新型感光聚酰亞胺的合成和性能研究.pdf

1、感光聚酰亞胺是一類重要的高性能聚合物,它具有良好的熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的機(jī)械性能、低介電常數(shù)、高壓擊穿電壓、低熱膨脹系數(shù)、優(yōu)良的水解穩(wěn)定性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性等優(yōu)異的物理化學(xué)性能,它最主要的用途在微電子制造工業(yè)以及航天領(lǐng)域中用做各類器件的鈍化防護(hù)層和層間介電材料等。目前所使用的聚酰亞胺光敏材料主要是以光敏性的聚酰亞胺前聚體作為光敏膜,曝光顯影后再進(jìn)行熱亞胺化。這種光敏材料在熱亞胺化時(shí),需要300℃左右的高溫,給器件帶來(lái)很大的難度,水等小分子分之的解離

2、和揮發(fā)會(huì)使圖象膜發(fā)生嚴(yán)重的收縮(一般有40％-50%厚度收縮),這個(gè)會(huì)使膜產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,甚至導(dǎo)致膜變形、脫層。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了這一類光敏材料的實(shí)際應(yīng)用。本文首先以已商業(yè)化單體為原料,用一步法制備出兩種全亞胺化感光聚酰亞胺:正性聚酰亞胺和負(fù)性聚酰亞胺。即通過4,6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽(DAR)、4,4’-二氨基二苯醚(ODA)與醚酐(ODPA)共聚,制備出分子鏈上含有羥基的聚酰亞胺(PI-OH)。在重氮萘醌(DNQ)存在的條件下,PI-

3、OH可以作為正性的感光聚酰亞胺。進(jìn)一步用丙烯酰氯?；疨I-OH,可以在聚酰亞胺的側(cè)鏈引入不飽和的甲基丙烯酸酯類基團(tuán),制備出負(fù)性的感光聚酰亞胺(PI-A)。負(fù)性感光聚酰亞胺光刻膠的感光靈敏度D0。5250mJ/cm~2,分辨率達(dá)8μm。正性感光聚酰亞胺光刻膠的感光靈敏度D0。5為180mJ/cm~2,分辨率達(dá)3μm。其次選用具有感光性的芳香族的二胺4,4-二[(4-氨基)苯硫基]苯并酮(BATP)和4,6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽(DAR)以

4、及二苯醚四羧酸二酸酐(OPDA)進(jìn)行共聚,得到一個(gè)含有羥基的全亞胺的聚酰亞胺,然后進(jìn)一步對(duì)聚合物鏈上的羥基進(jìn)行?；?接上甲基丙烯酰基,這樣就可以得到負(fù)性的自感光的聚酰亞胺。制得的APS-PI具有很好的光刻性能,它的感光靈敏度D0。5為150mJ/cm~2,分辨率達(dá)5μm。最后,將已制得的PI-A和P-BTDA-MMDA以摩爾比3:1的比例進(jìn)行簡(jiǎn)單的物理混合,也可以得到不另加小分子感光劑的自感光的聚酰亞胺混合體系。自感光的聚酰亞胺混合體系