[發明專利]一種離子型負性光敏聚酰亞胺材料的制備方法

無效

• 申請號: 201310503208.0
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103554494A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 路慶華;閔瑞
• 申請（專利權）人: 倚頓新材料（蘇州）有限公司
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;G03F7/038
• 代理公司: 上海卓陽知識產權代理事務所(普通合伙) 31262
• 代理人: 巫蓓麗

技術領域

本發明涉及聚酰亞胺材料，具體地說，涉及一種離子型負性光敏聚酰亞胺材料的制備方法。

背景技術

聚酰亞胺（polyimide，PI）是指主鏈上含有酰亞胺環的一類聚合物，一般由芳香二胺和脂肪二酐或者芳香二酐縮聚而成。由于其半梯形和梯形的主鏈結構、芳環的共振作用，使其具有優秀的熱穩定性、化學穩定性、電絕緣性以及高的機械強度，成為具有廣泛應用的高性能材料。此外，它還具有與基板良好的粘附性，以及與半導體工藝良好的匹配性等特點，因此近些年來被廣泛應用于微電子領域，作為微電子器件的絕緣層、鈍化層或者應力緩沖層。

光敏聚酰亞胺（photosensitive?polyimide，PSPI）一般是指對紫外光、X射線、電子束等輻射線敏感，可以通過掩膜板曝光，導致曝光區和非曝光區溶解度的差異以實現圖案化，從而簡化復雜的加工工藝的功能聚酰亞胺。與非光敏性聚酰亞胺比較，光敏聚酰亞胺的光刻制圖工藝過程更簡單，有利于提高成品率，降低生產成本。

現有的光敏聚酰亞胺的制備方法大多數采用共價鍵合成方法，其步驟相當繁瑣，分子量不易控制。有些合成工藝工程會引入氯離子，給半導體工藝應用到來麻煩。因此亟需一種反應步驟簡單、產率高、適于產業化的制備方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種離子型負性光敏聚酰亞胺材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種離子型負性光敏聚酰亞胺材料的制備方法，包括以下步驟：

a）采用正加料法，即先加芳香二胺，再加芳香四二酸酐：將芳香二胺溶于適量有機溶劑中，待其完全溶解后，以固態懸浮聚合方式加入芳香四二酸酐，機械攪拌，室溫反應得聚酰胺酸溶液，其中所述的芳香二胺與芳香四二酸酐物質的量比例為?1:1.04-1:1.06；

b）避光條件下，在步驟a）所得聚酰胺酸溶液中加入光敏叔胺小分子，機械攪拌，室溫反應得離子型負性光敏聚酰亞胺膠液，其中所述的光敏叔胺小分子與步驟a）中芳香二胺的物質的量比例為2.1∶1；

上述步驟a）和步驟b）的反應過程中，加入適當量的有機溶劑以保證體系固含量在10%-20%之間。

所述的芳香二胺選自4,4’-二氨基二苯醚。

所述的芳香四二酸酐選自3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、均苯四甲酸酐或4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐。

所述的光敏叔胺小分子選自甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯或丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯。

所述的有機溶劑選自N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或二甲基亞砜（DMSO）。

步驟a）的反應時間為6~8小時。

步驟b）的反應時間為3~5小時。

所述的體系固含量為15%。

本發明制備的離子型光敏聚酰亞胺具有下述化學結構：

其中：

AR₁選自?，???，????，

，??，?，

??或???；

AR₂選自，??，，??，???，???，，，?，??或???；

R選自?或；

R^*選自?，?，

?，????，?或。

本發明優點在于：

1、本發明以芳香四酸二酐和芳香二胺為原料進行聚合，得到聚酰亞胺的前驅體——聚酰胺酸，然后加入小分子光敏叔胺類物質，使光敏叔胺與聚酰胺酸主鏈形成離子型鍵接，最終得到具有負性光敏性能的功能型聚酰亞胺材料，該方法反應步驟簡潔，產率相當高，接近100%，生產過程高度可控，適于產業化；

2、本發明在反應過程中將固含量控制在10%到20%之間，顯著有利于膠液的旋涂及均勻分布，固含量過高或者過低都會對膠液的旋涂及均勻分布不利，而膠液的均勻分布是前烘然后曝光顯影的基礎；

3、本發明加料采用正加料法，即先加芳香二胺再加芳香四二酸酐，有效抑制了芳香四二酸酐在溶劑中的水解，有利于生成聚合度更高的產物，使體系粘度更高；

4、本發明在反應中采用固態懸浮聚合方式加入芳香四二酸酐，減少了芳香四二酸酐與溶劑間的締合作用，從而特性粘度更高，利于生成聚合度更高的產物，也便于統一操作和大規模生產。

附圖說明

圖1是實施例1離子型負性光敏聚酰亞胺合成示意圖。