FR2611692A1 - Encres dielectriques pour circuits en cuivre a plusieurs couches - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE ENCRE DIELECTRIQUE. SELON L'INVENTION, ELLE CONTIENT : A) ENVIRON 50 A ENVIRON 75 EN POIDS D'UNE FRITTE DE VERRE DEVITRIFIANTE COMPRENANT, SUR UNE BASE PONDERALE : ENVIRON 11 A ENVIRON 23 D'OXYDE DE ZINC; ENVIRON 20 A ENVIRON 24 D'OXYDE DE MAGNESIUM; ENVIRON 4 A ENVIRON 10 D'OXYDE DE CALCIUM; ENVIRON 8 A ENVIRON 15 D'OXYDE D'ALUMINIUM; ENVIRON 35 A ENVIRON 50 DE BIOXYDE DE SILICIUM; ENVIRON 0 A ENVIRON 3 DE PENTOXIDE DE PHOSPHORE; ET ENVIRON 0 A ENVIRON 3 DE SILICATE DE ZIRCONIUM; B) JUSQU'A ENVIRON 30 EN POIDS D'UNE CHARGE DE CERAMIQUE APPROPRIEE; ET C) ENVIRON 15 A ENVIRON 30 EN POIDS D'UN VEHICULE ORGANIQUE APPROPRIE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA FABRICATION DE CIRCUITS INTEGRES A PLUSIEURS COUCHES.

Description

La présente invention se rapporte à des matériaux diélectriques en film

épais et à leur utilisation pour la fabrication de structures de circuits électriques à plusieurs couches, en particulier des structures à base de cuivre, et des substrats autonomes. L'utilisation de formules d'encre spécialisées pour former des films épais ayant diverses fonctions sur des substrats appropriés dans la construction de circuits intégrés à plusieurs couches est connue. Cette technologie présente un intérêt croissant dans la production de schémas de circuits très denses à plusieurs couches sur divers substrats pour une grande variété

d'applications dans l'industrie électronique.

Les structures à plusieurs couches en film épais se composent typiquement d'au moins deux couches avec tracé en un conducteur, séparées par une couche diélectrique. Les couches conductrices avec tracé sont connectées par un conducteur métallique déposé dans des voies dans la couche diélectrique. Ces structures sont formées par plusieurs dép8ts et cuissons de couches

d'encres conductrice et diélectrique.

De telles structures de circuit à plusieurs couches utilisant du cuivre comme métal conducteur posent un certain nombre de problèmes. Le plus courant est la rupture due au développement de courts-circuits électriques dus aux interactions entre les matériaux de flux de l'encre conductrice de cuivre et le matériau diélectrique, ayant lieu pendant les cuissons multiples nécessaires à la fabrication des circuits intégrés à plusieurs couches. Si le matériau diélectrique n'est pas résistant à la pénétration des phases de flux, des carnaux conducteurs peuvent se former pendant les cuissons répétées. Lorsqu'un tel canal traverse totalement une couche diélectrique et produit un contact entre le conducteur de cuivre au-dessus et en dessous, il se

produit un court-circuit électrique.

Un second problème commun aux circuits à plusieurs couches est la porosité des couches diélectriques cuites résultant du dégagement des gaz des véhicules organiques et/ou des oxydes de bismuth et de cuivre pendant la cuisson. Les matières contaminantes, comme les phases eutectiques fondues des couches conductrices cuites de cuivre peuvent facilement fuir dans les passages résultants. L'intégrité des couches diélectriques dans une structure à plusieurs couches est également importante parce que les vides qui y sont présents abaissent la résistance du diélectrique, ce qui n'est pas souhaitable. Il est conventionnel d'imprimer et de cuire au moins deux couches d'encre diélectrique entre des conducteurs pour minimiser la possibilité que les gaz se dégageant puissent former des passages connectés à

travers le diélectrique.

Il est possible de réduire la tendance des matières contaminantes à fuire dans le matériau diélectrique en formulant l'encre avec une plus haute quantité de fritte de verre pour ainsi diminuer la porosité du matériau cuit. Cependant, cette solution et la tentative d'impression et de cuisson multiples peuvent avoir pour résultat que des gaz soient piégés dans la couche diélectrique. Le mouvement de la matière gazeuse piégée pendant les cuissons subséquentes à l'azote peuvent provoquer des boursouflures, fissures ou une séparation de la couche diélectrique et des couches de cuivre la recouvrant. Dans chaque cas, les gaz dégagés augmenteront sensiblement la porosité des couches diélectriques. Cette perte d'intégrité affectera de manière néfaste la résistivité des couches diélectriques

dans la structure.

Typiquement, la phase de verre d'un diélectrique chargé de verre s' écoulera et se densifiera entre 500 et 650 C. De manière idéale, toutes les traces du véhicule organique dans l'encre doivent être enlevées avant que le gaz ne s'écoule et ne se densifie. Conventionnellement, cela n'est pas facilement obtenu sans l'addition de constituants oxydants comme le nitrate de baryum, qui oxyde localement la nmatière carbonée résiduelle. Tandis que ces additifs sont efficaces, on sait qu'ils dégagent du gaz, en particulier de l'oxygène, pendant les cuissons subséquentes. En plus des effets physiques comme la porosité et les boursouflures, les gaz dégagés par ces matériaux peuvent réagir avec le cuivre de conducteurs adjacents en cuivre et des remplissages des voies pour former de l'oxyde de cuivre qui, à son tour, peut réagir avec les matériaux de flux et former une phase eutectique qui pénétrera facilement dans un matériau diélectrique poreux qui n'est pas résistant à

cette pénétration.

Une autre tentative pour assurer l'élimination des résidus carbonés d'un matériau diélectrique consiste à traiter l'encre séchée, avant cuisson, par un plasma oxydant ou réducteur comme cela est révélé par Prabhu et autres, dans le brevet US No. 4 619 836 du 28 Octobre 1986. Ce traitement, tout en étant une amélioration significative, n'introduit pas d'étape additionnelle de traitement ni d' appareil additionnel qui seraient requis pour la fabrication d'un circuit à

plusieurs couches à base de cuivre.

Selon l'invention, on prévoit de nouvelles encres diélectriques qui forment des couches diélectriques ayant une porosité réduite sans agent oxydant, comme le nitrate de baryum, ou traitement au

plasma avant cuisson.

Une encre diélectrique perfectionnée comprend une nouvelle fritte de verre dévitrifiante au silicate de zinc-magnésium-calc ium-aluminium et un véhicule organique approprié avec, facultativement, Jusqu'à environ 30% en poids d'une charge de céramique. Les encres sont utiles pour la fabrication de structures de circuits intégrés à plusieurs couches, en particulier à base de cuivre et

pour former des substrats autonomes ou individuels.

Les nouvelles encres diélectriques de la présente invention sont utiles, par exemple, dans la fabrication de structures de circuits intégrés à plusieurs couches. Tandis que les présentes encres peuvent être utilisées dans la fabrication de structures à plusieurs couches o sont incorporés d'autres conducteurs métalliques, comme de l'argent, elles sont particulièrement appropriées à la production de telles structures à base de conducteurs de cuivre et seront ainsi décrites ci-après. Les présentes encres peuvent de même être utilisées pour former des substrats individuels ou autonomes pour une grande variété d'applications électroniques. Les encres selon l'invention comprennent environ 50 à environ 75% en poids de la fritte de verre, environ 15 à environ 30% en poids d'un véhicule organique approprié et jusqu'à environ 30% en poids d'une charge de céramique appropriée. Les compositions préférées d'encre contiennent environ 55 à 65% en poids de la fritte de verre, environ 20 à 25% en poids du véhicule organique et

environ 10 à 20% en poids de la charge.

Les frittes dévitrifiantes de verre des encres de l'invention comprennent, sur une base pondérale: a) environ 11 à environ 23/o d'oxyde de zinc (ZnO); b) environ 20 à environ 24% d'oxyde de magnésium (MgO); c) environ 4 à environ 10o d'oxyde de calcium (CaO); d) environ 8 à environ 15% d'oxyde d'aluminium

(A1203);

e) environ 35 à environ 50%/o de bioxyde de silicium (SiO2); f) environ 0 à environ 3%o de pentoxyde de phosphore (P205); et g) environ 0 à environ 3%o de silicate de

zirconium (ZrSiO4).

Les formules préférées de verre selon l'invention contiennent, sur une base pondérale: environ 16 à environ 18% de ZnO; environ 21 à environ 23%/o de MgO; environ 7 à environ 9% de CaO; environ 9 à environ 14% de Al20; environ 37 à 42% de SiO2; environ 1,5 à environ 2,5% de P205; et environ 1,5 à environ 2,5% de ZrSiO4. Les frittes de verre sont traditionnellement préparées en broyant les divers oxydes, en les mélangeant totalement à la proportion appropriée et en fondant les

oxydes mélangés, par exemple à l'air à 1450-1600 C.

Pour la plupart des applications, les encres selon l'invention peuvent ne contenir que la fritte de

verre dévitrifiante et un véhicule organique approprié.

Cependant, pour certaines applications,comme la production de substrats autonomes individuels, et pour produire un matériau diélectrique dont le coefficient de dilatation est précisément conjugué à celui d'un substrat conventionnel tel que l'alumine, il est préférable d'incorporer jusqu'à environ 30%a en poids d'une charge conventionnelle de céramique. Les encres contiennent de préférence environ 10 à environ 2c?/o en poids de la charge. Les charges appropriées selon la présente invention comprennent les charges conventionnelles de

céramique, l'alumine (A1203), le disilicate de baryum-

dimagnésium (BaMg2Si207), le borate de dimagnésium (Mg2B205), le silicate de zirconium (ZrSiO4), le silicate de dimagnésie (2MgO-SiO2), le pentasilicate de dimagnésie-dialumine (2MgO-2A1203-5SiO2), l'aluminate de magnésium (MgA1204) et leurs mélanges. Pour préparer les présentes encres, la fritte de verre et la charge, si elle est présente, sont broyées à une taille de particule d'environ 1 à 5 p. Une charge préférée selon l'invention est un mélange de parties environ égales en poids d'alumine et de dilisicate de baryum dimagnésium. Les particules solides sont combinées au véhicule organique et totalement mélangées pour produire l'encre. Le véhicule organique est choisi pour donner des caractéristiques d'impression à l'écran, aux encres, et pour brûler de manière propre à l'azote ou à

l'air, c'est-à-dire sans laisser un résidu carboné.

Les véhicules organiques sont des solutions de liants de résine comme, par exemple, des dérivés de cellulose, en particulier l'éthyl cellulose, des résines synthétiques comme les polyacrylates, polyméthacrylates, polyesters, polyoléfines et analogues dans un solvant

approprié. Un liant préféré est le poly(isobutylmétha-

crylate). En général, les solvants conventionnels utilisés dans les encres du type décrit ici peuvent être utilisés. Les solvants préférés du commerce comprennent, par exemple, l'huile de pin, le terpinéol, l'acétate de

butyl carbitol, le monoisobutyrate de 2,2,4-triméthyl-

1,3-pentanediol, commercialisé par Texas Eastman Company

sous la dénomination commeciale Texanol, et analogues.

Les véhicules contiennent de manière appropriée environ 5 à environ 25% en poids du liant de résine. Les véhicules contiennent également de manière sppropriée environ 0,5 à environ 10, de préférence environ 1 à environ 3% en poids d'un agent tensio-actif approprié tel qu'une oléylamine, commercialisée sous le nom de Armeen O ou un dioléate de Nalkyl-1,3-diaminopropane de poids moléculaire élevé, commecialisé sous le nom de Duomeen TDO, les deux de AKZO

Chemie America.

Les liants ci-dessus de résine peuvent être utilisés individuellement ou en toute combinaison de deux ou plus. Un modificateur approprié de viscosité peut être ajouté dans la résine si on le souhaite. Un tel modificateur peut par exemple tre un dérivé d'huile de ricin commercialisé par NL Industries sous la dénomination commerciale Thixatrol. Quel que soit le véhicule utilisé, il est important que l'homogénéité de l'encre soit rendue maximale. Par conséquent, le mélange est de manière appropriée effectué dans un appareil conventionnel qui mélange tout en soumettant la

dispersion à une haute action de cisaillement.

Les encres diélectriques de la présente invention sont appliquées aux structures de substrat par des moyens conventionnels, comme une impression à l'écran, à la brosse, par pulvérisation et analogue, en préférant l'impression à l'écran. En général, comme cela est conventionnel, plusieurs couches individuellement séchées et cuites du diélectriques sont utilisées pour minimiser la possibilité de trous d'épingle les traversant. Les encres peuvent également être appliquées à un ruban décollable conventionnel, séchées et appliquées au substrat sous la forme d'une couche. Les couches peuvent également être cuites sur une surface décollable, enlevées et utilisées en tant que substrats individuels. D'autres méthodes conventionnelles de formation de substrats individuels ou autonomes, comme un

moulage par injection, peuvent également être utilisées.

Le revêtement de l'encre est séché à l'air à -125 C pendant 10 à 20 minutes et est cuit à l'azote à 850-9500C pendant 5 à 15 minutes pour former une couche diélectrique contenant environ 65 à 100, de préférence environ 74 à 87% en poids de la fritte de verre et Jusqu'à environ 35, de préférence environ 13 à environ

26% en poids de la charge.

Les frittes des encres selon l'invention sont avantageuses par leur simplicité, ne se composant que de cinq oxydes. Il est particulièrement significatif que, pendant la cuisson, les frittes de verre restent poreuses à des températures au-delà de 800 C. En comparaison avec les encres contenant les frittes conventionnelles de verre qui s'amollissent et se densifient à environ 600 C, les présentes encres permettent un temps sensible supplémentaire dans le four, donc les gaz du four peuvent pénétrer dans la fritte et enlever les derniers résidus de la matière carbonée, du véhicule. On produit ainsi un matériau diélectrique très dense. Etant donné le temps supplémentaire dont on dispose pour enlever les résidus carbonés pendant la cuisson, il n'est pas nécessaire d'inclure des composants générateurs d'oxygène qui sont reconnus, comme le nitrate de baryum, dans les présentes encres, ne de soumettre les encres séchées à un plasma oxydant ou réducteur comme cela est décrit dans le brevet

US de Prabhu et autres No. 4 619 836 mentionné ci-dessus.

Un autre avantage significatif des frittes de verre de la présente invention réside dans le fait que, de manière inattendue, elles ont des coefficients de dilatation qui sont proches de ceux des planches conventionnelles de circuit en alumine aussi bien sous la forme vitreuse que dévitrifiée. Cela est un écart important par rapport aux frittes de verre des encres diélectriques conventionnelles qui ont une différence marquée de coefficient de dilatation entre les formes vitreuses et dévitrifiées. L'avantage de cette propriété est apprécié si l'on considère que, dans la fabrication des circuits multicouches, les couches qui ont subi une douzaine de cuissons seront à un stade différent de cristallisation par rapport à celles qui ont subi trois

cuissons et à la couche qui subit sa cuisson initiale.

Par conséquent, la teneur vitreuse de la fritte de verre de chacune de ces couches sera différente et peut être fortement différente s'il y a une différence significative des coefficients de dilatation entre les formes vitreuses et dévitrifiées du verre. Comme un circuit à plusieurs couches nécessite typiquement vingt cuissons ou plus, il est facilement apparent que les présentes frittes de verre produiront un moindre effort interne dans la structure qu'un matériau diélectrique

contenant une fritte conventionnelle de verre.

En plus des avantages ci-dessus mentionnés, les couches diélectriques obtenues avec les présentes encres ont une bonne résistance mécanique et une excellente stabilité au réchauffement du fait de la proximité de la température d'amollissement du verre et de la température de cuisson. Ces avantages sont significatifs dans l'utilisation de substrats individuels formés des présentes encres sur une large gamme d'applications, de la même manière qu'avec des planches de circuit conventionnelles, par exemple en alumine. Un autre avantage des couches diélectriques formées des présentes encres réside dans le fait que, étant donné l'absence de grands ions modificateurs importants, elles sont

particulièrement résistantes à la pénétration du flux.

Les grands ions modificateurs, lorsqu'ils sont présents dans la couche diélectrique, forment des sites, dans la structure du verre, pour des ions de flux de taille identique, comme l'oxyde de plomb et l'oxyde de bismuth,

pour modifier les propriétés de verre du diélectrique.

Ces oxydes de flux, après cuissons répétées et en présence des agents réducteurs qui peuvent se trouver dans l'atmosphère du four, peuvent se convertir en métal libre, produisant ainsi la conductivité qui provoquera le court-circuit. Les présentes encres diélectriques sont particulièrement compatibles avec les encres conductrices de cuivre révélées dans une demande US en cours de Prabhu et autres intitulée "Thick film copper conductor inks" No. 914 303 déposée le 2 Octobre 1986. Les encres décrites sont basées sur la présente fritte de verre et, de manière inattendue, ne nécessitent pas l'oxyde de bismuth qui est présent dans des encres conductrices conventionnelles de cuivre. Par conséquent, le problème de la pénétration du flux dans les structures fabriquées avec les présentes encres diélectriques et les encres conductrices de cuivre de Prabhu et autres est

virtuellement inexistant.

Les exemples qui suivent illustrent l'invention en comprenant cependant que l'invention ne doit en aucun cas être limitée par les détails qui y sont décrits. Dans les exemples, toutes les parties et les pourcentages sont sur une base pondérale et toutes les températures sont en degrés Celsius à moins que cela ne soit indiqué autrement.

Exemple 1.

Des verres ont été préparés en pesant les composants suivants, en les mélanigeant et en les faisant fondre à environ 1600 à l'air dans des récipients de platine. Les produits fondus ont été rapidement refroidis au moyen de rouleaux secs en métal ferreux tournant en sens inverse ayant un intervalle de 0,25 mm. Le coefficient de dilatation de chaque formule a été déterminé en utilisant un dilatomètre à silice fondue. Le coefficient de dilatation est donrné par alpha et est à 900 . Les nombres alpha donnés ci-dessous sont pour la forme dévitrifiée du verre et représentent une valeur x

-7 cm par cm par degré Celsius.

Constituant Formule du verre (pour cent)

A B C D E F G

ZnO 17,07 11,60 18,14 21,81 18,41 17,26 16,71 MgO 20,90 23,10 20,90 20,35 22,92 20,90 21,45 CaO 8,59 5,23 7,52 4,53 7,42 8,38 8,38

A1203 8,91 13,90 8,91 9,03 12,86 12,18 12,18

SiO2 40,53 42,17 40,53 40,28 38,39 37,28 37,28

P205 2,00 2,00 2,00 2,00 ---- 2,00 2,00

ZrSiO4 2,00 2,00 2,00 2,00 ---- 2,00 2,00

___________________________________________________________

Alpha 80,6 81,0 81,5 77,9 70,0 73,7 76,4 Les encres ont été préparées en broyant initialement les rubans minces de verre formés par trempe ou refroidissement rapide des produits fondus dans un broyeur à bille pour obtenir une taille moyenne de particule d'environ 5 j. Les formules de verre ont été individuellement combinées à une charge de céramique composée d'alumine et de disilicate de baryum dimagrnésium ayant une taille moyenne de particule d'environ 3 y et un véhicule organique composé d'une solution à 16,5% de poly(isobutylméthacrylate) dans Texanol et contenant également 1%, en se basant sur le véhicule, de l'agent tensio-actif Duomeen TDO. La proportion de l'encre était de 69,3% du verre, 7,7% d'alumine et 23% du véhicule organique. Les ingrédients de l'encre ont été initialement mélangés à la main puis mélangés sur un broyeur à trois rouleaux pour obtenir une pâte lisse appropriée à l'impression à l'écran. Du solvant additionnel a été ajouté selon la nécessité pour assurer la bonne rhéologie. Les encres ont été individuellement imprimées sur une feuille de platine, séchées à l'air à 125 pendant environ 15 minutes puis cuites à l'azote à environ 900 pendant 10 minutes. Une seconde couche diélectrique a été imprimée et cuite sur la première. Une couche diélectrique contenant la formule de verre F avait un coefficient de dilatation (alpha) à 9000 de 71. Un substrat d'alumine non enduit, testé dans les mêmes conditions, avait un coefficient de dilatation de 79,8 à

900 C.

Exemple 2.

Un échantillon de poudre de verre de la formule F de l'exemple 1 a été chauffé dans une coupelle en platine à 1550 et trempé à 700o en 2 heures sans cristallisation pour ainsi donner une forme vitreuse du verre. Un second échantillon de la même poudre a été chauffé à 9000 pendant 2 heures pour cristalliser la fritte de verre et former ainsi une forme dévitrifiée du verre. Les coefficients de dilatation des verres vitreux et dévitrifié ont été déterminés en même temps que celui du substrat d'alumine non enduit. Les coefficients linéaires du substrat et des deux verres entre 300 et 7500 ne variaient pas de plus 5 unités alpha et, dans la plupart des cas, de deux ou moins, établissant ainsi la compatibilité avec le panneau des présentes frittes de verre aussi bien dans les formes vitreuse que dévitrifiée.

Exemple 3.

Une encre conductrice de cuivre a été préparée selon la demande de brevet en cours de Prabhu et autres intitulée "Thick film conductor inks", No. 914,303, déposée le 2 Octobre 1986, incorporée ici à titre de référence. L'encre contenait 79,6 parties de poudre de cuivre ayant une taille moyenne de particule de 3 p et 7,7 parties d'une fritte de verre dévitrifiante comprenant 9,09% d'oxyde de zinc, 30,40% d'oxyde de calcium, 18,28% d'oxyde d'aluminium et 42,23% de bioxyde de silicium. Les ingrédients solides ont été mélangés à ,4 parties d'un véhicule organique consistant en une solution à 6% d'éthyl cellulose dans Texanol, contenant additionnellement les agents mouillants Hypothiolate 100 et Armeen 0 à des concentrations de 17% et 3%, respectivement, en se basant sur le véhicule. L'encre a été initialement mélangée à la main puis mélangée sur un broyeur à trois rouleaux pour obtenir une pâte appropriée à l'impression à l'écran. Du solvant additionnel a été ajouté selon la nécessité pour assurer la bonne rhéologie. L'encre de cuivre a été imprimée sur un panneau conventionnel d'alumine pour former une série de lignes parallèles isolées de 375 P de large, séparées par des espaces de largeur égale. L'encre de cuivre a été séchée à l'air à 125 pendant 15 minutes et cuite à l'azote à 900 pendant 10 minutes. L'encre diélectrique de l'exemple 1 contenant la formule de verre F a été imprimée, séchée et cuite par dessus. Des ouvertures ou voies ont été laissées dans la couche diélectrique

recouvrant une partie du conducteur de cuivre.

Une encre de cuivre de remplissage des voies a été préparée comme suit: une fritte de verre dévitrifiante consistant en 21,8% d'oxyde de zinc; 16, 5% d'oxyde de magnésium; 7,8% d'oxyde de baryum; 39,2% de bioxyde de silicium; 10,7% d'oxyde d'aluminium; 1,0% de pentoxyde de phosphore et 3, 0% de silicate de zirconium et une fritte vitreuse de verre consistant en : 51,59% d'oxyde de baryum; 12,58% d'oxyde de calcium; ,62% de trioxyde de bore; et 20,21% de bioxyde de silicium ont été séparément préparées et réduites à une taille de particule d'environ 3 y. Les ingrédients solides consistant en 65% de poudre de cuivre ayant une taille moyenne de particule de 3 Y, 14% de la fritte de verre dévitrifiante et 4% de la fritte de verre vitreuse

ont été totalement mélangés à la main.

Les ingrédients solides ont été mélangés à 17 parties d'un véhicule organique consistant en une solution à 20% de poly(isobutylméthacrylate) dans Texanol contenant additionnellement, comme agent mouillant, 17% d'Hypothiolate 100 et 3% de Armeen 0. L'encre a été initialement mélangée à la main puis mélangée sur un broyeur à trois rouleaux pour obtenir une pâte appropriée à l'impression à l'écran. Du solvant additionnel a été ajouté, selon la nécessité, pour assurer la bonne rhéologie. L'encre de remplissage des voies est décrite dans une demande de brevet US en cours de Prabhu et autres intitulée "Thick-film copper via-fill inks", No.

914,296 déposée le 2 Octobre 1986.

L'encre de remplissage des voies a été imprimée dans les espaces dans l'encre diélectrique, séchée à l'air à 125 pendant 15 minutes et cuite à l'azote à 9000 pendant 10 minutes. L'épaisseur du remplissage des voies de diélectrique/cuivre était de 15 p. Les dép8ts de remplissage des voies de diélectrique/cuivre ont été répétés trois fois pour former une épaisseur de couche diélectrique finale de 45 p. Une seconde couche de l'encre conductrice de cuivre a été déposée et cuite sur le diélectrique de manière qu'une partie soit en contact

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avec le remplissage des voies de cuivre. Ce processus a été répété trois fois pour obtenir un dispositif à base de cuivre à plusieurs couches ayant quatre couches noyées de cuivre. Au total, il a fallu 25 cuissons pour obtenir le circuit à plusieurs couches. La structure a été polarisée par des contacts électriques avec des couches de cuivre. L'on n'a observé aucune évidence d'une mise en court-circuit ou d'une

perte de contact.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Encre diélectrique pour la fabrication de circuits intégrés à plusieurs couches, caractérisée en ce qu'elle comprend: a) environ 50 à environ 75% en poids d'une fritte de verre dévitrifiante comprenant, sur une base pondérale: environ 11 à environ 23% d'oxyde de zinc; environ 20 à environ 24% d'oxyde de magnésium; environ 4 à environ 10%/ d'oxyde de calcium; environ 8 à environ 15% d'oxyde d'aluminium; environ 35 à environ 50% de bioxyde de silicium; environ 0 à environ 3% de pentoxyde de phosphore; et environ 0 à environ 3% de silicate de zirconium; b) Jusqu'à environ 30% en poids d'une charge de céramique appropriée; et c) environ 15 à environ 30/ en poids d'un

véhicule organique approprié.

2. Encre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fritte de verre comprend, sur une base pondérale: environ 16 à environ 18% d'oxyde de zinc, environ 21 à environ 23% d'oxyde de magnésium, environ 7 à environ 9% d'oxyde de calcium; environ 9 à environ 14%o d'oxyde d'aluminium; environ 37 à environ 42% de bioxyde de silicium; environ 1,5 à environ 2,5% de pentoxyde de phosphore; et environ 1,5 à environ 2,5% de silicate de zirconium.

3. Encre selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient environ 10 à environ 20% en poids

de la charge.

4. Encre selon la revendication 3, caractérisée en ce que la charge est choisie dans le groupe consistant en alumine, disilicate de baryum dimagnésium, borate de dimagnésium, silicate de zirconium, silicate de dimagnésie, pentasilicate de dimagnésie dialumine,

aluminate de magnésium et leurs mélanges.

5. Encre selon la revendication 4, caractérisée en ce que le matériau de la charge est un mélange

d'alumine et de disilicate de baryum dimagnésium.

6. Encre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le véhicule organique comprend une solution

d'un liant organique dans un solvant approprié.

7. Encre selon la revendication 6, caractérisée

en ce que le liant organique est le poly(isobutylmétha-

crylate).

8. Fritte de verre caractérisée en ce qu'elle comprend, sur une base pondérale: environ 11 à environ 23% d'oxyde de zinc, environ 20 à environ 24% d'oxyde de magnésium; environ 4 à environ 10% d'oxyde de calcium; environ 8 à environ 15% d'oxyde d'aluminium; environ 35 à environ 50% de bioxyde de silicium; environ 0 à environ 3% de pentoxyde de phosphore; et environ 0 à

environ 3% de silicate de zirconium.

9. Fritte de verre selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend, sur une base pondérale: environ 16 à environ 18% d'oxyde de zinc; environ 21 à environ 23% d'oxyde de magnésium; environ 7 à environ 9% d'oxyde de calcium; environ 9 à environ 14% d'oxyde d'aluminium; environ 37 à environ 42% de bioxyde de silicium; environ 1,5 à environ 2, 5% de pentoxyde de phosphore; et environ 1,5 à environ 2,5% de silicate de zirconium.

10. Structure de circuit intégré à plusieurs couches du type comprenant un substrat approprié ayant au moins deux couches à tracé en un conducteur, lesdites couches étant séparées par une couche diélectrique ayant des voies, les voies étant remplies du conducteur pour contacter lesdites couches conductrices, caractérisée en ce que la couche diélectrique comprend:

a)une fritte de verre selon la revendi-

cation 8; et b) jusqu'à environ 35% en poids d'une charge de

céramique appropriée.

11. Structure selon la revendication 10, caractérisée en ce que la couche diélectrique contient

environ 13 à environ 26% en poids de la charge.

12. Structure selon la revendication 10, caractérisée en ce que la charge est choisie dans le groupe consistant en alumine, disilicate de baryum dimagnésium, borate de dimagnésium, silicate de zirconium, silicate de dimagnésie, pentasilicate de dimagnésie dialumine, aluminate de magnésium et leurs mélanges.

13. Structure selon la revendication 12, caractérisée en ce que le matériau de la charge est un

mélange d'alumine et de disilicate de baryum dimagnésium.

14. Structure selon la revendication 10, caractérisée en ce que le substrat est un substrat d'alumine.

15. Structure selon la revendication 10, caractérisée en ce que le substrat se compose de la

fritte de verre et de la charge.

16. Structure selon la revendication 10,

caractérisée en ce que le conducteur est du cuivre.

17. Substrat approprié à la fabrication d'un circuit intégré, caractérisé en ce qu'il contient: a) environ 74 à environ 87% en poids d'une fritte de verre selon la revendication 8; b) environ 13 à environ 26% en poids d'une

charge de céramique appropriée.

18. Substrat selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il contient la fritte de verre selon

la revendication 9.

19. Substrat selon la revendication 17, caractérisé en ce que la charge est choisie dans le groupe consistant en alumine, disilicate de baryum dimagnésium, borate de dimagnésium, silicate de zirconium, silicate de dimagnésie, pentasilicate de dimagnésie dialumine, aluminate cde magnésium et leurs

mélanges.

20. Substrat selon la revendication 19, caractérisé en ce que la charge est un mélange d'alumine

et de disilicate de baryum dimagnésium.