DE2433419B2 - Keramisches elektrisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Keramisches elektrisches Bauelement und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
3 Gew.-% NiCI2 · 6 H2O,
3 bis 7 Gew.-% Na1C6H5O7 · 2 H2O.
89 bis 93 Gew.-% H2O.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die stromlose Vernikkelung bei Badtemperaturen von 65 bis 95°C in 1 jis
60 Minuten erfolgt.
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Die Erfindung betrifft ein keramisches elektrisches Bauelement, bestehend aus einem Keramikkörper, der v>
an seiner Oberfläche mit Metallbelegungen versehen ist, die je eine außenliegcnde, aus Nickel bzw. einer
Nickel-Phosphor- bzw. einer Nickel-Bor-Legierung bestehende Schicht und eine darunterliegende palladiumhaltige Schicht aufweisen und an die jeweils eine
äußere Stromzuführung angelötet ist.
Ein solches keramisches elektrisches Bauelement in Form einer Halbleiterkeramik ist in der US-PS
86 534 beschrieben. Bei der Herstellung der Metallisierung fUr solche keramischen Kaltleiter wird durch M)
stromloses Abscheiden eine Nickel-Phosphor-Legierung erhalten. Das bekannte Verfahren setzt jedoch
eine Sensibilisierung mittels einer Zinn(ll)-Chlorid- und eine anschließende Aktivierung durch Eintauchen in
eine Palladium(ll)-Chlorid-Lösung voraus. Auf dieser derartig sensibilisierten Oberfläche erfolgt dann eine
stromlose Abscheidung einer Nickel-Phosphor-Legierung in einem Bad, welches Nickcl{ll)-C"h!orid, als
Reduktionsmittel Natriumhypophosphit und als Stabilisierungsmittel Natriumzitrat enthält. Bei dem bekannten Verfahren ist es erforderlich, vor dem Eintauchen in
das Sensibilisierungsbad ein Abdecken derjenigen Oberflächenteile vorzunehmen, an welchen später keine
Metallbelegung vorhanden sein soll. Weiterhin ist eine Dosierung des an der Oberfläche Fest haftenden
Palladiumchlorids, welches die Haftfestigveit der Nickel-Phosphor-Schicht bestimmt, nach dirsem Verfahren schwer möglich, und es besteht die Gefahr, daß
Palladiumchlorid in das Nickelbad gelangt und eine Zersetzung dieses Bades bewirkt.
Keramische elektrische Bauelemente, auf die sich die Erfindung bezieht, sind z. B. Piezoschwinger, Kondensatoren, Heißleiter, Bauelemente aus Aluminiumoxid- und
Titandioxidkeramik. Es ist bekannt, derartige Bauelemente an den zu metallisierenden Oberflächen mit einer
Einbrennsilberkontaktierung zu versehen. Da sich Silber in zunehmendem Maße verteuert, ist es
unwirtschaftlich, insbesondere bei Bauelementen geringen Wertes, diese Metallisierung anzuwenden.
Aufgabe der Erfindung ist es, keramische elektrische
Bauelemente anzugeben, deren Herstellung wirtschaftlich und automatisierbar vorgenommen werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem kcramikschcn elektrischen Bauelement der eingangs angegebenen Art
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die palladiumhaltige Schicht aus Palladium allein bzw. in Verbindung mit
Palladiumchlorid besteht, eine Schichtdicke von 0,2 bis
50 nm aufweist und eingebrannt ist.
Vorzugsweise weist die außenliegcnde Schicht eine Schichtdicke von 03 bis 5 μπι auf.
Das Verfahren zur Herstellung des keramischen elektrischen Bauelements ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Keramikkörpers an den zu metallisierenden Stellen eine
PalladiumillJ-Chlorid-Lösung aufgetragen und bei Temperaturen zwischen 300 und 750"C in 5 bis 60 Minuten
eingebrannt wird und daß ciantn anschließend eine
stromlose Vernickelung der ersten Schicht erfolgt.
Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind den Unteransprüchen 4 bis 6 zu entnehmen.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung bestehen darin, daß eine Sensibilisierung der Oberfläche entfällt
und daß gleichzeitig die Haftfestigkeit und die Abschcidungsgeschwindigkeit der zweilcn Schicht beträchtlich erhöht wird, womit die RcpraduzierDarkcit
der Metallisierung verbessert wird. Für das Auftragen der Aktivierungssubstanz (PdCI2) sind die üblichen, für
das Auftragen von Metallpräparatcn geeigneten Verfahren wie Aufpinseln, Walzen, Spritzen oder Sicbdrukken geeignet, wobei es möglich ist, gewünschte
Isolationszonen auszubilden.
Vorzugsweise wird dabei eine 0,01- — 0,2%igc
PdCI2-Lösung verwendet, welche bei Temperaturen zwischen 300 und 75O°C in 5 bis 60 Minuten eingebrannt
wird.
Damit ergibt sich eine Schichtdicke der ersten Schicht
von ungefähr 0,2—50 nm, je nach verwendeter Konzentration und Oberflächenbeschaffenheit des Keramikkörper. Beim Einbrennen bildet sich eine Schicht aus
Palladium allein bzw. aus Palladium in Verbindung mit unzersetztcm Palladiumchlorid (Zersetzungstemperatur
von PdCI2 ca. 5000C), je nach verwendeter Einbrenntemperalur.
Bei geringeren Einbrenntemperaturen als JOO0C ist
das Palladium nicht genug an die Oberfläche des Keramikkörpers gebunden, so daß es in das Nickelbad
gelangen und dessen Zersetzung herbeiführen kann.
Zur Herstellung der zweiten Schicht eignen sich die aus der Metallisierung für Kunststoffe bekannten
Nickelbäder, wobei je nach Badzusammensetzung entweder Nickel-Phosphor- oder Nickel-Bor-Legierungen
erhalten werden.
Es hat sich ais vorteilhaft erwiesen, die Vernickelung in einem Bad ähnlicher Zusammensetzung wie in der
US-PS 35 86 534 durchzuführen, das
3Gew.-% NiCI3-6 H3O,
I Gew.-% NaH2PO2 - H2O,
3 bis 7 Gew.-% Na1C6H5O7 - 2 H2O und
89 bis 93 GeW-1Yo Wasser
enthält. Bei Badtemperaluren zwischen o5 und 95' C
ergeben sich Abscheidungszeiten zwischen 1 und 60 Minuten. Die Abscheidungszeit richtet sich dabei nach
der Oberfläche der Keramikkörper, der Palladiumkonzentration, der Badtemperaiur und dem Zitratgchalt des
Bades. Je niedriger die Badtemperatur ist, desto beständiger ist das Bad, aber desto länger sind auch die
Verweilzeiten im Bad.
Zum Anbringen äußerer Stromzuführungen können die Metallisierungen in bekannter Weise ver/innt werden; es ist aber auch möglich, die .Slrunv.uführungcn direkt au,'die Nickelflächen aufzulöten.
Zum Anbringen äußerer Stromzuführungen können die Metallisierungen in bekannter Weise ver/innt werden; es ist aber auch möglich, die .Slrunv.uführungcn direkt au,'die Nickelflächen aufzulöten.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbcsondere
zur Herstellung von sogenannten Machrohr kondensatoren, wobei ein ganzer Rohrstrang mit der
Palladiumchloridlösung behandelt werden kann, ohne daß spezielle Isolationszonen an der Oberflächt·
freigehalten werden müssen, da die Kondensatoren erst
lu nach erfolgter Metallisierung von dem Rohrstrang
abgeschnitten werden.
In der Figur ist ein keramisches elektrisches Bauelement nach der Erfindung dargestellt. Auf dem
Keramikkörper ! befinden sich die Metallisierungen 2.
welche aus einer ersten Schicht 3 aus Palladium bzw. aus Palladium und Palladiunichlorid und einer zweiten
Schicht 4 aus einer Nickel-Phosphor- bzw. Nickel-Bor-Legimini
bestehen. An den Metallisierungen 2 sind zwei auiicic Sirom/uführungen 5 mittels eines Lotes 6
angelötet. Wegen der besseren Übersichtlichkeit wurden in der Figur die Propo, .ionen übertrieben
angegeben.
Claims (5)
1. Keramisches elektrisches Bauelement, bestehend aus einem Keramikkörper, der an seiner
Oberfläche mit Metallbelegungen versehen ist, die je eine außenliegende, aus Nickel bzw. einer Nickel-Phosphor- bzw. einer Nickel-Bor-Legierung bestehende Schicht und eine darunterliegende palladiumhaltige Schicht aufweisen und an die jeweils eine
äußere Stromzuführung angelötet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die palladiumhaltige Schicht (3) aus Palladium allein bzw. in Verbindung
mit Palladiumchlorid besteht, eine Schichtdicke von 0,2 bis 50 nm aufweist und eingebrannt ist.
2. Keramisches elektrisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
außenliegende Schicht (4) eine Schichtdicke von 0,5 bis μπι aufweist.
3. Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektrischen Bauelements nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf di:
Oberfläche des Keramikkörpers (1) an den zu metallisierenden Stellen eine Palladium(ll)-Chlorid-Lösung aufgetragen und bei Temperaturen zwischen
300 und 7500C in 5 bis 60 Minuten eingebrannt wird und daß daran anschließend eine stromlose Vernikkelung der ersten Schicht (3) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der ersten Schicht (3)
eine 0,01 - bis 0,2%ige PdCl2-Lösung verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dc3 zur Herstellung der
zweiten Schicht (4) ein Nickelbad der folgenden Zusammensetzung verwenden 'ird:
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| DE3125802A1 (de) * | 1981-06-30 | 1983-01-13 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur herstellung flaechenmaessig begrenzter, loetfaehiger metallschichten auf elektrischen bauelementen |
| DE3125730A1 (de) * | 1981-06-30 | 1983-01-13 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum metallisieren elektrischer bauelemente |
| DE3134918A1 (de) * | 1981-09-03 | 1983-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka | "elektrode auf waermebestaendigem isolierendem substrat und verfahren zur herstellung derselben" |
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1974
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1975
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