一种低热膨胀系数高分辨率正性光敏聚酰亚胺组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种低热膨胀系数高分辨率的正性光敏聚酰亚胺(PSPI)组合物，属于集成电路封装材料领域。本发明专利技术组合物中，聚酰亚胺溶液由4，4’-六氟异丙基邻二甲酸酐(6FDA)、2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)、4，4’-二胺基二苯醚(ODA)经催化剂共聚而成，添加重氮萘醌酯化类光敏剂、添加剂、溶剂搅拌均匀后得到低CTE(≤15×10-6/℃)，高分辨率(3um L/S＝1∶1)的高性能正性PSPI组合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子封装材料领域，具体涉及一种新型低热膨胀系数(CTE)兼备高分辨率的正性光敏聚酰亚胺的制备方法。
技术介绍
微电子工业现已成为国民经济的支柱型产业，是衡量一个国家科学技术水平和综合国力的重要标志。随着电子器件超超高容量、超小型、超高性能、超高可靠性和低成本化的方向发展，使得集成电路(IC)的封装密度急剧增大，对封装材料性能的要求也越来越高。在IC器件装配过程中要同时使用到金属、半导体及聚合物材料。不同材料间热膨胀系数(CTE)的不匹配往往会造成器件内部产生较强的内应力。内应力的存在一方面会导致器件内部金属或引线发生形变而引起器件参数的变化，更为严重的是可能会导致封装开裂，潮气以及离子性物质进入器件内部而引起器件的实效。为此，在IC器件装备过程中往往会采用钝化应力缓冲工艺(PSB)，通过使用CET值较低、热稳定性好、尺寸及化学稳定性良好的聚合物材料来缓冲器件内部的应力。聚酰亚胺(PI)具有优良的综合性能，可以满足PSB工艺的性能要求，因此多年来一直用作IC器件的应力缓冲涂层。相对传统的非光敏性PI需借助普通光刻胶进行制图、通孔等工艺操作，由于反复使用湿法刻蚀工艺，因此光刻胶图形分辨率低、侧壁轮廓差的缺点，光敏性PI(PSPI)的诞生大大简化了IC制造工艺，同时提高了光刻图形的精度。正性PSPI的研究较负性PSPI稍晚，由于工艺路线不成熟，图像重复性较差等原因，使其发展缓慢。但正性PSPI由于能够提供更高的分辨率及在碱溶液下显影，无需在有机溶剂中显影等优点，最近成为光敏聚酰亚胺中最活跃的一类。随着科技的不断进步，现市场流通的正性PSPI已基本能满足IC工艺的需求，但仍存在许多问题与不足，比如介点常数(ε)偏高，CTE偏高，Tg偏高、拉伸强度不足，分辨率偏低的问题，这些不足都制约着IC封装性能的提高。PI前体/正生光敏剂型是当前研究最充分、商业化程度最高的正性PSPI。PI前体有很多类型，在这些PI结构中添加一些特殊结构，如图1所示侧链带有碱溶性基团、六氟异丙基、磺酸基等，可以有效的降低PI的介点常数及CTE。配合高对比度、酯化度较低的重氮萘醌磺酸酯类光敏剂，配以溶剂及添加剂得到目标低热膨胀系数高分辨率正性PSPI。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种低热膨胀系数高分辨率的正性光敏聚酰亚胺。本专利技术组合物中，聚酰亚胺溶液由4，4’-六氟异丙基邻二甲酸酐(6FDA)、2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)、4，4’-二胺基二苯醚(ODA)、催化剂共聚而成，添加重氮萘醌酯化物光敏剂、添加剂、溶剂搅拌均匀后得到CTE≤15(×10-6/℃)，分辨率3umL/S＝1∶1的正性PSPI组合物。本专利技术的技术方案如下：往装有回流冷凝搅拌温度计装置的三口烧瓶中加入适量的2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)，再加入适量的4，4’-二胺基二苯醚(ODA)搅拌均匀。搅拌完全溶解后分三次添加等摩尔量的4，4’-六氟异丙基邻二甲酸酐(6FDA)，加以适量催化剂超声环境下机械搅拌6小时制得透明粘稠状聚酰亚胺。以一定比份的聚酰亚胺溶液、重氮萘醌型酯化物、添加剂、溶剂调配的正性光敏聚酰亚胺组合物。优选的是所述的聚酰亚胺，其特征在于所述的以4，4’-六氟异丙基邻二甲酸酐(6FDA)、2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)、4，4’-二胺基二苯醚(ODA)、和催化剂聚合而成。(1)所述的聚酰亚胺，其特征在于介电常数(ε)在2.0-2.2之间。(2)所述的聚酰亚胺，其特征在于热膨胀系数(GTE)≤13(×10-6/℃)。(3)所述的聚酰亚胺，其特征在于拉伸强度/MPa≥160。(4)所述的聚酰亚胺，其特征在于Tg/℃≥320.优选的是所述的正性光敏聚酰亚胺组合物，其特征在于所含各组分的质量分数为：(1)所述的正性光敏聚酰亚胺组合物，其特征在于重氮萘醌型酯化物包含2，1，5-DNQ和2，1，4-DNQ的一种或几种。(2)所述的正性光敏聚酰亚胺组合物，其特征在于溶剂包括丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二乙酸酯、3-乙氧基-3-亚胺丙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、2-庚烷、3-庚烷、环戊酮、环己酮中的一种或几种。(3)所述的正性光敏聚酰亚胺组合物，其特征在于介电常数(ε)在2.2-2.5之间。(4)所述的正性光敏聚酰亚胺组合物，其特征在于热膨胀系数(GTE)≤16(×10-6/℃)。(5)所述的正性光敏聚酰亚胺组合物，其特征在于拉伸强度/MPa≥140。(6)所述的正性光敏聚酰亚胺组合物，其特征在于Tg/℃≥250。(7)所述的正性光敏聚酰亚胺组合物，其特征在于在膜厚10um下极限分辨率达到3umL/S＝1∶1。本专利技术通过以4，4’-六氟异丙基邻二甲酸酐(6FDA)、2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)、4，4’-二胺基二苯醚(ODA)聚合而成的聚酰亚胺溶液，配以重氮萘醌型光敏剂、添加剂、溶剂按一定比例调配而成。本专利技术制备方法简单，体系相容性较好，得到较低的介电常数及热膨胀系数，热稳定性良好，高分辨率的正性光敏聚酰亚胺，能够满足集成电路对封装材料的严苛要求。附图说明图1为本专利技术
技术介绍
中的PI结构图；图2为本专利技术实施条例1中正性光敏聚酰亚胺的分辨率SEM图；图3为本专利技术实施条例2中正性光敏聚酰亚胺的分辨率SEM图；图4为本专利技术实施条例3中正性光敏聚酰亚胺的分辨率SEM图；具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例1以4，4’-六氟异丙基邻二甲酸酐(6FDA)、2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)、4，4’-二胺基二苯醚(ODA)为原料的聚酰亚胺溶液的制备：往装有回流冷凝搅拌温度计装置的三口烧瓶中加入28.6g2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)，再加入14.4g的4，4’-二胺基二苯醚(ODA)搅拌均匀。搅拌完全溶解后分三次添加等摩尔量13.3g的4，4’-六氟异丙基邻二甲酸酐(6FDA)，加以0.4g催化剂超声环境下机械搅拌6小时制得透明粘稠状聚酰亚胺。正性光敏聚酰亚胺组合物的制备及分辨率切片测试，各组分配比的质量百分比如下：聚酰亚胺溶液29.2％、2，1，5-DNQ酯化物21.5％、0.7％添加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低热膨胀系数高分辨率正性光敏聚酰亚胺的组合物，其特征在于所含各组分的质量分数为：

【技术特征摘要】
1.一种低热膨胀系数高分辨率正性光敏聚酰亚胺的组合物，其特征在于所含各
组分的质量分数为：
2.一种低热膨胀系数高分辨率正性光敏聚酰亚胺的组合物，其特征在于介电常
数(ε)在2.2-2.5之间、热膨胀系数(GTE)≤16(×10-6/℃)、拉伸强度/MPa≥
140、Tg/℃≥250。
3.一种低热膨胀系数高分辨率正性光敏聚酰亚胺的组合物，其特征在于在膜厚
10um下极限分辨率达到3umL/S＝1∶1。
4.根据权利要求1所述的正性光敏聚酰亚胺组合物，其特征在于所述的聚酰亚
胺4，4’-六氟异丙基邻二甲酸酐(6FDA)、2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟
丙烷(HFBAPP)、4，4’-二胺基二苯醚(ODA)聚合而成，具体步骤如下：
往装有回流冷凝搅拌温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：季昌彬，徐亮，
申请(专利权)人：苏州瑞红电子化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32