DE2222754C2 - Metallisierende Paste und ihre Verwendung - Google Patents

Metallisierende Paste und ihre Verwendung

Info

Publication number
DE2222754C2
DE2222754C2 DE2222754A DE2222754A DE2222754C2 DE 2222754 C2 DE2222754 C2 DE 2222754C2 DE 2222754 A DE2222754 A DE 2222754A DE 2222754 A DE2222754 A DE 2222754A DE 2222754 C2 DE2222754 C2 DE 2222754C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aluminum
metallizing paste
glaze material
paste according
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2222754A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2222754A1 (de
Inventor
Norman Newbury Berkshire Davey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UK Atomic Energy Authority
Original Assignee
UK Atomic Energy Authority
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UK Atomic Energy Authority filed Critical UK Atomic Energy Authority
Publication of DE2222754A1 publication Critical patent/DE2222754A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2222754C2 publication Critical patent/DE2222754C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/88—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
    • H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks

Description

Die Erfindung betrifft eine metallisierende Paste auf der Grundlage eines wärmeverdampfbaren, flüssigen Mediums, das ein Glasurmaterial und ein Metall in Pulverform enthält zur Bildung eines haftenden, elektrisch und thermisch leitenden metallhaltigen Überzugs auf einer Keramikoberfläche, sowie die Verwendung dieser Paste.
Die Erfindung findet Verwendung bei der Herstellung von Leitern für Mikroschaltungen auf keramischen Substraten und eine weitere Anwendung auf dem Mikroschaltungsgebiet ist die Herstellung von Polstern bzw. Puffern (Kühlflächen) an der Unterseite von keramischen Substraten zur Aufnahme von Wärme aus den Substraten zur Wärmeableitung.
Metallisierende Pasten, die sich für die vorstehend genannten Zwecke eignen, sind bekannt, jedoch erforderten für ein Brennen an der Luft geeignete Pasten bisher die Verwendung von kostspieligen Edelmetallen, wie z. B. Gold, Silber. Platin oder Palladium, wie dies beispielsweise in der DE-OS 14 881 beschrieben wird. Demgegenüber stellt die vorliegende Erfindung eine Paste zur Verfügung, die an der Luft gebrannt werden kann, die jedoch ein billiges Metall, nämlich Aluminium öder eine Aluminiumlegie* rung an Stelle eines Edelmetalls verwendet
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine solche eingangs geschilderte Paste zu schaffen.
Diese Aufgabe wurde; nun bei einer Paste der obengenannten Art gern« Anspruch 1 dadurch gelöst, daß die metallisierende Paste Aluminium oder eine Legierung davon als Metall und ein Glasurmaterial, das in geschmolzenem Zustand das Oxid des Aluminiums oder der Legierung löst und die Keramikoberfläche benetzt, enthält
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch Lösen des Oxids des Metalls oder der Legierung macht die geschmolzene Glasur wenigstens
ίο teilweise den isolierenden Oxidfilm löslich, von dem bekannt ist, daß er Aluminium enthaltende Teilchen überzieht Dadurch werden sowohl die elektrische, als auch die thermische Leitfähigkeit des Niederschlags wesentlich erhöht
Vorzugsweise schmilzt das Glasurmaterial bei einer Temperatur die nicht höher ist als die Schmelztemperatur des Aluminiums bzw. einer Legierung davon. Es wurde nämlich festgestellt daß die Leitfähigkeit des gebildeten Niederschlags erniedrigt wird,^. tnn man das Glasurmaterial bei einer höheren Temperatur als der Schmelztemperatur der Aluminium-Komponente schmilzt d.h. wenn das Glasurmaterial schmilzt nachdem die Aluminium-Komponente geschmolzen ist.
Das bevorzugte Glasurmaterial, das zur Verwendung mit Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder einer durch Wärme zerlegbaren Verbindung des Metalls oder der Legierung geeignet ist enthält ein Boroxid. Das Glasurmaterial kann weiterhin ein Bleioxid enthalten. Ein zur Verwendung in einer metallisierenden Paste geeignetes, flüssiges Medium enthält Aluminium oder eine Aluminiumlegierung und ein Glasurmaterial. Das bevorzugte flüssige Medium ist ein polymerisiertes cyclisches Keton, das in einem Lösungsmittel, wie Terpineol, gelöst ist Eine geeignete keramische Oberfläche, die sich zur Verwendung mit einer solchen Aluminium enthaltenden metallisierenden Paste eignet ist Aluminiumoxid. Zu anderen Oberflächen, außer Aluminiumoxid, die verwendet werden können, gehören Siliciumdioxid- oder Aluminiumoxid-Silicat-Oberflächen. Zu Aluminiumlegierungen, die in Pasten nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, gehören Al/Cu- und Al/Ag-Legierungen.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin in beispielhafter Weise durch die folgenden Ausführungsformen erläutert. Ein wärmeverdampfbares, flüssiges Medium wurde mit Aluminiumpulver, Boroxid und Bleioxid unter Bildung einer Paste gemischt, die eine zum Siebdruck der Mikroschaltung geeignete Konsistenz aufweist. Das flüs->ige Medium war ein handelsübliches polymerisier-
ϊο tes cyclisches, in Terpineol gelöstes Keton.
Eine geeignete Paste enthält 35 crrr* flüssiges Medium für jeweils 100 g Feststoffe, die 92 g Al, 6 g PbO und 2 g B2O) enthalten. Die bevorzugte Teilchengröße des Al-Pulvers war I bis 2 μπι und die Blei- und Boroxide hatten eine Größe von 0,04 mm. Die Paste wurde mittels Siebdruck auf einem Aluminiumoxidsubstrat unter Bildung eines Abdrucks einer Mikroschaltung, die eine Vielzahl von Mikroschaltungsleitern enthielt, aufgedruckt. Das verwendete Substrat war ein handelsübliches 96%iges AljOB-Material. Das Substrat mit der aufgedruckten Nachbildung wurde bei 100" bis 2000C getrocknet (um das verdampfbare Material zu entferhCflj und dann an der Luft bei 8300G gebrannt, einer Temperatur* bei der sowohl das Aluminiumpulver, als
auch das gemischte Boroxid/Bleioxid geschmolzen werden* Das Substrat wurde 50 Minuten gebrannt Das geschmolzene Aluminiumpulver bildete eine leitende Mikroschaltungsnachbiidung Und das geschmolzene
Boroxid/Bleioxid benetzte das Substrat durch Grenzflächenreaktion mit diesem. Durch nachfolgendes Abkühlen auf Raumtemperatur wurde eine verfestigte und elektrisch leitende Mikroschaltung erhalten, die mit dem Substrat durch das verfestigte, gemischte Oxidglas verbunden war. Die elektrische Leitfähigkeit von Mikroschaltungen durch Luft gebrannte Nachbildungen, wie im voraus beschrieben, beträgt typischerweise 20 bis 30 ΐηΩ/mm2 im Vergleich zu beispielsweise Werten von 4 mO/mm2 bei Au, 10 bis 15 mD/mm2 bei Pt/Au und 60 τηΩ/mm2 bei Pd/Ag.
Neben den elektrischen Leitungen für Mikroschaltungen erhält man mit Hilfe der vorliegenden Erfindung wärmeabziehende Elemente, die an der Unterseite von
Mikroschaltungssubstraten angebracht sind, um aus diesen Wärme zu entfernen. Solche Elemente, die die Form von Polstern haben und als Kühlflächen zu bezeichnen sind, können auch als Pastennachbildungen mittels Siebdruck abgelagert und in thermisch leitende Polsterungen durch Brennen und nachfolgende Verfestigung überführt werden. Es ist dem Fachmann bekannt, daß die Verteilung bzw. Abführung von Wärme, die durch Mikroschaltungen hoher Dichte gebildet wird, ein Problem darstellt. Ein Verfahren, die Substratwärme wesentlich zu verringern, ist die Herstellung thermisch leitender Elemente (Kühlflächen) mit Hilfe der vorliegenden Erfindung.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Metallisierende Paste auf der Grundlage eines wärmeverdampfbaren, flüssigen Mediums, das ein Glasurmaterial und ein Metall in Pulverform enthält, zur Bildung eines haftenden, elektrisch und thermisch leitenden metallhaltigen Oberzugs auf einer Keramikoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Aluminium oder eine Legierung davon als Metall und ein Glasurmaterial, das in geschmolzenem Zustand das Oxid des Aluminiums oder der Legierung löst und die Keramikoberfläc-he benetzt, enthält.
2. Metallisierende Paste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasurmaterial bei einer Temperatur schmilzt die nicht höher liegt als die Schmelztemperatur der Komponente.
3. Metallisierende Paste nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Komponente eine Aluminium/Kupfer- oder eine Aluminium/Silber-Legierung enthält
4. Metallisierende Paste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasurmaterial ein Boroxid enthält.
5. Metallisierende Paste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das Glasurmaterial zusätzlich ein Bleioxid enthält.
6. Metallisierende Paste nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als flüssiges Medium ein in einem Lösungsmittel gelöstes ρ« iymerisiertes cyclisches Keton enthält
7. Verwendung einer metallisierenden Paste gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung eines haftenden, elektrisch und thermisch leitenden Elementes auf einer Keramikoberfläche.
DE2222754A 1971-05-10 1972-05-09 Metallisierende Paste und ihre Verwendung Expired DE2222754C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1409171A GB1378520A (en) 1971-05-10 1971-05-10 Metallising pastes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2222754A1 DE2222754A1 (de) 1972-11-30
DE2222754C2 true DE2222754C2 (de) 1982-09-16

Family

ID=10034833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2222754A Expired DE2222754C2 (de) 1971-05-10 1972-05-09 Metallisierende Paste und ihre Verwendung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3808046A (de)
DE (1) DE2222754C2 (de)
FR (1) FR2137660B1 (de)
GB (1) GB1378520A (de)
IT (1) IT958831B (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD109281A5 (de) * 1972-12-20 1974-10-20
US4004052A (en) * 1974-03-08 1977-01-18 Vera Ivanovna Bystrova Process for producing non-porous coating for corundum substrates
GB1485569A (en) * 1974-09-10 1977-09-14 Siemens Ag Multi-layer wired substrates for multi-chip circuits
GB1506450A (en) * 1974-09-18 1978-04-05 Siemens Ag Pastes for the production of thick-film conductor paths
AU516824B2 (en) * 1976-02-17 1981-06-25 Ford Motor Company Of Canada Limited Coagulating coating composition
US4053864A (en) * 1976-12-20 1977-10-11 Sprague Electric Company Thermistor with leads and method of making
US4278702A (en) * 1979-09-25 1981-07-14 Anthony J. Casella Method of making printed circuit board by induction heating of the conductive metal particles on a plastic substrate
US4323483A (en) * 1979-11-08 1982-04-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Mixed oxide bonded copper conductor compositions
JPS57143203A (en) * 1981-02-27 1982-09-04 Taiyo Yuden Kk Conductive paste for forming conductive layer by baking on porcelain
JPS57180112A (en) * 1981-04-30 1982-11-06 Taiyo Yuden Kk Method of forming electrode for porcelain electronic part
FR2515675A1 (fr) * 1981-11-05 1983-05-06 Comp Generale Electricite Encre conductrice pour prise de contact par serigraphie sur du silicium semi-conducteur et procede de realisation de contacts par serigraphie sur du silicium semi-conducteur
US5853622A (en) * 1990-02-09 1998-12-29 Ormet Corporation Transient liquid phase sintering conductive adhesives
US5376403A (en) * 1990-02-09 1994-12-27 Capote; Miguel A. Electrically conductive compositions and methods for the preparation and use thereof
DE4100392A1 (de) * 1991-01-09 1992-07-16 Rheinmetall Gmbh Verfahren zur trocknung von dickschichtpasten
US5743185A (en) * 1995-01-17 1998-04-28 Mattel, Inc. Flexible thermally conductive stamp and material
DE102005007933A1 (de) * 2005-02-10 2006-08-17 Schott Ag Verfahren zum Herstellen einer Heizleiterschicht auf einem Substrat und damit hergestellte Kochplatte

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2950995A (en) * 1957-03-18 1960-08-30 Beckman Instruments Inc Electrical resistance element
US2924540A (en) * 1958-05-23 1960-02-09 Du Pont Ceramic composition and article
US3110571A (en) * 1958-07-01 1963-11-12 Du Pont Ceramic material bonded to metal having refractory oxide dispersed therein
US3023492A (en) * 1958-11-19 1962-03-06 Gen Electric Metalized ceramic member and composition and method for manufacturing same
US2993815A (en) * 1959-05-25 1961-07-25 Bell Telephone Labor Inc Metallizing refractory substrates
US3154503A (en) * 1961-01-12 1964-10-27 Int Resistance Co Resistance material and resistor made therefrom
US3080328A (en) * 1961-05-22 1963-03-05 Owens Illinois Glass Co Conducting solder glass compositions
US3180742A (en) * 1961-06-27 1965-04-27 Dwight G Bennett Elevated temperature resistant ceramic structural adhesives
NL298179A (de) * 1962-09-20
US3374110A (en) * 1964-05-27 1968-03-19 Ibm Conductive element, composition and method
US3413240A (en) * 1965-03-25 1968-11-26 Du Pont Compositions
US3647532A (en) * 1969-02-17 1972-03-07 Gen Electric Application of conductive inks
CA949357A (en) * 1969-03-27 1974-06-18 George R. Cole Brazeable and adherent metallizing compositions
US3547835A (en) * 1969-06-09 1970-12-15 Du Pont Processes of producing and applying silver compositions,and products therefrom
US3748170A (en) * 1970-09-04 1973-07-24 North American Rockwell Method of coating metal
GB1335578A (en) * 1971-01-04 1973-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Resistance compositions

Also Published As

Publication number Publication date
IT958831B (it) 1973-10-30
DE2222754A1 (de) 1972-11-30
US3808046A (en) 1974-04-30
FR2137660B1 (de) 1978-11-24
FR2137660A1 (de) 1972-12-29
GB1378520A (en) 1974-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2222754C2 (de) Metallisierende Paste und ihre Verwendung
DE3414065C2 (de)
DE2617226C2 (de) Paste und Verfahren zur Bildung eines elektrischen Dickfilmleiters
EP0043028B1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Keramiksubstrates mit einer glasierten Oberfläche
US4636332A (en) Thick film conductor composition
EP0016306A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen Glas-Keramik-Packung für die Befestigung von Halbleitervorrichtungen
DE2142646A1 (de) Verwendung einer Metallisierungspaste zur Herstellung von Mikroschaltungen
DE3913115C2 (de)
JPS5851503A (ja) 導体組成物
DE2523009A1 (de) Silbermasse und ihre verwendung
KR100674076B1 (ko) 자동차 유리용 후막 도전체 페이스트
JPS62184704A (ja) オ−バ−プリント銅組成物
DE2852590C2 (de) Leiterpasten und Verfahren zur Herstellung von Leiterpasten
DE2809818B2 (de) Leitfähige Zusammensetzung und deren Verwendung
DE2324327C2 (de) Keramisches Material für den Gebrauch in Widerstandspasten zur Herstellung von Dickschichtwiderständen und Verfahren zur Herstellung dieses Materials
DE2610303A1 (de) Siebdruckpaste fuer dicke, elektrisch leitende, leiterbahnen bildende schichten auf einem keramischen substrat
DE2551036B2 (de) Borid-stoffzusammensetzung und ihre verwendung
EP0124943B1 (de) Dielektrisches Glas für Mehrschichtschaltungen und damit versehene Dickfilmschaltungen
DE1646606C3 (de) Masse zum Metallisieren von keramischen Werkstücken
DE2606963C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer hartlötbaren Dickschichtschaltung auf ein vorzugsweise aus einer Oxidkeramik bestehendes Trägerplättchen
EP2844414B1 (de) Verfahren zur herstellung eines metallisierten aus aluminium bestehenden substrats
DE112014006907T5 (de) Kupfer enthaltende leitfähige Pasten und daraus hergestellte Elektroden
DE60212950T2 (de) Verwendung von leiterzusammensetzungen in elektronischen schaltungen
JP2795467B2 (ja) 接着性良好な金属ペースト
DE112014006910T5 (de) Kupferhaltige leitfähige Pasten und daraus hergestellte Elektroden

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2403880

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8330 Complete disclaimer