Стекло для ситаллоцемента

19) КЮ (11) 20450851) 5 СОЗС 10 63 ОЗС 24 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ЗОБРЕТЕН(71) Московский институт электронной техники(73) Московский институт электронной техники(54) СТЕКЛО ДЛЯ СИТАЛЛОЦЕМЕНТА(57) Использование: в качестве диэлектрическихслоев в толстопленочных конденсаторах гибридныхинтегральных схем. Сущность изобретения: стеклодля ситаллоцемента, преимущественно, для толстоппеночных конденсаторов гибридных интегральных схем на стальных подложках,оксид кремния 5 12; оксид бораминия 4 10; оксид титана 1765; оксид марганца 05 2;2; оксид хрома 0,1 1; оксидрактеристика стекла и ситалпоческая проницаемость после 1работки при температуре крист101 - 129, 1 ф 10 диэлектрич10-кратной термообработки притаппизации стекла 80(105 - 115) 10 К . 2 табл Ь 1 Ф М ОПИСАНК ПАТЕНТУ содержит, мас 96;1 8; оксид аао; оксид бария 50 оксид циркония 05. железа 0,1 1, Хацемента диэлектри-кратной термообаплизации стекла еского слоя после температуре крис 95, ТКПРИзобретение относится к составам стекол для ситаллоцементов, преимущественно для диэлектрических слоев в толстопленочных конденсаторах (ТПК) гибридных интегральных схем (ГИС) на металлическихих (стал ьн ых) подложках со стекловидным диэлектрическим покрытием (МДП) и может быть использовано в электронной, радиотехнической и других смежных отраслях промышленности,Известны диэлектрические материалы для ТПК ГИС на керамических подложках, представляющие собой компенсационные материалы на основе стекла и керамическо. го наполнителя. Эти материалы имеют достаточно большую диэлектрическую проницаемость до 2000), однако они не могут быть использованы в ГИС на МДП из-за значительного их рассогласования по ТКЛР с материалами подложек, а также из-за высокой (не менее 850"С) температуры вжиггния диэлектрических слоев.Существенными недостатками композиционных материалов, ограничивающими их применение, являются низкая устойчивость к многократным термообработкам, что не позволяет изготавливать качественные многослойные ТПК, а также большие диэлектрические потери (тц д0,01).Наиболее близким является стекло для ситалла. состоящее из 3090 катионно-молярных % (к-м, О ) оксидов, образующих ВаТ 1 Оз (т,е. ВаО и Т 1 О 2), 3.30 к-м% А 120 з и до 4 к-м Ооксида из группы, Ка 20, К 20, ВеО, МоО, СэО, Бг 0,7 пО, Сс 10,6 а 20 з,1 п 20 з, Т 12 О, У 20 з, 1 а 20 з, Се 02, Ег 02, Се 02, Яп 02, В 12 Оз, Ч 205, МЬ 205, Та 205, Сг 2 Оз, Мойз, МОз, Те 02, ЧО 2, Мп 02, Ее 20 з, СоО, Р.;О, СцО и 51 Ог 2),Стеклокристаллический материал на основе этого стекла имеет высокую диэлектрическую проницаемость (до 1300), тангенс угла диэлектрических потерь материала состс зляет 0,004 - 0,036,Одним из недостатков стекла является высокая температура его кристаллизации не менее 900 С). Из стекла этого состава не могут быть изготовлены толстопленочные конденсаторы на МДП, так как порошок стекла при термообработке спекается беэ расплавления,Достигаемым техническим решением является разработка секла для ситаллоцемента, имеющего относительно высокую не менее 100) диэлектрическую проницаемость, низкие (ц д0,01) диэлектрические потери, ТКЛР, близкий к ТКЛР сталей 15 Х 25 Т и 15 Х 28(110 10 К ) и обеспечивающего возможность изготовления толсто 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 пленочных конденсаторов, устойчивых к многократн ым термообработкам.Указанный технический результат достигается тем, что стекло для ситаллоцемента содержит следующие компоненты, мас, %5102 5 - 12В 20 з 1-8А 12 оз 4-10Т 1 О 2 17 - 30ВаО 50-65МпО 2 О 5 - 2Лг 02 0,5 - 2Сг 20 з 0,1-1Ре 20 з 0,1-1Стекла получают следующим образом, Порошки исходных химически чистых компонентов шихты высушивают, взвешивают в определенных количествах, соответствующих заданным составам стекол (конкретные составы стекол приведены в табл, 1), тщательно перемешивают и сплавляют в корундизовых тиглях емкостью 100 мл в печи с карбидкремниевыми нагревателями. Подьем температуры в печи осуществляют со скоростью 5 - 10 град/мин, при достижении температуры 1400 - 1450 С расплавы выдерживают в течение 30 - 45 мин и гранулируют в воду,Гранулят стекол высушивают при 110 - 140 С в течение 4-5 ч в сушильном шкафу и измельчают до удельной поверхности 800 - 1200 кв м/кг на планетарной мельнице в халцедоновом барабане,Образцы ситэллоцементов для измерения ТКЛР и температуры начала деформации изготавливают путем спекания стеклопорошков при температуре кристаллизации стекол в течение 15 - 20 мин,Из полученных стеклопорошков изготавливают пасты для диэлектрических слоев путем их смешивания с раствором этилцеллюлозы в теринеоле на пастотерке, Соотношение стекл опорошка и раствора этилцеллюлозы выбиралось таким образом, чтобы обеспечивалось высокое качество трафаретной печати,Тестовые образцы для измерения электрофизических параметров изготавливают в виде конденсаторных структур. На подложку из стали 12 Х 25 Т с покрытием из ситаллоцемента марки СЭ - 3 последовательно наносят методом трафаретной печати, высушивают и вжигают в конвейерной печи нижний электрод конденсаторной структуры и серебро-палладиевой проводниковой пасты; 2 слоя диэлектрика из приготовленной пасты, верхний электрод конденсаторной структуры из серебро-палладиевой проводниковой пасты,Уд чецем вл2 лоя; ообр терм иста лектр 133 129 114 120 Качество диэлектрических слоев оценивают визуально под микроскопом типа МБС - 9. Температуру кристаллизации стекол определяют методом ДТА на дериватографе 0-1500 Д. ТКЛР и температуру начала деформации ситаллоцементов оп ределяют методом дилатометрии по стандартной методике на дилатометре ДКВ - 5 А, Диэлектрическую проницаемость (е) и тангенс угла диэлектрических потерь (т 9 д) слоев ситаллоцемента в конденсаторных структурах при 20 С и частоте 1 МГц определяют по стандартной методике на куметре Е 4 - 7.Конкретные свойства стекол и сталлоцементов на их основе приведены в табл, 2,Использование описываемого состава позволит получать качественные диэлектТемпература криста(Качество уиэлектриТКЛР10 ситалловале 20-800 С, КТемпература началаситаллоцемента, СДиэлектрическая прдиэлектрического сДо повторной термПосле 10-и кратнойпри температуре крстекла т 9 д10 диэслоя рические слои, которые в комплексе имеют лучшие характеристики, чем существующие стекловидные диэлектрики для ТПК - достаточно высокую величину диэлектрической 5 проницаемости при низких диэлектрических потерях и хорошую устойчивость к многократным термическим обработкам при высоких температурах.Улучшение характеристик диэлектриче ских слоев при использовании стекла описываемого состава обуславливает повышение качества ГИС.(5 б) Патент США М 4530031,15 кл. Н 01 С 4/12, 1985.Патент США М 3195030, кл, 317 - 258,1965. начения своиств стекла и1 ситаллоцемента2 3 4, ЕгОг, СггО ЕегОз, отличающееся А . нительно содержит В ,х соотношении компоне ых . 12; АгОз - 4+ 10; Т 10 ее65; МпОг,5 - 2,0; з, - 0,1 - 1.0; ЕегОз - 0,1 + Составитель С.БелобоковаТехред М,Моргентал Корректор М.Ткач,Трубчен Реда Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента 35, Москва, Ж, Раушская наб 4/5акаэ 337 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарин Формула изобреСТЕКЛО ДЛЯ СИТАЛ преимущественно для тол конденсаторов гибридных схем на стальных подложках 310 г, А 1 гОз, ТОг, ВаО, МпО тем, что оно дополОз при следующем нтов, мас,%: 810 г - 5 г; ВаОЕгОг - 0,52,0,СггОз 1,0; ВгОз 8.