SU1003154A1

SU1003154A1 - Electroconductive composition for thin-film conductors

Info

Publication number: SU1003154A1
Application number: SU802994291A
Authority: SU
Inventors: Елена Анатольевна Каркина; Юрий Павлович Тризна; Клара Антоновна Бризицкая; Юрий Александрович Идельс
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4645
Priority date: 1980-10-13
Filing date: 1980-10-13
Publication date: 1983-03-07

Description

(54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ ПРОВОДНИКОВ Изобретение отнсжигс к толсгоплечной т ехвслог и вэготошхек йвкросборок и может быть использовано в элек тронной радио- и ириёоростровтельвой промышленност , а также промышлеЬвости средств св зи Известны электропровод щие композиции , в которых в качестве электропровод шего наполнител примен ют серебро, а в качестве оргаавческого св зух дего композицию на ливолиновой основе иди растворы этющеллюлозы Ч1 Данные композиции предназначены дл фо одировани проводниковых слоев на кер мических подложках методами тчзлстопленочной технологии при максимальной температуре в зоне конвейерной печи 75083О С, Така высока температура формировани сло определ етс тем, что дл создани электропровод щей стру турьтв этих составах необходимо полносгью удалить компоненты органического св зуюш го. Полное выгорание нелетучих органически веществ происходи т только при 4ОО-5ОО С ДЛЯ ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ Кроме того, об зательными компонен- тами в составе порошковой композиции пасты вл ютс стеклообразуюшие окислы (окись висмута, кварц, сурик свинцовый ), которые формируют переход --. ный слой между металлической фазой проводника и керамической подложкой. Сформировать такой переходной слой, определ ющий адгезию проводника к керамике, возможно только при 75О-83О°С. Наиболее близкой к предлагаемой вл етс электропровод ща композици 2J следующего состава, мае. %: Мелкодисперсное серебро75 ,0-75,8 Окись серебра8,9-9,2 Кварц 0,15-9,2 Сурик свинцовый1,05-1,12 Борна кислота О,51-О,58 Этилцеллюлоза 0,60-0,64 Терпинеол3,62-3,75 Сосновое масло 9,32-9,6 В известной электропрс аод щей композиции электропровод щим функ1даональным материалом вл етс порошок серебра. Кварц, сурик свинцовый и борна кислота участвзтотв формировании токопровод щей структуры и в образовании переходного сло только в требуемом высокотемперагурном режиме термообработки. Компоненты органического св зующего предназначены только дл пргщани пасте требуемых реологических характеристик и обеспечени качественной трафаретной печати. В процессе термообработки при 750-830 С происходит поп иое удаление компонентов органического .св зующего и заканчиваетс формирование электропровод щей структуры. Дл формировани электропровод щей структуры необходимо, составить температурно временной режим таким образом, чтобы обеспегчить посто нство фазового состава проводниковой пленки, равномерную плотность и сплошность по всему слою, а поскольку высокотемпературный обжиг ка тализирует большое число окислительновосстановительных процессов, то практически очень трудно получить качественный проводник по всем параметрам. Термообработку такой композиции производ т в специальных конвейерных печах типа СК-10, СК-11, требующих специального высококвалифицированного обслуживани и потребл ющих большое количество элект роэнергии. Кроме того, диэлектрическим основанием дл известных электропровод щих композиций могут служить только специальные керамические материалы (керамик 22ХС) и ситаллы (СТ-32-1), выдерживающие высокие температуры формировани Проводникового сло . Этим материалы, имеющие удовлетворительные электроизол ционные характеристики, характеризуютс высокой сгоимостью, дефицитностью, низкими геплофизическими пара.метршли. Цель изобретени - снижение температуры формировани проводникового сло до 250° С. Поставленна цель достигаетс тем, что органическое св зующее композиции дополнительно, содержит фенолформальдегидкую смолу термореактивную и фурфурол при следующем соотношении компонентов , мае. %: Серебро мелкодисперсное72 ,5-73,5 Зтилцеллюлоза0,28-0,32 Терпинеол10,0-11,4 Масло сосновое1,8-2,2 Фенолформальдегвдна смола термореактивна 7,6-8,О Фурфурол 6,О-7,О Пасту готов т следующим образом. Раствор ют фенолформальдегидную смолу,в фу{эфуроле, затем в полученный раствор ввод т приготовленный заранее раствор этилцелЛолозы в терпинеоле, тщательно перемешивают до получени однородной густой массы и добавл ют сосновое масло. В приготовленное органическое св зующее ввод т требуемое количество мелкодисперсного порошка серебра.и тщательно смешивают в керамической ступе пестиком или на валках специализированной пасто/тарки . Указанным способом были приготовлены и исследованы составы, приведенные в табшше.(54) ELECTRICAL CONDUCTING COMPOSITION OF CONDUCTORS and as an organic bond, a composition based on a livoline base or solutions of ethylene cellulose P1. These compositions are intended for the formation of conductive layers on ceramics At the maximum temperature in the zone of the conveyor furnace 75083О С, such a high temperature of layer formation is determined by the fact that in order to create an electrically conducting stream of these compounds it is necessary to completely remove the organic bonding components. Full burnout of non-volatile organic substances occurs only at 4OO-5OO C FOR THICK-FILM In addition, the necessary components in the composition of the powder paste composition are glass-forming oxides (bismuth oxide, quartz, red lead), which form the transition -. a thin layer between the metallic phase of the conductor and the ceramic substrate. It is possible to form such a transition layer, which determines the adhesion of the conductor to the ceramics, only at 75 ° -83 ° C. Closest to the present invention is an electrically conductive composition 2J of the following composition, May. %: Fine silver75, 0-75.8 Silver oxide8.9-9.2 Quartz 0.15-9.2 Minium lead1.05-1.12 Boric acid O, 51-O, 58 Ethylcellulose 0.60-0, 64 Terpineol3,62-3,75 Pine oil 9,32-9,6 In the known electroplating composition of the electrically conductive composition, the silver powder is the electrically conductive material. Quartz, minium lead and boric acid participate in the formation of the conductive structure and in the formation of the transition layer only in the required high-temperature heat treatment mode. The organic binder components are intended only to compress the paste with the desired rheological characteristics and to provide high-quality screen printing. In the process of heat treatment at 750–830 ° C, the components of the organic binder are removed and the electrically conducting structure is completed. To form an electrically conductive structure, it is necessary to compile the temperature and time regime so as to ensure the phase composition of the conductor film, uniform density and continuity throughout the layer, and since high-temperature calcination catalyzes a large number of redox processes, it is very difficult to obtain a high-quality conductor. all parameters. The heat treatment of such a composition is carried out in special conveyor furnaces of the type SK-10, SK-11, which require special highly qualified service and consume a large amount of electric power. In addition, only special ceramic materials (22XC ceramics) and cellars (CT-32-1) that can withstand the high formation temperatures of the Conductor layer can serve as a dielectric base for known electrically conductive compositions. These materials, which have satisfactory electrically insulating characteristics, are characterized by high compatibility, scarcity, and low heplophysical parameters. The purpose of the invention is to reduce the temperature of formation of the conductive layer to 250 ° C. The goal is achieved by the fact that the organic binder of the composition additionally contains a thermosetting phenol-formaldehyde resin and furfural in the following ratio of components, May. %: Fine silver 72, 5-73.5 Ztilcellulose0.28-0.32 Terpineol10.0-11.4 Pine oil1.8-2.2 Phenol-formaldehyde resin thermoreactive 7.6-8, O Furfurol 6, O-7, O The paste is prepared as follows. The phenol-formaldehyde resin is dissolved in fu {efurol, then the prepared ethylcellulose solution in terpineol is introduced into the resulting solution, mixed thoroughly until a homogeneous thick mass is obtained, and pine oil is added. The required amount of fine silver powder is introduced into the prepared organic binder. They are thoroughly mixed in a ceramic mortar with a pestle or rolls of a specialized paste / tarka. In this way were prepared and investigated the compositions given in the table.

Серебро мелкодисперсноеFine silver

Э тил целлюлоза Терпинеол Масло сосновоеEtyl cellulose Terpineol Pine oil

Фенолформальдегидна смола термореакгивна Phenol formaldehyde resin thermoreakgive

ФурфуролFurfural

72,573,073,572,573,073,5

О,28О,3О,32O, 28O, 3O, 32

1О,О10,711,41O, O10,711,4

1,82,02,21,82,02,2

7,6 7,8 7.6 7.8

8,0 7,0 6,0 6,2 Огверждение нанесенного сьфого проводникового сло можно проводить в сушильном шкафу, посгепенно повыша темпе ратуру ог too до 200 С в течение ЗО мин. Все указанные составы имеют удельную проводимость проводникового сло при тем пературе отверждени 100-250° С в диапазоне 0,06-0,006 Ом/п. Кроме того, они имеют хорошую адгезию к керамике и полимерным материалам (например, стеклотекстолиту, гетинаксу, а также хорошие реологические свойства. Таким образом, предлагаема токопровод5пца композици позвол ет изготавливать токопровод щие слои при С с удельной проводимостью 0,05-0,008 Ом/ что создает возможность формировать пленочную часть микросборок методами толстопленочной технологии не только на керамических материалах, но и на полимерных и металлических подложках. Применение предлагаемой электропровод щей композиции позвол ет снизить энергозатраты и увеличить производительность труда, а также позволит при изготовлении микросборок методами толстопленочной технологии заменить дорогосто щую керамику 22ХС дешевыми полимерными и алю мшшевыми подложками. 100 54 Формула бретени Электропровод ща композици дл толстопленочных проводников, содержаща серебро мелкодисперсное и смесь этилцеллюлозы , терпинеола и масла соснового в качестве органического св зуюшего, отличающа с тем, что, с целью снижени температурь формировани проводникового сло до 250 С, органическое св зующее дополнительно содержит фенолформальдегидную смопу термореактивную и фурфурол при следующем соотношении компонентов, мае. %: Серебро мелкодисперсное 72,5-73,5 Этилцеллюлоза0,28-0,32 Терпинеол10,0-11,4 Масло сосновое1,8-2,2 Фенолформальдегвдна смола термореактивна 7 ,6-8,0 Фурфурол6,О-7,Ь Источники информации, прин тые во внимание при эксрертизе 1.Авторское свидетельство СССР NO 391612, кл. Н О1 В 1/О2, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР jNo 559285, кЛ. Н О1 В 1/О2, 1975.8.0 7.0 6.0 6.2. The deposition of the deposited conductor layer can be carried out in a drying cabinet, gradually increasing the temperature of the precipitator to 200 ° C for 30 minutes. All these compositions have a specific conductivity of the conductor layer at a curing temperature of 100-250 ° C in the range of 0.06-0.006 ohm / s. In addition, they have good adhesion to ceramics and polymeric materials (for example, fiberglass, getinaks, as well as good rheological properties. Thus, the proposed 5pc composition allows to produce conductive layers at C with a conductivity of 0.05-0.008 Ohm / what makes it possible to form the film part of the micro-assemblies using thick-film technology not only on ceramic materials, but also on polymeric and metal substrates. It reduces energy consumption and increases labor productivity, and also makes it possible to replace expensive 22XC ceramics with cheap polymeric and alumina substrates in the manufacture of microassemblies using the methods of thick-film technology. 100 54 Containment formula Electroconductive composition for thick-film conductors containing fine silver and a mixture of ethylcellulose, terpineol and pine oil as an organic bond, characterized in that, in order to reduce the formation temperature of the conductive layer to 250 ° C, The organic binder additionally contains a thermosetting phenol-formaldehyde emop and furfural in the following ratio of components, May. %: Fine silver 72.5-73.5 Ethylcellulose0.28-0.32 Terpineol10.0-11.4 Pine oil1.8-2.2 Phenol formaldehyde resin thermoreactive 7, 6-8.0 Furfurol6, O-7, b Sources of information taken into account in the case of extracritis 1. The author's certificate of the USSR NO 391612, cl. H O1 B 1 / O2, 1971. 2. USSR author's certificate jNo 559285, cl. H O1 B 1 / O2, 1975.

Claims

Claim

An electrically conductive composition for thick-film conductors containing finely dispersed silver and a mixture of ethyl cellulose, terpineol and pine oil as an organic binder, characterized in that, in order to reduce the temperature of the formation of the conductive layer to 250 ° C, the organic binder additionally contains a phenol-formaldehyde hermetic reactive resin and furfural when next component ratio, may. %:

Fine silver 72.5-73.5 E type cellulose 0.28-0.32 Terpineol 10.0-11.4 Pine oil 1.8-2.2 Phenol formalde thermo resin reactive 7.6-8.0 Furfural 6.0-7.0