Керамический материал Советский патент 1990 года по МПК C04B35/10 

Изобретение относится к керамическому материалу для радиоэлектронной техники, KOTOpbtfi может быть использован для изготовления изделий, работающих до 350°С включительно, в качестве диэлектрических подложек, каркасов, резисторов, конденсаторов, микросхем.

Цель изобретения - увеличение устойчивости к многократному термоцик- лированию (-60+350)°С и повьшение адгезионной прочности подложек из кера- мического материала с резистивными . слоями.

Пример. Смешивают исходные компоненты в определенных соотношениях мокрым способом в шаровой мельнице до удельной поверхности (8-10) « «10 , затем сушат в распыпительной сушилке .

Изделия формуют известными способами. Готовые образцы спекают при

в любой газовой атмосфере.

Составы полученных керамических материалов в сравнении с известным и их свойства приведены в табл. 1.

Электро- и теплофизические свойства определяли по ОСТ 11 0309-86. Многократное термоциклирование проводили

при вьщержке стандартных образцов при граничньк температурах -60 и +350 С

IB течение не менее 1 ч, с вьиержкой времени перехода от граничных температур не более 5 мин.

сл

сх

00

со to

Предлагаемый материал по сравнени с извест1зым обладает существенно большими значениями адгезионной прочности керамических подложек.с резис- тивньпчи комюнентами (слоями), наносимыми на диэлектрические подложки для создашя гибридных и интегральных схем rto пленочной технологии.

В табл. 2 привед,ены значения адгезионной прочности керамических подложек с тонкопленочнщми структурами , Cr-Ag, TitCu, наносимых на ке- замику при вжигашш. Определение адгезионной прочности проводили по методу нормального отрыва.

Анализ экспериментальных данных показал, что при нанесении покрытий на предлагаемый керамический материал по сравнению с известньм проявляются более активно термоактивационные, в том числе диффузионные эффекты, сопровождающие процесс адгезионного соединения. При этом создается более широкая переходная зона между пленкой и кера1 1ической подложкой, уменьшается локализация механически : напряжений на границе пленка - подложка, повышается адгезионная прочность.

Введение оксида рения позволяет снижать механические-и термические напряжения, возникающие в процессе многократного т-ермоци клир она ния керамического материала J. уменьшает локализацию Ь акронапряже1шй, возникающих в керамике на границах коруцц - стекло- фаза,

Bвeдe шe ReO благоприятно воздействует на сохранение стабильных физических свойств в процессе многократного воздействия температ ф (-60

0

5

0

5

30

35

+350)С до 40-50 циклов. Изменение этих свойств показаны в табл. 3. В табл. 4 приведены изменения свойств известного и .предлагаемого материалов после длительного воздействия при 350 С в. течение 10 тыс. ч, стойкость к воздействию агрессивных технологических сред, стойкость к циклическому воздействию температур с контролем механической прочности.

Предлагаемый керамический материал по сравнению с известным позволяет расишрить температурный интервал эксплуатации в изделиях электронной техники, надежно работать длительное время в условиях многократного термо- циклирова ния, воздействия- агрессивных технологических сред с сохранением высоких диэлектрических свойств.

Формула и:зобретения

Керамический материал преимущест- ванно для изготовления изделий электронной тех1шки, включающий c -AljO 3, СаО, Si07, Mg O, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения ус- ТОЙЧ11ВОСТИ к многократному термоцик- лированию (-60+350)С и повышения адгезионной прочности подложек из керамического материала к резистивным сло ям, он дополнительно содержит ReO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

c -AliOo,91,2 - 94,8

40

СаО SiOa MgO ReO

2.4 1,8

-3,5

-2,7

Таблица 1

0,7 - 1,6 0,3 - 1,0

Изобретение относится к керамическим материалам для электронной техники, преимущественно для диэлектрических подложек, каркасов, резисторов, конденсаторов, микросхем. С целью увеличения устойчивости к многократному термоциклированию (-60+350)°С и повышения адгезионной прочности подложек из керамического материала с резистивными слоями керамический материал, содержащий, мас.%: α=AL 2O 3 91,2-94,8

CAO 2,4-3,5

SIO 2 1,8-2,7

MGO 0,7-1,6, дополнительно содержит REO в количестве 0,3-1,0. Введение REO позволяет снизить механические и термические напряжения, возникающие в процессе многократного термоциклирования керамического материала. Так, после 50 циклов (-60+350)°С механическая прочность изменяется на 10-15% по сравнению с прототипом, где изменение свойств происходит на 40-45%. Адгезионная прочность керамических подложек с резистивными слоями составляет для CR-CU 2,4 .10 7Па, для CR-AG 6 .10 7Па, для TI-CU 10 8Па. 4 табл.

Составы керамического материала и их свойства

Ом-м при 350 С

3,5-10 2-10 8 -Ю 7 -10

51588732

Таблица 2

Адгезионная прочность известного и, предлагаемого материалов состава, мас.% AlfOs 93,0; СаО 2,8; Si022,3;- MgO 1,2; ReO 0,7

Адгезионная прочность,

Па, материалов Тонкопленоч-

ные структуры йзвёстнГ,й пр л1г1ётй

Cr-Cu1,5.10 2,4..10

Cr-Ag3-10 6-10

Ti-CuЗ Ю lOJ

Таблиц

Изменение свойств известного и предлагаемо риалов состава, мас.%: AljOj 93,0; СаО 2,8; S MgO 1,2; ReO 0,7

Изменение свойств мат после 50 циклов (-60+

Свойства 1

Известны I Предл

Механическая прочность

при статическом изгибе 40

Механическая прочность

при статическом сжатии45

Модуль упругости60

Коэффициент теплопроводности20

,Таблиц-а

Изменение свойств известного и предлагаемого материалов состава, мас.%: АХ гОзЭЗ.О; СаО 2,8; SiOi 2,3; MgO 1,2; ReO 0,7

Материал

Свойства ™ - .---------

Известный) Предлагаемый

Удельное объемное сопротивление после

10 тыс, ч старения при

10-кратного термо- циклирова «я (-60 +350) С с контролем механической прочности

Стойкость к воздействию технопогических сред с контролем PJ

кислоты растворители: Сгофт,

толуол

.15

15

Не обнаружено изменение

10 7

Отсутствие изменения контрольного параметра