[发明专利]介电组合物

说明书

本发明涉及介电组合物，特别是用于制造多层电路的介电组合物。

为提高每单位面积电路的功能度，多年来已使用了多层厚膜电路。但电路技术的最新进展对于该用途介电材料提出了新要求。迄今用在多路电路的介电材料只是常用的厚膜介电组合物，是由分散在有机惰性介质中的细碎介电固体颗粒和无机粘合剂组成。这样的厚膜材料通常用网板印刷涂敷，虽然它们也可用其它方法涂敷。此种类型的厚膜材料现在和将来都非常重要。

用厚膜材料制造多层电路过程中，需考虑在涂敷下一层之前相继的印刷、干燥和烧制。例如典型情况下的多层电路要有二十层，六十道不同的加工步骤和二十次检验，以确保每一加工层的质量。如此复杂过程由于其大量的加工步骤及难免的高废品率，必然是昂贵的。

解决该问题的另一方法是应用介电带，在这种介电带中由很多层陶瓷介电材料（例如Al₂O₃）做成的薄片与导电材料印刷层交替敷设，但是由于需要大约1600℃高温来烧结Al₂O₃，就必须使用很高熔点的导电材料，例如钼和钨。不幸的是钼和钨的导电性均很差，难以满足非常高速、高复杂的线路。但由这些材料制成的多层电路又必须长时间在1600℃、还原气氛下焙烧，为获得合适致密的Al₂O₃，须经受48小时或更多时间的处理。

由此可见，对介电材料体系有如下要求：（1）不要太多的加工步骤，（2）能在较低温度下焙烧，从而可采用金、银和钯等常用导电材料，（3）仅几小时的焙烧就能致密化，（4）能在空气中焙烧。

鉴于先行技术的上述缺点，本发明的第一方面提出由下面细碎的固体混合物组成的介电组合物：

a.50-75%（重量）不结晶玻璃，其变形温度（T_d）为580-625℃，软化点（T_s）为630-700℃，T_s-T_d是50-75℃;

b.50-25%（重量）耐火材料，它在825-900℃温度下在玻璃中几乎是不溶的。

第二方面，本发明提出一种制造介电带的浇铸液配方，它是由上述的介电组合物分散在聚合粘合剂的非水挥发性溶剂中做成的。

第三方面，本发明提出在挠性基底上用上述分散液浇铸成生介电材料带的方法，挠性基底可用钢带或聚合物膜，然后加热浇铸层从其中除去挥发性溶剂。

第四方面，本发明提出形成多层互连的方法，包括下列步骤：

a.在用上述配方制成的生介电带上按电路图形阵列打通孔;

b.将厚膜导电组合物充填到通过a步骤得到的生介电带层的通孔中;

c.在用b步骤充填的生介电带层上，至少印刷一个电路图形厚膜功能层;

d.层压用c步骤得到的生介电带层，制得组件，内含由未焙烧生介电带隔开的许多未焙烧的功能层;

e.将d步骤得到的组件进行共焙烧。

过去已知道用“生介电材料带”来制造多层电路，这种生介电带用浇铸液在挠性基底（例如钢带或聚合物膜）上制成，浇铸液由细碎的介电材料分散在由聚合粘合剂和挥发性有机溶剂制成的溶液中，然后再加热浇铸层从其中除去挥发溶剂，许多专利公开了这种生介电带的组成及它们的应用，举例如下：

McIntosh在美国专利3，540，894中公开了一种陶瓷浇铸液组成，内含低熔点硼硅酸铅、粘土和Al₂O₃、ZnZrsio₅或Casio₃结晶相。

Hurley等人在美国专利3，717，487中公开了一种陶瓷釉浆浓缩物，特别是将Al₂O₃分散于含有聚甲基丙烯酸酯粘合剂、溶剂和分散剂的釉浆中。

McIntosh在美国专利3，832，192中公开了一种含有硼硅酸铅玻璃和含有尖晶石相结晶物质的生介电片材。

Gardner等人在美国专利3，857，923中公开了一种生陶瓷带，内含麻来石（mullite），分散在如聚乙烯醇缩丁醛的粘合剂中。

Schmank在美国专利3，962，162中公开了一种制造生陶瓷片材的浇铸液，内含耐火材料粉末（如Al₂O₃），分散在聚酯、交联单体、自由基引发剂和脱膜剂制成的溶液中。

Smith等人在美国专利3，988，405中公开了一种浇铸液组成，内含陶瓷材料（特别是玻璃陶瓷），分散在丙烯酸共聚物的胶乳中，共聚用单体之一是可聚合的羧酸。