Токопроводящая композиция

 

Изобретение относится к области электротехники , в частности к композициям для толстопленочных проводниковых элементов гибридных интегральных схем. Цель изобретения - повышение качества и надежности гибридных интегральных схем путем повышения адгезии проводниковых элементов на основе композиции к подложке . Композицию, содержащую, мас.%: 50- 68 мелкодисперсного серебра; 15-17 мелкодисперсного палладия; 1-5 кристаллизующегося стекла системы ЗЮа-А Оз- ZnO-PbO-Ti02; 1-5 кристаллизующегося стекла ВаО(СаО)-МдО-ВгОз-5Ю2 и 15-23 органического связующего, через сетчатый трафарет наносили на подложку, сушили и вжигали. Полученные проводниковые элементы имеют адгезию к подложке 110-170 кг/см2. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 В 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4846371/07 (22) 03.05.90 (46) 07.06.92. Бюл. М 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт "Альтаир" и Научно-производственное обьединение "Старт" (72) О.Н. Демин, И.B Черногоров, В.З, Петрова, Л,А. Бабанина и Е.В. Гулюкина (53) 621.315(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1036203,,кл. Н 01 В 1/22, 1981, (54) ТОКОПРОВОДЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к композициям для толстопленочных проводниковых элеменИзобретение относится к области микроэлектроники, в частности к материалам дпя толстопленочных проводниковых элементов гибридных интегральных схем (ГИС) на эмалированных металлических подложках.

Цель изобретения — повышение качества и надежности гибридных интегральных схем. путем повышения адгезии проводниковых элементов на основе композиции к подложке.

Композицию готовят следующим образом, К смеси мелкодисперсных порошков серебра и палладия и измельченного стекла добавляют соответствующее количество органического связующего и перетирают с целью гомогенизации на валковой пастотерке в течение 0,5 ч. Используют кристалл изующиеся стекла системы SiOz—

AlzOa — ZnO — РЬΠ— Ti02 и ВаО(СаО) — MgO—

В20з — Si02, Составы композиций приведены в табл. 1.

„„Я2„„1739390 А1 тов гибридных интегральных схем. Цель изобретения — повышение качества и надежности гибридных интегральных схем путем повышения адгезии проводниковых элементов на основе композиции к подложке. Композицию, содержащую, мас,%: 50—

68 мелкодисперсного серебра; 15 — 17 мелкодисперсного палладия; 1 — 5 кристаплизующегося стекла системы SiOz-AlzOaZnO-PbO-Т!02; 1 — 5 кристаллизующегося стекла ВаО(СаО) — hAgO-ВгОз-SiOz и 15 — 23 органического связующего, -через сетчатый трафарет наносили на подложку, сушили и вжигали. Полученные проводниковые элементы имеют адгезию к подложке

110 — 170 кг/см . 2 табл.

Проводниковую композицию наносят на эмалированную металлическую подложку через сетчатый трафарет на установке сетко-трафаретной печати, Нанесенный слой сушат при 150 — 180 С в течение 15—

20 мин, затем вжигают в шестизонной конвейерной печи при следующем распределении температур по зонам 700 — 800 — 830-800700 С, Содержание серебра и палладия опре,деляется требованиями к получаемым из этой композиции проводниковым элементам. Однако увеличение содержания ïàëëàдия > 17 мас.,(приводит к резкому увеличению удельного поверхностного сопротивления Q). При дальнейшем уменьшении содержания палладия < 15 мас.7;, так же, как при увеличении содержания серебра > 68 мас,, резкого уменьшения р, не наблюдается, но увеличивается миграция серебра между проводниковыми эле1739390 ментами, что ведет к короткому замыканию и отказам в работе микросхем.

Содержание стекла в предлагаемой композиции выбирают исходя из требований по адгезии проводниковых элементов к эмали подложек, их обслуживаемости и удельному поверхностному сопротивлению.

Количество органического связующего в композиции выбирается, с одной стороны, из условия обеспечения качественной печати проводниковых элементов. Экспериментально установлено, что при содержании его < 15 мас. качественные отпечатки получить не удается из-за высокой вязкости пасты, с другой стороны, его содержание обсуловлено необходимостью выдержать геометрические размеры элементов, что невозможно при высокой растекаемости пасты, при наличии в ней органического связующего > 23 мас. . Кроме того, количество органического связующего в композиции зависит от содержания в ней кристаллизующегося стекла. Чем больше количество стекла, тем больше требуется органического связующего для пасты.

Значения технических характеристик проводниковых элементов, изготовленных с использованием указанных составов, на металлических эмалированных подложках с применением различных стекол для эмалей приведены в табл. 2.

Состав 1 (известный) не обеспечивает хорошей адгезии и низкого удельного поверхностного сопротивления. Состав 2: при уменьшении содержания стекла менее 2 мас. адгезия проводниковых элементов к покрытию заметно снижается, что недопустимо при монтаже микросхем, Состав 6; при увеличении содержания стекла более

10 мас. происходит резкое увеличение удельного поверхностного сопротивления и ухудшается паяемость проводниковых элементов. Состав 3: содержит минимальное количество стекла, которое обеспечивает допустимую величину сцепления проводниковых элементов с эмалированной подложкой, а также низкое удельное поверхностное сопротивление; состав используют в схемах, не имеющих крупных

1 — 5 навесных элементов, но имеющих высокое быстродействие. Состав 5: содержит максимальное количество стекла, которое обеспечивает высокую величину сцепления

5 проводниковых элементов с эмалированной подложкой при сохранении достаточно низкого удельного поверхностного сопротивления; может быть использован в схемах с использованием крупных навесных эле10 ментов и схемах, подвергающихся при работе механическим воздействиям; Состав 4 является оптимальным и обеспечивает оптимальную величину сцепления проводниковых элементов с эмалью подложки и

15 низкую величину удельного поверхностного сопротивления при сохранении хорошей паяемости.

Таким образом, композиция обеспечивает повышение величины сцепления про20 водниковых элементов с эмалью в 2-4 раза по сравнению с известной при сохранении величины удельного поверхностного сопротивления, что позволяет повысить качество и надежность работы гибридных интеграль25 ных схем.

Формула изобретения

Токопроводящая композиция для гибридных интегральных схем, содержащая мелкодисперсные порошки серебра и пал30 ладия, стеклосвязку и органическое связующее, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества и надежности интегральных схем путем повышения адгезии проводниковых элементов на основе компо35 зиции к подложке, в качестве стеклосвязки она содержит порошки кристаллизующихся стекол системы Я!Ог — А!гОз — ZnO — PhO — TiOz и ВаО(СаО)-MgO-ВгОз-Я!Ог при следующем содержании компонентов, мас. :

40 Мелкодисперсный порошок серебра 50-68

Мелкодисперсный порошок палладия 15-17

Порошок кристаллизующегося

45 стекла системы Я!Ог — А!гОз— — ZnO-PhO — TiOz

Порошок кристаллизующегося стекла системы BaO(CaO)—

-МдО-В Оз-Я!О 1 — 5

50 Органическое связующее 15 — 23

1739390

Таблица 1

Таблица 2

15

Составитель Б. Астапов

Техред М,Моргентал Корректор М. Максимишинец

Редактор Н. Яцола

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2004 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5