Паста для металлизации необожженной висмутсодержащей керамики

О П И С А Н И Е (и)939428ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(53) УЙК 666, 3, ,056 5 (088.8) оо делом кэобретекнк к открытий(54) ПАСТА ДЛЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ НЕОБОЖЖЕННОЙ ВИСМУТСОДЕРЖАЦЕЙ КЕРАМИКИ 1 О 1Изобретение относится к составам металлизационных паст, используемых в радиоэлектронной технике для получения электродов на керамических . пластинах монолитных конденсаторов, спекающихся при 1100-1420 С и способных работать в среде чистого воздуха и при повышенных рабочих температурах.Известна паста для металлизации керамики, содержащая порошок оплава платины с палладием и органическое связующее при следующем их соотношении, вес,70:Порошок сплава Рс с Рд 45-52 Органическое связующее 48-55 причем Рс и Рд взяты в следующем от. ношении, вес.Ж: Рс 60 70 Рд 30 40.Недостатком данной пасты является то, что выбранное в ней соотношение платины и палладия и соотношение суммы металлов и органических компонентов пасты не обеспечива. ет необходимой сплошности металлиза 2ционного слоя и его вакуумной плотности с керамикой в многослойном конденсаторном пакете по причине окисления палладия в сплаве. и значительного количества испаряющихся и сгораемых органических соединений в процессе обжига конденсаторного пакета, что приводит к ухудшению электрических свойств конденсаторов и к неустойчивой их работе при повышенных температурах до +155 Со и в среде чистого водорода 11. Наиболее близкой к предлагаемой 15 является паста для металлизвции необожженой висмут содержащей керамики 21, содержащая платину, палладий, лак эпоксидно-крезольный,дибутилфталат и этилцеллозольв при 20 следующем соотношении компонентов,вес.3:Палладий 24,1Платина 36,2Лак ЭП24,125 45 Дибутилфталат 6,0Этилцеллозольв 9,6Известное техническое рещение,обеспечивая удешевление пасты, непредотвращает окисления Рд и его5взаимодействие с В 1,20, что не позволяет получать качественные электроды и вакуумплотные многослойныепакеты конденсаторов из висмутсодержащей керамики. Это связано с1 Отем, что Рд как в чистом виде, таки в сплавах, при определенных,условиях легко окисляется при 500-800 Си реагирует с В 10,. Известная паста характеризуется объемным соотношением Рс и Рд в электроде, равным 36,6 об,3 Рс и 63,4 об.Ф Рд,При наличии в составе электрода бо лее 35 об,4 Р не представляется возможным предотвратить его взаимодействие с В 1 О в керамике, напримерв материале Т, содержащем12 вес,3 811 0, т,е. во всех практических случаях применения известнойпасты для формирования электродовмонолитных конденсаторов на основевисмутсодержащей керамики имеет мес.то активное взаимодействие палладияс трехокисью висмута, сопровождающееся образованием полупроводниковых соединений РВО и В 1 РЗО, увеличением объема электрода и изменением состава керамики, не восстанавливающих своих свойств до окончаниятемпературы обжига висмутсодержащейкерамики, т.е. до 1200 С, Последнеео35приводит к образованию вздутий вэлектроде, наличию полупроводниковых неиспекающихся соединений вэлектроде, окиси палладия и В 1 в Рс 104,Установлено также образование зонповышенной проводимости керамики вместах взаимодействия палладия стрехокисью висмута, входящей в состав керамики. Все это приводит кизменению проводимости при повышенных температурах, По указанным причинам известная паста не позволяетполучать качественные конденсаторы,способные работать при повышенных,5 Отемпературах,Кроме того, недостатком известной пасты также является неравномерное по толщине нанесения слоя металлизации при печати через шелкотрафарет и образование раковин и воз 55душных пузырей по плоскости металлизации, что ухудшает сплошность электрода, значительно замедляет скорость высыхания и делает ее не пригоднойдля применения в автоматических линиях.Цель изобретения - обеспечениеустойчивой работы конденсаторов приповышенных температурах в среде .чистого водорода при сохранении электрических свойств,Поставленная цель достигаетсятем, что паста для металлизации необожженной висмутсодержащей керамики, включающая платину,палладий,лак эпоксидно-крезользный, дибутилфталат и этилцеллозольв, дополнительно содержит полиэтилсилоксан,при следующем соотношении компонентов, вес.ь:Платина 52,7-59,4Палладий 9,3-12,96Лак эпоксидно-крезольный 15-25Дибутилфталат ;5-10Этилцеллозольв 2;7-7,9Полиэтилсилоксан О, 1-0,3Повышение качества конденсатор"ного электрода при этом сопровождается повышением сопротивления изоляции конденсаторов и устойчивостьюих работы при повышенных температурах до +155 оС и в среде чистого водорода,Применение раствора эпоксиднокрезольного лака в этилцеллозольвеобеспечивает отсутствие расслоенияпасты и придает ей хорошие экструзионные свойства, что позволяет получать равномерный сплошной электрод при металлизации методом сеткографии. Это становится возможнымблагоДаря тому, что компонентыэпоксидно-крезольного лака ЭП являются хорошими диспергаторами дляплатины и палладия и способствуюттому, цто отсутствует разделение пасты на твердые и жидкие фазы, Вязкотекучее состояние эпоксидно-крезольной смолы ЭК, являющейся основойлака, придает пасте хорошие экструзионные свойства, цто при металлизации через сеткотрафарет обеспечиваетполучение электрода толщиной 4-6 мкмпри высокой его сплошности,В предлагаемом составе оптимальное поверхностное натяжение находится в пределах 40-55 Лж/м и достигается за счет введения 0,1-0,3 вес.Фполиэтиленлоксана ПЭС. Повышение концентрации ПЭСвыше 0,3 весснижает поверхностное натяжение доКомпоненты 59,04 52,7 Порошок платины 12 9 б Порошок палладия Э поксидно-крезольныйлак 20 7)5 1 О Дибутилфталат 0,1 0,2 0,3 Полиэтилсилоксан 7,9 2,7 Этилцеллозольв 5 9394 30 Дж/м, что ухудшает технологические свойства пасты и не обеспечивает четкости контура рисунка, Дальнейшее увеличение ПЭСвызывает желатинизацию пасты, делая ее не при годной для пецати через сеткотрафарет.Количество Рс 3-ой черни ограничено пределами 9,3-12,96 вес,Ф, что составляет по объему электрода не 10 более 32. В данном случае за счет низкой концентрации Рд в электроде и практически полного экранирования зерен Рд частицами РЕ степень взаимодействия Рд с В 12 ОЭ керамики 15 при обжиге нвзначительна. За счет эТого обеспечивается высокое качест во электрода, отсутствие в нем де.фектов в виде несплошностей, отсутствие окисленных полупроводниковых соединений палладия и висмута, а также отсутствие пузырей, что обеспечивает вакуумную плотность электрода с керамикой, сохранение состава керамики и электрода. 25Для получения металлизационной пасты используют механическую смесь порошков РФ и Рс 1 или их смесь, полученную известными химическими способами, с размером частиц менее 5 мкм. зо Для приготовления состава пасты исходные компоненты, взятые в заданном соотношении, перемешивают в фарфоровых мельницах с уралитовыми шарами при соотношении материал - шары, равным 1:2 по весу. Перемешивание компонентов пасты производят в течение 24-48 ч до получения однородной смеси, Полученную таким образом пасту используют для металлизации необожженных пластин керамических монолитных конденсаторов. Дальнейшее формирование конденсаторных электродов осуществляют при совмест. ном спекании керамики и электродов при температуре до 1450 ОС.Для металлизации необожженной керамики готовят следующие составы паст табл,1) .В табл.2 представлены данные по количеству кислорода в составе электродов конденсаторов на основе материала Т.Свойства предлагаемой и известной паст представлены в табл.3.Свойства конденсаторов, полученных металлиэацией висмутсодержащей керамики пастами известного и пред" лагаемого составов представлены в табл.1,Таким образом, использование предлагаемого состава в производстве монолитных конденсаторов обеспечивает качественное нанесение электропроводных слоев толщиной 4"6 мкм мето" дом пецати через сеткотрафарет, которые допускают температуру обжига заготовок конденсаторов до 1450 С. Полученные электроды совместимы с керамикой, содержащей оксиды висмута. Конденсаторы, снабженные электродами, полученными в результате применения предлагаемого металлизацшонного состава, имеют высокую водородоустойчивость и способны работать при температурах до 155 ОС без ухудшения с. электрических свойств.Известный состав Г 23 Предлагаемыйсостав 1100 0,5 0,2 2,5 1150 Отсутствует 1200 ЮиТаблица 3 Свойства электрода Свойства пасты Состав Четкость плошность,электро- да Вязкость,с Предлагаемый 1 40 40 100 2 48 3 55 13 . 4-6 10 4-6 60 60 То же 4 Пас 25-35 Удовлетвори-90тельная 50 5 Пастас суммойметалла 753 6-8 60-70 95-100 То же 6 Пастабез ПЭС85-95 45-80 11- 15 4- 12 60-80 То же Известная Г 21 25-35 28 Плохая 92 Тд Ссуммойметалла603 Поверхностное натяжение, Дж/м Время сушки,сТолщинаэлектрода, мкм ХорошаяТо же 90-100 90-10093942 В 10 ТаблицаМ Свойства конденсатора Епр кв/мм Вил при Тангенс угла диэлектрических потерь, с 9 Р 10 4 ЬСх после испы-,таний1000 чВНИИПИ Заказ 4583/34 Тираж 641 Подписноефилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,1 Паста для металлизации необожженной висмутсодержащей керамики, включающая платину, палладий, лак эпок В сидно-крезольный, дибутилфталат и этилцеллозольв, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью обеспечения устойчивой работы конденсаторов при повышенных температурах в среде чистого водорода при сохранении электрических свойств, она дополнительно ,содержит полиэтилсилоксан при сле" 4дующем соотношении компонентов, вес,Ф: ПлатинаПалладийЛак эпоксиднокрезольный Дибутилфталат ЗтилцеллозольвПолиэтилсилоксан Источники информации,принятое во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР йф 376490, кл, С 23 С 12/00, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР йф 307645, кл. С 01 С 55/00,1966 (прототип).