專利名稱：用于導(dǎo)線交叉點(diǎn)的印刷電子的絕緣組合物的制作方法
用于導(dǎo)線交叉點(diǎn)的印刷電子的絕緣組合物本發(fā)明涉及一種特別是用于導(dǎo)線交叉點(diǎn)的印刷電子的絕緣組合物。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種制備該類絕緣組合物的方法。本發(fā)明進(jìn)一步提供根據(jù)本發(fā)明的組合物用于將印刷線路中相互疊加排列的印制導(dǎo)線絕緣的用途。本發(fā)明另外涉及間隔體(Abstandshalter)在絕緣組合物中的用途,其中該絕緣組合物特別地用于印刷線路中相互疊加排列的印制導(dǎo)線的絕緣。因此本發(fā)明涉及印刷線路技術(shù)領(lǐng)域。如果在基板上排列電導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，則導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度主要取決于是否可以在印刷線路的設(shè)計(jì)中提供不同印制導(dǎo)線的交叉可能性。該類交叉可能性一直是通過(guò)絕緣層和在絕緣層之上作為橋的導(dǎo)電連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。復(fù)雜的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)被用于許多“印刷電子”領(lǐng)域以及用于共平面天線結(jié)構(gòu)的HF設(shè)計(jì)中和用于RFID天線和顯示器的制造中。印刷線路的制備例如由DE43 32 282 Al已知。該公開(kāi)出版物中描述了一種在基板上制備印制導(dǎo)線圖案的方法，是通過(guò)絲網(wǎng)印刷和隨后熱處理以便將印刷的印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)化成粘附的金屬印制導(dǎo)線。根據(jù)DE43 32 282 Al，在該方法中常常發(fā)生對(duì)基板粘附不充分的問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，DE 43 32 282 Al提出了對(duì)通過(guò)絲網(wǎng)印刷和隨后熱處理制備的第一印制導(dǎo)線構(gòu)型，至少對(duì)部分構(gòu)型，通過(guò)絲網(wǎng)印刷和隨后熱處理施加至少第二印制導(dǎo)線層。在DE 43 32 282 Al中并沒(méi)有介紹交叉印制導(dǎo)線的問(wèn)題和這些印制導(dǎo)線之間的絕緣問(wèn)題。另外，根據(jù)DE 43 32 282 Al的方法具有的不利之處在于分別對(duì)于兩個(gè)連續(xù)施加的印制導(dǎo)線的燒結(jié)要求800°C以上的溫度，使得只能使用可經(jīng)受該溫度而特別是沒(méi)有變形的相應(yīng)的基板材料。公開(kāi)出版物DE298 24 033 Ul涉及一種用于半導(dǎo)體芯片的載體，該載體為平面形式，由撓性的介電材料組成,該介電材料上施加了至少一個(gè)具有用于無(wú)接觸數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠≈茖?dǎo)線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片。由導(dǎo)電聚合物或粘結(jié)劑形成的印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)被直接印刷到包括紙、紙板、卡紙板或織物材料的載體上。在此公開(kāi)出版物中，也沒(méi)有介紹交叉印制導(dǎo)線的問(wèn)題和這些印制導(dǎo)線之間的絕緣問(wèn)題。公開(kāi)出版物DElO 2007 028 357 Al涉及一種轉(zhuǎn)發(fā)器卡，它包含在沒(méi)有中間層的情況下在兩個(gè)塑料保護(hù)片之間排列的載體基板，在基板上面排列著具有兩個(gè)饋線終端(Speiseanschluss)和連接饋線終端的印制導(dǎo)線的平面環(huán)形天線，以及具有兩個(gè)天線接線端的集成電路，其中該天線接線端與兩個(gè)饋線終端電連接和將該集成電路相對(duì)于環(huán)形天線進(jìn)行排列，使得印制導(dǎo)線不穿過(guò)集成電路的天線接線端之間。在此公開(kāi)出版物一個(gè)特別的實(shí)施方案中，印制導(dǎo)線交叉并且通過(guò)非導(dǎo)電分離元件電絕緣。分離元件可以通過(guò)額外的非導(dǎo)電層形成。在DElO 2007 028 357 Al中沒(méi)有更詳細(xì)地描述該非導(dǎo)電層。公開(kāi)出版物EPl 535 957 A涉及一種用于基于含填料的熱穩(wěn)定性塑料的工具的外部絕緣的熱絕緣板。該熱穩(wěn)定性塑料是聚四氟乙烯(PTFE)，填料是具有0.01至300μπι的平均直徑的中空球體。熱絕緣板中中空玻璃球的量是5至70重量％。所述中空球體可由耐化學(xué)玻璃、陶瓷或耐高溫?zé)崴苄运芰辖M成。在該公開(kāi)出版物中沒(méi)有討論用于絕緣印制導(dǎo)線的組合物的用途。
US2002/0058137 Al公開(kāi)了一種絕緣組合物，其包含至少一種具有5至20 μ m顆粒尺寸的絕緣間隔體，但它并沒(méi)有公開(kāi)所指出的顆粒尺寸是顆粒直徑d5(l還是顆粒直徑d9(l或另外的參數(shù)。絕緣組合物中間隔體的量是5至15%，但它并沒(méi)有公開(kāi)這是以重量計(jì)還是以體積計(jì)的量或者另外的量。然而，與這些無(wú)關(guān)，在如此低含量情況下的出發(fā)點(diǎn)為，在如此少的間隔體含量情況下，間隔體之間的層厚度下降太大，因?yàn)殚g隔體填充得不足夠緊致。在該情況下，盡管測(cè)定的是原則上足以絕緣的層厚度，但是在顯微鏡下看到球體彼此的間隔非常大并且球體之間只有幾μ m的層厚度。當(dāng)間隔體之間的層厚度太小時(shí)，就存在不均勻性和毛細(xì)管的風(fēng)險(xiǎn)。如果絕緣用基于溶劑的銀導(dǎo)電糊進(jìn)行套印，一方面是溶劑另一方面是銀的遷移率會(huì)在Z方向上，就是與基板垂直的方向上導(dǎo)致低阻抗連接。少量間隔體還要求高的粘合劑含量，從而粘合劑中含有的溶劑總量也是高的。相應(yīng)地溶劑只有用高花費(fèi)和/或高溫才能蒸發(fā)出去。這導(dǎo)致對(duì)要施涂絕緣組合物的基板產(chǎn)生負(fù)擔(dān)。因此許多在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上有利的塑料不能作為基板使用。原則上適合用于制備絕緣橋的許多糊料體系是商業(yè)上提供的。然而，這些糊料的干燥在大多數(shù)情況下是在高溫下，例如在80°C以上、或者甚至在100°C以上進(jìn)行，這限制了用于基板的材料的選擇。因此，只有在上述溫度下保持不變形的基板材料才可以使用，例如聚碳酸酯(PC)或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。絕緣橋另外必須在印制導(dǎo)線之間具有一定的深度或厚度以便具有足夠的絕緣效果。然而，因?yàn)樵S多商業(yè)上可以得到的絲網(wǎng)印刷糊料僅允許較小的層厚度，絕緣橋必須通過(guò)重復(fù)印刷施涂，這也降低了干燥時(shí)能量的引入在箔材上的負(fù)荷。然而，這要求多個(gè)干燥步驟，這另外消耗能量和時(shí)間而使該方法不經(jīng)濟(jì)?；蛘?，絕緣橋也可在接觸區(qū)通過(guò)具有間隙的保護(hù)性絕緣箔形成，并且在其上可以印刷第二導(dǎo)線。然而，這要求保護(hù)箔的精確定向。這里的問(wèn)題是層壓品的溫度敏感性和所導(dǎo)致的尺寸穩(wěn)定性缺乏。從工藝技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō)還有利的是能夠使用比聚碳酸酯類的那些更便宜的基板。在這一方面令人感興趣的基板材料是，例如聚氯乙烯(PVC)。然而，這種材料具有80°C的較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg，使得不能使用絕緣組合物進(jìn)行干燥時(shí)的常規(guī)溫度并且在常規(guī)干燥溫度下基板發(fā)生變形。例如，聚氯乙烯基板在60°C之上的溫度就已經(jīng)會(huì)發(fā)生變形。同時(shí)，用于制備絕緣橋的商業(yè)上可得的糊料通常不適合用于在基板如聚氯乙烯基板保持不變形的低溫下的熱干燥。使用UV-干燥漆也導(dǎo)致能量引入，這會(huì)導(dǎo)致例如聚氯乙烯箔變形。因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種絕緣組合物，該組合物在施涂到帶有印制導(dǎo)線的基板上之后可在低溫下干燥，特別是在70°C以下的溫度下干燥。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種絕緣組合物，該組合物在需要實(shí)現(xiàn)足夠的絕緣效果的層厚度下可在低溫下干燥，特別是在70°C以下的溫度下干燥。實(shí)現(xiàn)足夠絕緣效果所需要的相應(yīng)的層厚度通常在3至40 μ m范圍內(nèi)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種絕緣組合物，該組合物可通過(guò)優(yōu)選簡(jiǎn)單的印刷工藝、更優(yōu)選以單個(gè)濕印步驟或單個(gè)濕壓濕印刷步驟，以足以實(shí)現(xiàn)絕緣效果的厚度施涂，從而降低在絕緣組合物施涂之后由于干燥時(shí)能量引入而對(duì)基板造成的負(fù)荷。這些目的通過(guò)下面更詳細(xì)描述的根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物得以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的組合物特征在于其包含至少一種具有3至40 μ m的中值顆粒尺寸d50的絕緣間隔體。在本發(fā)明范圍內(nèi)，間隔體理解為是絕緣組合物的一種組分，其一方面具有絕緣性能，另一方面由于其顆粒尺寸和顆粒形狀而產(chǎn)生致密填充的并因此可靠的厚絕緣層。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該間隔體具有基本為球形的形狀并且-當(dāng)作為絕緣組合物施涂時(shí)-產(chǎn)生基本上盡可能緊致的球形填充物。因此，作為間隔體考慮的是，一方面具有足夠的絕緣性能另一方面具有足夠的顆粒尺寸和顆粒形狀的組分。通過(guò)間隔體的絕緣性能，確保在線路中在印制導(dǎo)線的交叉點(diǎn)區(qū)域沒(méi)有發(fā)生不可靠的電容負(fù)荷。另外，通過(guò)間隔體的顆粒尺寸，確保絕緣材料的深度是足夠的。在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，可以使用具有光轉(zhuǎn)化性能的間隔體，其允許間隔體在絕緣組合物中的包埋可目視檢查。該間隔體可進(jìn)一步具有IR吸收性能，使得導(dǎo)入的熱優(yōu)選進(jìn)入到絕緣層中而不是進(jìn)入基板中。作為一級(jí)近似值，電容負(fù)荷受到兩個(gè)參數(shù)影響，即印制導(dǎo)線之間的滲透性和間隔。在本發(fā)明范圍內(nèi)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有利的是使用具有3至40 μ m的中值顆粒直徑d5(l的間隔體。另夕卜，進(jìn)一步優(yōu)選具有0.5至20 μ m的平均顆粒直徑d9(l的間隔體(下文中與其它間隔體的混合物也稱作“第一間隔體”)。此外，在本發(fā)明范圍內(nèi)優(yōu)選的是，基本上球形的間隔體具有窄的尺寸分布。例如，當(dāng)如下情況時(shí)，在本發(fā)明意義上存在窄的尺寸分布:
(1)通過(guò)12μ m尺寸的篩網(wǎng)的顆粒比例為75至97% ；
(2)通過(guò)22μ m尺寸的篩網(wǎng)的顆粒比例為99至100% ;和
(3)通過(guò)45μ m尺寸的篩網(wǎng)的顆粒比例為100%。在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述配制劑含有不同顆粒尺寸的填料。從而可以實(shí)現(xiàn)填料顆粒在粘合劑基質(zhì)中更緊致的填充。因此，具有不同具體顆粒尺寸的間隔體可以混合，以便使得印刷層中的顆粒填充緊密。例如，可以向上述尺寸的顆粒(“第一間隔體”)中加入具有12至26 μ m的中值直徑d5(1的間隔體。這些顆粒優(yōu)選進(jìn)一步具有0.5至70 μ m的平均顆粒直徑d9(l。該間隔體與其它間隔體的混合物下面也稱作“第二間隔體”。通過(guò)混合兩種不同顆粒尺寸的間隔體，防止間隔體之間的層厚度下降太大，因?yàn)樵撻g隔體比如果絕緣組合物中僅僅存在一種顆粒尺寸的間隔體填充得更緊致。如上面已經(jīng)討論的，如果間隔體之間的層厚度太小，可用的絕緣就不再能保證，發(fā)生短路。這兩種不同的顆粒基于重量含量的混合比可以在寬的范圍內(nèi)，例如< 100:0第一:第二間隔體至≥0:100第一:第二間隔體。該混合比優(yōu)選為≤90:10第一:第二間隔體至≥10:90，特別優(yōu)選為≤ 75:25第一:第二間隔體至≥25:75，最特別優(yōu)選為≤60:40第一:第二間隔體至≥40:60。進(jìn)一步優(yōu)選間隔體不超過(guò)給出的尺寸，因?yàn)樘蟮拈g隔體通常不能填充得足夠緊致，使得在此情況下間隔體之間的層厚度也下降太大。在該情況下，盡管測(cè)量的是原則上足夠絕緣的層厚度，但是在顯微鏡下看到球體彼此的間隔非常大并且球體之間只有幾ym的層厚度。因此，根據(jù)本發(fā)明要使用的間隔體優(yōu)選具有小于40 μ m、特別優(yōu)選小于35 μ m、特別是小于30 μ m的中值顆粒直徑d5Q。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物進(jìn)一步優(yōu)選特征在于間隔體以基本球形的形式存在。由此，絕緣組合物中間隔體的填充基本上盡可能緊致，這通常產(chǎn)生均勻的絕緣層深度。并不希望受限于一種理論，與在印刷工藝中不成形的填料相比，球形形狀另外顯示出實(shí)現(xiàn)了滾印(AbiOllen)，從而絲網(wǎng)印刷工藝中使用的絲網(wǎng)的使用壽命相應(yīng)地較長(zhǎng)。因此間隔體基本上以球形結(jié)構(gòu)存在。在本發(fā)明范圍內(nèi)，表述球形結(jié)構(gòu)要理解為間隔體滿足下面關(guān)系式 Ll=I 至 1.5 X L2,
優(yōu)選
Ll=I 至 1.3 X L2,
特別優(yōu)選 Ll=I 至 1.1 X L2,
其中LI是相應(yīng)成型體的二維表述的最大的直徑和L2是最小的直徑。根據(jù)本發(fā)明的成型體的相應(yīng)表述，包括兩個(gè)相應(yīng)直徑LI和L2的表述，顯示于圖2中。根據(jù)本發(fā)明提供的間隔體可以包括玻璃、至少一種陶瓷材料和/或至少一種聚合物和在本發(fā)明特別的實(shí)施方案中，甚至可以由玻璃、陶瓷材料和/或聚合物組成。在另外的實(shí)施方案中，該間隔體也可以包含無(wú)機(jī)玻璃。在此實(shí)施方案中，要特別提到的是使用二氧化硅玻璃和/或石英玻璃。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物含有包含至少一種陶瓷材料的間隔體時(shí),該陶瓷材料可以選自，例如由二氧化鈦、碳酸鈣、二氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅和它們的混合物組成的組。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的絕 緣組合物含有包含至少一種聚合物的間隔體時(shí)，該聚合物可以選自，例如由二乙烯基苯和二乙烯苯與苯乙烯的混合物組成的組。在本發(fā)明范圍內(nèi)，特別優(yōu)選間隔體包含玻璃和特別是由中空玻璃球體組成。適合的間隔體的另一個(gè)重要性能特征特別是絕緣組合物可以借助下面描述的涂覆方法施涂到相應(yīng)的基板上或?qū)Ь€結(jié)構(gòu)上:
在本發(fā)明范圍內(nèi)，用于施涂根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物和因此例如用于制備絕緣橋的適合的印刷和/或涂覆方法原則上是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的任何涂覆和印刷方法，例如刮涂、旋涂、浸涂、噴涂、幕涂、噴嘴涂覆、凸版印刷(例如苯胺印刷)、平版印刷(例如膠版印刷)、孔版印刷(例如絲網(wǎng)印刷)、凹版印刷(例如照相凹版印刷)、移印和/或熱轉(zhuǎn)移印刷。絕緣橋特別可以通過(guò)刮涂、旋涂、浸涂、噴涂和/或幕涂與凹模、掩模或模板結(jié)合進(jìn)行施涂，其中模板特別是在不應(yīng)該被涂覆的地方覆蓋住基板(例如PVC箔)。作為沒(méi)有凹模(Matrizen)、掩?；蚰０?Schablonen)的涂覆方法,特別可使用噴嘴涂覆、凸版印刷(例如苯胺印刷)、平版印刷(例如膠版印刷)、孔版印刷(例如絲網(wǎng)印刷)、凹版印刷(例如照相凹版印刷)、移印和/或熱轉(zhuǎn)移印刷。在本發(fā)明一個(gè)特別的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物特別是通過(guò)絲網(wǎng)印刷施涂。根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所要求的絕緣組合物可在較低的溫度下干燥，從而具有低軟化溫度的基板(例如用于線路的基板)也可與絕緣組合物結(jié)合使用。
所要求的絕緣組合物可以在70°C以下、特別優(yōu)選在65°C以下、特別是在60°C以下的溫度下干燥，其中術(shù)語(yǔ)子藥游絕緣組合物通常要理解為這樣的絕緣組合物，其中絕緣橋?qū)釉谒緶囟认赂稍镏?，可進(jìn)行網(wǎng)格切割試驗(yàn)以檢查干燥的完成度。如果網(wǎng)格切割試驗(yàn)被評(píng)價(jià)為網(wǎng)格切割值(GT值)“0”，在本發(fā)明的意義上該層是干燥的。GT值“O”指的是，在用網(wǎng)格切割裝置(以1_間隔劃6個(gè)平行的切痕和與其垂直，同樣以1_間隔劃6個(gè)平行的切痕)切割之后，在除去粘合帶之后可觀察到印刷層沒(méi)有剝離。根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)選擇適合的粘合劑和適合的溶劑與根據(jù)本發(fā)明提供的間隔體結(jié)合，可以用單個(gè)絲網(wǎng)印刷步驟通過(guò)濕法或濕壓濕法印刷絕緣組合物。適合的粘合劑和溶劑的選擇在下面更詳細(xì)地進(jìn)行了討論。下面對(duì)根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物的其它組分進(jìn)行描述。根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物可以含有粘合劑。粘合劑優(yōu)選地選自由如下化合物組成的組:纖維素酯、纖維素醚、橡膠衍生物、聚酯樹(shù)脂、不飽和聚酯、醇酸樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、酰胺樹(shù)脂、酮樹(shù)脂、二甲苯-甲醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、苯氧樹(shù)脂、聚烯烴、聚氯乙烯、聚乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、共聚酯、聚酰胺、硅樹(shù)脂、聚氨酯和它們的混合物。所述粘合劑優(yōu)選包含聚氨酯。所述粘合劑具體可選自由如下化合物組成的組:單組分聚氨酯、雙組分聚氨酯、水性聚氨酯分散體和聚氨酯熱熔融粘結(jié)劑。所述糊料可優(yōu)選包含一種或多種含預(yù)聚物的單組分聚氨酯或由其形成，該預(yù)聚物可通過(guò)醇與化學(xué)計(jì)量過(guò)量的具有大于2和最多4的平均官能度的多官能異氰酸酯反應(yīng)而制備。該預(yù)聚物可任選進(jìn)一步包含添加劑和/或溶劑。該預(yù)聚物可以例如通過(guò)多異氰酸酯與醇反應(yīng)，形成氨基甲酸酯基團(tuán)和末端異氰酸酯基團(tuán)而得到，所述醇是多元醇與平均單官能的醇的混合物。特別優(yōu)選所述糊料含有聚碳酸酯或不同聚碳酸酯的混合物或聚碳酸酯與其它塑料例如ABS的塑料共混物作為粘合劑。另外，根據(jù)本發(fā)明的組合物通常含有至少一種溶劑。優(yōu)選對(duì)該溶劑進(jìn)行選擇使得粘合劑溶解并且同時(shí)對(duì)基板沒(méi)有產(chǎn)生損害。然而，另外，粘合劑應(yīng)當(dāng)允許基板用根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物完全潤(rùn)濕。適合的溶劑是，例如乙酸2-甲氧基-1-甲基乙基酯、1，2，4-三甲基苯、3-乙氧基丙酸乙酯和石腦油、以及上述溶劑的任意混合物。適合的粘合劑和溶劑的選擇一方面取決于根據(jù)本發(fā)明所得的絕緣組合物可以在例如70°C以下的低溫下干燥的事實(shí)。另一方面，溶劑和粘合劑必須彼此匹配使得當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物通過(guò)絲網(wǎng)印刷施涂時(shí)絲網(wǎng)不會(huì)變得堵塞。借助絲網(wǎng)印刷方法，可以通過(guò)濕法或通過(guò)濕壓濕法在單個(gè)工藝步驟中達(dá)到10至70 μ m、特別優(yōu)選20至50 μ m的絕緣層層厚度。根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物可包含至少一種選自添加劑、(另外的)填料和它們的混合物的其它組分。在本發(fā)明范圍內(nèi)，添加劑可以選自例如由以下物質(zhì)組成的組:增稠劑、流變添加劑、附著促進(jìn)劑、防沫劑、脫泡劑、流平劑和它們的混合物。根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物的各組分可以以寬范圍的量存在于組合物中，只要它們能夠充分滿足它們?cè)诮M合物中的功能的目的。各組分相應(yīng)的含量可由本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員通過(guò)常規(guī)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。通常，在每種情況下基于絕緣組合物，間隔體的量為I至90重量％，優(yōu)選20至90重量％，更優(yōu)選10至80重量％，特別是20至80重量％，特別優(yōu)選20至70重量％，最特別優(yōu)選30至60重量％。高的間隔體含量也防止了間隔體之間的層厚度下降太大，因?yàn)殚g隔體由于它們的高含量而填充緊致。通常，在每種情況下基于絕緣組合物，粘合劑的量為I至70重量％，優(yōu)選5至60重量％，特別優(yōu)選10至50重量％。通過(guò)高的間隔體含量，就需要較少的粘合劑，由此是粘合劑中含有的溶劑總量也是低的。從而，溶劑可以更快地蒸發(fā)出來(lái)。因此，根據(jù)本發(fā)明的組合物可優(yōu)選在低溫下干燥。特別地，在本發(fā)明范圍內(nèi)，可以在低于70°C、特別優(yōu)選低于65°C、特別優(yōu)選低于60°C的溫度下有效地干燥根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物。因此，在本發(fā)明范圍內(nèi)也可以在這樣的基板上制備線路:該基板在較高溫度下、特別是在高于70°C、特別優(yōu)選高于65°C、特別優(yōu)選高于60°C的溫度下產(chǎn)生變形，并因此不能與現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)絕緣組合物結(jié)合使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比高的間隔體含量相應(yīng)地具有雙重效果:間隔體之間的層厚度不會(huì)下降太大，并且粘合劑中的溶劑可以在較低溫度下蒸發(fā)出去。如前面已經(jīng)所述，如果存在兩種不同顆粒尺寸的間隔體混合物，就可以實(shí)現(xiàn)額外的效果?？梢耘c根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物結(jié)合使用的優(yōu)選基板是聚氯乙烯(PVC)。因?yàn)榇瞬牧显?0°C以上的低溫下長(zhǎng)時(shí)間熱負(fù)荷時(shí)和在70°C以上的溫度時(shí)短時(shí)間的熱作用下已經(jīng)變軟，置于此基板上的印刷層也必須在這些中等溫度下干燥。因此，用于制備絕緣橋的根據(jù)本發(fā)明的組合物含有能夠在70°C以下的溫度進(jìn)行干燥的溶劑和粘合劑。如已經(jīng)提到的，適合于該目的的溶劑的例子是乙酸2-甲氧基-1-甲基乙基酯、1，2，4-三甲基苯、3-乙氧基丙酸乙酯、石腦油、和它們?nèi)我獾幕旌衔铩Ｔ撊軇┨貏e與聚碳酸酯粘合劑結(jié)合使用。用于基板的其它優(yōu)選材料是PETG (帶有二醇的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、TPU(熱塑性聚氨酯)、PE (聚乙烯)和基于烯烴的材料，該材料以PPG工業(yè)公司的商標(biāo)TESLIN售賣并含有60重量％非磨填料和65%體積空氣。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種電路，其包含基板和置于其上的至少一個(gè)印制導(dǎo)線，其中該印制導(dǎo)線被根據(jù)本發(fā)明的干燥絕緣組合物覆蓋。該基板可優(yōu)選是在高于70°C、特別優(yōu)選高于65°C、特別優(yōu)選高于60°C的溫度下發(fā)生變形的基板。或者，在本發(fā)明范圍內(nèi)，也可以使用任何需要的其它基板例如基于聚碳酸酯的基板。制備所述根據(jù)本發(fā)明的線路通過(guò)本身已為本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員所知的方法進(jìn)行。各印制導(dǎo)線以及線路的絕緣橋可通過(guò)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的涂覆和印刷方法施加到基板上，例如刮涂、旋涂、浸涂、噴涂、幕涂、噴嘴涂覆、凸版印刷(例如苯胺印刷)，平版印刷(例如膠版印刷)、孔版印刷(例如絲網(wǎng)印刷)、凹版印刷(例如照相凹版印刷)、移印和/或熱轉(zhuǎn)移印刷。特別地，該絕緣橋可以通過(guò)刮涂、旋涂、浸涂、噴涂和/或幕涂與凹模、掩?；蚰０褰Y(jié)合進(jìn)行施涂，其中模板特別是在不應(yīng)該被涂覆的地方覆蓋住基板(例如PVC箔)。作為沒(méi)有凹模、掩模或模板的涂覆方法，特別可以使用噴嘴涂覆、凸版印刷(例如苯胺印刷)，平版印刷(例如膠版印刷)、孔版印刷(例如絲網(wǎng)印刷)、凹版印刷(例如照相凹版印刷)、移印、數(shù)字印刷和/或熱轉(zhuǎn)移印刷。優(yōu)選通過(guò)絲網(wǎng)印刷法施涂絕緣橋，如上面已討論。因此根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物可以特別以例如在兩個(gè)印制導(dǎo)線之間的電路上的絕緣層的形式存在。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于制備根據(jù)本發(fā)明的相應(yīng)的絕緣組合物的方法。為此，將前文所述的各組分以任何需要的順序一起混合。也可將根據(jù)本發(fā)明提供的間隔體與市售可得的絕緣組合物混合。大量市售可得的產(chǎn)品可適合作為商品絕緣組合物，特別是作為粘合劑，該類產(chǎn)品是市售的，例如德國(guó)拜仁州Weifienburg的Pr511 KG公司生產(chǎn)的商品名Noriphan HTR、Noriphan PC1、Noriphan N2K、Noricryl 和 NoriPET,或德國(guó) Tamm 的 MarabuGmbH & C0.KG 公司生產(chǎn)的商品名 Maraflex FX,或 Fujifilm Sericol Deutschland GmbH生產(chǎn)的商品名Polyplast PY或Coates Screen Inks GmbH生產(chǎn)的商品名絲網(wǎng)印刷墨(Siebdruckfarben) HG、SG、CP> CX、PK、J、TL 和 YN 或美國(guó) Shawnee 的 Nazdar 公司生產(chǎn)的商品名 1500 系列 UV Plexiform、1600 Power Print 系列、1700 Versa Print、3200 系列、1800 Power Print plus、9700 系列、PP 系列、7200 Lacquer 和 7900 系列。因此，在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明還涉及上述類型的間隔體在絕緣組合物中的用途。根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物可以在“印刷電子”的所有領(lǐng)域以及在共面天線結(jié)構(gòu)的HF設(shè)計(jì)中和在RFID天線和顯示器的制備中被用于絕緣目的。根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物用途的例子在下面參考

圖1更詳細(xì)地進(jìn)行描述。圖1顯示了帶有導(dǎo)線交叉點(diǎn)的RFID天線形式的印刷電子。為此，通過(guò)絲網(wǎng)印刷在PVC基板3上以共面形式制備兩個(gè)印制導(dǎo)線I和2。兩個(gè)印制導(dǎo)線I和2經(jīng)連接導(dǎo)線4在它們的相應(yīng)端彼此連接，以提供電感應(yīng)(inductivity)。為了防止在所得的導(dǎo)線回路中發(fā)生短路，要求印制導(dǎo)線I和2的絕緣套印(絕緣橋)5在連接導(dǎo)線4下面。該絕緣套印(絕緣橋)由根據(jù)本發(fā)明的絕緣組合物形成。本發(fā)明借助下面的實(shí)施例更詳細(xì)地進(jìn)行描述，但并不局限于此。實(shí)施例1
為了配制根據(jù)本發(fā)明的印刷糊料，將Pr011 Noriphan HTR 093透明漆(80重量％ )和Noriphan HTR 097緩聚劑(20重量％)的70.2g混合物放置到聚丙烯塑料燒杯中，加入
14.4g TiO2 (Kronos Titan GmbH)。然后加入 15.4g 中空玻璃球 S60 (3M Deutschland GmbH,41453 Neuss)。該中空玻璃球具有30 μ m的d5(l值。將燒杯旋緊，并在Collomix Ruhr- undMischgerate GmbH的BlAX 22/23雙軸混合機(jī)中進(jìn)行均化3分鐘。然后通過(guò)絲網(wǎng)印刷法將混合物印刷到PVC箔上的銀印制導(dǎo)線上。在65°C下在連續(xù)干燥器中進(jìn)行干燥，然后在58°C下在循環(huán)空氣干燥箱中干燥30分鐘。在隨后的印刷步驟中，在絕緣橋上印刷另外的銀印制導(dǎo)線。干燥后，測(cè)量層厚度。銀印制導(dǎo)線的厚度為28至32 μ m,絕緣橋的厚度和銀印制導(dǎo)線的厚度一起為60至67 μ m。因此絕緣橋厚度單獨(dú)為大約30至35 μ m。用Keyence (KeyenceDeutschland GmbH,63263 Neu-1senburg)的 GT-H10 數(shù)字測(cè)量傳感器測(cè)量厚度。實(shí)施例2 為了配制根據(jù)本發(fā)明的另外的印刷糊料，Pr011 Noriphan HTR 093透明漆(80重量％ )和Noriphan HTR 097緩聚劑(20重量％ )的49.2g混合物放置到聚丙烯塑料燒杯中，加入 49.2g Spheriglass microspheres 5000 (Velox GmbH, 20457 Hamburg)。然后加入
1.6g日光突光顏料(英格蘭Swada, Stalybridge公司的Astral Pink)。所述玻璃球具有3.5至7.0 μ m的平均直徑。將燒杯旋緊，并在Thinky混合機(jī)ARE-250中進(jìn)行均化2分鐘。然后通過(guò)絲網(wǎng)印刷法將混合物印刷到PVC箔上的銀印制導(dǎo)線上。在55°C下在干燥箱中進(jìn)行干燥30分鐘。在隨后的印刷步驟中，在絕緣橋上印刷另外的銀印制導(dǎo)線。如實(shí)施例1，在干燥后測(cè)量層厚度。絕緣橋的厚度為30至35 μ m。為了測(cè)定粘附性和相應(yīng)地完全干燥性，進(jìn)行網(wǎng)格切割試驗(yàn)。在23°C的溫度和30%的相對(duì)濕度下，用Tesa4104粘合帶測(cè)定網(wǎng)格切割值“O”。實(shí)施例3
為了配制根據(jù)本發(fā)明的另外的印刷糊料，Pr011 Noriphan HTR 093透明漆(80重量％ )和Noriphan HTR 097緩聚劑(20重量％ )的37.16g混合物放置到聚丙烯塑料燒杯中，力口入 41.37g Spheriglass microspheres 5000 和 20.56g Spheriglass microspheres3000 (Velox)0然后加入0.92g日光熒光顏料(Swada公司的Astral pink)。玻璃球具有
3.5 至 7.0 μ m(Spheriglass 5000)或 12 至 26 μ m(Spheriglass 3000)的平均直徑。將燒杯旋緊，并在Thinky混合機(jī)ARE-250中進(jìn)行均化2分鐘。然后通過(guò)絲網(wǎng)印刷法將混合物印刷到PVC箔上的銀印制導(dǎo)線上。在55°C下在干燥箱中進(jìn)行干燥30分鐘。在隨后的印刷步驟中，在絕緣橋上印刷另外的銀印制導(dǎo)線。如實(shí)施例1，在干燥后測(cè)量層厚度。絕緣橋的厚度為65至75 μ m。
權(quán)利要求
1.緣組合物，其包含至少一種具有至少3至40μ m的中值顆粒尺寸d5(l的絕緣間隔體，特征在于間隔體的含量基于絕緣組合物為20至90重量％和/或所述絕緣組合物含有具有至少3至40 μ m的中值顆粒尺寸d5(l和0.5至20 μ m的平均顆粒直徑d9(l的第一絕緣間隔體以及具有12至26 μ m的中值直徑d5(l和0.5至70 μ m的平均顆粒直徑d9(l的第二絕緣間隔體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣組合物，特征在于:所述間隔體以基本球形形式存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的絕緣組合物，特征在于:所述間隔體包括玻璃、至少一種陶瓷材料和/或至少一種聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的絕緣組合物，特征在于:所述絕緣組合物另外包含粘合劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的絕緣組合物，特征在于:所述粘合劑選自于下組:纖維素酯、纖維素醚、橡膠衍生物、聚酯樹(shù)脂、不飽和聚酯、醇酸樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、酰胺樹(shù)脂、酮樹(shù)脂、二甲苯-甲醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、苯氧樹(shù)脂、聚烯烴、聚氯乙烯、聚乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、共聚酯、聚酰胺、硅樹(shù)脂、聚氨酯和它們的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的絕緣組合物，特征在于:所述粘合劑選自聚碳酸酯的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的的絕緣組合物，特征在于:所述組合物是選自下組的溶劑:乙酸2-甲氧基-1-甲基乙基酯、1，2，4-三甲基苯、3-乙氧基丙酸乙酯、石腦油和上述溶劑的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的絕緣組合物，其特征在于:間隔體的含量基于絕緣組合物為I至90重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的絕緣組合物，其特征在于:所述組合物含有至少一種選自由添加劑、另外的填料和它們的混合物組成的組的另外的組分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的絕緣組合物，其為絕緣層形式。
11.備根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的絕緣組合物的方法，其特征在于將絕緣組合物的所有組分一起混合。
12.按權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所定義的間隔體在絕緣組合物中的用途。
13.路，其包含至少一個(gè)基板以及至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求10的絕緣層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的絕緣組合物用于將印刷線路中彼此疊加排列的印制導(dǎo)線絕緣的用途，特別是在印刷電子領(lǐng)域、在共面天線結(jié)構(gòu)的HF設(shè)計(jì)中和在RFID天線和顯示器的制備中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含至少一種粘合劑和至少一種間隔體的絕緣組合物。還描述了該絕緣組合物的制備方法以及該間隔體在絕緣組合物中的用途。
文檔編號(hào)H05K3/46GK103098566SQ201180040904
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者T·貝納特, H·莫伊澤 申請(qǐng)人:拜耳知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司