NL7906601A

NL7906601A - Zeefdrukinkt welke in niet-oxyderende atmosfeer uitgestookt wordt.

Info

Publication number: NL7906601A
Application number: NL7906601A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1978-09-08
Filing date: 1979-09-04
Publication date: 1980-03-11
Also published as: JPS5538882A; FR2437427A1; FR2437427B1; DE2935421C2; GB2037270B; DE2935421A1; GB2037270A; JPS6210552B2

Description

X

i PHF 78-555 1

NmV. Philips’ Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Zeefdrukinkt welke in niet-oxyderende atmosfeer uitgestookt wordt”.

De uitvinding heeft betrekking op een zeefdrukinkt, welke in neutrale of zwak reducerende atmosfeer wordt uitgestookt en welke een actief deel omvat, een passief glasachtig deel en een organisch bindmiddel, welk 5 laatstgenoemde bij het stoken verdwijnt. Zij heeft eveneens betrekking op electrische componenten, welke tenminste één laag omvatten, verkregen door zeefdrukken met deze inkt en uitstoken in neutrale of zwak reducerende atmosfeer.

De uitvinding vindt toepassing op het gebied van 10 de micro-electronica, speciaal op het door zeefdrukken vervaardigen van componenten op substraten, die in het algemeen uit aluminiumoxyde bestaan, zoals hybryde schakelingen (omzetters, filters, netwerken met geleiders, weerstanden en condensatoren).

15 Dergelijke zeefdrukinkten worden veelvuldig gebruikt in de industrie, maar de aanwezigheid, als metalen werkzaam deel, van edelmetalen,, zoals goud, zilver of palladium maakt deze produkten relatief duur. Aanvraagster heeft zicht ten doel gesteld het ontwikkelen van een serie 20 inkten zonder edelmetalen, welke in een stikstofatmosfeer of zwak reducerende atmosfeer uitgestookt moeten worden;

Zo beschrijft het GB octrooischrift 14 89 031 een zeefdrukinkt op basis van koper, het DE Offenlegungsschrift 27 55 935 een daarbij passende isolerende zeefdrukinkt en 25 de nog niet gepubliceerde Franse octrooiaanvrage 78 14004 een daarbij passende zeefdrukweerstand.

Ter bereiding van deze inkten wordt glaspoeder ' gemengd met geleidende deeltjes of met diëlectrische * keramische deeltjes, het mengsel in een organisch bindmid-30 del gesuspendeerd en tenslotte na zeefdrukken uitgestookt in een neutrale of zwak reducerende atmosfeer. Door de aard van de uitstookatmosfeer kan het gebeuren, dat het organische bindmiddel niet volledig uit de zeefdruklaag 7906601 t issrr

X

i PHF 78-555 2 wordt geëlimineerd en er verontreinigingen achterblijven, welke de intrinsieke eigenschappen van genoemde lagen nadelig beïnvloeden.

Teneinde dit bezwaar te vermijden bevat de inkt 5 volgens de uitvinding bovendien een of meer metaaloxyden die tot een lagere waardigheid tijdens het uitstoken kan/ kunnen worden gereduceerd en, welke in kleine hoeveelheden in het genoemde organische bindmiddel is/zi-jn gedispergeerd.

Op deze wijze werken deze metaaloxyden als oxyda-10 tiemiddelen ten opzichte van het organische bindmiddel, dat zo zonder verkolen kan verdwijnen. Hierbij worden ze gereduceerd tot een lagere waardigheid en worden in de glasfase opgenomen zonder de electrische eigenschappen ervan te wijzigen. Dit geldt in het bijzonder voor isolerende mate-15 rialen met betrekking tot de diëlectrische verliezen en de is.olatieweers tand.

Opgemerkt wordt, dat in het U.S. octrooischrift 3 609 483 sen zeefdrukpasta voor dikke-laagcondensatoren wordt beschreven, welke ceriumoxyde bevat. Dit wordt echter 20 als substituent van het bariumtitanaat in de diëlectrische basissamenstelling gebruikt, en niet in het organische bindmiddel gedispergeerd als oxydant voor dit bindmiddel. Dit is ook het geval bij het keramische materiaal, dat in het U.S. octrooischrift 3 628 766 wordt beschreven, dat 25 praseodymiumoxyde bevat als basiselement van de keramiek.

Tenslotte wordt in het Engelse octrooischrift 1 34-9 163 een beschermend glas beschreven, waaraan later een oxyde van een overgangselement wordt toegevoegd om de beweeglijkheid van de alkali-metaal-ionen te verminderen, 30 welke het te beschermen halfgeleiderelement zouden bederven. Door het uitstoken in oxyderende atmosfeer worden deze oxy-den echter tot verschillende oxydatiegraden gereduceerd, welke door hun gelijktijdige aanwezigheid in. het glas elec-tronische geleiding daarin veroorzaken. Dit is nadelig 35 voor de componenten, waarom het in de onderhavige uitvinding gaat.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding kiest men deze oxyden uit cerium-en praseodymium-oxyden 7906601 * ! ν'* \ PHF 78-555 3 met hogere oxydatiegraad. Bij voorkeur worden aan het organische bindmiddel praseodyme-oxyde Pr^ ®11’ ^ o:^ een mengsel ervan toegevoegd, in een volumehoeveelheid tussen 1 en 10$, omdat dit gemakkelijker in het glas wordt opge-5 los t.

Voor een beter begrip van de uitvinding zal deze met de hieruit voortvloeiende voordelen hierna nader worden beschreven.

Volgens de gebruikelijke werkwijzen voor het 10 bereiden van zeefdrukinkten wordt de actieve verbinding, bijvoorbeeld een metaal (Cu, Ni, ....), een metaalverbinding, zoals Me Bg of een diëlectrische verbinding, zoals ΑΙ^Ο^ tot poeder met gemiddelde afmetingen in de orde van de micron gemalen. De passieve verbinding, zoals een glas-15 soort, bestaande uit metaaloxyden en dat kan worden uitgestookt in neutrale of zwak reducerende atmosfeer, wordt gefrit.

Geschikte glassoorten, welke in de bovenstaande octrooiaanvragen zijn beschreven, bestaan uit zinkborosili-20 caat of uit calciumboraluminaat. Het organische bindmiddel bestaat uit een oplossing van een hars, bijvoorbeeld ethylcellulose in terpineol, waarbij zorg gedragen wordt, dat de opgeloste stof volledig is opgelost en dat de viscositeit van het mengsel de gewenste is. Het bindmiddel, 25 de werkzame fase en de passieve fase worden in een mengap-paraat met hoge afschuifsnelheden gemengd ter verkrijging van de zeefdrukinkt.

Volgens de onderhavige uitvinding bevat deze inkt bovendien, in hoeveelheden tot 10 volume $, een of meerdere 30 reduceerbare metaaloxyden, welke men kan toevoegen in een willekeurig stadium van de bereiding. Bij voorkeur kiest men een oxyde van een metaal van de kolom III-A van het pe=r riodiek systeém van elementen, soals cerium of praseodymium, welke men eerst in het bindmiddel dispergeert.

35 Volgens een uitvoeringsvoorbeeld ter verkrijging van een diëlectrische zeefdrukpasta volgens het bovengenoemde DE-OS 27 55 935 wordt h-5 volume $ poedervormig aluminiumoxyde gemengd met 55 volume $ glaspoeder van de 7906601 ï* ; - e PHF 78-555 ^ volgende samenstelling in volume °/oi Zn O 20$ )

Si o2 4θ$ ( b2 o3 1596 ) 5 Alg 03 . 5$ (

Ca O 5D/o)

Sr O 1596 (

Vervolgens wordt dit mengsel gedispeirgeerd -in een organisch bindmiddel, zoals ethylcellulose in terpineol. Na het zeef-10 drukken van het gewenste patroon op een substraat, wordt het geheel met een restgehalte aan zuurstof in de orde van 10"3 volume °/o gestookt. De zo verkregen lagen vertonen dan een bepaalde brokkeligheid en poreusheid ten gevolge van een slechte bevochtiging van het glas door organische veris ontreinigingen. De toevoeging van bijvoorbeeld een mengsel Pr Og - Prg 0^ in een hoeveelheid van 2°/o heeft het gevolg, dat de cohesie en de dichtheid van de lagen op reproduceerbare wijze verbeterd worden. Bij een lager zuurstofrestge-halte kan volstaan worden met het verhogen van de hoeveel-20 heid oxyde. De volgende tabel geeft de electrische eigenschappen van de lagen die verkregen zijn zónder en mét toevoeging van praseodymium-oxyde: zonder , τ> λ , . met Pr,- 0. Λ 22 toevoeging 6 11 1 kHz 10 kHz 1 kHz 10 kHz £ 5 5 7 7 30 103 X tg S 13 1 0,5 0,7

Hetzelfde effect wordt bereikt met andere typen zeefdruk-inkten, die in niet oxyderende atmosfeer uitgestookt worden.

35 7906601

Claims

1. Zeefdrukinkt, welke in neutrale of zwak reduceren de atmosfeer wordt uitgestookt en welke een actief deel omvat, een passief glasachtig deel en een organisch bindmiddel, welk laatstgenoemde bij het stoken verdwijnt, met het 5 kenmerk, dat de inkt bovendien een of meerdere me-taaloxyden bevat, die tot een lagere waardigheid tijdens het uitstoken kan/kunnen worden gereduceerd en, welke in kleine hoeveelhe-deh in het genoemde organische bindmiddel is/zijn gedisper-geerd. to

2. Zeef drukinkt volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men het metaaloxyde kiest uit cerium- en praseodymium-oxyden met hogere oxydatiegraad.

3. Zeefdrukinkt volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat deze de praseodymiumoxyden Pr^ Pr 15 een mengsel hiervan bevat in een volumehoeveelheid tussen 1 en 10^6.

4. Electronische componenten voorzien van tenminste één laag verkregen door zeefdrukken en uitstoken in neutrale of zwak reducerende atmosfeer van zeefdrukinkt volgens 20 één van de conclusies 1 t/m 3- 25 30 35 7906601