negative solvent developing composition, The resin composition characterized by the above-mentioned.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물로 피복한 기판을 자외선 조사에 의해 노광하고, 미노광부를 현상 제거하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.A pattern forming method characterized by exposing the substrate coated with the resin composition according to any one of claims 1 to 5 to ultraviolet irradiation, and developing and removing the unexposed portion. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물을 사용해서 형성된 층간 절연막, 패시베이션막 또는 표면 보호막을 갖는 반도체 패키지, 전자 소자, 표시 소자 또는 유기 다층 배선 기판.A semiconductor package, an electronic element, a display element, or an organic multilayer wiring board having an interlayer insulating film, a passivation film, or a surface protective film formed using the resin composition according to any one of claims 1 to 5.
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