无镉无铅厚膜导体组合物 本发明涉及用于混合电路的厚膜浆料组合物，尤其是涉及采用无镉无铅玻璃料作为粘合剂的这种组合物。
厚膜导体在电阻器、电容器和集成电路之间起内连接作用。厚膜导体用于微型电路，与电阻器或电容器图形端点连接，一般是采用如下方法，在衬底上焙烧导体图形，然后在导体图形部分之上印刷电阻器或电容器图形，再对两者进行焙烧。
在微电子学中，把金用于厚膜电路制造具有显著的优点。在所有的金属中，金是最有韧性的和最可延展的，这种特性有助于细导线拉伸和导线连接。而且，金不易与氧化合。由于不存在氧的反应，所以可在高达金的熔点的温度下进行空气中焙烧。但是，采用金作为厚膜导体的印剂所存在的公知问题是，很难使金与下层的衬底之间粘合。特别是，当形成与金属的粘合，例如在导线粘结时，具有金表面上无氧化层的优点，尽管如此，仍旧相信不利于与金属氧化物如玻璃或陶瓷的粘结。
在本发明中显示出，易于还原的氧化铜的添加在焙烧过程中导致金属铜。铜与金形成合金并增强了其氧亲合性。因此，可以实现与氧化的衬底更强的粘合。此理论也将适用于氧化铜的置换，以及适用于其它易于还原的金属氧化物。
而且，现有的大多数金厚膜组合物含有镉化合物作为基本组分。实验性研究已经确认，镉化合物如CdO和含CdO的玻璃，对于厚膜金组合物与陶瓷体地强烈粘合来说是必不可少的。近来，含镉组合物的使用已受到限制，而且在某些地区，在不久的将来将禁止使用含镉组合物。由于对人类健康的高度危害，预计对使用含镉化合物将会有更多的限制。
但是，已有技术中还没有无毒的无铅无镉玻璃料系列，具有低熔点，在膨胀及耐久性上适中，从而提供优异的浸润性。因此，为了从含玻璃料的产品的宽类别中减少或消除铅和镉，与此一致，本发明涉及无铅无镉玻璃料，这在厚膜浆料组合物的组成非常有用。本发明的组合物为目前所用的组合物提供了一种无毒的无镉/无铅厚膜替换物。
第一方面，本发明涉及玻璃组成物，包括(按摩尔百分比)：5-70％Bi2O3、18-35％SiO2、0.1-40％CuO、0.5-25ZnO、0.5-40％CoO、0.5-40％Fe2O3和0.5-40％MnO，其中不含铅和镉。
第二方面，本发明涉及可丝网印刷的厚膜浆料组合物，适用于厚膜导体，包括上述玻璃组合物和第二种玻璃的混合物的细微分离颗粒的弥散体，第二种玻璃包括(按摩尔百分比)：(1)65-85％的玻璃形成氧化物，含有25-55％B2O3、40-10％SiO2和30-0％的选自Al2O3、Bi2O3、ZrO2及其混合的的其它玻璃形成氧化物，(2)，35-15％的玻璃改性氧化物，其基本组成为3-35％碱土金属氧化物，其中MgO不小于10％，0-28％的置换氧化物选自CuO、Cu2O、PbO、ZnO及其混合物，每一种置换氧化物均不超过10％，其总量不超过玻璃改性氧化物总量的80％，第二种玻璃组合物中无铅和镉。
第三方面，本发明涉及一种玻璃组合物，包括(按摩尔百分比)：0.5-2％MgO、2-20％BaO、0-6％Al2O3、0-45％B2O3、0-5％ZrO2、18-35％SiO2、5-70％Bi2O3、0-25％ZnO、0.2-40％CuO、0.1-40％CoO、0.5-40％Fe2O3和0-40％MnO，该玻璃组合物不含铅和镉。
第四方面，本发明涉及可丝网印刷的厚膜浆料组合物，适用于厚膜导体，包含上述玻璃组合物与导电颗粒的细碎颗粒的弥散体。
第五方面，本发明涉及上述厚膜浆料组合物，还包含选自通式CuOx的氧化铜，其中x的范围是0-1。
在本发明的以上概述中，以及以下的发明详述中，除另有说明之外，所有的百分比均为以玻璃组合物总量为基础的摩尔百分比。
已经发现，在焙烧过程中，导体浆料组分如CuOx其中x为0-1和Bi2O3部分地还原成相应的金属。然后金属Cu和Bi与金形成合金，从而改进其表面特性和机械性能。可以确定，这些比金更为堂正电性的元素，在金膜表面构成与陶瓷介质的稳固的化学键。换言之，与金合金化的Bi和Cu，在金一陶瓷界面处，使金表面更易于与陶瓷体的氧化部位反应。在金膜与陶瓷的改善的粘合中，以及改善的导线粘合强度中，表现出稳固的化学键。可以确定，提高了的反应性是金组合物的粘合性提高及较好的导线粘结特性的关键所在。1密耳的Au导线粘合显著地证明了含有铋盐玻璃作为单一无机粘合剂的金组合物的作用。但是，发现对于2密耳的Au导线粘合，该玻璃自身是不足够的。因此，本发明还建议了该玻璃与可选择地添加的铜或氧化铜的混合物，由此提供了对于2密耳的金导线粘合及铝导线粘合可接受的组合物。
无机粘合剂
配方中关键的组分是无机玻璃熔料的细碎颗粒。玻璃熔料需要用于粘合烧结的金属粉末，因此焙烧中熔料的软化点及粘带性，以及其对金属粉末和衬底的浸润特性是非常关键的。焙料的颗粒尺寸无需严格地限制，本发明中适用的焙料平均颗粒尺寸一般为0.5-4.5微米，最好是1-3微米。粘结剂的含量一般是导体组合物(不包括有机介质)的1-20wt％，较好是1-10wt％，更好是1-6wt％。固体表面的浸润性，一般是由液-固界面之间的形成接触角以及在接触点对液体表面的正切来确定的。接触角越小，显示的浸润性越好，对于给定的固体表面面积完全浸润所需玻璃越少。较好的焙烧温度在600°-1000℃。
使厚膜导体与衬底之间的应力最小，取决于它们热膨胀特性，各自的弹性模量和相对厚度。作为导体组合物含量较大的基本组分的金属，与玻璃相比，具有较高的TCE，但弹性模量也实质上较低。针对与玻璃相比金属的弹性模量低的特点，可以期望在配方中使用实际最少量的玻璃粘合剂，从而降低粘合界面的应力。呈现优异的浸润特性的玻璃粘合剂，可以使配方中所需的粘合剂含量减至最少，同时保持优异的可焊接性和粘结剂。
用于导体组合物的已有玻璃是基于镉或铅熔料。为了满足现行的对毒性及环境相关性的限制，从导体组合物中消除铅和镉，需要提供适合低软化点及流动特性，同时也满足浸润性、热膨胀和性能要求的玻璃。本发明的基于下列组分和玻璃系列提供了意料之外的显著性能：Bi2O3、SiO2、CuO、ZnO、CoO、Fe2O3和MuO。
从组成上讲，上述玻璃可与第二种玻璃混合，本发明中用作第二种玻璃的是硼硅酸盐玻璃，其中含有(按摩尔百分比)：65-85％的玻璃形成氧化物和35-15％的玻璃改性氧化物。
主要的玻璃形成氧化物是B2O3和SiO2，其含量分别是玻璃的25-55％和40-10％。玻璃中应至少含有25％B2O3，以保证焙烧时玻璃的粘滞性不会过高。但是，如果B2O3含量超过55％，则玻璃的耐久性将会降低至无法接受的程度。
玻璃中还可以含有高达30％的条件玻璃形成氧化物。这种条件玻璃形成氧化物包括Al2O3、Bi2O3、ZrO2及其混合物。尽管这些条件玻璃形成氧化物对于本发明的所有应用而言不是作为必不可少的，但最好玻璃中含有至少10％这种第二种玻璃形成氧化物，最好是15％。具体地，Bi2O3可用来降低玻璃的粘滞性、增大玻璃的焙烧范围。另一方面，Al2O3不仅可用来扩大玻璃形成范围，还可在改善其耐久性。
本发明的第二种玻璃中所用的主要玻璃改性物是碱土金属氧化物，其在玻璃总量中所用的量可高达35％。碱土金属氧化物既可单独使用也可混合使用。但是，所用的MgO最好不超过10％，以免玻璃在厚膜处理条件下趋于晶化。最多达80％的主要的碱土金属氧化物玻璃改性物可由第二种或代用的玻璃改性物所置换，例如ZnO、PbO、CuxO(Cu2O或CuO)或ZrO2。但是，玻璃粘合剂中所含的这些替代的玻璃形成物均不应超过15wt％，以免在焙烧温度下玻璃的粘滞性变得过高。
本发明并不限于以上所述。还可以把单一的无镉无铅玻璃扩展至这样的范围，即把表I的实施例1-10与该表实施例11的两种以上的玻璃混合，从而获得如公开所示的组合范围。此外，本发明的组合范围，还可以通过把两种以上的适合玻璃混合来实现，或者制作一种玻璃来实现，或者使玻璃混入适当的结晶相来实现。
电功能材料
金属颗粒的如铜、金、银、铂、钯及其混合物和合金可用于本发明。较好的金属颗粒是金。从技术效果的观点来看，金属粉末或片状粉末的颗粒尺寸本身并无严格要求。但是，从以下观点来看，颗粒尺寸会影响金属的烧结性能，即大颗粒烧结在速率上低于小颗粒。不同尺寸的粉末和/或片状粉末的混合物，可用来使导体配方在焙烧中满足烧结性能的要求，正如已有技术中所公知的。但是，金属颗粒尺寸必须适合于所用方法，通常是丝网印刷。所以，金属颗粒尺寸应不大于20微米，而且最好是不大于10微米。最小颗粒尺寸通常是0.1微米左右。组合物中金的含量一般是60-90wt％(按浆料计算)和70-99％(对焙烧而言)。
铜添加物
本发明中铜添加成分可用通式CuOx表示，其中x的范围是0-1。铜颗粒尺寸不应大于20微米，最好是在0.1-10微米范围内。
可以简单地与其它固体混合以粒子形态来添加铜添加物。在本发明的玻璃中发现，铜添加物的表现方式不同于铜氧化物。组合物中的CuOx含量一般是0.01-1wt％(按浆料计算)和0.02-1.5wt％(对焙烧而言)。
有机介质
电功能材料的细碎颗粒和无机粘合剂通常将弥散于有机介质中，形成可以按期望的电路图案印刷的半流体浆料。有机介质可以是任何一种适合的惰性液体，最好是非水惰性液体，可以提供固体与衬底的适合的浸润性、颗粒在浆料中相对稳定的弥散性、具有满意的丝网寿命的良好印刷性能、足以承受剧烈加工的干膜强度、以及良好的焙烧特性。各种有机液体均可采用，可以具有或没有增稠剂、稳定剂和/或其它通用的添加剂。可使用的有机液的例子有，醇；这种醇的酯，例如乙酸酯和丙酸酯；萜烯如松油、松油醇及类似物；树脂溶液，例如在溶液中的聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯吡咯烷酮或者乙基纤维素，溶剂例如有松油和二甘醇-乙酸酯的单丁基醚。介质中还可含有挥发性液体，以便在对衬底印刷之后促进快速凝固。有机介质为浆料的5-50wt％。
在三辊碾磨机上可以方便地制备导电浆料组合物。对于这些组合物优选的粘滞性大约是50-350Pa.S，这是在25℃、10rpm下，采用14号测量轴在布氏HBT粘度计上测量的。所用的增稠剂的量取决于最终期望的配方粘滞性，因而取决于系统的印刷要求。
测试程序
导线粘合
导线粘合按传统方式实现，即把导线与金属化密切接触，随后使用超声波和/或热能量在导线与金属化之间形成接合。更具体讲，本发明中所用技术是在两个焊盘之间形成导线环路，并在环路下方插入一个与张力震动部分(quage)相连卡爪，测量使导线或粘合破坏所需的力。测量到的破坏力将是接合和环路尺寸之间的间距的函数，而且拉力的速率也将影响达到的破坏力的值。
以下实施例更为具体，但并不对本发明构成限制。
玻璃制备
这种玻璃熔料的制备是公知的，其组成为，例如，以各组分的氧化物的形式，把玻璃组分溶合在一起，把这种熔融的组合物浇入水中形成熔料。配料成分当然应该是在熔料制造的通常条件下能产生期望的氧化物任一种化合物。例如，硼氧化物将从硼酸中获得，二氧化硅将从燧石中获得，氧化钡将从碳酸钡中获得等等。最好在球磨机中用水研磨玻璃，降低熔料的颗粒尺寸，并制取尺寸基本均匀的熔料。按传统的玻璃制造技术来制备玻璃，按期望的比例混合期望的组分，对混合物加热形成熔体。正如从已有技术中公知的，加热至峰值温度并持续一段时间，以使熔体完全液化并且均匀。在本工序中，通过在聚乙烯罐内使各组与塑料球振动而使其预混，然后在铂甘锅内在期望温度下熔化。熔体在峰值温度1100°-1400℃加热1-1小时。然后把熔体浇入冷水。通过增加水与熔体的体积比例，来使淬火时水的最高温度尽可能地低。粗制熔料与水分离后，通过在空气中干燥，或者用甲醇漂洗来去除水份，从而除去残余的水。之后在铝容器中用铝球对粗料球磨3-15小时。即使铝被材料吸收，通过X射线衍射分析，也未在可观察到的限量内测到铝。把磨后的熔料稀浆从球磨机中排放出去后，通过倾析法除去过多的溶剂，在室温对熔料粉未进行空气干燥。用325目筛网对干燥后的粉末过筛，除去所有大的颗粒。
熔料的两个主要性能是在厚膜组合物制备的加热-冷却周期(焙烧周期)过程中，其有助于无机结晶颗粒材料的液相烧结，通过脱玻作用形成非结晶(非晶)或结晶材料。此脱玻作用能产生具有相同组成的单一结晶相作为起始非结晶(玻璃态)材料，或者产生组成不同于起始玻璃材料的多个结晶相。
组合物制备
在本发明的组合物的制备中，颗粒状无机固体与有机载体混合，并由适合的设备进行弥散，例如三辊磨机，形成悬浮物，结果使组合物的粘滞性在4秒-1的剪切速率下为100-150帕斯卡-秒的范围内。
在以下的实施例中，按如下方法制成组合物：
在容器中对浆料各组分称重，减去等效于约5tw％的5％有机成分。对各成分进行强有力的混合，形成均匀的混合物，之后使混合物通过分散设备，例如三辊磨机，实现颗粒的良好弥散。采用Hegman测试仪来确定浆料中颗粒的弥散状态。此仪器由一钢块内的沟道构成，一端为25μm(1密耳)深，向另一端成斜坡直至0″深度。用一刮刀沿沟道长度把浆料向下压。沟道中聚集块直径大于沟道深度的地方将出现痕迹。良好的分散一般将产生10-18中的四分之一痕迹点。沟道的一半未被良好分散的浆料覆盖的点一般在3至8个。四分之一的痕迹尺寸＞10μm则表明较差的分散。
然后添加构成浆料其余5％的有机成分，调节树脂含量，使全配方下剪切速率为4秒-1时的粘滞性在140-200Pa.S内。然后把组合物施于衬底上，例如氧化铝陶瓷，通常是采用丝网印刷工艺，湿态厚度约为30-80微米，较好为35-70微米，更好为40-50微米。本发明的电极组合物可以印刷在衬底上，这是以传统方式通过使用自动印刷机或者手动印刷机来印刷的，最好采用自动丝网模板技术，所用丝网为200-325目。印刷后的图形在焙烧前，在200℃以下、约150℃的温度干燥约5-15分钟。对无机粘合剂和细碎金属颗粒实施烧结的焙烧，最好在井式通风的传送带式炉进行，温度模式曲线为：在约300℃-600℃使有机物质烧蚀，在约700°-1000℃的最高温度持续约5-15分钟，随后是控制的冷却周期，防止过烧结，在中间温度下的不必要的化学反应或者在过快冷却下会产生的衬底破裂。整个焙烧程序最好持续约1小时的周期，以20-25分钟达到焙烧温度，在焙烧温度持续约10分钟，以约20-25分钟进行冷却。某些情况下，整个周期时间可短至30分钟。
实施例
实施例1-11
采用上述方法制备玻璃、进行研磨、由x射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)测试特性。由DTA和膨胀测试获得的玻璃转变温度(Tg)在300°-550℃的范围，优选为350°-500℃。表I中给出本发明的10个玻璃样品。样品11是市售产品，可以是由E.I. du Pont deNemours和Co.，Wilmington，DE制造的。
表I中给出了按摩尔％的组成，其中还有市售的无镉无铅玻璃(样品XI)。所有试样玻璃均含有30.0摩尔％的SiO2，其余70摩尔％由Bi2O3构成(表I中的玻璃II)，或者由过渡金属氧化物与Bi2O3组合构成。对于过渡金属氧化物，Bi2O3-SiO2系统是非常有效的溶剂，在SiO2含量固定为30摩尔％时，这些玻璃可以基本溶解过渡金属氧化物的量。
表I
玻璃组合物摩尔％实例编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 BaO -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 17.22 MgO -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 2.00 ZnO 10.0 -- -- 20.0 -- -- -- -- -- -- 6.70 CuO 20.0 -- 40.0 -- -- -- -- -- -- -- 0.50 CoO 5.0 -- -- -- 20.0 40.0 -- -- -- -- --MnO -- -- -- -- -- -- 20.0 40.0 -- -- --Fe2O3 -- -- -- -- -- -- -- -- 20.0 40.0 --Al2O3 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 4.30B2O3 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 42.35Bi2O3 35.0 70.0 30.0 50.0 50.0 30.0 50.0 30.0 50.0 30.0 5.00SiO2 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 17.40ZrO2 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
在以下实例中，所有的厚膜组合物均按上述方法制备。
实施例12-15
采用表I的玻璃1和2，在辊磨机(100克等级)上制备4种金组合物系列，用于1密耳金导线粘合的评价。组合物如表II所示。
表II
金组合物wt％实施编号 12 13 14 15金 83.00 83.00 83.00 83.00实施例1 1.00 3.00 -- --实施例2 -- -- 1.00 3.00Bi2O3 -- -- -- --CdO -- -- -- --Cu2O -- -- -- --有机载体* 至100％ 至100％ 至100％ 至100％*有机载体
采用325目金粘合图形丝网，把实施例12至15的组合物印刷在Al2O3，介电5704**含介电QM42**衬底上。对上述所有电介质上的一次和多次(5次焙烧)焙烧测试了一密耳导线的粘合。拉伸强度的简要数据如表III所示。**介电5704和介电QM42衬底是市售厚膜电介质，由E.I.duPont de Nemours和Co.，Wilmington，DE.销售。
表III
1密耳导线拉伸强度衬底/焙烧 平均值 SIG 平均值-3SIG 最小值
(g) (％) (g) (g)实施例12 Al2O3/1 11.7 10. 5 8.0 8.0
Al2O3/5 11.8 21.7 7.3 6.0
5704/1 11.5 10.4 7.9 7.0
5704/5 11.4 11.6 7.4 4.5
QM43/1 11.3 15.0 6.2 5.5
QM42/5 11.3 13.8 6.6 5.0实施例13 Al2O3/1 11.6 9.9 8.1 9.0
Al2/O3/5 11.8 11.9 7.6 3.5
5704/1 11.1 10.9 7.4 7.5
5704/5 11.5 11.7 7.5 8.5
QM42/1 11.4 12.6 7.1 6.5
QM42/5 11.5 10.3 8.0 8.5实施例14 Al2O3/1 11.9 9.6 8.4 8.5
Al2O3/5 12.0 10.2 8.3 8.3
5704/1 11.8 9.7 8.3 8.5
5704/5 11.4 10. 8 7.7 8.0
QM42/1 11.8 10.0 8.2 8.5
QM42/5 11.9 10.1 8.3 8.5实施例15 Al2O3/1 11.7 9.1 8.5 9.0
Al2O3/5 11.8 9.5 8.4 9.0
5704/1 11.8 10.2 8.2 9.0
5704/5 11.7 10.8 7.9 6.0
QM42/1 11.9 10.5 8.1 7.5
QM42/5 11.7 10.6 7.9 8.0
每种组合物(金组合物/衬底/焙烧)的粘合个数均为2000。所有组合(24个)均无失败。在24个组合中，仅有在介电QM42上的实施例15显示出1％的金属化隆起，其余均具有可接受的失败模式。尽管这些金组合物实例(表III)不是最佳的，但仍显示出良好的性能。
表III中未于示出，在各种衬底上对实施例12-15的粘合强度做了两密耳导线粘合实验，其结果非常不一致；平均拉伸强度随衬底不同强烈变化，标准偏差非常高。大多数组合物具有大于50％的高的泥炭(divots)百分比。所有组合物具有非常高的(金属化隆起)失败模式。在2密耳金导线粘合中，发现所有组合(24个)均具有差的性能。
实施例16-23
表IV展示了采用2％粘合剂在辊磨机(50克等级)上制备的八个金组合物，粘合剂由1.50％的实施例1-8的玻璃和0.5％的实例11玻璃组成。
玻璃混合物具有显著的1密耳导线粘合强度。尽管如此，实施例16-23的两密耳金导线粘合性能交差。
表IV
含有共粘剂的金组合物(wt％)实施例编号 16 17 18 19 20 21 22 23金 83.0 83.0 83.0 83.0 83.0 83.0 83.0 83.0实施例11 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5实施例1 1.5 -- -- -- -- -- -- --实施例2 -- 1.5 -- -- -- -- -- --实施例3 -- -- 1.5 -- -- -- -- --实施例4 -- -- -- 1.5 -- -- -- --实施例5 -- -- -- -- 1.5 -- -- --实施例6 -- -- -- -- -- 1.5 -- --实施例7 -- -- -- -- -- -- 1.5 --实施例8 -- -- -- -- -- -- -- 1.5有机载体 至100％----------------->
实施例24-37
在辊磨机(50克等级)上制备组合物实例24-31。无机粘合剂总量为2％，由1.5％的表I中实例1-8的玻璃和0.5％的实例11的共粘剂构成。在20克浆料中添加0.1克CuO。然后在混砂机中对混合物进行分散。
实施例24-31在氧化铝和5704电介质上的两密耳金导线粘合数据列于表VI。VI展示了CuO与无Cd/Pb玻璃在2密耳金导线粘合性能上的主要改进。
CuO可实用的范围如表VII所示，并列于实施例32-37。实施例32-37在氧化铝和5704电介质上的2密耳金导线粘合列于表VIII。表VIII展示出对高CuO含量的样品难于形成接合；实施例32获得了224个接合，但实施例34仅有3个接合。实施例35-37也有同样的趋势。未粘合数量也随CuO含量增大而增多，例如，对于在氧化铝上的实施例32，224个接合中有6个未粘合，而对于在氧化铝的实施例34，3个接合中有3个未粘合。实施例32-37的焙浇部件的抛光(去除表面污染)对导线粘合性能无改善，未粘合数量无变化。可以确信，实施例32-37的性能趋向是由于形成了过量的合金(Cu/Au合金)，已知铜可以增大金的硬度。增大的硬度在大数量的失败中已有证明。
表V
CuO改性组合物 (wt％)组分 24 25 26 27 28 29 30 31金 82.59 82.59 82.59 82.59 82.59 82.59 82.59 82.59实施例11 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50CuO 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50实施例1 1.49 -- -- -- -- -- -- --实施例2 -- 1.49 -- -- -- -- -- --实施例3 -- -- 1.49 -- -- -- -- --实施例4 -- -- -- 1.49 -- -- -- --实施例5 -- -- -- -- 1.49 -- -- --实施例6 -- -- -- -- -- 1.49 -- --实施例7 -- -- -- -- -- -- 1.49 --实施例8 -- -- -- -- -- -- -- 1.49有机物 至100％--------------------------------->
表VI
2密耳金样品 衬底 接合 未粘合 FOE′S 脱离 隆起 24 氧化铝 196 2 5 6 11 24 5704 196 0 0 28 0 25 氧化铝 196 0 0 62 3 25 5704 196 0 0 87 0 26 氧化铝 196 2 3 5 29 26 5704 196 0 1 22 1 27 氧化铝 196 0 0 85 0 27 5704 196 0 0 63 0 28 氧化铝 196 0 0 65 3 28 5704 196 0 0 68 0 29 氧化铝 196 0 1 72 0 29 5704 196 0 1 51 0 30 氧化铝 196 0 0 70 3 30 5704 196 0 0 18 0 31 氧化铝 196 0 0 12 4 31 5704 196 0 1 5 1粘合条件：090 035 090 090 035 130
1-F 1-T 1-US 2-F 2-T 2-USF＝力(克)T＝时间(毫秒)US＝振动幅度(微英寸)
表VII
含有高CuO含量的金组合物 (wt％)实施例编号 33 34 35 36 37 38金 82.50 82.50 81.50 82.50 82.00 81.50实施例11 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50铜 0.50 1.00 1.50 0.50 1.00 1.50实施例4 1.49 -- -- -- -- --实施例6 -- 1.49 -- -- -- --有机物 至100％-------------------------------------
表VIII
E78450-42-系列实施例 衬底 接合 未粘合 FOE′S 脱离 32 氧化铝 224 6 1 0 32 5704 224 3 0 0 32 印刷/干燥/印刷 56 19 13 0 33 氧化铝 84 25 6 0 33 5704 98 19 2 0 33 印刷/干 8 6 2 0
燥/印刷 34 氧化铝 3 3 3 0 34 5704 34 印刷/干
燥/印刷 35 氧化铝 224 16 2 0 35 5704 224 2 0 0 35 印刷/干 12 8 8 0
燥/印刷36 氧化铝 224 57 14 0 36 570436 印刷/干
燥/印刷37 氧化铝 10 10 4 037 570437 印刷/干
燥/印刷粘合条件： 090， 035， 090， 090，035，130
实施例38-47展示了改善的金组合物及其在2密耳金、1.5和10密耳铝导线上的性能测定。优选的玻璃粘合剂-共粘剂是比例为3∶1的铋玻璃/实例11。玻璃组合物实例4(锌玻璃)、实例6(40摩尔％CoO的钴玻璃)、实施例5(20摩尔％CoO的钴玻璃)和实例9(20摩尔％Fe2O3的铁玻璃)与添加物如CuO和Cu一起使用。
展示具有Cu、CuO和Ag的优选配方的组合物列于表IX。在表X的实施例38-47给出了两密耳金导线粘合的性能。具有2％玻璃粘合剂的组合物实施例38-47具有非常少数量的脱离，其中大小数的脱离为零，只有基于Fe2O3玻璃的实施例46和47除外。
表IX
CuO、Cu和Ag的作用，组合物wt％实施例 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47金 83.75 83.00 83.75 83.00 83.75 83.75 84.25 84.25 83.75 83.75银 -- 0.75 -- 0.75 -- -- -- -- -- --Cu -- -- -- -- 0.25 0.25 0.15 0.15 0.25 0.25CuO 0.25 0.25 0.25 0.25 -- -- -- -- -- --实施例11 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.40 0.40 0.50 0.50实施例4 1.50 1.50 -- -- 1.50 -- 1.20 -- -- --实施例6 -- -- 1.50 1.50 -- 1.50 -- 1.20 -- --实施例9 -- -- -- -- -- -- -- -- 1.50 --实施例10 -- -- -- -- -- -- -- -- -- 1.50有机物 至100％------------------------------>
表X
2密耳金导线粘合概况样品 衬底 接合 未粘合 FOE′S 脱离 38 氧化铝 224 1 0 0 38 5704 224 0 0 0 39 氧化铝 224 1 0 0 39 5704 224 0 0 0 40 氧化铝 224 1 0 0 40 5704 224 2 0 0 41 氧化铝 224 0 0 0 41 5704 224 0 0 0
粘合条件： 090，035，090，090，035，130 42 氧化铝 224 0 0 0 42 5704 224 0 0 0 43 氧化铝 224 1 0 0 43 5704 224 0 0 0
粘合条件： 0.90，035，090，090，035，130 44 氧化铝 224 0 0 8 44 5704 224 0 0 38 45 氧化铝 224 1 0 3 45 5704 224 0 0 12 46 氧化铝 224 0 0 0 46 5704 224 1 0 45 47 氧化铝 224 0 0 1 47 5704 224 0 0 10
表X中的实施例38、40和42的对比证实了由Cu(实施例42和43)置换CuO(实施例38和40)的作用。两组实例在Al2O3和5704上的，泥炭(divots)为零。在Cu组(实施例42)中失败数量较少，在基于钴玻璃(实施例40和43)的组合物中与其相同。
术语汇编
Carbitol：康涅狄格州(美)、Danbury的联合碳化物公司的商标，用于二甘醇乙醚。
Texanol：田纳西州(美)、Kingsport的伊斯曼化学制品公司的商标，用于2，2-4-三甲基戊烷二醇-1，3-单异丁酯。
Dowanol PPH：Dow Chemical Co.，商标，用于乙二醇苯基醚。