CN1090651C - 制作单层或多层电路图案所用的聚合物组合物 - Google Patents

制作单层或多层电路图案所用的聚合物组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN1090651C
CN1090651C CN95100672A CN95100672A CN1090651C CN 1090651 C CN1090651 C CN 1090651C CN 95100672 A CN95100672 A CN 95100672A CN 95100672 A CN95100672 A CN 95100672A CN 1090651 C CN1090651 C CN 1090651C
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
acid
polymer
softening agent
acidic polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN95100672A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1110694A (zh
Inventor
J·J·费尔滕
S·H·马
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of CN1110694A publication Critical patent/CN1110694A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1090651C publication Critical patent/CN1090651C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4803Insulating or insulated parts, e.g. mountings, containers, diamond heatsinks
    • H01L21/481Insulating layers on insulating parts, with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0017Etching of the substrate by chemical or physical means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0502Patterning and lithography
    • H05K2203/0511Diffusion patterning
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits

Abstract

在扩散法制作单层或多层电路图案的方法中用作第一无图案层的组合物,其中包括A:酸值为20-600并能成膜的酸性聚全物,B:不能完全溶解该酸性聚合物的增塑剂和C:挥发性有机溶剂,其中酸性聚合物与增塑剂之比应使挥发性有机溶剂从有机介质中除去后所形成的无溶剂的聚合物/增塑剂分散体为非镜面反射的。该组合物主要用来形成单层或多层电路的介电层,而且该组合物对环境安全。

Description

制作单层或多层电路图案所用的聚合物组合物
本申请是申请号为92112076.1、申请日为1992年9月30日、发明名称为“扩散法制作电路图案的方法和组合物”的发明专利申请的分案申请。
本发明涉及在机聚合物膜中扩散法制作单层或多层电路图案的方法中所用的聚合物组合物。
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。
多层法比单层法更加昂贵,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丝网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/间距的可光成形浆料。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,细目丝网涂覆的导电层和介电层通常比所希望的要薄。可光成形浆料含有大量有机物质,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。用可光成形浆料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冗长、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。
因此,本发明目的是提出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、在一基片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位于下部的第一层区域,从面使位于下部的第一层区域中的酸性聚合物通过与该有机碱的反应而变成增溶状态;
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增溶过的酸性聚合物。
本发明另一目的是提出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。
本文中所用的术语定义如下:
“洗涤液”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涤液是水溶液。
“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1(a)至1(f)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浆料的图案制作时的各个步骤。
通过丝网印刷在氧化铝基片1上涂布一层厚膜介电浆料3a。该厚膜浆料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丝网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,将基片1的表面暴露在图案层3c下面的区域中,从而在基片1的表面上留下了该图案的精确的负片图象。
基片
本发明的方法可用在无机基片上,例如Al2O3、SiO2、硅、AlN等,或有机基片上,例如聚酰亚胺、苯氧基树脂、环氧树脂等,或者复合基片上,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
聚乙酸乙烯酯乙酸乙烯酯/巴豆酸共聚物(95/5)乙酸-琥珀酸纤维素丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸共聚物(56/37/7)乙烯基酸/巴豆酸/二苯甲酮共聚物氯乙烯/乙酸乙烯酯/马来酸共聚物(81/17/2)富马酸,改良的松香酯苯乙烯/马来酸酐,部分酯化(50/50)苯乙烯/马来酸酐,未酯化(50/50)苯乙烯/马来酸酐,未酯化(67/33)甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物(92/8)甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸共聚物(77/15/8)碱可溶的热塑性树脂改良的脂族聚酯树脂甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物(82/7)甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/丙烯酸共聚物(37/56/7)丙烯酸/α-甲基苯乙烯/苯乙烯共聚物      263613676-857726110-130320480350595013011980197  30,00030,00030,000260,00050,000--50,0001,6001,70070,000100,000--200,0002,810
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,当各层都是厚膜浆料时,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,以便用于通过丝网印刷的涂布方法。
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,当采用喷墨印刷涂布图案层时,就无需使用粘合剂。但是,当图案层以厚膜浆料形式涂布时,该聚合物既是用来调节浆料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浆料形式涂布时,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增溶效果。
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。为了避免过渡中和已扩散的碱,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浆料技术的那些人所知道的步骤相似。
可选用的图案制作方法
采用丝网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、记录笔绘图仪以及喷墨印刷等方法。
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片紧密接触,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片上。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片上。
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片上。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。
喷墨,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。
喷墨,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。
与本说明书中背景技术部分提到的各种方法相比,应用本发明的聚合物组合物并按本发明方法在聚合物膜中,尤其是在厚膜中制作的图案清晰度高,其中连接各导电层的通道完全圆形并且轮廓清晰。应用本发明聚合物组合物及本发明方法时图案制作速度快,而且对环境安全。
图1(a)为氧化铝基片截面图。
图1(b)为通过将氧化铝基片1丝网印刷而涂上厚膜介电浆料层(3a)的示意图。
图1(c)为加热除去溶剂的示意图。
图1(d)为将有图案的第二层(5a)丝网印刷到无溶剂的厚膜浆料(3b)上的示意图。
图1(e)为将组件加热而使溶剂蒸发并使三乙醇胺和邻苯二甲酸二丁酯扩散进入位于下部的厚膜介电层(3b)区域的示意图。
图1(f)为完成扩散之后将有图案层(5b)用水洗涤而除去厚膜层(3b)中图案区域中的可溶性物质的示意图。
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
  浆料组合物:
成分介电固体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浆料组合物,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打印机喷墨(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所述方法制备上述浆料组合物并将其印刷在氧化铝基片上。
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 PackardDesk 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浆料和图案浆料丝网印刷在实例1中所述的基片上。
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
介电浆料的组成如下:
    成    分   含量    重量%
  无机固体介电浆料载色剂     6436
图案浆料载色剂的组成如下:
    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
图案浆料的组成如下:
    成    分   含量    重量%
    0.45微米的氧化铝图案浆料载色剂     63.536.5
然后用具有几种通道口径尺寸的通道填充丝网来印刷该图案层。然后将图案浆料在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 (3)

1.在扩散法制作图案的方法中用作第一无图案层的组合物,其中包含:
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并能成膜的酸性聚合物,
(2)增塑剂,该增塑剂不完全溶解所述的酸性聚合物从而在所述的增塑剂和酸性聚合物之间形成两相体系,且该增塑剂选自与各层中的其它组分和粘合剂具有混溶性的那些,和
(3)挥发性有机溶剂,
其中酸性聚合物与增塑剂之比应当是这样的,当所述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/增塑剂分散体为镜面不反射的。
2.权利要求1的组合物,其中酸性聚合物的酸值为100-300。
3.权利要求1的组合物,其中酸性聚合物是丙烯酸、富马酸、乙烯基磺酸、衣康酸、甲基丙烯酸、巴豆酸烯类不饱和酸的共聚物。
CN95100672A 1991-09-30 1995-03-10 制作单层或多层电路图案所用的聚合物组合物 Expired - Fee Related CN1090651C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US768,504 1991-09-30
US07/768,504 US5209814A (en) 1991-09-30 1991-09-30 Method for diffusion patterning
US768504 2001-01-25

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN92112076A Division CN1032614C (zh) 1991-09-30 1992-09-30 制作单层或多层电路图形的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1110694A CN1110694A (zh) 1995-10-25
CN1090651C true CN1090651C (zh) 2002-09-11

Family

ID=25082692

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN92112076A Expired - Fee Related CN1032614C (zh) 1991-09-30 1992-09-30 制作单层或多层电路图形的方法
CN95100672A Expired - Fee Related CN1090651C (zh) 1991-09-30 1995-03-10 制作单层或多层电路图案所用的聚合物组合物

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN92112076A Expired - Fee Related CN1032614C (zh) 1991-09-30 1992-09-30 制作单层或多层电路图形的方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US5209814A (zh)
EP (1) EP0606355B1 (zh)
JP (1) JP2688542B2 (zh)
CN (2) CN1032614C (zh)
DE (1) DE69227840T2 (zh)
TW (1) TW200582B (zh)
WO (1) WO1993007640A1 (zh)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05205989A (ja) * 1992-01-28 1993-08-13 Hitachi Ltd リソグラフィ法及び半導体装置の製造方法
US5270078A (en) * 1992-08-14 1993-12-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for preparing high resolution wash-off images
EP0613166B1 (en) * 1993-02-26 2000-04-19 E.I. Du Pont De Nemours And Company Method of making plasma display apparatus
US6017661A (en) 1994-11-09 2000-01-25 Kimberly-Clark Corporation Temporary marking using photoerasable colorants
US6017471A (en) 1993-08-05 2000-01-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Colorants and colorant modifiers
US6211383B1 (en) 1993-08-05 2001-04-03 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Nohr-McDonald elimination reaction
US5733693A (en) 1993-08-05 1998-03-31 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method for improving the readability of data processing forms
US5700850A (en) 1993-08-05 1997-12-23 Kimberly-Clark Worldwide Colorant compositions and colorant stabilizers
US5865471A (en) 1993-08-05 1999-02-02 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Photo-erasable data processing forms
US5643356A (en) 1993-08-05 1997-07-01 Kimberly-Clark Corporation Ink for ink jet printers
US5681380A (en) 1995-06-05 1997-10-28 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ink for ink jet printers
US5773182A (en) 1993-08-05 1998-06-30 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of light stabilizing a colorant
CA2120838A1 (en) 1993-08-05 1995-02-06 Ronald Sinclair Nohr Solid colored composition mutable by ultraviolet radiation
US5721287A (en) 1993-08-05 1998-02-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of mutating a colorant by irradiation
US5645964A (en) 1993-08-05 1997-07-08 Kimberly-Clark Corporation Digital information recording media and method of using same
US5411628A (en) * 1993-10-21 1995-05-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Diffusion patterning process and screen therefor
US5466653A (en) * 1994-06-29 1995-11-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for preparing negative-working wash-off relief images and non-photosensitive elements for use therein
US6242057B1 (en) 1994-06-30 2001-06-05 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Photoreactor composition and applications therefor
US5739175A (en) 1995-06-05 1998-04-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Photoreactor composition containing an arylketoalkene wavelength-specific sensitizer
US5685754A (en) 1994-06-30 1997-11-11 Kimberly-Clark Corporation Method of generating a reactive species and polymer coating applications therefor
US6071979A (en) 1994-06-30 2000-06-06 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Photoreactor composition method of generating a reactive species and applications therefor
US6008268A (en) 1994-10-21 1999-12-28 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Photoreactor composition, method of generating a reactive species, and applications therefor
EP0742585A1 (en) * 1995-05-08 1996-11-13 E.I. Du Pont De Nemours And Company Method and compositions for diffusion patterning tape on substrate
US5849411A (en) 1995-06-05 1998-12-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Polymer film, nonwoven web and fibers containing a photoreactor composition
SK160497A3 (en) 1995-06-05 1998-06-03 Kimberly Clark Co Novel pre-dyes
US5798015A (en) 1995-06-05 1998-08-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of laminating a structure with adhesive containing a photoreactor composition
US5811199A (en) 1995-06-05 1998-09-22 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Adhesive compositions containing a photoreactor composition
US5747550A (en) 1995-06-05 1998-05-05 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of generating a reactive species and polymerizing an unsaturated polymerizable material
US5786132A (en) 1995-06-05 1998-07-28 Kimberly-Clark Corporation Pre-dyes, mutable dye compositions, and methods of developing a color
MX9710016A (es) 1995-06-28 1998-07-31 Kimberly Clark Co Colorantes novedosos y modificadores de colorante.
US5855655A (en) 1996-03-29 1999-01-05 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Colorant stabilizers
DE69620428T2 (de) 1995-11-28 2002-11-14 Kimberly Clark Co Lichtstabilisierte fabstoffzusammensetzungen
US5891229A (en) 1996-03-29 1999-04-06 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Colorant stabilizers
WO1998043268A1 (en) * 1997-03-25 1998-10-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Field emitter cathode backplate structures for display panels
US6524379B2 (en) 1997-08-15 2003-02-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Colorants, colorant stabilizers, ink compositions, and improved methods of making the same
CN1055194C (zh) * 1997-11-21 2000-08-02 厦门市科学技术委员会 覆铜板快速印制方法
JP2002517540A (ja) 1998-06-03 2002-06-18 キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド インク及びインクジェット印刷用のネオナノプラスト及びマイクロエマルション技術
SK1552000A3 (en) 1998-06-03 2000-08-14 Kimberly Clark Co Novel photoinitiators and applications therefor
BR9912003A (pt) 1998-07-20 2001-04-10 Kimberly Clark Co Composições de tinta para jato de tinta aperfeiçoadas
CA2353685A1 (en) 1998-09-28 2000-04-06 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Chelates comprising chinoid groups as photoinitiators
ES2195869T3 (es) 1999-01-19 2003-12-16 Kimberly Clark Co Nuevos colorantes, estabilizantes de colorantes, compuestos de tinta y metodos mejorados para su fabricacion.
US6331056B1 (en) 1999-02-25 2001-12-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Printing apparatus and applications therefor
US6294698B1 (en) 1999-04-16 2001-09-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Photoinitiators and applications therefor
US6368395B1 (en) 1999-05-24 2002-04-09 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Subphthalocyanine colorants, ink compositions, and method of making the same
US20060208621A1 (en) * 1999-09-21 2006-09-21 Amey Daniel I Jr Field emitter cathode backplate structures for display panels
US6691618B2 (en) 2000-05-08 2004-02-17 Pisces-Print Imaging Sciences, Inc. Chemical imaging of a lithographic printing plate
US20040154489A1 (en) * 2000-05-08 2004-08-12 Deutsch Albert S. Chemical imaging of a lithographic printing plate
US6315916B1 (en) 2000-05-08 2001-11-13 Pisces-Print Image Sciences, Inc. Chemical imaging of a lithographic printing plate
US7741773B2 (en) * 2004-04-09 2010-06-22 Ifire Ip Corporation Thick film dielectric structure for thick dielectric electroluminescent displays
JP4657068B2 (ja) * 2005-09-22 2011-03-23 シャープ株式会社 裏面接合型太陽電池の製造方法
JP5226255B2 (ja) * 2007-07-13 2013-07-03 シャープ株式会社 太陽電池の製造方法
KR101206250B1 (ko) 2009-10-13 2012-11-28 주식회사 엘지화학 식각 마스크 패턴 형성용 페이스트 및 이의 스크린 인쇄법을 이용한 실리콘 태양전지의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0361461A2 (en) * 1988-09-30 1990-04-04 Hitachi, Ltd. Process for producing metal-polyimide composite article
CN1053769A (zh) * 1989-10-20 1991-08-14 纳幕尔杜邦公司 有机聚合物膜层上的非照像构图方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4020966A (en) * 1975-03-28 1977-05-03 W. R. Grace & Co. Plastisol composition and container closure gasket made therefrom
US4195169A (en) * 1977-09-13 1980-03-25 The Dow Chemical Company Devolatilizing polymers of styrene and acrylic or methacrylic acid
US4289668A (en) * 1980-10-14 1981-09-15 The Standard Oil Company Polymer systems plasticized with hydroxy fatty acids
DE3308925A1 (de) * 1983-03-12 1984-09-13 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung lagerstabiler plastisole und organosole
US4912160A (en) * 1987-11-16 1990-03-27 The Sherwin-Williams Company Acid-functional polymers from hydroxy polymers and cyclic anhydrides

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0361461A2 (en) * 1988-09-30 1990-04-04 Hitachi, Ltd. Process for producing metal-polyimide composite article
CN1053769A (zh) * 1989-10-20 1991-08-14 纳幕尔杜邦公司 有机聚合物膜层上的非照像构图方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1110694A (zh) 1995-10-25
US5209814A (en) 1993-05-11
EP0606355A1 (en) 1994-07-20
WO1993007640A1 (en) 1993-04-15
CN1071031A (zh) 1993-04-14
JPH06511355A (ja) 1994-12-15
EP0606355B1 (en) 1998-12-09
CN1032614C (zh) 1996-08-21
DE69227840T2 (de) 1999-04-29
US5306756A (en) 1994-04-26
JP2688542B2 (ja) 1997-12-10
DE69227840D1 (de) 1999-01-21
TW200582B (zh) 1993-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1090651C (zh) 制作单层或多层电路图案所用的聚合物组合物
CN1085889C (zh) 用于扩散法制图的组合物
KR960010009B1 (ko) 유기 중합체 필름을 패턴화시키는 비포토그래픽 방법
TWI240602B (en) An improved method to embed passive components
CN1006424B (zh) 介电组合物
CN1114527C (zh) 成像片及包含此成像片的标签
CN1065182C (zh) 扩散形成图案法及所用的丝网
CN1309609A (zh) 带有油墨迁移抑制剂的喷墨接受介质及其制造和使用方法
JP2007201273A (ja) 電子部品の製造方法ならびに導体層付きセラミックグリーンシート用導体ペースト。
JP3490841B2 (ja) 基板上のテープを拡散パターニングするための方法および組成物
JP4466250B2 (ja) 卑金属粉末、樹脂組成物、卑金属粉末の製造方法、樹脂組成物の製造方法、回路基板の製造方法、およびセラミック多層基板の製造方法
US5654354A (en) Compositions for diffusion patterning
JP3842412B2 (ja) 積層セラミック電子部品の製造方法
JP3321471B2 (ja) パターン形成用シート
JPH0964230A (ja) セラミック基板の製造方法
JPH08198676A (ja) グリーンシート及びこれを用いたガラスセラミック基板
JP2008288076A (ja) 低温焼成基板用導体ペースト及び低温焼成セラミック回路基板
JP2004296727A (ja) 配線基板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee