Состав для металлизации необожженной керамики Советский патент 1983 года по МПК C04B41/38 

4

00

to Изобретение относится к составам металлизационных паст, применяемых в радиоэлектронной технике для создания электродов керамических монолитных конденсаторов. Известны мёталлизационные пасты на основе благородных металлов и органических связующих, предназначенные для получения конденсаторных электродов Г2. Указанные пасты широко применяются в конденсаторостроении, но в то же время имеют недостатки, заключающиеся либо в дефицитности и высокой стоимости ряда благородных металлов, либо в несовместимости пас с висмутсодержащей керамикой, либо в миграции серебра в .керамику, что, в свою очередь, снижает электрическую прочность конденсаторов, не позволяет производить обжиг сконденсаторных заготовок при температурах свыше 1200°С или делает невозможной работу конденсаторов в среде чистого водоро да Р, т.д. Известна также металлизационная паста, содержащая порошка спл ва платина-палладий .с содержанием 60 70 вес.% платины и 35-38 % связующего - эпоксидно-креозольного лака, 7-10 дибутилфталата .м 6-7% этил целлозольва, характеризующаяся значи тельным снижением ее стоимости З . Существенным недостатком данной п сты является то, что выбранное в ней соотношение суммы металлов и органических выгораемых и испаряющихся ком понентов .связки не обеспечивает при металлизации методом трафаретной печати высокой сплошности электрода при его толщине -6 мкм и вакуумной плотности электрода с керамикой. Кро ме того, в таком сплаве в процессе о жига частично окисляется палладий с последующим разложением окисленных продуктов, что нарушает вакуумную плотность электрода с подложкой и ухуд шает электрические характеристики конденсаторов. Низкая сплошность элект родов при толщине Ц-6 мкм в результа те недостаточной концентрации металлов в пасте и большого количества выгораемых компонентов усиливает степень окисления палладия в сплаве. Наиболее близким к предлагаемому является состав ik для металлизации необожженной висмутсодержащей конденс торной керамики, содержащий, %: платину 52,7-59,, палладий 9,3-12, лак эпоксидно-резольный 15-25; дибутилфталат 5-10; этилцеллрзольв 2,77,9, полиэтилсилоксан 0,1-0,3. Известный состав обеспечивает устойчивую работу конденсаторов при повышенных температурах и в среде чистого водорода, но существенным недостатком является его высокая стоимость, обусловленная содержанием 52,7-59, догоростоящей платины. Цель изобретения - снижение стоимости пасты при сохранении высоких свойств конденсаторов. Поставленная цель достигается тем, что состав для металлизации необожженной керамики для конденсаторов, содержащей висмут, включающий сплав платина-палладий, эпоксидно-резольный лак, дибутИлфталат, этилцеллозольв и полиэтилсилоксан, дополнительно содержит платиновую чернь, марганец углекислый и этилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%: Сплав платина-палладий ,51,0-7+,5 Эпоксидно-резольИый лак13,0-22,0 Дибутилфталат 2,0-7,0 Этилцеллозольв ,3-12,85 Полиэтилсилоксан0,1-0,5 Платиновая чернь 0,5-5,0 Марганец углекислый . 0,05-5,0 Этилцеллюлоза 0,2-2,0 При этом состав содержит сплав состава, мас.: Платина 58-65 Палладий Б денном случае в результате выбранного соотношения между суммой металлов и органических компонентов связующего, введения в состав пасты углекислого марганца, изменяющего кинетику окислительно-восстановительных реакций палладия с кислородом и трехокисью висмута, достигается высокая сплошность электрода и его вакуумная плотность с керамикой без ухудшения электрических параметров керамики и конденсаторов на ее основе. Введение в известный состав количества палладия, увеличивающего jro содержание в электроде керамического конденсатора .до мае. про31

тив 13,6-19,7 при сохранении высоких электрофизических параметров конденсаторов, стало возможным при условии введения в металлизационный состав двухвалентного углекислого маргаца. .

Известно, что в процессе обжига системы электрод-керамика, содержащей до 2% оксида висмута , кислородом воздуха образуются полупроводниковые соединения Bin PdO и оксида палладия, не восстанавливающие своих свойств до Окончания обжига при 1100-1320°С керамики типа Т-1000 и Т-2500.

Происходящие при этом изменения состава керамики и электрода вызывают увеличение диэлектрических потерь, снижение сопротивления изоляции и рассеивание емкости конденсаторов, что делает невозможным увеличение содержания палладия без применения восстановителей. i Введение же двухвалентного углекислого марганца, проявляющего востановительные свойства по отношению к иону палладия в интервале температур 200-1200°С, позволяет увеличить содержание палладия в электроде конденсатора и, следовательно, в составе для металлизации, а также снизить содержание платины, сохранив высокие свойства конденсаторов.

Дальнейшее увеличение палладия более вес. потребует увеличение количества восстановителя более 5 вес. в металлизационном составе, что отрицательно сказывается на значении электрических параметров конденсаторов: снижается емкость, сопротивление изоляции, прочность сцепления электрода с керамикой, увеличиваются диэлектрические потери.

204

Для получения предлагаемого состава для металлизации используют порошок гплава платина-палладий с размером частиц менее 5 мкм и платиновую чернь, полученные известным образом. Исходные компоненты , взярые в заданном соотношении, перемешивают в фарфоровых барабанах с уралитовыми шарами при соотношении металл:

шары 1;Z по весу. Время перемешивания .4. Полученную таким образом однородную смесь используют для металлизации необожженных пластин керамических монолитных конденсаторов. Дальнейшее формирование конденсаторных электродов осуществляют при совместном спекании керамиг ки и электродов при температуре до 1i20°C.

В табл. 1 приведены предлагаемые составы для металлизации необожженной керамики.

В табл. 2 приведены свойства конденсаторов, полученных из предлагаемых составов.

Практическое использование предлагаемого состава в производстве монолитных конденсаторов обеспечивает качественное нанесение электропроводных слоев толщиной 4-6 мкм методом печати через сеткотрафарет, которые допускают температуру обжига заготовок конденсаторов до . Полученные электроды совместимы с керамикой, содержащей оксиды висмута и другие активные по отношению к палладию оксиды. Конденсаторы с электродами,полученными из предлагаемого состава металлизации, имеют высокую водородоустойчивость и способны работать при температурах от -60 до +155 С без ухудшения электрических свойств.

Таблица 1

1. СОСТАВ ДЛЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ГНЕОБОЖЖЕННОЙ КЕРАМИКИ дляконденсато;ров, содержащей висмут; включающий сплав платина-палладий, эпоксиднорезольный лак, дибутилфталат, этилцеллозольв и полиэтилсилоксан, о тличающийся тем, что, с целью снижения стоимости при сохранении высоких свойств конденсаторов, он дополнительно содержит платиновую чернь, марганец, углекислый и этилцеллюлозу при следующем соотношении компонентой,. мЪс Д; Сплав платина51,0-74,5 лалладий Эпоксидно-ре13,0-22-,0 зольный лак 2,0-7,0 Дибутилфталат 4,-12.85 Этилцеллозольв 0,1-0,5 Полиэтилсилоксан Платиновая чернь 0,5-5,0 Марганец углекислый 0,05-5,0 Этилцеллюлоза 0,2-2,0 2. Состав по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он содержит сплав состава, масс.% Платина 58-65 Палладий 35-42

Порошок сплава платины с палладием, в том числе: в сплаве платиныпалладия

Платиновая чернь

51,062,07,5

616161

393939

Ь,03, Емкость Cv, пф 0,15 Сопротивление изоляции Ы05 при К„з Тангенс угла диэлектрических потерь, tgsfIO- 80 Прочность сцепления электррдов с керами0,15 ЫО