Стекло для межслойной изоляции Советский патент 1984 года по МПК C03C3/22 C03C3/10 

Изобретение относится к составам электроизоляционных стекол, которые рекомендовано использовать в микроэлектронике для создания изоляционных стеклокристаллических покрытий на керамической подложке при изоляции многоуровневой медной разводки коммутационных плат. Известно стекло для спаивания и межслойной изоляции, следующего состава, мас.%: РЬО 57-62; BjOj 13, 15,5; Si02 1,3-1,5; ZnO 13,01-5,0 1. Недостатком указанного стекла является наличие большого содержанйя токсичного оксида свинца, восст навливающегося до металлического в защитных средах, в частности . в среде азота, приводящего.к ухудшению электроизоляционньк свойств стеклокристаллических покрытий. Наиболее близким по технической сущности.и достигаемому результату к изобретению является стекло следу щего состава, мас.%; Si02 30,0-35; 18-23; ВаО 23-28; APjOg 4-6; ZnO 15-17 2J. Известное стекло не содержит в своем составе оксида свинца и.поз воляет получить изоляционное по- , крытие по керамике, используя медную разводку вместо разводки из дра металлов. Однако недостатком стекла являются невысокие электроизоляцион ные свойства получаемого на его осн ве покрытия: сравнительно низкое электросопротивление и высокие диэлектрические потери, а также слаба химическая совместимость стекла с медью. Цель изобретения - повьшение электрического сопротивления и сниж ние. тангенса угла диэлектрических потерь. Поставленная цель достигается тем, что стекло для межслойной изоляции, содержащее Si02, аО, ABjOg и ZnO, дополнительно содержит CdO при следующей соотношении компонентов, мас.%: ЛОг20,5-27,5 .11,5-17,5 ВаО . 29,5-37,0 АР ОЗ5-, 5-8,5 ZnO . 17,5-19,0 CdO1,5-5,0 Варку стекол осуществляют в газовой пламенной печи при температуре 1450-1470С. В качестве сырьевых материалов для приготовления шихты используют кварцевый песок, глинозем, борную кислоту, углекислый барий, оксиды цинка и кадмия. Конкретные примеры стекол и физико-химические свойства созданных на их основе изоляционных покрытий приведены в таблице. В качестве образца для сравнения выбрано известное стекло. Как видно из таблицы, ситаллоцемент на основе предлагаемого стекла .характеризуется по сравнению с базовым tioBbmieHHbiM электрическим сопротивлением, величина которого на три порядка (103) вьш1е, чем у известного, и низкими диэлектрическими потерями (tgc/ при ,5 МГц s в 2 раза ниже). Улучшение изоляционных свойств стеклокристаллического покрытия позволяет получить надежнзпо изоляцию многослойных,плат с медной разводкой, повысить надежность полупроводниковых приборов и интегральных схем. Кроме того, введение в состав стекла оксида кадмия улучшает химическую совместимость стекла с медью (медной разводкой) в среде азота. Применение защитной среды (азота) при создании межслойной изоляции является обязательным условием при замене разводки из драгметалла на медную во избежание окисления меди.

Продолжение таблицы

СТЕКЛО ДЛЯ МЕЖСЛОЙНОЙ ИЗОЛЯЦИИ, содержащее SiO , BjOg, BaO, и ZnO, отличающееся тем, что, с целью повышения электрического сопротивления и снижения тангенса угла диэлектрических потерь, оно дополнительно содержит CdO при следующем соотношении компонентов, мас.%г SiOj, 20,5-27,5 BzO, 11,5-17,5 BaO 29,5-37,0 6,5-8,5 ZnO 17,5-19,0 CdO 1,5-5,0

Эизико-химические свойства Температура варки стекла, С 1460±10 1460±10 Температура размягчения стекла, °С Температурный коэффициент линейного расширения покрытия в интервале температур 20-ЗОО С, о -10гра:д Объемное удельное электрическое сопротивление покрытия. Ом-см Диэлектрические потери покрытия 14 660+10655±106 5,5ИО 6,7-10 5, 1460 0 620-650 0 54-60