SU792292A1

SU792292A1 - Current-conducting paste

Info

Publication number: SU792292A1
Application number: SU782690933A
Authority: SU
Inventors: Игорь Васильевич Тебенько; Алексей Иванович Якшин; Михаил Антонович Примович; Владимир Алексеевич Пидковка
Original assignee: Предприятие П/Я В-8525
Priority date: 1978-12-04
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1980-12-30

Description

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение,в частности, при производстве интегральных схем.The invention relates to electrical engineering and may find application, in particular, in the manufacture of integrated circuits.

Известны различные проводниковые пасты и композиции, содержащие в качестве токопроводящей фазы мелкодисперсный порошок серебра, а в качестве связующего - окислы кремния, бора, кадмия [1].Various conductor pastes and compositions are known, containing finely dispersed silver powder as a conductive phase, and silicon, boron, cadmium oxides as a binder [1].

Общим существенным недостатком всех этих композиций является то, что они не обладают достаточной стойкостью к выщелачиванию и имеют относительно невысокую электропроводность.A common significant drawback of all these compositions is that they do not have sufficient leach resistance and have a relatively low electrical conductivity.

Известна токопроводящая паста [2], содержащая в качестве токопроводящей фазы мелкодисперсный порошок серебра и кадмия, а в качестве неорганического связующего — кадмиевое стекло (SiO₂—В₂О₃—CdO) , а также органическую связку, при следующем соотношении компонентов, вес.%:Known conductive paste [2], containing as a conductive phase finely divided powder of silver and cadmium, and as an inorganic binder is cadmium glass (SiO ₂ —B ₂ O ₃ —CdO), as well as an organic binder, in the following ratio of components, weight. %:

Мелкодисперсное серебро65—78Fine silver65—78

Мелкодисперсный кадмий3—12Fine cadmium3-12

Кадмиевое стеклоCadmium glass

SiO₂· B₂O₃«CdO4-7SiO ₂ · B ₂ O ₃ "CdO4-7

Органическая связка 13—17.Organic Ligament 13-17.

Существенным недостатком этой пасты является то, что проводники из данной пасты обладают большой склонностью к выщелачиванию при лужении. Это обстоятельство создает определенные трудности при изготовлении гибридных интегральных схем, так как для получения качественных луженных проводников необходимо очень точно выдерживать температуру припоя и время лужения. В случае незначительного отклонения от этих величин происходит растворение проводниковой дорожки в припое.A significant disadvantage of this paste is that the conductors of this paste have a high tendency to leach when tinned. This circumstance creates certain difficulties in the manufacture of hybrid integrated circuits, since in order to obtain high-quality tinned conductors, it is necessary to very accurately withstand the solder temperature and the tinning time. In the case of a slight deviation from these values, the conductor track dissolves in the solder.

Известно, что выщелачивание происходит за счет миграции ионов серебра в припой.It is known that leaching occurs due to the migration of silver ions into solder.

Кроме того, полученные на основе этой пасты проводники обладают удельным поверхностным сопротивлением не более 0,009 Ом/мм². Можно назвать много областей электронной промышленности, где данная величина электропроводности проводников является явно недостаточной. Например, в производстве высокочастотных СВЧ-схем, удельным поверх костным сопротивлением проводников должна', находиться в пределах 0,004-0,005 Ом/мм². Следовательно, известная паста в таких схемах применяться не может.In addition, the conductors obtained on the basis of this paste have a specific surface resistance of not more than 0.009 Ohm / mm ² . There are many areas of the electronics industry where this value of the electrical conductivity of the conductors is clearly insufficient. For example, in the production of high-frequency microwave circuits, the specific surface resistivity of the conductors should be ', in the range of 0.004-0.005 Ohm / mm ² . Therefore, the known paste in such schemes cannot be used.

Целью изобретения является снижение возможности растворимости пасты в припое.The aim of the invention is to reduce the solubility of the paste in solder.

Поставленная цель достигается тем, что то-, копроводящая паста, содержащая мелкодисперсное серебро, кадмиевое стекло и органическую связку, дополнительно содержит мелкодиспер-· ₁₀сный порошок полуборида никеля, а в качестве органической связки содержит смесь ланолина, вазелинового масла и циклогексанола, взятых в соотношении 15:3:1, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, вес.%: ,,The goal is achieved in that the TO-, koprovodyaschaya paste containing finely dispersed silver, cadmium glass and organic binder further comprises a coherent integrated melkodisper- · ₁₀ poluborida nickel powder, and as the organic binder comprises a blend of lanolin, vaseline oil and cyclohexanol in the ratio 15: 3: 1, while the components are taken in the following ratio, wt.%: ,,

Мелкодисперсное серебро56—63Fine silver56—63

Мелкодисперсный полуборид никеля10-14Fine nickel semiboride 10-14

Кадмиевое стекло8—10Cadmium Glass8-10

Смесь ланолина вазелинового масла и циклогексанола взятых в соотношении 15:3:1 17-20 .A mixture of lanolin paraffin oil and cyclohexanol taken in a ratio of 15: 3: 1 17-20.

Пример! исполнения (с максимальным содержанием N₂ В).Example! execution (with a maximum content of N ₂ V).

Предварительно помолотые и просушенные до постоянного веса мелкодисперсные порошки кадмиевого стекла состава: SiO₂ — 5,0 вес.%, А1₂О₃ - 10 вес.%, ВаО - 10 вес.%, CdO 35 вес.%, РЬО —.33 вес.%, Nd₂O₃ — 2 вес.%, ₃θ В₂О₃ 5 вес.% с удельной поверхностью Sy_fl.= 6000-8000 см²/г, полуборид никеля, Ν2Β с 5уд,⁼ 5000—6000 см²/г и полученное путем химического восстановления из раствора AgNO3 мелкодисперсное серебро с 8000- ₃₅ Finely ground cadmium glass fine powders preliminarily ground and dried to a constant weight: SiO ₂ - 5.0 wt.%, Al ₂ O ₃ - 10 wt.%, BaO - 10 wt.%, CdO 35 wt.%, PbO - 33 wt.%, Nd ₂ O ₃ - 2 wt.%, ₃ θ В ₂ О ₃ 5 wt.% with specific surface Sy _fl . = 6000-8000 cm ² / g, nickel semiboride, Ν2Β s 5sp, ⁼ 5000-6000 cm ² / g and obtained by the chemical reduction of a solution of AgNO3 silver finely dispersed with 8000 ₃₅

100000 см²/г, тщательно перемешивают до получения однородной смеси.100000 cm ² / g, mix thoroughly until a homogeneous mixture.

К усредненной смеси порошков добавляют органическую связку (ланолин, вазелиновое масло, циклогексанол в соотношении 15:3:1). Порошок и связка перетираются на пастотерке до получения однородной по консистенции пасты, без комков, расслоений и других дефектов. Состав исходных компонентов пасты, вес.%:An organic binder (lanolin, vaseline oil, cyclohexanol in a ratio of 15: 3: 1) is added to the averaged mixture of powders. The powder and ligament are rubbed on the paste until a paste is homogeneous in consistency, without lumps, delaminations and other defects. The composition of the initial components of the paste, wt.%:

Мелкодисперсное серебро Fine silver . 56,0 . 56.0 Полуборид никеля Nickel semiboride 14,0 14.0 Кадмиевое стекло Cadmium glass 10,0 10.0 Органическая связка Organic bunch 20,0. 20.0. Изготовленную пасту наносят The made paste is applied через сетко- through the mesh

трафарет на подложки из керамики 22ХСи в жига ют в конвеерной печи. Температура вжигания - 800 ± 5°С, выдержка в зоне максимального нагрева — 15 мин.the stencil on 22XCi ceramic substrates is burned in a conveyor oven. The burning temperature is 800 ± 5 ° С, the exposure in the zone of maximum heating is 15 minutes.

П р и м е р 2 (с средним содержанием компонентов, вес.%);PRI me R 2 (with an average content of components, wt.%);

Мелкодисперсное серебро 60Fine silver 60

Мелкодисперсный полуборид никеля 12Fine Nickel Semiboride 12

Кадмиевое стекло8Cadmium Glass8

Органическая связка20.Organic Ligament 20.

Технология получения аналогична примеру 1. ПримерЗ (содержанием в вес.%) Мелкодисперсное серебро63The production technology is similar to example 1. Example 3 (content in wt.%) Fine silver63

Мелкодисперсный полуборид никеляюFine nickel boron nickel

Кадмиевое стекло10Cadmium Glass10

Органическая связка17.Organic Ligament 17.

Технология получения аналогична примеру 1. Полученные композиции имели следующие характеристики:The production technology is similar to example 1. The resulting composition had the following characteristics:

- количество циклов погружения платы с проводником в расплавленный припой ПОС-61, при котором происходит растворение проводника, при продолжительности одного цикла 5,3,7с;- the number of cycles of immersion of the board with the conductor in the molten solder POS-61, at which the dissolution of the conductor occurs, with a duration of one cycle of 5.3.7 s;

- удельное поверхностное сопротивление полученных проводников, в Ом/мм² -0,00410,0049.- the specific surface resistance of the resulting conductors, in ohms / mm ² -0.00410.0049.

Для испытания брались платы, на которых длина проводниковой дорожки составляла 230 квадратов. Приведенные данные подтверждаются актом испытания, прилагаемым к настоящей заявке.Boards were taken for testing, on which the length of the conductor path was 230 squares. The data given are confirmed by the test certificate attached to this application.

Предлагаемая паста для толстопленочных проводников имеет то преимущество, что по сравнению с известными пастами, имеющими в своем составе мелкодисперсное серебро, обеспечивает более высокую стойкость к растворимости в припое изготовленных из нее проводников. Это означает, что в процессе изготовления гибридных интегральных схем можно значительно облегчить операцию лужения проводников при одновременном повышении их качества и процента выхода годных изделий. Нет обходимости очень точно выдерживать температуру расплавленного припоя и времени лужения, а это дает возможность применять менее точное, а значит более дешевое оборудование, что в конечном итоге положительно сказывается на стоимости готовых изделий. Кроме того, стоимость изделий снижается за счет меньшего брака на операции лужения.The proposed paste for thick-film conductors has the advantage that, in comparison with the known pastes having finely divided silver, it provides higher solubility resistance in the solder of the conductors made from it. This means that in the process of manufacturing hybrid integrated circuits, the operation of tinning of conductors can be significantly facilitated while improving their quality and yield. It is not necessary to very accurately withstand the temperature of the molten solder and the tinning time, and this makes it possible to use less accurate, and therefore cheaper equipment, which ultimately has a positive effect on the cost of finished products. In addition, the cost of products is reduced due to less defective tinning operations.

Claims

1. USSR author's certificate №481069, 5 cells. H 01 B 1/04, 1975.

2. USSR author's certificate №42317 cl. H 01 B 1/02, 1974.