Способ металлизации диэлектриков Советский патент 1977 года по МПК C04B41/14 

1

Изобретение относится к области изготовления электровакуумных и полупроводниковых приборов и может быть использовано при нанесения на диэлектрики металлизационных паст, содержащих стеклофазу.

Известен способ нанесения на керамику металлизационной пасты, содержащей стеклофазу, состоящий в том, что на деталь наносят слой пасты толщиной 60-80 мкм и вжигают ее при температуре 1280- 1350°С

1.

Такой способ не может быть применен для металлизации деталей микроэлектроники, так как вл :игание при температуре 1280- 1350°С приводит к деформации тонкостенных деталей.

Наиболее близким к предлагаемому является способ металлизации диэлектриков стеклосодержащей настой путем ее нанесения с последующей термообработкой в восстановительной атмосфере 2.

Недостаток способа - деформация тонкостенных деталей.

С целью предотвращения деформации диэлектриков предлагают в способе, включающем нанесение стеклосодержащей металлизационной пасты и термообработку в восстановительной атмосфере, последнюю осуществлять в две ступени: первая - в среде с влажностью от +10 до -i-35°C до температуры, обеспечивающей вязкость стеклофазы 10 -10 пуаз, с выдержкой мин, а вторая - в среде с влажностью от +5 до -25°С при температуре 750-1250°С с выдержкой 20-50 мин.

Известно, что улучшение смачиваемости металлических частиц стеклом быть достигнуто путем создания окисной пленки на поверхности этих частиц.

Это условие обеспечивается в предложенном способе проведением первого этапа термообработки в увлажненной (точка росы от + 10 до +35°С) восстановительной среде. Температура вл игання на первом этапе должна соответствовать температ фе, при которой вязкость стеклофазы составляет пуаз.

При дальнейшем повышении температуры происходит увеличение подвижности стеклофазы, при этом происходит спекание металлизационного покрытия. Для восстановления верхнего слоя металлизации второй этап проводят в восстановительной среде с точкой росы от +5 до -25°С с выдержкой при максимальной температуре 750-1250°С в течение 20-50 мин.

Проведение термообработки в два этапа обеспечивает получение плотного беспористого металлизационного слоя при пониженных

температурах.

Пример. На детали из алюмооксидного керамического материала размером 24ХЗОХ Х0,5 мм наносят пасту состава, вес. %:

Мо 26,3; МоОз 52,6; МпОз 3,5; WOa 3,5; РегОз 0,45; CugO 0,05; стекло 13,2.

При этом используют, например, стекло состава, вес. %:

Si02 54; ZnO 6; AljOs 17,5; BaO 8; CaO 13,5. Указанное стекло имеет вязкость пуаз при температуре 850°С.

Вжпгание металлизационного слоя проводят в печи с формиргазом в следующем режиме:

подъем температуры до 850°С в увлажненном формиргазе (точка росы +19°С); выдержка при температуре 850°С в

течение 30 мин; переключение на сухой формиргаз

(точка росы - 20°С);

подъем температуры до 1100°С;

выдержка при температуре 1100°С в течение 30 мин.

Петрографический анализ микрошлифов показал, что частички металла равномерно распределены в стеклофазе. Поры практически отсутствуют. Переходиый слой при 350кратном увеличении отсутствует. Стеклофаза растекается по поверхности керамики, заполняя микронеровности и поры, повторяя рельеф поверхности детали.

После вжигаиия детали имеют плоскостность 0,03-0,045 мкм (при допустимом значении 0,05 мкм).

Сохранение плоскостности деталей является одним из важнейших вопросов технологии изготовления элементов микроэлектроники.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает получение качественного металлизадионного покрытия.

Формула изобретения

Способ металлизации диэлектриков стеклосодержащей пастой путем ее нанесения с последующей термообработкой в восстановительной атмосфере, отличающийся тем, что, с целью предотвращения деформации диэлектриков, термообработку осуществляют в две ступеии: первая - в среде с влажностью от +10 до -|-35°С до температуры, обеспечивающей вязкость стеклофазы 10 -lOi пуаз, с выдержкой 20-60 мин, а вторая - в среде с влажностью от -f 5 до -25°С при температуре 750-1250°С с выдержкой в течение 20- 50 мин.

И ст о ч н и ки и и ф о р м а ци и, принятые во внимание при экспертизе

1.АвторскоесвидетельствоСССР 155000, кл. С 23с 7/00, 1962.

2.Патеит США № 2857664, кл. 29-473.1, опубл. 1958.