[其他]厚膜電阻組合物

無效

• 申請號: 85109231
• 申請日: 1985-12-19
• 公開（公告）號: CN85109231A
• 公開（公告）日: 1986-08-27
• 發明（設計）人: 雅各布·霍爾馬戴利
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: H01B1/06
• 分類號: H01B1/06;H01C17/06;H01C17/30;H01L27/01;H01L49/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏

本發明所涉及的是可以用來制造厚膜電阻的組合物，特別是那些導電相以釕為基的組合物。

厚膜材料是金屬粉末、玻璃粉末及（或）陶瓷粉末分散于有機賦形劑（vehicie）中所組成的混合物。把這些材料施用于不導電的基體上，形成導電膜，電阻膜或者絕緣膜。厚膜材料被廣泛地應用于電子元件和光電元件上。

每種組合物的性能取決于構成該組合物的各特定組分。所有的組合物均含有三種主要組分。導電相決定著電性能并影響最終膜層的機械性能。在導體組合物中，導電相一般是一種貴金屬或者貴金屬混合物。在電阻組合物中，導電相一般是金屬氧化物。在介電組合物中，功能相一般是一種玻璃或陶瓷。

粘合劑通常是玻璃、結晶態氧化物或者是二者的結合。粘合劑使膜層成為一體并且使膜層粘著在基體上。粘合劑也影響最終膜層的機械性能。

賦形劑是一些聚合物溶于有機溶劑中所形成的一種溶液。賦形劑決定組合物的施用特性。

在組合物中，功能相和粘合劑一般以粉末狀態存在，并且完全分散于賦形劑中。

厚膜材料施用于某種基體上。該基體是最終的膜層的載體并且也可以具有電的功能，例如電容電介質。基體材料一般是不導電的。

最常用的基體材料是陶瓷。高純度（一般為96%）的氧化鋁使用得最為廣泛。對于特殊的用途，可以使用各種鈦酸鹽陶瓷、云母、氧化鈹以及其它基體材料，這些基體材料之所以被普通地使用是因為它們具有使用時所需的特定電性能或者機械性能。

在某些用途中，基體必須是透明的，例如顯示，此時要用玻璃。

用方法來解釋厚膜工藝和用材料或應用來解釋厚膜工藝都差不多。厚膜工藝的基本步驟是絲網印刷（Screen????Prinling）、干燥以及焙燒（firing）。厚膜組合物一般是使用絲網印刷法涂到基體上去的。不規則形狀的基體偶然也使用浸涂、鑲邊（banding），刷涂或噴涂。

絲網印刷法包括用涂刷器強使厚膜組合物通過型板篩網涂到基體上去。在該型板篩網上的清晰的圖形規定將印到基體上去的圖形。

印刷后，將膜干燥并焙燒-通常在空氣中，在500～1000℃的加熱峰值溫度下進行。該工藝形成了一層具有所需電性能和機械性能的堅硬而粘著牢固的膜層。

重復進行絲網印刷、干燥和焙燒操作可以在同一基體上涂以更多的厚膜組合物。這樣，可制成復雜的互連導電膜、電阻膜和絕緣膜。

厚膜電阻組合物通常按十進位電阻值來制造，而且僅當材料能夠提供廣范圍的表面電阻（0.5Ω/口到1×10⁹Ω/口）時材料才是合用的。改變電阻的長度對寬度的縱橫比可以達到小于0.5Ω/口的電阻值和大于1×10⁹Ω/口的電阻值以及任何中間電阻值。

組合物的摻和（blending）是廣泛使用的技術，用它來獲得在標準十進位值之間的電阻值。可以把相鄰十進位的二種組合物以任何比例混合來產生表面電阻的中間值。這種混合操作雖則簡單卻需要仔細進行并需要有適當的設備。通常，摻和操作對電阻溫度系數的影響最小。

對用于微型電路的厚膜電阻組合物來說，高穩定性和低工藝敏感性是十分關鍵的必要條件。特別是膜層的電阻系數（R）在寬廣的溫度條件范圍內必須穩定。因此，電阻溫度系數（TCR）在任何厚膜電阻組合物中都是一個關鍵的變量。因為厚膜電阻組合物是由一個功能相或導電相和一個永久粘合劑相組成的，所以導電相和粘合劑相的性能和它們彼此之間相互作用以及它們同基體的作用使電阻系數和電阻溫度系數都受影響。

基于釕的化學性質，功能相構成了慣用厚膜電阻組合物的核心。

以燒綠石族為主的釕化合物具有立方結構，其中每一個釕原子被六個氧原子所包圍，形成一個八面體。每一個氧原子被另外一個八面體所分享，形成一個化學計量學上的Ru₂O₆三維網絡。此骨架內的開口面積由大的陽離子和附加的陰離子所占據。在這些二次晶格（secondary Lattice）內的廣泛的取代是可能的，這種取代造成大量的化學撓性。具有一般式A₂B₂O_6-7的燒綠石結構就是一種這樣的撓性的結構，具有金屬、半導體或絕緣體特性的燒綠石類可通過在有效的結晶結點上的控制取代而獲得。許多以燒綠石為主要材料的通行厚膜電阻都含有作為功能相的Bi₂Ru₂O₇。