Токопроводящая композиция Советский патент 1992 года по МПК H01B1/22 

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к материалам для толстопленочных проводниковых элементов гибридных интегральных схем (ГИС) на эмалированных металлических подложках.

Цель изобретения - повышение качества и надежности гибридных интегральных схем путем повышения адгезии проводниковых элементов на основе композиции к подложке.

Композицию готовят следующим образом. К смеси мелкодисперсных порошков серебра и палладия и измельченного стекла добавляют соответствующее количество органического связующего и перетирают с целью гомогенизации на валковой пасто- терке в течение 0,5 ч. Используют кристал- лизующиеся стекла системы Si02 Al203-ZnO-PbO-Ti02 и BaO(CaO)-MgO - . Составы композиций приведены в табл. 1.

Проводниковую композицию наносят на эмалированную металлическую подложку через сетчатый трафарет на установке сетко-трафаретной печати. Нанесенный слой сушат при 150-180°С в течение 15- 20 мин, затем вжигают в шестизонной конвейерной печи при следующем распределении температур по зонам 700-800-830-800- 700°С.

Содержание серебра и палладия определяется требованиями к получаемым из этой композиции проводниковым элементам. Однако увеличение содержания палладия 17 мас.% приводит к резкому увеличению удельного поверхностного сопротивления (ps). При дальнейшем уменьшении содержания палладия 15 мас.%, так же, как при увеличении содержания серебра 68 мас.%, резкого уменьшения/5$ не наблюдается, но увеличивается миграция серебра между проводниковыми элеv

Ё

XI

со ю

GJ Ю О

ментами, что ведет к короткому замыканию и отказам в работе микросхем.

Содержание стекла в предлагаемой композиции выбирают исходя из требований по адгезии проводниковых элементов к эмали подложек, их обслуживаемости и удельному поверхностному сопротивлению.

Количество органического связующего в композиции выбирается, с одной стороны, из условия обеспечения качественной печати проводниковых элементов. Экспериментально установлено, что при содержании его 15мас.% качественные отпечатки получить не удается из-за высокой вязко- сти пасты, с другой стороны, его содержание обсуловлено необходимостью выдержать геометрические размеры элементов, что невозможно при высокой растекаемости пасты, при наличии в ней органического связую- щего 23 мас.%. Кроме того, количество органического связующего в композиции зависит от содержания в ней кристаллизующегося стекла. Чем больше количество стекла, тем больше требуется органическо- го связующего для пасты.

Значения технических характеристик проводниковых элементов, изготовленных с использованием указанных составов, на металлических эмалированных подложках с применением различных стекол для эмалей приведены в табл. 2.

Состав 1 (известный) не обеспечивает хорошей адгезии и низкого удельного поверхностного сопротивления. Состав 2: при уменьшении содержания стекла менее 2 мас.% адгезия проводниковых элементов к покрытию заметно снижается, что недопустимо при монтаже микросхем, Состав 6: при увеличении содержания стекла более 10 мас.% происходит резкое увеличение удельного поверхностного сопротивления и ухудшается паяемость проводниковых элементов. Состав 3: содержит минимальное количество стекла, которое обеспечи- вает допустимую величину сцепления проводниковых элементов с эмалированной подложкой, а также низкое удельное поверхностное сопротивление; состав используют в схемах, не имеющих крупных

навесных элементов, но имеющих высокое быстродействие. Состав 5: содержит максимальное количество стекла, которое обеспечивает высокую величину сцепления проводниковых элементов с эмалированной подложкой при сохранении достаточно низкого удельного поверхностного сопротивления; может быть использован в схемах с использованием крупных навесных элементов и схемах, подвергающихся при работе механическим воздействиям. Состав 4 является оптимальным и обеспечивает оптимальную величину сцепления проводниковых элементов с эмалью подложки и низкую величину удельного поверхностного сопротивления при сохранении хорошей паяемости.

Таким образом, композиция обеспечивает повышение величины сцепления проводниковых элементов с эмалью в 2-4 раза по сравнению с известной при сохранении величины удельного поверхностного сопротивления, что позволяет повысить качество и надежность работы гибридных интегральных схем.

Формула изобретения Токопроводящая композиция для гибридных интегральных схем, содержащая мелкодисперсные порошки серебра и палладия, стеклосвязку и органическое связующее, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества и надежности интегральных схем путем повышения адгезии проводниковых элементов на основе композиции к подложке, в качестве стеклосвязки она содержит порошки кристаллизующихся стекол системы SiOa-AlaOa-ZnO-PbO-TiOa и ВаО(СаО)-МдО-В20з-5Ю2 при следующем содержании компонентов, мас.%; Мелкодисперсный порошок серебра50-68

Мелкодисперсный порошок палладия15-17

Порошок кристаллизующегося стекла системы 5Ю2-А120з -ZnO-PbO-Ti021-5

Порошок кристаллизующегося стекла системы ВаО(СаО)- -МдО-В20з-5Ю21-5

Органическое связующее15-23

Таблица 1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к композициям для толстопленочных проводниковых элементов гибридных интегральных схем. Цель изобретения - повышение качества и надежности гибридных интегральных схем путем повышения адгезии проводниковых элементов на основе композиции к подложке. Композицию, содержащую, мас.%: 50- 68 мелкодисперсного серебра; 15-17 мелкодисперсного палладия; 1-5 кристаллизующегося стекла системы ЗЮа-А Оз- ZnO-PbO-Ti02; 1-5 кристаллизующегося стекла ВаО(СаО)-МдО-ВгОз-5Ю2 и 15-23 органического связующего, через сетчатый трафарет наносили на подложку, сушили и вжигали. Полученные проводниковые элементы имеют адгезию к подложке 110-170 кг/см2. 2 табл.

Таблица 2