Диэлектрический состав и способ его получения Советский патент 1980 года по МПК H01B3/08 

Изобретение относится к составам межэлементной изоляции и предназначено для использования в изделиях электронной техники, вьгаолненных методом толстопленочной технологии на стеклянных подложках, и, в частности, к составам диэлектриков, пригодных для межслойной изоляции плат люминесцентных: индикаторов. Анодная плата индикатора включает стеклянную подложку чаще из натрийиз- весткового стекла, на которую наносят проводниковую разводку, изоляционные слои, формирующие межслойную изоляцию и анодные сегменты, снабженные люминесцентным материалом. Диэлектрический состав, предназначенный для композиционного диэлектрика, дол жен обеспечивать широкий комплекс требований:являться темным фоновым слоем, обла дающим высокими диэлектрическими свойствами ; согласовываться по коэффициенту термического расширения и допустимым температурам обработки с материалом подложки (основы) для обеспечения термо- механической прочности платы; быть совместимым с проводящими компсментамн схемы, т.е. иметь близкие КТР, хорошую адгезию и сохранять сопротивление при технологических термообработках. Известно темное стекло, прехшазначенное для использования в полупроводниковых приборах 1 . Указанное стекло не пригодно для формования диэлектрических слоев анодной платы, так как имеет высокую температуру спекания (80О- 1ООО°С), т.е. не согласуется с подложкой по допустимым температурам обработки. Известен диэлектрический состав, в котсром в качестве основных компсиентс взяты окись свинца, окись бора, окись кремния 2 . Недостатком этого состава является то, что он является контрастным стеклом, имеющим светло-зеленый цвет. 375 Известно, что для углубления цвета в порошок стекла вводят тугоплавкие компоненты, в частности, в виде окислов ме таллов, например, двуокись марганца. Способ приготовления указанного ди электрического состава заключается в ; варке стекла исходного состава, помоле его, смешивании полученного порошка с порошком тугоплавкого компонента. При этом тонина помола определяла только необходимую кроющую способность пасты, не принимали во внимание влияния, грану лометрии на получение темного фонового покрытия Состав полученный указанным способом в пленке имеет светло-зеленый цвет и не может использоваться как фоновый слой. Кроме этого, указанный состав не обеспечивает совместимости с компонентами схемы, что приводит в схемах к снижению значения сопротивления межслойной изоляции, вплоть до короткого замьшания между проводниками разводки. Таким образом указанный диэлектрический состав и способ его получения не обеспечивают глубокохО темного цвета, совместимости с компонентами схемы и необходимую изоляцюо. Целью настоящего изобретения явилось создание диэлектрического состава, с повыше1шыми физико-механическими характеристиками, совместимого с компонентами схемы и обеспечивающего те1ушый фоновый цвет в достаточно тонком слое. Сущность изобретения заключается е том, что в диэлектрическом составе для межслойной изоляции изделий электронной техники, состоящем из смеси порошка свтш;овоборосил асатного стекла и порошка тугоплавкого компонента, в качестве тугоплавкого компонента взят порошок марганецсиликатной. .композиции, причем компоненты смеси взяты в следующем соотношении, вес.%: Свинцовоборосиликатное стекло30-98 Стеклообразная марганецсяликатная композиция2-7О. Причем в качестве стеклообразной ма ганецсиликатной композиции использован состав, содержащий,вес.%:

45-70 5-10 5-15 1-8 5-1О

,5 10-15

Смесь порошков поместили в шамотный тигель и подвергли термообработке при Ч 100СРС до получения расплава с вяз2ЬЮ 0,5-2,0. СоО 0, В предлагаемом способе получения диэлектрического состава, включающем варку свинцовоборосиликатного стекла, помол и последующее смешивание его с порошком тугоплавкого компсиента, при этом свиндовоборосиликатное стекло размалывают до поорщка с удельной поверхностью (4-2.О) 10 см/г, марганецсиликатную композтшю подвергают термообработке до йО71учения расплава с вязкостью пуаз 1охпаждают до комнатной температуры, размалывают до порошка с удельной поверхностью (8-30) , полученные порошки смешивают до получения равномерной смеси. На предприятии был приготовлен диэлектрический состав: состав А - смесь порошков следующего состава, вес.%; Смесь порошков поместили в корундизовый тигель и подвергли термообработ KB при t 9вО°С,- Куски стекла раздробили под прессом, приготовили три партии каждого порошка А путем помола полученного стекла в яшмовом барабане, загруженном стеклом, шарами и спиртом в соотношении 1;2:1. Попученные три партии имели удельную поверхность порошков 51О, б-Ю и 1210 CMVr соответственно. Состав Всмесь порошков следующего состава, вес,%:

костью 10 пуаз, охладили. Куски стеклообразной композиции раз фобили под прессом. Приготовили 3 партии порошка В путем помола полученного стекла в яшмовом барабане, загруженном композицией, шарами и спщэтом в соотношении -1:2:1.

Полученные три партии имели удельную поверхность порошков 81О, 10-1 О и 2510 соответственно.

Из поттученных порошков А и В были приготовлены три состава путем смешивания стекол в пропорциях, указанных в таблице.

На основе полученных составов приготовили пасты путем добавления 20 г органическотО связующего к 100 г диэлекг рического состава. Пасты использовали для мёясслойной изоляции анодных плат индикаторов. Полученные пасты нанесли соответственно на 3 партии подложек из фотостекла с проводниковой разводкой методом трафаретной печати; толщина i слоя пасты составляла 40 мкм. Проиэвели сушку при температуре 240 С в т& чение 2-х ч и последующее спекание при температурах соответствующих каждому составу. Аналогичным способом были нанесены второй и третий слои межспойной изоляции, которые Б анодноЛ плате имели тем шли цвет; спектральные характеристики слоя диэлектрика имели максимальное пог лощение в видимой области. На диэлектрический слой затем нанос ли проводимую пасту для сеплевтов шфрового устройства. Края сегмеятов получались ровными с четким контуром, что обеспечивало легкость и гфавипьность Считывания индикации в индикаторах. Сопротивление межэлементной и межслойной изоляцвв составило свыше 10 Мом что СВЕЙетепьствовало об отсутствии н&желательного взаимодействия диэлектрика с серебром, входящим в состав проводниковой разводки, и обеспечении иэоляиии между проводниками разводки и сегментами. Заданный комплекс физико-химических свойств достигается вьйором оптимального состава смеси, гранулометрическим составом и способом его приготовления. Диэлектрик, полученный из предложенного состава, имеет коэффициент термического расширения (85+10) 10 град что обеспечивает термомеханическую прочность платы. Высокое электрическое сопротивление достигается за счет оптимального соотношения составляющи :, а химическая стойкость диэлектрика к взаимодействию с серебром - путем введения тугоплавкого компонента, приводящего к уменьшению контактного взаимодействия. Полуненне компонентов тет лного цвета в толстых плевках обеспечивается кристаллохимич скйми свойствами красителей в кристаллическом поле диэлектрика. Применаане тухюплавкого к(Яь{понента в стеклообразном состоянии обеспечивает оптимальное физико-химическое взаимодейст вие между составляклцими тугоплавкого компонента, что приводит к получению плотного темного слоя межслойной нзоляшш без пузырей и проколов. Кроме того, применение порошк № различного гранулометрического состава обеспечивает регулирование суммарной поверхности поглощения. Формула изобретения 1. Диэлектрический состав, содержащий порошок свиниовоборосиликатного стекла и порошок тугоплавкого наполнителя, отличающийся тем, что, с цеью улучшения физико-маЕаническях характеристик в качестве тугоплавкого наполнителя, он содержит марганешиликаг ную композицию, причем ингредаенчы в ты, в следующих соотношениях, Bec,%s Свинцовоборосиликатное стекло.30-98 Марганецсиликатаая композицияS 7O 2, Диэпектричазюий состав но п, 1, отличающййся тем, что марг нецсиликатная композиция содержит в a порошков, в ее Л &аО 10-15 Na.,0 5-1О 0,5-2,5 Остальное 1-8,0 0, 5,0-15,0 0,1-1.5 28 3. Способ получения диэлектрического состава по п. 1, о т п и ч а ю ш и и .с я тем, что Свинцовоборосиликатное стекло размалывают до порошка с удельной поверхнсютью (4-20) «10 , марганеззсиликатную композицию подвергают термообработке до получения расплава с вязкостью 10 -10 - пуаз, охлаждают до когл .натной температуры, размалывают до порошка с удельной поверхностью (8-.ЗО)10, и полученные порошки смешивают, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 143987. 2. Авторское сввдетел ство СССР № 258544о