KR950006199B1 - 봉입재 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

봉입재 조성물

본 발명은 봉입재 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전자 회로용 봉입재로서 사용하기에 적합한 저융점 유리 조성물에 관한 것이다.

하이브리드 회로는 습한 분위기에서 저항기의 내구성을 보증하기 위하여 봉입되어야 한다. 또한, 제조업자들은 도체 금속을 부식으로부터 장기간 보호하기 위하여 우리 봉입을 선호한다.

봉입재 시스템은 함께 달성되기 어려운 몇가지 특징을 나타내어야 한다. 충분히 낮은 소성 온도에서 기포없이 봉해져야 하고, 하부 저항기의 이동을 방지해야 한다. 유리가 너무 유동성이면, 저항기에 확산되어 이를 위로 이동시킬 것이다. 유리가 충분히 유동적이지 않으면, 봉입이 되지 않을 것이다. 스크린 인쇄를 위해 필요한 유기 부형제는 이러한 저온에서 연소되어 없어져야 한다. 그러므로, 이상적인 봉입재는 유리가 충분히 유동할 수 있는 충분히 낮은 온도에서 분해될 수 있는 부형제를 사용하여 매끄럽고 신속하게 스크린 인쇄하여 봉입을 형성하고 저항기를 이동시키지 않도록 하는 것이어야 한다.

유리 전이 온도(Tg)가 낮은 각종 유리들이 전자 회로를 위한 봉입재로서 널리 사용되어 왔다. 이러한 유리들은 통상 열팽창율(TCE)이 높아서, 인접 회로층에 철저히 정합되지 않으면, 시스템 결함을 유발할 수 있는 실질적인 역학적 용력이 발생될 수 있다.

봉입재의 다른 기능 중 하나는 하부의 전자 회로를 주위 환경으로부터 보호한다는 것이다. 이 기능을 만족시키기 위해서 봉입재는 전자 회로를 생산하고 매일 사용시에 접하는 주위 환경을 견디기에 충분한 내구성을 가져야 한다. 대부분 낮은 연화점을 갖는 유리들(본 명세서에서 "저융점 유리"로 언급됨)은 산 및 염기 중에서 내구성이 약하고, 유리 전이 온도(Tg)가 감소할수록 이들의 내구성은 감소하는 경향이 있다. 전자 회로의 대부분은 강산성 또는 강염기성인 환경에서는 사용되지 않을 것으로 예측되지만, 어떤 경우에는 생산하는 동안 물 및 염기성 또는 산성 환경에 노출된다. 어떤 제조 공정의 최종 단계는 에폭시 등의 유기중합체 의한 추가의 봉입 공정을 포함한다. 어떤 에폭시 수지는 습한 분위기에서 염기성 환경을 제공할 수 있는 아민을 함유한다. 그러므로, 끓는 물 및 염기성 용액(에폭시 중의 아민 대용으로 수 중의 트리에탄올아미노(TEA)를 사용함)중에서의 내구성에 대하여 본 명세서에서 상세히 기재하였다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여, 아사히 가라스 가부시끼가이샤의 일본국 특허 출원 제52-154825호는 540 내지 560℃에서 소성시킬 때 결정화되며 낮은 TCE를 갖는 결정화된 피복물을 생성하는 결정성 아연-납-붕산염계 유리를 제안하였다. 540℃에서 소성했을 때, 유리는 밀도높은 피복물을 형성하지만, 그 층은 유리질상의 불충분한 유동성 및 과도한 결정화때문에 다공성으로 되는 경향이 있다. 물론, 소성 사이클 동안, 유리와 하부 회로 성분과의 상호 작용을 방지하기 위하여 510 내지 560℃의 온도에서 소성시킬 수 있는 것이 바람직하다. 그러므로, (1) 510 내지 560℃에서 소성되어 밀도높은 피복물을 형성하고, (2) 양호한 봉입 특성을 갖는 밀도높은 피복물을 형성하는 봉입 유리가 요구되고 있다.

그러므로, 본 발명은 1차적으로 필수적으로 PbO, Bi₂O₃또는 이들의 혼합물 40 내지 65중량%, ZnO 15 내지 34.5중량%, B₂O₃10 내지 30중량%, Cr₂O₃0.1 내지 3중량%, SiO₂, SnO₂또는 이들의 혼합물 0.5 내지 10중량% 및 Al₂O₃0 내지 10중량%로 이루어지고, 광학 밀도 파라미터가 1.6이상인, 은 함유 도전성회로를 위한 봉입재로서 적합한 결정성 유리에 관한 것이다.

제2측면에서, 본 발명은 유기 매질 중의 상기 유리의 분산액인 후막 페이스트에 관한 것이다.

본 발명의 봉입재 조성물은 소성된 저항기와 함께 사용되기 때문에, 최소량의 유리만이 저항기 구조물로 확산됨으로써 저항기와의 상호 작용을 최소화하도록 유리 성분은 비교적 낮은 온도에서 소성시키는 것이 필요하다. 그러므로, 본 발명의 봉입재 조성물의 유리 성분은 약 530 내지 580℃의 소성 온도에서 사용하도록 의도되었다

봉입된 물질의 전체에 걸쳐 분리된 상의 완전한 결정화가 필요한 것은 아니라는 것을 발견하였다. 결정화는 소성된 저항기와 봉입층의 경계면에서 유리의 유동성을 최소화하기 위하여 이 경계면에서 일어나기만 하면 된다. 결정화된 유리상은 PbZn₂B₂O₆, Zn₂SnO₄, ZnSnO₃및 Zn₂SiO₄의 혼합물이고, 그중 PbZn₂B₃O₆이 주성분임이 결정되었다. 결정화된 유리는 모유리(들) 및 나머지 유리와 상이한 조성을 가진다.

본 발명의 조성물은 15중량% 이상, 34.5중량% 이하의 ZnO를 함유해야 한다. ZnO가 15% 미만이면, 조성물은 충분히 결정화되지 않고 TCE가 너무 높을 것이다. 반면에, 34.5% 보다 많은 ZnO가 사용되면 530 내지 580℃에서 소성시킨 후 결정화되는 양이 과다할 것이다. ZnO는 25 내지 34.5%의 범위내로 존재하는 것이 바람직하다.

본 발명을 수행함에 있어서, PbO 및 Bi₂O₃는 상호교환적으로 사용될 수 있다. 즉, 어느 하나 사용하거나, 또는 모든 비율로 둘 모두를 함께 사용할 수도 있다. PbO/Bi₂O₃은 40% 이상 65% 이하의 양으로 본 발명의 조성물에 존재한다. 40% 미만의 PbO/Bi₂O₃이 사용되면 유리의 TCE가 너무 높고, 유리의 연화점이 너무 낮아진다. PbO/Bi₂O₃는 40 내지 50%의 범위내로 유리에 존재하는 것이 바람직하다.

B₂O₃성분은 본 발명의 유리에 10 내지 30중량%의 양으로 존재한다. B₂O₃은 봉입재층의 내구성에 상당한 기여를 한다는 점에서 유리에서 중요한 역할을 한다. 그러나, 30%보다 많은 B₂O₃이 사용되면, 조성물의 TCE가 너무 높아지는 경향이 있다. 반면에 10% 미만의 B₂O₃이 사용되면, 510 내지 560℃에서 소성시키는 동안 결정화의 정도가 과다하게 되는 경향이 있다. B₂O₃은 10 내지 18중량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 유리는 은 함유 도체 시스템을 봉입하기 위해 사용될 때 착색되지 않도록 하기 위하여, 그 유리에 0.1% 이상의 Cr₂O₃을 사용해야 한다. 그러나, 조성물 중에 존재하는 Cr⁶⁺이온이 유리의 물성을 너무 열화시키지 않도록 3%보다 많은 Cr₂O₃을 사용하지 않는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 사용된 "착색되지 않은 유리"라는 용어는 후막용 봉입재에 무기물 결합제로서 사용되었을 때, 530 내지 580℃에서 소성시킨 은 함유 도체층이 천연 녹색을 띄는 도체층으로 되는 유리를 의미한다. 이것은 갈색의 은 착색이 있는 착색 유리와 상반된다.

산화크롬이 착색을 효과적으로 감소시키게 하기 위해서는, 유리중에 산화 상태로 존재함으로써 유리의 광학 밀도 파라미터(f)가 1.6 이상 및 바람직하기로는 2 내지 3.5의 범위로 존재해야 함을 발견하였다. 이것을 달성하기 위하여 Cr⁶⁺대 Cr³⁺의 비는 충분히 높아야 한다. 이 비는 산화 조건하에 유리를 용융시킴으로써 Cr⁶⁺의 양이 Cr³⁺의 양에 비해 높은 값을 유지하게 함으로써 가장 용이하게 조정된다. 이것은 유리 용융 공정 동안에 용융물 전체에 걸쳐 공기를 버블시킴으로써 가장 잘 성취된다.

본 명세서에서 사용된 "광학 밀도 파라미터"(f)라는 용어는 해당 유리의 확산 반사 스펙트럼(DRS)으로부터 계산된, 600㎚에서의 유리의 밴드 흡수 대 400㎚에서의 밴드 흡수의 비를 의미한다.

SiO₂및 SnO₂는 유리의 내구성(불용성 및 기밀성)에 기여하기 때문에 본 발명의 조성물에서 중요하다. 소정의 중요한 기술적 효과를 얻기 위하여 각각 0.5% 이상 사용되어야 한다. 그러나, 유리의 연화점이 너무 상승하는 것을 방지하기 위하여, SiO₂및 SnO₂의 전체량이 10%를 초과하지 않아야 하고, SnO₂및 SnO₂모두가 본 발명의 조성물에서 1 내지 8%의 범위 내로 존재하는 것이 바람직하다.

상기 필수 성분뿐만 아니라, 조성물은 5중량% 이하의 Al₂O₃을 함유할 수 있다. 소량의 Al₂O₃을 첨가하면 유리가 합성될 때 유리 형성이 용이하다.

유리의 표면적은 중요하지 않지만, 1.5 내지 4㎡/g이 바람직하다. 밀도의 추측치는 약 3 내지 4g/㎤이며, 이것은 0.5 내지 1미크론의 입경의 근사치에 상당한다. 0.5㎡/g(약 1.3미크론)의 표면적도 유용하다. 이러한 유리 프릿트(frit)의 제법은 공지되어 있으며, 예를 들면, 유리의 성분들은 그의 산화물 형태로 함께 용융시키고, 그 용융된 조성물을 물에 부어서 프릿트를 형성하는 방법이 있다. 물론 배치 성분은 프릿트 생산의 통상적인 조건하에, 목적하는 산화물을 생성하는 임의의 화합물일 수 있다. 예를 들면, 붕소 산화물은 붕산으로부터 얻어질 것이며, 이산화규소는 플린트(flint)로부터 생산될 것이며 산화아연은 탄산아연으로부터 생산될 것이다. 유리는 프릿트의 입경을 감소시키고 실질적으로 균일한 크기의 프릿트를 얻기 위하여 볼밀에서 물을 사용하여 분쇄하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유리는 몇가지 금속 산화물 성분을 혼합하고, 혼합물을 가열하여 용융물을 형성하고, 냉수에서 급냉시킴으로써 용융물로부터 프릿트를 형성하고, 이 프릿트를 분쇄하여 생성되는 유리 분말의 입경을 조정함으로써 제조되는 통상의 유리 제조 기술에 의해서 제조된다. 그러나, 이러한 특정 유리를 제조하는 방법은 두가지 면, 즉(1) 전술한 이유때문에 반드시 산화 조건하에서 용융 단계를 수행해야 하며, (2) 반드시 프릿트를 볼밑에서 분쇄시켜야 한다는 점에서 독창적이다.

이미 언급한 바와 같이 금속 산화물의 혼합물의 산화에 의한 용융은 6가 크롬류의 형성을 촉진시키는 산화물의 용융 혼합물을 통하여 공기를 버블시킴으로써 용이하게 달성된다. 당 업계에 공지된 바와 같이, 가열은 최고 온도까지 및 용융물이 완전히 액체 및 균질물이 되는 시간 동안 수행된다. 이 공정에서, 성분들을 폴리에틸렌 용기에서 플라스틱 볼과 함께 진탕하여 미리 혼합한 다음 원하는 온도에서 백금 도가니에서 용융시킨다.

용융물을 최고 온도에서 1 내지 1/2시간 동안 가열한다. 이어서, 그 용융물을 냉수에 붓는다. 급냉시키는 동안 물의 최대 온도는 물의 부피를 용융비까지 증가시킴으로써 가능한한 낮게 유지시킨다. 물로부터 분리한 후 조야한 프릿트를 공기중에서 건조시키거나, 또는 메탄올로 헹구어 물로 대체시킴으로써 잔류하는 물을 제거한다. 이어서 조야한 프릿트를 알루미나 볼을 사용하여 일루미나 용기에서 3 내지 24시간 동안 수중볼밀 분쇄시킨다.

분쇄한 프릿트 슬러리를 꺼낸 다음, 과량의 용매를 경사분리에 의해 제거하고, 프릿트 분말을 실온에서 공기 건조시킨다. 다음에 건조된 분말을 메쉬 체로 체질하여 큰 입자를 제거한다.

오늘날 유리 프릿트의 입경을 감소시키는 두 가지 주요 방법은 볼밀 분쇄법(ball milling)과 제트밀 분쇄(jet milling)이다. 전자의 경우, 분쇄 작용은 내부의 세라믹 볼에 의해서 수행된다. 후자의 경우, 분쇄작용은 고속 흐름중에 프릿트 입자를 충돌시킴으로써 수행된다. 두 방법 모두 널리 사용되며, 대개는 각각 서로에 대하여 상호보완적인 것으로 여겨진다. 그러나, 본 발명의 유리의 특별한 특징은 제트밀 보다 볼밀로 분쇄할 때 최상으로 성취된다는 것이다. 특히, 본 발명의 유리는 볼밀로 분쇄시키면, 도체 회로 상에서 소성시킨 후 기포 형성이 감소되는 경향이 있다. 바람직한 분쇄 수단은 알루미나 볼이다. 이러한 특별한 현상은 하기 표 1에 기재된 데이타로부터 알 수 있다.

[표 1]

유리 가공 조건의 영향

본 발명의 봉입재 유리 조성물은 상기 금속 산화물만을 함유하는 것이 바람직하다. 그러나 그의 필수적인 특성을 변화시키지 않는다면 봉입재 조성물에 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토금속 산화물과 같은 유리 재질 산화물을 5중량% 이하의 소량으로 첨가해도 된다.

상기 방법은 상기에서 설정된 비율의 각종 금속 산화물의 혼합물을 용융시킴으로써 본 발명의 유리를 제조하는 방법을 나타낸다. 그러나, 유리는 또한 적절한 비율의 금속 산화물을 함께 함유하는 2 이상의 비정성 유리들을 혼합하거나, 또는 적절한 비율의 금속 산화물을 얻도록 금속 산화물과 함께 1 이상의 비결성 유리를 혼합함으로써 제조될 수 있다. 이 점에 있어서, 본 발명의 결정성 유리는 더 높거나 더 낮은 융점을 갖는 두 유리를 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다. 본 발명의 유리를 제조하기 위한 특히 유용한 혼합물은 소량의 Al₂O₃및 Cr₂O₃을 함유하는 비결정성 납붕규산염 유리 및 Al₂O₃, SiO₂, SnO₂및 Cr₂O₃을 함유하는 비결정성 납 아연 붕산염 유리와의 혼합물임이 발견되었다.

[유기 매질]

본 발명에 사용하기에 적합한 유기 매질은 봉입재 조성물이 도포되는 물리적 형태에 따라서 선택된다. 특히 봉입재 유리 프릿트는 스크린 인쇄에 의해 후막 페이스트로서 도포될 수 있고 그린 테이프(green tape)로서 도포될 수도 있다.

봉입재가 스크린 인쇄에 의해 도포될 때, 그의 입자들을 기계적 혼합(예를 들면, 롤밀 상에서)에 의해서 불활성 액체 매질(부형제)과 함께 혼합하여 스크린 인쇄용으로 적당한 농도 및 유동학적 특성을 갖는 페이스트형 조성물을 형성한다. 후자는 종래의 방법에서 "후막"으로서 인쇄한다.

유기 매질의 주요 목적은 세라믹 또는 다른 기판에 쉽게 도포될 수 있는 형태로 조성물의 미분 고체 분산용 부형제로서 제공하기 위한 것이다. 그러므로, 유기 매질은 우선 고체가 충분한 정도의 안정성을 가지고 분산될 수 있는 것이어야 한다. 둘째, 유기 매질의 유동학적 특성이 분산액에 대해 양호한 도포성을 부여하는 것이어야 한다.

대부분의 후막 조성물은 스크린 인쇄에 의해서 기판에 도포된다. 그러므로, 이들은 스크린을 쉽게 통과할 수 있도록 적절한 점도를 가져야 한다. 또한, 이들은 스크린된 후에 신속하게 착수하여 양호한 분해능을 얻기 위해 요변성이어야 한다. 유동학적 특성이 1차적으로 중요하지만, 유기 매질을 고체 및 기판의 적절한 습윤성, 양호한 건조 속도, 거친 취급에 견딜만큼 충분한 건조 필름 강도 및 양호한 소성 특성을 얻도록 제조되는 것이 바람직하다. 또한 소성된 조성물의 만족할만한 외양도 중요하다.

이러한 모든 기준에서 볼 때, 여러가지 액체들이 유기 매질로서 사용될 수 있다. 전형적으로, 대부분의 후막 조성물용 유기 매질은 종종 요변성제 및 습윤제도 함유하는 용매 중의 수지의 용액이다. 용매들은 통상 130 내지 350℃의 범위에서 비등한다.

적합한 용매로는 케로센, 석유 스피릿, 디부틸프탈레이트, 부틸 카르비톨, 부틸 카르비톨 아세테이트, 헥실렌 글리콜 및 고 비점 알콜 및 알콜 에스테르기 있다. 목적하는 점도 및 휘발성을 얻기위하여 이들 및 다른 용매들의 여러가지 조합물을 제조한다.

이러한 목적을 위한 가장 빈번히 사용되고 빈번히 선호하는 수지는 에틸 셀룰로오스이다. 그러나, 에틸히드록시에틸 셀룰로오스, 나무 송진, 에틸 셀룰로오스와 페놀 수지와의 혼합물, 저급 알콜의 폴리메타크릴레이트 및 에틸렌 글리콜 모노아세테이트의 모노부틸 에테르 등의 수지도 또한 사용될 수 있다.

종래에는, 폴리(알파-메틸 스티렌)이 그의 우수한 연소성 때문에 후막 도포용 수지로서 유용하였다. 그러나, 폴리(알파-메틸 스티렌)은 그것을 사용하여 제조된 후막 페이스타가 매우 불량한 유동학적 특성을 나타내기 때문에 널리 사용되지 않는다. 그러나, 본 발명의 봉입재 조성물은 디부틸 카르비톨에 용해된 폴리(알파-메틸 스티렌)을 사용하여 후막 페이스트로서 제조되었을 때, 생성되는 페이스트가 스크린 인쇄를 위한 매우 양호한 유동학적 특성을 갖는다는 것이 발견되었다. 그러므로, 후막 페이스트로서 본 발명의 봉입재 조성물을 제조하기 위한 바람직한 유기 매질은 20 내지 60중량%의 폴리(알파-메틸 스티렌)과 80 내지 40중량%의 디부틸 카르비톨 및 바람직하기로는 45 내지 55중량%의 폴리(알파-메틸 스티렌)과 55 내지 45중량%의 디부틸 카르비톨의 용액이다.

통상 사용되는 요변성제로는 수소첨가된 피마자유와 그의 유도체 및 에틸 셀룰로오스가 있다. 물론, 어떤 현탁액 중에 고유한 전단 희석과 결부된 용매 수지 특성은 이러한 점에서 적합할 수 있으므로 항상 요변성제와 병용할 필요는 없다. 적합한 습윤제로는 이산염 에스테르 및 대두 레시틴이 있다.

페이스트 분산액 중의 유기 매질과 고체의 비율은 매우 변동적이며, 분산액을 도포하는 방법 및 사용된 유기 매질의 종류에 의해서 좌우된다. 통상, 양호한 응용 범위를 얻기 위하여, 분산액을 40 내지 90중량%의 고형분 및 60 내지 10중량%의 유기 매질을 상호보완적으로 함유할 수 있다.

페이스트는 편의상 최종 목적하는 제제의 점도 및 인쇄 두께에 의해서 주로 결정되는 사용 매질(부형제)상에서 제조된다.

본 발명의 분산액의 유동학적 특성을 조정하고 유기 매질의 용매 성분을 변경시킴으로써, 본 발명의 조성물은 압연법 외의 다른 방법, 예를 들면, 스크린 인쇄 등에 의해서 기판에 도포될 수 있다. 조성물이 스크린 인쇄에 의해서 도포될 때, 종래의 후막 재료용 유기 매질 물질도 중합체가 도포 온도에서 완전히 용해될 수 있다면 사용될 수 있다.

[시험 방법]

레이저 트림(trim) 안정성 : 후막 저항기의 레이저 트리밍은 하이브리드 마이크로전자 회로의 생산을 위한 중요한 기술이다(Thick Film Hybrid Microcircuit Technology, 해머(D.W. Hamer) 및 비거스(J.V. Biggers) 저(Wiley, 19072, p. 173ff.)참조). 그의 용도는 일군의 기판 상에 동일한 레지스트 잉크로 인쇄된 특정 저항기의 저항은 구시안(Gussian)형 분포를 가진다는 것을 참작함으로써 이해될 수 있다. 모든 저항기가 적당한 회로 성능을 위한 동일한 설계 가치를 가지도록 하기 위하여, 레이저를 사용하여 저항기 재료의 일부를 제거(증발)시킴으로써 트림 저항을 증가시킨다. 트림 저항기의 안정성은 레이저 트리밍후 발생되는 저항의 부분적 변화의 척도이다. 저항이 적당한 회로 성능을 위한 그의 설계 가치에 근접하도록 낮은 저항 변화 높은 안정성이 필요하다.

150℃에서의 경시 변화 : 실온에서 초기 저항을 측정한 후, 저항기를 건조 공기 중에서 150℃ 가열 캐비넷에 넣고 규정된 시간(통상 1,000시간)동안 그 온도에서 유지시킨다. 규정된 시간의 마지막에, 저항기를 꺼내고 실온까지 냉각시킨다. 저항을 다시 측정하고 초기 저항 측정치와 비교하여 저항의 변화를 계산한다.

기밀성 : 이 시험은 가열 캐비넷 내부의 공기를 85℃에서 상대습도(RH) 85%(85% RH/85℃)로 유지시키는 것 외에, 상기 경시 변화시험과 동일한 방법으로 수행한다.

저항 측정 및 계산 : 시험 기판을 조정된 온도의 챔버 내의 말단 포스트상에 놓고 디지탈 오옴계에 전기적으로 연결한다. 챔버의 온도를 조정하여 평형 상태로 하고 각 기판상의 시험 저항기의 저항을 측정하고 기록한다.

은 이동 저항 시험 : 다음 방법을 사용하여 본 발명의 조성물의 은 이동 저항능에 대하여 시험한다.

(1) 일련의 평행한 후막 은 도선에 0.03㎜(1.1mil) 와이어로 만든 325메쉬 스크린을 사용하여 96% Al₂O₃기판 상에 인쇄한다. 도체 패턴을 소성시킨다.

(2) 0.04㎜(1.6mil) 와이어로 만든 200메쉬 스크린을 사용하여 도선 기판 상에서 오버글레이즈 스트립을 인쇄한다. 그 패턴화된 오버글레이즈 페이스트를 20 내지 30분의 짧은 소성 싸이클로 500 내지 600℃에서 소성시킨다.

(3) 도선들 사이에 있는 소성된 오버글레이즈 상에 탈이온수 한 방울을 떨어뜨리고 20볼트 DC 전류를 15분동안 동안 통과시킨다.

(4) 15분 동안 전류를 통과시킨 후, 조립품을 현미경으로 검사하고 육안으로 검사한다. 기포, 착색 또는 수지상 결정 형성등의 어떤 상호작용이 관찰되면, 그 조립품은 시험에 실패한 것으로 간주하고 종결시킨다.

상기 시험은 에스. 제이. 크룸베인(S. J. Krumbein)의 논문[Metallic Electromogration Phenomena in IEEE Transactions on Components, Hybrids and Manufacturing Technology, 제2권, 제1호, 1988년 3월]에 기재되어 있는 방법에 기초한 것이다.

내구성은 다음과 같이 측정한다 : 칭량된 2.54㎝(1인치)×2.54㎝(1인치) 알루미나 기판을 목적하는 오버글레이즈로 스크린 인쇄하고 건조시킨 다음, 벨트 노에서 최고 온도 560℃에서 소성시킨다.

이어서, 소성된 부품을 다시 칭량하고 오버글레이즈의 순 중량을 기록한 다음, 끓는물에서 5시간 동안 또는 1.49% TEA 용액에서 실온에서 24시간 시험한다(각각의 2.54㎝(1인치)×2.54㎝(1인치)기판에 대하여 1.49% TEA 용액 25g을 사용하고, 끓는물 시험에서는 각각의 2.54㎝(1인치)×2.54㎝(1인치) 기판에 대하여 증류수 50g을 사용함). 시험 용액에 노출시킨 후, 그 부품을 증류수로 헹구고 120±10℃ 오븐에서 약 16시간 동안 건조시킨다. 중량을 다시 기록하여 중량 손실(ΔW)을 결정한다. 모든 중량 측정은 ±0.0001g의 정확 도의 분석용 저울에서 수행하므로, 측정된 ΔW의 정확도는 ±0.0003g이다. 수시간 동안 끓는물 내에서의 내구성은 측정된 모든 조성물에서 탁월하다(표 1). 중량 손실 범위는 실헌 오차 이내인 0.0001g 내지 0.0005g이었다. 1.49% TEA 용액중의 내구성을 아래에 기재한다.

[실시예]

하기 실시예들에서, 분산된 고체가 하기 조성을 갖는 두 후막 페이스트를 혼합하여 후막 페이스트를 제조하였다.

페이스트 A : PbO 77%, B₂O₃12.5%, SiO₂9.1% 및 Al₂O₃와 SiO₂및 Cr₂O₃의 혼합물 1.4%를 함유한 유리 1. 이 페이스트 고체의 전체적인 조성은 PbP 66.6%, B₂O₃10.8%, Al₂O₃1.2% SiO₂20.4% 및 Cr₂O₃1.0%이다.

페이스트 B : PbO 38.4%, ZnO 38.3%, B₂O₃17.3%, Al₂O₃0.8%, SiO₂2.3% 및 SnO₂와 Cr₂O₃의 혼합물 2.9%를 함유하는 유리 2. 이 페이스트 고체의 전체적인 조성은 PbO 37.8%, ZnO 37.6%, B₂O₃17.0%, Al₂O₃0.8%, SiO₂2.3%, SnO₂2.8% 및 Cr₂O₃1.9%이다.

[실시예 1-5]

페이스트 A는 10중량%에서 50중량%로, 페이스트 B는 90중량%에서 50중량%로 상보적으로 증가시키면서 페이스트 A를 페이스트 B와 블렌딩시킴으로써 일련의 5개의 봉입재 후막 페이스트를 제조하였다. 페이스트 블렌드의 조성 및 그로부터 제조된 소성된 봉입재층의 TEA중에서의 TCE 및 내구성을 하기 표 1에 기재하였다.

[표 2]

[실시예 6]

전술한 종래의 유리 제조 방법에 의해서 금속 산화물의 혼합물로부터 유리를 제조하여 그 유리를 1,000℃에서 용융시키고 증류수에 프릿트시켰다. 그 프릿트를 16시간 동안 볼밀로 분쇄한 다음 철야 건조시켰다. 그 유리는 하기 조성을 가졌다.

PbO 45.3중량%

ZnO 31.4중량%

SiO₂3.5중량%

SnO₂2.4중량%

B₂O₃16.5중량%

Al₂O₃0.9중량%

에틸셀룰로오스, 테트핀올 용매 유기 매질을 사용하여 이 유리로부터 후막 페이스트를 제조하였다. 실온 내지 300℃에서 측정된 소성 페이스트의 TCE는 67×10⁺⁷/℃이고, 트리에탄올아민에서의 내구성 시험은 24시간 후 평균 중량 손실이 단지 3.25%를 나타내었다. 소성된 층은 기포를 함유하지 않았고 현저한 은 이동 저항을 가졌다.

[실시예 7]

실시예 6의 유리와 동일한 방법으로 금속 산화물의 혼합물로부터 추가의 유리를 제조하였다. 그 유리는 하기 조성을 가졌다.

PbO 43.0중량%

ZnO 33.0중량%

SiO₂2.3중량%

SnO₂2.0중량%

B₂O₃15.7중량%

Al₂O₃4.0중량%

실시예 6에서와 동일한 유기 매질 조성물을 사용하여 이 유리로부터 후막 페이스트를 제조하였다. 실온에서 측정된 소성된 페이스트의 TCE는 65×10^-7/℃이고, 트리에탄올아민 중에서 시험한 19시간 후의 내구성은 5.74%의 평균 중량 손실을 나타내었다. 소성된 층은 기포를 함유하지 않았으며, 우수한 은 이동 저항을 가졌다.

Claims (11)

15 내지 34.5중량%의 ZnO, 40 내지 65중량%의 PbO, 10 내지 30중량%의 B₂O₃, 0.5 내지 15중량%의 SiO₂및 0.5 내지 10중량%의 SnO₂을 함유하고, 7중량% 이하의 Al₂O₃, Cr₂O₃또는 이들의 혼합물을 추가로 함유할 수 있는 결정성 유리 조성물.

유기 매질 중에 분산된 제1항의 유리의 미분 입자로 이루어진 후막 조성물.

유리의 전체 조성이 제1항의 유리 조성물에 대응하는 다수의 결정성 유리의 미분 입자로 이루어진 후막 조성물.

제3항에 있어서, 조성물의 분산 고체가 납 아연 붕산염 유리, 납 붕균산염 유리, SiO₂및 Cr₂O₃의 혼합물로 이루어진 후막 조성물.

혼합물의 전체 조성이 제1항의 유리 조성물에 대응하는, 결정성 유리의 미분 입자와 금속 산화물의 혼합물인 후막 조성물.

제1항에 있어서, 510 내지 560℃의 온도에서 소성되어 PbZn₂B₂O₆의 대부분의 양이 나머지 유리 중에 분산되어 이루어진 다수의 결정상을 형성하는 조성물.

제1항에 있어서, 25 내지 34.5%의 ZnO를 함유하는 조성물.

제1항에 있어서, 40 내지 50%의 PbO를 함유하는 조성물.

제1항에 있어서, 10 내지 18%의 B₂O₃를 함유하는 조성물.

휘발성 용매 중에 용해된 중합체로 이루어진 유기 매질 중에 분산된 제1항의 조성물의 미분 입자로 이루어진 유기 매질 중에 분산된 제1항의 조성물의 미분 입자로 이루어진 후막 페이스트.

고체 중합체로 이루어진 유기 매질 중에 분산된 제1항의 조성물의 미분 입자로 이루어진 그린 테이프(green tape).