[其他]一种制作厚膜电路的浆料配方

说明书

一种制作厚膜电路的浆料配方。它与烧结陶瓷板有根好的粘接性能。它制作的电阻的阻值随时间变化很小。该配方包含有机粘合剂，导电粉和硼硅酸铅锌系玻璃粉，玻璃粉的组分含量为：（按重量计）１０～３５％的ＰｂＯ，２０～５０％的ＺｎＯ，１０～２０％的Ｂ₂Ｏ₃，以及１５～２５％的ＳｉＯ₂。

本发明涉及到一种新型厚膜混合集成电路用浆料，特别是涉及到将厚膜电阻与导体制作在烧结型碳化硅基板上时所用的厚膜浆料配方。

通常制作一个厚膜混合集成电路所用的方法是，将半导体器件或其它电子部件焊接在陶瓷基板上，该陶瓷基板上已经有用丝网印刷技术或烧结技术制作的元件，如电阻器、导体。迄今所用的陶瓷基板，主要为氧化铝瓷。另一方面，热导率比氧化铝高十倍，电绝缘性能好，适于作集成电路基板的碳化硅陶瓷已研制出来。

为了将厚膜混合集成电路制作在烧结陶瓷上，需要采用厚膜浆料。对于浆料的要求是，烧成后有很好的电性能，与烧结陶瓷基板有很好的附着能力，能与半导体器件、导体、电阻器以及其它金属连接件形成有很好焊接性能的金属化部分。比如，美国专利No.3，769，382中就公布了一种厚膜浆料。

通常认为，厚膜混合集成电路块中的金属化部分通过厚膜浆料中包含的玻璃成分的融熔过程，以及与烧结体的化学反应，可与烧结体基板结合在一起。然而常用的玻璃熔料具有一些缺点：例如热膨胀系数低，比如为40×10^-7/℃，由于现有玻璃的膨胀系数与具有较弱化学反应能力的烧结型碳化硅的膨胀系数不同，因而产生裂纹;由于玻璃中包含有易还原氧化物如P_bO，Bi₂O₃或CaO，它们与烧结型碳化硅反应时有气体生成如CO或CO₂，因而产生许多气泡，使得粘接能力很差。

本发明的一个目标是提供一种制作厚膜电路用的浆料配方，用本配方制作出的厚膜电路同烧结陶瓷基板特别是烧结型SiC基板有很好的粘接性能，并且用该浆料制成的电阻器与导体有很好的时间稳定性。

用本发明中所述的浆料制作的厚膜电阻或导体可以毫无问题地制作在SiC（碳化硅）基板上，办法就是利用膨胀系数基本与烧结型碳化硅相等的低熔融点玻璃（软化点：530℃～570℃），在此温度范围内电阻或导体中的玻璃成分在熔融过程中与烧结型碳化硅反应时没有气体生成物产生。

在包含有机粘合剂、导电粉与玻璃粉的厚膜电路材料配方中，本发明提供的配方特点在于，熔融前的玻璃粉含有（按重量计）：（10～50）%的pbo，（20～60）%的ZnO，同时B₂O₃与SiO₃这两种氧化物至少包含一种，B₂O₃不超过40%，SiO₂不超过30%。

迄今知道的能有效降低玻璃熔融点的有氧化物是pbo它被用作低熔融点玻璃的主要成分。然而以pbo为基础的玻璃熔融过程中与烧结型碳化硅反应时有气体生成产生，从而降低了粘接性能，此外这种玻璃还有很高的热膨胀系数，易产生裂纹。这个问题已通过往玻璃中添加氧化锌（ZnO）得到解决。氧化锌是一种能够抑制反应中气体的产生并降低玻璃热膨胀系数的添加剂。

玻璃料较佳的配方是按重量计，（10～35）%的pbo，（20～50）%的ZnO以及不超过30%的B₂O₃与不超过30%的SiO₂当pbo所占的重量高于50%时，在烧结型碳化硅的界面处有气泡或裂纹出现，从而降低了粘接强度。ZnO所占的重量低于20%时，粘接性能也降低。