DE69221076T2

DE69221076T2 - Verfahren für Diffusion-Strukturierung

Info

Publication number: DE69221076T2
Application number: DE69221076T
Authority: DE
Inventors: John James Felten; Walter Raymond Hertler; Sheau-Hwa Ma
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2012-10-13
Also published as: CN1148188A; CN1075825A; EP0541969A1; JP3268856B2; CN1042074C; KR930010621A; CN1085889C; MY130019A; JPH05267856A; EP0541969B1; DE69221076D1; KR950013580B1; US5275689A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines Musters durch Diffusion auf organischen Polymerfilmen und polymere Zusammensetzungen, die zur Bildung eines Musters durch dieses Verfahren besonders geeignet sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Dickfilmtechnologie ist historisch ein attraktives Verfahren zur Herstellung von Leitern, Dielektrika und Widerständen, die robust und zuverlässig sind. Die Technologie ist für die wirtschaftliche Produktion kleiner Produktionsreihen gut geeignet. Ihre Fähigkeit, in Mehrschicht-Konfigurationen mit einem Muster versehen werden zu können, hat nämlich die Herstellung von Bauelementen mit einer hohen Schaltkreisdichte ermöglicht. Die aufeinanderfolgenden Ebenen von Leitern in der Mehrschicht-Struktur werden durch isolierende, dielektrische Schichten getrennt und durch Kontaktlöcher durch die dielektrischen Schichten hindurch verbunden.
Der Mehrschicht-Zugang ist teurer als ein Einschicht-Zugang, da eine sorgfältige Inspektion, eine Neujustierung zwischen den Schichten und eine sorgfältige Verarbeitung erforderlich sind, um eine Blasenbildung und ein Reißen zu vermeiden.
Die naheliegendste Methode zur Verminderung dieser mit der Mehrschicht-Herstellung verbundenen Probleme besteht darin, die Abmessungen der Leitungen und der Zwischenräume zu vermindern, wodurch die Zahl der Schichten in einer gegebenen Struktur vermindert wird. Das Problem bei diesem Zugang besteht im eingeschränkten Auflösungsvermögen des Dickfilm- Siebdrucks, wodurch die Größe der zur Verbindung von Schaltkreisen verwendeten Kontaktlöcher auf einen Durchmesser von 0,25 bis 0,38 mm (10 bis 15 mil) begrenzt wird. In gleicher Weise sind Leiter bei Produktionsmengen auf eine engste Linienbreite und einen engsten Zwischenraum von 0,13 bis 0,18 mm (5 bis 7 mil) der Leitungen und Zwischenräume beschränkt.
Viele verschiedene Versuche sind unternommen worden, um Leitungen mit einem kleineren Mittenabstand und kleinere Kontaktlöcher zu erhalten. Extrem feine Siebmaschen und verbesserte Emulsionsträger haben es ermöglicht, bei einer begrenzten Produktion eine Leitungsauflösung von lediglich 0,10 mm (4 mil) Leitung/Zwischenraum zu erhalten. Es sind photoformbare Pasten entwickelt worden, die Kontaktlöcher von 0,13 mm (5 mil) oder feiner und Mittenabstände von Leitungen/Zwischenräumen von 0,05 bis 0,08 mm (2 bis 3 mil) ermöglichen. Dickfilm-Metallisierungen sind auch mit Photoresists mit einem Muster versehen und geätzt worden, um feine Linienmuster herzustellen, und Dünnfilmleiter sind plattiert worden, um feine Linienmuster mit einer hohen Leitfähigkeit herzustellen.
Beispielsweise offenbart EP-A-0 451 741 eine lichtempfindliche Zusammensetzung, umfassend ein filmbildendes, im Sauren labiles Polymer, einen verträglichen Weichnacher, ein Lösungsmittel und einen Photosäuregenerator, der die Beschichtung lichtempfindlich macht und dazu in der Lage ist, bei Bestrahlung mit Licht Bilder zu bilden, und WO-91/06118 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Mustern in einer organischen Polymerschicht durch: (A) die Bildung einer nicht mit einem Muster versehenen, ersten Schicht aus einem Polymer; (B) das Auftragen einer mit einem Muster versehenen, zweiten Schicht, die ein Mittel umfaßt, das dazu in der Lage ist, die Dispergierbarkeit des Polymers zu ändern; (C) das Diffundierenlassen des Mittels in das Polymer und (D) das Entfernen der Polymerbereiche, die dispergierbarer gemacht wurden.
Mit allen obigen Versuchen sind Nachteile verbunden. Zum Beispiel werden durch Siebe mit feinen Maschen normalerweise dünnere Leiter- und dielektrische Schichten abgelegt, als wünschenswert ist. Photoformbare Pasten weisen einen größeren Anteil an organischen Substanzen auf, wodurch das Schrumpfen während des Brennens verstärkt wird und ein schmutziges Ausbrennen erzeugt werden kann, durch das gebrannte Teile unbrauchbar gemacht werden können. Mit photoformbaren Pasten hergestellte Leiter weisen ein nicht wünschenswertes Zusammenrollen der Kanten auf, durch das die Zuverlässigkeit der damit hergestellten Schaltkreise vermindert werden kann. Die Verfahren, für die Ätzen, Photoresists oder Plattieren erforderlich sind, sind sehr zeitaufwendig, komplex im Herstellungsverfahren und kostenintensiv. Weiterhin wird bei einigen der Verfahren Lösungsmittel verwendet, was schwierig handzuhaben ist. Folglich besteht nach wie vor die Notwendigkeit für ein schnelles, ökologisch sicheres Verfahren zur Herstellung von Bildern mit hoher Auflösung in Polymerfilmen und insbesondere in Dickfilmen, bei dem die oben erwähnten Probleme vermieden werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Mustern in Schichten aus organischem Polymer, umfassend die aufeinanderfolgenden Schritte des:
A. Auftragens einer musterfreien ersten Schicht, umfassend ein festes, nicht-kristallines, im Sauren labiles Polymer und einen Weichmacher, auf ein Substrat;
B. Auftragens einer mit einem Muster versehenen zweiten Schicht, umfassend eine flüssige Lösung von Säure und ein flüchtiges, von der musterfreien ersten Schicht durch Erwärmen auf 120 ºC oder darunter bei Atmosphärendruck entfernbares Lösungsmittel, auf die musterfreie Schicht;
C. Erwärmens der mit einem Muster versehenen zweiten Schicht, um das Entfernen des flüchtigen Lösungsmittels von der Schicht und die Diffusion der Säure in die darunterliegenden Bereiche der ersten Schicht zu bewirken, wodurch das im Sauren labile Polymer in den darunterliegenden Bereichen der ersten Schicht durch die Reaktion mit der Säure löslich gemacht wird; und des
D. Waschens der Schichten mit einer wässrigen Lösung, die einen pH-Wert von wenigstens 7 aufweist, um das löslich gemachte, im Sauren labile Polymer von den mit einem Muster versehenen Bereichen der ersten Schicht zu entfernen.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Mustern in organischen Polymerschichten, umfassend die aufeinanderfolgenden Schritte des:
A. Auftragens einer musterfreien ersten Schicht, umfassend ein festes, im Sauren nicht labiles Polymer und einen im Sauren labilen Weichmacher, auf ein Substrat;
B. Auftragens einer mit einem Muster versehenen zweiten Schicht, umfassend eine flüssige Lösung von Säure und ein flüchtiges, von der musterfreien ersten Schicht durch Erwärmen auf 120 ºC oder darunter bei Atmosphärendruck entfembares Lösungsmittel, auf die musterfreie Schicht;
C. Erwärmens der mit einem Muster versehenen zweiten Schicht, um das Entfernen des flüchtigen Lösungsmittels von der Schicht und die Diffusion des Weichmachers und der Säure in die darunterliegenden Bereiche der ersten Schicht zu bewirken, wodurch das im Sauren nicht labile Polymer darin durch den diffundierten Weichmacher weiter löslich gemacht wird und der im Sauren labile Weichmacher darin durch die Reaktion mit der Säure löslich gemacht wird; und des
D. Waschens der Schichten mit einer wässrigen Lösung, die einen pH-Wert von wenigstens 7 aufweist, um den löslich gemachten, im Sauren labilen Weichmacher und das im Sauren nicht labile Polymer von den mit einem Muster versehenen Bereichen der Schichten zu entfernen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

A. Definitionen

Die folgenden, hier verwendeten Begriffe haben die angegebene Bedeutung:
Der Begriff "Eluent" bezieht sich auf ein beliebiges Fluid, entweder flüssig oder gasförmig, das dazu in der Lage ist, die untenliegende, nicht mit einem Muster versehene Schicht in eine dispergierbare Form zu überführen. Der in der Erfindung angewandte Eluent ist wässrig.
Der Begriff "dispergierbar" bedeutet mit Hinsicht auf einen Film aus einem gegebenen Material, daß das Material dazu in der Lage ist, durch physikalische und/oder chemische Einwirkung einer Waschflüssigkeit verdrängt oder entfernt werden zu können. Die in der Erfindung angewandte Waschflüssigkeit ist wässrig.
Der Begriff "flüchtiges Lösungsmittel" bezieht sich aufflüssige, organische Lösungsmittel, die von der ersten, nicht mit einem Muster versehenen Schicht entfernt werden können, indem sie bei Atmosphärendruck auf 120 ºC oder weniger erwärmt werden.
Der Begriff "nicht-kristallines Polymer" bezieht sich auf feste, organische Polymere mit einer Kristallinität von nicht mehr als 50 %.
Der Begriff "im Sauren labile Gruppe" bezieht sich auf eine labile Gruppe, die durch den Schutz eines assoziierten, funktionellen Rests gegenüber wässrigen Basen unreaktiv gemacht wird, wobei der Rest durch die Reaktion mit Säuren leicht entfernbar ist, wodurch die Schutzgruppe von der labilen Gruppe abgespalten und die labile Gruppe der Reaktion mit wässrigen Basen zugänglich gemacht wird.
Der Begriff "im Sauren labiles Polymer" bezieht sich auf ein wässriges, in Basen unlösliches, festes, organisches Polymer, das eine Mehrzahl von im Sauren labilen Gruppen enthält, die sich in einer ausreichenden Anzahl entweder direkt in der Hauptkette des Polymers befinden oder indirekt seitenständig entlang der Hauptkette des Polymers gebunden sind, wodurch das Polymer in verdünnten, wässrigen, basischen Lösungen oder Wasser löslich gemacht wird, wenn die Schutzgruppen durch Reaktion mit Säure von den im Sauren labilen Gruppen entfernt werden. Polymere, die mit im Sauren labilen Gruppen vernetzt sind, können ebenfalls verwendet werden.
Der Begriff "im Sauren labiler Weichmacher" bezieht sich auf eine wässrige, in Basen unlösliche, normalerweise flüssige, nicht flüchtige, organische Verbindung, die wenigstens eine im Sauren labile Gruppe enthält und die ein Lösungsmittel für ein gegebenes, festes, organisches Polymer darstellt, wobei die Verbindung in verdünnten basischen Lösungen löslich gemacht wird, wenn die Schutzgruppe durch Reaktion mit Säuren von den im Sauren labilen Gruppen entfernt wird.
Der Begriff "lösungsmittelfrei" bezieht sich auf Zusammensetzungen, aus denen ein flüchtiges Lösungsmittel im wesentlichen vollständig entfernt wurde, d.h., daß eine verbliebene Lösungsmittelmenge weniger als 1 Gew.-% der verbleibenden Zusammensetzung beträgt.
Die hier zur Beschreibung von Monomeren und Polymeren verwendeten Begriffe "Acrylat" und "Acryl" umfassen sowohl Methacrylate als auch Acrylate.
Alle Teile sind auf das Gewicht bezogen, sofern nichts anderes angegeben ist.

B. Substrat

Das Verfahren der Erfindung kann entweder auf anorganischen Substraten, wie Al&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, Silicium und AlN, oder organischen Substraten, wie Polymiden, Phenoxyharzen und Epoxyharzen, oder Verbundwerkstoff-Substraten, wie gefüllten organischen Polymeren, verwendet werden. Wenn das Verfahren der Erfindung zur Herstellung von Dickfilmschichten verwendet wird, wird die mit einem Muster versehene Dickfilmschicht nach Vervollständigung des Waschschritts gebrannt, um die organischen Bestandteile der Schicht abzubrennen und eine Verdichtung oder Sinterung der fein zerteilten, festen Teilchen zu bewirken.

C. Im Sauren labiles Polymer

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung muß die Bindemittel- Komponente der musterfreien, ersten Schicht unabhängig von der Weise, auf die sie aufgetragen wird, fumbildend und nicht kristallin sein und ein im Sauren labiles Polymer, wie zuvor beschrieben, sein. Obwohl die Molmasse oder die Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymers selbst nicht kritisch ist, ist es bevorzugt, daß die Tg wenigstens 50 ºC und vorzugsweise 70 ºC oder mehr beträgt, damit weniger Polymer in der Schicht verwendet werden kann. Die Nicht-Kristallinität des im Sauren labilen Polymers ist wesentlich, damit die Diffusion sowohl des Weichmachers als auch der flüssigen Basenlösung aus der mit einem Muster versehenen Schicht in die Dickfilmschicht erleichtert wird. Eine weite Vielzahl von im Sauren labilen Polymeren kann als Bindemittelmaterial für die musterfreie erste Schicht der Erfindung verwendet werden, sofern sie die obigen drei Kriterien erfüllt.
Die Hauptfunktion der musterfreien ersten Schicht besteht darin, als Dielektrikum für elektronische Mehrschicht-Schaltkreise zu dienen. Wenn die dielektrischen Schichten der Mehrfachschicht selbst organisch sind, übernimmt das Polymer selbst die dielektrische Funktion. Wenn die Schicht jedoch ein Dickfilm ist, dient das Polymer als Bindemittel für die dielektrischen, festen Teilchen, bis die Schicht gebrannt ist.
Die Funktion der im Sauren labilen Funktionalität des Polymermoleküls besteht darin, die Bereiche der dielektrischen Schicht, die unter dem Muster liegen, nach der Diffusion der Säuren aus der mit einem Muster versehenen Schicht in das Polymer durch die Reaktion mit wässrigen, basischen Lösungen dispergierbar zu machen. Wie zuvor erwähnt wurde, ist es erforderlich, daß die Zahl dieser im Sauren labilen Gruppen ausreichend ist, um das Polymer beim Bestrahlen gegenüber der Säure aus der mit einem Muster versehenen Schicht im Wasser dispergierbar zu machen. Es ist gefunden worden, daß ein pH- Wert von wenigstens 7 für diesen Zweck ausreichend ist. Ein pH-Wert von wenigstens 9 wird normalerweise bevorzugt. Es ist jedoch wesentlich, daß das Polymer vor der Reaktion zur Abspaltung der Schutzgruppen nicht in Wasser dispergierbar ist.
Geeignete, im Sauren labile Polymere umfassen 1). Polymere mit Acryl-, Vinyl-, Polyester- und Polyurethan-Hauptketten und seitenständigen, im Sauren labilen Carbonsäureestern, wie α- Alkoxyalkylester, Sekundär- oder Tertiäralkylester, Silylester oder seitenständige, im Sauren labile Ester anderer Säuren, wie Sulfonsäure, Sulfinsäure und Phosphonsäure; 2). Polymere, in denen die Hauptkette im Sauren labil ist, wie die in Polymeric Material Science And Engineering, 60, S. 170 - 178, 1989 beschriebenen Polymere; und 3). Polymere, die mit im Sauren labilen Gruppe vernetzt sind, wie die durch EP-A-0 422 628 offenbarten Polymere, für das die Priorität von U.S. Aktenzeichen 07/421 546 (eingereicht am 13. Oktober 1989) in Anspruch genommen wird. Polymere, die mit im Sauren labilen Gruppen vernetzt sind, können ebenfalls im Sauren labile Gruppen aufweisen.
Bevorzugt sind Homopolymere und Copolymere von im Sauren labilen Acrylat und im Sauren labilen Styrol-Monomeren. Bevorzugte, im Sauren labile Gruppen umfassen α-Alkoxyalkylester, die durch die Formel:

-CO&sub2;-C(R¹) (OR²)-CH(R³) (R&sup4;)

dargestellt werden, worin:
R¹ Wasserstoff oder Alkyl ist;
R² Alkyl ist und
R³ und R&sup4; jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkyl sind und R¹ und R², R¹ und entweder R³ oder R&sup4;, wenn sie zusammengenommen werden, einen 5-, 6- oder 7gliedrigen Ring bilden,
und Sekundär- oder Tertiäralkylester, die durch die Formel:
-CO&sub2;-C(R&sup5;) (R&sup6;) (R&sup7;)
dargestellt werden, worin:
R&sup5; H, Alkyl, z.B. C&sub1;-C&sub1;&sub2;; ein α,β-ungesättigtes Alkenyl, z.B. C&sub1;-C&sub1;&sub2;; Aryl, z.B. C&sub6;-C&sub3;&sub0;; ein substituiertes Aryl, z.B. Alkoxy-C&sub1;-C&sub6;, etc. ist;
R&sup6; H, Alkyl, Alkenyl, Aryl, substituiertes Aryl (siehe R&sup5;) ist;
R&sup7; Alkyl, Alkenyl, Aryl, substituiertes Aryl (siehe R&sup5;) ist,
wobei die Definition von Aryl und Alkyl das Verbinden von R&sup5; mit entweder R&sup6; oder R&sup7; oder von R&sup6; mit R&sup7; unter Bildung eines 5-, 6- oder 7gliedrigen Rings umfaßt.
Ein noch mehr bevorzugtes Polymer ist Poly(tetrahydropyranylacrylat), PolyTHPA, da dieses Polymer eine niedrige Tg aufweist. Die aus diesem Polymer gebildete, musterfreie Schicht widersteht dem Reißen, wenn sie auf einen flexiblen Träger aufgebracht wird. Das von den Schutzgruppen befreite Polymer, Poly(acrylsäure), ist in Leitungswasser löslich.
Die im sauren labile Gruppe kann direkt, ohne dazwischenliegende Atome, an die Polymer-Hauptkette gebunden sein, wie in PolyTHPMA, einem Homopolymer von Tetrahydropyranylmethacrylat, und PolyTHPA. Ein oder mehrere zusätzliche Atome können zwischen der im Sauren labilen Gruppe und der Polymer-Hauptkette vorhanden sein. Ein Beispiel für eine solche indirekte Bindung stellt ein Polystyrol dar, in dem die im Sauren labilen Gruppen an die aromatischen Ringe des Polystyrols gebunden sind.
Die Eigenschaften des im Sauren labilen Polymers können durch die Wahl der Monomere und die Polymerisationsweise gesteuert werden. Das Polymer kann ein Homopolymer, ein statistisches oder Block-Copolymer, ein Terpolymer oder ein höheres Polymer verschiedener, im Sauren labiler Monomere sein. Die Copolymere und höheren Polymere können auch herkömmliche, im Sauren nicht labile Monomere, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Furfurylmethacrylat, Benzylmethacrylat und Styrol, enthalten. Kleine Mengen (normalerweise weniger als 5 mol-%) Glycidylmethacrylat oder ähnliche Monomere können eingeschlossen werden, um die Haftung an dem Substrat zu fördern.
Für ein wirksames Auswaschen durch Wasser oder eine wässrige Base (wie 0,4 N wässriges Natriumhydroxid) ist es bevorzugt, daß die Polymer-Hauptkette wenigstens 50 mol-% Repetiereinheiten eines im Sauren labilen Monomers oder von im Sauren labilen Monomeren aufweist. Ein Beispiel stellt 50:50 Poly(THPMA/FMA) dar, ein Copolymer, das 50 mol-% Tetrahydropyranylmethacrylat und 50 mol-% Furfurylmethacrylat enthält. Polymere, die im wesentlichen aus Repetiereinheiten von einem oder mehreren, im Sauren labilen Acrylat- und/oder Methacrylatmonomeren bestehen, sind besonders brauchbar. Beispiele sind Poly(EPMA), ein Homopolymer von 1-Ethoxy-1- propylmethacrylat, und 59:41 Poly(THPMA/THPA), ein Copolymer, das 59 mol-% Tetrahydropyranylmethacrylat und 41 mol-% Tetrahydropyranylacrylat enthält.
Im Sauren labile Polymere können hergestellt werden (1) durch die Polymerisation von im Sauren labilen Monomeren unter Anwendung herkömmlicher Polymerisationstechniken oder (2) die Derivatisierung eines zuvor gebildeten Polymers, wie durch die säurekatalysierte Reaktion eines Carbonsäuren und/oder Estergruppen enthaltenden Polymers mit Vinylethern. Im Sauren labile Monomere können durch herkömmliche Synthesetechniken hergestellt werden. Ein Beispiel ist die säurekatalysierte Reaktion von Methacrylsäure mit einem Alkylvinylether, wie Ethylvinylether oder Dihydropyran. Diese Monomere können durch Gruppentransfer-Polymerisation, wie diejenige, die im U.S.- Patent 4 417 034 beschrieben ist; radikalische Polymerisation oder andere, herkömmliche Polymerisationstechniken, wie die anionische Polymerisation, polymerisiert werden.
Durch die Gruppentransfer-Polymerisation werden in hohem Maße reproduzierbare, fast monodisperse Materialien hergestellt (Polydispersität weniger als 1,75 für die Polymerisation von Methacrylat-Monomeren und etwas höher für die von Acrylat- Monomeren). Die Gruppentransfer-Polymerisation ist für die Polymerisation von Methacrylat- und Acrylat-Monomeren besonders geeignet. Die Molmasse des Polymers hängt von dem Verhältnis des Monomers zum Initiator ab; die Polydispersität hängt vor allem von den Polymerisationsbedingungen ab. Verfahren zur Steuerung der Polydispersität bei Gruppentransfer- Polymerisationen werden in Macromolecules, 1990, Band 23, S. 4034, von I. B. Dicker et al. offenbart.
Wie hernach ausführlicher diskutiert wird, ist es wesentlich, daß das im Sauren labile Polymer in dem in der musterfreien Schicht verwendeten Weichmacher im wesentlichen löslich ist. Trotzdem ist es bevorzugt, daß das Polymer nicht in allen Anteilen löslich ist. Obwohl das Verfahren der Erfindung unter Schwierigkeiten mit einer homogenen Polymerschicht durchgeführt werden kann, ist es trotzdem bevorzugt, daß das Polymer zusammen mit dem Weichmacher als Zweiphasensystem vorhanden ist. Die Grenzfläche zwischen den Phasen dient als Weg, der die Diffusion der Säurelösung von der mit einem Muster versehenen Schicht und den Kontakt mit dem im Sauren labilen Polymer erleichtert.
Die Bildung eines Zweiphasensystems zwischen dem Polymer und dem Weichmacher beim Entfernen des Lösungsmittels kann leicht aus den Glanzmerkmalen der Oberfläche des resultierenden Polymer-/Weichmacher-Films ersehen werden. Wenn der Film homogen ist, weist er eine spiegelnde Reflektion auf, d.h., er weist ein glänzendes Erscheinungsbild auf. Wenn der Film andererseits im erwünschten Zweiphasen-Zustand vorhanden ist, ist er nicht spiegelglänzend, d.h., er weist eine glanzlose, seidenglatte oder matte Oberfläche auf. Um die spiegelnde Reflektion richtig beobachten zu können, ist es erforderlich, Weichmacher oder eine andere Flüssigkeit, die an die Oberfläche gewandert sein könnte, zu entfernen.
Obwohl dies nicht erforderlich ist, muß man sich klarmachen, daß Mischungen aus im Sauren labilen Polymeren und anderen, nicht im Sauren labilen Polymeren als Bindemittel für die musterfreie Schicht verwendet werden können, wenn es erwünscht ist, spezielle Eigenschaften zu erhalten, die anders nicht durch das im Sauren labile Polymer als solches erhalten werden können. Der Säuregehalt der Polymermischung muß nach der Entfernung der Schutzgruppe jedoch noch ausreichend sein, um die gesamte Schicht bei Einwirkung der diffundierten Basenlösung dispergierbar zu machen. Beispielsweise kann es in einigen Fällen vorteilhaft sein, eine Mischung aus einem im Sauren labilen Polymer mit einem im Sauren nicht labilen Polymer, das eine begrenzte Verträglichkeit mit dem im Sauren labilen Polymer aufweist, zu verwenden, um die Phasenstruktur des&sup4;mit einem Muster zu versehenden Polymerfilms zu steuern. Als Folge kann die Säurelösung von der mit einem Muster versehenen Schicht wirksamer in die untere Schicht diffundieren, um die Bereiche anzugreifen, die reich an im Sauren labilen Funktionen sind, und diese Bereiche dispergieren, wodurch bewirkt wird, daß die Filmstruktur schnell zusammenbricht und in den mit einem Bild versehenen Bereichen leicht dispergierbar wird.

D. Weichmacher

Sowohl die ungemusterte Schicht als auch die mit einem Muster versehene Schicht enthalten vorzugsweise eine wesentliche Menge an Weichmacher, in dem die Polymerkomponente der ungemusterten Schicht wenigstens teilweise löslich ist. Die Hauptfunktion des Weichmachers in beiden Schichten besteht darin, die Diffusion der sauren Flüssigkeit von der das Muster bildenden Schicht in die darunterliegenden Bereiche der ungemusterten Schicht zu erleichtern. Obwohl es nicht absolut erforderlich ist, daß Weichmacher in beiden Schichten vorliegt, ist es trotzdem bevorzugt, da es eine höhere Empfindlichkeit bei der Bilderzeugung ergibt. Die Weichmacher in den beiden Schichten können gleich oder verschieden sein, solange sie die speziellen Kriterien für die Schichten erfüllen. Der Weichmacher in der unteren, musterfreien Schicht muß (1) dazu in der Lage sein, das Polymer in der musterfreien Schicht zu lösen, und (2) vorzugsweise dazu in der Lage sein, mit dem im Sauren labilen Polymer in der musterfreien Schicht ein festes Zweiphasen-System zu bilden. Andererseits muß der Weichmacher in der mit einem Muster versehenen Schicht ein Lösungsmittel für das Bindemittel-Polymer in der mit einem Muster versehenen Schicht, für das Polymer in der musterfreien Schicht und für die organische Säure sein.
Die Menge des in den Schichten verwendeten Weichmachers variiert in Abhängigkeit von dem verwendeten Polymer weit. Wie zuvor erwähnt wurde, ist es bevorzugt, die Menge des Weichmachers in der musterfreien Schicht zu maximieren, um die Menge des Polymers zu minimieren, das abgebrannt werden muß, wenn es sich bei den Schichten um Dickfilmpasten handelt. Es ist bevorzugt, daß die Siedepunkte der Weichmacher wenigstens 250 ºC betragen, damit sie in der Schicht verbleiben, wenn das flüchtige Lösungsmittel durch Erwärmen abgetrieben wird. Trotzdem ist es darüber hinaus bevorzugt, daß die Flüchtigkeit der Weichmacher so ist, daß sie durch einfaches Erwärmen aus dem System entfernt werden können, wenn es erwünscht ist, die Menge an Weichmacher zu vermindern. Tatsächlich kann diese Technik in einigen Fällen bevorzugt sein, da das Entfernen von Weichmacher auf diese Weise Löcher in dem musterfreien Film hinterläßt, wodurch die Diffusion von Weichmacher aus der mit einem Muster versehenen Schicht erleichtert wird.
Ein weiter Bereich von Weichmachern kann verwendet werden, um das Eindringen der Säure in den mit einem Muster zu versehenden Polymerfilm und das Einstellen der Eigenschaften des Films zu erleichtern. Es wird ein Weichmacher ausgewählt, der eine vernünftige Verträglichkeit mit dem Bindemittel und anderen Komponenten der Schichten aufweist. Bei Acryl-Bindemitteln können Weichmacher zum Beispiel Dibutylphthalat und andere Ester aromatischer Säuren; Ester aliphatischer Polysäuren, wie Diisooctyladipat und Nitratester; aromatische oder aliphatische Säureester von Glycolen, Polyoxyalkylenglycolen, aliphatischen Polyolen; Alkyl- und Arylphosphaten; chlorierten Paraffinen umfassen, und Sulfonamid-Typen können verwendet werden.
Im allgemeinen sind wasserunlösliche Weichmacher aufgrund einer größeren Lagerungsstabilität bei hoher Feuchtigkeit und einen größeren ökologischen Wirkungsspielraum bevorzugt, aber nicht erforderlich. Geeignete Weichmacher umfassen: Triethylenglycol, Triethylenglycoldiacetat, Triethylenglycoldipropionat, Triethylenglycoldicaprylat, Triethylenglycoldimethylether, Triethylenglycolbis (2-ethylhexanoat), Tetraethylenglycoldiheptanoat, Poly(ethylenglycol), Poly(ethylenglycol)methylether, Isopropylnaphthalin, Diisopropylnaphthalin, Poly(propylenglycol), Glyceryltributyrat, Diethyladipat, Diethylsebacat, Dibutylsuberat, Tributylphosphat, Tris(2-ethylhexyl)- phosphat, t-Butylphenyldiphenylphosphat, Triacetin, Dioctylphthalat, C&sub1;&sub2;H&sub2;&sub5; (OCH&sub2;CH&sub2;)&sub2;&sub0;OH, Tris(2-butoxyethyl)phosphat und Phthalate wie Dicyclohexylphthalat, Dioctylphthalat, Diphenylphthalat, Diundecylphthalat, Butylbenzylphthalat, 2-Ethylhexylbenzylphthalat.
Ein beispielloses Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Weichmacher-Komponente der musterfreien Schicht als löslichmachende Komponente der musterfreien Schicht zusätzlich zu dem organischen Polymer oder sogar statt des organischen Polymers verwendet werden kann, vorausgesetzt, es weist eine im Sauren labile Beschaffenheit auf.
Wenn ein im Sauren labiler Weichmacher mit einem im Sauren labilen Polymer verwendet wird, erhöht er die löslichmachende Wirkung der diffundierten Säure, indem er die Säure selbst der löslichmachenden Wirkung der Säure zugänglicher macht. Wenn der Weichmacher allein, gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, die einzige Komponente ist, die durch die diffundierte Säure löslich gemacht wird, wird das Polymer selbst nicht löslich gemacht, sondern es wird aufgrund der Löslichmachung des im Sauren labilen Weichmachers porös und ist daher gegenüber der lösenden Wirkung des aus der darüberliegenden, mit einem Muster versehenen Schicht in die Schicht diffundierten, im Sauren nicht labilen Weichmachers anfälliger.
Geeignete, im sauren labile Weichmacher umfassen Verbindungen, die im Sauren labile Ester von Carbonsäure, Sulfonsäure, Sulfinsäure und Phosphonsäure enthalten. Bevorzugte im Sauren labile Gruppen sind Carbonsäureester, die durch die Formel:
-CO&sub2;-C(R¹) (OR²)-CH(R³) (R&sup4;)
dargestellt werden, worin:
R¹ Wasserstoff oder Alkyl ist;
R² Alkyl ist und
R³ und R&sup4; jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkyl sind und R¹ und R², R¹ und entweder R³ oder R&sup4;, wenn sie zusammengenommen werden, einen 5-, 6- oder 7gliedrigen Ring bilden.
Der am meisten bevorzugte Weichmacher ist Bis(tetrahydropyranyl) phthalat.

E. Organische Säure

Die Reaktion des im Sauren labilen Polymers zur Abspaltung der Schutzgruppen wird durch eine katalytische Säuremenge initiiert. Die von den Schutzgruppen befreiten Verbindungen werden in einer wässrigen Lösung, wie einer wässrigen, alkalischen Lösung, ionisiert und machen die Zusammensetzung löslich. Brauchbare Säuren für diesen Zweck umfassen Trifluoressigsäure, Oxalsäure, p-Toluolsulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure und p-Nitrobenzolsulfonsäure.
Es ist bevorzugt, daß die Säurekomponente der mit einem Muster zu versehenen Schicht eine organische Säure ist. Es können entweder flüssige Säuren, Säuren mit einem niedrigen Schmelzpunkt oder Säurelösungen verwendet werden. Wenn in der mit einem Muster versehenen Schicht ein Weichmacher verwendet wird, ist es bevorzugt, daß die Säure und der Weichmacher gegenseitig löslich sind.
Die Säuremenge in der das Muster erzeugenden Aufdruck-Paste oder -Druckfarbe muß ausreichend sein, um durch Diffusion in die darunterliegende, erste Schicht eine für die Reaktion zur Abspaltung der Schutzgruppen ausreichende, katalytische Menge zu erzeugen. Somit braucht die das Muster erzeugende Schicht in Abhängigkeit von den Auftragungsverfahren und der Formulierung der Träger und der katalytischen Wirksamkeit der Säure mit Hinsicht auf die im Sauren labile Verbindung lediglich einen Bruchteil von 1 Gew.-% Säure enthalten, oder sie kann bis zu 90 Gew.-% Säure enthalten.
Obwohl anorganische Säuren für das Praktizieren der Erfindung verwendet werden können, sind sie aufgrund von ökologischen und Sicherheits-Betrachtungen nicht bevorzugt. Darüber hinaus erzeugen sie in den zu ihrer Auftragung eingesetzten Apparaturen Korrosionsprobleme, die mit den meisten organischen Säuren nicht verbunden sind.

F. Feste Komponenten

Es sollte erkannt werden, daß das Verfahren der Erfindung zur Bildung eines Musters sowohl auf organischen Schichten allein als auch auf Dickfilmpasten und anderen gefüllten Schichten verwendet werden kann. Wenn das Verfahren für Dickfilmpasten verwendet wird, ist die Feststoff-Komponente der musterfreien Schicht im allgemeinen ein dielektrisches Material, wie Glas, oder eine Mischung aus glasbildenden Oxiden, die sich verdichten und/oder sintern, wenn sie zum Beispiel bei 800 - 950 ºC gebrannt werden. Die chemische Zusammensetzung der Feststoffe ist als solche mit Hinsicht auf die Anwendung der Erfindung nicht wichtig, solange das Material gegenüber den Komponenten des organischen Mediums inert ist. Das Verfahren der Erfindung kann natürlich verwendet werden, um polymere Dickfilmschichten, die nicht gebrannt werden, mit einem Muster zu versehen.
Die Verwendung von Feststoffen in der gemusterten Schicht ist nicht immer erforderlich. Trotzdem stellt die Verwendung von fein zerteilten Feststoffen eine sehr nützliche Methode dar, um geeignete rheologische Eigenschaften der Schicht für den Druck und das anschließende Verarbeiten gemäß der Erfindung zu erhalten. Die Zusammensetzung der Feststoffe in der mit dem Muster versehenen Schicht ist ansonsten nicht wichtig, da diese nach Vervollständigung des Schritts der Bildung eines Musters durch Diffusion physikalisch von dem System entfernt werden.
Die Teilchengröße der Feststoffe ist ebenfalls nicht kritisch. Sie sollte normalerweise jedoch im Bereich von 0,5 - 20 µm liegen, um für das Auftragen durch den Siebdruck brauchbar zu sein.

G. Mit einem Muster versehenes Schichtpolymer

Die Hauptfunktion von Polymeren in der zur Bildung eines Musters dienenden Schicht besteht darin, die Rheologie der Schicht in Übereinstimmung mit der Methode einzustellen, mit der diese auf die musterfreie Schicht aufgetragen wird. Daher ist es nicht in jedem Fall eine wesentliche Komponente der mit einem Muster versehenen Schicht. Es wird beispielsweise nicht benötigt, wenn die Schicht durch Tintenstrahldruck aufgetragen wird. Wenn die zur Bildung eines Musters dienende Schicht jedoch als Dickfilmpaste aufgetragen wird, dient das Polymer sowohl zur Einstellung der Rheologie der Paste als auch als Bindemittel für die fein zerteilten Feststoffe, bis diese im Waschschritt entfernt werden.
Die Beschaffenheit des Bindemittel-Polymers ist innerhalb weiter Grenzen nicht kritisch, solange die rheologischen Eigenschaften der zur Bildung eines Musters dienenden Schicht für das Auftragungsverfahren geeignet sind. Wenn die mit einem Muster versehene Schicht jedoch als Dickfilmpaste aufgetragen wird, ist es stark bevorzugt, Cellulosepolymere wie Ethylcellulose aufgrund ihrer sehr wünschenswerten thixotropen Eigenschaften als Bindemittel zu verwenden. Das Lösungsmittelsystem wird so formuliert, daß die diffundierten, mit einem Muster versehenen Bereiche durch eine wässrige Waschlösung oder einen wässrigen Spray entfernt werden können.

H. Wässrige Basenlösung

Die durch Diffusion mit einem Muster versehenen Bereiche müssen mit einer wässrigen Basenlösung dispergiert werden. Um ein zufriedenstellendes Entfernen des löslich gemachten Polymers und restlicher Säuremengen von den Schichten zu erhalten, sollte der pH-Wert der wässrigen Basen-Waschlösung in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des im Sauren labilen Polymers wenigstens 7 und vorzugsweise wenigstens 9 betragen. Zum Beispiel ist Polyacrylsäure in Leitungswasser löslich, während Copolymere von Benzylmethacrylat und -methacrylat und einen höheren pH-Wert erfordern, um gelöst zu werden. Gegebenenfalls können niedrige Konzentration wasserlöslicher Tenside in der Waschlösung vorhanden sein, um die Wechselwirkung zwischen der Säure und dem im Sauren labilen Polymerfilm zu erleichtern.

I. Formulierung und Auftragung

Das Verfahren der Erfindung ist hauptsächlich zur Verwendung bei der Herstellung von funktionellen Schichten bei der Herstellung von elektronischen Bauelementen vorgesehen. Normalerweise reicht die Dicke der mit einem Muster versehenen Schicht, die ein die Dispergierbarkeit änderndes Mittel enthält (in diesem Fall eine organische Säure) von 1 bis 30 µm, während die erste Schicht viel größere Dicken, von 10 bis 100 µm, aufweisen kann. Die Dicke der mit einem Muster versehenen Schicht wird normalerweise durch das Auftragungsverfahren statt durch Betrachtungen mit Hinsicht auf die Durchführbarkeit eingeschränkt.

J. Alternative Verfahren zur Erzeugung eines Musters

Es ist bevorzugt, das Verfahren der Erfindung zur Erzeugung eines Musters durch Diffusion durch den Siebdruck einer Dickfilmpaste durchzuführen. Dennoch kann es mittels anderer Verfahren einschließlich des Thermotransfers, der Elektrophotographie, Stiftplottern und des Tintenstrahldrucks durchgeführt werden.
Thermotransfer: Die die Dispergierbarkeit ändernden Mittel können mit polymeren Bindemitteln und anderen notwendigen Zusätzen formuliert werden, um eine Heißschmelz-Druckfarbenzusammensetzung herzustellen, wie durch die Fachleute praktiziert wird. Die die Säure enthaltende Druckfarbenzusammensetzung wird auf einen formstabilen, dünnen Träger, z.B. einen PET-Film, aufgetragen. Das Druckfarbenband wird in einem engen Kontakt mit dem Dickfilmsubstrat angeordnet, wobei die Druckfarbe der Dickfilm-Zusammensetzung gegenüberliegt Durch die Trägerseite des Druckfarbenbandes wird ein thermischer Kopf, der denen ähnlich ist, die in kommerziell erhältlichen Computerdruckern verwendet werden, verwendet, um den Transfer der Druckfarbenzusammensetzung in das Dickfilm-Substrat bildweise zu bewirken. Wenn die Formulierung des Bandes und die Heizbedingungen richtig eingestellt sind, kann die zur Erzeugung des Musters aufgewandte Wärme ausreichend sein, um die Diffusion der aktiven Bestandteile in die Dickfilm-Zusammensetzung und die Änderung ihres Dispergierbarkeits-Verhaltens gleichzeitig zu bewirken. Das Element wird dann wie zuvor beschrieben verarbeitet.
Alternativ kann die Erzeugung eines Musters durch einen IR- Laser bewirkt werden, wenn ein IR absorbierendes Material, wie Ruß, Graphit oder organische Farbstoffe, verwendet wird, die zur Umwandlung der IR-Strahlung in Wärme sehr effektiv sind, zu der Formulierung gegeben wird. Die auf diese Weise erzeugte Wärme induziert die Diffusion der aktiven Bestandteile in das Dickfilm-Substrat.
Normalerweise werden wachsartige und wasserabstoßende Arten von Bindemittel-Materialien zur Formulierung von Heißschmelz- Druckfarben verwendet. Wenn das Verfahren leicht verändert wird, wird die Druckfarbe, statt in die Dickfilm-Zusammensetzung zu diffundieren, auf eine wässrig entwickelbare, eine organische Verbindung enthaltende Zusammensetzung aufgedruckt. Das wasserbeständige Bild kann als Maske oder Resist für die anschließende wässrige Verarbeitung für einen Positivmodus- Arbeitsgang verwendet werden.
Elektrophotographie: Die die Dispergierbarkeit ändernden Mittel können mit polymeren Bindemitteln, die Ladung dirigierenden Verbindungen und Hilfsmitteln formuliert werden, um Tonerteilchen herzustellen, die in einem flüssigen Trägermedium dispergiert werden können, wie es durch die Fachleute praktiziert wird. Die Tonerteilchen werden bildweise durch die verschiedenen, den Fachleuten bekannten Mechanismen auf das Dickfilm-Substrat aufgetragen. Beim Verschmelzungsschritt werden die aktiven Bestandteile in die Dickfilm-Zusammensetzung gedrückt, wodurch die Dispergierbarkeitsänderung für ein vorbestimmtes Lösungsmittelsystem beeinflußt wird.
Stiftplotter: Die die Dispergierbarkeit ändernden Mittel werden mit Zusätzen in einem flüssigen Hilfsmittel auf Wasseroder Lösungsmittel-Basis formuliert. Das Muster wird mit einem Stift durch Digitalbefehle wie in einem kommerziell erhältlichen Plotter erzeugt. Die aktiven Bestandteile werden in die Dickfilm-Zusammensetzung gedrückt, wodurch die erwünschte Löslichkeitsänderung bewirkt wird. Aus ökologischen Gründen ist das System mit wässriger Druckfarbe die bevorzugte Ausführungsform.
Tintenstrahldrucker, flüssige Tinte: Das die Dispergierbarkeit ändernde Mittel wird mit Zusätzen in einem flüssigen Hilfsmittel auf Wasser- oder Lösungsmittel-Basis formuliert. Die Bilder werden mit einem Druckkopf eines Tintenstrahldruckers erzeugt, die denen ähnlich sind, die in kommerziell erhärtlichen Computer-Druckern gefunden werden. Das flüssige Hilfsmittel und Zusätze wie Weichmacher und Tenside können verwendet werden, um die aktiven Bestandteile in die darunterliegende Polymerschicht zu transportieren, wodurch die Löslichkeitsänderung bewirkt wird. Die Verwendung von Tinten auf Wasserbasis ist aus ökologischen Gründen bevorzugt.
Tintenstrahldrucker, feste Tinte: Die die Dispergierbarkeit ändernden Mittel können mit einem festen Hilfsmittel formuliert werden, das bei einer erhöhten Temperatur schmilzt. Während des Druckens werden die Tintentröpfchen in geschmolzener Form gemäß der digitalen Befehle, wie denen von kommerziell erhältlichen Computerdruckern, ausgestoßen, wodurch auf der Dickfilm-Zusammensetzung Bilder mit hoher Auflösung erhalten werden. Durch die Diffusion der aktiven Bestandteile in die Dickfilm-Zusammensetzung wird die Dispergierbarkeit in den mit einem Bild versehenen Bereichen geändert.
Die Erfindung wird weiter durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.

BEISPIELE

Bei der Herstellung der im Sauren labilen Polymere wurden die folgenden Verfahren verwendet:

Hestellung des im Sauren labilen Polymers I

(Poly(2-tetrahydropyranylmethacrylat-Co-Benzylmethacrylat-Co- Methacrylsäure))

Ethylacetat (625 ml) wurde durch isminütiges Erwärmen unter Argon unter Rückfluß entgast. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden 100 g (96,7 ml, 0,567 mol) Benzylmethacrylat und 100 g (98 ml, 0,587 mol) 2-Tetrahydropyranylmethacrylat zugegeben, und die Lösung wurde unter Rühren in einem Ölbad erwärmt. Wenn die Temperatur 75 ºC erreichte, wurden in einem Minimum Ethylacetat gelöste 0,52 g VAZO 65 (Azobisisobutyronitril) zugegeben, und die Lösung wurde 2,5 d lang bei 75 ºC gerührt. Die NMR-Analyse zeigte 26 % restliche Monomere, daher wurden 0,52 g VAZO 64 zugegeben, und das Rühren bei 75 ºC wurde 5 h lang fortgesetzt. Die NMR-Analyse zeigte 7,1 % restliche Monomere. Das Produkt wurde in einem Mischer in Methanol ausgefällt und bei Raumtemperatur und 13 Pa (0,1 mm) Druck getrocknet, wodurch 191,8 g Poly(2-tetrahydropyranylmethacrylat-Co-Benzylmethacrylat-Co-Methacrylsäure) erhalten wurden. Die Titrierung mit Standard-Natriumhydroxid zeigte das Vorhandensein von 0,03 mmol Methacrylsäure-Einheiten pro Gramm Polymer. Die Gelpermeationschromatographie zeigte Mn = 23 500, MW = 62 100, Mw/Mn = 2, 64 (Polystyrol-Standard).

Herstellung des im Sauren labilen Polymers II

(Poly(2-Tetrahydropyranylmethacrylat)

Eine Lösung von 150 g 2-Tetrahydropyranylmethacrylat in 345 ml Aceton wurde 15 min lang unter Rückfluß unter einer Stickstoff-Atmosphäre gerührt. Dann wurden 3,17 g Azobis(isobutyronitril) zugegeben, und das Unter-Rückfluß-Halten wurde 6 h lang fortgesetzt. Die gravimetrische Analyse eines Aliquoten der Lösung zeigte einen 85,4%igen Umsatz zu Polymer. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck entfernt, und der Rückstand wurde in Tetrahydrofuran gelöst und in Methanol ausgefällt, wodurch nach dem Trocknen in einem Vakuumofen bei 50 ºC 70,8 g Poly(2-Tetrahydropyranylmethacrylat erhalten wurden. Die Gelpermeationschromatographie (PMMA-Standard) zeigte Mn = 12 500, Mw = 23 000, Mw/Mn = 1,84.

Herstellung des im Sauren labilen Polymers III

(Poly(tetrahydropyranylacrylat)) durch radikalische Polymerisation

In einen im Ofen getrockneten 1 l Rundkolben, der mit einem Magnetrührer und einem Kühler ausgestattet war, wurden 345 ml Aceton und 150 g (147 ml) Tetrahydropyranylacrylat gegeben. Die Lösung wurde 20 min lang mit Stickstoff entgast. Die Lösung wurde 15 min lang unter Stickstoff unter Rückfluß erwärmt, und dann wurden 1,87 g VAZO 52 zugegeben, und das Unter-Rückfluß-Halten unter Stickstoff wurde fortgesetzt. Nach 60 min wurde die Lösung hochviskos, und es wurden 150 ml Aceton zugegeben. Die Lösung wurde 7 h lang unter Rückfluß gehalten. Das resultierende Poly (tetrahydropyranylacrylat) wurde in Hexan ausgefällt und in einem Vakuumofen bei 50 ºC getrocknet, wodurch 150 g Produkt erhalten wurden. Titration auf Carbonsäure zeigte 0,07 meq/g. GPC: n = 27 100, w = 124 000, w/ n = 4,6.
In den folgenden Beispielen wurden dielektrische Zusammensetzungen mit den folgenden, unten angegebenen Zusammensetzungen verwendet:

Beispiel 1

Eine dielektrische Beschichtung wurde unter Verwendung des folgenden Verfahrens hergestellt:
Die obige Pastenzusammensetzung wurde auf die Weise hergestellt, die Fachleuten für die Formulierung von Dickfilm- Materialien bekannt ist, und wie folgt für das Drucken verarbeitet:
Die Materialien wurden verarbeitet, indem das Dielektrikum gegebenenfalls ein-, zwei- oder dreimal bedruckt wurde, wobei jedem Druck ein 10- bis 15minütiges Trocknen bei 80 bis 90 ºC folgte. Bei dem verwendeten Substrat handelte es sich um ein Aluminiumoxidsubstrat.
Eine Drucktinte wurde unter Verwendung des folgenden Verfahrens hergestellt:
Die oben erwähnten Komponenten wurden gerührt, bis der Feststoff vollständig gelöst war. Die resultierende Lösung wurde als Tinte verwendet, um mit einem Hewlett Packard Desk Jet Tintenstrahldrucker (Hewlett Packard, Palo Alto, CA) Einzelpunkt-Muster auf dem dielektrischen Film zu erzeugen. Das mit einem Bild versehene Element wurde 5 min lang in einem Ofen bei 80 ºC gehärtet. Es wurde dann 2 min lang in eine unter Ultraschallbewegung befindliche, 1%ige Kaliumhydrogencarbonatlösung von 60 ºC eingetaucht. Es wurden runde Kontaktlöcher erhalten, die oben eine Breite von 130 um und eine Tiefe von 22 um aufwiesen.

Beispiel 2

Eine dielektrische Beschichtung wurde unter Verwendung des folgenden Verfahrens hergestellt:
Die obige Pastenzusammensetzung wurde auf die Weise hergestellt, die Fachleuten für die Formulierung von Dickfilm- Materialien bekannt ist, und wie in Beispiel 1 beschrieben auf ein Aluminiumoxid-Substrat gedruckt.
Eine Druckfarbe wurde unter Verwendung des folgenden Verfahrens hergestellt:
Die oben erwähnten Komponenten wurden gerührt, bis die Feststoffe vollständig gelöst waren. Die resultierende Tinte wurde in einen Stift eines Tintenstrahldruckers gefüllt und unter Verwendung eines Hewlett Packard Desk Jet Tintenstrahldrukkers (Hewlett Packard, Palo Alto, CA) zum Drucken eines Einzelpunkt-Musters auf dem dielektrischen Film verwendet. Das mit einem Bild versehene Element wurde 4 min lang in einem
Ofen bei 125 ºC gehärtet und dann in einer 2%igen Kaliumhydrogencarbonatlösung bei 55 ºC unter Rühren 4 min lang verarbeitet. Es wurden Kontaktlöcher mit einer Tiefe von 30 µm und einer Breite von 300 µm erhalten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Mustern in Schichten aus organischem Polymer, umfassend die aufeinanderfolgenden Schritte des:

A. Auftragens einer musterfreien ersten Schicht, umfassend ein festes, nicht-kristallines, im Sauren labiles Polymer und einen Weichmacher, auf ein Substrat;

B. Auftragens einer mit einem Muster versehenen zweiten Schicht, umfassend eine flüssige Lösung von Säure und ein flüchtiges, von der musterfreien ersten Schicht durch Erwärmen auf 120 ºC oder darunter bei Atmosphärendruck entfernbares Lösungsmittel, auf die strukturfreie Schicht;

C. Erwärmens der mit einem Muster versehenen zweiten Schicht, um das Entfernen des flüchtigen Lösungsmittels von der Schicht und die Diffusion der Säure in die darunterliegenden Bereiche der ersten Schicht zu bewirken, wodurch das im Sauren labile Polymer in den darunterliegenden Bereichen der ersten Schicht durch die Reaktion mit der Säure löslich gemacht wird; und des

D. Waschens der Schichten mit wässrigen Lösungen, die einen pH-Wert von wenigstens 7 aufweisen, um das löslich gemachte, im Sauren labile Polymer von den mit einem Muster versehenen Bereichen der ersten Schicht zu entfernen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mit einem Muster versehene erste Schicht eine Mischung von zwei oder mehr Polymeren umfaßt, die ausreichend unverträglich sind, um die musterfreie Schicht nicht spiegelglänzend zu machen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das im Sauren labile Polymer eine begrenzte Löslichkeit im Weichmacher aufweist und das Gewichtsverhältnis von Polymer zu Weichmacher so ist, daß die musterfreie Schicht nicht spiegelglänzend ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung zur Verwendung als erste, musterfreie Schicht in einem Verfahren zur Bildung eines Musters durch Diffusion:

A. ein filmbildendes, festes, im Sauren labiles Polymer;

B. einen Weichmacher, in dem das im Sauren labile Polymer im wesentlichen löslich ist; und

C. ein flüchtiges organisches Lösungsmittel, das durch das Erwärmen auf 120 ºC oder darunter bei Atmosphärendruck aus der musterfreien Schicht entfembar ist, wobei das Verhältnis von Polymer zu Weichmacher so ist, daß, wenn das flüchtige organische Lösungsmittel vom organischen Medium entfernt wird, die resultierende, lösungsmittelfreie Polymer/Weichmacher-Dispersion nicht spiegelglänzend ist,

umfaßt.

5. Verfahren zur Herstellung von Mustern in organischen Polymerschichten, umfassend die aufeinanderfolgenden Schritte des:

A. Auftragens einer musterfreien ersten Schicht, umfassend ein festes, nicht-kristallines, im Sauren nicht labiles Polymer und einen im Sauren labilen Weichmacher, auf ein Substrat;

C. Erwärmens der mit einem Muster versehenen zweiten Schicht, um das Entfernen des flüchtigen Lösungsmittels von der Schicht und die Diffusion des Weichmachers und der Säure in die darunterliegenden Bereiche der ersten Schicht zu bewirken, wodurch das im Sauren nicht labile Polymer darin durch den diffundierten Weichmacher weiter löslich gemacht wird und der im Sauren labile Weichmacher darin durch die Reaktion mit der Säure löslich gemacht wird; und des

D. Waschens der Schichten mit wässrigen Lösungen, die einen pH-Wert von wenigstens 7 aufweisen, um den löslich gemachten, im Sauren labilen Weichmacher und das im Sauren nicht labile Polymer von den mit einem Muster versehenen Bereichen der Schichten zu entfernen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Zusammensetzung zur Verwendung als erste musterfreie Schicht in einem Verfahren zur Bildung eines Musters durch Diffusion:

A. ein filmbildendes, festes, im Sauren nicht labiles Polymer;

B. einen im Sauren labilen Weichmacher, in dem das Polymer im wesentlichen löslich ist; und

C. ein flüchtiges organisches Lösungsmittel, das durch das Erwärmen auf 120 ºC oder darunter bei Atmosphärendruck aus der musterfreien Schicht entfernbar ist, wobei das Verhältnis von Polymer zu Weichmacher so ist, daß, wenn das organische Lösungsmittel vom organischen Medium entfernt wird, die resultierende, lösungsmittelfreie Polymer/Weichmacher-Dispersion nicht spiegeiglänzend ist,

umfaßt.