[发明专利]用于在基板表面上产生三维结构体或结构元件的方法

说明书

本发明涉及用于在基板表面上制造三维结构体或结构元件的糊状组合物，该糊状组合物与作为有机组分的聚合物B1、形成组合物的60重量％至95重量％的固体比例的粉末状材料、以及形成溶剂混合物的至少两种相互不同的溶剂C1和C2一起形成。这里，第一溶剂C1具有比另外的溶剂C2的沸腾温度低的沸腾温度。

技术领域

本发明涉及糊状组合物和在基板表面上制造三维结构体或结构元件的方法，该三维结构体或结构元件优选地包含有利的电化学性能和机械性能。自支撑的功能层或布置在基板上的功能层尤其可以使用糊状组合物制造，特别是通过施加糊状组合物和随后的这些化合物的硬化来形成条状导电功能元件。本发明可以有利地用于制造在电化学电池或传感器处的结构体或结构元件。也可以使用糊状组合物制造粘合的(adhesive)或粘着的(cohesive)连接件。

背景技术

在制造各种电子部件或电气部件时，通过物理气相沉积或化学气相沉积进行功能层的施加。这些技术允许制造非常精细的且特别是薄的结构体。然而，它们不是特别适合于便宜的大批量生产。通过丝网印刷、轮转印刷或移印可以较便宜地制造不同的功能元件。然而，这些技术存在的缺点是只能实现所印刷的结构体的有限长宽比。长宽比理解为结构体的高度(即结构体的厚度(例如功能层的厚度))与其宽度的比率。上述印刷工艺的普遍缺点是不能实现高的层厚度，特别是在小的线宽的情况下。这可以例如导致以下缺点：只能通过更宽的结构体和/或通过更多数量的可用结构体来实现足够低的电阻。在实施窄的结构体时，还必须考虑用于形成糊状稠度的印刷组合物与基板之间的相互作用。糊状物和基板基本上影响所施加的结构体的可能的宽流动。这里，所印刷的结构体显示出朝着窄且高的结构性构造的趋势。因此，长宽比受到限制，并且结构体的宽度或结构元件的宽度实质上显著大于直接形成结构体或形成结构元件的情况。

对于更宽的结构体或结构元件，会经常发生不同的不希望的效果，诸如结构体的坍塌。直接存在于具有糊状组合物的构造上的潮湿层在所印刷的结构体的中心下沉，形成凹部或形成谷，使得结构体或结构元件的竖直向上的表面凹入地成拱形并且任选地形成有单个沟槽状凹部或凹坑(crater)。这产生了额外的工作量，诸如特别是印刷的和干燥的结构体或甚至烧结的结构体的机械加工(例如研磨、铣削)。然而，合适的切削加工工艺是复杂的和/或昂贵的，然而，由于对于已经烧结的结构体，材料的脆性和任选地在基板上形成的结构体的低粘附性可以导致损坏直至完全失效，即报废。至少需要相应的大量时间的努力。通过在生坯状态下的切削加工，同样会发生的是，结构体或结构元件以非限定的方式从在其上形成该结构体或结构元件的相应基板以不希望的形式分离。

为了避免这种情况，干燥的糊状物应该具有非常好的机械性能，然而，这通常是不可实现的，或者只能通过大量努力实现并且与高成本相关。

发明内容

因此，本发明的目的是提供制造自支撑的三维结构体或结构元件、或布置在基板上的三维结构体或结构元件的可行性，该三维结构体或结构元件可以优选地形成为可用于电化学部件的功能层，并且是便宜的，并且特别是可以与在热处理之前接近最终形状的构造结合来实现大的长宽比，在热处理中发生糊状组合物中包含的固体的烧结。

该目的通过使用具有本发明的特征的糊状组合物来实现。本发明限定了一种制造自支撑的三维结构体或结构元件的方法。

糊状组合物形成为优选地非均相混合物，该混合物由粉末状固体A、有机聚合物B1、任选地增塑剂/软化剂/流平剂/润湿添加剂和/或分散添加剂B2、以及用于有机组分B1和B2的至少两种溶剂C1和C2形成。这里，溶剂中的一种C1具有这样的沸腾温度：在该沸腾温度下发生第一溶剂C1的蒸发并且该沸腾温度低于另外的溶剂C2的沸腾温度。第一溶剂C1的沸腾温度有利地比另外的溶剂C2的沸腾温度低至少10K。