[发明专利]光敏半水可显影的陶瓷涂层组合物

说明书

本发明涉及一种改进的光敏陶瓷涂层组合物，具体地说是涉及一种对烧制陶瓷起前体作用的涂层组合物，该前体在形成多层厚膜电路是特别有用的。

本发明涉及一种在1986年9月23日出版的，Dueber等人的U.S    Patent    4，613.560中已公开的，又经改进的光敏陶瓷涂层组合物，它能在基本上是非氧化性的气氛中被烧制。这份专利公开了一种涂层组合物，它包含下列掺合剂：

（a）磨细的陶瓷固体颗粒，其表面积与重量之比不大于10米²/克，并且至少75%（重量）的颗粒的尺寸为1-10微米。

（b）一种磨细的无机粘结剂颗粒，其表面积与重量之比不大于10米²/克，并且至少95%（重量）的颗粒的尺寸为1-10微米，（b）与（a）的重量比为0.6-2。该无机粘结剂颗粒分散在有机介质中，该有机介质包含

（c）选自由下列物质构成的物组中的一种有聚合粘结剂：（1）丙烯酸C_1-10烷基酯、异丁烯酸C_1-10烷基酯、α-甲基苯乙烯和0-2%（重量）的烯不饱和羧酸、胺或含硅烷的化合物的均聚物和共聚物。（2）C_1-10烷基单链烯的均聚物和共聚物。（3）C_1-4烯化氧的均聚物和共聚物及其混合物，该粘结剂占无机固体颗粒总量的5-25%（重量）。

（a）一种光引发体系，它溶于

（e）光致硬化的单体，和

（f）挥发性的非水有机溶液。

如这份专利所述，工艺包括将该涂层组合物（1）薄层、多层地涂敷到陶瓷基体上，（2）成像曝光于光化照射中，以引起该膜被暴区的硬化，（3）用溶剂显影以除去该膜的未曝光区，以及（4）在基本上非氧化性的气氛中烧制以完成有机介质的挥发和无机粘结剂与陶瓷固体颗粒的烧结。

作为本发明的另外的背景是，多年来一直使用厚膜电路来提高每单位面积的电路官能度。电路技术的最新进展又对作此用途的绝缘材料提出了新的要求。迄今为止，用于复接电路的一直是传统的厚膜绝缘组合物。它们由分散在惰性有机介质中的磨细的绝缘固体颗粒和无机粘结剂构成。这样的厚膜材料通常通过网板印刷涂敷。虽然它们同样地也可以用其它方法涂敷。

这种类型的厚膜材料是十分重要的，并将仍是这样。然而，当用网板印刷法涂敷这些厚膜材料时，却难于得到精细的线和间隙的分辨度。最重要的是网板印刷的全部参变量，如网板质量、橡胶滚子的硬度、印刷速度、分散特性等都要极仔细地控制和不断地监测以获得良好产品的产率。当然，使用厚膜导体和电阻材料时，也存在类似问题。

一条解决这一问题的途经是（1）借助在光敏介质中的悬浮体将一绝缘材料层敷于基体上。（2）将该层经光化照射成像曝光。（3）使溶剂使图形显影以去除该层的未曝光部分，以及（4）烧制保留下的已曝光的图形部分以去除所有的遗留下的有机物质而烧结无机物质。

现有技术的组合物，特别是U.S.P    4，613，560所公开的组合物的缺点是：在成像暴光于光化照射后，必须用有机溶剂来使这种物料显影，即用有机溶剂去除未暴光于光化照射下的组合物区域而不去除已曝光的区域。

本发明涉及一种光敏陶瓷涂层组合物，它可在基本上是非氧化性气氛下烧制，它含有以下物质的掺合物：

（a）磨细的陶瓷固体颗粒，其表面积与重量之比不大于10米²/克，并且至少80%（重量）的颗粒的尺寸为1-10微米，和

（b）一种磨细的无机粘结剂颗粒，它的玻璃化转变温度在550-825℃的范围内，其表面积与重量的比不大于10米²/克，并且至少90%（重量）的颗粒的尺寸为1-10微米，（b）与（a）的重量比在0.6-2的范围内，该无机粘结剂颗粒分散在一种有机介质中，该有机介质包括：

（c）一种有机聚合粘结剂，和

（d）一种光引发体系，它溶于

（e）光致硬化的单体，和

（f）一种有机介质。

其中的改进包括：一种有机聚合粘结剂，该粘结剂含有一种丙烯酸C₁-C₁₀烷基酯或异丁烯酸C₁-C₁₀烷基酯，和一种烯不饱和羧酸的共聚物或共聚体，其中粘结剂内的由不饱和羧酸衍生的部分构成该聚合物的5-小于15%（重量）。并且其中该粘结剂的分子量不大于100000，而且其中经成像暴光于光化照射的该组合物是在一种含0.62%（重量）的硼酸钠和8.7%（重量）的丁基溶纤剂的水溶液中可显影的。