一种负性光刻胶组合物及其应用、电镀图形的形成方法与流程

本发明属于光刻胶，具体涉及一种负性光刻胶组合物及其应用、电镀图形的形成方法。

背景技术：

1、随着半导体封装技术的发展，电镀金工艺广泛应用于半导体芯片电极、led金触点及高端封装基板的制造。光刻胶作为图形化掩膜，其分辨率、耐电镀性能直接决定镀金图形的精度与良率。

2、专利文献cn115793396b公开了一种用于先进封装负性厚膜光刻胶，其配方包括40～60质量份的溶剂、30～50质量份的丙烯酸树脂、3～10质量份的引发剂、10～30质量份的交联剂以及500～1500ppm的添加剂。该光刻胶的粘度为3000～5000mpa·s，丙烯酸树脂的分子量为6000～15000。该丙烯酸树脂由苯乙烯、异戊二烯、甲基丙烯酸、丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸羟乙酯共聚而成，引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（hmpp），交联剂为特定的多官能丙烯酸酯化合物。该光刻胶用于先进封装电镀铜柱工艺，膜厚可达110μm，电镀后铜柱角度陡直。

3、然而，该现有技术仍存在以下不足：第一，其分辨率有限，在35μm膜厚条件下难以实现4μm开口的高精度图形，最小开口尺寸通常大于10μm；第二，在电镀金强碱性槽液（ph＞9）中，该光刻胶的耐化学性不足，容易出现树脂溶胀、软化、侧壁腐蚀等问题，导致渗镀、钻镀、图形边缘毛刺变形等缺陷；第三，该光刻胶采用单一分子量的丙烯酸树脂，对比度有限，显影窗口窄，容易产生残留底膜。

技术实现思路

1、本发明目的是：提供一种负性光刻胶组合物及其应用，以解决现有技术中厚膜光刻胶在电镀金工艺中分辨率不足的问题，进一步解决现有光刻胶在强碱性电镀金液中耐化学性不足以及单一分子量树脂对比度有限的问题。

2、本发明的技术方案是：第一方面，提供一种负性光刻胶组合物，包含以下质量份数的组分：

3、丙烯酸树脂：20～40份；

4、光引发剂组合：1～5份；

5、交联剂：10～30份；

6、溶剂：50～80份；

7、助剂：0.05～0.1份；

8、其中，所述丙烯酸树脂包含重均分子量为15000的第一丙烯酸树脂和重均分子量为10000的第二丙烯酸树脂；

9、所述光引发剂组合包含肟酯类光引发剂和自由基光引发剂，且肟酯类光引发剂与自由基光引发剂的质量比为1:2～1:4。

10、优选的，所述第一丙烯酸树脂与第二丙烯酸树脂的质量比为1:0.5～1:2。

11、优选的，所述丙烯酸树脂包含由以下单体共聚而成的聚合物链：甲基丙烯酸、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯和异戊二烯。

12、优选的，所述肟酯类光引发剂选自nci-930、oex-01、oex-02、wsp-960中的一种或多种；所述自由基光引发剂选自bdk、bcim、emk、907、1173中的一种或多种。

13、优选的，所述交联剂选自多官能丙烯酸酯交联剂m9050、m309、m8100、m7100、m408中的一种或多种。

14、优选的，所述溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、环己酮中的一种或多种。

15、优选的，所述负性光刻胶组合物的粘度为1500～2000mpa·s。

16、优选的，所述助剂包含流平剂、消泡剂和阻聚剂中的一种或多种。

17、第二方面，提供一种电镀图形的形成方法，包括以下步骤：

18、（1）将权利要求1至8中任一项所述的负性光刻胶组合物涂覆在基板上，形成光刻胶层；

19、（2）对所述光刻胶层进行加热、曝光和显影，形成光刻胶图案；

20、（3）在所述光刻胶图案内进行电镀处理，形成电镀图形；

21、（4）去除所述光刻胶图案。

22、第三方面，提供一种负性光刻胶组合物的应用，采用上述任一项所述的负性光刻胶组合物，在半导体芯片、led或封装基板的电镀金工艺中作为电镀掩膜的应用。

23、与现有技术相比，本发明的优点是：

24、（1）通过采用重均分子量为15000和10000的两种丙烯酸树脂搭配，利用两种分子量树脂在碱性显影液中溶解速率的差异，提高了光刻胶的对比度和显影窗口，从而在35μm膜厚下实现了4μm的最小开口尺寸，而现有技术在同等膜厚下最小开口通常大于10μm。

25、（2）通过采用肟酯类光引发剂与自由基光引发剂协同组合，并将总引发剂用量控制在1～5份的低范围内，降低了光刻胶对紫外光的吸收，使光能更好地穿透35μm厚膜，实现上下宽度一致的垂直侧壁图形，避免了因光衰减导致的图形倒锥或底切问题。

26、（3）通过采用甲基丙烯酸、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯和异戊二烯共聚得到的丙烯酸树脂，结合多官能丙烯酸酯交联剂，形成了包含自由基聚合交联和环氧开环交联的双重交联网络，具有高交联密度和致密性，在强碱性电镀金液（ph＞9，50℃）中电镀60分钟后胶面完整不开裂、无渗镀，电镀后易于在80℃n-甲基吡咯烷酮中30分钟内完全剥离。

1.一种负性光刻胶组合物，其特征在于，包含以下质量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的负性光刻胶组合物，其特征在于，所述第一丙烯酸树脂与所述第二丙烯酸树脂的质量比为1:0.5～1:2。

3.根据权利要求1所述的负性光刻胶组合物，其特征在于，所述丙烯酸树脂包含由以下单体共聚而成的聚合物链：甲基丙烯酸、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯和异戊二烯。

4.根据权利要求1所述的负性光刻胶组合物，其特征在于，所述肟酯类光引发剂选自nci-930、oex-01、oex-02、wsp-960中的一种或多种；所述自由基光引发剂选自bdk、bcim、emk、907、1173中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的负性光刻胶组合物，其特征在于，所述交联剂选自多官能丙烯酸酯交联剂m9050、m309、m8100、m7100、m408中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的负性光刻胶组合物，其特征在于，所述溶剂选自丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、环己酮中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的负性光刻胶组合物，其特征在于，所述负性光刻胶组合物的粘度为1500～2000mpa·s。

8.根据权利要求1所述的负性光刻胶组合物，其特征在于，所述助剂包含流平剂、消泡剂和阻聚剂中的一种或多种。

9.一种电镀图形的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求1至8中任一项所述的负性光刻胶组合物在半导体芯片、led或封装基板的电镀金工艺中作为电镀掩膜的应用。