[发明专利]一种光敏聚酰亚胺及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型光敏聚酰亚胺，其在聚酰亚胺主链中引入了柔性硅氧烷链、氨基苯氧基苯基六氟丙烷基团、重氮萘醌结构。该新型光敏聚酰亚胺具有热塑加工性能，且具有很好地感光性能，分辨率高、附着力强、很好的成膜性和很好的耐热性能。

技术领域

本发明涉及一种光敏聚酰亚胺及其制备方法，特别涉及一种包含柔性硅氧烷链、氨基苯氧基苯基六氟丙烷基团和重氮萘醌结构的光敏聚酰亚胺及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，其作为一种性能突出的尖端材料，以其优异的电绝缘性、耐磨性、抗高温辐射和物理机械性能，已经获得广泛应用。其不仅可应用于航空航天的碳纤维增强先进复合材料的基体树脂，耐高低温的自润滑工程塑料，高性能纤维材料，电机变压器及高性能电器绝缘材料，玻璃纤维增强印制电路板的基体树脂，耐高低温高性能薄膜材料，而且可用于集成电路或各种电子微电子器件的钝化涂层，层间绝缘介质材料等。传统的非光敏性聚酰亚胺作为集成电路或各种电子微电子器件的钝化涂层或层间绝缘介质等使用时，必须在其膜上涂一层光刻胶，然后曝光得到光刻图形，以光刻胶图形作掩蔽层，利用腐蚀剂腐蚀下层的聚酰亚胺。再除去光刻胶层，才能得到聚酰亚胺图形。这个工艺繁琐，三废多，效率低下。

目前，应用较为广泛的聚酰亚胺光敏材料，实际上大多是光敏性的聚酰胺酸溶液。在使用时，先光刻成聚酰胺酸图形，然后热亚胺化成聚酰亚胺图形。这个工艺虽然大大简化了工艺过程，减少了三废，提高了效率，但其需要高温亚胺化处理，限制了其在热敏性元器件中的应用，另外，在聚酰胺酸转变为聚酰亚胺的过程中产生了较大的体积收缩，限制了其在高精度要求的元器件中的使用。

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。

US4093461较早提出了光敏聚酰亚胺，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。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，YujiShibasaki，et al.J.Polymer，2003，44(20)：6235～6239；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。

含硅聚酰亚胺的研究表明，向聚酰亚胺主链上引入柔性硅氧烷链段可以得到较好的热塑加工性、耐热性、耐候性和机械性能。由于硅氧烷链段优先向聚合物表面迁移，得到的聚合物具有更低的吸水性和更好的抗氧化性，另外由于含有硅元素，含硅聚酰亚胺具有更好的成膜性。1966年，Kuckertz首先合成了聚酰亚胺硅氧烷；之后US 3325450报道以同样方法合成出聚酰亚胺硅氧烷，并成功地应用于高粘结剂和模塑料。

因此，开发分辨率高、附着力强、成膜性好、耐热性好的新型光敏聚酰亚胺具有重要的应用价值。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种合成弹性，分辨率高、附着力强、成膜性好、耐热性好的光敏聚酰亚胺及其制备工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

一种如下式所示的含硅氧基团光敏聚酰亚胺：