DE2154898A1

DE2154898A1 - Nicht reduzierbare teilweise kristallisierte Überkreuzungsdielektrika und Gläser zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE2154898A1
Application number: DE19712154898
Authority: DE
Inventors: Lewis Charles Wilmington Del. Hoffman (V.SLA.). P
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1970-11-04
Filing date: 1971-11-04
Publication date: 1972-05-10
Also published as: BE774822A; IT941712B; US3816172A; NL7115135A; JPS479633A; FR2112448A1

Description

Ment reduzierbare teilweise kristallisierte Überkreuzungsdielektrika und Gläser zu deren Herstellung

Gegenstand der Erfindung sind teilweise kristallisierbare Gläser, die nach dem Brennen nicht reduzierbare Überkreuzungsdielektrika zur Verwendung in gedruckten Schaltungen bilden. Ferner sind druckbare dielektrische Massen umfaßt, die ein derartiges Glas in fein zerteilter Form, gegebenenfalls in einem inerten Träger dispergiert, aufweisen. Ferner umfaßt die Erfindung nicht reduzierbare teilweise kristallisierte Überkreuzungsdielektrika, die im wesentlichen aus den obige«. Gläoern bestehen, die gebrannt worden sind und bis zu 40 i> Kristalle dispcrgiert in einer glasartigen Matrix aufweisen.

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Die Erfindung betrifft gedruckte Schaltungen und insbesondere neue Gläser zur Herstellung von Überkreuzungsdielektrika zur Verwendung in derartigen Schaltungen.

Bei der Herstellung gedruckter Schaltungen ist es zweckmäßig, in der lage zu sein, Raum zu erhalten, in dem eine Metallisierung direkt über andere Metallisierungen aufgebracht wird. Natürlich müssen derartige Metallisierungen zur Vermeidung von Kurzschluß und Kapazitätskupplung durch dielektrisches Material getrennt sein.

Es gibt zwei Wege, um derartige Mehrschichtstrukturen herzustellen. Der erste besteht im Drucken und Brennen von "Überkreuzungs"-Schichten zwischen gedruckten leiterachichten auf einer einzigen Substratschicht, um eine gedruckte Verdrahtungstafel, die gelegentlich als gedruckte "Mehrpunkt" (Multilevel)-Verdrahtungstafel bezeichnet wird, zu bilden. Die zweite Methode besteht im Drucken von Leitermustern auf organisch gebundenen dünnen "Bändern" aus feinteiligem Aluminiumoxid, anschließender Schichtbildung derartiger gedruckter Bänder und Brennen der erhaltenen Schichtstruktur bei hoher Temperatur, um eine diskrete monolithische Mehrschichtstruktur herzustellen, die als ihr eigenes Substrat dient. Die Erfindung beschreibt die Rolle bestimmter Gläser in dem "Mehrpunkt" (Multilevel)-Verfahren, worin das Substrat ein vorgebranntes Keramikmaterial, gewöhnlich Aluminiumoxid ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die zum Drucken dielektrischer Überkreuzungen verv/endbaren Gläser teilweise kristallisierbar. Teilweise kristallisierbare Dielektrika liefern dem Hybridschaltungshersteller einen neuen und in einzigartiger Weise günstigen Verfahrensparameter, In den Ausgangsbrennstufen verhält sich das Dielektrikum, als wäre es ein einphasiges Glas, das den normalen Verfahren -!ablauf der Sinterung, Erweichung und Koaleszierung durchläuft.

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Wenn die Anfangsbrennperiode beendet ist, treten jedoch Kristalle auf und führen zu einem erheblichen Anstieg der Viskosität. Bei dem nachfolgenden Brennen entwickelt sich wenig oder keine Thermoplastizität, wodurch es möglich wird, daß überdruckte Metallisierungs- oder Isolierungsschichten sich so verhalten, als wären sie auf einem keramischen Substrat an Stelle eines thermoplastischen Glases aufgebracht.

In der US-PS 3 586 522 wird eine Masse beschrieben, die sich zur Herstellung von Überkreuzungsdielektrika eignet. Derartige Masse sind nach dem Brennen teilweise zu Hexacelsian (BaAl₂Si₂Og) kristallisiert, wodurch sich eine Steigerung in der Überkreuzungsviskosität ergibt. Die gebrannte Masse ist eine Dispersion derartiger feiner kristalliner Teilchen in einer glasartigen Matrix. Die zur Herstellung der Überkreuzungen gemäß der US-PS 3 586 522 verwendete Masse enthält _t1edoch beträchtliche Mengen Bleioxid. Bleioxid dient dort als Flußmittel zur Herabsetzung der Schmelzviskosität dor gebrannten Überkreuzung, um sich an die Erfordernisse de? Brennens bei niedriger Temperatur bei einem Verfahren unter Anwendung eines dicken Films anzupassen.

Die Erfindung betrifft die Entwicklung von Überkreuzungsdielektrika zur Verwendung in Mehrpunkt- bzw. Mehrschictitschaltungen, bei denen die Strukturen reduzierenden Atmosphären, wie beispielsweise Forming-Gas, bei erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden sollen. Es ist häufig notwendig, Strukturen diesen Bedingungen zur Verbindung von Geräten mit dem Substrat durch Löten auszusetzen, wobei in diesem Fall das Gerät vor Oxidation durch die Anwesenheit eines reduzierenden Schutzgases (Wasserstoff) geschützt wird. Wasserstoff und hohe Temperaturen reduzieren wenigstens teilweise Schwermetalloxide (wie beispielsweise Bleioxid), wenn diese in Überkreuzungsdielektrika vorliegen, zum

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metallischen Zustand, wodurch sich eine leitende Oberfläche und ausgeprägte Verfärbung ergibt, die sich beide nachteilig auf Überkreuzungseigenschaften auswirken.

Die Erfindung liefert teilweise kristallisierbare Gläser, die sich zur Herstellung nicht reduzierbarer (Wasserstoffbeständiger) Überkreuzungsdielektrika in gedruckten Schaltungen eignen. Die Gläser bestehen im wesentlichen aus den in der folgenden Tabelle I angegebenen Zusammensetzungen.

Tabelle I

Glaszusammensetzung Bestandteil Gew.-^

SiO	2
BaO	°3
TiO	2
ZnO
B₂O Na₂ κ₂ο	3 SiP₆

27-57	1°
5-20
7-20	*
2-13
4-37
0-18
0-7
0-5
0-5

CdO

Die Gläser können in fein zerteilter Form auf ein Substrat entweder trocken oder als eine Dispersion in einem inerten Träger gedruckt werden (gewöhnlich durch Siebdruck). In der Dispersion liegen gewöhnlich 0,4 bis 9 Teile Glas je Teil Träger, bezogen auf das Gewicht, vor. Wenn die Gläser der Erfindung auf die Substrate gebrannt werden, wird ein Dielektrikum, das bis zu 40 Gew.-^ einer kristallinen Phase dlspergiert in einer glasartigen Matrix aufweist, erhalten.

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Die Erfindung erfüllt den Bedarf an Überkreuzungsdielektrika, die in reduzierenden Atmosphären gebrannt werden können, und sie sind ferner durch hermetischen Abschluß, Oberflächenglätte, Haftung an den Leitern, Lötbarkeit von leitern oben auf das Überkreuzungsdielektrikum und gute elektrische Eigenschaften gekennzeichnet. Ferner setzen die Überkreuzungsdielektrika der Erfindung die Zwischenleiterkapazitätskupplung auf ein Minimum herab und eignen sich auch zur Herstellung von Kondensatoren mit geringem Verlust. Die Überkreuzungsdielektrika der Erfindung ergeben fehlende Thermoplastizität, wodurch eine Überdruckbewegung nach aem Brennen vermieden wird.

Die Gläser der Erfindung werden durch Abschrecken eines Gemisehs der Ansatzbestandteile, welche die beanspruchten Materialien in den vorgegebenen Verhältnissen bilden, aus dem geschmolzenen Zustand erhalten. Die Glasmasse der Erfindung wird, nachdem sie aus dem geschmolzenen Zustand abgeschreckt ist, anschließend fein gemahlen, bevor sie auf das Substrat gedruckt und als PiIm gebrannt wird. Die Kernbildung und Kristallisierung der Glasmasse unter Bildung eines teilweise kristallisierten Überkreuzungsdielektrikums wird in einer einzigen Stufe durchgeführt.

Bei den Gläsern der Erfindung werden verschiedene Bestandteile in einer kritischen Kombination von Verhältnissen verwertet, so daß sie hoch erwünschte Eigenschaften besitzen. Die Bestandteile der neuen Gläser müssen innerhalb der in Tabelle I angegebenen Zusammensetzungeneiche (ausgedrückt in Gew.-$) vorliegen.

Ein physikalisches Gemisch der Glasbestandteile (oder deren Vorläufer) bildet stabile Gläser, wenn es aus dem geschmolzenen Zustand abgeschreckt wird, wobei die stabilen Gläser die Gläaer dor Erfindung darstellen. Zur Herstellung der erfindungsgeinäßon Gläner werden bestimmte kritische Verhältnisse von glaobildenden Bestandteilen und gegebenenfalls

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₂g jedoch kein Bleioxid, verwendet. Wenn die Gläser fein gemahlen, gedruckt und auf Substrate aufgebrannt sind, werden die Kernbildung und Teilkristallisation des Glases in einer einzigen Stufe bei der gleichen Brenntemperatur und folglich rascher durchgeführt als bei üblichen kristallisierenden Gläsern. Wenn das Glas einmal erweicht ist und bei der Brenntemperatur während eines ausreichenden Zeitraums zur Kristallisation gehalten wird, wird es weniger thermoplastisch.

Das teilweise kristallisierte Glas in dem gebrannten Dielektrikum der Erfindung enthält eine kristalline Phase, die bis zu 40 Gew.-^ des gesamten Glases und der Kristalle ausmacht. Die beim Brennen gebildeten Kristalle sind Gahnit (ZnAIgO.), Natriumpentaborat (NapB.. QO₁₇) und Bariumtitanat (BaTiO,), was sich aufgrund der Röntgenstrahlenbeugungsbilder ergibt. Man nimmt an, daß die kristalline Phase häufig vergleichbare Mengen jeder dieser drei Kristallarten aufweist, jedoch hängen natürlich die relativen Mengen der jeweiligen Kristalle von den relativen Verhältnissen der entsprechenden Kristallbildner in der Glasfritte ab. Die chemische Zusammensetzung der obigen drei Kristallarten ist nicht wichtig, da deren Punktion darin besteht, eine Erhöhung der Viskosität nach dem ersten Brennen zu ergeben, so daß die gedrucktes Überkreuzungsschicht aus einer thermoplastischen in eine mehr hitzehärtende Schicht überführt wird. Man nimmt an, daß diese Kristalle keine Phasen mit geringer Expansion sind und somit kein hohes Ausmaß an inneren Temperungskräften ergeben.

Die Bestandteile der erfindungsgemäßen Gläser werden go ausgewählt und kombiniert, daß eine teilweise kristallisierte dielektrißche Überkreuzung erzeugt wird, die durch die Anwesenheit von Wasserstoff bis su wenigstens 1000⁰C (während Lötvorgängen) unbeointrächtigt bleibt. Die Beotandtoile müssen daher ein niedrigen Reduktionspotential besitzen. Dies

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bedeutet, daß das Glas frei von Schwermetallen sein muß. Zink, Aluminium, Bor, Barium und Titan (und gegebenenfalls Natrium, falls anwesend) liegen sämtlich in den Kristallphasen nech der Reifung durch Brennen vor. Die einzigen Komponenten der ungebrannten Gläser, die in den gebrannten kristallinen Phasen nicht in Betracht kommen, sind daher Siliciumdioxid und gegebenenfalls (SiF,-) "~. Dies bedeutet, daß die oben erwähnten Komplexkristalle in einem sehr einfachen Binder nach Reifung durch Brennen dispergiert sind. Titandioxid ist daher nicht nur ein Kristallisationskatalysator, sondern auch ein Teil der kristallinen Phase.

Die Verhältnisse der Bestandteile in den nicht gebrannten ^lasern der Erfindung und daher in den gebrannten teilweise kristallisierten Überkreuzungsdielektrika der Erfindung sind wie folgt. Siliciumdioxid bestimmt die Erweichungseigenschaften, thermische Ausdehnung und chemische Beständigkeit des gebrannten teilweise kristallieierten Dielektrikums. Die Gläser enthalten 27 bis 57 Gew.-% Siliciumdioxid. Es besteht eine klare Bevorzugung hinsichtlich höherer Mengen des Siliciumdioxidgehaltes innerhalb dieses Bereichs; der bevorzugte Siliciumdioxidbereich liegt bei 4-5 bis 57 $.

Aluminiumoxid ist ein Bestandteil einer der primären Kristallphasen, die nach dem Brennen erzeugt wird. Aluminiumoxid liegt zu 5 bis 20 $ des Glases vor. Bariumoxid ist ein wesentlicher Bestandteil der erzeugten Kristallphasen und liegt zu 7 bis 20 # des Glases vor. Die bevorzugte Menge an Bariumoxid beträgt etwa 12 bis H $ des Glases.

Titandioxid ist der Kristallisationskatalynator und ist auch ein Bestandteil einer der kristallinen Phasen Bariumtitanat. Titandioxid macht 2 bis 13 5^ des Gla3e3 aus.

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Zinkoxid ißt ein wesentlicher Beetandteil, da es eine der durch Brennen gebildeten kristallinen Phasen bildet; 4 bis 37 % des Glases bestehen aus Zinkoxid.

Boroxid liegt gegebenenfalls in dem Glas als ein die Viskosität herabsetzendes Mittel vor. Es liegt in Mengen von bis zu 18 io des Glases vor. Na₂SiPg (bis zu 7 #) ist gleichfalls ein wahlweise vorliegendes die Viskosität herabsetzendes Mittel, das sich zum Ersatz von Schwermetallkationen eignet, die normalerweise in Überkreuzungsdielektrika vorliegen würden, wo nicht reduzierbare Dielektrika nicht Gegenstand der Erfindung sind. Kaliumoxid und Cadmiumoxid sind gegebenenfalls vorliegende Modifizierungskomponenten, die jeweils in Mengen bis zu 5 ^ in den Gläsern der Erfindung vorliegen können.

Es sei darauf hingewiesen, daß es andere Bestandteile gibt, die zur Herstellung der Gläser der Erfindung und demzufolge der teilweise kristallisierten Überlireuzungsdielektrilra der Erfindung verwendet werden können, und die keine erheblichen nachteilige Einwirkungen ausüben, z. B. die Erdalkalien, Obergangsmetalloxide und Oxide seltener Erden.

Die Gläser der Erfindung werden aus geeigneten Grundzusammensetzungen von Oxiden (oder Oxidvorläufern) und Na₂SiPg durch Schmelzen irgendeiner geeigneten Anoatzmasse, die die vorstehend beschriebenen Verbindungen in den vorgeschriebenen Verhältnissen aufweist, hergestellt. Metalloxide bilden stabile Gläser, wenn sie aus dem geschmolzenen Zuotand unter Erzeugung der Gläser abgeschreckt werden. Ein physikalische» Gemisch von Metalloxiden oder Oxidvorläufern, wie beispielsweise Metallhydroxide oder -carbonate können angewendet v/erden. Die zur Herstellung der Gläser verwendbare Ansatf.maooe wird zunächst vermischt und dann geschmolzen, wobei Gin pruktisch homogenes fließfähiges Glas erhalten wird. Die wHhrend

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dieser Schmelzstufe beibehaltene Temperatur ist nicht kritisch, sie liegt jedoch gewöhnlich im Bereich von 1100 bis 165O⁰C, so daß rasche Homogenisierung der Schmelze erreicht werden kann. Eine Temperatur von etwa 145O⁰C wird bevorzugt. Nach^dem homogenes fließfähiges Glas erhalten wird, wird es im allgemeinen in

/ Wasser oder eine andere Flüssigkeit unter Bildung einer

/ Glasfritte gegossen.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Überkrenungsdielektrika verwendeten Gläser liegen in fein zerteilter Form vor. Die obige Glasfritte wird daher in einer üblichen Kugelmühle vor der Dispergierung im Träger (falls verwendet) und dem Drucken fein gemahlen. Glaspulver mit einer mittleren Teilchengröße mit einem Durchmesser nicht über 50 Mikron sind im allgemeinen geeignet, jedoch sind solche mit mittleren Teilchengrößen von 1 bis 15 Mikron eindeutig bevorzugt. Im allgemeinen sollten bei dieser bevorzugten Teilchengröße keine Teilchen 44 Mikron überschreiten, das heißt, die Teilchen sollten durch ein Sieb mit Sieböffnungen von 44/U (325 mesh US-Standard sieve scale) hindurchgehen.

Die Gläser der Erfindung werden als ein Film auf metallisierte vorgebrannte keramische dielektrische Substrate in üblicher Weise gedruckt. Im allgemeinen werden vorzugsweise Siebschablonentechniken verwendet. Die metallisierende Masse wird als ein fein zerteiltes Pulver entweder trocken oder in Form einer Dispersion in einem inerten flüssigen Träger gedruckt. Irgendeine inerte Flüssigkeit kann als Träger verwendet werden. Wasser oder irgendeine der verschiedenen organischen Flüssigkeiten, mit oder ohne Verdickungs- und/oder Stabilioierungnmittel und/oder andere übliche Zusätze, kann als Träger verwendet werden. Beispiele für organische Flüssigkeiten, die verwendet werden können, sind die aliphatischen Alkohole, Ester dieser Alkohole, z. B. das Acetat und

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die Propionate; Terpene, z. B. Pinienöl, α- und ß-Terpineol und dergleichen; Lösungen von Harzen, wie beispielsweise die Polymethacrylate niederer Alkohole, oder Lösungen von Äthylcellulose in Lösungsmitteln,wie beispielsweise Pinienöl und der Monobutyläther von A'thylenglykolmonoacetat. Der Träger kann ganz oder teilweise aus flüchtigen Flüssigkeiten be&tehen, um rasche Härtung nach Aufbringung auf das Substrat zu fördern. Der Träger kann auch Wachse, thermoplastische Harze oder ähnliche Materialien, die thermofließfähige Materialien darstellen, enthalten, so daß die Dispersion bei einer erhöhten Temperatur auf ein relativ kaltes keramisches Substrat aufgebracht werden kann, wonach sich die Glasmasse augenblicklich verfestigt.

Das Verhältnis von inertem Träger zu Peststoffen gemäß der Erfindung kann beträchtlich variieren und hängt von der Art und Weise, in der die Dispersion aufgebracht werden soll und der Art des verwendeten Trägers ab. Im allgemeinen werden 0,4 bis 9 Gew.-Teile Peststoffe je Gew.-Teile Träger zur Herstellung einer Dispersion der gewünschten Konsistenz verwendet. Bevorzugt werden zwei bis vier Teile Peststoffe je Teil Träger angewendet.

Wie oben angegeben, werden die Überkreuzungsmassen der Erfindung auf vorgebrannte keramische Substrate (mit vorgebrannten Metallisierungen darauf) gedruckt, wonach das bedruckte Substrat zur Reifung des Glases gemäß der Erfindung erneut gebrannt wird und auf diese Weise die oben beschriebenen partiell kristallisierten Überkreuzungsdielektrika hergestellt werden. Im allgemeinen muß das gedruckte Substrat im Temperaturbereich von 620 bis 1050⁰C zur Reifung des Glase3 und zur Bildung des Dielektrikums gebrannt v/erden. Bevorzugt erfolgt das Brennen bei 800 bio 900⁰C und in typischer Weise während einer Gesamtzeit von 10 Hinuten, wobei 5 Minuten bei Spitzenteinperatur Bind. Diese Brennotufe ist eine sehr wichtige Verfahrensstufe zur Sichereteilung

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der partiell kristallisierten Überkreuzungsdielektrika der Erfindung. Die für eine spezielles Glas ausgewählte Brenntemperatur ist eine Temperatur, bei der die Different ialthermalanalyse zeigt, daß die maximale Krista1-lisationerate eintritt, übliche Differentialthermalanalyseverfahren und Bestimmungen sind von W.J. Smothers, "Differential Thermal Analysis¹¹, Chemical Publishing, New York, 1958, beschrieben. Es ist wichtig, daß die Kernbildung und Kristallisation in einer einzigen Stufe bei der gleichen Brenntemperatur unter Bildung eines teilweise kristallisierten Dielektrikums innerhalb eines kurzen Zeitraums durchgeführt werden. Ein derartiger kurzer Zeitraum kann weniger als 10 Minuten dauern. Venn das Brennen durchgeführt ist, bilden sich Kristalle und wachsen, bis der dielektrische PiIm opak ist. Bei Durchführung dieses Verfahrens enthalten die Produkte der Erfindung bis zu 40 Gew.-# kristalline Phase als feine Teilchen, die durch eine glasartige Matrix dispergiert sind. Man nimmt an, daß die fein zerteilte Art der erfindungsgemäßen Gläser zu rascherer Kristallisationskinetic führt, weil bei dem Verfahren an der Oberfläche Keime gebildet werden.

Im allgemeinen werden bei Durchführung der Erfindung die in Tabelle II angegebenen Ansatzgemische oder irgendwelche andereil geeigneten Ansatzmassen zur Herstellung von Gläsern, z. B. solchen gemäß Tabelle II, verwendet, die dann gemahlen werden (und gegebenenfalls in einem Träger dispergiert werden), um durch Siebdruck druckbare Massen herzustellen. Es ißt möglich, etwas von den aufgeführten spezifischen Beispielen abzuweichen, vorausgesetzt, daß In den so hergestellten Massen Bestandteile innerhalb der in Tabelle I vorgeschriebenen Gewichtoprozentgehalte vorliegen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert. In den Beispielen und der gesamten Beschreibung beziehen sich sämtliche Teile, Verhältnisse und Prozentangaben von Materialien oder Bestandteilen auf das Gewicht.

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Beispiel 1 bis 8

Die Gläser der Tabelle III wurden wie folgt in Frittenform aus den entsprechenden Ansatzmassen (1 bis 8) der Tabelle II aus NapSiPg und entweder den Oxiden oder Vorläufern der Oxide, wie beispielsweise Carbonate oder Hydroxide, hergestellt. Speziell Siliciumdioxid, Titan- dloxid, Zinkoxid und Cadmlumoxid wurden als Oxide eingeführt. Aluminiumoxid wurde als Aluminiumhydroxid Al(OH)?, Boroxid als Borsäure, Bariumoxid als Bariumcarbonat und Kaliumoxid als Kaliumcarbonat eingeführt.

Pie Trockenansatzkomponenten wurden ausgewogen, gründlich vermischt und in einen Kyanit-(Aluminiumsilicat)-Tiegel eingeführt. Tiegel und Inhalt wurden in einen elektrischen Ofen bei 145O⁰C gebracht", bis sämtliche Gasentwicklung aufgehört hatte und der Inhalt klar und transparent wurde. Tiegel und Inhalt wurden aus dem Ofen entfernt und der Inhalt langsam In kaltes Wasser gegossen. Die durch dieses Verfahren hergestellte Fritte wurde in einen Kugelmühlbehälter gebracht, der mit den normalen Zutaten (50 Volumen-56) aus Mahlmedium (keramische Kugeln) und dem entsprechenden Gewicht an Wasser (etwa 8 bis 30 Gew.-^ der zu mahlenden Peststoffe) versehen war, und gemahlen, bis weniger als 1 $> Rückstand auf einem Sieb mit Sieböffnungen von 44/u (325 mesh US-Standard) zurückgehalten wurden. Normalerweise dauert es für eine 1500 g-Beschickung in einer Kugelmühle von 3,8 1 (1 gallon) mit 120 enr Wasser zur geeigneten Vermahlung 16 Stunden. Die Aufschlämmung wurde unter Vakuum auf Whatman-Papier Nr. 1 filtriert; das feste Produkt wurde 16 Stunden bei 105⁰C getrocknet; der trockene Kuchen wurde dann mikropulverisiert, um die trocknenden Aggregate aufzubrechen.

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Jedes der fein zerteilten Gläser 1 bis 8 wurde in 8 96 Äthylcellulose und 92 % ß-Terpineol dispergiert. 3 Gew.-Teile Glas wurden je Teil Träger verwendet.

Die entsprechenden Dispersionen der dielektrischen Masse wurden dann jeweils als Schichten auf vorgebrannte metal-. lisierte keramische 96 ?£-ige Aluminiumoxidsubstrate gedruckt, die mit einem Leiter aus 15 Teilen Platin, 55 Teilen Gold und 8 Teilen Zinkborsilicatfritte metallisiert worden waren und dann 10 Minuten bei 75O⁰C gebrannt. Die Metallisierungen wurden dann über die dielektrischen Massen gedruckt. Die Beständigkeit jedes Überkreuzungsdielektrikums gegenüber Wasserstoff wurde geprüft, indem zunächst die Probe in luft gebrannt wurde und dann in einer Atmosphäre aus 85 % Stickstoff und 15 # Wasserstoff 30 Minuten bei 800°C erneut gebrannt wurde.

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Tabelle II

Ansatz-Zusammensetzan^

Bestandteil

Beispiel

SiO₂ Al(OH)₃ BaCO₃ TiO₂ ZnO

B(OH)₅ Ea₉SiIV

CdO

45,6	41,2	47,0	46,0	46,9	45,1	24,3	24,3
12,9	23,4	20,0	13,0	16,0	6,4	'5,2	15,2
18,1	4,3	4,6	15,1	7,7	25,3	....
14,2	17,6	17,9	16,5	19,0	14,0	9,3	9,3
2,5	3,1	3,5	2,6	3,5	2,5	10,8	10,8
4,2	5,7	4,4	4,3	4,3	4,2	32,4	25,2
2,5	4,7	2,6	2,5	2,6	2,5	-—	5,4
...-	-—	...	-—	....	—	6,2	6,2
	——	___	«...			1,8	3,6

Tabelle III

	Bestandteil	1	Glas-Zusammensetzung	2	Gew.	3	4	5	Beispiel	7
		54		47,8		54	54	54	6	27
	SiO₂	10		17,8	15	10	12	54	11
	Al₂O₅	12	2,8	3	10	5	5	—	8
	B₂O₃	13	15,9	16	15	17	17	8	27
	BaO	3 5 3	3,6 6,6 5,5	4 5 3	3 5 3	4 5 3	13	12 36	11
NJ O	ZnO Al Cl f\ w JUJC ^	—	......	--		--	. 3 5 3	- 4	—
CO CO I	K₂O		......				—	2	8
O Ul 5 ■ "JO	CdO					12 28 6
					4
			4

Die dielektrischen Schichten wurden dann hinsichtlich der Porosität aufgrund der Durchdringung von fluorescierendem Farbstoff durch Beobachtung unter Ultraviolettlicht geprüft; sie wurden auch hinsichtlich Yerdunkelungsspuren.untersucht. Es wurde keine Porosität oder Verdunkelung beobachtet. Der elektrische Widerstand wurde im Hinblick auf jede Probe gemessen, um sicherzugehen, daß nach Aussetzung gegenüber Wasserstoff bei erhöhter Temperatur keine Reduktion auftrat. Die Widerstände lagen in jedem Fall über 10¹¹ Ohm je Quadrat.

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Claims

PC-3746 ^. November I97I

Patentansprüche

Pein zerteiltes Glas, das sich als eine dielektrische Überkreuzungsschicht in gedruckten Schaltungen eignet, dadurch gekennzeichnet, daß es unter Bildung nicht reduzierharer Überkreuzungsdielektrika teilweise kristallisierbar, ist und folgende gewichtsmäßige Zusammensetzung aufweist:

27-57 % SiO₂ 5-20 Al₂O₅ 7-20 BaO 2-13 TiO₂ 4-37 ZnO 0-18 B₂O₅ 0-7 Na₂Si 0-5 E₂O 0-5 * CdO

2. Glas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Prozentgehalt an SiO₂ von 45 bis 57 #.
3. Dielektrische Masse zum Drucken von Überkreuzungsdielektrika, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein fein zerteiltes Glas nach Anspruch 1 oder 2 dispergiert in einem inerten Träger aufweist.
4. Elektronische Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine nicht reduzierbare teilweise kristallisierte dielektrische Überkreuzungsschicht aufweist, die im wesentlichen aus dBr gebrannten Glasmasse nach Anspruch 1 besteht, wobei die dielektrische Schicht bis zu 40 Gew.-^ kristallin ist.
5. Dielektrische Überkreuzungsschicht nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die kristalline Phase Gahnit, Hatrlumpentaborat und Bariumtitanat aufweist.

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