Электропроводящая композиция для толстопленочных проводников Советский патент 1983 года по МПК H01B1/02 

(54) ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ ПРОВОДНИКОВ Изобретение отнсжигся к толсгоплечной т ехвслогяи вэготошхекяя йвкросборок и может быть использовано в элек тронной радио- и ириёоростровтельвой промышленностя, а также промышлеЬвости средств связи Известны электропроводящие композиции, в которых в качестве электропроводяшего наполнителя применяют серебро, а в качестве оргаавческого связухядего композицию на ливолиновой основе иди растворы этющеллюлозы Ч1 Данные композиции предназначены для фо одирования проводниковых слоев на кер мических подложках методами тчзлстопленочной технологии при максимальной температуре в зоне конвейерной печи 75083О С, Такая высокая температура формирования слоя определяется тем, что для создания электропроводящей стру турьтв этих составах необходимо полносгью удалить компоненты органического связуюш го. Полное выгорание нелетучих органически веществ происходи т только при 4ОО-5ОО С ДЛЯ ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ Кроме того, обязательными компонен- тами в составе порошковой композиции пасты являются стеклообразуюшие окислы (окись висмута, кварц, сурик свинцовый), которые формируют переход --. ный слой между металлической фазой проводника и керамической подложкой. Сформировать такой переходной слой, определяющий адгезию проводника к керамике, возможно только при 75О-83О°С. Наиболее близкой к предлагаемой является электропроводящая композиция 2J следующего состава, мае. %: Мелкодисперсное серебро75,0-75,8 Окись серебра8,9-9,2 Кварц 0,15-9,2 Сурик свинцовый1,05-1,12 Борная кислота О,51-О,58 Этилцеллюлоза 0,60-0,64 Терпинеол3,62-3,75 Сосновое масло 9,32-9,6 В известной электропрсяаодящей композиции электропроводящим функ1даональным материалом является порошок серебра. Кварц, сурик свинцовый и борная кислота участвзтотв формировании токопроводящей структуры и в образовании переходного слоя только в требуемом высокотемперагурном режиме термообработки. Компоненты органического связующего предназначены только для пргщания пасте требуемых реологических характеристик и обеспечения качественной трафаретной печати. В процессе термообработки при 750-830 С происходит поп иое удаление компонентов органического .связующего и заканчивается формирование электропроводящей структуры. Для формирования электропроводящей структуры необходимо, составить температурно временной режим таким образом, чтобы обеспегчить постоянство 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 производят в специальных конвейерных печах типа СК-10, СК-11, требующих специального высококвалифицированного обслуживания и потребляющих большое количество элект роэнергии. Кроме того, диэлектрическим основанием для известных электропроводящих композиций могут служить только специальные керамические материалы (керамик 22ХС) и ситаллы (СТ-32-1), выдерживающие высокие температуры формирования Проводникового слоя. Этим материалы, имеющие удовлетворительные электроизоляционные характеристики, характеризуются высокой сгоимостью, дефицитностью, низкими геплофизическими пара.метршли. Цель изобретения - снижение температуры формирования проводникового слоя до 250° С. Поставленная цель достигается тем, что органическое связующее 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 Фенолформальдегвдная смола термореактивная 7,6-8,О Фурфурол 6,О-7,О Пасту готовят следующим образом. Растворяют фенолформальдегидную смолу,в фу{эфуроле, затем в полученный раствор вводят приготовленный заранее раствор этилцелЛолозы в терпинеоле, тщательно перемешивают до получения однородной густой массы и добавляют сосновое масло. В приготовленное органическое связующее вводят 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.

Серебро мелкодисперсное

Э тил целлюлоза Терпинеол Масло сосновое

Фенолформальдегидная смола термореакгивная

Фурфурол

72,573,073,5

О,28О,3О,32

1О,О10,711,4

1,82,02,2

7,6 7,8

8,0 7,0 6,0 6,2 Огверждение нанесенного сьфого проводникового слоя можно проводить в сушильном шкафу, посгепенно повышая темпе ратуру ог too до 200 С в течение ЗО мин. Все указанные составы имеют удельную проводимость проводникового слоя при тем пературе отверждения 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, предлагаемая токопровод5пцая композиция позволяет изготавливать токопроводящие 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 электропроводящей композиции позволяет снизить энергозатраты и увеличить производительность труда, а также позволит при изготовлении микросборок методами толстопленочной технологии заменить дорогостоящую керамику 22ХС дешевыми полимерными и алю мшшевыми подложками. 100 54 Формула бретения Электропроводящая композиция для толстопленочных проводников, содержащая серебро мелкодисперсное и смесь этилцеллюлозы, терпинеола и масла соснового в качестве органического связуюшего, отличающаяс я тем, что, с целью снижения температурь формирования проводникового слоя до 250 С, органическое связующее 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 Фенолформальдегвдная смола термореактивная7,6-8,0 Фурфурол6,О-7,Ь Источники информации, принятые 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.