新型感光聚酰亚胺的合成和性能研究

论文摘要

感光聚酰亚胺是一类重要的高性能聚合物,它具有良好的热稳定性、优异的机械性能、低介电常数、高压击穿电压、低热膨胀系数、优良的水解稳定性和长期稳定性等优异的物理化学性能,它最主要的用途在微电子制造工业以及航天领域中用做各类器件的钝化防护层和层间介电材料等。目前所使用的聚酰亚胺光敏材料主要是以光敏性的聚酰亚胺前聚体作为光敏膜,曝光显影后再进行热亚胺化。这种光敏材料在热亚胺化时,需要300℃左右的高温,给器件带来很大的难度,水等小分子分之的解离和挥发会使图象膜发生严重的收缩（一般有40%-50%厚度收缩）,这个会使膜产生内应力,甚至导致膜变形、脱层。这些缺点严重制约了这一类光敏材料的实际应用。本文首先以已商业化单体为原料,用一步法制备出两种全亚胺化感光聚酰亚胺:正性聚酰亚胺和负性聚酰亚胺。即通过4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐（DAR）、4,4’-二氨基二苯醚（ODA）与醚酐（ODPA）共聚,制备出分子链上含有羟基的聚酰亚胺（PI-OH）。在重氮萘醌（DNQ）存在的条件下,PI-OH可以作为正性的感光聚酰亚胺。进一步用丙烯酰氯酰化PI-OH,可以在聚酰亚胺的侧链引入不饱和的甲基丙烯酸酯类基团,制备出负性的感光聚酰亚胺（PI-A）。负性感光聚酰亚胺光刻胶的感光灵敏度D0。5250mJ/cm2,分辨率达8μm。正性感光聚酰亚胺光刻胶的感光灵敏度D0。5为180mJ/cm2,分辨率达3μm。其次选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4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐（DAR）以及二苯醚四羧酸二酸酐（OPDA）进行共聚,得到一个含有羟基的全亚胺的聚酰亚胺,然后进一步对聚合物链上的羟基进行酰化,接上甲基丙烯酰基,这样就可以得到负性的自感光的聚酰亚胺。制得的APS-PI具有很好的光刻性能,它的感光灵敏度D0。5为150mJ/cm2,分辨率达5μm。最后,将已制得的PI-A和P-BTDA-MMDA以摩尔比3:1的比例进行简单的物理混合,也可以得到不另加小分子感光剂的自感光的聚酰亚胺混合体系。自感光的聚酰亚胺混合体系的分辨率达6μm。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 聚酰亚胺的合成方法
• 1.3 感光聚酰亚胺的研究概况
• 1.4 负性感光聚酰亚胺
• 1.5 正性感光聚酰亚胺
• 1.6 化学增幅型PSPI
• 1.7 PSPI 的应用
• 1.8 论文的研究目的和主要内容
• 第二章 正性和负性聚酰亚胺材料的制备和性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验
• 2.3 光敏性及光刻性能
• 2.4 结果与讨论
• 2.5 结论
• 第三章 自感光光敏聚酰亚胺的制备和性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验
• 3.3 光敏性及光刻性能
• 3.4 结果和讨论
• 3.5 物理混合性自感光聚酰亚胺的制备和光刻性能
• 3.6 小结
• 第四章 总结
• 第五章 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文