Badanie właściwości szkliw pod kątem zastosowań w grubowarstwowych mikrorezystorach fotoformowalnych

• Autorzy: Kiełbasiński K. , Zwierkowska E. , Achmatowicz S. , Młożniak A. , Jakubowska M.

Warianty tytułu

EN

Investigation of glasses for application in thick-film photoimageable microresistors

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule wyjaśniono wpływ lepkości i napięcia powierzchniowego szkliwa w temperaturze wypalania na kształt ścieżek o szerokości kilku dziesiątek mikrometrów otrzymanych za pomocą nowoczesnych metod takich jak fotoformowanie. Opracowanie w głównej mierze dotyczy mikrorezystorów z powodu znacznej zawartości w nich szkliwa. Opisano problemy występujące w fotoformowalnych pastach światłoczułych, związane z ich nadmiernym rozpływem i wyciekiem szkliwa. Zaproponowano rozwiązanie tych problemów przez zastosowanie szkliw o wysokim napięciu powierzchniowym co pociąga za sobą dużą wartość kąta zwilżania podłoża. Przedstawiono metodę pomiaru kąta zwilżania, którą zastosowano do oceny kilku szkliw opracowanych w ITME. Następnie obliczono teoretyczną szerokość mikrorezystorów po wypaleniu. Stwierdzono, że szkliwa bezołowiowe zastosowane do mikrorezystorów są znacznie mniej podatne na rozpływ podczas wypalania niż szkliwa zawierające tlenek ołowiu, zatem są preferowane do mikrorezystorów.

EN

This paper examines the theoretical influence of certain properties of glass exhibited at a firing temperature, like viscosity and surface tension, on the shape of a few tens of microns wide lines, which can be obtained in a state-of-the-art thick film fabrication process i.e. photoimaging. Resistive lines are the main focus of attention because of their high glass content. The major disadvantages of experimental microresistors, like glass bleeding and excessive reflow, are discussed. Solutions to these problems, including glass with a high surface tension and, in consequence, a high wetting angle, are proposed. An experimental method of measuring the wetting angle, which was used to assess the quality of various glasses analyzed at ITME, is shown. The results have proved that lead-free glasses are less affected by excessive reflow than their lead oxide containing counterparts, and therefore are more suitable for microresistors.

Słowa kluczowe

PL

napięcie powierzchniowe szkliwa; grubowarstwowe mikrorezystory fotoformowalne

EN

thick film photoimageable microresistors resitors; glass surface tension

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 41, nr 1
• Strony: 10--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Kiełbasiński K.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Zwierkowska E.

autor

Achmatowicz S.

autor

Młożniak A.

autor

Jakubowska M.

Bibliografia

• [1] Lahti M.: Gravure offset printing for fabrication of electronic devices and integrated components in LTCC modules, Acta Technica Universitatis Ouluensis, Oulu 2008.
• [2] Corbett S., Strole J., Johnston K.: Direct-write laser exposure of hotosensitive conductive inks using shaped-beam optics, Int. J. Appl. Ceram.Technol., 2005, 2, [5], 390 – 400
• [3] Kinzel E. C., Sigmarsson H. H., Xua X.: Laser sintering of thick-film conductors for microelectronic applications, J. of Appl. Physics, 2007, 101, 63106-9
• [4] Kita J., Dziedzic A., Golonka L. J.: Properties of laser cut LTCC heaters, Microelectronics Reliability, 2000, 40, 1005 - 1010
• [5] Tredinnick M., Barnwell P., Malang D.: Thick film fine patterning, International Symposium on Microelectronics, 2001, 676 - 681
• [6] Dziedzic A.: Modern micropassives: fabrication and electrical properties, Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, 2006, 54, 1, 9 - 18
• [7] Achmatowicz S., Kiełbasiński K., Zwierkowska E., Wyżkiewicz I., Baltrušatis V., Jakubowska M.: A New photoimageable platinum conductor, Microelectronics Reliability, 2009, 49, 579 - 584
• [8] Berthelot D.: Sur le mélange des gaz, Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences”, Compt. Rend., 1898, 126, 1857
• [9] Żenkiewicz M.: Methods for the calculation of surface free energy of solids, Manufacturing Engineering, 2007, 24, 1, 137 - 145
• [10] Król P., Król B.: Determination of free surface energy values for ceramic materials and polyurethane surface- modifying aqueous emulsions, Journal of the European Ceramic Society, 2006, 26, 2241 – 2248
• [11] Prudenziati M., Zanardi F., Morten B., Gualtieri A. F., Lead-free thick film resistors- an explorative investigation, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2002, 13, 31 – 37
• [12] Kiełbasiński K.: Technologia bezołowiowych rezystorów grubowarstwowych na potrzeby podzespołów montowanych powierzchniowo (SMD). Rozprawa doktorska, 2011, Politechnika Warszawska, Warszawa.
• [13] Tadmor R.: Line energy and the relation between advancing, receding and Young contact angles. Langmuir, 2004, 20 (18), 7659