DE2935421A1

DE2935421A1 - Siebdrucktinte, die in nichtoxidierender atmosphaere ausgeheizt wird

Info

Publication number: DE2935421A1
Application number: DE19792935421
Authority: DE
Inventors: Hugues Baudry; Marc Armand Monneraye; Claude Morhaim
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-09-08
Filing date: 1979-09-01
Publication date: 1980-03-20
Also published as: JPS5538882A; FR2437427A1; FR2437427B1; DE2935421C2; GB2037270B; NL7906601A; GB2037270A; JPS6210552B2

Description

293542?

N.V. Philips' Ol-IIan^nfebrl-rbn, Eindhoven

19-6-1979 / PHF.78555·

Siebdrucktinte, die in nichtoxidierender Atmosphäre ausgeheizt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Siebdrucktinte, die in neutraler oder schwach reduzierender Atmosphäre ausgeheizt wird und einen aktiven Teil, einen passiven glasartigen Teil und ein organisches Bindemittel enthält, wobei das letztere Bindemittel beim Ausheizen verschwindet. Sie bezieht sich weiterhin auf elektrische Einzelteile, die mindestens eine Schicht enthalten, die durch Siebdrucken mit dieser Tinte und durch Ausheizung in neutraler oder schwach reduzierender Atmosphäre erhalten ist.

Die Erfindung findet Anwendung auf dem

Gebiet der Miktroelektron±k und insbesondere bei der Herstellung durch Siebdrucken von Einzelteilen auf Substraten, die im allgemeinen aus Aluminiumoxid bestehen, wie Hybridschaltungen (Umsetzer, Filter, Netzwerke mit Leitern, Widerstände und Kondensatoren).

Derartige Siebdrucktinten werden vielfach

in der Industrie verwendet, aber durch das Vorhandensein, als metallischer wirksamer Teil, von Edelmetallen, wie Gold, Silber oder Palladium, werden diese Erzeugnisse verhältnismässig teuer. Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Pieihe von Tinten ohne Edelmetallen zu entwickeln, die in einer Stickstoffatmosphäre oder einer schwach reduzierenden Atmosphäre ausgeheizt werden müssen; so beschreibt die britische Patentschrift 1.489.031 eine Siebdrucktinte auf

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Basis von Kupfer, die deutsche Offenlegungsschrift 2.755» 935 eine damit vertsrägliche isolierende Siebdrucktinte und die noch nicht veröffentlichte französische Patentanmeldung 7.81'4.OO4 einen damit verträglichen Siebdruckwiderstand.

Diese Tinten werden dadurch hergestellt, dass Glaspulver mit leitenden Teilchen oder mit dielektrischen keramischen Teilchen gemischt, das Gemisch in ein organisches Bindemittel suspendiert und schliesslich nach Siebdrucken in einer neutralen oder schwach reduzierenden

\q Atmosphäre ausgeheizt wird. Durch die Art der Ausheizatmosphäre besteht die Möglichkeit, dass das organische Bindemittel nicht völlig aus der Siebdruckschicht entfernt wird und Verunreinigungen zurückbleiben, die die den genannten Schichten inhärenten Eigenschaften beeinträchtigen.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, enthält die Farbe nach der Erfindung ausserdem ein oder mehrere Metalloxide, das oder die zu einer niedrigeren Wertigkeit beim Ausheizen reduziert werden kann oder können und in geringen Mengen im genannten organischen Bindemittel dispergiert ist oder sind.

Auf diese Weise wirken diese Metalloxide

als Oxidationsmittel für das organische Bindemittel, das so ohne Verkohlung verschwinden kann. Dabei werden sie zu einer niedrigeren Wertigkeit reduziert und ohne Änderung ihrer elektrischen Eigenschaften in die Glasphase aufgenommen. Dies gilt insbesondere für Isoliermaterialien in bezug auf die dielektrischen Verluste und den Isolierwiderstand.

Es sei bemerkt, dass in der US-PS 3.6OQ.483 eine Sriebdruckpaste für Dickschichtkondensatoren beschrieben wird, die Zeroxid enthält. Dieses Oxid wird aber als Substituent des Bariumtitanats in der dielektrischen Basiszusammensetzung verwendet und nicht in dem organischen Bindemittel als Oxidationsmittel für dieses Bindemittel dispergiert« Dies ist aiich der Fall bei dem keramischen M:-ii«MH], das in der US-PS 3.682.766 beschrieben wird und das Praseodymoxid als Basiselement der Keramik enthält.

Schliesslich wird in der britischen Patent-

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schrift 1.3^9·163 ein Schutzglas beschrieben, dem nachher ein Oxid eines Übergangselements zugesetzt wird, um die Beweglichkeit der Alkalimeallionen herabzusetzen, die das zu schützende Halbleiterbauelement verderben würden. Durch das Ausheizen in oxidierender Atmosphäre werden diese Oxide aber z\i verschiedenen Oxidationsgraden reduziert, die durch ihr gleichzeitiges Vorhandensein in dem Glas darin elektronische Leitung herbeifuhren. Dies ist nachteilig für die Einzelteile, um die es sich bei der vorliegenden Erfindung handelt.

Nach einer Ausfülirungsform der Erfindung

werden diese Oxide aus Zer— und Praseodymoxiden mit höherem Oxidationsgrad gewählt. Vorzugsweise wird dem organischen Bindemittel das Praseodymoxid Pr^-O₁₁, PrO„ oder ein Gemisch derselben in einer Volumenmenge zwischen 1 und 10$ zugesetzt, weil es leichter in dem Glas gelöst wird.

Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird sie mit den sich daraus ergebenden Vorteilen nachstehend näher erläutert.

Nach den üblichen Verfahren zur Herstellung von Siebdrucktinten wird die aktive Verbindung, z.B. ein Metall (Cu, Ni,...), eine Metallverbindung, wie MeB,-, oder eine dielektrische Verbindung, wie Al„0 , zu einem Pulver mit mittleren Abmessungen in der Grössenordnung von Mikrons gemahlen. Die passive Verbindung, wie ein Glas, das aus Metalloxiden besteht und in neutraler oder schwach reduzierender Atmosphäre ausgeheizt Airerden kann, wird gefrittet.

Geeignete Gläser, die in den obengenannten

Patentanmeldungen beschrieben sind, bestehen aus Zinkborosilikat oder aus Kalziumboroaluminat. Das organische Bindemittel besteht aus einer Lösung eines Harzes, z.B. Äthylzellulose in Terpineol, wobei dafür gesorgt wird, dass der gelöste Stoff völlig gelöst ist und dass das Gemisch die gewünschte Viskosität aufweist. Das Bindemittel, die wirksame Phase und die passive Phase werden in einem Mischgerät mit hohen Abschergesrhivind Igkei Leu ztiin ErJia ! ton der Siebdrucktinte gemischt.

Nach der vorliegenden Erfindung enthält

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19-6-1979 Jp' PHP. 7« ^Γ>*> ^Γ>.

diese Tinte ausserdem in Mengen bis zu K) Vol.Jo ein oder mehrere reduzierbare Metal loxide, die in einer beliebigen Stufe der' Herstellung; zu^üsetut werden können. Vorzu_t";sue i s wird ein Ovid eines Metalls tier Spalte XII —4 ties periodisehen Systems von EI emeu ten, wie Zer »der Pi ,u.t-ixiyiii, i*e— wählt, das 'zunächst in dem Bindemittel d ispet ,-·, i ert wird.

Nach einem Aus führung,:· be i .-,ρ ι e 1 .'.um Kr hallen einer dielektrischen Si ebdruckpas le ^eHiHv' der vorgenannten deutschen Oi' fen 1 e^uiiiV^sehr i f t .'.'. 7^r>^rJ- ¹J^-Jj wird h^r) -[Q Vo 1 . ',υ pu 1 vex-föinii ■■;(;-; Λ 1 i.m i η i uino \ i d m i ί ^r)^r) Vo I .',.' Glaspulver der nachstehenden Zusammensetzung in Mo I . '/o {«t in i sch t :

ZnO

SiO.,

^Α12°Ί ^y'°

CaO y/o

SrO T3;'>

Dann v; i rd dit-.;ts Gemisch in einem organischen Ii i ndeini t ( e 1 , wie Ά t hy 1 y.v I 1 u 1 öse in TerpimoL, disjiex·-

■jq £·;ϊ<μ t. Naeli dem ϊ> i i-bd rucken ties ^ewüiir.ch i en Mu.-. te rs auf einem Sub.sl.raL wild das üanzo in Stickstoff mit einem S. iut;i-s t ο Vi' ιι:, t ;-,eiia I i in der Gt üsseno r -dünn;¹; von IO Vo 1 . ji ;ai;.f,(-!i(Mzl . Die :.< > cihal tfüioii Schichten weisen tlauu ti ine f';ev.isse lii öck 1 i {■!. e i I und PorositJil infolge einer schlt;eh — t till lleiie I ZUIi₁". de-. (J 1 a.-·.»*.··. durch ;»r',",aii i i.clic Vei unre, i η i fiiiiiive'i auf. DcM Zu*, at/. '«Η. eine . (iciii i s< lii';> von PrO,, l'r.-O. in e i ner Men,",e von .'' '/o hat zur Folj-.e, das;; die Kubas ion und d i ti Dichte dti· :i( hiclil cn auf reproduzierbare i,'c i se ver— he -.sfM I uciili-ti. liei e i ueüi iiifdfi_t",('t on Sauer.-. I ο I f res t_t'veha 1 I

_j(j i..t e."-. {;eniJ,"\< mi, die O ν i (imen_t",e y.\\ viM'c'iös'-.i'iii. Di t; nach — -teilende 'iahelli {-,it»! die- e I el» ί r· i .·■ c Ilen I-." i j-.eii ■< ha f t v>n der Sf liiclif en an, di<- ohne und mit Zu sat χ von Pi <> .codyino.\ i d ( ι Jj,ι I {-en .'. i nd .

0300 !2/0769

2S35421

19-6-1979

PHF.7«

ID

	«line ZiiStii ζ	10 kHz	mit Pr₍₎ O_n	K) kHz
	1 kHz	5	1 kHz	7
£^ Di ο I ok tr i/, i t >Λ 1 i.koiis tauf		1	7	o,7
ίο ⁵ χ t{·· 5 f Verlnn twiiiki'1 £j	η

Derselbe Effokt wird bei aihlfM cn Iypo

von Siebdruck farben benutzt, die in iii c-h t o\ i d i ei endor AtnioSj)IiUr¹C ausfyeheizt t/erdoii.

15 20 25

030012/07S9

Claims

19-6-1979 y PHF.78555, PATENTANS PRÜCHE.

1. Siebdrucktinte, die in neutraler oder schwach reduzierender Atmosphäre ausgeheizt wird und einen aktiven Teil, einen passiven glasartigen Teil und ein organisches Bindemittel enthält, wobei das letztere Bindete mitt-el beim Ausheizen verschwindet, dadurch gekennzeichnet,

dass sie ausserdem ein oder mehrere Metalloxide enthält', das oder die zu einer niedrigeren Yertigkeit beim Ausheizen reduziert werden kann oder können und in geringen Mengen im genannten organischen Bindemittel dispergiert jQ ist oder sind.

2. Siebdrucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalloxid aus Zer- und Praseodymoxiden mit höherem Oxidationsgrad gewählt wird.

3· Siebdrucktinte nach Anspruch 1 oder 2,

^₅ dadurch gekennzeichnet, dass sie die Praseodymoxide PrZ-O₁₁, PrO„ oder ein Gemisch derselben in einer Volumenmenge zwischen 1 iznd 10 ^cß> enthält«

h. Elektrische Einzelteile, die mit mindestens

einer Schicht einer Siebdruck tinte nach einem der An-2Q sprüche 1 bis 3 versehen sind, die durch Siebdrucken und Ausheizen in neutraler oder schwach reduzierender Atmosphäre erhalten ist.

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