[发明专利]一种含羧基的树脂酸金、负性光刻有机金浆料及其制备方法

说明书

一种含羧基的树脂酸金，如化学式（iii），其是由甲基丙烯酸和2‑甲基‑2‑丙烯酸噻喃基甲基酯的共聚物与四氯金酸铵反应制得；进一步的，按质量份数计，将35~60份含羧基的树脂酸金、10~25份的光敏单体、1~5份的光引发剂、20~40份的有机溶剂、1~4份的有机金属盐和0.01~0.1份的阻聚剂溶解混合均匀得到负性光刻有机金浆料；该有机金浆料经过印刷、流平、预烘、曝光、显影、干燥、烧结后形成精细的导电线路，可用于高分辨和小型化的集成电路和元器件中。

技术领域

本发明属于集成电路制造业用电子浆料技术领域，涉及一种含羧基的树脂酸金、负性光刻有机金浆料及其制备方法。

背景技术

微电子产品小型化、轻量化的要求，促使电子封装技术向高集成度、高封装密度的方向发展，这就要求电路中导体线条和线间距越来越小、分辨率越来越高。丝网印刷的极限分辨率为40~50µm，如何升级印刷工艺达到更高的精度和分辨率将会成为产业最重要的技术高地。研究者发现将光刻技术与印刷工艺相结合是提高电极精度的有效的解决方案。方案之一是先将浆料烧结在基底上，随后在其表面覆盖光刻胶，经过光刻工艺等一系列流程得到精细的电极图形（一种通过光刻工艺实现细线宽的厚膜布线技术[J].微电子学,2002(06):435-437）。另一种方案则是直接赋予了浆料光刻胶的性能，将感光金属浆料均匀涂抹在板上后，用光刻形成所需的图案，最后烧结形成图案（CN201080027528.8）。相对于先烧结后光刻的方案，能够直接进行光刻的感光浆料更具优势。目前，光刻工艺较多的应用于厚膜浆料中。

有机金浆料（曾被称为黄金水）以树脂酸金为主，配合相关金属盐添加剂，再搭配有机载体制成。有机金浆料曾被用于玻璃和陶瓷的装饰，随着电子工业的发展，其作为导电的功能逐渐被挖掘。有机金浆料印刷、烧结后，形成亚微米级的金膜层。相比于厚膜金浆，有机金浆料可节约贵金属，且工艺简便，印刷质量好，生产成本低。然而，目前广泛使用的有机金浆料多数通过丝网印刷的方式使用，如上所述的，该工艺在应用于更小尺寸的元件上会遇到瓶颈和挑战。有文献（贵金属,1996,17(3):38-39）采用先烧结后光刻的工艺使得有机金浆料印刷的线路达到了小于50µm的分辨率。但是，从实用性的角度考虑，亟需开发自身具有光刻性能的感光有机金浆料。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提供一种含羧基的树脂酸金、负性光刻有机金浆料及其制备方法。本发明公开的有机金浆料经曝光后在曝光区域发生交联反应，而未曝光区域可以被碱性显影液洗脱。显影后曝光区域的图案得以保留，属于负性光刻。将光刻后的图案烧结则得到了精细的导电线路。

具体的说，本发明的第一方面，是提供了一种含羧基的树脂酸金，化学式如（iii）所示：其中，n₁、n₂、n₃的和为50~300的整数，n₁与n₂、n₃的和的比值为1：9~5：5，其中，n₂可以为0，n₂和n₃的比值为0：10~7：3。

本发明的第二方面，是提供了一种本发明第一方面所述的含羧基树脂酸金的制备方法，在一个优选的方案中，制备过程包括如下步骤：

步骤1：制备2-甲基-2-丙烯酸噻喃基甲基酯，其化学式如（i）所示：将硫氰化钾溶解在水中，滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯的乙醇溶液，反应结束后用萃取剂萃取反应液，萃取液经过洗涤干燥之后，经柱色谱提纯得到（i）；步骤2：制备甲基丙烯酸和2-甲基-2-丙烯酸噻喃基甲基酯的共聚物，其化学式如（ii）所示：将甲基丙烯酸和2-甲基-2-丙烯酸噻喃基甲基酯溶解在甲苯中，滴加偶氮二异丁基的甲苯溶液，80℃反应，反应过程中通氮气保护，反应结束后将反应液倾入甲醇中，过滤、洗涤、干燥得到（ii），其中，其中，n₁与n₂的和为50~300之间的整数，n₁与n₂的比值为10：90~50：50；