JP2002322262A - ポリカーボネートポリマーを含む感光性セラミック組成物 - Google Patents
ポリカーボネートポリマーを含む感光性セラミック組成物Info
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Abstract
光性組成物およびテープでのその使用を提供すること。 【解決手段】 本発明は、式(IV)の繰返し単位を含
むポリマーを対象とする。本発明は、(a)セラミッ
ク、金属、金属酸化物または金属合金から選択される無
機固体の細分割粒子、(b)ガラス転移温度が550〜
825℃の範囲、表面積/重量比が10m2/g以下、
粒子の少なくとも95重量%が1〜10μmである有機
ビヒクル中に分散された無機結合剤の細分割粒子の混合
物を含み、前記有機ビヒクルが(c)前述のポリマー、
(d)光開始系、(e)有機媒体を含む感光性組成物を
対象とする。有機媒体を除去すると前記組成物をテープ
として利用できる。所与の組成物で、先述のポリマーを
5−カルボメトキシ−5−メチル−1,3−ジオキシン
−2−オンから得たポリカーボネートに置換できる。 【化11】
Description
ネートポリマー、ならびに感光性組成物およびテープ中
でのその使用に向けられる。
体、誘電体または基材を構築するのに感光性ペーストが
広く使用されている。当業界ではペーストの使用をセラ
ミック素地のテープに置き換えることが求められてい
る。セラミックテープは主に、多層セラミック基材およ
び現在のその他のテープ製品を構築するための誘電また
は絶縁材料として使用される。
ペーストおよびテープにそれらの使用に必要な素地特性
を与えるポリマー、界面活性剤、可塑剤、光反応性成分
のような成分を含む。最終使用の特性を達成するため有
機物は、プロセス中に系から完全に除去される。このよ
うな有機物の除去は通常、有機成分の最も高い分解温度
よりも高い温度に系を加熱することによって実施される
(「バーンアウト」プロセス)。
ますます複雑化し、新たな技術領域にまで広がるにつ
れ、この有機物バーンアウトの天井温度を下げる必要性
が増している。このような必要性は例えば、パネル基材
にウィンドウガラスを使用し、したがって焼成温度を、
基材ガラスの低い軟化温度(〜600℃)よりも低く維
持しなければならない新進のフラットパネルディスプレ
イ技術の1つであるプラズマディスプレイパネルの製品
開発に存在する。
されている有機物(重合後のセルロースまたはアクリレ
ートポリマーおよびモノマー)の分解温度は、いくつか
の応用のバーンアウト段階で許される上限に近い。した
がって本明細書に開示したポリカーボネートおよびこの
ようなポリカーボネートの使用は、ペーストおよびテー
プで使用することができるより低い分解温度の必要性を
満たす。
なポリカーボネートポリマーならびに感光性組成物およ
びテープでのその使用を提供することにある。
(IV)を含むポリマーであって、
に、水素またはアルキルであり、R8が水素またはメチ
ルであるポリマーに向けられる。
属、金属酸化物または金属合金から成る群から選択され
た無機固体の細かく分割された粒子と、(b)ガラス転
移温度が550から825℃の範囲にあり、重量に対す
る表面積の比が10m2/g以下で、粒子の少なくとも
95重量%が1〜10μmのサイズを有し、有機ビヒク
ル中に分散された無機結合剤の細かく分割された粒子の
混合物を含み、前記有機ビヒクルが、(c)先に記載し
たポリマーと、(d)光開始系と、(e)有機媒体を含
む感光性組成物に向けられる。有機媒体を除去すると上
記組成物をテープとして利用することができる。さらに
所与の組成物において、先に記載したポリマーを5−カ
ルボメトキシ−5−メチル−1,3−ジオキシン−2−
オンの重合から得たポリカーボネートに置き換えること
ができる。
用の感光性厚膜組成物に使用されるポリカーボネートと
して知られた、アクリレート側基を有し、主査がカーボ
ネート化されたポリマーの使用を含む。ポリカーボネー
トポリマーを、従来の感光性組成物中の標準的なアクリ
ル性モノマーおよび/またはポリマーに置き換えること
ができる。ポリカーボネートの使用を含むテープまたは
ペーストは、有機物のバーンアウトのための焼成温度が
基質材料によって制限される場合の応用を意図してい
る。本発明は、このポリマーの主鎖中のカーボネート基
の熱分解温度が低いことを利用する。本発明はまた、新
規のポリカーボネートポリマー、ならびにペーストおよ
びテープ用の組成物でのその使用に向けられる。より低
い分解温度を有するペーストおよびテープを生み出すた
めには、ある種のポリカーボネートポリマー結合剤を、
光開始系を伴った無機固体および無機結合剤と混合し、
感光性ペーストおよびテープを形成する。本発明の諸成
分を新規のポリカーボネートポリマーとともに以下に論
じる。
たはこれらの混合物を含む実質的にどのような高融点無
機固体材料にでも適用可能である。しかし本発明は、ア
ルミナ、チタネート、ジルコネート、スタンネートのよ
うな固体を使用して誘電ペーストまたはテープの分散物
を作製するのに特に適している。本発明はまた、このよ
うな材料の前駆物質、すなわち焼成すると誘電性固体に
変換される固体材料、およびこれらのいずれかの混合物
にも適用可能である。本発明で使用に適した多くの誘電
性固体には、BaTiO3、CaTiO3、SrTi
O3、PbTiO3、CaZrO3、BaZrO3、CaS
nO3、BaSnO3およびAl2O3が含まれる。セラミ
ック技術分野の熟練者には明白なことだが、本発明の組
成物に使用されうるセラミック固体の正確な化学組成
は、レオロジー的意味において通常はそれほど重要でな
い。さらに、セラミック固体が有機分散物中で膨潤特性
を有しないことが好ましい。これは、分散物のレオロジ
ー特性がそれによって実質的に変化する可能性があるた
めである。適当な導電性無機固体には、例えば銀、金、
銅、白金、ならびにこれらの合金、酸化物および混合
物、さらにルテニウム酸鉛パイロクロア(lead ruthena
te pyrochlore)などがある。
除去し、無機結合剤およびセラミック固体の焼結を行う
ときに有機媒体を十分完全にバーンアウトするために
は、本発明の分散物が粒径0.3μm未満の固体をあま
り多く含んではならないことが分かっている。しかし、
20μmを上回るセラミック固体がないことが好まし
く、さらに、無機固体の少なくとも75重量%は1〜1
0μmのサイズを有するべきである。言い換えると、分
散物を使用して、通常はスクリーン印刷によって塗布さ
れる厚膜ペーストを作るときには、最大粒径がスクリー
ンの厚さを上回ってはならず、分散物を使用して乾式感
光膜を作るときには最大粒径が膜の厚さを上回ってはな
らない。無機固体の少なくとも90重量%が1〜10μ
mの範囲に収まることが好ましい。
が10m2/gを超えないことが好ましい。これはこの
ような粒子が、随伴する無機結合剤の焼結特性に不利な
影響を及ぼす傾向があるためである。表面積/重量比が
5m2/gを超えないことがさらに好ましい。表面積/
重量比が1〜5m2/gのセラミック粒子は、非常に満
足であることがわかっている。
結を助ける。これは、無機固体よりも低融点の周知のい
ずれかの組成物でありうる。それにもかかわらず、デバ
イスの十分な密封性を得るためには、無機結合剤のガラ
ス転移温度(T g)は550〜825℃であることが好
ましく、550〜750℃であることがさらに好まし
い。融解が550℃未満で起こる場合には、有機材料が
おそらくは封入され、有機成分が分解するときに誘電体
層中に膨れ(blister)が形成されることになる。一
方、825℃を超えるガラス転移温度では、銅メタライ
ゼーションと両立する焼結温度、例えば900℃を使用
したときに多孔質の誘電体が生じる傾向がある。
は、ホウケイ酸鉛フリット、ビスマス、カドミウム、バ
リウム、カルシウムまたはその他のアルカリ土類金属の
ホウケイ酸塩フリットのようなホウケイ酸塩フリットで
ある。このようなガラスフリットの調製は周知であり、
例えば、成分の酸化物の形態でガラスの成分を一緒に融
解し、融解した組成物を水中に注いでフリットを形成す
ることから成る。もちろん、バッチの材料は、フリット
製造の通常の条件下で所望の酸化物を与える任意の化合
物とすることができる。例えば、三酸化二ホウ素はホウ
酸から得られ、二酸化ケイ素はヒウチ石(flint)から
生産され、酸化バリウムは炭酸バリウムから生産され
る、などである。フリットの粒径を小さくし、実質的に
均一にするため、ガラスは、水を用いてボールミル中で
粉砕することが好ましい。次いでこれを水中で沈降させ
て微粉を分離し、微粉を含む上澄み液を除去する。その
他の分級方法を使用してもよい。
し、この混合物を加熱して融解物を形成する、従来のガ
ラス製造技法によって調製される。当技術分野で周知の
とおり、加熱は、融解物が完全に均一な液体となるよう
なピーク温度および時間で行われる。この作業ではこれ
らの成分を、プラスチック製のボールを入れたポリエチ
レン製の広口びんの中で振盪することによって前もって
混合し、次いで所望の温度の白金るつぼ中で融解させ
る。融解物は、ピーク温度で1時間〜1時間半加熱す
る。次いで融解物を冷水中に注ぎ入れる。急冷中の水の
最高温度は、水−対−融解物の比を増大させることによ
ってできるだけ低く保つ。風乾するか、またはメタノー
ルで洗って水をメタノールで置換するかによって水から
分離した後の粗フリットから残留水分を除去する。次い
で粗フリットを、アルミナボールを使用してアルミナ容
器中で3〜5時間粉砕する。アルミナによるフリットの
汚染は、X線回折解析の観測限界に達しない。
取り出した後、過剰な溶媒をデカンテーションによって
除去し、フリット粉を室温で風乾する。乾かしたフリッ
ト粉を、325メッシュのふるいを通してふるいに掛
け、何れの大粒子をも完全に除去する。セラミック固体
の場合と同様に無機結合剤の表面積−対−重量比は10
m2/g以下であるべきであり、粒子の少なくとも95
重量%が1〜10μmの粒径を有しているべきである。
の重量部が等しくなる点として定義される無機結合剤の
50%点が、セラミック固体のそれと同じか、またはそ
れよりも低いことが好ましい。所与の粒径のセラミック
固体では、気密封止を達成するのに必要な無機結合剤/
セラミック固体比は、無機結合剤のサイズが小さくなる
につれて小さくなる。所与の無機固体−無機結合剤系で
は、無機固体に対する無機結合剤の比が気密封止を達成
するのに必要な値よりも大幅に大きい場合に、誘電体層
は焼成後に膨れを形成する傾向がある。この比が大幅に
小さい場合には焼成された誘電体は多孔質となり、した
がって気密封止を達成できない。
内である場合でも、無機結合剤粒子が1〜6μmである
ほうが好ましい。この理由は、大きな表面積を有するよ
り小さな粒子は有機材料を吸着する傾向があり、したが
って完全な分解を妨げるからである。一方、より大きな
サイズの粒子は焼結特性に劣る傾向がある。無機結合剤
に対するセラミック固体の比が0.6〜2であることが
好ましい。
ポリカーボネートポリマーである。5−カルボメトキシ
−5−メチル−1,3−ジオキサン−2−オンの重合の
結果得られるポリマーをポリマー結合剤の成分として使
用することができる。5−カルボメトキシ−5−メチル
−1,3−ジオキサン−2−オンのポリカーボネートポ
リマーは、Weilandt,K.D.,Keul,
H.andHocker,H.,Macromol.C
hem.Phys.197,3851−3868(19
96)に開示されたとおりに調製することができる。5
−カルボメトキシ−5−メチル−1,3−ジオキサン−
2−オンは、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピ
オン酸をメタノールを反応させて2,2−ビス(ヒドロ
キシメチル)プロピオン酸メチルとし、次いでこれをト
リエチルアミンの存在下でトリホスゲンと反応させ、所
望の生成物5−カルボメトキシ−5−メチル−1,3−
ジオキサン−2−オンを白色固体として得ることによっ
て調製されうる。
の別の選択肢は、5−エチル−5−ヒドロキシメチル−
1,3−ジオキサン−2−オンのメタ(アクリレート)
エステルの重合から得られるものである。5−エチル−
5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン−2−オン
のメタ(アクリレート)エステルは、酸補足剤としての
トリエチルアミンの存在下で、メタ(アクリロイル)ク
ロライドと5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3
−ジオキサン−2−オンから調製されうる。5−エチル
−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン−2−オ
ンの調製はKrimm等に対する米国特許第4,44
0,937号に開示されている。
3−ジオキサン−2−オンのような環状カーボネートの
(メタ)アクリレートエステルの重合により、以下の繰
返し単位(IV)を有するポリマーが得られる。
たは、例えば別の環状カーボネートと共重合させたコポ
リマーでもよい。このポリマーは、ポリカーボネート若
しくはポリ(カーボネート−エステル)、またはその他
のコポリマーでありうる。R 1、R2、R4ないしR7が水
素、R3がアルキルであることが好ましく、R3がエチル
であるとさらに好ましい。また、R1ないしR7では、ア
ルキルが1〜20個の炭素原子を含むことが好ましい。
3−ジオキサン−2−オン(メタ)アクリレートエステ
ル(1)の重合は、イットリウムトリイソプロポキシ
ド、オクタン酸第一スズのような触媒を用いると溶液中
およびバルクの両方で簡単に起こり、ポリカーボネート
が得られる。この重合を触媒するのに、しばしばその他
のエステル交換反応触媒を使用することができる。オク
タン酸第一スズを用いた重合を120℃のバルクで実行
した。その結果得られるポリカーボネート(2)はしば
しば広い多分散性を有する。触媒の濃度を下げると、通
常、ポリカーボネートの分子量は予想されるとおり増大
するが、この増大はしばしば線形ではない。
て開始される重合は通常、〜2の多分散性を有するポリ
カーボネートを生じた。オクタン酸第一スズの場合と同
様に、触媒濃度が低下するにつれてポリマーの分子量は
増大する。熱重量分析(TGA)は、非酸化的環境中、
すなわち窒素中でポリマーは200℃を超えると、すっ
かり分解することを示した。
合溶媒を除去に際して、フェノチアジンのような添加さ
れた安定剤の非存在下でこのポリマーが架橋反応を受け
る可能性を表すものとして、真空下で一晩乾燥した後に
架橋された不溶性物質が生じる。安定剤が存在するかま
たは不必要である場合には、重合可能な他の(メタ)ア
クリレートの存在下または非存在下で光重合またはラジ
カル重合によって架橋を起こすことができる(下記参
照)。したがって、5−カルボメトキシ−5−メチル−
1,3−ジオキサン−2−オンの重合の結果得られるポ
リカーボネートを、光成型可能な従来のモノマーを使用
したペーストまたはテープフォトレジスト調合物中の結
合剤として使用することができる。このポリカーボネー
トの分子量は応用例に依存し、分子量10,000Mn
未満はペースト組成物に有用であり、10,000を超
えるものはテープまたはシートに有用である。
3−ジオキサン−2−オンの(メタ)アクリレートエス
テルの重合の結果得られるポリカーボネートを、光成型
可能な従来のモノマーを使用し、または使用しないでペ
ーストまたはテープフォトレジスト調合物中の架橋可能
な結合剤として使用することができる。このポリカーボ
ネートの分子量は応用例に依存し、分子量10,000
未満はペースト組成物に有用であり、10,000を超
えるものはテープまたはシートに有用である。
0)ポリカーボネートは低い融点を有し、これは、他の
適合した高分子量のポリマーと混合し、テープを形成す
るために、コーディングされた膜を十分に乾燥させる必
要があるが、ペーストを製造するためには、低分子量の
ポリカーボネートは良い選択である。ポリアルキルカー
ボネートポリマーは好ましい適合ポリマーである。この
ポリカーボネートポリマーを補助的な熱分解可能なポリ
マー結合剤とともに使用することもできる。好ましい熱
分解可能なポリマー結合剤は、(1)C1-10アルキルア
クリレート、C 1-10アルキルメタアクリレート、α−メ
チルスチレンおよび0〜2重量%のエチレン性不飽和カ
ルボン酸、アミンまたはシランを含む化合物のホモポリ
マーおよびコポリマー、(2)C1-10モノオレフィンの
ホモポリマーおよびコポリマー、(3)C1-4アルキレ
ンオキシドのホモポリマーおよびコポリマー、ならびに
これらの混合物である。
ーボネートを、従来の他の(メタ)アクリレートモノマ
ーとともに使用することができる。このような好ましい
モノマーには、t−ブチルアクリレートおよびメタアク
リレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレートお
よびジメタアクリレート、N,N−ジエチルアミノエチ
ルアクリレートおよびメタアクリレート、エチレングリ
コールジアクリレートおよびジメタアクリレート、1,
4−ブタンジオールジアクリレートおよびジメタアクリ
レート、ジエチレングリコールジアクリレートおよびジ
メタアクリレート、ヘキサメチレングリコールジアクリ
レートおよびジメタアクリレート、1,3−プロパンジ
オールジアクリレートおよびジメタアクリレート、デカ
メチレングリコールジアクリレートおよびジメタアクリ
レート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレー
トおよびジメタアクリレート、2,2−ジメチロールプ
ロパンジアクリレートおよびジメタアクリレート、グリ
セロールジアクリレートおよびジメタアクリレート、ト
リプロピレングリコールジアクリレートおよびジメタア
クリレート、グリセロールトリアクリレートおよびトリ
メタアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レートおよびトリメタアクリレート、ペンタエリトリト
ールトリアクリレートおよびトリメタアクリレート、ポ
リオキシエチル化されたトリメチロールプロパントリア
クリレートおよびトリメタアクリレート、および米国特
許第3,380,831号に開示された類似化合物、
2,2−ジ(p−ヒドロキシフェニル)プロパンジアク
リレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレートお
よびテトラメタアクリレート、2,2−ジ(p−ヒドロ
キシフェニル)プロパンジメタアクリレート、トリエチ
レングリコールジアクリレート、ポリオキシエチル−
2,2−ジ(p−ヒドロキシフェニル)プロパンジメタ
アクリレート、ビスフェノールAのジ−(3−メタアク
リルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)エーテル、ビス
フェノールAのジ−(2−メタアクリルオキシエチル)
エーテル、ビスフェノールAのジ−(3−アクリルオキ
シ−2−ヒドロキシプロピル)エーテル、ビスフェノー
ルAのジ−(2−アクリルオキシエチル)エーテル、
1,4−ブタンジオールのジ(3−メタアクリルオキシ
−2−ヒドロキシプロピル)エーテル、トリエチレング
リコールジメタアクリレート、ポリオキシプロピルトリ
メチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコ
ールジアクリレートおよびジメタアクリレート、1,
2,4−ブタントリオールトリアクリレートおよびトリ
メタアクリレート、2,2,4−トリメチル−1,3−
ペンタンジオールジアクリレートおよびジメタアクリレ
ート、1−フェニルエチレン1,2−ジメタアクリレー
ト、フマル酸ジアリル、スチレン、1,4−ベンゼンジ
オールジメタアクリレート、1,4−ジイソプロペニル
ベンゼン、並びに1,3,5−トリイソプロペニルベン
ゼンが含まれる。さらに、分子量が少なくとも300の
エチレン性不飽和化合物、例えば、炭素2〜15個のア
ルキレングリコールまたはエーテル結合1〜10個のポ
リアルキレンエーテルグリコールから調製されたアルキ
レンまたはポリアルキレングリコールジアクリレート、
ならびに米国特許第2,927,022号に開示のエチ
レン性不飽和化合物、例えば、付加重合可能な複数のエ
チレン結合を特に末端結合として有する化合物も有用で
ある。特に好ましいモノマーは、ポリオキシエチル化さ
れたトリメチロールプロパントリアクリレート、エチル
化されたペンタエリトリトールトリアクリレート、ジペ
ンタエリトリトールモノヒドロキシペンタアクリレー
ト、および1,10−デカンジオールジメタアクリレー
トである。先に述べたカーボネートポリマーとともに本
発明で使用することができる光硬化可能なモノマーの若
干は、以下の化学構造に対応する一定の単−、二−およ
び三−官能メタアクリレートである。
ル、アリールまたはアラルキル基から独立に選択される
か、または3つのR基のうちの1つがHである場合に
は、他の2つのR基がアルキル、アリールまたはアラル
キル基から選択されることが好ましい。前者の例は、
2,2−ジメチルプロパンジメタアクリレート(DMP
DMA)およびトリメチロールプロパントリメタアクリ
レート(TMPTMA)である。
で化学線に曝されると遊離基を生成するものである。こ
れらは、共役炭素環系中に2つの環内炭素原子を有する
化合物である置換または非置換の多核キノン、例えば、
9,10−アントラキノン、2−メチルアントラキノ
ン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチル
アントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,4
−ナフトキノン、9,10−フェナントレンキノン、ベ
ンズアントラセン−7,12−ジオン(benz(a)anthrac
ene-7-12-dione)、2,3−ナフタセン−5,12−ジ
オン、2−メチル−1,4−ナフトキノン、1,4−ジ
メチルアントラキノン、2,3−ジメチルアントラキノ
ン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニル
アントラキノン、レテンキノン、7,8,9,10−テ
トラヒドロナフトラセン−5,12−ジオン、および
1,2,3,4−テトラヒドロベンズアントラセン−
7,12−ジオン(1,2,3,4-tatra-hydrobenz(a)anthra
cene-7-12-dione)を含む。他の光重合開始剤もまた、
その幾つかが85℃程度の低い温度で熱的に活性であっ
たとしても有用であり、これらは、米国特許第2,76
0,863号に記載されており、ベンゾイン、ピバロイ
ン、アシロインエーテル、例えば、ベンゾインメチルお
よびエチルエーテルのようなビシナル−ケタルドニルア
ルコール、ならびにα−メチルベンゾイン、α−アリル
ベンゾイン、およびα−フェニルベンゾインを含めたα
−炭化水素が置換された芳香族アシロインを含む。米国
特許第2,850,445号、2,875,047号、
3,097,096号、3,074,974号、3,0
97,097号および3,145,104号に開示され
ている光還元性染料および還元剤、並びに、米国特許第
3,427,161号、3,479,185号および
3,549,367号に記載されているフェナジン、オ
キサジンおよびキノン類の染料、ミヒラーケトン、ベン
ゾフェノン、ロイコ染料を含めた水素供与体を有する
2,4,5−トリフェニルイミダゾリル二量体、およ
び、これらの混合物を開始剤として使用することができ
る。さらに、米国特許第4,162,162号に開示さ
れている増感剤は、光開始剤および光阻害剤と用いると
有用である。光開始剤または光開始系は、乾式光重合可
能層の総重量を基準にして0.05〜10重量%存在す
る。
分がセラミックまたは他の基質に容易に適用することが
できる形態で、これを分散させるためのビヒクル(vehi
cle)の役目を果たすことである。したがって有機媒体
は第一に、固体が十分な程度の安定性で分散可能なもの
でなければならない。第二には、有機媒体のレオロジー
特性は、分散物に良好な適用特性を与えるようなもので
なければならない。
体および無機結合剤が分散した有機媒体は、揮発性有機
溶媒に溶解された前述のポリマー結合剤、モノマーおよ
び開始剤、ならびに任意選択で可塑剤、離型剤、分散
剤、ストリッピング剤、防汚剤、湿潤剤のような他の溶
解された材料から成る。
ってもよく、ポリマーの完全な溶液を得るように、か
つ、周囲雰囲気中で、または常圧で比較的低いレベルの
熱を加えることによって溶媒が分散物から蒸発するのに
十分に高い揮発性を有するものを選択する。さらに溶媒
は、有機媒体中に含まれる他のどの添加剤の沸点および
分解温度よりも低い温度で十分に沸騰しなければならな
い。したがって常圧での沸点が150℃よりも低い溶媒
が最も頻繁に使用される。このような溶媒には、酢酸エ
チル、メタノール、イソプロパノール、アセトン、キシ
レン、エタノール、メチルエチルケトン、2,2,4−
トリエチルペンタンジオール−1,3−モノイソブチレ
ート、トルエン、ならびにエチレングリコールモノ−n
−プロピルエーテルのようなエチレングリコールモノア
ルキルおよびジアルキルエーテルが含まれる。
機媒体はしばしば、1種または複数の可塑剤を含む。こ
のような可塑剤は、セラミック基材への良好なラミネー
ションを保証するのに役立ち、さらに組成物の非露光領
域の現像性を高める。しかし、注型した膜を焼成すると
きに除去しなければならない有機材料の量を低減させる
ため、このような材料の使用は最小限にするべきであ
る。当然ながら可塑剤の選択は主に、修飾されなければ
ならないポリマーによって決定される。さまざまな結合
剤系で使用されている可塑剤には、フタル酸ジエチル、
フタル酸ジブチル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸
ジベンジル、アルキルホスフェート、ポリアルキレング
リコール、グリセロール、ポリ(エチレンオキシド)、
ヒドロキシエチル化されたアルキルフェノール、トリク
レシルホスフェート、トリエチレングリコールジアセテ
ート、およびポリエステル可塑剤がある。
機粉体の分散混合物である。有機媒体中に無機粉体を良
好に分散させる一般的な方法は、従来のボールミリング
法を使用するものである。ボールミリングは、セラミッ
ク製のミリングジャーおよびミリング媒体(球形または
円筒形のアルミナまたはジルコニアペレット)から成
る。混合物全体をミリングジャーに入れ、ミリング媒体
を加える。漏れのないようにジャーをふたで密閉した後
にローラ上で転がして、ジャーの内部のミリング媒体に
混合効率が最適となる回転速度でタンブリング動作を起
こさせる。回転の長さは、性能仕様を満足する十分に分
散した無機粒子を得るのに必要な時間である。不十分な
分散は、最終的な焼成部分に受け入れがたいエッジバン
プに繋がる。
ング法によって基材に塗布することができ、次いで周囲
温度または加熱によって乾燥する。次いでスリップを、
従来のコーティング法によって基材ベース上でテープの
形態に注型する。注型したテープは、乾式膜フォトレジ
スト業界で使用されているもののような単純なホットロ
ールラミネーションによって基材に単純に適用する。乾
燥後のコーティングの厚さは応用に応じて数ミクロンか
ら数十ミクロンとすることができる。
レジストコーティングで使用されている操作と同様であ
る。スリップは、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)膜基材の移動ウェブ上にスロットダイを通して押し
出し、乾燥ゾーンを通過させて、コーティング溶媒を加
熱蒸発させて乾燥テープの形態とし、次いでカバーシー
ト上に積層し、その後、これをワイドストック(widest
ock)ロールとして巻きあげる。カバーシートは、巻き
あげたロールの中でテープがベース膜のもう一方の側に
貼り付くのを防ぐために使用される。シリコーンでコー
ディングされたPET膜、ポリプロピレンまたはポリエ
チレンをカバーシートとして使用することができる。カ
バーシートは、基材に積層する前に取り除く。したがっ
て、取り除くときにカバーシートとテープの間で分離が
起こるように、カバーシートのテープに対する付着力は
ベース膜のそれよりも弱くなければならない。
から6.0の範囲にあることが好ましく、2.6から
4.5であることがより好ましい。十分な分散、感光、
およびレオロジー特性を得るためにはこの比が6.0以
下であることが必要である。しかし2.5未満では、バ
ーンオフされなければならない有機物の量が多すぎ、最
終的な層の品質が損なわれる。有機物に対する無機固体
の比は無機固体の粒径、有機成分、および無機固体表面
の前処理に依存する。粒子をオルガノシランカップリン
グ剤で処理するときには、有機物に対する無機固体の比
を大きくすることができる。焼成欠陥を最小化するため
により低レベルの有機物を使用することが好ましい。有
機物に対する無機固体の比は可能な限り高いことが、本
質的には重要である。本発明での使用に適したオルガノ
シランは一般式RSi(OR’)3に対応するものであ
り、この式でR’はメチルまたはエチルであり、Rはア
ルキル、メタアクリルオキシプロピル、ポリアルキレン
オキシド、または膜の有機マトリックスと相互作用する
他の有機官能基から選択される。
ジーを適切に調整し、揮発性のより低い溶媒を使用する
ことによって従来の厚膜有機媒体を使用することができ
る。
るときには通常、組成物をスクリーン印刷によって基材
に適用する。したがって組成物は、スクリーンを容易に
通過することができるような適切な粘性を有していなけ
ればならない。さらに組成物は、スクリーンを通過した
後に速やかに固化し、これによって良好な解像度を与え
るようなチキソトロピックであるべきである。レオロジ
ー特性が主に重要であるが、有機媒体は、固体および基
材の適切な湿潤性、良好な乾燥速度、乱暴な取扱いに耐
える乾燥された膜の十分強度、および良好な焼成特性を
も与えるように調合されることが好ましい。焼成された
組成物の外観が満足のいくものであることも重要であ
る。
不活性液体を有機媒体として使用することができる。ほ
とんどの厚膜組成物向けの有機媒体は、典型的には溶媒
に樹脂を溶かした溶液であり、しばしば樹脂とチキソト
ロピック剤の両方を含む溶媒溶液である。溶媒は通常、
130〜350℃の範囲で沸騰する。
ールのポリメタアクリレートおよびエチレングリコール
モノアセテートのモノブチルエーテルである。
α−またはβ−テルピネオールのようなテルペン、また
はこれらの混合物と、ケロセン、フタル酸ジブチル、ブ
チルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ヘ
キサメチレングリコール、高沸点アルコールおよびアル
コールエステルのような他の溶媒とを含むものである。
それぞれの応用に対する所望の粘性および揮発性の要求
を得るため、これらおよび他の溶媒をさまざまな組合せ
で調合する。
は、水素化されたひまし油およびその誘導体がある。も
ちろん、チキソトロピック剤を組み込むことは必ずしも
必要であるとは限らない。これは、任意の懸濁物に固有
のずり減粘(shear thinning)と結びつけられた溶媒/
樹脂特性が、もっぱらこれについて適切であるからであ
る。
はかなり変化させることができ、分散物に適用されるべ
き方法および使用する有機媒体の種類に依存する。通常
は、良好な被覆を達成するため、分散物が、相補的に固
体60〜90重量%および有機媒体40%〜10重量%
を含む。このような分散物は通常、半流動体のコンシス
テンシーを有し、一般に「ペースト」と呼ばれる。
ると都合がよい。ブルックフィールド粘度計を用いて
低、中、高のずり速度で室温で測定したときペーストの
粘度は、典型的には、下表の範囲にある。
タイプは、主に最終的な所望の製剤の粘度およびプリン
ト厚によって決定される。
ざまな染料および顔料を添加することもできる。しか
し、使用される任意の着色剤は、好ましくは、使用する
化学線の放射に対して透明であるべきであるが、可視ま
たは紫外線スペクトル領域内の他の放射に不透明である
か、またはこれらを強く吸収しうる。
ータに加え、全ての有機および無機成分が実質的にハロ
ゲンを含まないことも非常に重要である。これは、通常
の焼成条件下で、ハロゲン化された化合物は、隣接する
導電層ならびにこれらを焼成する炉の表面の腐食の原因
となるからである。
に詳細に説明する。しかし、これらの実例の何れによっ
ても本発明の範囲が限定されることはない。
%である。
ン−2−オンのモノマーメタアクリレートエステルの調
製 ドライボックス内で、機械式スターラーおよび圧力等化
添加漏斗を装備した2リットルフラスコに、THF(6
00mL)、5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,
3−ジオキサン−2−オン(160g)、および新たに
蒸留したトリエチルアミン(152g)を加えた。塩化
メタアクリロイルを添加漏斗の中に入れた。窒素下で装
置をドライボックスから取り出し、溶液を−87℃まで
冷却した。冷却した溶液に塩化メタアクリロイルを撹拌
しながらゆっくりと加えた。アミン添加完了後、混合物
をそのまま室温まで暖め、次いで、室温で一晩撹拌し
た。トリエチルアミン/HCl塩をろ過で除去し、ろ液
を減圧濃縮した。得られた物質を塩化メチレンに溶解
し、次いで水洗し(3×200mL)、無水硫酸ナトリ
ウム上で乾燥した。硫酸ナトリウムをろ過により取り除
いた後、ろ液を減圧濃縮した。ヘキサン(300mL)
を加えて濃い粘性物質を沈澱させ、この白色固体をろ過
し、真空乾燥して生成物〜140gを得た。
3−ジオキサン−2−オンのメタアクリレートエステル
の典型的な溶液重合 ドライボックス内で、スターラーを装備したガラスびん
に、5−エチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオ
キサン−2−オンのメタアクリレートエステル(2.0
0g)および塩化メチレン(2.0mL)を加えた。均
一溶液になった後、イットリウムトリイソプロポキシド
(トルエン中の0.1M溶液0.5mL)を加えた。3
時間後、塩化メチレンおよび水を加えて重合を終わらせ
た。有機相を分離し、再び水洗し、無水硫酸ナトリウム
上で乾燥し、次いで減圧濃縮し、次いで真空下で1時間
乾燥した。次いで同量の酢酸エチルを加え、50%固溶
体を調製した。乾燥を一晩続けると翌日には加工しにく
い塊が得られる。ゲル浸透クロマトグラフィー(PS
STD):11,660、PD=3.99。
分材料を使用した。
の10:1混合物)に溶解して、全溶媒含量を28重量
%とし、(2)無機物およびミリング媒体をミリングジ
ャーに加え、(3)約24時間ミリングすることによっ
てコーティングスリップを調製した。
となるように、ドローダウンコーティングプロセスを使
用してスライドガラス基材上にスリップを直接コーティ
ングした。
ィング面と接触させて銀エマルジョンをハロゲン化銀タ
ーゲット中に曝した。
テル(TPM)を用いて現像した。
使用して焼成し、有機物をバーンオフする。
りに酢酸エチルを使用する他は上記と同じである。
1,3−ジオキサン−2−オンのメタアクリレートエス
テルの重合から生じたポリカーボネート(Mw〜930
0)。 ポリマーB− 5−ヒドロキシメチル−5−エチル−
1,3−ジオキサン−2−オンのメタアクリレートエス
テルの重合から生じたポリカーボネート(Mw〜203
00)。* Irgacure− ビス(2,6−ジベンゾイル)
(2,4,4−トリメチルペンチル)ホスフィンオキシ
ドと1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンの5
0/50ブレンド。有機光開始剤ブレンド。Ciba−
Geigy Specialty Chemical
s,Oak Brook,IL 60521。 顔料− コバルト・クロマイト・ブルー−グリーン・ス
ピネル(Cobalt chromite Blue-Green Spinel)。Th
e Shepherd Color Company,
4539 Dues Drive,Cincinnat
i,OH 45246。 Benzoflex− Benzoflex 400可
塑剤(Plasticizer)。ポリプロピレングリ
コールジベンゾエート(C3H6)nCl4H10O3。Ve
lsicol Chemical Corporati
on,5600N.River Road,Rosem
ont,IL 60018。 フリット− アルカリ土類アルミニウム鉛ホウケイ酸ガ
ラスフリット(カルシウムアルミニウム鉛ホウケイ酸ガ
ラスフリット)。フェロフリット。製造者−DuPon
t。 アルミナAl2O3粉。製造者−DuPont。 TMPEOTA− トリメチロールプロパントリエトキ
シトリアシレート。オリゴマーモノマー。Satome
r SR 545。Sartomer Compan
y,Oaklands Corporate Cent
er,468 Thomas Jones Way,E
xton,PA 19341。構造:CH3−CH2−C
−(−CH2−(O−CH2−CH2−)3−O(CO−C
H=CH2) 3CH2=C(COOH)(CH2−COO
H) イタコン酸− 安定剤。Aldrich Compan
y。
Claims (8)
- 【請求項1】 コポリマーであることを特徴とする繰返
し単位(IV)を含むポリマー。 【化1】 [上式でR1ないしR7のそれぞれが、独立に、水素また
はアルキルであり、R8が水素またはメチルである。] - 【請求項2】 架橋されていることを特徴とする繰返し
単位(IV)を含むポリマー。 【化2】 [上式でR1ないしR7のそれぞれが、独立に、水素また
はアルキルであり、R8が水素またはメチルである。] - 【請求項3】 (a)セラミック、金属、金属酸化物ま
たは金属合金から成るグループから選択された無機固体
の細かく分割された粒子と、 (b)550から825℃の範囲のガラス転移温度、1
0m2/g以下の重量に対する表面積の比、および1〜
10μmのサイズを有する少なくとも95重量%の粒子
を有する、有機ビヒクル中に分散された無機結合剤の細
かく分割された粒子の混合物を含み、前記有機ビヒクル
が、 (c)下記に記載の繰り返し単位(IV)を含むポリマ
ーと、 【化3】 [上式でR1ないしR7のそれぞれが、独立に、水素また
はアルキルであり、R8が水素またはメチルである。] (d)光開始系と、 (e)有機媒体 を含むことを特徴とする感光性組成物。 - 【請求項4】 (a)セラミック、金属、金属酸化物ま
たは金属合金から成る群から選択された無機固体の細か
く分割された粒子と、 (b)550から825℃の範囲のガラス転移温度、1
0m2/g以下の重量に対する表面積の比、および1〜
10μmのサイズを有する少なくとも95重量%の粒子
を有する、有機ビヒクル中に分散された無機結合剤の細
かく分割された粒子の混合物を含み、前記有機ビヒクル
が、 (c)5−カルボメトキシ−5−メチル−1,3−ジオ
キシン−2−オンの重合から生じたポリカーボネート
と、 (d)光開始系と、 (e)光硬化性モノマーと、 (f)有機媒体 を含むことを特徴とする感光性組成物。 - 【請求項5】 (a)セラミック、金属、金属酸化物ま
たは金属合金から成る群から選択された無機固体の細か
く分割された粒子と、 (b)550から825℃の範囲のガラス転移温度、1
0m2/g以下の重量に対する表面積の比、および1〜
10μmのサイズを有する少なくとも95重量%の粒子
を有する、有機ビヒクル中に分散された無機結合剤の細
かく分割された粒子を含み、前記有機ビヒクルが、 (c)下記に記載の繰り返し単位(IV)を有するポリ
マーと、 【化4】 [上式でR1ないしR7のそれぞれが、独立に、水素また
はアルキルであり、R8が水素またはメチルである。] (d)光開始系を含むことを特徴とする感光性素地テー
プ。 - 【請求項6】 (a)セラミック、金属、金属酸化物ま
たは金属合金から成る群から選択された無機固体の細か
く分割された粒子と、 (b)550から825℃の範囲のガラス転移温度、1
0m2/g以下の重量に対する表面積の比、および1〜
10μmのサイズを有する少なくとも95重量%の粒子
を有する、有機ビヒクル中に分散された無機結合剤の細
かく分割された粒子を含み、前記ビヒクルが、 (c)5−カルボメトキシ−5−メチル−1,3−ジオ
キシン−2−オンの重合から生じたポリカーボネート
と、 (d)光開始系と、 (e)光硬化性モノマー を含むことを特徴とする感光性グリーンテープ。 - 【請求項7】 光硬化性モノマーをさらに含むことを特
徴とする請求項3に記載の組成物。 - 【請求項8】 光硬化性モノマーをさらに含むことを特
徴とする請求項5に記載の組成物。
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