Способ металлизации керамики Советский патент 1991 года по МПК C04B41/88 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способам металлизации керамических изделий.

Целью изобретения является повышение прочности сцепления металла с керамикой и упрощение процесса.

После литья и подсушки керамическая заготовка состоит из частиц окислов (А1аОз), промежутки между которыми заполнены органическим связующим (акриллил, воск, поливинилбутираль и др.), придающим заготовке пластичность, прочность, упругость, что позволяет осуществлять технологическую обработку заготовок, т.е. резку, нанесение металлизации, прессовку многослойных плат и т.п. Наличие органического связующего, заполняющего промежутки между частицами окислов в поверхностном слое, уменьшает площадь соприкосновения металлизационной пасты с частицами керамики (окислов), а при спекании место испарившегося органического связующего заполняется стеклообразной

массой, образующейся в результате расплавления легкоплавких окисных частиц керамической массы. Площадь поверхностного соприкосновения частиц металлиза- ционной пасты и нерасплавившихся частиц керамической массы не изменяется. Заполнению промежутков между нерасплавившимися частицами керамики препятствует также спекание частиц металлизационной пасты между собой в процессе нагрева.

В предлагаемом способе шерохование поверхности осуществляется путем нагрева заготовок в вакууме до температуры испарения органического связующего (50-300°С) в течение 1-10 мин при ультрафиолетовом облучении поверхности, благодаря чему длинные молекулы органического связующего разрушаются и испаряются без полимеризации. Удаление органического связующего из поверхностного слоя позволяет значительно увеличить площадь соприкосновения частиц керамики и металла при сохранении всей заготовкой пластичности.

Ё

О

ю о ю

00

ю

прочности и упругости, что является определяющим в технологическом процессе изготовления изделий в электронной промышленности.

Рекомендация испарения связующего из слоя 1-200 мкм обусловлена средним размером частиц керамики и тем, что в этом диапазоне лежит рельеф границы металл - керамика на шлифе. Удаление связующего .с большой глубины нерационально из-за снижения пластичности платы.

Пример. Платы из неспеченной керамики размещают в колпаке вакуумной установки. Вблизи платы под колпаком на расстоянии порядка 4 см размещают излучатель (кварцевую лампу типа ПРК либо лампу из керамического материала с натянутой на нее вольфрамовой проволокой диаметром 200 мкм, подсоединенной к источнику тока). При необходимости плата и источник излучения (он же нагреватель) перемещаются друг относительно друга, обеспечивая более однородное поле облучения и разогрева поверхности платы. Тем- пературу разогрева вольфрамового нагревателя контролируют пирометром и устанавливают на уровне 1500-1700°С. Режимы работы лампы как источника не регулируют (медицинский нерегулируемый излучатель). Время нагрева платы для вольфрамового нагревателя - излучателя 1-5 мин, для ультрафиолетовой лампы 5-10 мин (включая время прогрева излучателя). После указанных операций изделие перегибают до 10 раз с радиусом закругления места изгиба 0,5 см (вокруг стержня соответствующего диаметра). Изделие выдерживает такую процедуру, чем и определяется пригодность его для последующей технологической обработки (при этом обеспечивается трехкратный запас по отношению к

числу перегибов, возможных в ходе техпроцесса). Деформации при металлизации и подпрессовке плат менее опасны, но даже их не выдерживает изделие, шерохованное

по известному способу.

Размещение платы на охлаждаемом до 20°С и ниже радиатора улучшает на 30% и более число допустимых перегибов платы. После испарения связующего в поверхностном слое на него наносят металлиза- ционную пасту, состоящую из порошков вольфрама (95 мас.%) и окиси иттрия (5 мас.%), и затем проводят спекание при 1500-1530°С.

Преимущества предлагаемого способа в сравнении с известным выражаются прежде всего в увеличении пластичности, позволяющей реализовать на шерохованной плате процедуры нанесения металлизации, подпрессовки металлизации и многослойной , платы при соединении слоев, невозможные на платах, прогретых до 1300-1400°С.

Применение способа позволяет изменит.ь усилие обрыва на спае площадью 2,5 мм2 с 3,5 до 5 кг и значительно упростить процесс металлизации.

Формула изобретения Способ металлизации керамики, включающий шерохование поверхности и ее последующую металлизацию, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления металла с керамикой и упрощения процесса, осуществляют шерохование заготовок из необожженной керамики путем нагрева заготовок в вакууме при ультрафиолетовом облучении поверхности до удаления органического связующего из поверхностного слоя, толщина

которого не превышает размера частиц керамики.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к способам металлизации керамических изделий. Целью изобретения является повышение прочности сцепления металла с керамикой и упрощение процесса. Цель достигается тем, что перед металлизацией осуществляют шерохование необожженной заготовки путем нагрева заготовок в вакууме при ультрафиолетовом облучении поверхности до удаления органического связующего из поверхностного слоя, толщина которого не превышает размера частиц керамики.