Электропроводящий состав для толстопленочной металлизации

ае ао СОЮЗ СОВЕТСКИХОВЯВЛИОМЕПЮаРЕСПУБЛИК зюО С 04 В 41 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ и, содерошок стек ам и ийс ия сплошности крытия, она соединения меди икатное стекло ид молибдена при ии компонентов,. СовременнологияПод ред.Мир 65 ю,от текло ет сле что смас,Ж:68,719,03,54,44,4 Иаг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Наука для техникищная радиоэлектроника. Техтолстых и тонких йленок.А.Рейсмана и К,Рауза. М.,1972, с. 80-120,2, Бушинский М.И. и Морозов Г;В.Технология гибридных интегральныхсхем СВЧ. М., "Высшая школа", 1980,с. 52.3. Заявка ФРГ В 2629021,кл. Н 01 С 7/00, опублик. 1978,4. Заявка Франции В 2367715,кл. С 04 В 31/28, опублик. 1978(54)(57) 1. ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЙ СОСТАВДЛЯ ТОЛСТОПЛЕНОЧНОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ высокоглиноземистойжащий соединение медила, о т л и ч а ю щчто, с целью повьипенметаллизационного пдержит в качестве сооксид меди, алюмоснли дополнительно оксследующем соотношенас. Х:Оксид медиАлюмосиликатноестеклоОкисд молибдена2, Состав по п.щ и й с я тем,дующий состав,310 гА 1 ОИзобретение относится к.электронной, радио- и электротехнической промышленности и может быть использовано в ялектровакуумном приборостроении для производства металлокерами ческих сборочных единиц и других паяемых узлов.. Толстопленочные электропроводящие покрытия находят широкое применение для разводки потенциала в гибридно интегральных схемах (ГИС) СВЧ-диапазона и других электронных приборах. . Основой проводящих составов являются металлы с хорошей проводимостью.Известны проводящие составы на 15 основе благородных металлов. Проводящие составы могут быть одноэлементньми на основе серебра, золота, палладия и т.д. или многоэлементными на основе платины-золота, платины 20 -палладия-золота 11и 2 3. Одним из наиболее распространенных металлов, который используется в производстве ГИС СВЧ, является 25 медь. Медь напыляют непосредственно на подложку из.окиси алюминия, при этом в качестве адгезионного подслоя используют хромовые или нихромовые пленки. Иедный слой состоит из двух З 0 . слоев: тонкого (около 1 мкм), осажденного в вакууме, и толстого (до 8 10 мкм), полученного путем гальванического покрытия 2 1.Широкое распространение для толстопленочного проводящего покрытия получили металлизационные составы на основе меди с добавками легко восстанавливающнхся окислов металлов и стеклофритты.40Известен электропроводящий состав, состоящий из смеси чистых металлов Меди и никеля при их соотношении равном 56,44 и 10 мас.Х порошка цинкоборосодержащего стекла 1 3 1. 45Однако использование проводящих составов на основе благородных металлов является экономически невыгодным, кроме того этот состав в процессе . термической обработки в водородной 50 среде вспучивается и плохо закрепляется на керамической подложке.Наиболее. близким к изобретению техническим решением является состав для металлизации на основе 85-97 вес. Х55 порошка меди и 3-15 вес.Ж. порошка ,стекла, содержащего, Х: РЬО 40-70, РЬУ 0,20; 8102 7-27; А 1205 0-5;В 05 10-20; М О 0,25-4, где И " натрий, калий или их смесь 4.Покрытие на основе порошка меди и стекла, основу которого составляет РЪО, нанесенное на керамическую подложку, хорошо закрепляется в среде водорода и смеси азота с водородом, однако в процессе термообработки покрытие растрескивается за счет несогласованности ТКЛР пленки и подложки, Трещины на поверхности покрытия при.водят к росту электрического сопротив" ления и разрыву цепи, Кроме того, в вакуумных приборах недопустимо ис-, пользование свинца, который имеет высокую упругость .пара при низких тем" пературах.Цель изобретения - повышение сплошности металлизированного покрытия,Поставленная цель достигается тем, что электропроводящий состав для толстопленочной металлизации высоко.глиноземистой керамики, включающий соединение меди и порошок стекла, содержит в качестве соединения меди оксид меди, алюмосиликатное стекло и дополнительно оксид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.7:Оксид меди 65-90Алюмосиликатное стекло 5-15Оксид молибдена 5-20Причем стекло имеет следующий сос .тав, мас.7:Я 02 68,7,ВгОЗ 19,02 33,5кгОНа О 4,4Прйменяемые для приготовления элежтропроводящего покрытия окись меди и алюмосиликатное стекло должны иметь удельную поверхность 5000 - 8000 см /г, молибдена окись - 15005000 см/г.В качестве связующего могут быть использованы изоамнлацетат, биндер на основе нитроклетчатки, а также связки, состоящие из цианита, ланолина, вазелинового масла, поливинилбутироля, дибутилфтолата, спирта и других органических материалов.На основе заданного соотношения компонентов электропроводящего состава готовят пасту с использованием подходящего связующего материала,и наносят на поверхность высокоглиноземистой керамики.3 11278Нанесенную пасту спекают при Ябб-1000 ОС в среде водорода или смеси во-дорода с азотом при соотношенииН . Н= 1;10. В процессе спеканияокись меди и молибдена восстанавли ваются до металлической меди и молибдена, определяя электропроводностьнанесенного состава. Толщина сырогометаллизационного слоя может коле-,баться от 70 до 130 мкм,вожженного - 10от 60 до 100 мкм,Компоненты электропроводящегопокрытия, основу которого составляютоксиды меди и молибдена, цементируемые введенным в его состав алюмосиликатным стеклом, позволяют получитьна керамической подложке (в средеводорода и диапазона температур 8001000 С) сплошные покрытия, на поверхности которых. трещины отсутствуют, 20Сплошность покрытия обеспечивается введением с его состав окиси молндена и алюмосиликатного стекла,которые определяют согласованностьТКЛР пленки и подложки, препятствующие разрушению пленки при термических воздействиях,П р и м е р 1. На поверхностькерамических образцов из материалаВК 94-1 представляющую собой пластину щдлиной 100 мм, шириной 6 мм, толщиной 4 мм, кисточкой нанесена электпропроводящая паста. Толщина сырогослоя 100-120 мм. Паста приготовленаиз состава, в который входит 803 ок 35сида меди, 10 Ж оксида молибдена 103апюмосиликатного стекла состава,мас.Х 83.068,7; ВО 19; А 10 з 3,5,КО 4,4, Яа О 4,4 и биндер на основенитроклетчатки, 40Вжигание пасты производят в смесиазота с водородом при соотношенииВ , Н 2= 10:1 при 800 С с выдержкой5 мин. В процессе вжигания окись меди и молибдена восстанавливаются дочистых металлов, покрытие имеет металлический блеск меди. Толщина воюкенного покрытия 70 - 75 мкм. Сопротивление покрытия составлят 0,105 Ом.50 77 4П р и м е р 2. На поверхностькерамических образцов из материалаВК 94-1 методом пульверизации нанесена электропроводящая паста. Толщинасырого слоя 110.-130 мкм. Паста приготовлена из состава, в который вхо-,дит 80 мас,7 оксида меди, 15 мас.йоксида молибдена, 5 масЛ стекла ибиндер. Вжигание пасты производят всреде водорода нри 800 С с выдержкой5 мин. Толщина вожженного покрытия80-105 мкм, Покрытие сплошное, трещинна его поверхности не обнаружено.Сопротивление покрытия составляет0,099 Ом,П р и м е р 3. На поверхностькерамических образцов из материалаВК 94-1 кисточкой нанесена .электропроводящая паста, Паста приготовленаиз состава, в который входит, мас.Х:853 оксида меди, 102 оксида молибдена, 53 алюмосиликатного стекла ибендер на основе нитроклетчатки. Тол"щина сырого слоя 110-120 мкм, Вжигание пастй производят в смеси водорода и азота при соотношении Н . Н=. олщина вожжепного покрытия 95-100 мкм;Электросопротивление покрытия составляет 0,830 Ом.В том случае, когда в качествеэлектропроводящего покрытия использовали состав, содержащий 90 мас.3 порошка Сц и 10 мас.Х порошка стеклана основе РЬО (60 мас.Ж), получитьсплошное покрытие не удалось. На поверхности этого покрытия было множество трещин длиной 0,3-2 мм, ширинойдо 0,8 м, общая площадь дефектов составляла приблизительно 403. В отдельных местах наблюдалось вспучиваниепокрытия.В табл. 1 представлено качественное описание покрытия в зависимостиот состава, в таблице 2 - свойства оптимальнйх составов.Предлагаемый технологический процесс позволит заменить металлическиедетали в металлокерамических уарахнаэлектропроводящие коммутационныелиниие1127877 Таблица 1,Внешний вид и количестводефектов на поверхностиэлектропроводящего покрытия 0 Покрытие темного цвета, безметаллического блеска. Наповерхности каждого образцав среднем по 5-6 отслоений Покрытие желтого цвета с металлическим блеском,.В среднем на каждом образце видны трещины размером 1 0,3 мм(длина ширина) по 3-4 шт. на всей длине образца. Т рены расположены на расстояии 15-20 мм одна от другой,00 2 5 щин 5 00 70 Покрытие желтого цвета сметаллическим блеском. Поктие сплошное. В отдельныхместах по 1-2 отслоения максимальным размером 0,6 мм. 10 00 10 80 Покрытие желтого цвета с металлическим блеском. Покрытиесплошное, без трещин. 8 3 0 Покрытие желтого цвета с металлическим блеском. Вдольпокрытия расположены трещиныпо 7-8 шт на каждом образце.Размер трещин 0,5 0,4 мм.и.10,3 мм (длина ширина). Электропроводящий состав Медь Молибден Стекло (окись) (окись)С 5 2-1 Температур. вжигания покрытия в водородной среде, фС, Покрытие желтого цталлическим блесктие сплошное. На тцах нет дефектов,образцах по одной0,3 0,3 мм (длина вета с мем. Покрырех образна двух трещине ширина).-35, Раушская ИИПИ Государств по делам изобре 3035, Москва, Ж Филиал ППП "Патент", г.Уагород, ул.Проектн Состав электроводящего нокрммасЛ 80,0 0,0 т- ВОО Вмде рак Т - айфсВмде рака Составитель НТехред И.Надь Подписное .а СССРнйнаб., д. 4/5