DE2617226A1 - Paste zur bildung elektrischer leiter und ihre anwendung - Google Patents

Paste zur bildung elektrischer leiter und ihre anwendung

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Description

20. April 1976 73-92
ENGELHARD MINERALS & CHEMICALS CORPORATION 430 Mountain Avenue, Murray Hill, N.J. 07971J, V.St.A.
Paste zur Bildung elektrischer Leiter und ihre Anwendung
Die Erfindung betrifft das allgemeine Gebiet der Dickfilm-Leiter für elektronische Zwecke. Zur allgemeinen Literatur zu diesem Gebiet gehört "Thick Film Microelectronics", Van Nostrand Reinhold Company, 197^· Dickfilme werden gewöhnlich gebildet, indem man eine aus gepulverten Metallen formulierte Masse oder Paste durch Siebdruck auf eine nichtleitfähige Unterlage, typischerweise aus 96 % Aluminiumoxid, aufbringt und dann zum Verflüchtigen von Trägerbestandteilen trocknet und zum Sintern oder Verschmelzen der Bestandteile brennt, wobei der Film an die Unterlage gebunden wird. Das Brennen erfolgt typischerweise in einem Durchlauf- oder Bandofen, durch den ein Luftstrom hindurchgeführt wird, um den Träger zu oxidieren und Zersetzungsprodukte zu entfernen. Beim
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Stand der Technik werden solche Leiter von Edelmetallen gebildet, insbesondere Gold, Silber, Platin und Palladium. Da die im einzelnen Produkt eingesetzte Metallmenge nicht gross ist, treten die hohen Kosten der Edelmetalle auf Grund der vorteilhaften physikalischen Eigenschaften derselben in den Hintergrund. Nachdem sich aber die Kosten von Edelmetallen erhöht haben, hat sich das Interesse an Dickfilmen aus Unedelmetallen verstärkt, da auf diese Weise eine Kostensenkung möglich ist. In den letzten Jahren sind Leiterpasten auf den Markt gekommen, die Unedelmetalle wie Kupfer und Nickel enthalten. Fachzeitschriften haben solche Pasten in Artikeln wie denjenigen in "Electronic Products", März 1973» S. 162, und "Circuit Manufacturing", November 1972, S. 48, besprochen. Die bisher verfügbaren Pasten haben ein Brennen in einer speziellen, inerten oder reduzierenden Atmosphäre, typischerweise Wasserstoff, erfordert. Die zusätzlichen Kosten und Schwierigkeiten eines solchen Brennens machen die Entwicklung von Unedelmetall-Leiterpasten, die sich in Luft oder in anderer sauerstoffhaltiger Atmosphäre brennen lassen, besonders interessant. Die vorliegende Erfindung befriedigt den hier bestehenden Bedarf.
Gegenstand der Erfindung ist eine Leiterpaste gemäss den Ansprüchen wie auch deren Anwendung.
Gemäss der Erfindung kann ein Dickfilmleiter auf einer nichtleitfähigen Unterlage aus einer Paste gebildet werden, die in ihrer allgemeinsten Ausführungsform von einem Unedelmetall— pulver, das beim Brennen in Gegenwart von Luft oxidieren und hierdurch im wesentlichen nichtleitfähig werden würde, genügend Borpulver, um die Oxidation des Unedelmetallpulvers zu verhindern, und einem Träger gebildet wird. Nach einer Alternativausführungsform kann die Paste auch Glasfritte enthalten. Die eingesetzten Unedelmetall- und Bor-Teilchen haben im allgemeinen eine Grosse von unter 325 Maschen (Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm), um einen zufriedenstellenden Siebdruck sicherzustellen. Wenn Glasfritte-Teilchen
Verwendung finden, haben sie vorzugsweise eine Grosse im Untermikron-Bereich, aber die Teilchen können auch grosser, bis ■zu maximal entsprechend einem 325-Maschen-Sieb, sein. Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung lässt sich eine Anzahl von Metallen, die sonst beim Brennen in Luft oxidieren würden, in Form leitfähiger Filme aufbringen. Insbesondere sind Leiterfilme aus Nickel, Kobalt und Kupfer hergestellt worden. Nach der bevorzugten Ausführungsform enthält die Paste 50 bis 80 % (Trockengewicht) Nickelpulver, 5 bis 20 % (Trockengewicht) Borpulver und bis zu 15 % (Trockengewicht) Glasfritte sowie genügend Träger, um eine zweckentsprechende Viscosität zu erhalten.
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung zur Bildung eines luftbrennbaren Unedelmetalleiters wird die oben beschriebene Paste in den gewünschten Anteilen gemischt und dann auf eine nichtleitfähige Unterlage aufgebracht. Dabei kann Siebdruck Anwendung finden, aber auch Streichen, Tauchen oder andere Techniken, wie die in der graphischen Technik verwendeten, können herangezogen werden. Nach der Aufbringung wird die Paste bei erhöhter Temperatur getrocknet, um die flüchtigen Komponenten des Trägers zu verdampfen. Die getrocknete Paste wird dann an Luft gebrannt, um die Bestandteile zu verschmelzen oder sintern und den Film an die Unterlage zu binden, während das Bor eine Oxidation des Metalls verhindert und seine Leitfähigkeit bewahrt. Der anfallende Film ist gut gebunden und elektrisch leitfähig und hierdurch für den Einsatz bei elektronischen Anwendungen geeignet.
Fig. 1 der Zeichnung erläutert die Auswirkung der Variation der Menge des Borpulver-Zusatzes zu der leitfähigen Paste gemäss der Erfindung und
Fig. 2 die Auswirkung eines Zusatzes von Glasfritte zu der Unedelmetall-Bor-Paste.
Nachfolgend sind bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
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Zur Erzeugung eines zufriedenstellenden Unedelmetall-Leiters auf einer nichtleitfähigen Unterlage sind zwei Grundprofcieme zu lösen: Erstens muss eine feste Bindung zwischen dem Leiter und der Unterlage erzielt werden; eine solche Bindung ist für elektronische Anwendungen wesentlich. Zweitens muss der Verlust der Leitfähigkeit des Unedelmetalls durch Oxidation vermieden werden. Beim Brennen in Luft werden viele Unedelmetalle rasch oxidiert, was ihre Leitfähigkeitseigenschaften zerstört. Z. B. hat zwar Nickel gute Leitfähigkeitseigenschaften, aber es ist bisher nicht möglich gewesen, Nickel als Leiter auf eine nichtleitfähige Unterlage aufzubringen, ohne in einer inerten Atmosphäre oder in einem reduzierenden Gas, wie Wasserstoff, zu brennen. Es wurde nunmehr gefunden, dass ein Zusatz von gepulvertem Bor zu Unedelmetallpulvern der Neigung von Unedelmetallen zum Oxidieren entgegenwirkt und ein Brennen der Paste in Luft erlaubt. Es hat sich weiter gezeigt, dass der Bereich der Borzusammensetzung kritisch ist. Beim Einsatz von zu wenig Bor, z. B. weniger als etwa 4 % (Trockengewicht), wird das Nickel oxidiert, und die Leitfähigkeit ist für elektronische Anwendungen nicht mehr adäquat. Bei einer andererseits zu grossen Menge - über ungefähr 50 % (Trockengewicht) - wandert Bor zur Pastenoberfläche und wirkt als Isolator, der den Dickfilm daran hindert, als elektrischer Leiter zu wirken.
Wenngleich auch schon Bor gelegentlich zur Verhinderung von Oxidation verwendet worden ist, so war für diesen Einsatz typisch, dass sein Isoliercharakter erwünscht und nicht nachteilig war. Eine solche Anwendung ist in US-PS 2 886 476 gezeigt, nach der Bor mit Kohlenstoff gemischt, wird, um Kohlenstoffwiderstände zu bilden. Eine andere Anwendung nennt die US-PS 3 622 523* nach der Bor dazu verwendet wird, Oxide des Vanadins zu reduzieren, und - in Kombination mit Edelmetallen und einem Träger - einen Film bildet, der zum Überlastschutz dient, indem er beim Auftreten eines Überspannungsstosses aus seinem Halbleiterzustand in einen Leiter übergeführt wird.
Die nachfolgende Erörterung ist der Kürze halber hauptsächlich
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auf das bevorzugte Unedelmetall, Nickel, abgestellt. Gemäss der Erfindung können aber auch andere Unedelmetalle mit Erfolg in luftbrennbaren Unedelmetall-Leiterpasten eingesetzt werden; insbesondere können Kobalt und Kupfer Verwendung finden.
Die Wirkung einer Erhöhung des Borgehaltes der Paste ist, wie Fig. Λ zeigt, eine Erhöhung der Leitfähigkeit des Films. Zur Gewinnung der Figur wurde der sogenannte Flächenwiderstand (Sheet Resistance), eine in der Elektronik als Standardmass für die Leitfähigkeit verwendete Grosse, gegen die beim Brennen des aufgedruckten Films angewandte Temperatur aufgetragen. Die dargestellte Kurvenschar veranschaulicht einen Bereich von Borgehalten, solcher Pasten, wobei jede Kurve eine bestimmte Borkonzentration wiedergibt. Man wird somit mit einem Bereich von Borgehalten entsprechend dem gewünschten Flächenwiderstand arbeiten. Typisch für einen Dickfilmleiter ist ein Wert von unter etwa 1 Ohm/Quadrat. Während ein Bereich von 5 bis 20 % (Trockengewicht) Bor bevorzugt wird, werden vorteilhafte Ergebnisse auch in dem breiteren Bereich von 4· bis 50 % erhalten. Bei höheren Konzentrationen tritt, wie erwähnt, die Erscheinung auf, dass das Bor den Film bedeckt und Leitfähigkeit verlorengeht. Unter 4- % ist der Flächenwiderstand höher als normalerweise für elektronische Zwecke akzeptabel (über 1 Ohm/Quadratfläche). Ein Einsatz von 5 % Bor ergibt, wie aus der Zeichnung zu ersehen, insofern eine nicht ganz so erwünschte Charakteristik, als der Flächenwiderstand (in Ohm/Quadrat) nicht - wie bei Filmen, die mit Pasten höheren Borgehalts gebildet werden - gleichmässig mit zunehmender Brenntemperatur abnimmt. So zeigt die Kurve für 5 % Bor, dass der Widerstand nach Erreichen eines Minimalpunktes zunimmt.
Die Fig. 1 zeigt auch, dass bei Zusatz von allein Bor die Leitfähigkeit mit zunehmender Brenntemperatur besser wird. Auf diese Weise lässt sich durch entsprechende Wahl von Borgehalt und Brenntemperatur der jeweils gewählte Flächenwiderstand erreichen. So kann man z. B. einen Flächenwiderstand von
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0,1 Ohm/Quadrat durch Brennen einer 20%igen Borpaste bei 700° C, einer 10%igen Borpaste bei 800° C oder einer 8%igen Borpaste bei 900° C erzielen. Dieser Effekt lässt sich bei der technischen Dickfilm-Erzeugung vorteilhaft ausnutzen, wenn die Brennkapazität begrenzt ist.
In Fig. 2 ist der Flächenwiderstand als Funktion der Brenntemperatur für allein 5%ige Borpasten dargestellt. Während man, wie in Fig. 1 gezeigt, mit Bor allein arbeiten kann, um die Neigung des Nickels zur Oxidation zu überwinden, zeigt eine Betrachtung der Werte von Fig. 2, dass der Zusatz relativ kleiner Mengen an Glasfritte den erwünschten Effekt hat, den Flächenwiderstand zu senken und die Kurve des Flächenwiderstands als Funktion der Brenntemperatur zu begradigen. Glasfritte allein schützt das Nickel nicht, wenn kein Bor verwendet wird. Der Film haftet schlecht, und der Flächenwiderstand ist oft sehr hoch. Die durch den Glasfritte-Zusatz bewirkte Kurvenbegradigung ist dadurch erwünscht, dass sie das Brennen einer gegebenen Zusammensetzung bei verschiedenen Temperaturen bei nur geringer Veränderung des sich einstellenden Widerstandswertes erlaubt, was bei der technischen Erzeugung elektronischer Teile einen hohen praktischen Vorzug bedeutet. Allgemein werden bis zu 15 % (Trockengewicht) an Glasfritte bevorzugt, aber man kann auch mit grösseren Frittemengen bis zu 20 % arbeiten, bevor unerwünschte Effekte zu beobachten sind, wie eine Erhöhung des Flächenwiderstandes auf Grund des dem Glas eigentümlichen elektrischen Widerstandes.
Das bei der Gewinnung der Werte von Fig. 1 und 2 eingesetzte Nickelpulver hatte eine Teilchengrösse zwischen 2,9 und 3*6
Mikron und eine Oberfläche von etwa 0,54- m /g· Seine Schüttet dichte bestimmte sich nach lOOOmaligem Klopfen einer 10-cm Probe zum Setzen des Pulvers zu 1,6 g/cm*. Auf Grund der Begrenzung der Befähigung zum Filmsiebdruck können Pulver mit Teilchengrössen bis zu 44- Mikron Verwendung finden. Der Nickelgehalt der fertigen Paste beträgt vorzugsweise 50 bis 80 % (Trockengewicht ), aber man kann auch mit Mengen bis
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hinunter auf 40 % arbeiten, bevor sich ein zu hoher Flächenwiderstand des erzeugten Dickfilms (über 1 Ohm/Quadrat) einstellt.
Das Borpulver in den Pasten, mit denen die Ergebnisse von Fig. Λ und 2 erhalten wurden, hatte eine ähnliche Teilchengrösse wie das Nickelpulver und eine Oberfläche von etwa
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9,57 m /g. Seine Schüttdichte (geklopft) betrug etwa 0,65 g/cm^« Allgemein wird amorphes Bor bevorzugt, aber man kann auch mit kristallinem Bor arbeiten. Sowohl der Handelstyp A (Reinheit 90 bis 92 %) als auch der Handelstyp B (Reinheit 95 bis 97 %) ist in zufriedenstellender Weise verwendet worden. Bei den von Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Versuchen wurde der Typ B eingesetzt.
Die Glasfritte hat vorzugsweise eine Grosse im Untermikronbereich, aber man kann auch mit gröberen Fritten bis zu 44 Mikron Grosse arbeiten. Als zufriedenstellend haben sich alle niedrigschmelzenden Fritten erwiesen, wie Borsilicatglas (mit öder ohne Blei), das im Bereich von 350 bis 700° C schmilzt. Auch Glasfritten mit einem Gehalt an einem oder mehreren Oxiden aus der Gruppe Calcium-, Strontium-, Barium-, Zink-, Lithium-, Natrium- und Kaliumoxid sind verwendbar. Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Versuchen wurde eine Bleiborsilicatfritte eingesetzt, die einen Erweichungspunkt von 380° C und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 104 χ 10""'/° C hatte.
Die organischen Träger für die Herstellung der leitfähigen Nickelpasten haben sich in den vorliegenden Pastenzusammensetzungsbereichen als unkritisch erwiesen. Man kann jeden organischen Träger verwenden,, der die feinen Teilchen zu dispergieren vermag. Typischerweise bestehen solche Träger aus einem Dickungsmittel, z. B. Äthylcellulose, und einem flüssigen Träger, wie Terpineol, Pine-Öl, Ester, Alkohole, Ketone, Aceton oder andere organische Lösungsmittel. Wenn gewünscht, können auch Stabilisier- und Netzmittel Verwendung finden. Der
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Träger bildet bei Pasten für den Siebdruck gewöhnlich 15 40 Gew.% der Fertigpaste, aber man kann auch mit derart geringen Mengen wie 10 % arbeiten. Die Trägermenge wird entsprechend der Viscosität der Fertigpaste variiert, die die anzuwendende Auftragstechnik verlangt.Bei Streichtechniken werden typischerweise grössere Mengen an Lösungsmitteln verwendet. Der Erläuterung kann dienen, dass eine schwere Paste mit einer Viscosität von etwa 250 P typischerweise für Siebdruck Verwendung findet, eine dünnere mit einer Viscosität von etwa 20 P typischerweise für Tauch- oder Streichanwendungen.
Zur Pastenherstellung mischt man die Nickel- und Borpulver und gegebenenfalls die Glasfritte mit dem organischen Träger auf mechanischen Mischern. Die Mischung wird dann auf dem herkömmlichen Dreiwalzen-Mahlwerk behandelt, bis die Paste gleichmässig ist. Die anfallende Paste hat typischerweise eine Viscosität von etwa 250 + 50 P und einen Fliesswert von etwa 10 000 dyn/cm (gemessen mit einem Viscosimeter der Shirley-Ferranti-Cone-Bauart).
Die Paste wird, typischerweise durch Siebdruck, auf eine nichtleitfähige Unterlage aufgebracht, typischerweise für elektronische Zwecke 96%iges Aluminiumoxid. Bei der Laboratoriumsprüfung der Pasten gemäss der Erfindung wurde ein Sieb aus rostfreiem Stahl mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm (200 Maschen) eingesetzt. Nach dem Siebdruck wurde der anfallende Film etwa 15 Minuten bei 100° C in Luft getrocknet, um flüchtige Stoffe in der Paste zu entfernen. Der getrocknete Film wurde dann in einem Muffel- oder Durchlaufofen im Bereich von 600 bis 1000° C gebrannt, gewöhnlich für einen bis zu etwa 45 Minuten betragenden Zeitraum. Entsprechend der herkömmlichen Praxis wurde durch den Ofen Luft geleitet, um den Träger zu oxidieren und organische Zersetzungsprodukte zu entfernen, die den Film verunreinigen könnten.
Das elektrische Verhalten der anfallenden Mckelleiter-Dick-
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filme ist klar aus Fig. 1 und 2 ersichtlich. Die anfallenden Filme zeigen nicht nur eine zufriedenstellende elektrische Leitfähigkeit (d. h. einen geringen Flächenwiderstand), sondern sind auch extrem gut an die Unterlagen gebunden. So lag bei einer typischen Zugprüfung, bei der eine Niete an den Leiter angelötet und bis zum Abziehen des Films von der Unterlage zugbelastet wurde, die Zugfestigkeit über 211 kg/cm (3000 Pounds/Quadratzoll). Obwohl die Haftung von den Arbeitsbedingungen, wie Brenntemperatur und -zeit, Unterlagematerial, Einsatz eines Flussmittels usw., abhängt, lässt sich allgemein sagen, dass eine Erhöhung der Brenntemperatur und Erhöhung des Glasfrittegehalts die Haftung steigern.
Eine andere erwünschte Charakteristik aus der Paste gemäss der Erfindung gebildeter Nickelleiter ist die Beständigkeit gegen Auslaugung während Lötarbeiten. Eine solche Auslaugung stellt bei Edelmetalleitern, die bei der Temperatur des Lötbades zur Legierungsbildung neigen, ein Problem dar. Das Nickel jedoch zeigt eine hohe Beständigkeit gegen solche aus« laugbedingte Entfernung. Wie sich weiter gezeigt hat, kann der anfallende Nickelleiter leicht mit anderen elektronischen Komponenten verlötet und verbunden werden, was für die technische Anwendung in der Elektronik naturgemäss wichtig ist.
Die obige Beschreibung ist hauptsächlich auf das bevorzugte Unedelmetall, Nickel, abgestellt, aber in entsprechender Weise können gemäss der Erfindung auch andere Unedelmetalle Verwendung finden, die sonst beim Brennen in Luft oxidieren wurden, wie Kupfer und Kobalt. Die folgenden Beispiele erläutern den Einsatz von Kupfer und Kobalt bei der Bildung von leitfähigen Unedelmetall-Dickfilmen.
Beispiel 1 Kobaltleiterpaste
Zur Formulierung wurden 75 Gew.% Kobaltpulver, (feiner als
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0,44 Mikron), mit 17,5 Gew.% Borpulver (Typ B - Reinheit 95 bis 97 % -> Teilchengrösse im Untermikronbereich), 7»5 Gew.%' Glasfritte (Bleiborsilicat, Teilchengrösse im Untermikronbereich) und genügend Träger gemischt, um eine zufriedenstellend siebdruckbare Paste zu bilden. Nach dem Brennen in einem Durchlaufofen (10 Minuten Scheiteltemperatur 600° C) unter Einwirkung durch den Ofen geführter Luft lag ein EiIm mit einem Iflächenwiderstand zwischen 0,1 und 5 Ohm/Quadrat vor.
Beispiel 2 Kupferleiterpaste
Zur Formulierung wurden 84 Gew.% Kupferpulver (Teilchengrösse unter 44 Mikron) mit 6 Gew.% Borpulver (Typ B - Reinheit 95 bis 97 %» Teilchengrösse im Untermikronbereich), 10 Gew.% Glasfritte (Bleiborsilicat, Teilchengrösse im Untermikronbereich) und genügend Träger gemischt, um eine zufriedenstellend siebdruckbare Paste zu bilden. Nach dem Brennen in einem Durchlaufofen (10 Minuten Scheiteltemperatur 600° G) unter Einwirkung durch den Ofen geführter Luft lag ein Film mit einem Flächenwiderstand zwischen 1 und 10 Ohm/Quadrat vor.
Darüberhinaus sind gemäss der Erfindung Nickel-Silber-Mischlingen eingesetzt worden, wobei sich für den Einsatz als elektronische Leiter zufriedenstellende Dickfilm-Filmwiderstandswerte ergaben.
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Claims (28)

72-92 20· April 1976 " 'KK' Patentansprüche
1.) Paste zur Bildung eines elektrischen Dickfilmleiters auf einer nichtleitfähigen Unterlage, gekennzeichnet durch einen Gehalt an
a) Unedelmetallpulver, das beim Brennen in Gegenwart von Luft unter im wesentlichen elektrisch Nichtleitfähigwerden oxidieren würde,
b) Borpulver in einer der Verhinderung der Oxidation des Unedelmetallpulvers gemäss (a) während Brennens in Luft entsprechenden Menge und
c) Träger.
2. Paste nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Nickel als Unedelmetall.
3. Paste nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an zusätzlich Glasfritte.
4. Paste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickelpulverteilchen eine Teilchengrösse von unter 44 Mikron haben.
5. Paste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickelgehalt im Bereich von 40 bis 80 %, bezogen auf Trockengewicht, liegt.
6. Paste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Borpulverteilchen eine Teilchengrösse von unter 44 Mikron haben.
7· Paste nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Borgehalt im Bereich von 4 bis 50 %, bezogen auf Trockengewicht.
8. Paste nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfritte eine Teilchengrösse von unter 44 Mikron hat.
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9- Paste nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch einen Gehalt an Glasfritte von bis zu 20 %, bezogen auf Trockengewicht.
10. Paste nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Träger im Bereich von 10 bis 40 %, bezogen auf Tro ckengewi cht.
11. Paste nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch einen Gehalt an Nickelpulver von 50 bis 80 %, bezogen auf Trockengewicht.
12. Paste nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch einen Gehalt an Borpulver von 4 bis 20 %, bezogen auf Trockengewicht.
13. Paste nach Anspruch 9t gekennzeichnet durch einen Gehalt an Glasfritte von bis zu 15 %» bezogen auf Trockengewicht.
14. Paste nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Träger von 14 bis 40 %, bezogen auf Trockengewicht.
15. Paste nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an Silber.
16. Paste nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Kupfer als Unedelmetall.
17. Paste nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Kobalt als Unedelmetall.
18. Verfahren zur Bildung eines elektrisch leitfähigen Unedelmetallfilms auf einer nichtleitfähigen Unterlage, dadurch gekennzeichnet, dass man
a) eine Paste aus (1) 50 bis 80 %, bezogen auf Trockengewicht, Unedelmetallpulver, das beim Brennen in Gegenwart von Luft oxidieren und im wesentlichen elektrisch nichtleitfähig werden würde, mit einer Teilchengrösse
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von unter 44 Mikron, (2) 4 bis 20 %, bezogen auf Trokkengewicht, an Borpulver mit einer Teilchengrösse von unter 44 Mikron und (3) genügend Träger zur Bildung
einer zur Aufbringung auf die Unterlage geeigneten
Paste mischt,
b) die Paste gemäss (a) auf die nichtleitfähige Unterlage aufbringt,
c) durch Lufttrocknen der aufgebrachten Paste gemäss (b) bei erhöhter Temperatur in dem Träger vorliegende,
flüchtige Stoffe entfernt,
d) durch Brennen in Luft die Pulver an die Unterlage bindet, wobei das Bor die Oxidation des Unedelraetallpulvers verhindert, und hierdurch einen elektrisch leitfähigen Unedelmetallfilm auf der Unterlage bildet.
19· Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man das Brennen von (d) im Bereich von 600 bis 1000° C
durchführt.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man das Brennen von (d) für einen Zeitraum von bis zu
etwa 45 Minuten durchführt.
21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man als Unedelmetall Nickel verwendet.
22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man als Unedelmetall Kupfer verwendet.
23· Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man als Unedelmetall Kobalt verwendet.
24. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man in der Paste gemäss (a) zusätzlich Silber einsetzt.
25· Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man in. der Paste gemäss (a) zusätzlich Glasfritte einsetzt,
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26. Paste zur Bildung eines elektrischen Dickfilmleiters auf ein ar nichtleitfähigen Unterlage, gekennzeichnet durch einen Gehalt an
a) Unedelmet allpulver, das beim Brennen in Gegenwart von Luft oxidieren und im wesentlichen elektrisch nichtleitfähig werden würde« mit einer Teilchengrösse von unter 44 Mikron in einer Konzentration von 40 bis 80 %, bezogen auf Trockengewicht,
b) Borpulver in einer der Verhinderung der Oxidation des Unedelmetallpulvers von (a) während Brennens der Paste in Luft entsprechenden Menge, wobei das Borpulver eine Teilchengrösse von unter 44 Mikron hat und in einer Konzentration von 5 bis 50 %, bezogen auf Trockengewicht, vorliegt, und
c) Träger.
27· Paste nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an
d) Glasfritte mit einer Teilchengrösse von unter 44 Mikron in einer Konzentration von bis zu 20 %, bezogen auf Trockengewicht.
28. Elektrischer Leiter in Form eines Dickfilms mit einem Iflächenwiderstand von unter etwa 1 Ohm/Quadrat auf einer nichtleitfähigen Unterlage, wobei der Dickfilm das Produkt des Verfahrens ist, bei dem man
a) eine Paste aus (1) 50 bis 80 %, bezogen auf Trockengewicht, Unedelmetallpulver, das beim Brennen in Gegenwart von Luft oxidieren und im wesentlichen elektrisch nichtleitfähig werden würde, mit einer Teilchengrösse von unter 44 Mikron, (2) 4 bis 20 %<, bezogen auf Trockengewicht, an Borpulver mit einer Teilchengrösse von unter 44 Mikron und (3) genügend Träger zur Bildung einer zur Aufbringung auf die Unterlage geeigneten Paste mischt,
b) die Paste gemäss (a) auf die nichtleitfähige Unterlage aufbringt, ..
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c) durch Lufttrocknen der aufgebrachten Paste gemäss (b) bei erhöhter Temperatur in dem Träger vorliegende, flüchtige Stoffe entfernt,
d) durch Brennen in Luft die Pulver an die Unterlage bindet, wobei das Bor die Oxidation des Unedelmetallpulvers verhindert, und hierdurch einen elektrisch leitfähigen Unedelmetallfilm auf der Unterlage bildet.
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Leerseite
DE2617226A 1975-04-21 1976-04-20 Paste und Verfahren zur Bildung eines elektrischen Dickfilmleiters Expired DE2617226C2 (de)

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