CN1071031A - 扩散法制作电路图案的方法和组合物 - Google Patents
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Abstract
在有机聚合物层中制作图案的方法,包括下列顺
序步骤:A、在一基质上涂布一个无图案的溶解于一
种增塑剂的酸性聚合物层;B、在该无图案的层上涂
布一个第二图案层,它是有机碱溶解于一种挥发性溶
剂而形成的液体溶液;C、加热该图案层以使挥发性
溶剂从该层中除去,并使第二层的增塑剂和有机碱扩
散进入酸性聚合物层的下部区域;和D、用水溶液洗
涤各层以使支承图案区域的酸性聚合物加溶并使加
溶的聚合物和增塑剂从该区域中除去。
Description
本发明涉及有机聚合物膜的扩散法制作电路图案的方法和特别适于用该法制作图案的聚合物的组合物。
厚膜技术历来是一种具有吸引力的生产牢固而可靠的导体、介电体和电阻的方法。这种技术很适于短线生产作业的经济生产。它能制成多层结构的图形,因而允许生产具有高电路密度的器件。多层结构中各连续导电层由绝缘介电层隔开并用通道通过该介电层互相连接。
多层法比单层更加昂贵,因为它要求费事的检查、各层之间的重新定位和细致的加工以避免起泡和开裂。
减少这些与多层生产有关的问题的最明显的方法是减小导线和间距的尺寸,从而减少给定结构中的层数。这个方法的问题一直在于厚膜网版印刷的有限的清晰度,它把用于连接各层电路的通道尺寸限制到10-15密耳直径。类似地,在大量生产中导体被限制到5-7密耳导线和间距这样的最窄的行宽和间距。
曾经尝试过许多不同的方法以获得较细小间距的线路和较小的通道。在特殊的生产中,极细的网目和改进的乳液衬底允许得到小至4密耳行/间距的行清晰度。现已开发出一种能提供5密耳或更细的通道和2至3密耳行/间距的可光成形糊膏。厚膜喷镀金属也是用光刻胶来制作图案的,经刻蚀后产生细行图案,薄膜导体电镀后可制作具有高导电性的细行图案。
上述所有方法都有有关的缺点。例如,细目网版涂覆的导电层和介电层通常比所希望的要薄。可光成形糊膏含有大量有机物质,在焙烧期间会增加收缩率并产生燃烧后的灰尘,使焙烧后的另件不能用。用可光成形糊膏生产的导体存在不希望的边缘卷曲,降低了用这种导体制作的电路的可靠性。要求刻蚀、光刻胶或电镀的工艺方法沉长、工艺敏感而且昂贵。此外,某些方法还要使用难于处理的溶剂。因此,需要一种能避免上述问题的在聚合物膜中,尤其是在厚膜中制作高清晰度图象的快速、对环境安全的方法。
一方面,本发明涉及在含有聚合物的膜上制作高清晰度的图象的方法,包括下列顺序步骤:
A、在一基质上涂布一个无图案的第一层,包含酸值为20-600的固体酸性有机聚合物在第一种增塑剂中的固体分散体;
B、在该无图案的第一层上涂布一个有图案的第二层,包含有机碱和挥发性溶剂的液体溶液;
C、加热有图案的第二层使挥发性溶剂从该层中除去并使有机碱扩散进入第一层的下部区域,从而使第一层的下部区域中的酸性聚合物通过与该有机碱的反应而变成加溶状态;
D、用pH为5-8.5的水溶液洗涤这些层以除去这些层的有图案的区域中的增塑剂和加溶的酸性聚合物。
另一方面,本发明也涉及在扩散制作图案方法中用作无图案的第一层的厚膜介电组合物,包含:
A、分散于下述B中的无机介电固体微粒;
B、一种液体有机介质,包含下述组分的溶液:
(1)酸值为20-600的成膜酸性聚合物;
(2)不能使该酸性聚合物完全溶解的增塑剂;
(3)挥发性溶剂,聚合物与增塑剂的比例应是这样的:当挥发性有机溶剂从有机介质中除去后,所得到的无溶剂的聚合物/增塑剂分散体是镜面不反射的。
由一张图组成的附图示意说明了利用本发明用厚膜膏制作图案的各个步骤。
本文中所用的术语定义如下:
“洗脱液”一词是指能溶解或者换句话说能使下部无图案层变成分散状态的任何流体,无论是液体还是气体。在本发明中所用的洗脱液是水溶液。
“可分散的”一词,对于给定材料的一种膜而言,是指该材料能够通过一种洗涤液的物理和/或化学作用而转移或除去。按本发明所用的,该洗涤液是水溶液。
“挥发性溶剂”一词是指在常压下加热到120℃或更低的温度能从无图案的第一层中被除掉的液体有机溶剂。
“非结晶聚合物”一词是指结晶度不大于约50%的固体有机聚合物。
“酸性聚合物”一词是指酸值为20-600的固体有机聚合物。
“无溶剂”一词是指基本上完全除去了挥发性溶剂的组合物,任何一种溶剂的残留量小于所剩下的组合物重量的约1%。
“丙烯酸酯”和“丙烯酸类”:这里用来描述由此而制得的单体和聚合物,这两个词包括甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
除非另有说明,所有比例均指重量比。
参考附图可更容易地理解扩散图案制作法,该图示意说明了该方法用于厚膜介电膏的图案制作时的各个步骤。
通过网版印刷在氧化铝基质1上涂布一层厚膜介电膏3a。该厚膜膏由分散于一种有机介质中的玻璃微粒组成,而该有机介质包含溶解于邻苯二甲酸二丁酯增塑剂和萜品醇中的酸值为50的烯类不饱和羧酸和丙烯酸酯的共聚物。在印刷了3a层之后,将该层加热至80℃约10分钟以除去萜品醇。
将有图案的第二层5a网版印刷到无溶剂的厚膜层3b上,该第二层是由溶解于三乙醇胺(TEA)、邻苯二甲酸二丁酯和萜品醇中的乙基纤维素粘合剂组成的粘稠状液体。
形成了有图案的5a层之后,将该组合件加热到90℃,在此期间萜品醇从该层中蒸发,三乙醇胺和邻苯二甲酸二丁酯则扩散进入厚膜介电层3b的下部区域,在此三乙醇胺与聚合物中的酸基反应使其具有水可分散的性质。
扩散完成之后,图案层5b主要由乙基纤维素和少量的残留三乙醇胺和邻苯二甲酸二丁酯组成。然后用PH为6的水洗涤以除去该层中的其余组分并除去厚膜层3b的图象区域中的可溶性物质。水洗完成之后,将基质1的表面暴露在图案层3c下面的区域中,从而在基质1的表面上留下了该图案的精确的负片图象。
基质
本发明的方法可用在无机基质上,例如Al2O3、SiO2、硅、AlN等,或有机基质上,例如聚酰亚胺、苯氧基树脂、环氧树脂等,或者复合基质上,例如填充有机聚合物。当本发明的方法用来制作厚膜层时,水洗步骤完成之后,将有图案的厚膜层焙烧以烧掉该层中的有机成分从而实现微细固体颗粒的密实化或烧结。
酸性聚合物
无图案第一层的粘合剂组分,不管其涂覆方式如何,都必须是能成膜的非结晶的,而且必须含有足够数目的游离酸基,即具有20-600的酸值。只要聚合物的酸值达到这个程度,当它暴露于从该图案层扩散出来的有机碱化合物的作用中时它就会变成可分散的。
虽然聚合物的分子量或玻璃化温度(Tg)本身并不那么严格,但是希望Tg至少为50℃,较好是70℃或更高些,以便在该层中使用较少的聚合物。酸性聚合物的非结晶性是重要的,以便有利于增塑剂和液体碱溶液从图案层中扩散到厚膜层中。只要能符合上述三条标准,多种多样的酸性聚合物均可用作本发明的无图案第一层的粘合材料。
无图案的第一层的主要作用是用作多层电子电路的介电层,当多层中的介电层为有机物时,聚合物本身就起着介电作用。但是当该层是厚膜时,该聚合物就用作介电固体粒子的粘合剂,直到该层焙烧为止。
聚合物分子上酸部分的作用是使图案下面的介电层区域通过与从图案层扩散到聚合物中的水的碱性溶液反应而变成分散的。正如上面所提到的,这些酸基的数目必须足以使得该聚合物在暴露于从图案层中出来的碱性液体时能分散在水中。现已发现,酸值为20时就足以满足这个目的。但是,重要的是在与碱反应之前,该聚合物不能分散于水中。因此,聚合物的酸值不应超过约600。较好是酸性聚合物的酸值为100-300。
正如下面将要更详细讨论的,重要的是,酸性聚合物必须基本上可溶于无图案层中所用的增塑剂中。然而,最好是,该聚合物不应所有部分都可溶解。虽然用均一的聚合物层时本发明的方法可以困难地进行,但是最好是聚合物与增塑剂作为一种两相体系。两相之间的界面作为便于碱性溶液从图案层扩散并与酸性聚合物接触的通道。
在溶剂除去后,从所生成的聚合物/增塑剂膜表面的光泽性质可容易地观察到聚合物和增塑剂之间两相体系的形成。如果该膜是均一的,那么它将是镜面反射的,即它会有光滑的外观。另一方面,如果它是处于理想的两相状态,那么该膜将是镜面不反射的,即它会有无光泽的、粗糙的缎子似的表面。为了正确地观察镜面反射,必须除去任何增塑剂或可能迁移到该表面的其它液体。
各种各样的含酸聚合物和共聚物均可用于本发明,例如丙烯酸类聚合物、苯乙烯与丙烯酸类单体的共聚物、乙烯基加成聚合物、苯乙烯与马来酸酐的共聚物以及各种纤维素衍生物。同样,酸性聚合物中酸部分的确切化学组成并不严格。但是,最常用的聚合物是诸如丙烯酸、富马酸、乙烯基磺酸、衣康酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等烯类不饱和酸的共聚物。聚合物骨架本身的化学性质并不重要,只要该聚合物是:(1)不结晶的,(2)能成膜的,(3)含有足够的酸性基团以致当暴露于碱性溶液时能经受离子化,(4)能与图案层中的增塑剂形成两相体系。在这些标准范围内来选择聚合物将属于已知聚合物技术的知识范围内的事。
尽管不必这么做,但是要知道,如果想得到从酸性聚合物本身所得不到的一些特殊性质的话,可以使用酸性和非酸性聚合物的混合物作为无图案层的粘合剂。但是,该聚合物的混合物中酸的含量仍然必须足够高,以便使该整个层当暴露于扩散的碱溶液时可以分散。例如,在某些情况下,使用一种含酸聚合物与另一种含酸聚合物或与第一种含酸聚合物的可混溶性有限的一种不含酸的聚合物的混合物来控制要制作图案的聚合物膜的相结构可能是有利的。因此碱溶液可以更有效地从图案层扩散到较低的层中浸蚀富含酸基的区域并使这些区域分散,从而促使膜结构很快破裂并容易地变成分散在成象的区域中。
可用于本发明的许多酸性聚合物中的一些例子列于下面表1中。
表 1 酸性聚合物的组成和性质
组成 酸值 分子量
聚乙酸乙烯酯 26 30,000
乙酸乙烯酯/巴豆酸共聚物(95/5) 36 30,000
乙酸-琥珀酸纤维素 136 30,000
丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸共 76-85 260,000
聚物(56/37/7)
乙烯基酸/巴豆酸/二苯甲酮共聚物 77 50,000
氯乙烯/乙酸乙烯酯/马来酸共聚物 26 -
(81/17/2)
富马酸,改良的松香酯 110-130 -
苯乙烯/马来酸酐,部分酯化(50/50) 320 50,000
苯乙烯/马来酸酐,未酯化(50/50) 480 1,600
苯乙烯/马来酸酐,未酯化(67/33) 350 1,700
甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物 59 70,000
(92/8)
甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯 50 100,000
酸共聚物(77/15/8)
碱可溶的热塑性树脂改良的脂族聚酯树 130 -
脂
甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物 119 -
(82/7)
甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/丙烯酸共 80 200,000
聚物(37/56/7)
丙烯酸/α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物 197 2,810
这些含酸聚合物可用熟练本技术的人员所知道的任何惯用的聚合技术在能产生自由基的聚合引发剂,如过氧化合物的存在下进行制备。这些技术包括溶液聚合、本体聚合、成珠聚合、乳液聚合等。
增塑剂
最好是无图案层和图案层两者都含有大量的增塑剂,在其中无图案层中的聚合物组分至少部分地溶解。在这两层中增塑剂的主要作用是促进碱液从图案层扩散到无图案层的下部区域。尽管不是绝对必须在两层中都有增塑剂,但是最好还是两层都有增塑剂,因为这样可以得到较大的成象敏感度。两层中的增塑剂可以相同或不同,只要它们符合这两层的具体要求就行。下层无图案层中的增塑剂必须是:(1)能溶解无图案层中的聚合物,(2)能与无图案层中的酸性聚合物形成一种固体两相体系。另一方面,图案层中的增塑剂必须是该图案层中的粘合剂聚合物的溶剂、无图案层中酸性聚合物的溶剂以及有机碱的溶剂。
各层中所用增塑剂的用量可以大不相同,取决于所使用的聚合物。正如上面所提到的,当各层都是厚膜膏时,较好是使无图案层中增塑剂的量加到最大以使必须烧掉的聚合物的量减到最小。较好是增塑剂的沸点至少是250℃,以便当加热时挥发性溶剂除去后增塑剂仍然留在该层中。然而,增塑剂的挥发性符合如下要求也是比较好的,即如果希望减少增塑剂的量,只要通过简单的加热就能使增塑剂从体系中除去。事实上这种技术在某些情况下可能是比较好的,因为用这种方法除去增塑剂时在无图案的膜中会留下小孔,有利于增塑剂从图案层扩散出来。
多种增塑剂可用来促进碱渗透进入要制作图案的聚合物膜中并调节膜的性质。应该选择与各层中的其它组分和粘合剂具有合理的混溶性的那些增塑剂。例如,对于丙烯酸类粘合剂来说,增塑剂可包括邻苯二甲酸二丁酯,其它芳族酸的酯类;脂族多元酸的酯类,例如己二酸二异辛酯和硝酸酯的酯类;乙二醇和芳族或脂族酸形成的酯类,聚亚氧烷基乙二醇,脂族多元醇;烷基和芳基的磷酸酯;氯化石腊烃;以及氨磺酰类均可使用。
总之,对于较大的高湿贮存稳定性及环境运作范围来说水不溶性的增塑剂是比较好的,但并不要求。适用的增塑剂包括:三甘醇、三甘醇二乙酸酯、三甘醇二丙酸酯、三甘醇二辛酸酯、三甘醇二甲基醚、三甘醇双(2-乙基己酸酯)、四甘醇二庚酸酯、聚乙二醇、聚乙二醇甲醚、异丙基萘、二异丙基萘、聚丙二醇、三丁酸甘油酯、己二酸二乙酯、癸二酸二乙酯、辛二酸二丁酯、磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己)酯、磷酸叔丁基苯基·二苯酯、三醋精、邻苯二甲酸二辛酯、C12H25(OCH2CH2)2OOH、磷酸三(2-丁氧基乙)酯和邻苯二甲酸酯类,如邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二苯酯、邻苯二甲酸二(十一烷基)酯、邻苯二甲酸丁基·苯甲基酯、邻苯二甲酸2-乙基己基·苯甲基酯。
固体组分
应该认识到本发明的方法可以用来使有机层单独成象,以及使厚膜和其它填充层成象。当该方法用于厚膜时,无图案层的固体组分通常是一种介电材料,例如玻璃或各种能形成玻璃的氧化物的混合物,这种介电材料例如在800℃-950℃焙烧时会密实化和/或烧结。就本发明的施用方法而言,该固体组分的化学组成本身并不重要,只要它们对有机介质各组分是隋性的就行。
图案层中并非总是需要使用固体。然而,使用微粒状固体对于获得适于印刷和按照本发明进行顺序加工的流变学性质是一种很有用的方法。换句话说,图案层中固体的组成并不重要,因为它们是在扩散制图步骤完成之后,采用水洗方法从系统中用物理方法除去的。
该固体的粒度也是不严格的。但是,一般应为0.5-20微米范围,以便用于通过网版印刷的涂布方法。
图案层聚合物
图案层中粘合剂的主要作用是调节该层的流变学性质,使之与涂布到无图案层的方法相一致。因此,在任何情况下,粘合剂都不是图案层的主要组分。例如,当采用油墨喷射印刷涂布图案层时,就无需使用粘合剂。但是,当图案层以厚膜膏形式涂布时,该聚合物既是用来调节膏的流变学性质又是作为微粒状固体的粘合剂直至在洗涤步骤中被除去为止。
粘合剂聚合物的性质并不严格,可以在很宽的范围内,只要该图案层的流变学性质能适应所施涂的方法就可以。但是,当该图案层以一种厚膜膏的形式涂布时,特别推荐使用纤维素聚合物,例如乙基纤维素,作为粘合剂,因为它的水溶性好而且具有极理想的触变性。
有机碱
较理想的是,该图案层的碱性组分是一种能与增塑剂混溶并且最好是能溶解于该增塑剂中的有机碱。这种碱可以是液体或固体。当使用固体碱时,熔点最好不超过120℃。这些物质包括有机胺类,例如,烷基胺类,芳族胺类,例如吡啶、吗啉和链烷醇的胺类,如三乙醇胺。
图案层中的碱量必须能通过扩散到起支承作用的第一层而足够提供一种加溶效果。
扩散成图区域需用一种pH为5-8.5范围的水溶液加以分散。水是较好的。如有必要,所生成的水溶液可以含有低含量的碱,最好是与形成图案的步骤中所使用的碱相同,以有助于达到临界浓度并使已成象的区域可以分散而不会对未成象的区域产生不利的影响。为了避免过度中和已扩散的碱,水洗溶液的pH值最好至少为5。另一方面,pH值不应大于8.5,以免使非成象区域加溶。任选地,水洗溶液中可以含有少量的水溶性表面活性剂,以便促进碱和酸性聚合物膜之间的相互作用。
配方和涂布方法
本发明的方法主要打算在电子组件的制作中用作功能层,一般来说,含有分散性改变剂(有机碱)的图案层厚度在1-30微米范围,而第一层可以厚得多,由10-100微米。图案层的厚度主要是受涂布方法的限制,而不是顾及操作性能。
一般来说,制备用于本发明方法的组件层的各个步骤与熟悉惯用厚膜膏技术的那些人所知道的步骤相似。
可选用的图案制作方法
采用网版印刷图案层的办法来实现本发明的扩散制作图案法是比较好的。但是,这个步骤也可采用其它办法来实现。这些办法包括热敏转印、电子照相、记录笔绘图仪以及油墨喷射印刷等方法。
热敏转印:分散性改变剂可以和聚合物粘合剂以及其它必要的添加剂一起配方制成一种热熔油墨组合物,就象熟知本技术的人们所实践的那样。这种含有碱的油墨组合物预涂在尺寸稳定的薄膜基片,如聚酯(PET)薄膜上。色带放置应与厚膜基质紧密接触,油墨面向厚膜组合物。通过色带底侧用一个与市售计算机打印机中所用的写头相似的热敏写头使油墨组合物以成象方式转印到厚膜基质上。如果色带配方和加热条件调节适当的话,用于产生图案的写头能足以影响活性成分向厚膜组合物扩散并同时改变其分散性行为。然后该组件再按前面所述方法加工。
另外,如果在配方中加进一种能非常有效地将红外辐射转变成热的红外吸收物质,如碳黑、石墨或有机染料的话,也可用红外激光器来使图案感光。用这种方法产生的热量会诱导活性成分转印在厚膜基质上。
典型地,含腊和防水型粘合剂材料可用来配制热熔油墨。如果该方法稍有改变,不是使油墨扩散到厚膜组合物上,则可将油墨加印在水可显影的有机化合物的组合物上。该防水图象可用作随后的正片型生产水加工中的掩模或保护膜。
电子照相:分散性改变剂可以和聚合物粘合剂、电荷导向剂和各种辅助剂一起制成可分散于液体载体介质中的调色剂颗粒,就象熟悉本技术的人们所实践的那样。该调色剂颗粒通过精通本技术的人们所熟悉的各种机械装置以成象方式涂覆到厚膜基质上。在熔化步骤中活性成分被迫进入厚膜组合物以使预定的溶剂体系的分散性改变。
记录笔绘图仪:分散性改变剂与添加剂一起配制在水基或溶剂基液体载色剂中。图案是借助于记录笔通过数字式指令来产生的,就象在市售绘图仪中的情形一样。活性成分被迫进入厚膜组合物以实现所希望的溶解性改变。由于环境方面的原因,水墨系统是较佳的操作模式。
油墨喷射,液体油墨:按熟练本技术的人们所实践的方法将分散性改变剂与添加剂一起配制在水基或溶剂基液体载色剂中。图象是用一个与市售计算机中打印机的打印头相似的油墨打印头来产生的。液体载色剂和/或添加剂,如增塑剂和表面活性剂可用来把活性成分带入厚膜组合物中以实现溶解性的改变。鉴于环境方面的原因,使用水基油墨是较佳的操作模式。
油墨喷射,固体油墨:分散性改变剂可以和一种在高温下熔化的固体载色剂一起配方。在印刷过程中按照象市售计算机的打印机中那样的数码指令油墨微滴呈熔融状态射出,在厚膜组合物上给出高清晰度的图象。活性成分扩散进入厚膜组合物,改变了该成象了的区域中的分散性。
与在正片型生产中的一种水可显影的含有机化合物的组合物的热敏转印方法中所述的方式一样,在这类涂布方法中常用的含腊油墨组合物也可用作一种掩模或保护膜。
本发明将通过下述实例进一步说明。
实例
实例1
用下列组合物和程序制备介电厚膜组件:
介电固体: | |
组分 | %重量 |
玻璃A玻璃B氧化铝硅酸锆铝酸钴二氧化钛 | 47.3631.576.558.763.002.76 |
组成 | 玻璃A %重量 | 玻璃B %重量 |
BaOSrOCaOZnOAl2O3SiO2ZeO2 | 12.5610.826.7016.05.5046.012.40 | 11.7810.15-21.296.9047.642.42 |
膏状组合物: | |
成份介电固体Elvacite 2010Carboset XPD-1234邻苯二甲酸 丁酯·苄酯Tergitol TMN-6萜品醇 | 含量% 重量60.02.16.211.22.118.4 |
用类似于配制厚膜材料的成熟方法制备上述膏状组合物,并按下述方法制备以备印刷:
通过将该介电体任选地印刷一道、二道或三道印刷,对该材料进行加工,每道印刷之后接着要在80-90℃干燥10-15分钟。除去溶剂后形成一种两相体系。
印刷油墨: | |
成分:二乙醇胺(Fisher Scientific Co.,Pittsburg PA)丁基 Carbitol(Aldrich Chem Co.,Milwaukee WI)去离子水 | 含量% 重量301060100 |
将上述组分混合搅拌以制得一种均匀溶液。所得到的溶液用作印刷油墨,使用一台Hewlett Packard Desk Jet油墨喷射打印机(Hewlett Packard,Palo Alto,CA)在该介电涂层上产生单点图案。成象组件置于烘箱中在75℃烘烤5分钟,然后将其浸入60℃的温水中,伴以超声波搅拌1分钟。得到具有完全圆形和直壁的、宽130微米、深26微米的通道(Vias)。
实例2
用下述程序制备印刷油墨:
印刷油墨: | |
成分:三乙醇胺(Fisher Scientific Co.,Pittsburg PA)Merpol SH(E.I.du Pont Co.Wilmington DE)去离子水 | 含量% 重量301.069100 |
将上述组分混合搅拌以制得一种均匀溶液。所得到的溶液用作印刷油墨在实例1中所述的介电体厚膜上产生单点图案。成象组件置于烘箱中在75℃烘烤5分钟。然后将其浸入60℃的温水中,伴以超声波搅拌1分钟。得到具有完全园形和边缘清晰度良好的、宽130微米、深24微米的通道。
实例3
用下述程序制备介电体厚膜涂层:
成分介电固体(如实例1)Elvacite 2051Carboset XPD-1234邻苯二甲酸丁酯·苄酯萜品醇 | 含量%重量58.251.019.0816.5115.13100.0 |
按实例1所述方法制备上述膏状组合物并将其印刷在氧化铝基质上。
用下述程序制备印刷油墨:
成分:三乙醇胺(Fisher Scientific Co.,Pittsburg PA)乙酸(EM Science,Gibbstown NJ)去离子水 | 含量% 重量30.06.763.3100.0 |
将三乙醇胺溶解在无离子水中。在搅拌下缓慢地加入乙酸。用所得pH值为8.5的溶液作为印刷油墨,使用一台Hewlett Packard Desk Jet打印机(Hewlett Packard,Palo Alto(A)在该介电体厚膜上产生单点图案。成象组件从背面在约200℃加热3秒钟,接着在烘箱中在75℃烘烤5分钟。然后将其浸入60℃的温水中,伴以超声波搅拌1分钟。得到具有非常圆形和清晰轮廓的、宽160微米、深29微米的通道。
实例4
用熟悉本技术的人们所知道的技术将具有下述组成的介电膏和图案膏网版印刷在实例1中所述的基质上。
介电载色剂的组成如下:
成分 | 含量 重量% |
聚甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物邻苯二甲酸丁酯·苄酯萜品醇 | 2184238 |
介电膏的组成如下:
成分 | 含量 重量% |
无机固体介电膏载色剂 | 6436 |
图案膏载色剂的组成如下:
成分 | 含量 重量% |
乙基纤维素三乙醇胺萜品醇邻苯二甲酸丁酯·苄酯 | 4422727 |
图案膏的组成如下:
成分 | 含量 重量% |
0.45微米的氧化铝图案膏载色剂 | 63.536.5 |
然后用具有几种通道口径尺寸的通道填充网版来印刷该图案层。然后将图案膏在80-100℃干燥5-10分钟,制得了具有陡峭侧壁的均匀、轮廓分明的通道。平均尺寸为4-5密耳,介电膜厚度超过30微米。
本文中所用商品名注解如下:
Carbitol:联合碳化物公司(Danbury,CT)生产的二甘醇乙基醚的商标。
Carboset XPD-1234,B.F.Goodrich & Co.(Cleveland OH)生产的酸性甲基丙烯酸甲酯共聚物的商标。
Elvacite 2051:杜邦公司(Wilmington,DE)生产的甲基丙烯酸甲酯树脂的商标。
Merpol SH:也是杜邦公司生产的环氧乙烷的非离子酯类的商标。
Santicizer S-160:孟山都化学公司(St.Louis,MO)生产的N-烷基-对甲苯磺酰胺类增塑剂的商标。
Claims (10)
1、在有机聚合物层中制作图案的方法,包括下列顺序步骤:
A、在一基质上涂布一个无图案的第一层,包含酸值为20-600的固体酸性有机聚合物在第一种增塑剂中的固体分散体;
B、在该无图案的第一层上涂布一个有图案的第二层,包含有机碱和挥发性溶剂的液体溶液;
C、加热有图案的第二层使挥发性溶剂从该层中除去并使用机碱扩散进入第一层的下部区域,从而使第一层的下部区域中的酸性聚合物通过与该有机碱的反应而变成加溶状态;
D、用pH为5-8.5的水溶液洗涤这些层以除去这些层的有图案的区域中的增塑剂和加溶的酸性聚合物。
2、权利要求1的方法,其中酸性有机聚合物在第一种增塑剂中具有有限的溶解度,聚合物与增塑剂的重量比是这样的,以使无图案层为非镜面反射的。
3、权利要求1的方法,其中无图案的第一层含有微细介电固体。
4、权利要求1的方法,其中该图案层是厚膜膏。
5、权利要求3的方法,其中无图案层是以厚膜膏的形式涂布的。
6、权利要求1的方法,其中有图案的第二层是用油墨印刷涂布的。
7、权利要求4的方法,其中有图案的第二层是用网版印刷涂布的。
8、在扩散制作图案的方法中用作第一无图案层的组合物,包含:
A、具有酸值为20-600、能成膜的酸性聚合物;
B、一种增塑剂,在其中该酸性聚合物不能完全溶解;
C、挥发性有机溶剂,聚合物与增塑剂之比应是这样,以致当挥发性溶剂C从有机介质除去时,所生成的无溶剂的聚合物/增塑剂分散体为非镜面反射的。
9、权利要求10的组合物,其中酸性聚合物的酸值为100-400。
10、权利要求10的组合物,其中酸性聚合物是丙烯酸或甲酸丙烯酸的烃基酯与一种烯类不饱和羧酸的共聚物。
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