SU1728887A1

SU1728887A1 - Электропровод ща композици

Info

Publication number: SU1728887A1
Application number: SU904819750A
Authority: SU
Inventors: Андрей Владимирович Агафонов; Евгения Михайловна Фомина; Евгений Хаметович Азизбаев; Ирина Дмитриевна Данильченко; Михаил Кириллович Кутузов; Александр Викторович Кощиенко; Сергей Васильевич Подшибякин
Original assignee: Научно-исследовательский институт материаловедения им.А.Ю.Малинина
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1992-04-23

Abstract

Изобретение относитс к электронной технике и может быть использовано дл изготовлени толстопленочных проводников. Цель изобретени - повышение эксплуатационной надежности и выхода годных изделий на основе электропровод щей композиции путем увеличени адгезии без ухудшени термостабильности. Электропровод ща композици , содержаща мелкодисперсное серебро или смесь мелкодисперсных серебра и паллади , оксиды висмута, свинца, кремни , бора, магни , оксид марганца (II) и оксид сурьмы (III), позвол ет получить проводники с адгезией к подложке до 350 кг/см и увеличить выход годных изделий более чем на 10%. 1 табл. Ё

Description

Изобретение относитс к электронной технике и может быть использовано дл изготовлени толстопленочных проводников с высокой адгезией к подложкам из диэлектрического материала.

Известна электропровод ща композици , содержаща смесь мелкодисперсного серебра и паллади , стеклообразующие оксиды свинца, кремни , бора, алюмини или оксид висмута при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Смесь мелкодисперсных серебра и паллади (серебра в смеси 75-85 мас.%, паллади 25-15 мас.%)90-99 Оксид свинца (II) 0,67-8.5 Оксид кремни (IV) 0,10-2,235 Оксид бора 0,04-0,875 Оксид алюмини 0,01 -0.23

или

Оксид висмута (III)1 -10

Наиболее близким техническим решением вл етс электропровод ща композици , содержаща мелкодисперсное серебро или смесь мелкодисперсных серебра и паллади , стеклообразующие оксиды висмута, свинца, кремни , бора, кальци , алюмини , цинка и нафтанат марганца при следующем количественном соотношении компонентов, мас.%:

Мелкодисперсное серебро или смесь мелкодисперсных серебра и паллади (серебра в смеси 77 мас.%. паллади 23 мас.%) 78.64-98.03

Оксид висмута (III)0-12.82

Оксид свинца (И)0,71-4,46

Оксид кремни (IV)0.55-3.47

-ч

Ю 00 00 00

VI

Оксид бора Оксид кальци Оксид алюмини Оксид цинка Нафтанат марганца

0,09-0,58

0,16-1.00

0,11-0,70

0.08-0,51

0,005-0,16

Недостатком данной композиции вл етс невысока адгези - не более 200 кг/см2 к подложке из диэлектрического материала , например, из алюмооксидной керамики . При этом термостабильность не хуже 20%: после выдержки проводника в течение 990-1010 ч при 120-130°С адгези уменьшаетс не более чем на 20%. Издели , полученные на основе такой композиции, характеризуютс низкой эксплуатационной надежностью и низким выходом годных.

Цель изобретени - повышение эксплуатационной надежности и выхода годных изделий на основе электропровод щей композиции путем увеличени адгезии без ухудшени термостабильности.

Поставленна цель достигаетс тем, что известна электропровод ща композици , содержаща мелкодисперсное серебро или смесь мелкодисперсных серебра и паллади , стеклообразующие оксиды висмута, свинца, кремни и бора, дополнительно содержит оксиды магни , марганца (II) и сурьмы (III) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мелкодисперсное серебро или смесь мелкодисперсных серебра и паллади 89-94

Оксид висмута (III)3,01-8,25

Оксид свинца (II)1,10-3.25

Оксид кремни (IV)0,50-1,75

Оксид бора0,04-0,35

Оксид магни 0.03-0,35

Оксид марганца (II)0,01-0,15

Оксид сурьмы (III)0,01-0.10

Сущность изобретени заключаетс в том, что, как установлено опытным путем, введение оксидов магни , сурьмы и марганца в указанных пределах способствует образованию более прочных адгезионных св зей с подложкой из диэлектрического материала. Введение оксидов сурьмы и марганца преп тствует процессу возможного восстановлени свинца и висмута из их оксидов в процесса формировани провод щей пленки при вжигании провод щей пасты за счет остаточного углерода органической св зки, вход щей в ее состав. Металлический висмут и свинец могут образовывать хрупкую пленку на межзерен- ных границах серебра и паллади , что ведет к по влению трещин в проводнике, уменьшению его адгезии к подложке из диэлектрического материала и увеличению поверхностного сопротивлени .

Введение мелкодисперсного серебра или смеси мелкодисперсных серебра и паллади менее 98 мас.% ухудшает смачиваемость поверхности провод щей пленки

свинцовоолов нным припоем типа ПОС-61. по вл ютс необлуженные участки диаметром более 0,15 мм. Введение мелкодисперсного серебра или смеси мелкодисперсных серебра и паллади более 94 мас.% приво0 дит к уменьшению адгезии и уменьшению стойкости к выщелачиванию свинцовоолов нным припоем типа ПОС-61. Введение оксида висмута менее 3,01 мас.% и оксида свинца менее 1,1 мас.% приводит к умень5 шению адгезии и ухудшению смачиваемости поверхности провод щей пленки припоем. Введение оксида висмута более 8,25 мас.% и оксида свинца более 3,25 мас.% приводит к ухудшению термостабильности . Введение оксида висмута более

0 8,25 мас.%. кроме того, приводит к уменьшению влагостойкости и увеличению расте- каемости(увеличение ширины

проводника). Введение оксида кремни менее 0,5 мас.% и оксида бора менее 0,04

5 мас.% приводит к ухудшению термостабильности . Введение оксида кремни более 1,75 мас.% приводит к уменьшению адгезии и увеличению поверхностного сопротивлени проводника. Введение оксида бора бо0 лее 0,35 мас.% .приводит к уменьшению влагостойкости. Введение оксида марганца менееО,01 мас.%, оксида сурьмы менее 0,01 мас.% и оксида магни менее 0,03 мас.% не обеспечивает заметного повышени адге5 зии. Введение оксида марганца более 0,15 мас.%, оксида сурьмы более 0,1 мас.% и оксида магни более 0,35 мас.% приводит к ухудшению термостабильности.

Исход из требований проводимости,

0 содержание серебра в смеси мелкодисперсных серебра и паллади не менее 40 мае. %. Стеклообразующие оксиды ввод тс в композицию в виде порошка стекла. Оксид висмута может частично вводитс в виде

5 порошка как модифицирующа добавка, а частично содержатьс в составе стекла.

Предлагаема электропровод ща композици позвол ет получать проводники на подложках из диэлектрических материалов,

0 например из алюмооксидной керамики, кварцевого стекла и на диэлектрическом слое с адгезией 220-350 кг/см . После выдержки проводника при температуре 120- 130°С в течение 990-1010 ч

5 термостабильности или уменьшение адгезии не превышает 20%.

Пример 1. Из стеклообразующих оксидов висмута, свинца, кремни , бора, магни , сурьмы и марганца готов т стекло

путем сплавлени шихты, состо щей из 41 г (4.1 мас.%) , 24,0 г (2.4 мас.%) РЬО, 12,0 г (1,2 мас.%) SI02, 2,0 г (0,20 мас.%) В20з. 0.6 г (0,06 мас.%) МдО. 0,2 г (0.02 мас.%) 5Ь20з и 0.2 г (0,02 мас.%) МпО.

Измельчают полученное стекло до по- рошка с удельной поверхностью 6000-9000 см /г, 80 г полученного порошка стекла тщательно перемешивают с 720 г мелкодисперсного серебра и 200 г мелкодисперсного паллади с размером частиц около 5 мкм. Затем смесь порошков перемешивают с 200 г органической св зки на установке дл приготовлени проводниковых паст. В качестве органической св зки используют св зку, состо щую из 15 мае. ч. ланолина, 3 мае. ч. вазелинового масла и 1 мае. ч. циклогекса- нола.

Пасту нанос т через трафарет на подложки из алюмооксидной керамики (марки ВК-94 или ВК-94-2) и вжигают в конвейер- ной печи при 800-850°С.

Адгези (или прочность сцеплени проводника с подложкой) AI составила 350 кг/см2, удельное поверхностное сопротивление - 0,015 Ом/см2. После выдержки про- водников в течение 1000 ч при 125°С адгези Аа составила 315 кг/см2, т. е. термическа стабильность 10%.

Пример 2. Электропровод щую композицию готов т аналогично примеру 1, но вместо смеси мелкодисперсного сер ара и паллади используют мелкодисперсное серебро .

Пример 3. Электропровод щую композицию готов т аналогично примеру 1, а в качестве материала подложки используют кварцевое стекло.

Пример 4. Электропровод щую композицию готов т аналогично примеру 2, а в качестве материала подложки используют кварцевое стекло.

Пример 5. Электропровод щую композицию готов т аналогично примеру 1, а в качестве материала подложки используют диэлектрический слой на основе пасты ПД-8 (9, 10 и 11).

Пример 6. Электропровод щую композицию готов т аналогично примеру 2. а в качестве материала подложки используют

диэлектрический слой на основе пасты ПД-8 (9, 10 и 11).

В таблице приведены примеры выполнени : примеры 1- 10 в предлагаемых пределах , на подложках из различных материалов, примеры 11-26 показывают выход за пределы, пример 27 - по известному способу.

Как видно из таблицы, предлагаема электропровод ща композици позвол ет получать проводники с адге.зией к подложке из диэлектрического материала, например, из алюмооксидной керамики, кварцевого стекла и на диэлектрическом слое с адгезией 220 - 350 кг/см и величиной термостабильности не хуже 20% в то врем , как проводники на основе композиции по прототипу имеют адгезию не более 200 кг/см2. Проводники хорошо облуживаютс припо ми ПСрОС 2-58. ПОС-61 и совмещаютс с отечественными серебропалладиевыми и рутениевыми резисторами.

Такие проводники, использованные в качестве выводов толстопленочных рутениевых резисторов, позвол ют увеличить выход годных более чем на 10%. а также повысить их эксплуатационную надежность .

Claims

Формула изобретени Электропровод ща композици , содержаща мелкодисперсное серебро или смесь мелкодисперсных серебра и паллади , стеклообразующие оксиды висмута, свинца, кремни и бора, отличающа - с тем, что, с целью повышени эксплуатационной надежности и выхода годных изделий на ее основе путем увеличени адгезии без ухудшени термостабильности, она дополнительно содержит оксиды магни , марганца (II) и сурьмы (Iff) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мелкодисперсное серебро или смесь мелкодисперсных серебра и паллади 89- 94

Оксид висмута (III)3,01-8,25

Оксид свинца (II)1.10-3,25

0:хид кремни 0,50-1.75

Оксид бора0,04-0,35

Оксид магни 0.03-0,35

Оксид марганца (И)0,01-0,15

Оксид сурьмы (III)0,01-0.10