[其他]一種制作厚膜電路的漿料配方

無效

• 申請號: 85101180
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101180B
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發明（設計）人: 鈴木秀夫;高橋茂;獲原覺
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H01C7/00
• 分類號: H01C7/00;C03C3/07;H01L27/01
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 肖春京,張衛民

本發明涉及到一種新型厚膜混合集成電路用漿料，特別是涉及到將厚膜電阻與導體制作在燒結型碳化硅基板上時所用的厚膜漿料配方。

通常制作一個厚膜混合集成電路所用的方法是，將半導體器件或其它電子部件焊接在陶瓷基板上，該陶瓷基板上已經有用絲網印刷技術或燒結技術制作的元件，如電阻器、導體。迄今所用的陶瓷基板，主要為氧化鋁瓷。另一方面，熱導率比氧化鋁高十倍，電絕緣性能好，適于作集成電路基板的碳化硅陶瓷已研制出來。

為了將厚膜混合集成電路制作在燒結陶瓷上，需要采用厚膜漿料。對于漿料的要求是，燒成后有很好的電性能，與燒結陶瓷基板有很好的附著能力，能與半導體器件、導體、電阻器以及其它金屬連接件形成有很好焊接性能的金屬化部分。比如，美國專利No.3，769，382中就公布了一種厚膜漿料。

通常認為，厚膜混合集成電路塊中的金屬化部分通過厚膜漿料中包含的玻璃成分的融熔過程，以及與燒結體的化學反應，可與燒結體基板結合在一起。然而常用的玻璃熔料具有一些缺點：例如熱膨脹系數低，比如為40×10^-7/℃，由于現有玻璃的膨脹系數與具有較弱化學反應能力的燒結型碳化硅的膨脹系數不同，因而產生裂紋;由于玻璃中包含有易還原氧化物如P_bO，Bi₂O₃或CaO，它們與燒結型碳化硅反應時有氣體生成如CO或CO₂，因而產生許多氣泡，使得粘接能力很差。

本發明的一個目標是提供一種制作厚膜電路用的漿料配方，用本配方制作出的厚膜電路同燒結陶瓷基板特別是燒結型SiC基板有很好的粘接性能，并且用該漿料制成的電阻器與導體有很好的時間穩定性。

用本發明中所述的漿料制作的厚膜電阻或導體可以毫無問題地制作在SiC（碳化硅）基板上，辦法就是利用膨脹系數基本與燒結型碳化硅相等的低熔融點玻璃（軟化點：530℃～570℃），在此溫度范圍內電阻或導體中的玻璃成分在熔融過程中與燒結型碳化硅反應時沒有氣體生成物產生。

在包含有機粘合劑、導電粉與玻璃粉的厚膜電路材料配方中，本發明提供的配方特點在于，熔融前的玻璃粉含有（按重量計）：（10～50）%的pbo，（20～60）%的ZnO，同時B₂O₃與SiO₃這兩種氧化物至少包含一種，B₂O₃不超過40%，SiO₂不超過30%。

迄今知道的能有效降低玻璃熔融點的有氧化物是pbo它被用作低熔融點玻璃的主要成分。然而以pbo為基礎的玻璃熔融過程中與燒結型碳化硅反應時有氣體生成產生，從而降低了粘接性能，此外這種玻璃還有很高的熱膨脹系數，易產生裂紋。這個問題已通過往玻璃中添加氧化鋅（ZnO）得到解決。氧化鋅是一種能夠抑制反應中氣體的產生并降低玻璃熱膨脹系數的添加劑。

玻璃料較佳的配方是按重量計，（10～35）%的pbo，（20～50）%的ZnO以及不超過30%的B₂O₃與不超過30%的SiO₂當pbo所占的重量高于50%時，在燒結型碳化硅的界面處有氣泡或裂紋出現，從而降低了粘接強度。ZnO所占的重量低于20%時，粘接性能也降低。

可往上述玻璃料中添加Al₂O₃或P₂O₅，因為這能改善玻璃與燒結型碳化硅的粘接性能。可往玻璃中添加所占重量不超過10%的Al₂O₃與所占重量比不超過5%的P₂O₅。添加化學性質活潑的氧化物或化合物會使玻璃與燒結型碳化硅的粘接性能降低，特別應使添加的CaO，Cup，BP，Fe₂O₅含量不超過使粘接性能降低的范圍。添加所占重量不超過0.5%的TiO與CuO可改善潮濕穩定性，并可提高與燒結碳化硅的粘接能力。

具體的較佳玻璃配方是（按重量計），（25～35）%的pbo，（30～40）%的ZnO，（10～20）%的B₂O₃，（15～25）%的SiO₂，（0.5～2）%的Al₂O₃以及不超過0.5%的CuO。