Фоточувствительная диэлектрическая композиция

 

ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ преимущественно для изготовления толстопленочных микросхем, включающая свинецсодержащее стекло и раствор позитивного фоторезистора на основе эфиров о-хинондиазидов в органическом растворителе, отличающаяся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и улучшения реологических свойств, она дополнительно содержит раствор сополимера изобутилена с пипериленом и нитрилом акриловой кислоты общей формулы со средней мол. м. - 8000000 в диметилформамиде, а в качестве раствора позитивного фоторезиста на основе эфиров о-хинондиазидов в органическом растворителе содержит раствор позитивного фоторезиста на основе сульфоэфиров о-хинондиазидов в диоксане при следующем содержании компонентов, мас.ч.: Свинецсодержащее стекло - 40,5 - 60,0 Раствор позитивного фоторезиста на основе сульфоэфиров о-хинондиазидов в диоксане (в пересчете на сухой остаток) - 12,2 - 23,8 Сополимер изобутилена, пиперилена и нитрила акриловой кислоты общей формулы - 0,8 - 2,0 Диметилформамид - 6,2 - 11,1 2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 0,1 - 5,0 мас.ч. α - терпинеола.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в частности для изготовления толстопленочных схем. Известна фоточувствительная диэлектрическая композиция полимеризационного типа в виде пасты для толстопленочных микросхем. Она содержит свинецсодержащее стекло, полимерное связующее на основе полиакрилатов или полиметакрилатов, полимеризационно-способные мономеры акрилатного ряда, фотоинициатор метиловый эфир бензоина, ингибитор нитрозодимерное соединение, окисное соединение хрома и растворитель. Недостатками известной композиции являются ее многокомпонентность, увеличивающая трудоемкость приготовления пасты, и сравнительно низкая разрешающая способность. В лучших примерах удается получить размер каналов в слое диэлектрика шириной 75 мкм и более. Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является известная фоточувствительная диэлектрическая композиция для получения рельефного изображения в слое глазури, включающая 31-49 мас.ч. свинецсодержащего стекла и 51-69 мас.ч. раствора позитивного (на основе эфиров о-хинондиазидов) или негативного фоторезиста. Недостатками известной композиции являются ее плохие реологические характеристики (низкая вязкость), исключающие использование для нанесения этой композиции наиболее удобного метода трафаретной печати, и недостаточная разрешающая способность рельефного изображения в слое глазури (125 мкм). Цель изобретения повышение разрешающей способности композиции и улучшение ее реологических характеристик. Поставленная цель достигается тем, что известная фоточувствительная диэлектрическая композиция, включающая свинецсодержащее стекло и раствор позитивного фоторезиста на основе эфиров о-хинондиазидов в органическом растворителе, дополнительно содержит раствор сополимера изобутилена с пипериленом и нитрилом акриловой кислоты общей формулы -CH₂- --CH= CHCH₂--CH₂-- средняя молекулярная масса 800000 в диметилформамиде, а в качестве раствора позитивного фоторезиста на основе эфиров о-хинондиазидов в органическом растворителе содержит раствор позитивного фоторезиста на основе сульфоэфиров о-хинондиазидов в диоксане при следующем содержании компонентов, мас.ч. Свинецсодержащее стекло 40,5-60,0 Раствор позитивного
фоторезиста на основе
сульфоэфиров о-хинондиазидов
в диоксане (в пересчете на сухой остаток) 12,2-23,8
Сополимер изобутилена,
пиперилена и нитрила акриловой
кислоты общей формулы 0,8-2,0 Диметилформамид 6,2-11,1
Композиция также может содержать 0,1-5,0 мас.ч. α -терпинеола. В качестве свинецсодержащего стекла могут использоваться выпускаемые отечественной промышленностью стекла марок С-279, С-660а и ситаллоцементы марок СЦ-163, СЦ-273 и др. Свинецсодержащее стекло марки СЦ-273 имеет следующий состав: 45,5% PbO, 29,5% SiO₂, 18,5% ZnO, 4,0% TiO₂, 2,5% Al₂O₃. В качестве позитивного фоторезиста используют фоторезист ФП-383, состоящий из 1,2-нафтохинондиазид-(2)-5-сульфоэфира бромированной новолачной фенолформальдегидной смолы, новолачной фенолформальдегидной смолы и диоксана. Технология приготовления смеси (примеры 1-6) для получения фоточувствительной диэлектрической композиции. В фарфоровой чашке смешивают предварительно приготовленный раствор сополимера изобутилена, пиперилена и нитрила акриловой кислоты в диметилформамиде с раствором (в пересчете на сухой остаток) позитивного фоторезиста ФП-383 в диоксане и добавляют свинецсодержащее стекло марки СЦ-273 с размером частиц 0,5-2,5 мкм. Смесь тщательно перетирают с целью гомогенизации и усреднения состава сначала в фарфоровой чашке в течение 5 мин, а затем на пастотерке ч капролоновыми валками в течение 30 мин. Получают пасту с вязкостью, обеспечивающей хорошие реологические характеристики для нанесения методом трафаретной печати. Пасту наносят на керамические подложки через капроновую сетку на установке нанесения ПЦ-40-48 и сушат на воздухе при 80^оС в течение 20 мин. Операции нанесения и сушки повторяют дважды и получают высушенное покрытие с общей толщиной 35 мкм. Высушенный слой фоточувствительной диэлектрической композиции экспонируют через фотошаблон с топологическим рисунком для определения разрешающей способности, содержащим линии шириной 25-200 мкм с расстоянием между ними 25-300 мкм, на установке с ртутной лампой мощностью 375 Вт. После экспонирования слой проявляют 0,5%-ным раствором тринатрийфосфата, при этом облученные участки слоя вымываются, формируя рисунок диэлектрически схемы, промывают дистиллированной водой, сушат при 150^оС в течение 60 мин и вжигают в конвейерной печи при максимальной температуре 750^оС. При этом в диэлектрическом слое образуются каналы шириной, измеренной на микросхеме УИМ-21 и определяющей разрешающую способность предлагаемой композиции. В табл.1 приведены составы смесей для приготовления предложенной композиции. Составы и сравнительная оценка предлагаемой композиции и прототипа приведены в табл.2. Как видно из приведенных примеров, предлагаемая фоточувствительная диэлектрическая композиция имеет более высокую по сравнению с известной разрешающую способность, обеспечивающую получение каналов в слое диэлектрика шириной 50-65 мкм, что позволяет значительно увеличить плотность расположения элементов в толстопленочных микросхемах, повышая степень интеграции последних до третьего уровня. Предлагаемая композиция обладает хорошими реологическими характеристиками, позволяющими использовать для нанесения композиции наиболее удобный метод трафаретной печати, а также традиционное оборудование для получения толстопленочных микросхем.

Формула изобретения

1. ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ преимущественно для изготовления толстопленочных микросхем, включающая свинецсодержащее стекло и раствор позитивного фоторезистора на основе эфиров о-хинондиазидов в органическом растворителе, отличающаяся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и улучшения реологических свойств, она дополнительно содержит раствор сополимера изобутилена с пипериленом и нитрилом акриловой кислоты общей формулы

со средней мол. м. - 8000000 в диметилформамиде, а в качестве раствора позитивного фоторезиста на основе эфиров о-хинондиазидов в органическом растворителе содержит раствор позитивного фоторезиста на основе сульфоэфиров о-хинондиазидов в диоксане при следующем содержании компонентов, мас.ч.:
Свинецсодержащее стекло - 40,5 - 60,0
Раствор позитивного фоторезиста на основе сульфоэфиров о-хинондиазидов в диоксане (в пересчете на сухой остаток) - 12,2 - 23,8
Сополимер изобутилена, пиперилена и нитрила акриловой кислоты общей формулы - 0,8 - 2,0
Диметилформамид - 6,2 - 11,1
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 0,1 - 5,0 мас.ч. α - терпинеола.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2