DE3125730A1

DE3125730A1 - Verfahren zum metallisieren elektrischer bauelemente

Info

Publication number: DE3125730A1
Application number: DE19813125730
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 8530 Deutschlandsberg Oitzl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-06-30
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1983-01-13
Also published as: ATA175582A; AT376833B

Description

Verfahren zum Metallisieren elektrischer Bauelemente
Die Erfindung betrifft ein Verfahren'zum Metallisieren elektrischer Bauelemente, die einen elektrisch aktiven, scheiben-, rohr- oder stabförmigen Grundkörper aus Keramik enthalten, wie keramische Kalt- oder Heißleiter, keramische Kondensatoren, insbesondere Vielschichtkondensatoren, und keramische Piezoelemente, und der Grundkörper wenigstens auf einem Teil seiner Oberfläche mit einem Metallbelag versehen ist, der aufgebracht ist, indem die zu metallisierende Oberfläche zunächst durch Aufbringen einer Palladiumlosung und nachfolgende Reduktion mit einer Palladiumschicht vers.ehen und danach auf dieser' Palladiumschicht eine Nickelphosphor- oder Nickel- Borschicht oder eine Kupferschicht stromlos abgeschieden wird, die ggf. galvanisch verstärkt wird.
Elektrische Bauelemente mit einem keramischen Grundkörper, der an seiner,Oberfläche mit Metallbelegungen versehen ist, die je eine außenliegende, aus Nickel bzw.
eine Nickelphosphor bzw. eine Nickelborlegierung bestehende Schicht und eine darunterliegende palladiumhaltige Schicht aufweisen, wobei an diese Metallbelegun-genjeweils eine äußere Stromzuführung angelötet ist und'die palladiushaltige Schicht aus Palladium allein bzw. in Verbindung mit Palladiumchlorid besteht, sind in der-DE-PS 24 33 419 und auch in der DE-PS-24- 33 458 beschrieben.
Die Verfahren zur Herstellung solcher keramischer elektrischer Bauelemente, die in diesen Patentschriften angegeben sind, sehen vor, daß auf die Oberfläche des Ke- ramikkörpers an den zu metallisierenden Stellen eine Palladium(II)-Chlorid-Lösung aufgetragen und eingebrannt wird, wonach eine stromlose.Vernickelung der ersten Schicht erfolgt und daran anschließend ggf. noch ein Tempervorgang.vorgesehen ist.
Für die Herstellung der Nickelschichten sind in diesen Patentschriften spezielle Rezepturen beschrieben.
Obwohl sich diese Verfahren in der Praxis bewährt haben, weisen sie dennoch den 'Nachteil auf, daß für die Herstellung der Palladiumschicht, die unmittelbar und ohne vorherige Akt.ivierung, beispielsweise mit Zinn(-2)-Chlorid (wie es beispielsweise in der US-PS 3 586 534 beschrieben ist), aufgebracht wird, eine chloridionenhaltige Lösung verwendet wird, die zudem saure Eigenschaften hat.
Chloridionen sind aus den Oberflächenbereichen von Keramikkörpern relativ schlecht zu entfernen, weil hierfür sehr eingehende Waschprozesse-u.a. mit destilliertem Wasser erforderlich sind. Darüber hinaus wirken diese Chloridlösungen ätzend auf die keramische Oberfläche, so daß auch hierdurch die elektrischen Eigenschaften des keramischen elektrischen Bauelementes beeinflußt werden.
-Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs angegebenen Art so abzuwandeln, daß die geschilderten Mängel der bekannten Verfahren nicht auftreten, d.h. die Verwendung chloridhaltiger Lösungen ausgeschlossen wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Palladiumschicht aus einer etwa 0,03 prozentigen Palladiumnitratlösung, die ca. 5% eines organischen, mit Wasser vollständig mischbaren Lösungsmittels enthält, nachfolgendes Spülen mit Wasser und dann durch Reduktion mit etwa 1,0 prozentiger Dimethylaminboran-Lösung (DMAB) erzeugt wird.
Das Verfahren läßt sich beim Aufbringen von Metallisierungen auf die Körper elektrischer Bauelemente insbesondere im Schüttgutprozeß in Trommeln durchführen, wobei dann aber für eine elektrische Trennung der für unterschiedliche. Potentiale bestimmten Metallschichten gesorgt werden muß, beispielsweise, indem die nicht zu metallisierenden Teile vorher abgedeckt werden oder indem durch nachfolgende Schleifoperation überschüssige Metallschichten entfernt werden.
Für die Durchführung des Verfahrens wird folgendes Ausführungsbeispiel angegeben.
Keramische Kaltleiterkörper, das .sind elektrische Bauelemente (auch PTC-Widerstände genannt), die auf der Basis von Perowskitstruktur besitzenden halbleitenden Material, insbesondere auf der Basis von dotiertem Bariumtitanat bestehen, und die Abmessungen von 12 mm Durchmesser x lmm Dicke aufwiesen, wurden zunächst in entionisiertem Wasser und Ultraschall von anhaftendem Keramikstaub gereinigt und anschließend in einer Sprozentigen HF-Lösung 3 Minuten'lang geätzt.
Nach kräftigem Spülen mit entionisiertem Wasser erfolgte die Aktivierung der Keramikoberfläche in einer'O,03 prozentigen Palladiumnitratlösung ,' die ca. 5%. eines organischen Lösungsmittels enthielt. Die Aktivierung erfolgte bei Raumtemperatur -6 Minuten lang. Um eine Verschleppung überschüssiger Palladiumkeime möglichst zu verhindern, wurde in entionisiertem Wasser ca. 1 Minute lang leicht gespült und anschließend 3 Minuten in einer 1,0 prozentigen DMAB-Lösung reduziert.
Die so vorbehandelten Teile wurden nochmals gespült und in einem chemischen Nickel-Phosphorbad 10 Minuten lang bei 920C vernickelt. Die Vorbehandlung und Metallisierung erfolgte in Kunststofftrommeln als Schüttgut. Ein Umleeren der Ware vor dem Einfahren in das Metallisierungsbad ist angebracht, da aufgrund der guten Aktivierfähigkeit der Palladiumnitratlösung auch die Kunststofftrommel metallisiert würde.
1 Patentan.spruch

Claims

Patentanspruch Verfahren zum Metallisieren elektrischer Bauelemente, die einen elektrisch aktiven, scheiben-, rohr- oder stabförmigen Grundkörper aus Keramik enthalten, wie keramische Kalt- oder Heißleiter, keramische Kondensatoren, insbesondere Vielschichtkondensatoren, und keramische Piezoelemente, und der Grundkörper wenigstens auf einem Teil seiner Oberfläche mit einem Metallbelag versehen ist, der aufgebracht wird, ind-em die zu metallisierende Ober--fläche zunächst durch Aufbringen einer Palladiumlösung und nachfolgende Reduktion mit einer Palladiumschicht versehen und danach auf dieser Palladiumschicht eine Nickelphosphor- oder Nickel-Borschicht oder eine Kupferschicht; stromlos abgeschieden wird, die ggf. galvanisch ~.

verstärkt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Palladiumschicht aus einer etwa 0,03 prozentigen Palladiumnitratlösung, die ca. 5% eines organischen, mit Wasser vollständig mischbaren Lösungsmittels enthält, nachfolgendes Spülen mit Wasser und dann durch Reduktion mit etwa 1,0 prozentiger Dimethylaminboran-Lösung erzeugt wird.