[发明专利]采用乙烯吡咯烷酮聚合物的可水显影光敏厚膜组合物

说明书

本发明涉及一种改良的导电或绝缘的光敏厚膜组合物，组合物具有触变性，它有助于降低沉降性，改善流平性及提高印刷速度等一项或多项性能。

多年来多层厚膜电路板被用于增加单位面积电路板的功能。而电路板技术的不断发展对所用的导电和绝缘材料提出了新的要求。

这些组合物含有导电金属或绝缘固体的细小颗粒，以及分散于一种惰性介质中的无机粘合剂。这些厚膜材料通常由丝网印刷制成导电线路所需要的图形。

厚膜材料非常重要，今后亦将如此。但是，这些厚膜材料由丝网印刷成图形时，很难获得精细线条和空间分辨率。这是由于所有的丝网印刷都是随诸如网的质量、隔离胶硬度、印刷速度、分散性等不同而变化的，为了获得好的产品，这些因素需要仔细地控制和不断地调整。

应用光敏厚膜材料的工艺是(1)应用在光敏介质中分散的方法，在基质上形成该材料层，(2)将此层在光照下进行图像式曝光，(3)去掉层上未曝光部分使图像显影，以及(4)灼烧图像曝光处的存留部分，去掉全部残留的有机物并使无机物烧结。

美国专利5,032,478，美国专利5,049,480，美国专利5,032,490，和美国专利4,912,019分别记述了含有金、银、铜和陶瓷的光敏水显影组合物。

本发明可认为是在上述专利组合物中引入一种组分，它有助于获得均一性及在不能灼烧的组合物中引入触变性，从而对上述专利进行的改进。

本发明涉及一种水显影的导电或绝缘组合物，此组合物在氧化性或基本上非氧化性气氛中是可燃的，它包含如下物质的混合物：

(a)导电或绝缘固体的细小颗粒，此颗粒的面积/重量比不超过20m²/g，此外至少占重量80％的颗粒粒径为0.5-10μm，以及

(b)一种无机粘合剂的细小颗粒，它的玻璃化温度范围为325℃-875℃，面积/重量比不超过10m²/g以及至少占重量90％的颗粒粒径为0.4-10μm，(b)/(a)的重量比范围为0.0001-0.25，分散于一种有机载体中，此载体含有

(c)一种共聚物或共聚体的有机聚合物粘合剂，它含有(1)一种非酸性的丙烯酸C₁-C₁₀烷基酯或甲基丙烯酸C₁-C₁₀烷基酯的共聚单体和(2)一种烯键不饱和羧酸，其条件是全部酸性共聚单体至少占聚合物重量的15％，其中有机聚合物粘合剂的分子量不超过50,000。

(d)一种光引发体系，

(e)可光固化的单体，

(f)一种有机介质，光照下经图像式曝光的含有此种有机介质的组分在水溶液中可以显影，水溶液中含有0.8％重量的碳酸钠，其改进包括如下组合物：

(g)一种乙烯吡咯烷酮的均聚物或共聚物。

当组合物导电时，优选的(a)的细小颗粒包括金、银、铂、钯、二氧化钌、烧绿石、铜或其混合物。当组合物为绝缘体，例如，一种不导电物质时，优选的(a)的细小颗粒包括固体陶瓷。

本组合物是光敏的且通常在基质上时进行光照图像式曝光。然后，用一种水性的碱性显影液去掉组合物的未曝光部分而留下曝光部分。然后，组合物在一种氧化的或基本上非氧化的气氛中灼烧。光敏组合物的组分除乙烯吡咯烷酮的共聚物或聚合物外，组合物中的其它组分是已知的。A.导体或绝缘体的固体物

当组合物可导电时，典型地采用金、银、铂、铜、烧绿石或其混合物。事实上任何形状的金属粉末，包括球形颗粒和薄片(棒状、锥状、片状)都可用于本发明。优选的颗粒为球形。已经证明本发明的分散体通常不应含有大量粒径小于0.2μm的颗粒。当这样小粒径的颗粒存在时，其膜或层经灼烧除去有机介质并实现烧结无机粘合剂以及金属固体的烧结时，难于完全烧尽有机介质。另外，所有金属固体物的粒径不应超过20μm。当分散体被用作通常用于丝网印刷的厚膜浆料时，最大粒径不得超过丝网的厚度。优选为至少80％重量的金属固体物在0.5-10μm范围内。

另外，金属颗粒的表面积/重量比不应超过20m²/g，优选为10m²/g且更优选为5m²/g。当使用表面积/重量比超过20m²/g的金属颗粒时，对其与无机粘合剂的烧结性有不利影响。难以充分烧光且可能出现气泡。

当组合物为电绝缘体时，典型地是用高熔点的无机固体材料做绝缘物。绝缘固体的分散体如氧化铝、钛酸盐、锆酸盐和锡酸盐是典型被使用的。也可使用这些材料的前体，即通过灼烧能转化成绝缘体的那些固体材料以及任何这些材料的混合物。