Кристаллизующееся стекло для спаивания Советский патент 1982 года по МПК C03C3/22 

Изобретение относится к составам кристаллизующихся боросиликатных стекол, спаивающихся с коваром, и может найти широкое применение в микроэлектронике и других областях техники, в частности для герметизации многовыводных корпусов больших интегральных схем (БИС) и проходных изоляторов. Известно стекло для стеклокристаллического материала, содержащее, масД: SIO-1 55-65, 10-15, LinO 10-15, 1-5, Pj 2-3, F 0,5-2,0, , ZrOg 0,21,0, ,5-4, обладающее способностью не натекать на контактные площадки выводов в процессе спаивания Dj. Однако вакуумплотный спай стеклокристаллического материала с коваром можно получить только при температуре не ниже в инертной среде. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемом результату является боросиликатное стекло, содержащее, мас.: SiOij 5961, 25-32, СаО 1-2, ЬЗ, N3,0 2-3, К, 2-, ВаО 1-3, ZrO 0,25-0,75, MgO 0,25-0,75 для спаивания с керамическими подложками в производстве интегральных схем. Ликвирующее стекло характеризуется ТКЛР 60,0 К , температурой размягчения , температурой спекания 800°С, химической стойкостью 1 гидролитический класс, высоким значением электросопротивления, термостойкостью 200°С С2. Однако несмотря на высокое значение удельного сопротивления 1,5 Ю Ом.см, высокое значение химичес- кой стойкости (1 гидролитический класс) и хорошую согласованность по ТКЛР с коваром (ТКЛР - 60,) стекло при работе в различных климатических условиях имеет недостаточно высокие эксплуатационные характеристики, такие как термостойкость и механическая прочность (пре9дел прочности при центрально-симметричном изгибе 7,5 кгс/мм). Цель изобретения - повышение термической и механической прочности материала. Цель достигается тем, что стекло; включающее S10, В jOj, А а ,.ВаО , К , 2rO(j, дополнительно содержит при следующем соотношении компонентов, мас.%: 50,0-5,0 18,0-23,0 6,0-8,0 7,5-9,0 3,5-5,0 5,0-10,0 1,5-3,0 Конкретные примеры составов стеко для спаивания с коваром приведены в табл. 1. Для синтеза стекол применяют следующие технические сырьевые материалы: песок кварцевый, борная кислота барий углекислый, глинозем, поташ ка лиевый, литий углекислый, окись цирк ния. Указанные составы стекол варят в газопламенных печах при 1500-1550°С В табл. 2 приведены физико-химиче кие свойства стекол. 4 Из приведенных данных видно, что по термической и механической прочности предлагаемый материал превосходит известное стекло, спаивающееся с коваром. Из боросиликатного кристаллизующегося порошкового стекла методом сухого прессования и литья под давлением формуют заготовки изоляторов. Изготовленные изоляторы совместно с арматурой (материал - ковар) термообрабатывают при 850-870с в элек-тропечах в воздушной среде. Ниже приведены некоторые физикохимические свойства изоляторов, прошедших термическую обработку: Термостойкость,С 300-320 Удельное электросопротивление. (1-2Мо Ом см Прочность на 10,5-11,5 изгиб, кгс/мм Химическая устойчивость по потере веса в 0,03-0,06 воде, % Увеличение выхода годных изделий при применении изобретения на 1, что обеспечивает получение экономического эффекта на сумму 300 тыс.руб. в год.

Таблица 1

ТКЛРЛЮ К- В интервале

20-300°С SJ.O

20-500 С

,0

Температура размягчения I 107 Пз.ос 580 PV Ом-см при 2,0-10 1,5-103 и 100 В

Термостойкость,°С

Предел прочности при центрально симметричном изгибе, кгс/мм

Хик ческая устойчивость ПО потере ве:са в , %

Гидролитический класс

Таблица 2

580

56 О

560

570

1Ъ

310

320

300

300

10,8

1,5

10,5

11,0

0,0 0,05 0,03 0,06

I I I I 1,5-10 1, 2,0-10