Alkaline‐developable and negative‐type photosensitive polyimide with high sensitivity and excellent mechanical properties using photo‐base generator

BPDA公司 材料科学 极限抗拉强度 聚酰亚胺 四甲基氢氧化铵 热稳定性 高分子化学 热分解 玻璃化转变 复合材料 聚合物 化学 纳米技术 有机化学 图层(电子)
作者
Ling‐Ya Tseng,Yan‐Cheng Lin,Chih‐Cheng Kuo,Chun‐Kai Chen,Chung‐Ho Wang,Chi‐Ching Kuo,Mitsuru Ueda,Wen‐Chang Chen
出处
期刊:Journal of polymer science [Wiley]
卷期号:58 (17): 2366-2375 被引量:12
标识
DOI:10.1002/pol.20200409
摘要

Abstract An alkaline developable and negative‐type PSPI with a high sensitivity and excellent mechanical properties based on a poly(amic acid) (PAA) and a photo‐base generator has been developed. The PAA was prepared by the polycondensation of p ‐phenylenediamine (PDA) with an equimolar of 3,3′,4,4′‐biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) and 4,4′‐(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6‐FDA) and converted thermally to the corresponding polyimide, PI(PDA‐BPDA/6‐FDA). PI(PDA‐BPDA/6‐FDA) showed the high thermal and mechanical properties and the dimensional stability such as the thermal decomposition temperature of 530°C, glass transition temperature of 369°C, linear coefficient of thermal expansion of 28 ppm/K, ultimate tensile strength of 148 MPa, elongation at break of 25% and dielectric constant of 2.8. The PSPI was formulated directly from PAA(PDA‐BPDA/6‐FDA) with a photo‐base generator (PBG), (E)‐3‐(2‐hydroxy‐4‐methoxyphenyl)‐1‐(piperidin‐1‐yl)prop‐2‐en‐1‐one (HMPP) (10 wt% to PAA) and the optimized parameters for photolithographic process were investigated including the PBG content, post‐exposure bake (PEB) temperature, and PEB time. The PSPI based on PAA(PDA‐BPDA/6‐FDA) and HMPP (10 wt% to PAA) showed a sensitivity of 114 mJ/cm 2 and contrast of 1.29 when exposed to 365‐nm light ( i ‐line), post‐exposure baked at 160°C for 5 min, and developed with an aqueous solution of 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide and iso‐propanol. A clear negative 8‐μm features pattern was obtained by contact‐printing and converted into the PI pattern upon heating at 250°C, confirming by scanning electron microscopy and infrared spectroscopy.
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