Электропроводящая паста на основе алюминия

СОЮЗ СОВЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 9) (И 1 4 Н О 1 В 1/02 СССРТКРЫТ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Бюл. Р 29В.И.ВолковВ.Климов, В(54) ЭЛЕК НОВЕ АЛИИ 1 (57) Изоб пленочной изобретен онной над электропр ния элект толсто относитслектроник етени микро Пельплугтацивьппение эк изделий н й пасты пу тивления и жност м сниж водя осоп овьпп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Бе 1 п Б, НМеа 1 ТЬ 1 с. Г 111981, т.Г, р, 7 адгезии к подложке проводников, получаемых после вжигания пасты, и обеспечения стабилизации сопротивления проводников после многократных вжиганий. Смешивают 60 г порошка алюминия, 12 г свинцово-борсиликатного стекла с Б = 8500 см /г и 2 г борФной кислотй в винтовом смесителе с 26 г органического связующего, состо 1 ящего из вакуумного масла, канифоли, стеариновой кислоты, ланолина и вазелинового масла, взятых в соотношении 15:3:4;6:1. Полученную однородную массу наносят методом траФаретной печати на керамическую подложку, обжигают при 630 С в течение 7 мин. Полученное проводниковое покрытие имеет удельное поверхностное сопротивление 0,023 Ом/кВ и адгезию 114 кг/см, 2 табл.Изобретение соотносится к толстопленочцой мцкроэлектронике, д именно к материалам для изготовления электропроводящих слоев методом трафаретной печати.11 ель изобретения - снижение электросопротивлс ния, повьпцение адгезци проводников из пасты к поверхности подложки из длюмооксцдцой керамики и обеспечение многоуровневой электро- проводящей разводки за счет стаби 10 лцзддцц сопротицлеця проводников изпдг.ы после многократных вжиганий.Погтдвлецндя пель достигается тем, 15что в электропровопящую пасту на осцове порошка алюминия, стеклосвязующегс и оргдццчегкого связующего дополнительно ввсдят барную кислоту, аоргдцичес кое гвцз 1 сющее содержит вакуумное масло, канифоль, гтедриновук кислоту, лдцолцн и вазелццовоемасло в гоотцошс нци 15:3:4:6:1,П р и м е р ы 1 - 10. Ворную кислоту рдстцрдют в агатовой или яшмовой ступке в течецие 20 мин и просеивают через сито с размером ячейки0,04 мм, Порошок длюминия, стеклосвязуюшее (5 = Я 500 ф 1000 см /г) иЦ,борцую кислот взвешивают на техническцх вес.дх г точностью + 0,01 г всоответствии с табл.1 и просеиваютчерез капроновое сито с размеромячейки 0,1 мм семь рдз, Полученцуюпорсшкоцую композиицю пеРетиРают вдгдтоцой ступке или стакане винтоного смесителя с органическим свядующим, содержащим вакуумное масло, канифоль, с гедрццовую кислоту, ланолцц и цдзелцновое масло в соответствии 15:3:4:6:1, в течение 45+15 мин до получения однородной пастообразцой мдгс.ы.Получ ццую пасту наносят через сетчатый тр,нЬдрет с размером ячейки 45 0,04 мм нд подложки из алюмооксидной кердмцкц мдркц ВК 94-1 и вжигают в конвейерной печи СКО/16 при скорости двцжецця конвейера 30+5 мм/мин,опиковой температуре 630+5 С и выдерж 50 ке прц пиковой температуре 2-12 мцн.Составы пасты и результаты ее испытаний ц сравнении с результатами испытаний прототипа приведены в табл,1 ц 2.Кдк видно цз табл.1 и 2, введение в пасту борной кислоты в количестве 0,5 мдс,7, и выше способствует увеличению длгезии проводников к подложке,уменьшению удельного поверхностногосопротивления и повышению стабильности сопротивления проводников примногократных термообработках,Повышение стабильности сопротивления проводников при многократныхтермообработкдх очень существенно,так кдк позволяет применить пастудля изготовления многослойных схем,Согласно данным табл,2 проводники,изготовленные цз пасты, выдерживают24 вжигания без изменения удельногоповерхностного сопротивления (пастаУ 2, 4, 5 и др.) и поэтому могут бытьприменены для изготовления многоуровневых схем. Без добавления борнойкислоты (пдста по прототипу) адгезияк керамике очень низкая (19 кг/см),д проводники, изготовленные из пагты,выдерживают только трехкратное вжигание без изменения сопротивления.При содержании борной кислоты впасте менее 0,5 мас.7 адгезия проводников к подложке не удовлетворяеттехническим требованиям (ТТ) (по ТТадгезии 3 50 кг/см,= 0,03 Ом/кВпоэтому нижний предел содержанияборной кислоты в пасте составляет0,5 мас.7,Согласно данным табл,1 при содержании борной кислоты в предлагаемой пасте 3 мас.7. удельное поверхностное сопротивление проводчикон удовлетворяет ТТ (паста У 7), При увеличении содержания борной кислоты (паста У 10) адгезия проводников к подложке возрастает, но удельное поверхностное сопротивление тоже возрастает, так как из-за увеличения количества В 0 з в проводнике электропроводность проводника уменьшается.При выборе оптимального г.одержания в пасте органического связующего критерием выбора является З, ддгезия проводников, получаемых цз пагты, а также качество поверхности возжженной пленки и растекдемость отпечатка, По ТТ растекаемость отпечатка после вжигания допускается на две стороны не более 50 мкм. Поверхность возжженного проводника должна быть гладкая, без раковин, трещин, разрывов.Прц содержании органического связующего в пдсте 25 мас,7, (паста М 1, 5) нд поверхности отпечатка видны следы сетки, прц содержании 31,0 мас.7Таким образом, предлагаемая элек" тропроводящая паста на основе алюминия обеспечивает получение толстопленочных проводников с удельным поверхностным сопротивлением 0,023- 0,037 Ом/кВ и адгезией к поверхности подложки из алюмооксидной керамики 58-175 кг/см против 0,037-0,04 Ом/кВ и 20 кг/см соответственно, обеспечиваемых прототипом. масло в соотношении15:3:4:6:1 Борная кислота 25,0-31,0 0,5-3,0 3 14 растекаемость отпечатка на грани допустимого предела, поэтому минимальным является содержание в пасте 25 мас.7. (паста Ф 5) органического свяэующеГо, а максимальным - 31 мас.7 (паста Р 8).Отпечатки, полученные из пасты В 4, имеют растекаемость в допустимых пределах и хорошее качество поверхности (ровные края отпечатка, без раковин, пузырей и трещин) Проводники, изготовленные из предлагаемой пасты, имеют высокую стабильность поверхностного сопротивления р при многократных термообработках (выдерживают 24 цикла вжигания без изменения р , после 30 циклов вжигания р =0,036 Ом/кВ, паста В 4, а оз проводников из пасты по прототипу составляет 0,2 Ом/кВ уже после 12 циклов вжигания),152334Формула изобретенияЭлектропроводящая паста на основеалюминия, стеклосвязуюшего и органического связующего, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыше ния эксплуатационной надежности иэделий на ее основе путем снижения элект"росопротивления и повышения адгезии кО подложке проводников, получаемых послевжигания пасты, и обеспечения стабилизации сопротивления проводниковпосле многократных вжиганий, в качестве органического связующего она5 содержит вакуумное масло, канифоль,стеариновую кислоту, ланолин и вазелиновое масло в соотношении 15:3:4::6:1 и дополнительно борную кислотупри следующем содержании компонен 20 тов, мас7:Алюминий 58,0-64,5Стеклосвязующее 10,0-14, 5Органическое связующее,25содержащее вакуумное масло,канифоль, стеариновую кислоту, ланолин30 и вазелиновоем м л ч л СЧ СЧ СЧ СЧ, М О О О О О О л л л л л л О О С О О О М 0 СЧ СЧ м т О О О О л л л л О О О ОГ 1 Х х О О О О О О О О О О О О О л л л л л л л лл л, лц л- л 0 ш О л - 0 л ю 0 л СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ М СЧ М С 4 СЧ СЧ С 4 Р 4 О л ц 1л О О О Л О О ц О О И О О л л л л л л л л л л л л л Ф М СО ОСО О й) СО ЛСО О 0 0 Л 0 0 3 Л Ф Ю Л ц 1 0 Ф 0 1 а 1 О 1 1 1 ( О О О О О О О О О С С О О СЧ СЧ С 4 СЧ С 4 СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ цл щ 1 Г ц ц 1 Ф ц ц л О О О О О О О О О О О С Ю ф СО СО СО ф СО ф СО СО СО СО СО Л. .44 4 ЦП П Ф б Ц Ц"1 П 1 П 1 Щ 11 Оо ф о о - ми ч л о 1 вх" хо- ах ово в аххх ооовк их чцо сч м м м сч о о о В Ф В ф лм м ;т о о о о В Ф ФК о о о о о о о ЭФ о о о Ю ФИСЧ Р 4 СЧ Мчфхтрс чхв 11 ф И О И И Ф Ф Фь о м о о о и Ф В о 1 с х о о и Ю Ю Ф о о олЮ Ю о о О ИЮ о о и сч ч м о о о О о о о О О О И И И М И И о л л о с о О О м И И л С С О О С О С л о о о сО сО СО сЧ Ищ б О с о щФ И ИИл Ыс иОфс О,остая Удельное поверхностное сопротивление, Ом/кВ 1 2 6 12 18 24 30 Прототип О,030 0,030 0,075 0,028 0,022 0,026 0)038 0,038 2,0,023 0,030 0,027 0,031 0,032 0,027 0,025 0,035 0,022 0,037 0,040 0,023 0,028 О,О 23 0,027 О,О 27 0,032 0,025 0,029 0,020 0,019 0,037 0,026 0,038 0,040 0,044 0,030 0,019 0,035 0,043 0,046 7. О,О 37 О 041 О,О 43 8. О,О 40 0,040 9,1 О,0,047 Составитель Б.АстаповТехред М.Ходанич Корректор М,Максимишинец Редактор П. Гереши Тираж 746 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5