Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, die auf einer elektrisch isolierenden Oberfläche einer Unterlage als aufgetragene Dünnschicht ausgebildet ist.
Dabei sind unter Dünnschichten solche Schichten zu verstehen, die auf einer Unterlage gebildet werden, wobei die Schichtdicke üblicherweise unterhalb 5 , und meist im Bereich von 0,01 bis 1 , bleibt. Die zum Bilden von Dünnschichten in Betracht kommenden Verfahren sind beispielsweise das Auf dampfen, das Zerstäuben, das Galvanisieren, das chemische Abscheiden, das Auftragen von Paste, wobei andere, dem Stand der Technik entsprechende Verfahren keineswegs ausge schlossen sind, wie beispielsweise das Anodisieren zum Bilden von isolierenden Dünnschichten auf gewissen Metallen.
Hingegen sind hievon die sogenannten Dickschichten ausge schlossen, die u. a. durch Auftragen von Paste oder Lack z. B.
im Siebdruckverfahren gebildet werden, und deren Dicke typisch im Bereich von 20 ,u liegt.
Ein Beispiel einer derartigen Elektrode und deren Ausbildung ist aus der Schweizer Patentschrift Nr. 567 245 bekannt.
Es handelt sich dabei um eine Elektrode in einem Fühlelement zur Lotbestimmung durch Messen einer in Abhängigkeit der Verkantung ändernden elektrischen Impedanz zwischen flächigen Elektroden. In einem solchen Fühlelement ist eine Elektrode mit einer in einem Behälter enthaltenen Flüssigkeit in Kontakt und mit je einem von aussen kontaktierbaren Elektrodenanschluss verbunden. Ferner ist eine Elektrode in einem solchen Fühlelement mindestens auf einer der Flüssigkeit zugewandten, elektrisch isolierenden Oberfläche einer Wandung des Behälters aufgetragen und als Dünnschicht ausgebildet.
Nach vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode als mehrschichtiges Elektrodengebilde durch Auftragen von mehreren Dünnschichten nacheinander und aufeinander gebildet wird, wobei die zuletzt aufgetragene Dünnschicht in einer Vakuumkammer unter reduziertem Gasdruck eines Restgases aufgetragen wird.
Vorzugsweise ist das Herstellungsverfahren dadurch gekennzeichnet, dass beim Auftragen der zuletzt aufgetragenen Dünnschicht der Gasdruck im Bereich von 0,1 bis 2 Torr liegt.
Dabei wird als Restgas vorzugsweise ein mit der Dünnschicht nicht chemisch reagierendes Gas verwendet.
Es hat sich gezeigt, dass mit einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren gebildeten Elektrode eine bessere Benetzung beispielsweise durch die Libellenflüssigkeit sowie eine Verringerung des Übergangswiderstandes zwischen der Elektrode und der Flüssigkeit erreicht wird, weil dabei die äussere, der Unterlage abgekehrte Seite des mehrschichtigen Elektrodengebildes aus einer elektrochemisch aktiven schwarzen Schicht besteht.
In einer Libelle mit nach der Erfindung hergestellten Elektroden bestehen diese beispielsweise aus a) einer bis zu etwa 0,2 y dicken Haftschicht aus 50:50 Ni-Cr
Legierung; b) einer bis zu etwa 0,06 ,u dicken Schutzschicht aus Gold; und c) einer bis zu etwa 1,1 M dicken Schicht aus Goldschwarz.
Die Haftschicht und die Schutzschicht werden unter üblichen Vakuumbedingungen aufgedampft. Das Aufdampfen der Goldschwarz-Schicht erfolgt bei Anwesenheit von Stickstoff- oder Helium-Restgas im Druckbereich von 0,1 bis 2 Torr mit hoher Aufdampfgeschwindigkeit. Statt aus Goldschwarz Schichten können die schwarzen Beläge aus anderen Edelmetallen wie z. B. Platin, Iridium, Rhodium, Osmium usw. oder auch aus gewissen Übergangselementen wie z. B. Antimon, Wismut usw. sowie aus deren Legierungen bestehen. Dabei bleibt die Gesamtdicke jeder Elektrode im wesentlichen unterhalb 5 M
PATENTANSPRUCH
Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, die auf einer elektrisch isolierenden Oberfläche einer Unterlage als aufgetragene Dünnschicht ausgebildet ist, dadurch gekennzeich net, dass die Elektrode als mehrschichtiges Elektrodengebilde durch Auftragen von mehreren Dünnschichten nacheinander und aufeinander gebildet wird, wobei die zuletzt aufgetragene
Dünnschicht in einer Vakuumkammer unter reduziertem
Gasdruck eines Restgases aufgetragen wird.
UNTERANSPROCHE
1. Verfahren nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auftragen der zuletzt aufgetragenen Dünnschicht der Gasdruck im Bereich von 0,1 bis 2 Torr liegt.
2. Verfahren nach dem Patentanspruch und Unteranspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass als Restgas ein mit der Dünn schicht nicht chemisch reagierendes Gas verwendet wird.
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The invention relates to a method for producing an electrode which is formed as an applied thin layer on an electrically insulating surface of a substrate.
Thin layers are to be understood as meaning those layers which are formed on a substrate, the layer thickness usually remaining below 5, and usually in the range from 0.01 to 1. The methods that can be considered for forming thin layers are, for example, vapor deposition, sputtering, electroplating, chemical deposition, and paste application, with other prior art methods being by no means excluded, such as anodizing for formation of insulating thin layers on certain metals.
In contrast, the so-called thick layers are excluded from this, which u. a. by applying paste or varnish e.g. B.
are formed in the screen printing process, and their thickness is typically in the range of 20 u.
An example of such an electrode and its design is known from Swiss patent specification no. 567 245.
It is an electrode in a sensing element for determining the perpendicular by measuring an electrical impedance between flat electrodes that changes as a function of the tilt. In such a sensing element, an electrode is in contact with a liquid contained in a container and is connected to an electrode connection that can be contacted from outside. Furthermore, an electrode in such a sensing element is applied to at least one electrically insulating surface of a wall of the container facing the liquid and is designed as a thin layer.
According to the present invention, a method for producing an electrode of the type mentioned is characterized in that the electrode is formed as a multi-layer electrode structure by applying several thin layers one after the other and one on top of the other, the thin layer applied last being applied in a vacuum chamber under reduced gas pressure of a residual gas.
The manufacturing method is preferably characterized in that when the thin layer applied last is applied, the gas pressure is in the range from 0.1 to 2 Torr.
A gas that does not react chemically with the thin layer is preferably used as the residual gas.
It has been shown that with an electrode formed according to the method according to the invention, better wetting, for example by the level liquid, and a reduction in the contact resistance between the electrode and the liquid is achieved because the outer side of the multi-layer electrode structure facing away from the base consists of an electrochemical active black layer.
In a vial with electrodes produced according to the invention, these consist, for example, of a) an adhesive layer of 50:50 Ni-Cr up to about 0.2 y thick
Alloy; b) a protective layer of gold up to about 0.06µ thick; and c) a layer of gold black up to about 1.1M thick.
The adhesive layer and the protective layer are vapor-deposited under conventional vacuum conditions. The gold-black layer is vapor deposited in the presence of nitrogen or helium residual gas in the pressure range from 0.1 to 2 Torr at a high vapor deposition rate. Instead of gold-black layers, the black coatings can be made from other precious metals such as B. platinum, iridium, rhodium, osmium, etc. or from certain transition elements such. B. antimony, bismuth, etc. and their alloys. The total thickness of each electrode remains essentially below 5M
PATENT CLAIM
A method for producing an electrode which is formed as an applied thin layer on an electrically insulating surface of a support, characterized in that the electrode is formed as a multilayer electrode structure by applying several thin layers one after the other, the last applied
Thin film in a vacuum chamber under reduced
Gas pressure of a residual gas is applied.
SUBSCRIBED
1. The method according to claim, characterized in that when applying the last applied thin layer, the gas pressure is in the range from 0.1 to 2 Torr.
2. Method according to the patent claim and dependent claim
1, characterized in that a gas which does not react chemically with the thin layer is used as the residual gas.
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