Паста для металлизации необожженной висмутсодержащей керамики Советский патент 1982 года по МПК C04B41/88 H01G4/08 

() ПАСТА ДЛЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ НЕОБОЖЖЕННОЙ

1

Изобретение относится к составам металлизационных паст, используемых в радиоэлектронной технике для получения электродов на керамических . пластинах монолитных конденсаторов, спекающихся при П00-1420с и способных работать.в среде чистого воздуха и при повышенных рабочих температурах.

Известна паста для металлизации керамики, содержащая порошок оплава платины с палладием и органическое связующее при следующем их соотношении, вес.:

Порошок сплава Pt с Pd 45-52

Органическое связующее причем Pt и Pd взяты в следующем отношении, вес.: Pt 60-70 Pd .

Недостатком данной пасты является то, что выбранное в ней соотношение платины и палладия и соотношение суммы металлов и органических компонентов пасты не обеспечивает необходимой сплошности металлиза ВИСМУТСОДЕРЖАЩЕЙ КЕРАМИКИ

ционногоСЛОЯ и его вакуумной плотности с керамикой в многослойном конденсаторном пакете по причине окисления палладия в сплаве и значительного количества испаряющихся и сгораемых органических соединений в процессе обжига конденсаторного пакета, что приводит к ухудшению электрических свойств конденсаторов и к неустойчивой их работе при

10 повышенных температурах до +155 С и в среде чистого водорода D1.

Наиболее близкой к предлагаемой является паста для металлизации не15обожженой висмут содержащей керамики 2, содержащая платину,палладий , лак эпоксидно-крезоль-ный,дибутилфталат и этилцеллозольв при следующем соотношении компонентов,

20 вес.%:

Палладий2,1

ПлатинаЗб,2

Лак ЭП-962«,1

Дибутилфталат6,0

Этилцеллозольв 9i6 Известное техническое решение , обеспечивая удешевление пасты, не предотвращает окисления Pd и его взаимодействие с , что не позволяет получать качественные электроды и вакуумплртные многослойные пакеты конденсаторов из висмутсодержащей керамики. Это связано с тем, что Pd как в чистом виде, так и в сплавах, при определенных.условиях легко окисляется при 500-800 0 и реагирует с ,. Известная паста характеризуется объемным соотношением Pt и Pd в электроде, равным 36,6 обЛ Pt и 63, обД Pd. При наличии в составе электрода более 35 обД PJ не представляется возможным предотвратить его взаимодействие с в керамике, например в материале Т-1000, содержащем 12 вес. ,, т.е. во всех практических случаях применения известной пасты для формирования электродов монолитных конденсаторов на основе висмутсодержащей керамики имеет место активное взаимодействие палладия с трехокисью висмута, сопровождающееся образованием полупроводниковых соединений PdO и B-if PtliO, увеличением объема электрода и изменением состава керамики, не восстанавливающих своих свойств до окончания температуры обжига висмутсодержащей керамики, т.е. до . Последнее приводит к образованию вздутий в электроде, наличию полупроводниковых неиспекающихся соединений в электроде, окиси палладип и . Установлено также образование зон повышенной проводимости керамики в местах взаимодействия палладия с трехокисью висмута,входящей в состав керамики. Все это приводит к изменению проводимости при повышенных температурах.. По указанньн причинам известная паста не позволяет получать качественные конденсаторы, способные работать при повышенных , температурах.

Кроме того, недостатком известной пасты также является неравномерное по толщине нанесения слоя металлизации при печати через шелкотрафарет и образование раковин и воздушных пузырей по плоскости металлизации , что ухудшает сплошность электрода, значительно замедляет скорость

высыхания и делает ее не пригодной для применения в автоматических линиях.

Цель изобретения - обеспечение устойчивой работы конденсаторов при повышенных температурах в среде .чистого водорода при сохранении электрических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что паста для металлизации необожженной висмутсодержащей керамики, включающая платину,палладий, лак эпоксидно-крезользный, дибутилфталат и этилцеллозольв, дополнительно содержит полиэтилсилоксан, при следующем соотношении компонентов, вес Д:

Платина52,7-59,А

Палладий9,3-12,96

Лак эпоксидно-крезольный15-25

Дибутилфталат75-10

Этилцеллозрльв ,Э Полиэтилсилоксан 0,1-0,3 Повышение качества конденсаторного электрода при этом сопровождается повышением сопротивления изоляции конденсаторов и устойчивостью их работы при повышенных температурах до +155°С и в среде чистого водорода.

Применение раствора эпоксиднокрезольного лака в этилцеллозольве обеспечивает отсутствие расслоения пасты и придает ей хорошие экструзионные свойства, что позволяет получать равномерный сплошной электрод при металлизации методом сеткографии. Это становится возможным благодаря тому, что компоненты эпоксидно-крезольного лака ЭП-96 являются хорошими диспергаторами для платины и палладия и способствуют тому, что отсутствует разделение пасты на твердые и жидкие фазы. Вязкотекучее состояние эпоксидно-крезольной смолы , являющейся основой лика, придает пасте хорошие экструзионные свойства, что при металлизации через сеткотрафарет обеспечивает получение электрода толщиной мкм при высокой его сплошности.

В предлагаемом составе оптимальное поверхностное натяжение находится в пределах 0-55 Дж/м и достигается за счет введения 0,1-0,3 вес.% полиэтиленлоксана ПЭС-5 . Повышение концентрации ПЭС-5 выше 0,3 вес. снижает поверхностное натяжение до 30 Дж/м, что ухудшает технологичес кие свойства пасты и не обеспечивае четкости контура рисунка. Дальнейшее увеличение ПЭС-5 вызывает желатинизацию пасты, делая ее не пригодной для печати через сеткотрафарет. Количество Pd-ой черни ограничено пределами 9,3-12,96 весД, что составляет по объему электрода не более 32. В данном случае за счет низкой концентрации Pol в электроде и практически полного экранирования зерен Pd частицами Ft степень взаимодействия Pd с керамики при обжиге незначительна. За счет этого обеспечивается высокое качест во электрода, отсутствие, в нем дефектов в виде несплошностей, отсутствие окисленных полупроводниковых соединений палладия и висмута, а также отсутствие пузырей, что обеспечивает вакуумную плотность электрода с керамикой, сохранение состава керамики и электрода. Для получения металлизационной пасты используют механическую смесь пОро:. Pt и Pd или их смесь, полу ченную известными химическими способами, с размером частиц менее Для приготовления состава пасты исходные компоненты, взятые в заданном соотношении, перемешивают в фар форовых мельницах с урзалитовыми шарами при соотношении материал - шары, равным 1:2 по весу. Перемешивание компонентов пасты производят в течение ч до получения одноро

ной смеси. Полученную таким образом

LV. электрических свойств. пасту используют для металлизации необожженных пластин керамических монолитных конденсаторов. Дальнейшее формирование конденсаторных электродов осуществляют при совместном спекании керамики и электродов при температуре до . Для металлизации необожженной керамики готовят следующие составы паст (табл.1). В табл.2 представлены данные по количеству кислорода в составе электродов конденсаторов на основе материала Т-1000. Свойства предлагаемой и известной паст представлены в табл.3. Свойства конденсаторов, полученных металлизацией висмутсодержащей керамики пастами известного и предлагаемого составов представлены в табл.4. Таким образом, использование предлагаемого состава в производстве монолитных конденсаторов обеспечивает качественное нанесение электропроводных слоев толщиной k-( мкм методом печати через сеткотрафарет, которые допускают температуру обжига заготовок конденсаторов до ItSO C. Полученные электроды совместимы с керамикой, содержащей оксиды висмута. Конденсаторы, снабженные электродами, .полученными в результате применения предлагаемого металлизацмонного состава, имеют высокую вйдородоустойчивость и способны работать при температурах до без ухудшения

Эпоксидно-крезольный

лак

Дибутилфталат Полиэтилсилоксан Этилцеллозольв

Температура обжига, с

1100 1150 1200

Таблица 2

Содержание 0 в электроде, вес, %

Известный сосПредлагаемыйтав 2 состав

0,5 0,2 Отсутствует

-ТаблицаЗ

1,5-10 формула изобретения Паста для металлизации необожженной висмутсодержащей керамики, вклк5чаихцая платину, палладий, лак эпоксидно-крезольный, дибутилфталат и этилцеллозольв, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения устойчивой работы конденсаторов при повышенных температурах в среде чис того водорода при со5 ранении Электри ческих свойств, она дополнительно .содержит полиэтилсилоксан при следующем соотношении компонентов, весЛ:

.

10 Таблица

8-20

280

0,95 52,7-59, Платина 9,3-12,96 Палладий Лак эпоксиднокрезольныйДибутилфталат 2,7-7,9 Этилцеллозольв 0,1-0,3 Полиэтилсилоксан Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР , кл. С 23 С 17/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР , кл. С 01 G 55/00,1366 (проип).