[发明专利]制作单层或多层电路图形的方法

说明书

本发明涉及在含有有机聚合物的膜中扩散法制作单层或多层电路图形的方法。

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254-381微米直径。类似地，在大量生产中导体被限制到127-178微米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102微米行/间距的行清晰度。现已开发出一种能提供127微米或更细的通道和51-76微米行/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形的，经刻蚀后产生细行图形，薄膜导体电镀后可制作具有高导电性的细行图形。

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形的快速、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形的方法，包括下列顺序步骤：

A、在一基片上涂布一个无图形的第一层，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、在该无图形的第一层上涂布一个有图形的第二层，包含有机碱和挥发性溶剂的溶液；

C、加热有图形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，从而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形的区域中的增塑剂和增溶过的酸性聚合物。

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形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形的笫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形制作法，该图示意说明了该方法用于厚膜介电浆料的图形制作时的各个步骤。

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。

将有图形的第二层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。

形成了有图形的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。