一种具有高分辨率的无溶剂型负性光刻胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高分辨率的无溶剂型负性光刻胶及其制备方法，属于光刻胶领域。包含：丙烯酸酯类单体10

【技术实现步骤摘要】
一种具有高分辨率的无溶剂型负性光刻胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光固化材料
，尤其涉及一种具有高分辨率的无溶剂型负性光刻胶。

技术介绍

[0002]光固化材料有很多，但是适用于激光直写加工的光刻胶却受到各种因素的限制，通常都依赖进口，而且光刻胶价格昂贵、保质期短，采购到客户手中后剩余保质期仅有几个月。为了解决这一问题，光刻胶的本土化供应尤为重要。
[0003]为了满足工业化需求，激光直写速度日益提高，这对材料的响应速度也提出了更高的要求。通常都会采用自由基引发体系的胶来达到快速响应的目的，但是自由基固化体系的材料在强度、硬度、附着力、收缩、折射率、分辨率等方面很难满足三维立体结构的要求。
[0004]现有的公开专利CN201611136909.5
‑
一种阳离子自由基混杂光固化树脂及其制备方法及应用，其采用的是普通环氧树脂，普通的环氧树脂稳定性较差且耐UV性能也不佳，致使材料的可靠性不佳。
[0005]公开专利CN106886128B一种负性光刻胶，其通过脂环族环氧单体与烯丙基丙烯酸酯类制备环硫树脂，然后用酸酐固化剂改性得到高折射率的光敏树脂，主要是通过引入硫元素提高折射率，而且体系中含有溶剂，对环境不友好。
[0006]相比现有专利技术，本专利技术旨在利用自由基引发体系的快速响应速度、高分辨率与有机硅改性环氧树脂的阳离子引发体系的高强度、优异附着力以及低应力、低收缩及高可靠性相结合，开发一种对环境友好的无溶剂的负性光刻胶材料，主要用于快速激光直写的微纳米三维立体结构的加工制造，也可以用于微纳米结构件的批量转印加工。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种具有高分辨率的无溶剂型负性光刻胶及其制备方法，其可以适用于快速激光直写需求的响应速度，加工的结构件对基材的附着力强、收缩率低、强度高可以支撑三维立体结构。
[0008]为解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0009]一种具有高分辨率的无溶剂型负性光刻胶，包括如下重量百分比的组分：丙烯酸酯类单体10
‑
70％、有机硅改性环氧树脂20
‑
80％、自由基引发剂0.5
‑
3％，阳离子引发剂1
‑
5％、附着力促进剂0.5
‑
2％。
[0010]其中，所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇六丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯中的一种或多种。
[0011]其中，所述有机硅改性环氧树脂为有机硅改性的脂环族环氧树脂、有机硅改性的双酚A环氧树脂中的一种或多种。
[0012]优选地，所述的有机硅改性脂环族环氧树脂或有机硅改性的双酚A环氧树脂，其环氧当量为180
‑
320g/eq,有机硅链段的分子量占整体分子量的20
‑
60％。本专利技术用有机硅改性的环氧树脂，可以提高材料整体稳定性及其耐UV性能，从而提高其在使用过程中的可靠性。
[0013]其中，所述自由基引发剂为二苯基乙酮、α
‑
羟烷基苯酮、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮、1
‑
羟基环己基苯基甲酮、2
‑
甲基
‑2‑
(4
‑
吗啉基)
‑1‑
[4
‑
(甲硫基)苯基]‑1‑
丙酮、2
‑
二甲氨基
‑2‑
苄基
‑1‑
[4
‑
(4
‑
吗啉基)苯基]‑1‑
丁酮、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、安息香双甲醚、安息香乙醚、蒽醌、硫醇、1
‑
[9
‑
乙基
‑6‑
(2
‑
甲基苯甲酰基)
‑
9H
‑
咔唑
‑3‑
基]乙酮1
‑
(O
‑
乙酰肟)、7
‑
二乙基氨基
‑3‑
噻吩甲酰基香豆素等中的一种或多种。
[0014]其中，所述阳离子引发剂为芳基重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁
‑
芳基配合物、异丙苯茂铁六氟磷酸盐、磺酰氧基酮及三芳基硅氧醚中的一种或多种。
[0015]其中，所述附着力促进剂为有机硅偶联剂及其改性剂，优选γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，二氨基硅烷，乙烯基三(β
‑
甲氧基乙氧基)硅烷，缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，γ
‑
巯基丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三
‑
(叔丁基过氧)硅烷，二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷，苯氨基甲基二甲氧基硅烷，N,N
‑
双
‑
(β
‑
羟乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
[0016]本专利技术所述的光刻胶的制备方法为：称取计量的丙烯酸酯单体，自由基引发剂，有机硅改性环氧树脂，阳离子引发剂以及附着力促进剂于不透光的容器中，然后于40
‑
60℃下，100
‑
800rpm转速下搅拌30
‑
120分钟即可。
[0017]本专利技术的光刻胶在使用时，经过激光曝光后，显影之前需要后烘，烘烤温度为100
‑
150℃，烘烤时间为5
‑
30min。
[0018]优选地，经过激光曝光并且后烘后，用显影液进行显影，适用的显影液为丙酮或丙二醇甲醚醋酸酯，然后用异丙醇冲洗。
[0019]本专利技术的光刻胶主要用于快速激光直写的微纳米三维立体结构的加工制造，也可以用于微纳米结构件的批量转印加工。
[0020]本专利技术的有益效果在于：本专利技术利用有机硅改性的环氧树脂进行阳离子固化，相对于普通环氧树脂的阳离子固化，其优势在于，得到聚合物材料具有更低的收缩率和更小的内应力，从而避免制备的三维结构因严重收缩而造成与基材的附着力降低，以及材料在老化测试阶段因环氧内应力大造成开裂、爆胶等失效。并结合双引发体系采用具有聚合速度快的自由基引发体系来达到加工所需的响应速度快的要求，满足加工要求，而且由于丙烯酸类的高收缩率达到较高的分辨率。利用阳离子引发体系来增强材料固化后的强度，来支撑加工的三维立体结构，且因其具有优异的基材附着力而使制备的三维立体结构件具有优异的稳定性。
具体实施方式
[0021]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及达到的效果，特结合以下实施方式予以说明。
[0022]为了突显本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高分辨率的无溶剂型负性光刻胶，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：丙烯酸酯类单体10
‑
70％、有机硅改性环氧树脂20
‑
80％、自由基引发剂0.5
‑
3％，阳离子引发剂1
‑
5％、附着力促进剂0.5
‑
2％。2.根据权利要求1所述的无溶剂型负性光刻胶，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇六丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的无溶剂型负性光刻胶，其特征在于，所述有机硅改性环氧树脂为有机硅改性的脂环族环氧树脂、有机硅改性的双酚A环氧树脂中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的无溶剂型负性光刻胶，其特征在于，有机硅改性环氧树脂的环氧当量为180
‑
320g/eq,有机硅链段的分子量占整体分子量的20
‑
60％。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的无溶剂型负性光刻胶，其特征在于，所述自由基引发剂为二苯基乙酮、α
‑
羟烷基苯酮、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮、1
‑
羟基环己基苯基甲酮、2
‑
甲基
‑2‑
(4
‑
吗啉基)
‑1‑
[4
‑
(甲硫基)苯基]
‑1‑
丙酮、2
‑
二甲氨基
‑2‑
苄基
‑1‑
[4
‑
(4
‑
吗啉基)苯基]
‑1‑
丁酮、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、安息香双甲醚、安息香乙醚、蒽醌、硫醇、1
‑
[9
‑
乙基
‑6‑
(2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：程继业，王海梅，邓俊英，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：