DE1690054A1 - Electrical component, in particular polarized piezoelectric element with solderable assignments and method for producing the assignments - Google Patents
Electrical component, in particular polarized piezoelectric element with solderable assignments and method for producing the assignmentsInfo
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Description
Elektrisches Bauelement, insbesondere polarisiertes piezoelektrisches Element mit lötfähigen Belegungen und Verfahren zur Herstellung der Belegungen Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement aus einem keramischen Körper und darauf angebrachten lötfähigen metallischen Belegungen, insbesondere ein polarisiertes piezoelektrisches Element auf der Basis von Bleititanat-Bleizirkonat, vorzugsweise mit einem Chromzusatz. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der lötfähigen metalli. sehen Belegungen. Es ist bekannt, Keramikkörper, insbesondere Keramikplüttchen mit festhaftenden TJetallsehichten zu versehen. Für die Anwendung solcher Keramikkörper in der Blektrotechnik, beispielsweise als Kondensatordielektrikum oder insbesondere als piezoelektrisches Blement,ist es erforderlich, daß die festhaftenden, als Belegung dienenden r;Ietallschichten lötfähig sind. Lötfähige Metallbelegungen können z.B. durch Auftragen von T:ietallsuspensionen und nachträglichem Einbrennen erzeugt werden. Dieses Verfahren ist nicht geeignet, wenn der piezoelektrisehe Keramikkörper nach seiner Herstellung durch Anlegen eines starken elektrischen Feldes bei höheren Temperaturen polarisiert wurde. Durch den Einbrennprozeß der Betallbelegungen würde die Polarisation wieder rückgängig gemacht werden. Um beim Lötvorgang die Haftung der Metallschicht nicht zu beeinträchtigen, muß die Dicke des Metallniederschlags so groß sein, daß das Lötmetall nicht bis auf den Keramikkörper durchlegiert. Ferner muß darauf geachtet werden, daß die vorpolarisierten piezoelektrischen Körper nicht über 150° C erhitzt werden.Electrical component, in particular polarized piezoelectric Element with solderable assignments and method for producing the assignments The invention relates to an electrical component made of a ceramic body and solderable metallic coverings attached to it, in particular a polarized one piezoelectric element based on lead titanate-lead zirconate, preferably with a chrome addition. The invention also relates to a method of production the solderable metalli. see assignments. It is known to have ceramic bodies, in particular to provide small ceramic chips with firmly adhering TJetallsheichten. For the use of such ceramic bodies in sheet metal engineering, for example as a capacitor dielectric or especially as a piezoelectric element, it is necessary that the firmly adhering, metal layers serving as covering are solderable. Solderable metal coverings can e.g. by applying metal suspensions and subsequent baking be generated. This method is not suitable when the piezoelectric ceramic body after its production by applying a strong electric field at higher Temperatures was polarized. Through the baking process of the concrete coverings the polarization can be reversed. To ensure adhesion during the soldering process The thickness of the metal deposit must not be adversely affected by the metal layer be so large that the solder does not alloy through to the ceramic body. Further Care must be taken that the prepolarized piezoelectric body does not heated above 150 ° C.
Für die chemische Metallisierung stehen die Verfahren der stromlosen Abscheidung von Silber, Kupfer oder Nickel unter einer Reihe von anderen Verfahren zur Auswahl. Bei der Versilberung oder Verkupferung auf stromlosem Wiege können nur sehr dünne, etwa 0,2 bis 0,3 bum dicke Schichten erhalten vrerden, da bei weiterer Abscheidung sich das Metall schwammig niederschlägt. Durch stromlose Kupferabscheidung lassen sich darüber hinaus nicht genügend dicke Schichten aufbringen, «teil sich das Metall vor Erreichen der nötigen Schichtdicke von der Keramik abhebt.The electroless processes are used for chemical metallization Deposition of silver, copper or nickel using a number of other methods to select. When silver plating or copper plating on de-energized Only very thin layers, about 0.2 to 0.3 bum thick, can be obtained from the cradle. because with further deposition the metal precipitates spongy. By currentless Furthermore, copper deposition cannot be applied with sufficiently thick layers, «The metal separates from the ceramic before the required layer thickness is reached.
Bei Anwendung dieser beiden genannten Verfahren kann somit nur eine dünne Metallschicht aufgebracht vrerden, die anschließend galvanisch verstärkt vierden müßte.When using these two methods, only one thin metal layer is applied, which is then galvanically reinforced would have to.
Das Trommelverfahren läßt sich zur Metallisierung piezoelektrischer Keramikkörper nicht anwenden, weil die hierfür erforderlichen dünnen Plättchen (Abmessungen etwa 8x8x0,2 mm) durch Adhäsionskräfte mit ihren Flächen zusammenkleben. Bei der Bevregung wird außerdem die dünne Metallschicht angekratzt bzw. abgerieben. Eine Kontaktierung der einzelnen Plättchen ist schwierig, da die Flächen bis zum Rand hin metallisiert werden müssen.The drum process can be used for the metallization of piezoelectric Do not use ceramic bodies because the thin plates required for this (dimensions about 8x8x0.2 mm) stick together with their surfaces by adhesive forces. In the Excitation also scratches or rubs off the thin metal layer. One Contacting the individual platelets is difficult because the surfaces extend to the edge need to be metallized.
Beider stromlosen Nickelabscheidung findet auf Piezokeramikplättchen aus Bleititanat-Bleizirkonat nach Vorbehandlung mit den an sich bekannten Bekeimungsverfahren keine Nickelabscheidung statt. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Belegung zu schaffen, die festhaftend und lötfähig ist und die auf stromlosem, iiege hergestellt werden kann.Both electroless nickel deposition takes place on piezoceramic plates made of lead titanate-lead zirconate after pretreatment with the known germination processes no nickel deposition takes place. The invention is therefore the task the basis of creating an assignment that is firmly adherent and solderable and that opens currentless, iiege can be produced.
Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Bauelement gelöst, das aus einen keranischen Körper und darauf angebrachten lötfähigen metallischen Belegungen besteht, insbesondere aus einen polarisierten piezoelektrischen Element auf der Basis von Bleititanat-Bleizirkonat,-ggf. mit einem Chromzusatz, wenn erfindungsgemäß die Belegungen aus wenigstens-zwei Schichten zusammengesetzt sind, von denen die untere Schicht aus Kupfer oder Silber in einer Stärke bis zu 0,5 drum und die obere Schicht au; Nickel besteht und für Lötzwecke genügend dick aufgetragen ist (vorzugsweise 3 bis 4. /um). Die Nickelechicht kann nach außen hin durch chemische Abscheidung nochmals einen Kupferniederschlag erhalten. Durch Sudvergoldung läßt sich auch eine Goldschicht aufbringen.This object is achieved by an electrical component that consists of a keranic body and solderable metallic coverings attached to it consists, in particular, of a polarized piezoelectric element on the Base of lead titanate-lead zirconate, -gf. with an addition of chromium if according to the invention the coverings are composed of at least two layers, of which the lower layer of copper or silver in a thickness of up to 0.5 drum and the upper Layer au; Nickel and is applied thick enough for soldering purposes (preferably 3 to 4th / um). The nickel layer can be deposited on the outside by chemical deposition received another copper deposit. A Apply gold layer.
Das Verfahren zum Aufbringen lötfähiger Metallbelegungen auf keramische Körper, insbesondere auf vorpolarisierte piezoelektrische Körper aus Perowskitmaterial auf der Basis von Bleititanat-Bleizirkonat durch stromlose Abscheidung aus das Metall enthaltenden Lösungen, ist gemäß der Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß auf den Keramiitkörper zuerst stromlos eine höchstens 0,5 bum dicke Schicht aus Kupfer oder Silber abgeschieden wird, die danach durch strorilose Abscheidung von Nickel verstärkt wird. Vorzugsweise wird der vorpolarisierte Keramikkörper zunächst bei 80o C in 20;äiger Natronlauge gereinigt, danach mit an sich bekannten Lösungen zur Bildung ionogener Keime behandelt und dann in ein an sich bekanntes Bad zur stromlosen Abscheidung von Kupfer oder Silber getaucht. Vor der Nickelabscheidung wird der Kupferniederschlag vorzugsweise durch kurzes Tauchen in eine saure Falladiumchloridlösung aktiviert. Die erste Schicht wird mit Vorteil nur in einer Dicke von 0,2 bis 0,3 /um abgeschieden. Die gemäß der Erfindung vorgeschlagene Metallbelegung ist, insbesondere wenn sie durch das vorgeschlagene Verfahren aufgebracht ist, äußerst haftfest und gut lötfähig. Eine Änderung der Vorpolarisation des piezoelektrischen Keramikkörpers konnte nicht festgestellt werden.The process for applying solderable metal coatings to ceramic Bodies, in particular prepolarized piezoelectric bodies made of perovskite material on the basis of lead titanate-lead zirconate by electroless deposition from the metal containing solutions, is characterized according to the development of the invention, that on the ceramic body, first of all, a layer no more than 0.5 μm thick, without current, is applied of copper or silver is deposited, which afterwards by strorilose Deposition of nickel is enhanced. The pre-polarized ceramic body is preferably used First cleaned at 80 ° C in 20% sodium hydroxide solution, then with known ones Treated solutions for the formation of ionic nuclei and then in a known per se Immersed bath for the electroless deposition of copper or silver. Before nickel deposition the copper precipitate is preferably removed by briefly immersing it in an acidic falladium chloride solution activated. The first layer is advantageously only 0.2 to 0.3 thick / to be deposited. The metal coating proposed according to the invention is, in particular when applied by the proposed method, extremely adhesive and good solderable. A change in the pre-polarization of the piezoelectric ceramic body it could not be detected.
In der beigefügten Zeichnung ist ein Schnitt eines seheibenförnigen Bauteiles gerüß ,der Erfindung gezeigt, wobei aus Gründen der zeichnerischen Darstellung die Verhältnisse insbesondere in Bezug auf die Metallbelegungen übertrieben wiedergegeben sind. Auf dem Körper 1 sind auf dessen Stirnflächen 2 und 3 zunächst dünne Kupferschichten 4. bzyt. 5 aufgetragen, die mit für Lötzwecke ausreichend dicken Nickvlschiehten 6 und 7 verstärkt sind. !1n diesen Nickelschichten sind die äußeren Stromzuführungen 8 und 9 angelötet.In the accompanying drawing is a section of a disk-shaped one Component gerüß, the invention shown, for the sake of the graphic representation the relationships, especially with regard to the metal deposits, are exaggerated are. On the body 1, first thin copper layers are on its end faces 2 and 3 4. bzyt. 5 applied, with Nickvlschiehten sufficiently thick for soldering purposes 6th and 7 are reinforced. The external power supply lines are in these nickel layers 8 and 9 soldered on.
Claims (7)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990010609A1 (en) * | 1989-03-08 | 1990-09-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for chemical metallization of ceramic bodies |
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1967
- 1967-09-26 DE DE19671690054 patent/DE1690054A1/en active Pending
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