DE1471420B2

DE1471420B2 - Verfahren zur herstellung von festhaftenden elektrisch leitenden widerstandsschichten aus kohlenstoff oder silizium auf keramik oder glastraegerkoerpern

Info

Publication number: DE1471420B2
Application number: DE19631471420
Authority: DE
Inventors: Emil Dr Phys 7920 Heiden heim Duhme
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-05-16
Filing date: 1963-05-16
Publication date: 1971-05-06
Also published as: DE1471420A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitenden Schichten aus Silizium oder insbesondere aus Kohlenstoff auf Keramik- oder Glasträgerkörpern. An die beispielsweise durch pyrolytische Zersetzung aus ihren Kohlen- oder SiIiziumwasserstoffverbindungen auf Trägerkörpern aus Keramik oder Gläsern aufgebrachten Kohlenstoffoder Siliziumwiderstandsschichten wird dabei die Forderung gestellt, auf dem Schichtträger ausgezeichnet zu haften, da andernfalls die meist auf erhöhte Temperaturen während des Betriebs zurückzuführenden mechanischen Beanspruchungen des Widerstandes unter anderem zu unzulässigen Abweichungen von dessen elektrischen Sollwerten führen können. .'-'.'■

Zur Erhöhung der Haftfestigkeit (Adhäsion) der auf die Oberfläche des Trägerkörpers aufgebrachten Silizium- oder Kohlenstoffschicht ist es bereits bekanntgeworden, die Schichtträgeroberfläche durch mechanische oder chemische Verfahren, z. B. Sanden oder Ätzen, aufzurauhen.

Voraussetzung ist hierbei, daß die Trägeroberfläche im Anschluß an das mechanische Aufrauhverfahren völlig von staubförmigen Keramik- oder Glasresten befreit wird und, sofern die Oberflächenaufrauhung durch chemische Ätz- und anschließende Neutralisationsverfahren erfolgt ist, daß die Trägeroberfläche danach von sämtlichen unlöslichen Reaktionsrückständen gereinigt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Keramik- oder Glasträgerkörpern festhaftende Kohle- und gegebenenfalls auch Siliziumschichten zu schaffen, wobei jedoch ein Weg beschritten werden soll, der die Anwendung der sehr aufwendigen Aufrauhverfahren erübrigt und zusätzlich eine diesen bekannten Verfahren gegenüber erhöhte Haftung der Widerstandsschicht ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Niederschlag der leitenden Schicht wenigstens auf die Oberfläche des Trägerkörpers mit Wasserstoff reduzierbäre Schwermetalloxyde, deren Metallkomponenten Karbide oder Suizide zu bilden vermögen, aufgebracht werden und anschließend diese Oxyde reduziert werden, worauf die leitende Schicht in an sich bekannter Weise, z. B. durch pyrolytische Zersetzung geeigneter chemischer Verbindungen, erzeugt wird.

Hierdurch lassen sich beispielsweise ausgezeichnet auf den Schichtträgern haftende Kohlenstoffschichten schaffen. Die zu dieser ausgezeichneten Haftung der Kohle- oder Siliziumschicht auf den Schichtträgern führenden physikalischen und chemischen Zusammenhänge sind zur Zeit nicht restlos geklärt. Diesbezügliche Beobachtungen und Untersuchungen lassen vermuten, daß die erzielte gute Haftwirkung im wesentlichen mit auf der Karbidoder Silizide-Bildung der Schwermetalle mit Kohlenstoff oder Silizium beruht.

Es hat sich gezeigt, daß sich nicht nur gemäß der gestellten Aufgabe eine Aufrauhung der Trägeroberfläche erübrigt, sondern auch auf die sonst übliche Graphitierung beim Aufziehen der Kontaktklappen verzichtet werden kann. Dies führt wiederum zu einer Erhöhung der Abzugsfestigkeit der Kappen. Auch zeigen die ohne vorangehende Graphitierung bekappten Widerstände gemäß der Erfindung z. B. nach Heißlagerung bei Temperaturen bis zu etwa 150° C keine unzulässigen Abweichungen von ihren elektrischen Sollwerten.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung können dabei einige Schwermetalloxyde auf einen wenigstens weitgehend alkalimetallfreien Trägerkörper durch Niederschlagen des beim Verbrennen der Schwermetalle, z.B. Wolfram oder Molybdän, in entsprechend oxydationsfähiger Atmosphäre entstehenden Rauches aufgebracht werden, wonach Reduktion und

ίο Niederschlagen der Widerstandsschicht vorgenommen wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung werden die Schwermetalloxyde auf den wenigstens weitgehend alkalimetallfreien Trägerkörper mechanisch,

z. B. durch Auf trommeln bei erhöhter Temperatur, aufgebracht. Hieran schließt sich wiederum die Reduktion der Schwermetalloxyde zu ihren Metallkomponenten und das in an sich bekannter Weise erfolgende Niederschlagen der Widerstandsschicht an. Als Reduktionsmittel hat sich bei all den genannten Verfahren Wasserstoff in Verdünnung mit Stickstoff als geeignet erwiesen.

Man kann die Schwermetalloxyde dem Trägerkörper auch als Bestandteil der Massenzusammensetzung

hinzufügen, und zwar z. B. in Mengen von 1 bis Gewichtsprozent. Hierdurch wird eine wesentliche Verkürzung und Vereinfachung des Verfahrens erzielt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von festhaftenden, elektrisch leitenden Schichten aus Kohlenstoff oder Silizium auf Keramik- oder Glasträgerkörpern, bei dem der Trägerkörper zunächst unmittelbar mit den Niederschlag der Widerstandsschicht beeinflussenden Stoffen versehen wird, dadurch ge kennzeichnet, daß vor dem Niederschlag der leitenden Schicht wenigstens auf . die Oberfläche des Trägerkörpers mit Wasserstoff reduzierbare Schwermetalloxyde, deren Metallkomponenten Karbide oder Suizide zu bilden vermögen, aufgebracht werden und anschließend diese Oxyde reduziert werden, worauf die leitende Schicht in an sich bekannter Weise, z. B. durch pyrolytische Zersetzung geeigneter chemischer Verbindungen, erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetalloxyde dem Trägerkörper als Bestandteil der Massenzusammensetzung beigefügt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ' gekennzeichnet, daß die Schwermetalloxyde in

. . Mengen von 1 bis 10 Gewichtsprozent dem Trägerkörpermaterial zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen vorzugsweise weitgehend alkalimetallfreien Trägerkörper Schwermetalloxyde durch Niederschlagen des beim Verbrennen der Schwermetalle in entsprechend oxydationsfähiger Atmosphäre entstehenden Rauches aufgebracht werden, worauf Reduktion und Niederschlagen der Widerstandsschicht vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen wenigstens weitgehend alkalimetallfreien Trägerkörper Schwermetalloxyde mechanisch, z. B. durch Auf trommeln bei

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erhöhter Temperatur, aufgebracht werden, worauf 0,5 μτη auf die Trägerkörperoberfläche aufge-

Reduktion und Niederschlagen der Widerstands- bracht werden.

schicht vorgenommen wird. 7. Verfahren nach Anspruch! und 4 oder 5,

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel gekennzeichnet, daß die Schwermetalloxyde in 5 ein Gasgemisch mit einer Volumenzusammeneiner Schichtdicke von Molekülstärke bis zu Setzung von 10% H₂ und 90°/» N₂ vorgesehen ist