Стекло, преимущественно, для защиты толстопленочных резисторов

(57) Сущность изобретения: стекло,щественно, для защиты толстоплрезисторов. содержит, мас,0: окси50,0-69,0 Бф РЬО; оксид кремния 1Бф РО 2; оксид бора - 5,0-10,0 Боксид алюминия 0,8-5,0 Бф А 20хрома - 0,5-2,0 Бф Сг 20 з: оксид тит8,0 БФ ТО 2, оксид кадмия 3,0-7,0Характеристика покрытия: ТКЛР(70К , химстойкость (потери веса) в й0,2;6, в Н 2504 0,4-2%, стабильносттивления резистора 2-50 ь. 1 табл,12ательски и реиму.- еночных д свинца 7,0-25,0 Ф В 203: 3; оксид ана 3,0- Бф СбО -73) 10 итут В.А.Моов титут маВ.Д,Жураво ий и Н,В.Ш ательский и 1 ч. 2225159, к 06-4 А 203 0,8-5,0 Сг 2 Оз 0,5-2,0 Сущность изобретения заключается в следующем.Положительное влияние введения оксида алюминия и хрома совместно с оксидами свинца (11), кремния (И), бора, титана (И), кадмия способствуют снижению внутренних механических напряжений в стеклянном покрытии, исключению растрескивания покрытия, улучшению оптических характеристик стекла, повышению химической устойчивости, снижению термического коэффициента линейного расширения и повышению стабильности сопротивления.Анализ известных научно-технических и патентных источников информации показал, что использование в стекле для защиты толстопленочных резисторов оксидов свинца 1, кремния И, бора, титана (И), кадмия в сочетании с оксидами алюминия, хрома (111) неизвестно. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидеМ 1210374, кл. С 03Заявка Японииопубл, 1987.Патент СШАопубл. 1940. тельство СССРС 3/125, 1985.М 62-265144, кл. С 03 С,Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для защиты толстопленочных резисторов от внешних воздействующих факторов, в том числе для защиты от агрессивных растворов. содержащих щелочи. кислоты,Целью изобретения является повышение. химической устойчивости, снижение термического коэффициента линейного расширения и повышение стабильности сопротивления.Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее оксид свинца ( ), оксид кремния (И), оксид бора, оксид титана (И), оксид кадмия дополнительно содержит оксид алюминия, оксид хрома (111) при следующем соотношении компонентов, мас.0:РЬО 50,0-69,0 51 02 17.0-25,0 В 20 з 5,0-1 0.0Т 02 3,0-8,0 СсО 3,0-7,0 806106 АЗ15 25 30 35 40 50 Существенность отличительных признаков заявляемого материала характеризуется следующим,При введении в состав стекла оксида свинца в количестве более 69 мас.; увеличивается концентрация в нем точечных дефектов, вследствие чего ухудшается стабильность сопротивления, снижается химическая устойчивость. При введении в состав стекла оксида свинца в количестве менее 50 мэс., и оксида кремния более 25 мэс.% увеличивается температура деформации стекла, что приводит к снижению стабильности сопротивления резистора.Введение в состав стекла оксида кремния менее 17 мэс.Я ведет к снижению химической устойчивости, которая проявляется в повышении скорости растворения стекла в растворах, содержащих гидрооксид натрия, серную кислоту из-зэ снижения количества устойчивых связей в его структурной сетке,При введении в состав стекла оксида титана более 8,0 мас.4 происходит кристаллизация стекла с потерей требуемых функциональных свойств,Введение в состав стекла оксида титана менее 3,0 мэс.приводит к снижению химической устойчивости, которая проявляется в увеличении скорости растворения стекла в растворах, содержащих щелочь и серную кислоту.При введении в состав стекла оксида кадмия более 7,0 мас, Я, наблюдается увеличение термического коэффициента линейного расширения, проявляющегося в растрескиеэнии стеклянного покрытия на операциях металлиээции торцев чип-резисторов, вследствие несовместимости ТКЛР стекла, стеклофаэы резистора и подложки.Введение в состав стекла оксида кадмия в количестве леденев 3 мас4 приводит к снижению химической устойчивости стекла, увеличению нестабильности сопротивления резисторов вследствии, вероятно, недостаточной компенсации дефектов в структурной сетке стекла, образующихся в результате повышенной летучести оксида свинца.При введении в состав стекла оксида бора более 10 мас.7 О снижается химическая устойчивость стекла в растворах, содержащих гидрооксид натрия, серную кислоту, снижается стабильность сопротивления резистора, поскольку оксид бора обладает повышенной химической активностью по огношению к токопроводящей компонентерезистора,Введение в состав стекла оксида бора менее 5,0 мас. приводит к повышенио температуры оплавления порошкообразного слоя и увеличению величины изменения сопротивления резистора.При введении в состав стекла оксида алюминия более 5,0 мас.% резко возрастает изменение сопротивления резистора из-за повышения температуры деформации стекла и температуры оплавления порошкообразного слоя,Введение в состав стекла оксида алюминия менее 0,8 мас.% снижает устойчивость стекла к воздействию раствора серной кислоты, повышает ТКЛР стекла,При введении в состав стекла оксида хрома более 2,0 мас.% наблюдается образование в стекле посторонней кристаллической фазы, что делает его непригодным для защиты толстопленочных резисторов,Введение в состав стекла оксида хрома менее 0,5 мас.о приводит к снижению химической устойчивости по отношению к растворам гидроокиси натрия и серной кислоты,Стекло готовят следующим образом.,Исходные компоненты взвешивают в заданном количестве, измельчают и перемешивают в фарфоровом барабане валковой мельницы в течение двух часов, Соотношение шихты и шаров составляет 1:2 по массе,Варку стекол осуществляют в корундизовых или алундовых тиглях емкостью 0,5- 1,0 л в муфельной печи с селитовыми нагревателями. Скорость подъема температуры в печи до температуры варКи стекла (1250-50) С составляет 300-350 "С/ч, В ыдержка при температуре варки (20-30) мин, Затем часть стекломассы выливают в металлическую изложницу с пазом радиусом 10 мм с целью получения образца для исследования физических свойств стекла (Тд, ТКЛР), а основную часть стекломассы выливают в емкость, заполненную деионизованной водой, с целью получения стекла в виде гранул, Испытания стекла производят в монолитных образцах и в составе паст для защиты толстопленочных резисторов,Пасты изготавливают следующим образом: измельчают гранулят стекла до порошкообразного состояния со средним размером частиц 3-5) мкм, смешивают порошок стекла с органическим связующим, полученным на основе раствора этилцеллюлозы в терпинеоле, в соотношении 2,2:1,0 по массе соответственно, Полученную массу перетирают на пастотерке до максимального размера конгломератов не более 25 мкм,Нанесение слоев паст осуществляют на печатных станках ПЦ-48 и "Тропа". Вжигание паст проводят в трубчатой печи.1806106 Скорость движения ленты транспортера 2см/мин, общий цикл вжигания - 30 мин,Измерение сопротивления резисторов до ипосле защиты их стеклом проводят с помощью прибора цифрового Щ 301-1. 5Резистивный элемент изготавливают изпасты ОЖО.035.01 ТУ. Номиналы резисторов. 100, 10, 10, 10 Ом/,Определение физических свойств монолитных образцов стекол проводят на дилатометре типа 804 иВАНР - бегасеЬапипроизводства ФРГ.Устойчивость стекол к растворам, содержащим МаОН и Н 280 а, определяют поспециально разработанной методике (аттестат ЕТО,012,615).Составы предлагаемых стекол и результаты испытаний приведены в таблице, гдепримеры 1-7 выполнены в пределах, заявленных в формуле изобретения, с 8-21 показан выход за пределы, пример 22 выполненпо прототипу.Анализ таблицы показывает, что посравнению с прототипом, который являетсябазовым обьектом, предлагаемые составы 25стекол для защиты толстопленочных резисторов позволяют повысить химическую устой;ивость (потеря массь стекла в Состав стекла, иас.Ъ При"мер Стабильность Своиства стекла ТКЛР, Химическая10 К устойнивость(потеря массы)к растворам,мас.ь РО БЮь ВОЗ Л 1 до СтьО Т 10 а СО ТВС Т-ра оплавления покрытияС сопротивления рааисторааН 3 Ваон н,оо 35 510 600 723 о 5 о 6 ао 76,0 506 590 7330 520 610 703,5 505 590 737,0 509 600 734,0 510 590 726,0 650 650 783,0 507 590 796,0 509 600 813,0 550 650 803,5 540 650 834,0 505 570 815,3 525 620 82 .4,0 529 610 805,6 520 6 О . 795, 0 530 630 7860 530 640 794,0 Стекло кристаллиауется2,9 525630 807,1 520 625 773,0 510 600 79 8,0 2,0 10,0 4,0 0,4 22 025,0 17,0 22,0 17,0 20,018,0 24,0 17,0 16,0 26,0 24,0 19 0 20,018 О 20,0 19,0 20,1 20,0 3,5 1,0 0,1 1,0 7,0 5,0 8,03,5 3,0 4,0 7,0 3,о 7,0 3,0 3,5 4,0 1,0 2,0 1,0 2,0 0,1 5,0 1,0 7,0 2,0 1,0 1,0 0,5 0,1 0,1 0,2 1,2 0,2 2,0 2,0 1,01 О 0,1 22 1,0 23 1,0 5 12 1,5 25 2 13 1,0 1,2 1,0 13 16 192521. 1,2 1,5 1,4 1,О 1,0 5,0 1,0 13 15 4,0 20 1,5 1,0 13 16 16 19 20 1,3 5,0 5,9 0,4 1,2 2,1 2,0 21 1,5 2,9 8,1 1,0 20 19 20 13 15 11 1,31,5 20,0 20,0 16,0 7,0 6,0 1,0 1,0 7,0 тип 1 60,02 50,03 65,04 57,05 69,06 6007 60, О8 48,09 70,010 61,011 60,012 63,013 60,014 60;015 59,016 60,017 58,018 59,019 57,920 60,12 56,922 65,0Прото 5,5О 8,0 0,8 7,0 50 10,0 4, О 5,0 1,0 8,0 1,0 6,0 1,0 40 10 11,0 1,0 8 О 0 7 8,0 6,0 8,0 1,0 8,0 2,0 80 20 В,о 1,О 8,0 1,0 8,0 1,0 9,0 растворах щелочей в 5-10 раэ, а кислотах в 5-25 раз меньше, чем у прототипа); снизить термический коэффициент линейного расширения на 8-13 оь, повысить стабильность сопротивления резисторов в 4-10 раз.Заявляемый материал в настоящее время наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым к стеклу для защиты толсто- пленочных рутениевых чип-резисторов и резисторов ГИС.Формула изобретения Стекло, преимущественно, для защиты толстопленочных резисторов, включающее РЬО,902, В 20 з, ТО, СОО,отлича ющее с я тем, что, с целью повышения химической устойчивости, снижения термического коэффициента линейного расширения и повышения стабильности сопротивления, оно дополнительно содержит А 20 з и Сг 20 з при следующем соотношении компонентов, мас. о;РЬО 50,0-69,0 5 Ог 17,0-25,0 ВгОз 5,0-10,0 Т 02 3,0-8,0 СОО 3,0-7,0 А 190 з 018-5.0 С г 20 з О,Ь 4 я 2