一种碱溶性树脂及其制备方法和应用与流程

本发明属于感光材料，涉及一种碱溶性树脂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、光刻胶是电子电路行业用于微细线路加工的核心材料之一，随着电子设备向小型化、薄型化和高性能化方向发展，对光刻胶材料提出了越来越高的要求。感光干膜作为印制线路板制造过程中精细线路形成的关键，其综合性能也在不断地提升，如高感光性、高分辨率和高附着力同时保持高效的褪膜速率。

2、感光干膜用于印刷线路板的制造一般包括前处理、压膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜等过程。传统的感光干膜曝光过程中使用汞灯作为光源，不仅能耗较高，还需预先制作掩膜版。激光直接成像(ldi)曝光相比于汞灯曝光工艺简单、效率高，可避免因掩膜版不稳定性而导致的线宽线距差异，有利于提升产品良率和生产效率。激光直接成像曝光能量高，对感光干膜的综合性能具有更高的要求。现有的ldi感光干膜仍存在分辨率不够、附着力不足和抗电镀性能差等问题亟待解决。

3、一般来说，在感光干膜的感光层树脂组合物中使用高分子量的碱溶性树脂可提升其分辨率，使用低分子量的树脂则有利于提升其附着力，同时也可引入与铜面具有键合作用的官能团来提升干膜与基板之间的粘附作用。为了改善干膜抗蚀剂的附着力，专利cn200480012068在碱溶性树脂中引入了磷酸酯基团，cn201711228751在树脂组合物中引入含环糊精官能团的聚合性单体，两者均可提升感光干膜的附着力，但效果较为有限。

4、因此，开发一种分辨率高和附着能力强的感光干膜树脂具有的潜在市场价值和应用前景。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种碱溶性树脂及其制备方法和应用。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一方面，本发明提供一种碱溶性树脂，所述碱溶性树脂是通过聚合单体进行聚合得到的，所述聚合单体包括通式(ⅰ)所示单体、通式(ⅱ)所示单体、通式(ⅲ)所示单体和通式(ⅳ)所示单体，通式(ⅰ)～通式(ⅳ)所示单体分别在聚合单体中的重量占比分别为15-35wt％，40-75wt％，5-35wt％和0.1-15wt％；

4、

5、其中，r1为氢原子或甲基，r2为为氢原子或甲基，r3为c1-c18的烷氧基，r4为氢原子或甲基，r5为氢原子、c1-c5的烷基、c1-c5的烷氧基或r8为c1-c5的烷基；r6为氢原子或甲基，r7为氢原子或甲基，n为0-5之间的任意整数(例如0、1、2、3、4或5)。

6、本发明提供的碱溶性树脂在结构中引入含桥环结构的单体，有利于提升ldi感光干膜固化后的附着力和弹性，提高其分辨率，从而实现更高的印刷线路板生产效率。

7、在本发明中，所述c1-c18的烷氧基可以为c1、c2、c3、c4、c6、c8、c10、c12、c15或c18的烷氧基，所述c1-c5的烷基可以为c1、c2、c3、c4或c5的烷基，所述c1-c5的烷氧基可以为c1、c2、c3、c4或c5的烷氧基。

8、优选地，r3为甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或叔丁氧基；

9、优选地，r5为氢原子、甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、叔丁氧基、甲酰基或乙酰基。

10、在本发明中，所述通式(i)所示单体在聚合单体中的重量占比为15-35wt％，例如15wt％、18wt％、20wt％、22wt％、25wt％、28wt％、30wt％、33wt％或35wt％。

11、在本发明中，所述通式(ii)所示单体在聚合单体中的重量占比为40-75wt％，例如40wt％、43wt％、45wt％、48wt％、50wt％、53wt％、55wt％、58wt％、60wt％、65wt％、68wt％、70wt％、73wt％或75wt％。

12、在本发明中，所述通式(iii)所示单体在聚合单体中的重量占比为5-35wt％，例如5wt％、8wt％、10wt％、13wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％、25wt％、28wt％、30wt％、33wt％或35wt％。

13、在本发明中，所述通式(iv)所示单体在聚合单体中的重量占比为1-15wt％，例如1wt％、3wt％、5wt％、8wt％、10wt％、13wt％或15wt％。

14、优选地，所述碱溶性树脂的重均分子量范围为10000-100000，例如10000、30000、50000、80000或100000，进一步优选地，所述的碱溶性树脂重均分子量范围为30000-80000。

15、优选地，所述碱溶性树脂中羧基官能团与脂环类官能团的摩尔比范围为1-30：1。

16、进一步优选地，所述碱溶性树脂中羧基官能团与环类官能团的摩尔比范围为4-20:1。

17、另一方面，本发明提供了如上所述的碱溶性树脂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

18、通式(ⅰ)所示单体、通式(ⅱ)所示单体、通式(ⅲ)所示单体和通式(ⅳ)所示单体在催化剂存在下进行聚合反应，得到所述碱溶性树脂。

19、优选地，所述催化剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯的一种或几种。

20、优选地，所述聚合反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂选自丁酮、乙醇、异丙醇、甲醇、丙二醇甲醚、醋酸丁酯、丙酮中的一种或几种。

21、优选地，所述聚合反应的温度为60～100℃，例如60℃、65℃、68℃、70℃、75℃、78℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃。

22、优选地，所述聚合反应的时间为6～10小时。

23、另一方面，本发明提供一种感光树脂组合物，所述感光树脂组合物包括如上所述的碱溶性树脂。

24、优选地，所述感光树脂组合物还包含可聚合单体、引发剂、添加剂和有机溶剂。

25、优选地，所述感光树脂组合物包括如下质量份的组分：

26、

27、在本发明中，所述感光树脂组合物中碱溶性树脂的含量为30份、35份、38份、40份、45份、48份、50份、55份、58份或60份。

28、在本发明中，所述感光树脂组合物中可聚合单体的含量为25份、30份、35份、38份、40份、45份、48份或50份。

29、在本发明中，所述感光树脂组合物中引发剂的含量为0.1份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份。

30、在本发明中，所述感光树脂组合物中添加剂的含量为0.1份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份。

31、在本发明中，所述感光树脂组合物中有机溶剂的含量为10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、70份、80份、90份或100份。

32、优选地，所述可聚合单体为聚氨酯丙烯酸酯、双酚a二丙烯酸酯、乙氧基化的双酚a二丙烯酸酯、丙氧基化的双酚a二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、壬基苯酚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或丙烯酸异辛酯中的至少一种。

33、优选地，所述引发剂为二苯甲酮衍生物、硫杂蒽酮类化合物、噻吨酮系列化合物或六芳基双咪唑系列化合物中的至少一种。

34、优选地，所述添加包括阻聚剂、增塑剂、流平剂、消泡剂或染料中的至少一种；

35、优选地，所述有机溶剂包括由丁酮、丙酮、异丙醇、甲苯、醋酸丁酯、丙二醇单甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

36、另一方面，本发明提供了一种感光干膜，所述感光干膜由如上所述的感光树脂组合物制备得到。

37、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

38、本发明提供提供的碱溶性树脂在结构中引入含桥环结构的单体，有利于提升ldi感光干膜固化后的附着力和弹性，提高其分辨率，从而实现更高的印刷线路板生产效率。