[发明专利]封装剂组合物

说明书

本发明涉及封装剂组合物。具体地说，涉及适合用作电子线路封装剂的低熔点玻璃组合物。

混合线路应当封装起来以保证电阻在潮湿气氛中的耐久性。此外，制造商也乐意采用玻璃封装以保护导电金属不发生长期腐蚀。

封装体系必须显示出某些特性，但这些特性是难以同时得到的。它必须在足够低的焙烧温度下生成没有汽泡的密封层，并且防止在它下面的电阻值的偏移。如果玻璃的流动性太大，它将扩散到电阻内，使电阻值向上偏移。如果它的流动性不够大，又不能密封。进行网版印刷所需的有机载体必须在这一低温下烧尽。因此，理想的封装剂必须能顺利并快速地进行网版印刷，所用的载体能够在足够低的温度下分解，使玻璃的流动足以形成密封层，但又不是大到会使电阻值偏移。

各种具有低的玻璃转变温度(Tg)的玻璃已被广泛用作电子线路封装剂。这些玻璃一般都具有高的热膨胀系数(TCE)，如果不小心地使它与相邻的线路层匹配，会产生相当大的机械应力，可能导致体系失效。

封装剂的各种功能之一，是为在它下面的电子线路提供保护，使它不受环境的影响。为了实现这一功能，封装剂应具有充分的耐久性，使它能经历电子线路生产中和日常使用中所遇到的各种环境而继续存在。大多数的低软化点玻璃(本文中称为“低熔点玻璃”)在酸和碱中的耐久性很差，而且当玻璃转变温度(Tg)变低时，耐久性倾向于变差。虽然大多数电子线路并不被期待工作在酸性或碱性很强的环境中，但某些电子线路在制造过程中会暴露于水和碱性或酸性的环境中。在一些制造过程的最后阶段，要用有机聚合物(如环氧树脂)进一步封装。某些环氧树脂含有胺，它在潮湿的气氛中会产生碱性的环境。因此，以下将详细讨论在沸水中和碱溶液中的耐久性〔用水中的三乙醇胺(TEA)来模拟环氧树脂中的胺〕。

为了尽可能解决这问题，Asahi Glass KK在日本专利申请JPA52/154825中提出了一种玻璃，它是一种锌—铅—硼酸盐类型的玻璃，在540-560℃焙烧时发生结晶，生成具有低TCE的结晶覆盖层。虽然该种玻璃在540℃焙烧时产生密实的覆盖层，但这覆盖层往往是多孔的，因为玻璃相的流动不充分和过度的结晶。当然，焙烧希望能在510-560℃的范围内进行，以避免在焙烧期间内玻璃与在它下面的电路元件之间的相互作用。因此，现在还确实需要具有以下性质的封装玻璃：(1)它可在510-560℃范围内焙烧形成密实的覆盖层，(2)它可形成具有良好封装性的密实的覆盖层。

本发明的主要目的是一种可结晶的玻璃，它适合作为银导电电路封装剂，它基本上含有30-40％(重量)的PbO、Bi₂O₃或它们的混合物，35-50％ZnO，10-30％B₂O₃，0.5-3％Cr₂O₃，0.5-10％SiO₂、SnO₂或它们的混合物，与0-10％Al₂O₃，玻璃的光密度参数至少为1.6。

本发明的第二方面的目的是厚膜糊料，它是上述玻璃在有机介质中的分散体。

本发明的第三方面的目的是一种封闭电阻的方法，它包括以下相继进行的步骤：

(1)在非导电性的基片上以厚膜电阻糊料涂布成图形，该糊料由分散在有机介质中的分得很细的电阻性材料颗粒和无机粘合剂组成，然后焙烧涂布成图形的糊料，使有机介质挥发，并使无机粘合剂烧结，而形成电阻；

(2)用一层上述厚膜封装剂糊料将已焙烧过的电阻图形完全覆盖住，再焙烧该厚膜糊料，使有机介质挥发，并使玻璃绕结。

由于本发明的封装剂组合物是与焙烧后的电阻一起使用的，玻璃组分必须在较低的温度下焙烧，使得玻璃只有极少数量扩散至电阻结构内，由此使它与电阻的相互作用尽可能减少。因此本发明的封装剂组合物中的玻璃组分被设计在约530-580℃的焙烧温度下使用。

我们发现，并不需要在全部封装物质内都完全结晶出一个分离相。而只要求结晶发生在焙烧过的电阻与封装剂层的界面上，以尽量减小玻璃在界面上的流动。测得结晶的玻璃相是PbZn₂B₂O₅、Zn₂SnO₄、ZnSnO₃和Zn₂SiO₄的混合物，其中PbZn₂B₂O₆是主要的组分。结晶玻璃的成份与母体玻璃和余下的玻璃的成份都不同。