一种光刻胶、光刻胶应用以及应用工艺

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，特别是涉及一种光刻胶、光刻胶应用及其应用工艺。

背景技术

光刻胶为一种具有感光特性的混合液体，是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一。根据使用场景不同，光刻胶可用于制备集成电路材料、显示面板材料或者印刷电路板等电子元器件。现有技术中，光刻胶可以通过光化学反应，经曝光、显影等光刻工序在基片上形成光刻胶图案；然后以形成的光刻胶图案作为掩膜进一步经过刻蚀、离子注入、金属沉积将图形转移到没有光刻胶保护的基片区域上，得到覆有待剥离光刻胶的基片；最后再将光刻胶从基片上剥离。操作过程较为繁琐，生产效率低。因此，提供一种可简化电子元器件制备工艺且图形化精度高的光刻胶及其应用工艺是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种光刻胶、光刻胶应用及其应用工艺，所述光刻胶兼具粘接性和导电性，应用时无需在基材上额外沉积金属层便可形成导电线路，且曝光后具备二次固化粘接效果

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种光刻胶，以总质量为100%计，其包括10-30%的光刻胶粘剂、60-90%的导电金属粉、1-3%的交联剂、1-5%的光引发剂、1-3%的丙烯酸酯单体、5-15%的溶剂以及1-3%的助剂；所述光刻胶粘剂包括改性丙烯酸树脂。

优选地，所述光刻胶粘剂，具有如下结构：

；

式中，R1包括

R2包括

R3包括

优选地，所述的光刻胶粘剂的制备方法，包括步骤：

S1、通过自由基聚合制备得到丙烯酸树脂，所述自由基聚合的原料包括丙烯酸酯单体、链转移剂以及引发剂；

S2、采用改性剂在碱性催化剂的催化下对步骤S1所得的丙烯酸树脂进行改性，得到光刻胶粘剂。

优选地，以总质量为100%计，所述光刻胶粘接的原料成分包括25%-35%的丙烯酸酯单体、0.1-1%的链转移剂、1-5%的引发剂、改性剂、0.5%-1.5%的碱性催化剂以及50%-70%的溶剂；所述改性剂的用量为丙烯酸酯单体质量的1/3-1/5。

优选地，所述丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸脂肪醇酯、甲基丙烯酸金刚烷酯、甲基丙烯酸异辛酯或者甲基丙烯酸六氟丁酯中的一种或多种。

优选地，所述链转移剂包括十二硫醇；所述引发剂包括偶氮二异丁腈或者过氧化二苯甲酰。

优选地，所述改性剂包括马来酸酐、四氢苯酐、纳迪克酸酐、顺式乌头酸酐、衣康酸酐、氧杂酸酐或者丙烯酸酐中的一种或几种；所述碱性催化剂包括4,2-甲氨基吡啶、三乙胺、N、N-二甲基苯胺中的一种或几种。

优选地，所述导电金属粉包括银粉、金粉、铜粉或者镍粉中的一种或几种；所述交联剂包括环氧交联剂；所述丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸脂肪醇酯、甲基丙烯酸金刚烷酯、甲基丙烯酸异辛酯或者甲基丙烯酸六氟丁酯中的一种或多种；所述光引发剂包括2－异丙基硫杂蒽酮或者2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮中的一种或两种；所述助剂包括流平剂。

本发明的第二个目的是揭示一种如上所述的光刻胶在触控屏幕、片式滤波器、LED、热敏打印头或厚膜集成电路中的应用。

本发明的第三个目的是揭示一种如上所述的光刻胶在触控屏幕、片式滤波器、LED、热敏打印头或厚膜集成电路中的应用工艺。

优选地，所述应用工艺，包括将所述光刻胶进行图形化处理，包括步骤：提供基材；将所述光刻胶印刷于所述基材表面形成光刻胶膜层；将形成光刻胶膜层的基材进行掩膜、曝光以及显影步骤后在所述基材表面形成导电图案。

本发明产生的有益效果至少包括：

本发明所述光刻胶组分中包括光刻胶粘剂、导电金属粉、交联剂、光引发剂、以及丙烯酸酯单体，一方面兼具感光性和导电性，将本发明所述光刻胶图形化时，显影后即可在基材表面形成导电图案，省去了在基材上沉积金属等步骤，简化了操作步骤，提升了制备效率，另一方面所述光刻胶粘剂包括改性丙烯酸树脂，在曝光时二次固化，提升了曝光固化后与基材之间的粘接性能，提升与基材之间的附着力，使得在显影过程中，未被曝光固化的部分时，提升了与基材之间的粘接性能及附着力，曝光固化区域不易被碱性显影剂分解，进而提升了图形化精度。

附图说明

图1为本发明所得电子元器件正面的结构示意图；

图2为图1所示的电子元器件的正面的放大图；

图3为本发明所得电子元器件反面的结构示意图；

图4为图3所示的电子元器件反面的结构示意图；

图5为所述光刻胶粘剂的制备工艺流程图；

图6为所述光刻胶进行图形化处理工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明所述的光刻胶应用于电子通讯、电子测量的仪器，工业控制，医疗设备，汽车工业，智能玩具，家用电器等领域。

本发明实施例揭示一种光刻胶，以总质量为100%计，其包括10-30%的光刻胶、60-90%的导电金属粉、1-3%的交联剂、1-5%的光引发剂、1-3%的丙烯酸酯单体、5-15%的溶剂以及1-3%的助剂；所述光刻胶包括改性丙烯酸树脂。

本发明所述光刻胶组分中包括光刻胶粘剂、导电金属粉、交联剂、光引发剂、以及丙烯酸酯单体，一方面兼具感光性和导电性，本发明所述光刻胶图形化时，显影后即可在基材表面形成导电图案，省去了在基材上沉积金属等步骤，简化了操作步骤，提升了制备效率，另一方面所述光刻胶粘剂包括改性丙烯酸树脂，其含有大量不饱和键，在曝光时能够在交联剂和光引发剂的作用下与丙烯酸酯单体进一步发生聚合反应，二次固化，形成具有大分子量的交联网状结构，在曝光时的固化效果更佳，进而提升了曝光固化后与基材之间的粘接性能，提升与基材之间的附着力，使得在显影过程中，未被曝光固化的部分时，提升了与基材之间的粘接性能及附着力，曝光固化区域不易被碱性显影剂分解，进而提升了图形化精度。此外，光刻胶以及曝光后形成的具有较高透明度的丙烯酸树脂，提升了光源的透过率，保证了曝光时树脂的充分反应固化，进一步提升了所述光刻胶的固化效果以及与基材之间的附着力。

优选地，所述光刻胶粘剂，具有如下结构：

；

式中，R1包括

R2包括

R3包括

本发明中所述丙烯酸酯单体以及得到的光刻胶中含有大量的不饱和键，在图形化曝光处理过程中，在组分中进一步添加丙烯酸酯单体和交联剂，促使所述光刻胶与丙烯酸酯单体进一步交联聚合反应得到具有更大分子量的大分子网状结构，提升显影后与基材的粘接强度，进而提升图形化精度以及成形膜层与基材之间的附着力。

优选地，如图5所示，所述的光刻胶粘剂的制备方法，包括步骤：

S1、通过自由基聚合制备得到丙烯酸树脂，所述自由基聚合的原料包括丙烯酸酯单体、链转移剂以及引发剂；

S2、采用改性剂在碱性催化剂的催化下对步骤S1所得的丙烯酸树脂进行改性，得到光刻胶粘剂。

优选地，以总质量为100%计，所述光刻胶粘剂的原料成分包括25%-35%的丙烯酸酯单体、0.1-1%的链转移剂、1-5%的引发剂、改性剂、0.5%-1.5%的碱性催化剂以及50%-70%的溶剂；所述改性剂的用量为丙烯酸酯单体质量的1/3-1/5。

其中，所述碱性催化剂的选用可根据上述结构式中R2的结构进行具体选用。具体地，在一些实施例中，若R2=

在另一实施例中，若R2=

优选地，所述丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸脂肪醇酯、甲基丙烯酸金刚烷酯、甲基丙烯酸异辛酯或者甲基丙烯酸六氟丁酯中的一种或多种。在另一些实施例中，所述丙烯酸酯单体至少包括上述丙烯酸酯单体中的2种。

优选地，所述链转移剂包括十二硫醇；所述引发剂包括偶氮二异丁腈（AIBN）或者过氧化二苯甲酰（BPO）；

优选地，所述改性剂包括马来酸酐、四氢苯酐、纳迪克酸酐、顺式乌头酸酐、衣康酸酐、氧杂酸酐或者丙烯酸酐中的一种或几种；所述碱性催化剂包括4,2-甲氨基吡啶、三乙胺、N、N-二甲基苯胺中的一种或几种。

优选地，所述导电金属粉包括银粉、金粉、铜粉或者镍粉中的一种或几种；所述交联剂包括环氧交联剂；所述丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸脂肪醇酯、甲基丙烯酸金刚烷酯、甲基丙烯酸异辛酯或者甲基丙烯酸六氟丁酯中的一种或多种；在另一些实施例中，所述丙烯酸酯单体至少包括上述丙烯酸酯单体中的2种；所述光引发剂包括2－异丙基硫杂蒽酮（ITX）或者2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮（光引发剂907）；所述助剂包括流平剂。所述溶剂优选为二乙二醇单丁醚醋酸酯。所述流平剂为本技术领域中常用的流平剂，所述流平剂根据实际生产过程中胶料的流平性能进行具体选用。

本发明实施例还揭示了一种如上所述的光刻胶在触控屏幕、片式滤波器、LED、热敏打印头或厚膜集成电路中的应用及其应用工艺。

如图6所示，所述的应用工艺，包括将所述光刻胶进行图形化处理，包括步骤：

提供基材；将所述光刻胶印刷于所述基材表面形成光刻胶膜层；所述印刷方法包括喷涂、网版印刷或者旋涂；

将形成光刻胶膜层的基材进行掩膜、曝光以及显影步骤后在所述基材表面形成导电图案。

其中，掩膜步骤包括将掩膜设于印刷有光刻胶膜层上；

曝光步骤包括采用光源照射，使得曝光区域的团聚体固化成型；

显影步骤包括将显影剂时间在曝光后的光刻胶膜层上，使得光刻胶膜层上被掩膜遮盖的未曝光区域溶解于显影剂中，曝光区域保留在所述基材上，在所述基材上形成导电图案；所述显影剂为碱性显影剂。

其中，所述基材包括PET基材或者陶瓷基材；曝光步骤中选用的光源包括紫外UV或者汞灯。需要说明的是，基材、光刻胶、曝光时间以及光源等反应条件以及原料的选用可根据实际生产需求进行具体选用。

具体地，在一些实施例中，当光刻胶的结构式中R2=

在另一些实施例中，当光刻胶的结构式中R2=

具体地，以导电金属粉为银粉为例，采用上述制备方法制得导电银浆料；然后将得到的导电银浆料用于制备薄膜开关，并对得到的薄膜开关进行性能测试。下表中展示的为对制备得到的5个薄膜开关的样品进行测试的数据。

由测试结果可知，采用本发明的是技术方案得到的导电银浆料用于制备薄膜开关时，附着力等级为5 B，表明光刻胶成型后与基体之间具体较好的附着效果，图形化精度高，形成的样品的印刷性和表面状态较佳；如图1至图4所示，通过本发明所述技术方案得到的电子元器件的基材表面上形成的导电线路形状均匀、边界完整、图形的成型精度高。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述

实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。