СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ Советский патент 1996 года по МПК C25D13/02 

Изобретение относится к композициям (суспензиям) для осаждения покрытий на металлические основания методом электрофореза и может быть использовано в приборостроении при изготовлении металлодиэлектрических подложек, служащих основаниями пленочных гибридно-интегральных узлов микроэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является уменьшение разнотолщинности покрытий, улучшение их электроизоляционных свойств и расширение технологических возможностей.

В соответствии с изобретением суспензия для электрофоретического осаждения имеет состав, мас.

Ситаллоцемент системы BaO-MgO-B₂O₅-SiO₂ 2,5-3,5
Алюминий азотнокислый девятиводный 0,003-0,009 Изобутиловый спирт Остальное
Отклонения в соответствующих технологических условиях (Стекло СЭ-3.ПБАО. 027.012. ТУ. Алюминий азотнокислый девятиводный ТУ 6-09-3657-74. Спирт изобутиловый. ГОСТ 6016-77) параметров исходных компонентов суспензии приводят к изменению свойств суспензии при заданных значениях процентного содержания ситаллоцемента и электролита за пределы оптимальных значений, обеспечивающих получение электрофоретического покрытия с требуемыми параметрами после высокотемпературной термообработки. Поэтому необходимо контролировать свойства суспензии по значениям электропроводности и рН.

В связи с этим обеспечение требуемого качества покрытия задается следующим набором параметров суспензии: концентрация ситаллоцемента, концентрация электролита в суспензии, электропроводность и рН суспензии.

Для нанесения покрытий были приготовлены семь суспензий. В качестве дисперсной фазы суспензии использовали порошок стекла для ситаллоцемента марки СЭ-3 (ПБАО.027.012 ТУ), в качестве дисперсной среды изобутиловый спирт марки ЧДА (ГОСТ 6016-77), в качестве электролита алюминий азотнокислый девятиводный марки ОСЧ (ТУ 6-09-3657-74). Суспензии получали смешиванием компонентов с помощью УЗ-вибратора при частоте 22 кГц. Покрытие наносили методом электрофореза на металлические основания размером 60х48 и 110х170 мм с отверстиями диаметром 1,2 и 1,4 мм при напряжении 500-600 В.

Режим осаждения выбирали таким образом, чтобы минимизировать нежелательные электрохимические процессы, сопутствующие электрофоретическому осаждению покрытия из суспензии одного состава. Длительность электроосаждения покрытий толщиной 110 ±10 мкм составляла 14-15 мин.

Сформированное электрофоретическое покрытие подвергали ИК-сушке при температуре 100-120^оС в течение 7-10 мин.

Высокотемпературную обработку осуществляли в конвейерной электропечи типа СК-10/16 при максимальной температуре 820-840^оС и скорости конвейера 60 мм/мин.

Толщина покрытия 0,1-0,12 мм. Свойства диэлектрических покрытий, осажденных из суспензий с различным соотношением ингредиентов, представлены в табл.1 и 2.

Из приведенных данных следует, что суспензия предлагаемого состава позволяет снизить разброс по толщине покрытия на поверхности заготовок и стенках отверстий. Причем с увеличением размеров подложки эффективность применения суспензии предлагаемого состава повышается. В сравнении с известным решением состав по изобретению позволяет снизить разброс по толщине покрытия в 1,5-3 раза для подложек размером 60х48х1 мм, в 6-7 раз для подложек размером 110х170х1 мм и подложек, содержащих отверстия диаметром менее 1,6 мм. Это обусловлено большей зависимостью качества покрытий на поверхности заготовок увеличенной площади и стенках отверстий малого диаметра от значений параметров суспензии, плотности электрофоретического осадка, от колебаний режимов изготовления подложек.

Из табл.2 видно, что предлагаемый состав суспензии обеспечивает большую плотность электрофоретического осадка, лучшие электроизоляционные характеристики подложек, значительно повышает выход годных подложек. Причем улучшение названных показателей имеет место для различных видов подложек, включая малоразмерные подложки, не содержащие отверстия диаметром менее 1,6 мм.

Изготовление на основе суспензии известного состава больше размерных подложек и подложек, содержащих отверстия диаметром менее 1,6 мм, невозможно.

С увеличением плотности осадка создаются более благоприятные условия для процессов высокотемпературной обработки (спекание, размягчение и кристаллизация покрытия). При высокотемпературной обработке происходит также образование адгезионных связей между покрытием и металлическим основанием. Одновременное образование адгезионных связей и формирование однородного по толщине и структуре стеклокристаллического покрытия заготовки, включая поверхность, стенки отверстий и торцы, также требуют более высоких значений плотности электрофоретического осадка.

Указанные преимущества позволяют широко использовать изобретение в микроэлектронике.

Изобретение относится к электрофоретическому осаждению диэлектрических покрытий и может быть использовано при изготовлении металлодиэлектрических подложек в микроэлектронике. Цель изобретения - уменьшение разнотолщинности покрытий, улучшение их электроизоляционных свойств и расширение технологических возможностей. Суспензия по изобретению содержит, мас.%: ситаллоцемент системы BaO-MgO-B₂O₃-SiO₂ 2,5 - 3,5; азотнокислый алюминий (девятиводный) 0,003 - 0,009 и изобутиловый спирт - остальное. Она обеспечивает формирование покрытий на подложках различных размеров, маленьких и больших (более 60 • 48 • 1 мм), с отверстиями диаметром менее 1,6 мм, с высокой плотностью и высокими электрофизическими характеристиками, что повышает выход годных подложек. 2 табл.

СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ на металлические изделия, содержащая ситаллоцемент системы BaO MgO - B₂O₃ SiO₂, азотнокислый алюминий и изобутиловый спирт, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения разнотолщинности покрытий, улучшения их электроизоляционных свойств и расширения технологических возможностей, она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.

Ситаллоцемент системы BaO MgO B₂O₃ SiO₂ 2,5 - 3,5
Алюминий азотнокислый (девятиводный) 0,003 0,009
Изобутиловый спирт Остальное