感光树脂组合物、感光干膜及其应用的制作方法

本发明涉及感光材料，特别地，涉及一种感光树脂组合物、感光干膜及其应用。

背景技术：

1、ic载板（集成电路封装载板）作为pcb板（印刷电路板）的一个重要分支，具有高密度、高精度、高性能、小型化和轻薄化的特点。ic载板作为一种关键元件，它不仅可以为芯片提供电信号引出以及支撑、散热和保护的作用，同时其也可以为芯片和pcb母板之间提供电子连接和物理支撑作用。

2、随着近些年来半导体技术的不断进步，ic载板的尺寸越来越小，集成度也越来越高，ic封装朝着超多引脚、窄节距、超小型化方向发展。由于ic载板直接连接芯片，因此对产品尺寸、精度、线路和孔距等方面的要求更高，以移动产品处理器的芯片封装基板为例，其线宽/线距已经达到20µm/20µm，预计在未来的一到两年内将进一步降低至15µm/15µm、10µm/10µm，这就对制备ic载板的光刻用感光干膜提出了更高的要求，而作为感光干膜主要成分的感光树脂组合物，其性能将会影响最终所得ic载板的性能。

3、现有技术公开了一种感光树脂组合物及其制备的感光干膜，组合物采用碱可溶性树脂、聚合单体、引发剂以及蒽和/或蒽衍生物的光敏剂进行制备。尽管现有技术中的感光树脂组合物表现出了较好的感光树脂性能，其分辨率仍较低，难以满足不断增长的市场高精度需求。此外，本发明技术人员发现，蒽和/或蒽衍生物光敏剂存在分散稳定性不佳的问题，影响抗蚀剂固化均匀性而导致线路出现“倒梯形问题”。

技术实现思路

1、本发明提供了一种感光树脂组合物、感光干膜及其应用，以解决现有感光树脂组合物在使用过程中存在的“倒梯形问题”，以及分辨率难以满足市场需求的技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供一种感光树脂组合物，包括如下质量份的原料组分：40~70份碱可溶性树脂，30~50份光聚合单体，2~5份光引发剂，0.1~1份光敏剂，

3、所述光敏剂为式ⅰ所示的吡唑并嘧啶咔唑化合物：

4、

5、（ⅰ）

6、其中，r1为氢、甲基、异丙基、环芴基、甲氧基、n,n-二甲基、苯基、对位被甲基或甲氧基取代芳基中的任意一种；r2为乙基、异丙基、丁基、异辛基中的任意一种。

7、进一步地，所述感光树脂组合物包括如下质量份的原料组分：47~64份碱可溶性树脂，30~47份光聚合单体，2.5~4.5份光引发剂，0.1~0.8份光敏剂。

8、进一步地，所述吡唑并嘧啶咔唑化合物包括：

9、9-（2-乙基己基）-3-（吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-（2-乙基己基）-3-（2-甲基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-（2-乙基己基）-3-（2-异丙基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、3-（2-环戊基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9-（2-乙基己基）-9h-咔唑、9-（2-乙基己基）-3-（2-甲氧基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、7-（9-（2-乙基己基）-9h-咔唑-3-基）-n，n-二甲基吡唑并[1,5-a]嘧啶-2-胺、9-（2-乙基己基）-3-（2-苯基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-（2-乙基己基）-3-（2-（对甲苯基）吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-（2-乙基己基）-3-（2-（4-甲氧基苯基）吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-乙基-3-（2-甲基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-异丙基-3-（2-甲基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑或9-丁基-3-（2-甲基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑。

10、进一步地，所述碱可溶性树脂由(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯衍生物、(甲基)丙烯酸苯基酯、苯乙烯、苯乙烯衍生物中的一种或多种经共聚得到。

11、进一步地，所述碱可溶性树脂重均分子量在20000～80000，树脂酸值在170～230mg koh/g，分子量分布在1.0～3.0。

12、进一步地，所述光引发剂为2,4,5-三芳基咪唑二聚物，具体包括2-(2-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(2-氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(2-氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(2-甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(4-甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2,2’,4- 三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-4’,5’-二苯基-1,1’-二咪唑中的一种或多种。

13、进一步地，所述光聚合单体包括乙氧化(丙氧化)壬基苯酚丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)双酚a二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化二甲基丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)二丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二（三羟甲基丙烷）四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种。

14、进一步地，所述感光树脂组合物的原料组分中还包括0.01～3.0质量份的添加剂，所述添加剂包括染料、光显色剂、增塑剂、附着力促进剂、阻聚剂、消泡剂、涂布助剂中的一种或多种。

15、根据本发明的另一方面，还提供一种感光干膜，所述感光干膜自下而上包括：pet层，由上述感光树脂组合物在所述pet层表面涂覆并干燥而成的感光抗蚀剂层，pe层。

16、根据本发明的再一方面，还提供一种感光干膜在印刷电路板、引线框架或半导体封装基板中的应用。

17、本发明具有以下有益效果：

18、本发明中提供的感光树脂组合物能够具有优异的分辨率和附着力，从而形成优秀的抗蚀剂图案，曝光后具有均匀的固化效果，所形成的抗蚀剂线路侧壁平整，端口呈现出优异的正矩形，有效解决了现有技术存在的抗蚀剂形态差（即“倒梯形问题”）、分辨率低的问题。

19、具体来说，上述采用的r1取代基团能够有效调整所得光敏剂产物的光吸收波段和吸收强度，使光敏剂对于曝光机光源的匹配性更高，从而提升了在曝光过程中生成自由基的效率，通过选择特定的r2基团，并调节其烷基链长度，能够提升引发剂在溶剂中的溶解度以及在感光树脂组合物中的分散稳定性，使得此光敏剂在感光树脂混合物中均匀分布，避免了其迁移和聚集，在曝光时既能高效的产生自由基，又能实现均匀固化。上述光敏剂的使用不仅有效避免了抗蚀剂固化不均匀引起的倒梯形问题，还提高了感光树脂混合物的光固化精度，得到更高分辨率。

20、本发明中提供的感光树脂组合物，其形成的抗蚀剂图案分辨率能够进一步地提高到10μm以下，能够满足现有的市场对于更高分辨率产品的要求。

21、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种感光树脂组合物，其特征在于，包括如下质量份的原料组分：40~70份碱可溶性树脂，30~50份光聚合单体，2~5份光引发剂，0.1~1份光敏剂，

2.根据权利要求1所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述感光树脂组合物包括如下质量份的原料组分：47~64份碱可溶性树脂，30~47份光聚合单体，2.5~4.5份光引发剂，0.1~0.8份光敏剂。

3. 根据权利要求1所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述吡唑并嘧啶咔唑化合物包括： 9-（2-乙基己基）-3-（吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-（2-乙基己基）-3-（2-甲基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-（2-乙基己基）-3-（2-异丙基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、3-（2-环戊基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9-（2-乙基己基）-9h-咔唑、9-（2-乙基己基）-3-（2-甲氧基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、7-（9-（2-乙基己基）-9h-咔唑-3-基）-n，n-二甲基吡唑并[1,5-a]嘧啶-2-胺、9-（2-乙基己基）-3-（2-苯基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-（2-乙基己基）-3-（2-（对甲苯基）吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-（2-乙基己基）-3-（2-（4-甲氧基苯基）吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-乙基-3-（2-甲基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑、9-异丙基-3-（2-甲基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑或9-丁基-3-（2-甲基吡唑并[1,5-a]嘧啶-7-基）-9h-咔唑。

4.根据权利要求1所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述碱可溶性树脂由(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯衍生物、(甲基)丙烯酸苯基酯、苯乙烯、苯乙烯衍生物中的一种或多种经共聚得到。

5. 根据权利要求4所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述碱可溶性树脂重均分子量在20000～80000，树脂酸值在170～230mg koh/g，分子量分布指数在1.0～3.0。

6. 根据权利要求1所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述光引发剂包括2- (2-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(2-氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(2-氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(2-甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(4-甲氧基苯基)-4,5二苯基咪唑二聚物、2,2’,4-三(2-氯苯基)-5-(3,4-二甲氧基苯基)-4’,5’-二苯基-1,1’-二咪唑中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述光聚合单体包括乙氧化(丙氧化)壬基苯酚丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)双酚a二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化二甲基丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)二丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二（三羟甲基丙烷）四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述感光树脂组合物的原料组分中还包括0.01～3.0质量份的添加剂，所述添加剂包括染料、光显色剂、增塑剂、附着力促进剂、阻聚剂、消泡剂、涂布助剂中的一种或多种。

9.一种感光干膜，其特征在于，所述感光干膜自下而上包括pet层，由权利要求1~8任一项所述感光树脂组合物在所述pet层表面涂覆并干燥而成的感光抗蚀剂层，pe层。

10.一种如权利要求9所述的感光干膜在印刷电路板、引线框架或半导体封装基板中的应用。

技术总结本发明公开了一种感光树脂组合物、感光干膜及其应用。所述感光树脂组合物，其特征在于，包括如下质量份的原料组分：40~70份碱可溶性树脂，30~50份光聚合单体，2~5份光引发剂，0.1~1份光敏剂，所述光敏剂为式Ⅰ所示的吡唑并嘧啶咔唑化合物。本发明的感光树脂组合物，能够提供优异的分辨率和附着力，曝光后具有均匀的固化效果，形成的抗蚀剂图案侧壁平整，端口呈现出优异的正矩形，有效解决了现有技术存在的“倒梯形问题”，以及分辨率难以满足市场需求的问题。技术研发人员：肖志义,张念琦,党泽龑,王爱军,安德烈受保护的技术使用者：湖南初源新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11