DE3502370A1 - Verfahren zur herstellung von dickschichtstrukturen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von dickschichtstrukturenInfo
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Description
- Verfahren zur Herstellung von Dickschichtstrukturen
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Dickschichtstrukturen auf dem Emailüberzug eines Metallsubstrates durch Aufbringen einer Leitende Teilchen aus lösbarem Metall enthaltenden Paste und einer anschließenden Wärmebehandlung zum Einbrennen der Paste.
- Es ist be-kannt, Dickschichtstrukturen, die aus Leiter-und/oder Widerstandsbahnen bestehen, auf einem isolierenden Substrat dadurch herzustellen, daß geeignete leitende Pasten, vorzugsweise durch Aufdrucken nach dem Siebdruckverfahren, auf ein isolierendes Substrat aufgebracht und danach einer Wärmebehandlung unterworfen werden. Die verwendeten Pasten enthalten leitende Teilchen, beispielsweise aus Gold, Silber, Palladium, Kupfer, Nickel oder Kohlenstoff, ein Glas, ein Bindemittel sowie ein Losungsmittel. Nach dem Aufdrucken wird eine Wärmebehandlung angewendet, die dazu dient, organische Bestandteile zu verbrennen und den Glasanteil der Paste zu schmelzen, um hierdurch einen festen Verbund der Leitpartikel zum Basismaterial herzustellen. Die Temperatur der Wärmebehandlung richtet sich nach dem verwendeten Substrat sowie der verwendeten Paste. Der Gehalt der Paste an Glas und leitenden Bestandteilen muß so aufeinander abgestimmt sein, daß einerseits nach der Wärmebehandlung eine gute Haftung der leitenden Bahnen auf dem Substrat gegeben ist, andererseits die gewünschte Leitfähigkeit erhalten wird. Bei Leiterbahnen wird naturgemäß eine sehr hohe Leitfähigkeit gewunscht.
- Ein bestimmter Gehalt an Glas ist jedoch in jedem Falle zur Haftung der Schicht auf dem Substrat und zum Zusammenhalten der leitenden Teilchen unerläßlich.
- In letzter Zeit haben sich in der Elektronik mit einer Emailschicht überzogene Metallsubstrate wegen ihrer mechanischen Stabilität, guten Wärmeleitfähigkeit und hohen Temperaturbeständigkeit eingeführt. Leitende Pasten für solche mit einer Emailschicht überzogenen Metallsubstrate enthalten stets Glas oder Glasbestandteile. Die Zusammensetzung des Glases wird hierbei so gewählt, daß dessen Erweichungspunkt niedriger ist als der des Emails, auf dem die Dickschichtstruktur erzeugt wird. Hierbei hat es sich als nachteilig erwiesen, daß Leiterbahnen je nach dem Glasanteil der Paste und der Art der Metallpartikel (z.B. Ag/Pd-Paste (75/25)) mehr oder weniger schlecht lötbar sind.
- Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren zur Herstellung von Dickschichtstrukturen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspuchs so abzuwandeln, daß die Leiterbahnen ohne Schwierigkeit Lösbar sind.
- Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.
- Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Glasbestandteile, die üblicherweise in den Leiterstrukturen enthalten sind, ein Verlöten sehr erschweren oder unmöglich machen, weil sie von dem flüssigen Lot nicht benetzt werden. Andererseits wird bei Verwendung einer glasfreien Paste keine Haftung auf der Emailschicht erzielt, wenn das Einbrennen in üblicher Weise, nämlich unterhalb des Erweichungspunktes der Emailschicht stattfindet. Ein Erhitzen beim Einbrennen auf eine Temperatur wesentlich über dem Erweichungspunkt der Emailschicht muß nämlich deshalb vermieden werden, weil bei einer zu starken Erweichung der Emailschicht das Pastenmaterial in diese einsinkt oder an deren Oberfläche wegschwimmt, so daß keine genauen Strukturen mehr erhalten werden können.
- Es hat sich jedoch gezeigt, daß durch Verwendung einer glasfreien Paste Strukturen erhalten werden, die sehr gut Lötfähig sind. Zur Erzielung einer guten Haftung solcher Schichten muß jedoch bei dem Einbrennen eine Temperatur angewandt werden, die etwas über der Erweichungstemperatur des betreffenden Emails liegt. Man bekommt dann eine gute Haftung auf der Emailschicht wie bei Verwendung von glashaltigen Pasten. Die oberste Schicht der Emailschicht übernimmt sozusagen die Rolle des Glases für die Dickschichtstruktur. Natürlich muß auch in diesem Falle vermieden werden, daß die Erhitzung bei so hohen Temperaturen oder so Lange stattfindet, daß das Pastenmaterial in die Emailschicht einsinkt oder auf dieser wegschwimmt. Wie Versuche ergeben haben, ist es aber ohne weiteres möglich, durch eine Wärmebehandlung dicht oberhalb des Erweichungspunktes des betreffenden Emails Strukturen einzubrennen, die auf dem Email gut haften, die sehr gut Lötfähig sind und die eine sehr gute Leitfähigkeit haben.
- Ausführungsbeispiel: Eine Paste, die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden kann, besteht beispielsweise aus 80 Gew.-% Silber und 20 Gew.-% Palladium mit einem Zusatz von Äthylzellulose und Terpineol. Die letzteren beiden Bestandteile dienen nur zur Erzielung einer geeigneten Rheologie für die Verarbeitung der Paste, die beispielsweise durch Aufdrucken nach dem Siebdruckverfahren auf die Emailschicht des Substrates aufgebracht wird. Die zunächst als Bindemittel und Lösungsmittel dienenden Bestandteile werden bei der anschließenden Wärmebehandlung verdampft bzw. zersetzt. Mit einer solchen Paste wurden Leiterbahnen auf der Emailschicht eines Stahlsubstrates erzeugt. Die Emailschicht hatte einen Erweichungspunkt 0 von 640 C. Die Wärmebehandlung zum Einbrennen der Leiterbahnen wurde bei 6750C zehn Minuten lang durchgefuhrt. Dabei werden gut haftende Leiterbahnen erhalten, die sich sehr gut Löten lassen. Ein Einsinken des Materials der Leiterbahnen findet erst bei einer Er-0 hitzung auf Temperaturen über 725 c statt. Hieraus ist ersichtlich, daß es ohne weiteres möglich ist, die Einbrenntemperatur so zu wählen, daß eine gute Haftung der Leiterbahnen aus glasfreien Pasten erzielt wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß das Leiterbahnmaterial in die Emailschicht einsinkt.
Claims (1)
- Patentanspruch Verfahren zur Herstellung von Dickschichtstrukturen auf dem Emailüberzug eines Metallsubstrates durch Aufbringen einer Leitende Teilchen aus lotbarem Metall enthaltenden Paste und einer anschließenden Wärmebehandlung zum Einbrennen der Paste, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine von Glas oder Glasbestandteilen freie Paste verwendet wird und die Wärmebehandlung bei einer Temperatur über dem Erweichungspunkt der Emailschicht durchgefuhrt wird.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853502370 DE3502370A1 (de) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Verfahren zur herstellung von dickschichtstrukturen |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19853502370 DE3502370A1 (de) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Verfahren zur herstellung von dickschichtstrukturen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3502370A1 true DE3502370A1 (de) | 1986-07-31 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19853502370 Withdrawn DE3502370A1 (de) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Verfahren zur herstellung von dickschichtstrukturen |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3723051A1 (de) * | 1987-07-11 | 1989-01-19 | Kernforschungsz Karlsruhe | Halbleiter fuer einen resistiven gassensor mit hoher ansprechgeschwindigkeit |
| DE3843626A1 (de) * | 1988-12-23 | 1990-06-28 | Flachglas Ag | Verfahren zur herstellung einer verbund-kraftfahrzeugscheibe |
-
1985
- 1985-01-25 DE DE19853502370 patent/DE3502370A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| DE3723051A1 (de) * | 1987-07-11 | 1989-01-19 | Kernforschungsz Karlsruhe | Halbleiter fuer einen resistiven gassensor mit hoher ansprechgeschwindigkeit |
| DE3843626A1 (de) * | 1988-12-23 | 1990-06-28 | Flachglas Ag | Verfahren zur herstellung einer verbund-kraftfahrzeugscheibe |
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