[发明专利]含硅氨链结构的正性光敏聚酰亚胺及其制备方法

说明书

技术领域

含硅氨链结构的正性光敏聚酰亚胺及其制备方法，属于材料技术领域，涉及高耐热感光功能高分子材料及制备方法。

背景技术

光敏聚酰亚胺优异的热稳定性、力学稳定性和化学稳定性以及良好的电气绝缘性能和感光性能，使其作为射线屏蔽材料、牺牲层材料、绝缘介质材料、缓冲材料、液晶定向材料、非线性光学材料、光波导材料、离子注入掩膜等高分子功能材料和工艺材料，被广泛应用于光学器件、光电子器件、微电子器件及相应的器件加工工艺。光敏聚酰亚胺以光刻后形成的图形与掩膜图形相同或相反而分为正性和负性两种。正性光敏聚酰亚胺因分辨率更高、可用水溶液显影而更能满足高速发展的微加工技术要求。因此，近年来正性光敏聚酰亚胺的研究开发受到了广泛重视，发展非常迅速。

较早提出正性光敏聚酰亚胺的是一份1978年的美国专利(F.J.Loprest，US4093461)，它由聚酰胺酸与邻重氮萘醌按一定比例配制而成。其实这是一个光敏剂与聚酰胺酸的混合物，光敏基团与聚酰胺酸之间并无化学键结合，曝光区与非曝光区聚酰胺酸的溶解性并无太大差别，因此分辨率较差约为2～4μm，光刻图形较模糊。

在此基础上人们做了大量的改进研究。一种是以邻重氮萘醌磺酸酯代替邻重氮萘醌作为光敏剂的混合型正性光敏聚酰亚胺(R.Hayase，J.Appl.Polym.Sci，1994，51：1971～1075；J.M.Cech，Polym.Eng.Sci，1992，32(21)：1646；Kosuke Morita，Kazuya Ebara，Yuji Shibasaki，et al.J.Polymer，2003，44(20)：6235～6239；Takafumi fukushima，Katsumoto Hosokawa，Toshiyuki Oyama，et al.J.Polym Sci，2001，A39：934～946；张春华，杨正华，王彤等，ZL200410011390、ZL200510119115等)。这仍然是混合物光敏聚酰亚胺，但邻重氮萘醌磺酸酯中的有机基团与聚酰胺酸之间的分子间作用力较大，使得曝光区与非曝光区聚酰胺酸的溶解性差异增加，分辨率也得到一定程度的改善，但未能从根本上解决分辨率差的问题。另一种是结构型正性光敏聚酰亚胺(Toshikikv Omote，Macromolecules，1990，23：4796；FujifilmElectronic Materials U.S.A.，Inc，AP2210B型正性光敏聚酰亚胺；Toray Industries，Inc，PW-1500型正性光敏聚酰亚胺等)。这是光敏基团与聚酰胺酸或聚酰亚胺有共价键结合的化合物光敏聚酰亚胺，曝光区与非曝光区的溶解性差异极大，分辨率可达到1μm。但分子侧链上庞大的刚性邻重氮萘醌磺酸酯基团使得聚酰胺酸或聚酰亚胺在SiN、AlN等基片上的附着力较小、成膜性较差，受热时涂膜易起泡甚至龟裂。

因此，研究、开发分辨率高、附着力强、成膜性好的新型正性光敏聚酰亚胺具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种正性光敏聚酰亚胺及其制备方法。按照本发明得到的光敏聚酰亚胺，具有分辨率高、附着力强、成膜性好和高耐热、高灵敏度等特点。

本发明提供的含硅氨链结构的正性光敏聚酰亚胺，是一种主体材料由不同聚合度侧链含光敏基团的聚酰胺酸构成的有机纤维状聚合物材料，所述光敏聚酰亚胺的结构式为：

其中n≥10；R₁为H、CH₃、C₂H₅、C₃H₇或C₆H₅；R₂为H、CH₃、C₂H₅、C₃H₇或C₆H₅；Ar₁为或Ar₂为或

本发明所述的含硅氨链结构的正性光敏聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：

步骤1.配制四羧酸二酐溶液。室温、N₂气保护及搅拌条件下，将四羧酸二酐加入有机溶剂或混合有机溶剂中，搅拌至固体物完全溶解。

步骤2.配制二胺溶液。室温、N₂气保护及搅拌条件下，将二胺加入有机溶剂或混合有机溶剂中，搅拌至固体物完全溶解。