【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光刻胶材料，特别涉及一种光敏聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺组合物及其制备方法。
技术介绍
1、光敏聚酰亚胺(photosensitive polyimide,pspi)是一类对紫外光、x-射线、电子束或离子束等较为敏感、可发生光化学反应的聚酰亚胺。当pspi用作光刻胶时，在曝光区发生光化学反应，从而导致曝光区与非曝光区内的pspi在显影液中溶解度产生显著差异，显影后形成光刻图案。相比于传统光刻胶，pspi光刻胶经光刻图案化后直接形成器件所需的介电绝缘层，避免了传统光刻胶在图案转移至基板材料后需要被反复刻蚀去除的繁琐工艺，因而具有节约成本、简化工艺、提高图案精度等优势，广泛应用于柔性显示薄膜晶体管(tft)的表面平坦化层和支撑层、像素定义层(pdl)，以及半导体制造的再布线层和层间绝缘等领域，是国家亟需的新材料之一。
2、按照光反应机理的不同，pspi可分为负性和正性pspi，前者经曝光后发生交联固化抑制溶解，未感光部分溶解，多使用有机溶剂显影，而后者经曝光后促进溶解，未感光部分显影后仍留在基底表面，一般使用碱性水溶液显影。最早商业化的pspi光刻胶主要是负性pspi，其通过酯化或离子化反应在大分子链上引入甲基丙烯酸酯类光敏基团，形成聚酰胺酯或聚酰胺酸盐，经曝光后发生交联反应。与正性pspi相比，负性pspi具有与基底间粘附力强、灵敏度高等优势，但也存在明显的缺点，如酯型及盐型负性pspi显影后需经过热亚胺化反应(>350℃)才能得到稳定的图案化薄膜，该热处理工艺中大量溶剂及副产物的挥发易造成留膜率低(～5
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种光敏聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺组合物及其制备方法，以克服现有技术中pspi树脂无法兼具高分辨率、低介电常数、低膨胀系数和高粘结性的缺陷。
2、本专利技术提供一种光敏聚酰亚胺树脂，其分子结构如下所示：
3、
4、其中，x结构源自氨基化超支化聚硅氧烷或其衍生物，y结构源自含光敏单元的二胺单体，ar结构源自二酐单体；重复单元m:n的摩尔比为0.5:9.5～3:7。
5、优选地，所述x结构来源于氨基化超支化聚硅氧烷nh2-hbpsi、含三氟甲基的氨基化超支化聚硅氧烷nh2-cf3-hbpsi中的一种。
6、优选地，所述氨基化超支化聚硅氧烷的支化度为0.5～0.9，表面氨基含量为0.1-0.4mmol/g。
7、优选地，所述y结构为如下结构中的一种：
8、
9、式中，r基团为如下结构中的一种：
10、
11、优选地，所述y结构中二胺单体为3,5-二氨基苯甲酸(daba)、4,4’-二氨基联苯-2,2-二羧酸(2,2’-dcb)、4,4’-二胺基-3,3’-二羧基三联苯(4,4’-dtda)中的一种。
12、优选地，所述ar结构为如下结构中的一种：
13、
14、优选地，所述二酐单体为环丁烷四甲酸二酐(cbda)、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐(hpmda)、双酚a型二醚二酐(bpada)、均苯四甲酸酐(pmda)、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(bpda)、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐(odpa)、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐(btda)、3,3,4,4-二苯基砜四羧酸二酸酐(dsda)或六氟二酐(6fda)中的一种。
15、本专利技术提供一种光敏聚酰亚胺树脂的制备方法，包括如下步骤：
16、(1)在氮气保护下，将氨基化超支化聚硅氧烷和二胺单体溶解在非质子极性溶剂中，充分搅拌，混合均匀；继而向反应体系中加入与氨基化超支化聚硅氧烷和二胺单体之和等摩尔量的二酐单体，在0～5℃下充分搅拌反应20-28h得到透明的粘稠状聚酰亚胺前驱体溶液；
17、(2)在氮气保护下，向步骤(1)反应液中加入与二胺单体等摩尔量的含光敏单元的化合物及催化剂，并在60-80℃反应4-8h，合成光敏聚酰亚胺树脂。
18、优选地，所述步骤(1)中的反应体系中反应物固含量为10wt％-20wt％。
19、优选地，所述步骤(1)中的非质子极性溶剂为n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或二甲基亚砜(dmso)中的一种。
20、优选地，所述步骤(2)中的含光敏单元的化合物为甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯或肉桂醇中的一种。
21、优选地，所述步骤(2)中的催化剂为三乙烯二胺，加入量为1wt％-3wt％。
22、本专利技术提供一种光敏聚酰亚胺树脂组合物，包括上述光敏聚酰亚胺树脂以及引发剂、活性稀释剂。
23、优选地，所述引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(irgacure 819)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(irgacure 1173)、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(tpo)中的一种；所述活性稀释剂为1-乙烯基-2-吡咯烷酮(nvp)、丙烯酸丁酯(ba)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(hdda)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(tpgda)中的一种。
24、更优选地，引发剂为irgacure 819和irgacure 1173中的一种。
25、更优选地，活性稀释剂为nvp和tpgda中的一种。
26、优选地，所述的光敏聚酰亚胺树脂组合物中引发剂的含量为1wt％-5wt％，活性稀释剂的含量为10wt％-20wt％。
27、更优选地，所述引发剂的含量为3wt％，活性稀释剂的含量为10wt％。
28、本专利技术还提供一种光敏聚酰亚胺树脂组合物的制备方法，包括如下步骤：在氮气保护下，向光敏聚酰亚胺树脂中添加引发剂和活性稀释剂，充分搅拌均匀后，得到光敏聚酰亚胺树脂组合物。
29、本专利技术还提供一种聚酰亚胺图案化薄膜，通过如下步骤制得：将光敏聚酰亚胺树脂组合物旋涂在硅片表面，低温软烤，在曝光机下进行曝光处理，经显影，高温烘烤处理得到薄膜。
30、优选地本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光敏聚酰亚胺树脂，其特征在于，分子结构如下所示：
2.根据权利要求1所述的光敏聚酰亚胺树脂，其特征在于，所述X结构来源于氨基化超支化聚硅氧烷NH2-HBPSi、含三氟甲基的氨基化超支化聚硅氧烷NH2-CF3-HBPSi中的一种。
3.根据权利要求1所述的光敏聚酰亚胺树脂，其特征在于，所述Y结构中为如下结构中的一种：
4.根据权利要求1所述的光敏聚酰亚胺树脂，其特征在于，所述Ar结构为如下结构中的一种：
5.权利要求1～4任一项所述的光敏聚酰亚胺树脂的制备方法，包括如下步骤：
6.一种光敏聚酰亚胺树脂组合物，包括如权利要求1所述的光敏聚酰亚胺树脂以及引发剂、活性稀释剂。
7.根据权利要求6所述的光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，所述引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种；所述活性稀释剂为1-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酸丁酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的一种。
8.
9.权利要求6～8任一项所述光敏聚酰亚胺树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在氮气保护下，向光敏聚酰亚胺树脂中添加引发剂和活性稀释剂，充分搅拌均匀后，得到光敏聚酰亚胺树脂组合物。
10.一种聚酰亚胺图案化薄膜，通过如下步骤制得：将权利要求6所述的光敏聚酰亚胺树脂组合物旋涂在硅片表面，低温软烤，在曝光机下进行曝光处理，经显影，高温烘烤处理得到薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种光敏聚酰亚胺树脂，其特征在于，分子结构如下所示：
2.根据权利要求1所述的光敏聚酰亚胺树脂，其特征在于，所述x结构来源于氨基化超支化聚硅氧烷nh2-hbpsi、含三氟甲基的氨基化超支化聚硅氧烷nh2-cf3-hbpsi中的一种。
3.根据权利要求1所述的光敏聚酰亚胺树脂，其特征在于，所述y结构中为如下结构中的一种：
4.根据权利要求1所述的光敏聚酰亚胺树脂，其特征在于，所述ar结构为如下结构中的一种：
5.权利要求1～4任一项所述的光敏聚酰亚胺树脂的制备方法，包括如下步骤：
6.一种光敏聚酰亚胺树脂组合物，包括如权利要求1所述的光敏聚酰亚胺树脂以及引发剂、活性稀释剂。
7.根据权利要求6所述的光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，所述引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：董杰，张清华，步颜倩，陆忠刚，李琇廷，赵昕，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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