DE2419858A1 - Beschichtungsglas fuer elektrische isolierungen - Google Patents
Beschichtungsglas fuer elektrische isolierungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsglas für elektrische
Isolierzwecke. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Besehichtungsglas,
welches geschmolzen werden kann und sieh zum Beschichten eines elektrisch leitfähigen Materials eignet.
Insbesondere kann es zur Beschichtung einer Paste aus elektrisch leitfähigem Pulver (z. B. Silberpaste) verwendet
werden. Hierbei kann es zur Isolierung von Überkreuzungen dienen, welche bei mehrschichtigen Schaltungen, wie z. B.
Hybrid-I.G. erforderlich sind.
Für die Beschichtung geeignete Glaspulver für elektrische Isolierzwecke
sind bekannt. Sie werden zum Abdichten, Einschmelzen oder Verschmelzen oder zum Beschichten von vorgeformten
Gegenständen, wie z. B. Glasgegenständen, Keramikgegenständen,
Metallgegenständen, Halbleiterelementen, Halbleiterteilen oder dgl. verwendet. Integrierte Schaltungen und Anzeigevorrichtungen
oder dgl. werden gebildet, indem man eine elektrisch leitfähige Schicht, eine Widerstandsschicht und eine
elektrische Isolierschicht auf ein Substrat,, wie z. B. Aluminiumoxyd oder dgl., im Sjäxlruck aufbringt. Eine elektrische
Isolierschicht sollte die folgenden Eigenschaften haben, damit sie leicht im Siebdruck auftragbar ist: Hohe Iaolierwirkung,
geringe Dielektrizitätskonstante und geringer dielektrischer Verlust; fehlerfreies gedrucktes Muster beim
Brennen bei geeigneter Brenntemperatur; inertes Verhalten
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gegenüber der Paste aus elektrisch, leitfähigem Pulver und
der Paste aus Widerstandspulver; keine schädlichen Einflüsse auf Lot oder angelötete leitungen; hohe Dichte; großer Flaehheitsgrad
der Isolierschicht nach dem Aufdrucken und Brennen; große Haftfestigkeit auf dem Substrat; ausgezeichnete Feuchtigkeitsbeständigkeit.
Bisher wurde für solche elektrische Isolierzwecke ein kristallisiertes
Glas vom Typ SiO2-Al2O5-PbP-TiO2-BaO verwendet,
welches in der U.S.-Patentschrift 3.586.522 beschrieben ist
oder ein Glas vom Typ SiO2-Al2O5-PbO-ZnO-B2O5. Diese herkömmlichen
kristallinen Gläser für elektrische Isolierzwecke sind jedoch bei der Herstellung des Glases schwer zu schmelzen.
Sie erteilen dem Produkt minderwertige elektrische Eigenschaften und bewirken ein leichtes Verfließen des gedruckten
Musters aufgrund der Oberflächenentglasungsneigung. Ferner haben diese herkömmlichen Gläser eine geringe chemische Beständigkeit.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beschichtungeglas
für elektrische Isolierzweeke zu schaffen, welches sich gut zum Drucken eignet und nicht zu einem Verfließen
des gedruckten Musters führt und welches eine große Haftfestigkeit auf dem Substrat und eine hohe Dichte hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Beschichtungsglas
für elektrische Isolierzweeke gelöst, welches im wesentlichen die folgende Zusammensetzung hat:
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Gewichtsprozent | |
SiO2 | 25 -48· |
Af2O3 | 8-24 |
PbO | 0.5 -40 |
TiO2 | 5-25 |
CaO | 4-20 |
ZrO2 | 0-5 |
ZrO2 + TiO2 | 5-25 |
ZnO | 0-20 |
PbO + ZnO | 0.5 -40 |
Sb2O3 | 0-3 |
Bi2O3 | 0-3 |
CdO | 0-3 |
SrO | 0-3 |
MgO | 0-3 |
PbF2 | 0-3 |
Bi2O3 + CdO + SrO + MgO + | PbF2 0-3 |
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Die folgenden drei Zusammensetzungen des erfindungsgemäßen Beschichtungsglases für elektrische Isolierzwecke
sind bevorzugt:
(Gewichtsprozent)
A | B | C | |
SiO2 | 25-48 | 30-42 | 30-42 |
Ai2O3 | 8-24 | 10-20 | 10-20 |
PbO | 0.5-40 | 1-25 | 2-10 |
TiO2 | 5-25 | 8-22 | 8-22 |
CaO | '4-20 | 6-18 | 6-18 |
ZrO2 | 0-5 | • 0-5 | 0-5 |
ZrO2 + TiO2 | 5-25 | 8-22 | 8-22 |
ZnO | 0-20 | 0.1-15 | 0.1-15 |
PbO + ZnO | 0.5-40 | 3-25 | 4-15 |
Sb2O3 | 0-3 | 0.1-1 | 0.1-1 |
Bi2O3 | 0-3 | 0-3 | |
CdO | 0-3 | 0-3 | |
SrO | 0-3 | • 0-3 | |
MgO · | 0-3 | 0-3 | |
PbF2 | 0-3 | 0-3 | |
Bi2O3 + CdO + SrO + MgO + | 0-3 | 0-3 |
PbF-
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Die Komponente SiO2 "bildet das Glasnetzwerk. Wenn die Menge
an SiO2 unterhalb 25 Gew.-$ liegt, so tritt "beim Schmelzen
nur schwer eine GlasMldung ein und es kommt leicht zum Auskristallisieren "bei Hitzebdseidlung. Ferner ist der Erweichungspunkt
zu niedrig, so daß die Masse sehr leicht erweicht, "bevor sie kristallisiert. Wenn die Menge an SiO? oberhalb
48 Gew.-$> liegt, so ist die Viskosität des Glases zu groß
und die Verarbeitung (Schmelzen und Formen) ist schwierig. Selbst wenn das Schmelzen und Formen möglich ist, so findet
doch bei geeigneten Brenntemperaturen (700 - 900 0C) nur
schwer eine Kristallisation statt. Der bevorzugte Bereich von SiO2 liegt bei 30 - 42 Gew.-#.
Die Komponente Al2O- ist ein intermediäres Oxyd, welches sich
auf die Metallisation auswirkt. Bei einer Menge von Al2O-von
weniger a^s 8 Gew.-^ tritt Kristallisation bei den geeigneten
Brenntemperaturen nur schwer ein. Wenn andererseits die Menge an Al2O- oberhalb 24 Gew.-# liegt, so ist die Viskosität
des Glases zu hoch, so daß es außerhalb des Glasbildungsbereichs liegt. Der bevorzugte Bereich an AIpO, liegt bei
0-20 Gew.-%.
Die Komponente PbO dient als Flussmittel. Der Kristallisationsgrad hängt erheblich von der Menge des PbO ab. Wenn die Menge
an PbO unterhalb 0,5 Gew.-% liegt, so ist die Viskosität des Glases zu groß, so daß das Schmelzen und Formen schwierig ist.
Ferner ist es schwierig, eine günstige Brenntemperatur zu
finden. Wenn andererseits die Menge an PbO oberhalb 40 Gew.-^
liegt, so ist die Viskosität des Glases zu gering, das gedruckte Muster ist weich und fließt beim Brennen leicht weg ·
und ferner ist auch eine Kristallisation nur schwer zu verwirklichen.
Der günstigste Bereich an PbO liegt bei 1-25 Gew.-^, Wenn die Menge an PbO unterhalb 1 Gew.-4>
'liegt, so erhält man keine geeignete Kristallisation, auch wenn das gedruckte
Muster bei einer Temperatur von 700 - 900 0C gebrannt
wird. Wenn die Menge an PbO oberhalb 25 Gew.-# liegt,
so reagiert manchmal das Glas mit einer elektrisch !erbfähigen
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Schicht wenn es über die elektrisch leitfähige Schicht gedruckt und dann gebrannt wird. Der optimale Bereich an PbO
liegt bei 2-10 Gew.-^.
Die Komponente TiOp dient als Keimbildungsmittel für die .
Kristallisierung. Die optimale Menge an TiO2 hängt von der
Hauptglaszusammensetztmg ab. Wenn die Menge an TiOp unterhalb
5 Gew.-# liegt, so tritt die Kristallisierung nur schwer ein. Wenn die Menge an TiOp oberhalb 25 Gew.-# liegt,
so tritt während der Glasbildung Kristallisation ein. Obgleich man eine Glasbildung beobachtet, ist doch die Zahl der Kristallkeime
zu groß, so daß die Kristalle ungenügend wachsen. Daher kommt es beim Brennen zu einem Verfließen des Musters.
Ein bevorzugter Bereich an TiO2 liegt bei 8-22 Gew.-^.
Die Komponente CaO ist für die Erzielung einer günstigen
Glasbildung unbedingt erforderlich. Wenn die Menge an CaO
unterhalb 4 Gew.-Jd liegt, so ist es schwer, das Material bei
normalen Schmelztemperaturen zur Glasbildung zu veranlassen. Wenn andererseits die Menge an CaO oberhalb 20 Gew.-% liegt,
so erweicht das Glas leicht und kann beim Brennen nur schwer kristallisiert werden. Der beste BeMch an CaO liegt bei
6-18 Gew.-$>.
Die bisher beschriebenen Komponenten sind unbedingt erforderliche Komponenten des erfindungsgemäßen Glases. Durch Zusatz weiterer nicht unbedingt erforderlicher Komponenten
können die Eigenschaften noch weiter verbessert werden.
Die Komponente ZrO2 dient dazu, die Keimbildung zu verbessern.
Wenn die Menge an ZrO2 oberhalb 5 Gew.-?6 liegt, so ist die
Viskosität des Glases zu groß, so daß es schwierig ist, ein gleichförmiges Glas zu bilden. Wenn andererseits die Gesamtmenge
an TiO2 und ZrO2 (Keimbildungsmittel) unterhalb 5 Gew.-%
liegt, so ist die Kristallisation bei einer geeigneten Brenntemperatur nur echwer durchzuführen. Wenn die Gesamtmenge an
und ZrO2 oberhalb 25 Gew.-% liegt, so ist es schwierig,
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zu einem gleichförmigen Glas "bei der Glasbildung zu gelangen
und die Zahl der Kristallkeime ist zu groß. Hierdurch wird die Kristallisation "beeinträchtigt. Der optimale-Bereich an
Gesamtmenge von TiO2 und ZrO2 liegt "bei 8-22 Gew.-%.
Die Komponente ZnO ist ein Flussmittel und hat den Effekt
einer KristallisationsbesüLeunigung. Durch Zugabe einer geringen
Menge ZnO wird die Kristallisation jedoch unterdrückt. Wenn die Menge an ZnO oberhalb 20 Gew.-$ liegt, so ist es schwierig,
durch rasches Abkühlen in der Glasbildungsstufe zu einem Glas zu gelangen. Der günstigste Bereich an ZnO liegt bei
0,1 - 15 Gew.-#.
Die Komponente PbO kann durch ZnO substituiert werden, ohne daß die Lötbarkeit der leitenden Schicht, welche auf die Isolierschicht
oder unter der Isolierschicht gedruckt wurde, beeinträchtigt wird und ohne daß die Kristallisiereigenschaften
des Beschichtungsglases für die elektrische Isolierung
gemäß vorliegender Erfindung beeinträchtigt werden. Das Gesamtgewicht an PbO und ZnO beträgt bis zu 40 Gew.-^. Wenn
die Gesamtmenge an PbO und ZnO oberhalb 40 Gew.-^ liegt, so
ist die Viskosität des Glases zu gering, wodurch die gedruckte Schaltung l,eicht verfließt. Der bevorzugte Bereich
der Gesamtmenge an PbO und ZnO liegt bei 3-25 Gew.-^. Der
optimale Bereich der Gesamtmenge an PbO und ZnO liegt bei 4-15 Gew.-#.
Die Komponente Sb2O, hat die Wirkung eines Läuterungsmittels.
Diese Wirkung wird bei Zugabe von mehr als 3 Gew.-# Sb2O,
bewirkt. Wenn Sb2O, mehr als 3 Gew.-^ ausmacht, so wird dieser
Läufcerungseffekt nicht weiter verbessert. Wenn ferner Sb2O, mehr als 3 Gew.-^ beträgt, so wird manchmal die
Kristallisation des Glases schon während dessen Bildung bewirkt. Daher ist eine Zugabe von mehr als 3 Gew.-^ S1>2°3
nicht bevorzugt. Ferner hat Sb2O- die Wirkung einer Kristallisationsförderung,
wobei die Kristalle CaO'Sb2O,- oder
OSb20j~ ausgeschieden werden. Der günstigste Bereich von
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— σ —
Sb2O5 liegt bei 0,1-1 Gew.-%.
Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
des erfindungsgemäßen Beschichtungsglaspulvers für elektrische Isolierzweeke erläutert werden.
Die erwähnten Komponenten werden mit der gewünschten Zusammensetzung
gemischt und diese Mischung wird geschmolzen. Man erhält im allgemeinen ein homogen geschmolzenes Glas "beim Erhitzen
auf mehr als 1500 0C. Andererseits kann man jedoch ein
gleichförmiges Glas auch beim Schmelzen bei relativ niedrigen Temperaturen von unterhalb 1500 0C erzielen. Danach wird das
erhaltene Glas zermahlen. Die hierbei angewandte Methode unterliegt
keinen Beschränkungen. Es ist bevorzugt, eine Glasplatte, herzustellen, welche eine Dicke von weniger als
0,5 ism hat und danach die dünne Glasplatte in trockenem Zustand
zu zerkleinern, wobei man ein Glaqsilver mit einem maximalen
Teilchendurchmesser von weniger als 20 ρ erhält. Das Beschichtungsverfahren
des Beschichtungsglaspulvers für elektrische Isolierung gemäß vorliegender Erfindung soll im folgenden
erläutert werden. Um das Glaspulver auf ein beschichtetes Substrat aufzubringen? wird es zunächst mit einem Trägermaterial
f wie Äthylalkohol, Stärkelösung, Wasser, ß-Terpinol
oder dgl. vermischt. Bas bei diesem Verfahren verwendete Trägermaterial
unterliegt keinen Beschränkungen und wird hinsichtlich
des Dampfdruekß, der Viskosität und der Gefährlichkeit
aus gewählt. Das Glaspulver wird mit dem Träger vermischt
und die Mischung wird in herkömmlicher Weise gedruckt undgetrocknet.
Die Pora der Mischung unterliegt keinen Beschränkungen.
Vorzugsweise stellt man eine Paste her, indem man den Träger und das Glaspulver in einem Verhältnis von etwa
25 - 35 : 75 - 65(Gew.-Terhältnis) mischt. Vorzugsweise wird
die Paste dureh ein Sieb mit 200 - 250 Maschen/2,45 cm gedruckt und bei 100 - 15G 0C getrocknet. Das getrocknete
Produkt wird sodann gebrannt. Die Brenntemperatur kann relativ niedrig liegen und führt doch zu einem günstigen Ergebnis.
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Wenn ζ. B. das getrocknete Produkt "bei einer Brenntemperatur
von 700 - 900 0C und vorzugsweise 750 - 850 0G gehalten wird,
so kommt es zunächst zur Glasbildung unter Ausbildung eines Films ohne Bläsehen worauf dieser kristallisiert. Die Geschwindigkeit,
mit der die Temperatur beim Brennen erhöht wird, und die Geschwindigkeit, mit der danach zur Durchführung der
Kristallisation abgekühlt wird, unterliegen keinen Beschränkungen. Vorzugsweise geschieht dies jedoch mit 50-80 °C/min.
Wenn das Beschichtungsglas für elektrische Isolierzwecke
gemäß vorliegender Erfindung zur Isolierung einer Überkreuzungsstelle
einer Schaltung verwendet wird, so kann die Paste des Beschichtungsglases entweder auf oder unter eine Paste des
elektrisch leitfähigen Pulvers gedruckt werden, um so eine Mehrschiehtstruktur auszubilden . Das Brennen kann für jede
einzelne Schicht gesondert· erfolgen oder die gesamte Mehrschiehtstruktur kann gleichzeitig gebrannt werden. Man kann z.B.
zunächst die Paste des elektrisch leitfähigen Pulvers aufdrucken und trocknen und danach die Paste des Beschichtungsglases
für elektrische Isolierung aafflrueken und trocknen, wonach beide Schichten gebrannt werden. Erfindungsgemäß wird
bei relativ niedriger Temperatur ein dem Beschichtungsglas für elektrische Isolierzwecke entsprechender kristallisierter
Glasfilm mit glatter Oberfläche und hoher Dichte und guter elektrischer Isolierwirkung gebildet. Da man nicht bei
hoher Brenntemperatur brennen muß, ist die Wasserfestigkeit
des Films ausgezeichnet. Der thermische Expansionskoeffizient des erhaltenen kristallisierten Glases ist ähnlieh demjenigen
des aus Aluminiumoxyd bestehenden beschichteten Substrates. . Aus diesem Grunde ist die Bindungsfestigkeit vorteilhaft
groß. Bei der Herstellung der Schicht aus Beschichtungsglas für elektrische Isolierung zeigt das Glas eine große Stabili-.tät
und das Schmelzen kann leicht durchgeführt werden.
Im folgenden- wird die Erfindung anhand von Ausftthrungsbeispielen
näher erläutert.
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Die Komponenten gemäß !Tabelle "!werden gemischt, wobei man
ein Gemenge erhält. Dieses Gemenge wird bei etwa 1450 0C
während 1 h geschmolzen. Das geschmolzene Glas wird zwischen zwei Walzen gepreßt, wobei eine dünne Glasplatte mit einer
Dicke von etwa 0,5 mm erhalten wird. Diese dünne Glasplatte wird während mehr als 24 h in einer Topfmühle aus Aluminiumoxyd
gemahlen, wobei ein Glaspulver mit einem maximalen Durchmesser von weniger als 20 μ und mit einem aurehsehnittliehen
Durehmesser von 3 - 5 ix erhalten wird.
Im folgenden wird das Verfahren der Beschichtung des Beschichtungsglases
für elektrische Isolierung gemäß vorliegender Erfindung erläutert.
Eine Trägerflüssigkeit, bestehend aus 92 Gew.-^ ß-Terpinol
und 8 Gew.-^ Xthylcellulose wird mit dem Glaspulver in einem
Gewichtsverhältnis von 25 s 75 vermischt, wobei eine Paste erhalten wird. Die Paste wird durch ein Sieb mit 200 Maschen/
2,45 em gedruckt, nachdem eine Paste eines elektrisch leitfähigen Pulvers auf ein Aluminiumoxydsubstrat aufgedruckt
und danach getrocknet wurde. Dann wird die Isolierpaste bei 150 0C während 1 h getrocknet. Das bedruckte Aluminiumoxydsubstrat
wird mit einer Geschwindigkeit von 50 °C/min auf 750 - 850 0C aufgeheizt und bei dieser Temperatur während
etwa 10 min belassen und danach mit einer Geschwindigkeit von 50 °C/min abgekühlt. Die Eigenschaften des Beschichtungsglases
für die elektrische Isolierung, welches dabei kristallisiert, sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
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- 11 Tabelle 1
18
Probe Nummer
Komponen ten |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
SiO2 | 34.1 | 28.6 | 44.1 | 29.3 | 31.3 | 38.6 | 31.5 |
Ai2O3 | 19.3 | 19.4 | 11.4 | . 16.6 | 15.6 | 11.2 | 13.6 |
PbO | 20.0 | 20.0 | 14.0 | 21.0 | 20.0 | 31.0 | 25.0 |
TiO2 | 15.0 | 15.0 | 15.0 | 15.0 | 21.0 | 11.0 | 8.0 |
CaO | 10.6 | 16.0 | 14.5 | 18.1 | 11.1 | 7.2 | 5.9 |
ZrO2 | - | - | - | - | - | - | |
ZnO | - | - | mm | - | - | 15.0 | |
Sb2O3 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | - | 1.0. | 1.0 | 1.0 |
Fortsetzung:
Komponen- | Probe Hummer | 10 W |
11 | 12 | 13 |
ten 8 | 9 | 38.6 | 39.5 | 41.5 | 41.5 |
SIO2 38.6 | 31.1 | 15.4 | 16.4 | 16.4 | 17.4 |
Al2O5 12.2 | 9.8 | 25.0 | 3.0 | 10.0 | 5.0 |
PbO 31.0 | 30.0 | 11.0 . | 17.0 | 15.0 | 14,0 |
2i0o S0O.. | 9.0 | 9.6 | 17.1 | 16.1 | 16.1 |
GaO 7.2 | 6.6 | - | - | ||
ZrO« 4.0 | - | - | 7.0 | . - | 5.0 |
ZnO | 12.5 | 1.0 | mm | 1.0 | 1.0 |
Sb2O3 1.0 | 1.0 |
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Die charakteristischen Eigenschaften, wie z. B. Porosität,
Druckbarkeit, Verfließen des gedruckten Musters, Haftfestigkeit, Änderung des elektrischen Widerstandes der
leitfähigen Schicht, werden gemessen und mit einem herkömmlichen Isolierglas -vom Typ SiO2-Al2O5-PbG-ZnQ-B2O5 oder rom
Typ SiO2-Al2O5-PbO-TiO2-BaO verglichen.
Porösität:
Das Glaspulver wird zu einer zylindrischen Spitze mit einem
Durchmesser von 10 mm und einer Höhe von 10 mm gepreßt und diese Probe wird beider jeweiligen Brenntemperatur gebrannt.
Danach wird das scheinbare spezifische Gewicht der Probe nach der Archimedes-Methode gemessen. Die Porosität wird
aus dem scheinbaren spezifischen Gewicht und dem wahren spezifischen Gewicht berechnet. Man stellt fest, daß die Porosität
dieser Glasprobe innerhalb 3 - 10 $ liegt. Demgegenüber werden die herkömmlichen Glaspasten vom Typ SiO2-Al2O5-PbO-ZnO-B3O5
oder vom Typ SiO2-Al2O5-PbO-TiO2-BaO gewaschen, um
das Trägermaterial zu entfernen. Danach wird das Glaspulver getrocknet und gepreßt, um die Porosität nach der gleichen
Methode zu messen. Obgleich die Brenntemperatur bei 900 0C
liegt, beträgt die Porosität der Probe doch 18 - 20 fo.
Aus diesem Versuch wird klar, daß der erfindungsgemäße Glasfilm eine wesentlich höhere Dichte hat als ein PiIm aus
einem der herkömmlichen Gläsern und daß somit das erfindungsgemäße Glas den herkömmlichen GUSsern wesentlich überlegen
ist.
Geschwindigkeit der Änderung des Widerstands der leitfähigen Schicht;
Eine Paste des erfindungsgemäßen Glaspulvers wird auf ein Aluminiumoxydsubstrat gedruckt und danach wird eine Paste
eines elektrisch leitfähigen Pulvers (AgPd-Typ) auf diese vorher aufgedruckte Paste gedruckt und beide gedruckte
Schichten werden getrocknet, gebrannt und abgekühlt.
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Die Änderung des Widerstandes der elektrisch leitfähigen Schicht ist sehr gering. Das erfindungsgemäße Glas eignet
sich somit ausgezeichnet zur Verhinderung einer Zunahme des Widerstandes der elektrisch leitfähigen Schicht.
Druckbarkeit:
Das gedruckte Muster (Siebdruck) wird untersucht, um einen Schnitt oder eine Verstopfung auf dem Sieh festzustellen.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Glasproben wurden keine derartigen Störungen "beobachtet.
Wenn einePaste gedruckt, getrocknet und gebrannt wird, so beobachtet man ein Verfließen des gedruckten Musters wenn die
Viskosität der Paste nicht geeignet ist. Um nun ein Verfließen oder Ausbreiten der Glaspaste festzustellen, wird die Breite
einer Linie und der Durchmesser eines Lochs im gedruckten Muster nach dem Trocknen der Paste und nach dem Brennen derselben
gemessen. Das erfindungsgemäße gebrannte Glas zeigt im wesentlichen kein Verfließen des Musters. In allen Fällen
verfließt das Muster um weniger als 10 ji.
Die Bindungsfestigkeit zwischen Aluminiumoxydsubstrat und
dem gedruckten und gebrannten Glas gemäß vorliegender Erfindung
wird nach folgender Methode gemessen. Die Oberfläche des aufgetragenen Films des erfindungsgemäßen Glases wird mit
einer Rasierklinge geritzt und der Zustand des beschädigten Films wird festgestellt. Die Filme aus dem erfindungsgemäßen
Beschichtungsglas .gemäß den angegebenen Beispielen zeigen eine
außerordentliche Bindungsfestigkeit und man beobachtet keine
Beschädigung. Wenn man andererseits eine Paste aus herkömmlichem Glaspulver aufträgt und bei etwa 850 0C brennt, so
beobachtet man eine erhebliche Verletzung und ein Ablösen
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-H-
cLes JPilms. Tabelle 2zeigt die jeweils erhaltenen Daten
bei typischen Proben des Beschichtungsglases für elektrische
Isolierzwecke gemäß den Beispielen..
409845/0868
"•ν O
OO
6 | Tabelle | 2 | 7 | 9 | 10 | 13.0 | 10.1 | 11 | 12 | 13 | |
3.47 | 3.86 | 3.92 | 3.30 | •O.OOIC | 0.0014 | 2.97 | 3.10 | 3.01 | |||
Probe Nr. | 53.8 | 63.9 | 61.0 | 52.7 | 18 | 11 | 51.8 | 53.6 | 57.5 | ||
Dichte (g/cm ) | 0.030 | 0.020 | 0.020 | 0.036 | 9/8 | 8.2 | 0.020 | 0.027 | 0.020 | ||
thermischer Ausdehnung.3- koeffizient (χ 107/°C) |
800 | 800 | 750 | 850 | 900 ■ | B50 | 850 | ||||
Alkalikonzentration (%) | CaO-Ai2O3* 2SiO2 | ||||||||||
Brenntemperatur (0C) | 13.0 | 13.1 | 11.5 | 12.1 | 10.9 | ||||||
Kristalle | 0.0014 | 0.0007 | 0.0018 | 0.0016 | 0.001Ξ | ||||||
Dielektrizitäts konstante (1 MHz) |
14 | 6 | 3 | 10 | 7 | ||||||
dielektrischer Verlust Tangens / tan v\ K 1MHz ; |
3.5 I |
8.2 | 12.0 | 9.6 | 6.5 | ||||||
Änderung des Widerstandes (#) | |||||||||||
Porösität (#) | |||||||||||
Bemerkung (zu Tabelle 2):
Dialrte: wahre Dichte der Probe
Alkalikonzentration: Konzentration von
ITa2O + K„0 + I>i2 0 irl ä-er Probe.
Im folgenden soll ein Beispiel der Herstellung einer Überkreuzungsstelle
unter Verwendung des erfindungsgemäßen Besehichtungsglases
für die elektrische Isolierung erläutert werden. In einer ersten Stufe wird eine Paste eines elektrisch
leitfähigen Pulver vom Ag-Pd-Typ (feine Teilchen von Ag und Pd in einem niedrig schmelzenden Glaspulver und einem Trägermaterial
im Form einer Paste) im Siebdruck durch ein Sieb mit 200 Maschen/2,45 cm in Eorm eines Streifens mit einer Breite
von 1 mm und einer Dicke von etwa 30 ρ aufgedruckt. Die Paste wird bei etwa 150 0G während 1 h getrocknet. In einer zweiten
Stufe wird eine Paste des Beschichtungsglases für die elektrische Isolierung (das Glas für die elektrische Isolierung wird
mit einem Träger aus 92 $ ß-Terpinol und 8 $>
Xthylcellulose im Gewichtsverhältnis 75 : 25 vermischt, wobei eine Paste entsteht)
im Siebdruck durch ein Sieb mit 200 Maschen/2,45 cm gedruckt, wobei ein Quadrat mit einer Breite von 1,25 mm und
einer Dicke von etwa 30 ρ gebildet wird. Diese Paste wird bei etwa 150 0G während 1 h getrocknet. In einer dritten Stufe
wird mit der Paste des elektrisch leitfähigen Pulvers vom Typ Ag-Pd die Schicht des elektrisch isolierenden Beschichtungsglases
im Siebdruck bedruekt, wobei die aufgedruckte Schicht des elektrisch leitfähigen Pulvers vom Ag-Pd-Typ
überkreuzt wird. Dies geschieht durch Siebdruck mit einem Sieb mit 200 Maschen/2,45 cm. Die Masse wird in lorm eines Streifens
mit einer Breite von 1 mm und einer Dicke von 30 ρ aufgetragen. Danach wird die Paste während etwa 1 h getrocknet.
In einer vierten Stufe werden die aufgedruckten Schichten mit einer Geschwindigkeit von 50 °C/min auf die Brenntemperatur
erhitzt und während 10 min bei etwa 800 - 900 0G gebrannt.
Danach wird das Ganze mit einer Geschwindigkeit von 50 °C/min abgekühlt.
409845/0868
Claims (1)
- - 17 -.
PATENTANSPRÜCHEQ Beschichtungsglas für elektrische IsolierungZusammensetzungGewichtsprozentSiO2 25-48 Gewichtsprozent SiO-, 30-42 Ai2O3 8-24 10-20 PbO 0.5-40 TiO2 5-25 CaO 4-20 ZrO2 0-5 ZrO2 + TiO2 • 5-25 ZnO 0-20 PbO + ZnO 0.5-40 Sb2O3 0-3 Bi2O3 0-3 CdO 0-3 SrO 0-3 MgO • 0-3 PbF2 0-3 Bi2O3 + CdO + SrO + MgO + PbF2 0-3 Beschichtungsglas nach Anspruch 1, gekennzeichnet folgende Zusammensetzung: Ai2O3pbo ■ *;«TiO2 ■ 8"22CaO ' 6-18.2
ZrO2 + TiO2 8"22409845/0868. - 18 -ZnO . 0.1-15PbO+ZnO 3-25Sb2O3 0.1-1Bi2O3 .0^3CdO 0-3■ . -χ !.SpO 0-3MgO 0-3PbF2 0-3Bi2O3 + CdO + SrO + MgO + PbF2 0-33. Beschichtungsglas nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch 2 - 10 Gew. -4 PbO und 4 - 15 Gew.-^ PbO + ZnO.4. Beschichtungsglas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Trägermaterial für das Drucken.5. Beschichtungsglas nach einem der Anspräche 1 bis 4, hergestellt durch Drucken einer Paste aus Glaspulver und einem Träger in Form eines Films und Brennen des Films.6. Beschichtungsglas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Beschichten einer elektrisch leitfähigen Schicht und nachfolgendes Brennen hergestellt wurde.409845/0868
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