專利名稱：用于施加在基材上的ltcc光敏帶的導(dǎo)體組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于施加在基材上的光敏帶(photosensitive tape on substrate，PTOS)的厚膜導(dǎo)體組合物。具體地，本發(fā)明的一種實施方式涉及所述導(dǎo)體組合物作為用于通過PTOS方法形成陶瓷多層電路通孔填充物(via-fill)的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
盡管本發(fā)明可用于多種應(yīng)用，例如通常的電路、多層陶瓷互連電路板、壓力傳感器、燃料電池、陶瓷物體的定制(customization)和焙燒的圖案工藝品的制造，但是它在制造多層互連電路板中特別有用。下面參考陶瓷互連電路板作為現(xiàn)有技術(shù)的一個例子描述本發(fā)明的背景。
互連電路板是由許多小的電路元件組成的電子電路或子體系的物理實現(xiàn)形式，這些電路元件是相互電連接和機(jī)械連接的。常常希望以一定的排布方式將這些不同類型的電子組件組合到一起，使它們彼此物理分離，并彼此相鄰地安裝到單一密集封裝件上，同時相互電連接并/或都連接到從封裝件伸出的公共接點上。
復(fù)雜電子電路通常要求電路由幾層導(dǎo)體構(gòu)成，各層導(dǎo)體之間通過絕緣介電層分隔。導(dǎo)電層在層之間通過穿越介電層的導(dǎo)電通路連接，所述導(dǎo)電通路稱作通孔。該多層結(jié)構(gòu)允許電路更加密集且具有更密集的電路功能。
用于構(gòu)建多層互連電路的一種熟知的方法是通過連續(xù)地印刷和焙燒厚膜組合物，并通過在剛性陶瓷絕緣基材上圖案狀篩網(wǎng)來絕緣介電層。所述剛性基材提供機(jī)械支持、尺寸穩(wěn)定性并有利于圖案狀厚膜導(dǎo)體和介電層的配準(zhǔn)(registration)。然而，所述厚膜方法是有缺點的，因為穿過篩網(wǎng)的印刷導(dǎo)致在介電層中形成小孔(pinhole)或空隙(void)，這導(dǎo)致導(dǎo)電層之間的短路。如果配制厚膜電介質(zhì)使得糊漿能在印刷操作中充分流動，從而使形成小孔的趨勢最小化，則電介質(zhì)糊漿流到通孔中可能危害小通孔的保持。此外，所述用于各層的重復(fù)的印刷和焙燒步驟耗時且很昂貴。
構(gòu)建多層互連電路的另一種方法使用厚膜導(dǎo)體和生料(green)介電片，所述介電片包括分散在有機(jī)聚合物粘合劑中的無機(jī)電介質(zhì)粉末。通過機(jī)械穿孔或激光鉆孔在各片中形成通孔。所述的含有通孔的介電片配準(zhǔn)層壓到尺寸穩(wěn)定的絕緣基材上，在所述絕緣基材上已經(jīng)形成了導(dǎo)體圖案且已經(jīng)焙燒了電介質(zhì)。接下來，金屬化所述通孔并在介電層裸露的表面上對準(zhǔn)通孔形成第二導(dǎo)電層。重復(fù)后續(xù)的加入介電帶層和金屬化以及焙燒(即各層在用于下一層之前進(jìn)行焙燒)的步驟直到得到所需的電路。通過常規(guī)的層壓方法連續(xù)地將生料介電片層壓到尺寸穩(wěn)定的基材上的方法在美國專利4,655,864和美國專利4,654,552中有進(jìn)一步的描述。使用片狀的電介質(zhì)避免了厚膜糊漿電介質(zhì)的印刷和流動的缺點。但是通過機(jī)械方法和激光方法形成通孔很耗時，且很昂貴。此外，對準(zhǔn)不同片上的通孔陣列(via array)也很難，且所述機(jī)械打孔使通孔周圍的片受到重壓且變形。
Suess的EP0589241揭示了一種光敏陶瓷介電片組合物和使用所述片來制造多層互連電路。所述片是自支撐的(self-supported)并可在稀的Na2CO3溶液中顯影。Suess的組合物揭示“相對于粘合劑聚合物的少量的增塑劑用于降低粘合劑聚合物的玻璃化溫度(Tg)，此外，應(yīng)該使該材料的使用最少化，以減小焙燒澆鑄的膜時必須除去的有機(jī)材料的量”。盡管Suess提供了一種用于多層互連電路的光敏帶組合物，但是它并沒有提供高速制造的方法。
此外，本領(lǐng)域揭示了各種用于控制在多層電路形成過程中的xy收縮的方法，如Steinberg的美國專利4,654,095、Mikeska的美國專利5,085,720、Fasano的美國專利6,139,666、Shepherd的美國專利6,205,032，和美國專利5,085,720。然而，這些方法各自使用了常規(guī)的層壓(包括單軸的、等壓的)方法，且并沒有實現(xiàn)高速制造。因此，需要用于新穎的高速制造方法的陶瓷介電片組合物，同時仍能控制x，y收縮。
最近，在Bidwell等人的共同轉(zhuǎn)讓的題目為“施加介電片和光敏介電組合物的方法以及所用的帶”的美國專利申請10/910126中，開發(fā)了一種多層互連電路的制造方法和相關(guān)的組合物，被稱作“基材上的光敏帶(PTOS)”，它具有以下進(jìn)步，包括(1)經(jīng)過如下步驟的高速制造方法(a)在層壓后用通孔和/或電路陣列快速圖案化，(b)具有快速顯影和曝光時間的良好的光敏介電組合物片(或帶)；(c)熱輥層壓方法；(d)良好的粘附性能；和(e)常規(guī)的爐焙燒；和(2)將x，y收縮控制到0或接近0，(3)提供無鉛和/或無鎘的片狀組合物；(4)如果發(fā)生錯誤，具有替換功能層的能力；和(5)提供具有良好的介電性能的介電組合物。
不像其它的LTCC介電帶和電子電路制造方法，在PTOS應(yīng)用中開發(fā)的通孔顯示出“凹割(undercutting)”并傾向于在焙燒后通孔腔尺寸增大高達(dá)20％?，F(xiàn)有技術(shù)的LTCC通孔填充導(dǎo)體組合物通常燒結(jié)并密實化，導(dǎo)致在焙燒過程中通孔導(dǎo)體的體積減小。結(jié)果，現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)體組合物當(dāng)用作PTOS應(yīng)用中的通孔填充組合物時，易于在通孔導(dǎo)體和周圍的陶瓷之間失去連接和/或失去與表面和/或內(nèi)層導(dǎo)體襯里(line)的連接。
本發(fā)明的發(fā)明人提供極好的導(dǎo)體厚膜糊漿組合物，它可用作通孔填充組合物，通過保持通孔填充組合物與周圍的陶瓷之間的粘接以及在焙燒時表面和內(nèi)層導(dǎo)體襯里之間的粘接來克服現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)體組合物相關(guān)的連接問題和它們用在PTOS應(yīng)用中的相關(guān)問題，發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種厚膜導(dǎo)體組合物，它包含(a)70-98重量％的一種或多種電功能粉末；(b)0.5-10重量％的玻璃粉(glass frit)；(c)0.5-6重量％的無機(jī)硼化物；所述組分分散在(d)有機(jī)介質(zhì)中，所述重量百分比以總的厚膜組合物計。所述組合物用作PTOS應(yīng)用中的通孔填充物和/或內(nèi)層導(dǎo)體組合物。
附圖簡述

圖1是電阻率的圖，詳細(xì)示出了多次焙燒效應(yīng)(multiple firing effect)和熱循環(huán)間隔與把本發(fā)明的導(dǎo)體組合物(85B)用作通孔填充組合物并結(jié)合使用厚膜襯里導(dǎo)體(購自E.I.du Pont de Nemours and Company的QM18和QS300和購自DelphiElectronics產(chǎn)品編號1198)的部件的電阻率的關(guān)系圖。
圖2是三元相圖，示出了本發(fā)明的一種實施方式的基材中所包含的玻璃的組分范圍，其中所述基材包含含有CaO、MgO和/或SrO作為堿土金屬調(diào)節(jié)劑(modifier)的電介質(zhì)糊漿或帶。
發(fā)明詳述I.厚膜導(dǎo)體組合物本發(fā)明的厚膜導(dǎo)體組合物是由無機(jī)組分和有機(jī)介質(zhì)組成的。所述導(dǎo)體組合物在作為厚膜通孔填充組合物時特別有用，然而，在一些應(yīng)用中，它可能還用作內(nèi)層導(dǎo)體組合物。此外，所述組合物在一些應(yīng)用中既可用作通孔填充有可用作內(nèi)層組合物。
本發(fā)明的厚膜導(dǎo)體組合物的主要組分是分散在(4)有機(jī)介質(zhì)中的(1)電功能粉末；(2)玻璃粉(玻璃組合物)；(3)無機(jī)硼化物。本發(fā)明的無機(jī)組分包括(1)電功能粉末；(2)玻璃粉(玻璃組合物)；和(3)無機(jī)硼化物。所述無機(jī)粘合劑還包括其它的無機(jī)氧化物粘合劑，例如難熔的無機(jī)氧化物。下面討論這些組分。
A.電功能粉末通常，厚膜組合物包含能賦予組合物適當(dāng)電功能性質(zhì)的功能相。所述功能相包含分散在有機(jī)介質(zhì)中的電功能粉末，所述有機(jī)介質(zhì)作為形成組合物的功能相的載體。焙燒所述組合物以燒盡有機(jī)相，活化無機(jī)粘合劑相并賦予電功能性質(zhì)。在焙燒前，干燥所述印刷的部件以除去揮發(fā)性溶劑?！坝袡C(jī)物”是用來描述厚膜組合物中的聚合物或樹脂組分、以及溶劑和少量的其它有機(jī)組分(例如表面活性劑)的術(shù)語。
本發(fā)明的厚膜組合物中的電功能粉末是導(dǎo)電粉末，并包括單一類型的金屬粉末、金屬粉末的混合物、合金或幾種元素的化合物。金屬粉末的粒徑和形狀并不是很重要，只要它適用于所述的應(yīng)用方法即可。這樣的粉末的例子包括金、銀、鉑、鈀和它們的組合。本發(fā)明的電功能粉末的典型尺寸D50小于約10微米。通常，所述電功能粉末的存在量為70-98重量％，以總的厚膜組合物計。
B.玻璃粉(玻璃組合物)用于本發(fā)明的通孔填充組合物的玻璃粉是含有諸如Ca，Mg，Ti，Na，K和Fe的陽離子的硼硅酸鋁玻璃。在一種實施方式中，所述玻璃粉是市售產(chǎn)品E-玻璃，例如購自Nippon Electric玻璃Co.的EF/F005。
所述粉末和氧化物的粒度并不是特別關(guān)鍵，用在本發(fā)明中的材料的平均粒度通常為約0.5-15.0μm，優(yōu)選約1-8μm，最優(yōu)選1-約4μm。
較佳地是，所述玻璃粉的軟化點在約350℃-840℃之間，以使組合物能在所需的溫度(通常為750-900℃，尤其是850℃)焙燒以實現(xiàn)適當(dāng)?shù)臒Y(jié)、潤濕和對基材(尤其是LTCC基材)的粘附。在一種實施方式中，所述玻璃粉的軟化點為820-840℃(log粘度7.6)和910-925℃(log粘度6)。已知可以使用高熔點和低熔點玻璃粉的混合物來控制導(dǎo)電顆粒的燒結(jié)性質(zhì)。在本發(fā)明中可使用一種或多種不同的玻璃粉組合物。所述玻璃粉在厚膜組合物中的存在量為0.5-10重量％，以總的厚膜組合物計。在一種實施方式中，所述玻璃粉在厚膜組合物中的存在量為1-5重量％，以總的厚膜組合物計。
本文中所用的術(shù)語“軟化點”指的是用纖維伸長法ASTMC338-57獲得的軟化溫度。
用常規(guī)的玻璃制造技術(shù)，通過以所需的比例混合所需的組分(或其前體，例如H3BO3，B2O3的前體)并加熱所述混合物以形成熔體來制備玻璃粘合劑(玻璃粉)。如本領(lǐng)域已知的，加熱進(jìn)行到峰溫度并持續(xù)一段時間，這樣所述熔體完全變?yōu)橐后w，氣化停止。所述峰溫度通常為1100-1500℃，更通常為1200-1400℃。然后通過冷卻，通常通過倒在冷帶上或倒入冷的自來水中，使所述熔體驟冷。然后按照需要進(jìn)行磨碎來實現(xiàn)粒度減小。
其它的過渡金屬氧化物也可用作全部或部分的無機(jī)粘合劑。鋅、鈷、銅、鎳、銠、釕、鈦、錳和鐵的氧化物或氧化物前體可用于本發(fā)明。這些添加劑提高了粘附性。
C.無機(jī)硼化物本發(fā)明的厚膜組合物還包括一種或多種無機(jī)硼化物，其存在量為0.5-6重量％，以總的組合物計。該無機(jī)硼化物的例子包括但不限于鈦的硼化物、鋯的硼化物及其混合物。據(jù)認(rèn)為在焙燒時硼化物會與氧氣反應(yīng)并形成氧-硼化物和/或與氧化硼密切接觸的金屬氧化物，導(dǎo)致形成比母體金屬硼化物更高的分子體積/晶胞體積。
D.有機(jī)介質(zhì)一般通過機(jī)械混合將無機(jī)組分與有機(jī)介質(zhì)混合，形成稱作“糊漿”的粘性組合物，該“糊漿”具有適于印刷的稠度和流變性。許多惰性液體均可用作有機(jī)介質(zhì)。所述有機(jī)介質(zhì)必須是一種能使所分散的無機(jī)組分具有足夠的穩(wěn)定度的介質(zhì)。所述介質(zhì)的流變性必須滿足這樣的要求，即賦予組合物良好的施涂性質(zhì)，包括固體分散穩(wěn)定，具有適合絲網(wǎng)印刷的粘性和觸變性，焙燒前具有可接受的“生料”強(qiáng)度，基材和漿料固體具有合適的可潤濕性，干燥速率快，焙燒性質(zhì)好。有機(jī)介質(zhì)通常為聚合物在溶劑中形成的溶液。此外，少量添加劑，如表面活性劑，可作為有機(jī)介質(zhì)的一部分。滿足此目的的最為常用的聚合物是乙基纖維素。其他聚合物的例子包括乙基羥乙基纖維素、木松香、乙基纖維素與酚酫樹脂的混合物、低級醇的聚甲基丙烯酸酯，乙二醇單乙酸酯的單丁基醚也可使用。厚膜組合物中使用最廣的溶劑是酯醇和萜烯，如α-或β-萜品醇，或者它們與其他溶劑的混合物，所述其他溶劑如煤油、鄰苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、己二醇和高沸點醇以及醇酯。此外，可在施涂到基材上之后促進(jìn)其快速硬化的揮發(fā)性液體也可加入載體。配制上述和其他溶劑的各種組合，以獲得滿足要求的粘性和揮發(fā)性。
該厚膜組合物中的有機(jī)介質(zhì)與該分散體中的無機(jī)組分之比取決于施加糊漿的方法和所用有機(jī)介質(zhì)的種類，而且可以變化。通常，該分散體含有70-98重量％無機(jī)組分和2-30重量％有機(jī)介質(zhì)(載體)。
E.任選的無機(jī)組分本發(fā)明的通孔填充組合物還可包括任選的無機(jī)組分，例如難熔無機(jī)氧化物?？赡艿娜芜x的難熔無機(jī)氧化物的例子包括Al2O3、ZrO2、TiO2等以及它們的混合物。這些難熔氧化物用作“燒結(jié)抑制劑”。
圖1詳細(xì)示出了重復(fù)焙燒效應(yīng)和熱循環(huán)間隔與使用本發(fā)明的厚膜導(dǎo)體組合物(稱作85B的通孔填充導(dǎo)體)和其它市售導(dǎo)體組合物(購自E.I.du Pont de Nemoursand Company的產(chǎn)品編號QM18和QS300和購自Delphi Electronics的產(chǎn)品編號1198)的PTOS部件的電阻率特性的關(guān)系圖。
II.基材上的光敏帶-介電帶組合物Bidwell的美國專利申請10/910126(該專利應(yīng)用納入本文)中詳細(xì)描述了下述的厚膜介電帶組合物及其應(yīng)用。本發(fā)明的通孔填充厚膜導(dǎo)體組合物在使用下述的介電帶組合物的PTOS應(yīng)用中特別有用。
無機(jī)粘合劑所述無機(jī)粘合劑理想地應(yīng)該是非反應(yīng)活性的，但是實際上，可能對體系中的其它材料有反應(yīng)活性。選擇無機(jī)粘合劑使其具有所需的電絕緣性質(zhì)并相對于本體(body)中的任何陶瓷固體(填料)具有適當(dāng)?shù)奈锢硇阅堋?br> 所述無機(jī)粘合劑和任何陶瓷固體的粒度和粒度分布并不是特別關(guān)鍵，所述粒度通常會在0.5-20μm的尺寸。粉末(frit)的D50(中值粒度)優(yōu)選在1-10μm的范圍內(nèi)，但不限于該范圍，更優(yōu)選在1.5-5.0μm。
對于所述無機(jī)粘合劑優(yōu)選的基本物理性質(zhì)是(1)它的燒結(jié)溫度低于本體中任何陶瓷固體的燒結(jié)溫度，和(2)在所用的焙燒溫度下進(jìn)行粘性相燒結(jié)。
本組合物的玻璃是一族無定形、可部分結(jié)晶的硅酸堿土金屬鋅鹽玻璃組合物。在Haun等人的美國專利5,210,057(該專利納入本文)中描述過這些組合物。
Haun等人揭示了一類無定形、可部分結(jié)晶的硅酸堿土金屬鋅鹽玻璃，它基本由落在圖2的重量點g-i所限定的區(qū)域內(nèi)的組合物構(gòu)成，其中(1)α是與玻璃形成體或調(diào)理的(conditional)玻璃形成體混合的SiO2，所述玻璃形成體或調(diào)理的玻璃形成體選自下組不超過3％的Al2O3、6％HfO2、4％P2O5、10％TiO2、6％ZrO2及它們的混合物，條件是所述組合物含有至少約0.5％的ZrO2；(2)β是選自CaO、SrO、MgO、BaO以及它們的混合物的堿土金屬，條件是所述組合物含有不超過15％的MgO和不超過6％的BaO；和(3)γ是ZnO，點g-l的位置如下點g-α48.0，β32.0，γ20.0；點h-α46.0，β34.0，γ20.0；點i-α40.0，β34.0，γ26.0；點j-α40.0，β24.0，γ36.0；點k-α46.0，β18.0，γ36.0；點k-α46.0，β18.0，γ36.0；點l-α48.0，β19.0，γ33.0。
Haun等人還揭示了上段中所述的玻璃，其中α含有高達(dá)3％+BaO百分比的2/3(如果有的話)的Al2O3，相對于總的玻璃組合物，占不超過48％+BaO的百分比；β含有高達(dá)6％的BaO，相對于總的玻璃組合物，占不超過33％+BaO的百分比的1/2(如果有的話)；γ占不超過36％+BaO的百分比的1/3(如果有的話)。
Haun等人還揭示了上述的玻璃，其中它既含有Al2O3又含有P2O5，以AlPO4或AlP3O9形式加入。
在本發(fā)明的一種不含Pb、不含Cd的實施方式中所使用的玻璃涉及硼鋁硅酸堿金屬堿土金屬鹽玻璃組合物，所述玻璃組合物含有46-66摩爾％SiO2，3-9摩爾％Al2O3，5-9摩爾％B2O3，0-8摩爾％MgO，1-6摩爾％SrO，11-22摩爾％CaO和2-8摩爾％M，其中M選自堿金屬元素的氧化物或它們的混合物。在周期表的IA族中找到堿金屬元素。例如，所述堿金屬元素可選自Li2O、Na2O、K2O和它們的混合物。SrO/(Ca+MgO)的摩爾比的范圍為約0.06-0.45。該比率的范圍對于確保與本發(fā)明的LTCC帶一起使用的導(dǎo)體材料的相容性是必要的。
在該不含Pb、不含Cd的實施方式中，玻璃中含有的堿金屬和堿土金屬調(diào)節(jié)劑據(jù)認(rèn)為提高了玻璃的熱膨脹系數(shù)，同時使玻璃粘性減小，玻璃粘性減小對處理LTCC帶材料很關(guān)鍵。盡管堿土金屬氧化物、BaO可用來制造LTCC帶，但是據(jù)發(fā)現(xiàn)由于它們?nèi)菀自诘蚿H的溶液中浸出，從而減少耐化學(xué)性(chemical resistance)。由于這個原因，在上述比率范圍和摩爾百分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)的堿土金屬調(diào)節(jié)劑組分具有極好的耐化學(xué)性。氧化鍶賦予施涂到帶的外層的導(dǎo)體材料體系極好的可焊性和低的導(dǎo)體電阻率。當(dāng)在玻璃中的存在量包括和超過1摩爾％時，玻璃中含有氧化鍶改善了導(dǎo)體性能。數(shù)據(jù)顯示1-6摩爾％的含量改善導(dǎo)體性能。氧化鍶的優(yōu)選的含量是1.8-3.0摩爾％。用在生料帶中時，玻璃中存在的堿金屬氧化物通過控制帶的致密化和結(jié)晶行為，來提高了玻璃對熱處理條件的敏感性。加入堿金屬的關(guān)鍵作用是為處于所需的焙燒溫度的帶提供所需的流動性和致密特性。它發(fā)揮著使玻璃粘度減小的作用，且不影響帶所需的物理性能和電性能。用于調(diào)節(jié)玻璃的粘度性質(zhì)的堿金屬離子的類型和量還影響由玻璃制成的帶的電損失特性。
本文所述的玻璃可含有幾種其它的氧化物組分。例如，ZrO2、GeO2和P2O5可以以下述數(shù)量部分地代替玻璃中的SiO2，以總的玻璃組合物計，0-4摩爾％ZrO2、0-2摩爾％P2O5、0-1.5摩爾％GeO2。此外，以總的玻璃組合物計，0-2.5摩爾％CuO可部分地代替堿金屬和/或堿土金屬組分。使用玻璃作為一種組分的LTCC帶制劑的適宜性因子是與導(dǎo)體、用作帶內(nèi)和帶表面上的電路元件的無源材料所需的相容性。這包括物理限制，例如適合的熱膨脹和達(dá)到適當(dāng)水平的密度和帶強(qiáng)度，后者可以通過適當(dāng)?shù)牟Ａд扯葋韺崿F(xiàn)，以提供在所需的熱處理溫度范圍內(nèi)的帶。
本文所述的玻璃是通過常規(guī)的玻璃制造技術(shù)來生產(chǎn)的。更具體地，所述玻璃可如下制備。通常制備500-1000克質(zhì)量的玻璃。通常，對各種成分進(jìn)行稱重，然后以所需的比例混合，在底部裝載爐中加熱，以在鉑合金爐缸形成熔體。加熱通常進(jìn)行到峰溫度(1500-1550℃)，持續(xù)一段時間，這樣熔體完全變?yōu)橐后w且很均勻。然后通過倒在反向旋轉(zhuǎn)的不銹鋼輥的表面上或倒入水槽來冷卻所述玻璃熔體以形成10-20密耳厚的玻璃板。研磨所得到的玻璃板或水冷卻的玻璃熔塊以形成50％的體積分布在1-5微米之間的粉末。所得到的玻璃粉末與填料和介質(zhì)配制成厚膜糊漿或可澆鑄的電介質(zhì)組合物。
當(dāng)加入帶中時，所述玻璃要與共焙燒的厚膜導(dǎo)體材料相容。帶中的玻璃在焙燒時不能過渡流動。這是由于陶瓷填料(通常是Al2O3)和玻璃之間的反應(yīng)所引起的玻璃的部分結(jié)晶。部分結(jié)晶后剩下的玻璃變成更難熔的玻璃。這消除了帶被導(dǎo)體材料污染并允許焊料潤濕或允許厚膜導(dǎo)體材料被化學(xué)鍍覆。焊料潤濕是陶瓷電路與外部電線(例如印刷電路板)連接的一個重要特征。如果將厚膜導(dǎo)體的化學(xué)鍍覆施用在帶的表面層，低pH鍍覆槽可從帶的表面釋放離子，污染鍍覆槽。由于這個原因，通過在降低的pH溶液中化學(xué)腐蝕，在帶中發(fā)現(xiàn)的玻璃使玻璃組分的釋放最小化。此外，通過在強(qiáng)堿溶液中化學(xué)腐蝕，帶中發(fā)現(xiàn)的玻璃使玻璃組分的釋放最小化。
任選的陶瓷固體陶瓷固體在本發(fā)明的電介質(zhì)組合物中是任選的。當(dāng)加入時，對它們進(jìn)行選擇以使其對于體系中的其它材料是化學(xué)惰性的，它們具有所需的電絕緣性質(zhì)并相對于組合物的無機(jī)粘合劑和光敏組分具有適當(dāng)?shù)奈锢硇阅?。通常，所述固體是填料，它調(diào)節(jié)性質(zhì)，例如熱膨脹性和介電常數(shù)。
電介質(zhì)中的陶瓷固體最需要的物理性質(zhì)是(1)它的燒結(jié)溫度高于無機(jī)粘合劑的燒結(jié)溫度，和(2)在本發(fā)明的焙燒步驟中不進(jìn)行燒結(jié)。因此，在本發(fā)明的內(nèi)容中，術(shù)語“陶瓷固體”指的是無機(jī)材料，通常是氧化物，它基本不進(jìn)行燒結(jié)，且它們在經(jīng)受本發(fā)明的焙燒條件時溶解在無機(jī)粘合劑中的趨勢有限。
符合以上標(biāo)準(zhǔn)后，幾乎任何高熔點的無機(jī)固體都可用作介電帶的陶瓷固體組分，以調(diào)節(jié)介電性能(例如K、DF、TCC)以及焙燒后電介質(zhì)的物理特性?？赡艿奶沾商盍咸砑觿┑睦影ˋl2O3、ZrO2、TiO2、BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3、CaZrO3、SrZrO3、BaZrO3、CaSnO3、BaSnO3、PbTiO3、金屬碳化物(例如碳化硅)、金屬氮化物(例如氮化鋁)、礦物(例如多鋁紅柱石和藍(lán)晶石)、堇青石、氧化鋯、鎂橄欖石、鈣長石和氧化硅的各種形式或它們的混合物。
可將陶瓷固體加入到電介質(zhì)組合物中，加入量為0-50重量％，以固體計。取決于填料類型，希望在焙燒后形成不同的結(jié)晶相。所述填料可以控制介電常數(shù)和熱膨脹性質(zhì)。例如，加入BaTiO3可以顯著提高介電常數(shù)。
Al2O3是優(yōu)選的陶瓷填料，因為它與玻璃反應(yīng)形成含Al的結(jié)晶相。Al2O3能有效提供高的機(jī)械強(qiáng)度和對有害化學(xué)反應(yīng)的惰性。陶瓷填料的另一個作用是在焙燒過程中對整個體系的流變性控制。所述陶瓷顆粒通過作為物理阻礙物來限制玻璃的流動。它們還抑制玻璃的燒結(jié)，從而有利于有機(jī)物更好的燒盡。其它的填料α-石英、CaZrO3、多鋁紅柱石、堇青石、鎂橄欖石、鋯石、氧化鋯、BaTiO3、CaTiO3、MgTiO3、SiO2、無定形氧化硅或它們的混合物可用來調(diào)節(jié)帶的性能和特性。
在帶組合物的配方中，玻璃粉(玻璃組合物)相對于陶瓷(填料)材料的量是很重要的。10-40重量％的填料范圍被認(rèn)為是有利的，因為可達(dá)到足夠的致密化。如果填料的濃度超過50重量％，則焙燒的結(jié)構(gòu)不夠密實且太多孔。在所需的玻璃/填料比率范圍內(nèi)，在焙燒過程中，液體玻璃相顯然會被填料材料所飽和。
為了在焙燒后得到更加高致密化的組合物，無機(jī)固體的粒度小是很重要的。具體地，幾乎所有的顆粒都不應(yīng)該超過15μm，優(yōu)選不超過10μm。符合這些最大尺寸限制后，優(yōu)選至少50％的顆粒(玻璃和陶瓷填料)大于1.0μm且小于6μm。
玻璃化學(xué)性質(zhì)的具體類型對于本發(fā)明的實施方式不是很關(guān)鍵，且可包括很寬范圍內(nèi)的可能組分，取決于光敏帶所要用的具體應(yīng)用。在下面的表1中詳細(xì)給出了幾種玻璃組合物。例如，當(dāng)可以接受鉛基玻璃時，可以摻入諸如玻璃A的玻璃。當(dāng)不能接受含鉛的玻璃時，但是需要在850℃焙燒所述帶組合物后仍需要高可靠性的介電性質(zhì)，可以摻入類型“B”的玻璃。對于很多的潛在應(yīng)用，可能應(yīng)用的實施方式中，玻璃C描述了一種可用于需要低焙燒溫度(由于所用的基材的類型，即例如鈉鈣玻璃基材)的化學(xué)性質(zhì)。
表1本發(fā)明的玻璃組合物和固體組合物的幾種實施方式的實施例

表2和3詳細(xì)給出了表1中的玻璃粉末“A”和“B”典型的粒度分布(以微米為單位)。
表2玻璃A PSD，微米(典型)

表3玻璃B PSD，微米(典型)D10 0.95-1.05

有機(jī)組分聚合物粘合劑無定形玻璃粉末和任選的陶瓷無機(jī)固體粉末分散其中的有機(jī)組分由一種或多種丙烯酸基聚合物粘合劑、一種或多種光敏丙烯酸基單體(它們在曝光于UV光化光之后會交聯(lián)并提供分化)、一種或多種促進(jìn)光化學(xué)過程的引發(fā)劑和一種或多種增塑劑組成，它們?nèi)咳芙庠趽]發(fā)性有機(jī)溶劑中?！皾{液”，即所有有機(jī)成分和由無定形玻璃粉末和任選的無機(jī)“填料”添加劑組成的無機(jī)粉末的混合物通常被熟習(xí)本領(lǐng)域的人員稱作“泥漿(slip)”。它還包含任選的其它溶解的材料，例如剝離劑(release agent)、分散劑、脫模劑、消泡劑、穩(wěn)定劑和潤濕劑。
一旦將濕的“泥漿”以所需的厚度涂敷到適合的襯底材料(backing material)并被干燥除去所有低沸點溶劑后，就產(chǎn)生了光敏“帶”。
聚合物粘合劑對于本發(fā)明的組合物至關(guān)重要。此外，本發(fā)明的聚合物粘合劑使帶能夠在0.4-2.0重量％的堿(Na2CO3或K2CO3)的水溶液中顯影，使曝光于UV光化輻射后的特征具有高的分辨率，此外，還給出良好的生料強(qiáng)度，澆鑄帶的撓性和層壓性質(zhì)。所述聚合物粘合劑由共聚物、互聚物或它們的混合物組成，其中各共聚物或互聚物含有(1)包含丙烯酸C1-10烷基酯、甲基丙烯酸C1-10烷基酯。苯乙烯、取代的苯乙烯或它們的組合的非酸性共聚單體，和(2)包括含烯鍵式不飽和羧酸部分的酸性共聚單體，所述共聚物、互聚物的酸含量至少為15重量％。所述混合物含有共聚物、互聚物或兩者都有。所述酸性聚合物粘合劑必須用含有堿性組分的溶液顯影。
組合物中酸性共聚單體組分的存在在該技術(shù)中術(shù)很重要的。酸性官能團(tuán)提供在堿的水溶液(例如0.4-2.0重量％的碳酸鈉或碳酸鉀的水溶液)中顯影的能力。當(dāng)酸性組分共聚單體的存在濃度小于10％時，所述組合物不能被堿的水溶液完全洗掉。當(dāng)酸性組分共聚單體的存在濃度大于30％時，所述組合物在顯影條件下耐性較低，且在圖像部分發(fā)生部分顯影。適當(dāng)?shù)乃嵝怨簿蹎误w包括烯鍵式不飽和單羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸或巴豆酸和烯鍵式不飽和二羧酸，例如富馬酸、衣康酸、檸康酸、乙烯基琥珀酸和馬來酸以及它們的混合物。
較佳地是，羧酸非酸性共聚單體占粘合劑聚合物的至少50重量％。盡管不是優(yōu)選，羧酸聚合物粘合劑的非酸性部分可含有高達(dá)約50重量％的其它非酸性共聚單體作為聚合物中的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯或取代的苯乙烯部分的替代物。例子包括丙烯腈、乙酸乙烯酯和丙烯酰胺。然而，因為這些物質(zhì)很難完全燒盡，較佳地是這些共聚單體在總的聚合物粘合劑中的用量小于約25重量％。
使用單一的共聚單體或共聚單體的組合作為粘合劑都可以，只要它們各自滿足上面的各種標(biāo)準(zhǔn)。除了上述的共聚單體外，可以加入很少量的其它聚合物粘合劑。例如這些，諸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯和乙烯-丙烯共聚物的聚烯烴、聚乙烯醇聚合物(PVA)、聚乙烯基吡咯烷酮聚合物(PVP)。乙烯醇和乙烯基吡咯烷酮的共聚物、以及是環(huán)氧烷聚合物的聚醚(例如聚環(huán)氧乙烷)。
本文所述的聚合物可以由丙烯酸酯聚合領(lǐng)域的技術(shù)人員通過通常使用的溶液聚合技術(shù)來制得。通常，這類酸性丙烯酸酯聚合物是通過有以下方式制得通過在熔點相對低(75-150℃)的有機(jī)溶劑中混合α-、β-烯鍵式不飽和酸(酸性共聚單體)和一種或多種可共聚的乙烯基單體(非酸性共聚單體)，得到10-60％的單體混合物溶液，然后通過加入聚合催化劑并在常壓下將混合物加熱到溶劑的回流溫度來聚合所述單體。在聚合反應(yīng)基本完成之后，將所產(chǎn)生的酸性聚合物溶液冷卻至室溫。
將活性分子，自由基聚合抑制劑和催化劑加入到上述的冷卻的聚合物溶液中。攪拌上述溶液直到反應(yīng)完成。反應(yīng)完成之后，活性分子化學(xué)連接到聚合物的主鏈上，將上述聚合物溶液冷卻到室溫，收集樣品，測定聚合物粘度、分子量和酸當(dāng)量。
增塑劑增塑劑對于本發(fā)明的PTOS應(yīng)用中所用的厚膜介電帶是必需的，優(yōu)化增塑劑的使用以滿足帶在熱輥層壓處理發(fā)生之前、過程中和之后的幾種性質(zhì)，以使通過提供撓性可貼合帶組合物來進(jìn)行熱輥層壓。如果使用的增塑劑過多，帶可能粘在一起。如果使用的增塑劑太少，在處理過程中帶可能碎裂。所述增塑劑聯(lián)合組合物的聚合物粘合劑，有助于帶所需的粘附性能，從而使帶薄膜在熱輥層壓后粘附到基材上。
此外，所述增塑劑用于降低粘合劑聚合物的玻璃化溫度(Tg)。增塑劑和聚合物粘合劑的比率在4∶23-7∶9的范圍內(nèi)。增塑劑在總的組合物中的存在量為1-12重量％，更優(yōu)選2-10重量％，最優(yōu)選4-8重量％，以總的干的帶組合物的重量計。
當(dāng)然，增塑劑的選擇主要取決于需要被調(diào)節(jié)的聚合物。在各種粘合劑體系中所用的增塑劑有鄰苯二甲酸酯二乙酯、鄰苯二甲酸酯二丁酯、鄰苯二甲酸酯二辛酯、鄰苯二甲酸酯丁基芐基酯、磷酸烷基酯、聚烷撐二醇、甘油、聚(環(huán)氧乙烷)、羥乙基化的烷基酚、二硫代磷酸二烷基酯和聚(異丁烯)。在這些中，鄰苯二甲酸酯丁基芐基酯是在丙烯酸聚合物體系中最常用的，因為它可在較低的濃度下有效地使用。優(yōu)選的增塑劑是Velsicol公司制造的 以及 P200，它們分別是聚丙二醇二苯甲酸酯和聚乙二醇二苯甲酸酯。
光引發(fā)體系(光引發(fā)劑)適合的光引發(fā)體系是對熱惰性但是在185℃或低于185℃曝光于光化輻射時能產(chǎn)生自由基的那些。“光化輻射”指的是光線、紫射線、紫外線、X-射線或其它產(chǎn)生化學(xué)變化的輻射。某些光引發(fā)劑，盡管對熱惰性，但是在185℃或更低的溫度曝光于光化輻射時能產(chǎn)生自由基。例子包括取代或未取代的聚多環(huán)醌、在共軛碳環(huán)系統(tǒng)中具有兩個內(nèi)部分子環(huán)的化合物，例如9，10-蒽醌、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、八甲基蒽醌、1，4-萘醌、9，10-菲醌、苯并蒽-7，12-二酮、2，3-萘并萘-5，12-二酮、2-甲基-1，4-萘醌、1，4-二甲基蒽醌、2，3-二甲基蒽醌、2-苯基蒽醌、2，3-二苯基蒽醌、惹烯醌、7，8，9，10-四氫萘并萘-5，12-二酮和1，2，3，4-四氫苯并蒽-7，12-二酮。美國專利2,760,863揭示了一些其它的有用的光學(xué)引發(fā)劑，它們即使在低至85℃的溫度仍然是熱活性的。它們是鄰?fù)┗?vicinal ketal donyl alhoclo)，例如苯偶姻、和新戊偶姻(pivaloin)、偶姻醚(例如苯偶姻甲基和乙基醚)、以及α-烴取代的芳香偶姻(例如α-甲基苯偶姻、α-烯丙基苯偶姻和α-苯基苯偶姻)。
所述光還原染料和還原劑揭示于美國專利2,850,445、2,875,047、3,097,096、3,074,974、3,097,097、3,145,104、3,427,161、3,479,186和3,549,367中，例如phenatine、oxatine和醌類的邁克爾酮(Michler’s ketone)、苯甲酮和具有氫供體的2，4，5-三苯基咪唑二聚物也可用作引發(fā)劑。此外，美國專利4,162,162中所揭示的感光劑可與光學(xué)引發(fā)劑和光聚合引發(fā)劑一起使用。光學(xué)引發(fā)劑的含量可以變化。在一種實施方式中，光學(xué)引發(fā)劑的含量為0.02-12重量％，以干的可光聚合的帶薄膜層的總重計。在另一種實施方式中，所述光學(xué)引發(fā)劑的存在量為0.1-3重量％。在再一種實施方式中，所述光學(xué)引發(fā)劑的存在量為0.2-2重量％。該實施方式的實施中一種特別有用的光引發(fā)劑是Ciba Specialty Chemicals制造的Irgacure369。
可光硬化的單體用于介電帶的可光固化的單體組分是用至少一種具有至少一個可聚合的乙烯基的可加成聚合的乙烯型不飽和化合物形成的。
該化合物由自由基制得，然后長成鏈，所述鏈進(jìn)行加成聚合形成聚合物。所述單體化合物是非氣態(tài)的。換句話說，它的沸點為100℃或更高，且能在有機(jī)可聚合粘合劑上塑化。
可單獨使用或與其它單體組合使用的適合的單體的例子包括丙烯酸叔丁酯和甲基丙烯酸叔丁酯、1，5-戊二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、丙烯酸和甲基丙烯酸的N，N-二甲基氨基乙酯、乙二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、二乙二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、六亞甲基二醇的二丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、1，3-丙二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、十亞甲基二醇的二丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、1，4-環(huán)己二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、2，2-二羥甲基丙烷的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、丙三醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、三丙二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、丙三醇的三丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷的三丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯、季戊四醇的三丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、聚氧乙基化的三羥甲基丙烷的三丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯、和美國專利3,380,381中所揭示的相同的化合物、2，2-二(對羥基苯基)-丙烷二丙烯酸酯，季戊四醇的四丙烯酸酯和四甲基丙烯酸酯、2，2-二-(對羥基苯基)-丙烷二丙烯酸酯、季戊四醇的四丙烯酸酯和四甲基丙烯酸酯、2，2-二(對羥基苯基)-丙烷二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、聚氧乙基-1，2-二-(對羥基苯基)丙烷二甲基丙烯酸酯、雙酚-A的二-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥丙基)醚、雙酚A的二-(3-丙烯酰氧基(acryloxy)-2-羥丙基)醚、雙酚-A的二(2-甲基丙烯酰氧基(methaklyoxy)乙基)醚、雙酚-A的二(2-丙烯酰氧基乙基)醚、1，4-丁二醇的二-(3-甲基丙烯酰氧-2-羥丙基)醚、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氧丙基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丁二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、1，2，4-丁三醇的三丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、1-苯基亞乙基-1，2-二甲基丙烯酸酯、富馬酸二烯丙基酯、苯乙烯、1，4-苯二醇二甲基丙烯酸酯、1，4-二異丙烯基苯和1，3，5-三異丙烯基苯。
還可能使用分子量至少約300的乙烯型不飽和化合物，例如由C2-15烷撐二醇或具有1-10個醚鍵的聚烷撐二醇制得的烷撐二醇或聚烷撐二醇的二丙烯酸酯以及美國專利2,927,022中揭示的化合物，特別是當(dāng)乙烯鍵作為末端鍵存在時，具有多個加成聚合的乙烯鍵的那些化合物。
所述單體的優(yōu)選的例子包括聚氧乙基化的三羥甲基丙烷的三丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯、乙基化的季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷的三丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五丙烯酸酯和1，10-癸二醇二甲基丙烯酸酯。
其它優(yōu)選的單體包括單羥基聚己內(nèi)酯單丙酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量約200)和聚乙二醇400二甲基丙烯酸酯(分子量約400)。不飽和單體組分的含量優(yōu)選為2-20重量％，以干的可光聚合的帶薄膜層的總重計，更優(yōu)選為2-12％，最優(yōu)選2-7％，以干的帶薄膜層計。對于該實施方式的實施特別有用的一種單體是Sartomer公司制造的CD582，也稱作烷氧基化的環(huán)己烷二丙烯酸酯。
有機(jī)溶劑對澆鑄溶液的溶劑組分進(jìn)行選擇以使得聚合物完全溶解，并獲得足夠高的揮發(fā)性以通過在大氣壓下施加相對低水平的熱使溶劑從分散液中蒸發(fā)。此外，該溶劑必須在包含在有機(jī)介質(zhì)中的任何其它添加劑的沸點或分解溫度之下沸騰良好。因此，最常使用常壓沸點低于150℃的溶劑。該溶劑包括丙酮、二甲苯、甲醇、乙醇、異丙醇、甲基乙基酮、乙酸乙酯、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯、乙酸戊酯、2，2，4-三乙基戊二醇-1，3-單異丁酸酯、甲苯、二氯甲烷和碳氟化合物。上面提到的各溶劑可能并不能完全溶解粘合劑聚合物。但是，當(dāng)與其它溶劑混合時，它們可發(fā)揮滿意的作用。這在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力內(nèi)。特別優(yōu)選的溶劑是乙酸乙酯，因為它避免使用對環(huán)境有害的氯碳化合物。
可存在于本組合物中的本領(lǐng)域已知的其它組分包括分散劑(dispersant)、穩(wěn)定劑、剝離劑、分散劑(dispersing agent)、脫模劑、消泡劑和潤濕劑。適合材料的一般描述見美國專利5,049,480，該專利納入本文。
應(yīng)用帶的制備本發(fā)明的組合物用來在適合的襯底材料上形成濕漿液或“泥漿”的薄膜。通常用作襯底的材料是“聚酯薄膜”。其它可能的襯底材料可以是聚丙烯、尼龍，盡管對于本發(fā)明的應(yīng)用不是至關(guān)重要，但是應(yīng)該具有適當(dāng)?shù)男再|(zhì)，以令人滿意地實施本發(fā)明。例如，干燥后襯底材料上的帶(在干燥除去溶劑后的薄膜稱作“帶”)應(yīng)該對襯底具有足夠的粘附性以粘合在一起，且不能在熱輥層壓步驟中“脫層”，但是一旦熱輥層壓步驟完成，應(yīng)該容易地分開(come apart)。
可貼合體(conformable entity)被定義為任何含有本發(fā)明組合物的可熱輥層壓結(jié)構(gòu)。我們將按照帶形成來討論所述可貼合體。為了形成帶，制備泥漿，并用于澆鑄帶。泥漿是用于制造帶的組合物的通用術(shù)語，是分散在有機(jī)介質(zhì)中的無機(jī)粉末的適當(dāng)?shù)胤稚⒌幕旌衔铩?br> 盡管它對于本發(fā)明的實施并不是至關(guān)重要的，但是實現(xiàn)無機(jī)粉末在有機(jī)介質(zhì)中的良好分散的一種常用方式是使用常規(guī)的球磨方法。球磨機(jī)由陶瓷研磨罐和研磨介質(zhì)(球形或圓柱形氧化鋁或氧化鋯小球)組成。將全部混合物放入含有研磨介質(zhì)的研磨罐中。用防漏蓋蓋住所述罐后，在優(yōu)化混合效率的滾動速度下翻轉(zhuǎn)所述的罐，在罐內(nèi)產(chǎn)生研磨介質(zhì)的研磨作用。滾動的時間是獲得良好分散的無機(jī)顆粒以滿足性能要求所需的時間。通常，1-20小時的研磨或混合時間足以達(dá)到所需的分散水平。可通過刮刀涂布或棒涂來將所述泥漿施涂到襯底上，接著室溫或加熱干燥。干燥后涂層的厚度為幾微米到幾十微米，取決于使用帶的最終應(yīng)用。
用于本發(fā)明的可貼合光敏電介質(zhì)“生料”(即“未火燒的”)帶可通過如下步驟形成，即在撓性襯底上澆鑄一層所需厚度的無機(jī)粘合劑、任選的陶瓷固體、聚合物粘合劑、增塑劑、光引發(fā)劑、可光硬化單體和上述溶劑的漿液分散液，風(fēng)干或加熱上述澆鑄層以除去揮發(fā)性溶劑。所述襯底可由多種撓性材料制成，但通常是由聚酯薄膜制成。然后將所述帶(涂層+例如聚酯薄膜襯底)成形為片材，并收集為卷，按照使用帶的最終應(yīng)用的要求上漿(size)。(注意一旦通過熱輥層壓將帶施加到剛性基材上，通常除去襯底并將其丟棄)在本發(fā)明的方法中，在熱輥層壓階段，所述襯底材料通常將與含有陶瓷的光敏帶留在一起，在曝光所述光敏帶之前除去襯底材料。當(dāng)襯底材料是清澈透明的聚酯薄膜或其它適合的允許曝光于UV光化光的材料的情況時，甚至在曝光于光化UV光的過程中，所述襯底材料也可以留在帶的表面，例如，保護(hù)表面不受到污染。在該情況中，所述透明的襯底材料將在顯影步驟之前除去。
較佳地是，干的帶的厚度不超過65-75密耳。較厚的帶通常會在使用總焙燒周期時間為30-60分鐘(定義為100℃以上的總時間)的常規(guī)直通爐的焙燒步驟中出現(xiàn)問題。在應(yīng)用中需要較厚薄膜的情況中，可能通過使用延長的焙燒時間(對于許多混合電路的制造實際上并不可行)來抑制焙燒敏感性。
此外，在覆蓋片被繞為“widestock”(master)輥之前，將覆蓋片施加到帶上，典型的覆蓋片的例子包括聚酯薄膜、涂敷有硅樹脂的聚酯薄膜(對苯二酸酯PET)、聚丙烯和聚乙烯或尼龍。通常，剛好在熱輥層壓到最后的剛性基材之前，除去所述覆蓋片。
適合的尺寸穩(wěn)定的基材本發(fā)明中所述的“尺寸穩(wěn)定的基材”是在將本發(fā)明的薄膜材料燒結(jié)并粘合到基材所需的焙燒條件下不會顯著改變形狀或大小的任何固體材料，包括包含陶瓷、玻璃和金屬的固體材料。適合的尺寸穩(wěn)定的基材可包括但不限于常規(guī)的陶瓷，例如氧化鋁、α-石英、CaZrO3、多鋁紅柱石、堇青石、鎂橄欖石、鋯石、氧化鋯、BaTiO3、CaTiO3、MgTiO3、SiO2、玻璃-陶瓷、和玻璃(例如由鈉鈣玻璃構(gòu)成的無定形結(jié)構(gòu)或較高熔點的無定形結(jié)構(gòu))、無定形氧化鋯或它們的混合物。其它適合的尺寸穩(wěn)定的基材可以是不銹鋼，鐵及其各種合金，涂瓷的鋼，其它基底金屬，例如鎳、鉬、鎢、銅以及鉑、銀、鈀、金和它們的合金，或其它稀有貴金屬以及它們的合金，適合最終應(yīng)用的其它金屬基材。具體地，一種適合的鐵合金基材是Kovar(Ni-Fe合金)基材。還可將所述帶層壓到其它的已經(jīng)成形(焙燒)的電基材組裝件上，以進(jìn)一步定制所述電路功能。這類基材可以是已經(jīng)焙燒在氧化鋁上的陶瓷混雜的微電子電路或由951“生料帶TM”、943“生料帶TM”(都來自E.I.du Pont de Nemours and Company)或其它市售的LTCC電路組成的電路。
多層電路的形成通過提供尺寸穩(wěn)定的基材來形成多層電子電路，所述基材是在可貼合的光敏介電帶焙燒到基材材料上后，與可貼合的光敏介電帶的熱膨脹系數(shù)(TCE)相容的任何基材。尺寸穩(wěn)定的基材的例子包括但不限于氧化鋁、陶瓷、α-石英、CaZrO3、多鋁紅柱石、堇青石、鎂橄欖石、鋯石、氧化鋯、BaTiO3、CaTiO3、MgTiO3、SiO2、無定形氧化硅或它們的混合物。其它適合的基材材料可以是不銹鋼，鐵及其各種合金，涂瓷的鋼，其它基底金屬，例如鎳、鉬、鎢、銅以及鉑、銀、鈀、金和它們的合金，或其它稀有貴金屬以及它們的合金，適合最終應(yīng)用的其它金屬基材。還可將所述帶層壓到其它的已經(jīng)成形(焙燒)的電基材組裝件上，以進(jìn)一步定制所述電路功能。這類基材可以是已經(jīng)焙燒在氧化鋁上的陶瓷混雜的微電子電路或由951“生料帶TM”、943“生料帶TM”(都來自E.I.duPont de Nemours and Company)或其它市售的LTCC電路組成的電路。
然后任選地用功能層或?qū)щ妼油糠笏龀叽绶€(wěn)定的基材，用常規(guī)的絲網(wǎng)印刷或市售的光分辨技術(shù)(photo definition technique)(例如來自E.I.du Pont deNemours and Company的Fodel銀糊漿，產(chǎn)品編號6453)以所需的圖案施涂。所述導(dǎo)電糊漿通常在適當(dāng)?shù)臏囟认赂稍?，以在下一步之前除去所有的溶劑。對于剛性基材上的第一金屬化層，必須在施涂光敏介電帶層之前焙燒所述功能?dǎo)電薄膜。
接著，將所述光敏介電“生料”帶熱輥層壓到所述的尺寸穩(wěn)定的基材上。然后將所述光敏帶曝光在所需的圖案中，從而形成其中施加光化輻射的交聯(lián)的或聚合的區(qū)域，和其中未施加光的未交聯(lián)的或未聚合的區(qū)域。然后使用稀的0.4-2.0重量％的碳酸鈉或碳酸鉀溶液洗去未交聯(lián)(未聚合的)的區(qū)域，從而形成所需圖案的通孔或其它所需的結(jié)構(gòu)(例如洞、階梯、壁)。然后用導(dǎo)電金屬(即本發(fā)明的通孔填充組合物)填充例如通孔。接著，將圖案化的功能導(dǎo)電層(其它的金屬化的層)涂敷在通孔填充的帶層上，以形成電路組裝件。在焙燒第一介電組合層后，按照需要重復(fù)所述步驟，即從光敏帶熱輥層壓到功能層涂層，在進(jìn)入下一層之前焙燒各組裝的介電帶層。
層間的互連是通過用厚膜導(dǎo)電墨水填充通孔來形成的。通常使用標(biāo)準(zhǔn)的絲網(wǎng)印刷技術(shù)來施涂該墨水。通過絲網(wǎng)印刷導(dǎo)體軌跡(conductor track)完成各層電路。此外，電阻墨水或高介電常數(shù)的墨水可印刷在選定的層上以形成電阻或電容電路元件。
本文所用術(shù)語“焙燒”是指在氧化氣氛(例如空氣)中將組裝件加熱到一定溫度，并保溫一定時間，足以使組裝件各層中的有機(jī)材料揮發(fā)(燒盡)，并使層中的任何玻璃、金屬或介電材料燒結(jié)，從而使整個組裝件更致密化。通常焙燒是在直通爐(belt furnace)中進(jìn)行的，例如Sierra Therm，BTU和Lindberg等制造的直通爐。
術(shù)語“功能層”是指通過絲網(wǎng)印刷、鏤花涂裝噴墨(stenciling ink jetting)或其它方法施涂到帶上的導(dǎo)體組合物，所述帶已經(jīng)被熱輥層壓到尺寸穩(wěn)定的基材上。所述功能層可具有導(dǎo)電、電阻、電容或介電性能。因此，如上所述，各典型的未焙燒的帶層可具有印刷在其上的一個或多個電阻、電容和/或?qū)щ婋娐吩慕M合，一旦燒制所述組裝件后，它變得有功能。
實施例提供實施例1-13來示范一般的PTOS技術(shù)，實施例1-13首次出現(xiàn)在Bidwell等人的美國專利申請10/910126中。實施例14和15示范出本發(fā)明的通孔填充組合物用在PTOS技術(shù)中的效果。
對于實施例1-10和實施例12，干的光敏膜的帶厚度通常為65-85微米。表4-7和表9詳細(xì)給出了各實施例中所用的組合物。表8和10詳細(xì)給出了實施例的結(jié)果。
表4玻璃組合物，以總玻璃組合物的重量百分比計

表5固體組合物，以總組合物的重量百分比計

表6聚合物組合物(總的聚合物組合物的重量百分比)和性質(zhì)

表7實施例的組合物(總組合物的重量百分比)

表8實施例1-6的特性

1)在聚酯薄膜上干燥后的卷曲2)從聚酯薄膜上脫層3)脆度(切割時有碎屑)4)自層疊(粘的)5)喪失光性質(zhì)6)顯影慢7)熱輥層壓8)需要曝光后烘焙9)焙燒60分鐘的膜10)焙燒30分鐘的膜等級″1″是″良好″等級″5″是″差″結(jié)果的總和低的是″良好″；例如＜20
表9實施例7-11的組合物(總組合物的重量百分比)

表10實施例7-11的特性

1)在聚酯薄膜上干燥后的卷曲2)從聚酯薄膜上脫層3)脆度(切割時有碎屑)4)自層疊(粘的)5)喪失光性質(zhì)6)顯影慢7)熱輥層壓8)需要曝光后烘焙(PEB)9)焙燒60分鐘的膜10)焙燒30分鐘的膜等級″1″是″良好″等級″5″是″差″結(jié)果的總和低的是″良好″；例如＜20
實施例1首先將由上述的實施例1和表4-7所述(按照上面的帶制備部分中所述進(jìn)行制備)的組合物形成的光敏帶的粘合層在85-120℃的層壓溫度和0.2-0.4m/分鐘的處理速度(throughput speed)下，在空氣輔助失活下，熱輥層壓(DuPontLC-2400熱輥壓機(jī))到基材(購自COORS公司的3”×3”96％氧化鋁基材)上。該粘合層不曝光，而是用作第二層的“粘合劑”。接下來，如上面的實施例1所述，將覆蓋有1密耳的聚酯薄膜覆蓋片(撓性襯底)的第二層帶組合物(65微米)熱輥層壓在第一粘合層上。穿過有圖案的圖像(玻璃光具(phototool))將所述帶的第二層在光化輻射中(OAI掩模對準(zhǔn)器，型號J500，使用500瓦特的UV短弧汞燈泡)(燈泡輸出＝7-10毫瓦特/平方厘米，用具有XRL 140A光電探測器的國際燈(International Light)，型號IL1400A輻射計測定，在UVA315-400nm波段測定)曝光8-9秒。然后使曝光的基材在空氣中于約150℃曝光后烘焙2分鐘。曝光后烘焙之后，所述聚酯薄膜覆蓋片被除去。然后將帶在1％的碳酸鈉堿性水溶液中于85以3.7-4.0英尺/分鐘的顯影速度顯影。顯影通過在25p.s.i.的具有風(fēng)扇噴霧外形(fan spray configuration)的噴嘴壓力下使用Advanced Systems Incorporated(ASI)型號757/857顯影/沖洗系統(tǒng)來實現(xiàn)。觀察到的帶特性詳細(xì)示于表8。該實施例表明不可能達(dá)到適當(dāng)?shù)男阅?，原因為單體含量高和增塑劑含量低造成的過度的自層疊和極其差的焙燒敏感性。
注意所需的曝光時間(能量)取決于被曝光的特征尺寸和所使用的光具的光吸收特性(例如玻璃類型、聚酯薄膜級別等)。
實施例2將一層由實施例2的組合物(表4-7)形成的帶在空氣輔助活化下，熱輥層壓到基材(如實施例1所述)上。注意對于剩下的所有的實施例空氣輔助都被“活化”。(基材是96％氧化鋁，如實施例1)。本實施例中光敏帶不含有覆蓋片，但是在聚酯薄膜襯底上，如實施例1。然后穿過聚酯薄膜上的有圖案的圖像將所述光敏帶曝光在活化輻射中約4-10秒。(在本實施例和其它所有實施例中，曝光裝置是ORIEL型號82430，使用1000瓦特的汞-氙燈，輸出設(shè)定在14.5毫瓦特/平方厘米，如上所述測定)。然后在1％的碳酸鈉堿性水溶液中于85以1.0英尺/分鐘的顯影速度顯影氧化鋁基材上的曝光過的帶。觀察到的帶特性詳細(xì)示于表8。該組合物具有極好的熱輥層壓性能，具有良好的焙燒能力但是顯影速度較慢且光限定的特征的沖洗性較差。
實施例3(表4-8)將一層由實施例3的組合物形成的帶熱輥層壓到基材(如實施例1和2所述的96％氧化鋁，這種類型的氧化鋁基材也用于實施例4-10)上。該光敏帶不含有覆蓋片，剩余的實施例中也沒有使用覆蓋片。然后穿過聚酯薄膜上的有圖案的圖像將所述的帶在活化輻射中曝光約3-5秒。然后在1％的碳酸鈉堿性水溶液中于85以2-3英尺/分鐘的顯影速度顯影曝光過的基材/帶。觀察到的帶特性詳細(xì)示于表8。盡管該實施例顯示出在總體性能中的一種最好的平衡，可改善自層疊趨勢。除去自層疊問題的一種方式是使用有機(jī)覆蓋片。盡管這在技術(shù)上是可行的，但是從實踐的觀點來看，它不太有利，因為它提高了整個制造的成本。
實施例4(表4-8)將一層由實施例4的組合物形成的帶熱輥層壓到96％氧化鋁基材上。然后穿過聚酯薄膜上的有圖案的圖像將所述的帶在活化輻射中曝光約4-5秒。然后在1％的碳酸鈉堿性水溶液中于85以2英尺/分鐘的顯影速度顯影在基材上的曝光過的帶。觀察到的帶特性詳細(xì)示于表8。該組合物極其易碎，原因為增塑劑含量不夠(2.3％)。
實施例5(表4-8)將一層由實施例5的組合物形成的帶熱輥層壓到氧化鋁基材上。然后穿過聚酯薄膜上的有圖案的圖像將所述的帶在活化輻射中曝光3-5秒。然后在1％的碳酸鈉堿性水溶液中于85以1.8英尺/分鐘的顯影速度顯影在基材上的曝光過的帶。觀察到的帶特性詳細(xì)示于表8。盡管實施例4和5僅在加入的長鏈聚合物的化學(xué)性能上有所不同，該實施例的脆度、顯影能力和焙燒能力很差，表明聚合物混合物的化學(xué)性能對于整體性能具有明顯的影響。
實施例6(表4-8)將一層由實施例6的組合物形成的帶熱輥層壓到氧化鋁基材上。然后穿過聚酯薄膜上的有圖案的圖像將所述的帶在活化輻射中曝光3-5秒左右。然后使曝光的基材/帶于約150℃曝光后烘焙2分鐘。接著，在1％的碳酸鈉水溶液中于85以2.3-2.5英尺/分鐘的顯影速度顯影曝光過的基材/帶。
對于該組合物，盡管由于長鏈聚合物的含量該帶膜具有極好的撓性，但需要曝光后烘焙來消除顯影步驟中的表面損壞。曝光后烘焙一般被看做是附加的工藝步驟，它會不利地影響產(chǎn)品的生產(chǎn)量和制造成本。
實施例7(表4-6，9，10)
將一層由實施例7的組合物形成的帶熱輥層壓到氧化鋁基材上。然后穿過聚酯薄膜上的有圖案的圖像將所述的帶在活化輻射中曝光3-5秒。然后在1％的碳酸鈉水溶液中于85以2-3英尺/分鐘的顯影速度顯影所述在氧化鋁基材上的曝光過的帶。觀察到的帶特性詳細(xì)示于表10。該實施例比實施例3的增塑劑含量更高，自層疊的趨勢提高到不能接受的水平。其它性能特性可以接受。
實施例8(表4-6，9，10)將一層由實施例7的組合物形成的帶熱輥層壓到氧化鋁基材上。然后穿過聚酯薄膜上的有圖案的圖像將所述的帶在活化輻射中曝光3-5秒。然后在1％的碳酸鈉水溶液中于85以2-3英尺/分鐘的顯影速度顯影所述在氧化鋁基材上的曝光過的帶。觀察到的帶特性詳細(xì)示于表10。實施例8的組合物使用了與實施例7不同的聚合物且使用丙酮作為溶劑。它具有稍好一些的撓性和稍差一些的脆度。所有其它性能特性可以接受。
實施例9(表4-6，9，10)在澆鑄在聚酯襯底薄膜并干燥后，實施例9的組合物極其易碎。它失去了對聚酯襯底薄膜的粘附且不能進(jìn)一步處理。實施例9的組合物使用了表4-6和9所述的另一種聚合物，與實施例8的聚合物相比，實施例9的聚合物具有不同的化學(xué)性能和稍高的分子量，然而，帶薄膜特性總體上比實施例是8的差很多。
實施例10(表4-6，9，10)將一層由實施例10的組合物形成的帶熱輥層壓到氧化鋁基材上。然后穿過聚酯薄膜上的有圖案的圖像將所述的帶在活化輻射中曝光1.5-2.5秒。然后在1％的碳酸鈉水溶液中于85以3英尺/分鐘的顯影速度顯影所述在氧化鋁基材上的曝光過的帶。觀察到的帶特性詳細(xì)示于表10。實施例10的組合物與實施例9的相同，但是使用的增塑劑不同。在該組合物中的該帶薄膜的總體性能評定為最好的之一，顯示對增塑劑的選擇是很重要的，特別是在與聚合物的選擇結(jié)合時。
實施例11(表4-6，9，10)實施例11的目的是顯示本發(fā)明揭示的方法和配方能成功地用到其它玻璃化學(xué)中，因此，可以用于其它最終應(yīng)用中。在實施例11中，將一層(干帶的厚度＝12微米)由實施例11(見表4-6，9，10)的組合物形成的帶熱輥層壓到氧化鋁基材上。然后穿過聚酯薄膜上的有圖案的圖像將所述的帶在活化輻射中曝光2-4秒。然后在1％的碳酸鈉水溶液中于85以4-6英尺/分鐘的顯影速度顯影所述在鈉鈣玻璃基材上的曝光過的帶。觀察到的帶特性詳細(xì)示于表10。
實施例11的組合物表明該光成像技術(shù)可廣泛地用于其它帶狀固體和玻璃化學(xué)，例如在等離子顯示板和場致發(fā)射顯示器之類用途中使用和要求的帶狀固體和玻璃化學(xué)。
實施例12(來自Suess、EP0589241的實施例13的比較例)將實施例12的組合物的各組分(如Suess專利，EP0589241的實施例13所詳述)加入到含有氧化鋯研磨介質(zhì)的研磨設(shè)備中研磨2.5小時(慢研磨時間為50分鐘)。從研磨設(shè)備中移出組合物，澆鑄并在通風(fēng)櫥中干燥過夜。所述帶很粘，導(dǎo)致不可接受的封裝、處理和加工問題(即它本身粘到疊層(stack)上、輥上、光具上等)。此外，熱輥層壓(HRL)性能也很差。將一層由實施例12的組合物形成的帶在85-110℃以0.2-0.3m/分鐘熱輥層壓到氧化鋁基材上。在涂層的邊緣觀察到脫層，盡管也觀察到嚴(yán)重的自層疊趨勢。處理次數(shù)為正常的HRL處理次數(shù)的兩倍的部件在曝光和顯影時仍舊顯示出差的層壓。然后穿過有圖案的圖像將所述的帶在活化輻射中曝光約4秒。然后在1％的碳酸鈉水溶液中于85以5英尺/分鐘的顯影速度顯影所述在氧化鋁基材上的曝光過的帶。需要曝光后烘焙來減少顯影后看到的裂縫和裂痕。在焙燒后看到的邊緣卷曲似乎是差的層壓性能和當(dāng)加熱時該有機(jī)體系卷曲趨勢一起造成的。
實施例13為了示范PTOS技術(shù)的容易性、速度和多功能性，將一層由實施例3的組合物形成的帶在空氣輔助活化下，熱輥層壓到4”×6”96％氧化鋁基材上。然后穿過有圖案的圖像(該圖案是通過將數(shù)碼相片直接影印到上面的介質(zhì)上(聚酯薄膜))將所述光敏帶曝光在光化輻射中。該圖像曝光約4-10秒。然后在1％的碳酸鈉堿性水溶液中于85以2.0-3.0英尺/分鐘的顯影速度顯影所述在氧化鋁基材上的曝光后的帶。然后在常規(guī)的直通爐中在標(biāo)準(zhǔn)的60分鐘焙燒方案焙燒所述基材。焙燒過的基材顯示出對原始工藝圖案的優(yōu)秀再現(xiàn)。
使用該技術(shù)，可能在2-3小時內(nèi)產(chǎn)生現(xiàn)存圖案(照片、數(shù)字化的物體、文本、圖案、設(shè)計等)的焙燒的圖像。唯一的限制是所述圖案必須把所述帶的曝光限制在所需的區(qū)域中。例如，可以通過簡單地直接用墨水標(biāo)記所述帶來形成所述圖像，所述墨水足以阻擋標(biāo)記區(qū)域的曝光。沒有現(xiàn)有技術(shù)能提供本發(fā)明所述的光敏帶薄膜組合物的容易性、速度和多功能性。
實施例14糊漿配方I玻璃*4.3％無機(jī)氧化物(氧化鋁)***3.5％二硼化鈦 1.5％釕酸銅鉍 0.8％鈀粉 3.5％銀粉**71.1％余量含有樹脂、溶劑、潤濕劑的有機(jī)介質(zhì)*玻璃特性含有例如下面的陽離子的硅酸鋁硼玻璃Ca，Mg，Ti，Na，K.Fe，其軟化點為～820-840℃(log粘度7.6)和910-925℃(Log粘度6)，由Nippon Electric Gas Co.提供(E-玻璃，例如EF/F005)。
**金屬粉是球形、薄片、不規(guī)則形狀或它們的組合。
***無機(jī)氧化物特性難熔氧化物，例如Al2O3，ZrO2作為″燒結(jié)抑制劑″厚膜組合物“糊漿”的制備使用標(biāo)準(zhǔn)的厚膜技術(shù)形成糊漿(對于實施例13和14)。將所有的成分在混合器中或三輥磨中或二者中充分混合，以達(dá)到適當(dāng)?shù)姆稚?。一旦金屬和氧化物被適當(dāng)分散，則通過加入溶劑或含有樹脂的有機(jī)介質(zhì)來將所述糊漿配制為適當(dāng)?shù)墓腆w和粘度水平。還可選擇所述固體水平以具有良好的絲網(wǎng)印刷性能，以及最優(yōu)化的功能(粘附性、電阻率、電接觸等)。首先(a)將無機(jī)組分分散在含有溶解在texanol或松油醇、鄰苯二甲酸酯(phthalte)、諸如大豆卵磷脂的潤濕劑中的聚合物(例如乙基纖維素和/或羥基乙基纖維素)的有機(jī)介質(zhì)中。接著，(b)使用厚膜配制技術(shù)對厚膜組合物進(jìn)行輥磨，直到用粘度計2xHA UC & SP在10RPM所測的粘度為80-250PaS或更高。
實施例15糊漿配方II玻璃*1.2％二硼化鈦 1.2％
鈀粉 4％銀粉**82.7％余量含有樹脂、溶劑、潤濕劑的有機(jī)介質(zhì)*玻璃特性含有例如下面的陽離子的硅酸鋁硼玻璃Ca，Mg，Ti，Na，K.Fe，其軟化點為～820-840℃(log粘度7.6)和910-925℃(Log粘度6)，由Nippon Electric Gas Co.提供(E-玻璃，例如EF/F005)。
**金屬粉是球形、薄片、不規(guī)則形狀或它們的組合。
***無機(jī)氧化物特性難熔氧化物，例如Al2O3，ZrO2作為″燒結(jié)抑制劑″將所述厚膜通孔填充組合物印刷到PTOS膜上(如上面的實施例所述)并焙燒。實施例13和14的結(jié)果在下面詳細(xì)給出。此外，圖1詳細(xì)給出了重復(fù)焙燒效應(yīng)和和熱循環(huán)間隔與PTOS部件的電阻率特性的關(guān)系圖。該P(yáng)TOS部件使用本發(fā)明的厚膜通孔填充組合物和其它市售導(dǎo)體組合物(購自E.I.du Pont de Nemours andCompany的產(chǎn)品編號QM18和QS300和購自Delphi Electronics的產(chǎn)品編號1198)。
具有不同襯里導(dǎo)體的焙燒的通孔填充組合物的微結(jié)構(gòu)顯示(1)在襯里導(dǎo)體和通孔填充導(dǎo)體之間的良好粘合，(2)有很少的孔隙或沒有孔隙，(3)與陶瓷和通孔填充導(dǎo)體的優(yōu)秀的“側(cè)面粘合”。
在很少的情況中，在靠近通孔填充物和陶瓷界面處觀察到微小的空隙，但是通常在陶瓷薄膜中觀察到微小的空隙。使焙燒的部件經(jīng)受(1)高達(dá)15次的反復(fù)的再焙燒，在每次焙燒后，測定電阻率和(2)然后使電路進(jìn)行熱循環(huán)可靠性測試，高達(dá)1000次循環(huán)，各循環(huán)包括在-40℃到+125℃2小時，期間測定電阻率。
在圖1中，85B/QM18、QM18導(dǎo)體用作內(nèi)層和底部導(dǎo)體。在圖1中，85B/QM18/1198、QM18用作內(nèi)層導(dǎo)體，1198用作底部導(dǎo)體。在圖1中，85B/QS300、QQ300導(dǎo)體用作內(nèi)層和底部導(dǎo)體。在圖1中，85B/QS300/1198、QS300用作內(nèi)層導(dǎo)體，1198用作底部導(dǎo)體。
圖1的結(jié)果表明，當(dāng)通過與幾種襯里導(dǎo)體組合測量電阻率進(jìn)行評估時，很少有或沒有性質(zhì)的下降。測試形式包括～300通孔和～5100平方的串聯(lián)導(dǎo)體襯里。在再焙燒或熱循環(huán)期間，一個通孔與襯里導(dǎo)體的分離會導(dǎo)致極大的電阻，這并沒有觀察到。組合測試(15次再焙燒&1000個熱循環(huán))證明電路在測試中和測試后的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種厚膜導(dǎo)體組合物，它包含分散在有機(jī)介質(zhì)(d)中的如下組分(a)70-98重量％的一種或多種電功能粉末；(b)0.5-10重量％的玻璃粉；(c)0.5-6重量％的無機(jī)硼化物；所述重量百分比以總的厚膜組合物計。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物還包括一種或多種難熔無機(jī)氧化物。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物用在施加在基材上的光敏帶中。
4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物是通孔填充導(dǎo)體組合物。
5.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物是內(nèi)層導(dǎo)體組合物。
6.一種電子電路，它包括權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物已被焙燒以揮發(fā)有機(jī)介質(zhì)并燒結(jié)玻璃粉。
7.一種形成電子電路的方法，所述方法包括(a)提供尺寸穩(wěn)定的基材；(b)提供可貼合的光敏介電生料帶；(c)將(b)中的光敏生料帶熱輥層壓到(a)中的基材上；(d)按所需的圖案曝光(c)中的光敏生料帶，從而產(chǎn)生聚合的和未聚合的區(qū)域；(e)顯影所述(d)中的未曝光的薄膜，從而除去未聚合的區(qū)域并形成含有所需的通孔圖案和聚合區(qū)域的圖案化薄膜；(f)將權(quán)利要求1所述的組合物沉積到所述的圖案化的薄膜的所需區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述圖案化薄膜的所需區(qū)域是在一個或多個所述通孔中。
9.一種電子電路，它由權(quán)利要求8的方法形成。
10.一種結(jié)構(gòu)，它包括尺寸穩(wěn)定的基材、至少一層由可澆鑄的光敏介電組合物形成的層、和權(quán)利要求1的組合物，其中，所述可澆鑄的光敏介電組合物和權(quán)利要求1的組合物已被處理，以揮發(fā)有機(jī)介質(zhì)并燒結(jié)玻璃粉。
11.一種結(jié)構(gòu)，它包括尺寸穩(wěn)定的基材、至少一層可貼合的介電生料帶、和權(quán)利要求1的組合物，其中，所述權(quán)利要求1的組合物和所述帶已被處理，以揮發(fā)有機(jī)介質(zhì)并燒結(jié)玻璃粉。
12.如權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)還含有一層或多層金屬化的層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種厚膜導(dǎo)體組合物，它包含(a)70－98重量％的一種或多種電功能粉末；(b)0.5－10重量％的玻璃粉；(c)0.5－6重量％的無機(jī)硼化物；所述組分分散在(d)有機(jī)介質(zhì)中，所述重量百分比以總的厚膜組合物計。所述組合物用作通孔填充和/或PTOS應(yīng)用中的內(nèi)層導(dǎo)體組合物。
文檔編號H05K3/00GK1904733SQ20061010862
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日
發(fā)明者K·M·奈爾, M·F·麥克庫姆斯 申請人:E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司