DE812379C

DE812379C - Verfahren zur Herstellung duenner zusammenhaengender Oberflaechen-schichten aus Edelmetall, insbesondere aus Silber und Gold

Info

Publication number: DE812379C
Application number: DEG1786A
Authority: DE
Original assignee: Geraetebau-Anstalt
Current assignee: Geraetebau-Anstalt
Priority date: 1949-05-07
Filing date: 1950-05-06
Publication date: 1951-08-30
Also published as: FR1017292A

Description

Zur Herstellung von Kondensatoren sowie von Oberflächenspiegeln benutzt man als metallischen Belag gern Silber und Gold wegen der hohen elektrischen Leitfähigkeit bzw. des hohen Reflexionsvermögens dieser Metalle. Die Herstellung solcher Schichten erfolgte bis heute z. B. für verlustarme Kondensatoren dadurch, daß auf eine Glimmerunterlage kolloidal verteiltes Silber aufgebracht und anschließend bei Temperaturen von über 300⁰C eingebrannt wird.

Solche Schichten bestehen aus diskreten Silberkörnchen, die sich infolge der hohen Beweglichkeit der Silberatome bei höheren Temperaturen durch Sammelkondensation bilden. Um einen vollkommenen, geschlossenen Silberbelag zu erhalten, ist es deshalb notwendig, solche Schichten relativ dick zu machen. Nimmt man das Stromspannungsdiagramm einer derartigen Schicht auf, dann zeigt sich eine Unregelmäßigkeit derart, daß bei steigender Spannung der Strom eine unstetige Zunahme erfährt. Diese Erscheinung hängt zusammen mit dem Kohärer-Effekt, der zwischen den lose aneinandergelagerten Silberteilchen auftritt. Zwischen diesen diskreten Silberteilchen ist der Elektronenübergang so diskontinuierlich, daß dadurch ein erhöhtes Rauschen bedingt ist.

Man hat schon versucht, diese Nachteile dadurch zu beheben, daß an Stelle der aufgespritzten Silberschichten dünne Rhodiumschichten durch Aufdampfen im Hochvakuum erzeugt werden. Rhodium selbst ist aber ein Metall, dessen elektrische Leitfähigkeit beträchtlich unter derjenigen des Silbers liegt, und das zudem außerordentlich teuer ist, so daß seine Verwendung in der Technik auf wirtschaftliche Schwierigkeiten stößt.

Der Versuch, auf eine Glimmerunterlage Silber auf-

zudampfen, stößt aus zwei Gründen auf große Schwierigkeiten. Einmal ist das Silber ein sehr weiches Metall und haftet nur schlecht auf der Unterlage. Zweitens zeigt Silber beim Aufdampfen schon bei niederen Temperaturen die Erscheinung der Sammelkristallisation, so daß demzufolge keine zusammenhängenden Schichten erzeugt werden können. So besitzen, z. B. auf Glimmer aufgedampfte dünne Silberschichten zunächst überhaupt keine elektrische Leitfähigkeit, weil die aufgedampften Silberatome, ähnlich wie bei der Kondensation von Wasser an unreinen Oberflächen, Tröpfchen bildet, zwischen denen keine leitende Verbindung besteht. Erst bei verhältnismäßig dicken Silberschichten kann diese Tröpfchenbildung soweit beseitigt werden, daß die elektrische Leitfähigkeit über die ganze Fläche vorhanden ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dünner zusammenhängender Oberflächenschichten aus Edelmetall, insbesondere aus

ao Silber und Gold, welches die genannten Nachteile beseitigt. Das durch die Erfindung gegebene Verfahren besteht darin, daß in einem Arbeitsgang auf die Unterlage zunächst eine dünne Schicht eines anderen Metalles und unmittelbar darüber die Edelmetallschicht im Hochvakuum aufgedampft wird. Vorzugsweise kann auf die Unterlage zunächst eine dünne Kupferschicht aufgedampft werden.

Versuche haben gezeigt, daß auch äußerst dünne Kupferschichten auf Glas sowie auf Glimmer und ähnlichen anderen nichtmetallischen Unterlagen im Gegensatz zu Silber außerordentlich fest haften und zudem homogen bleiben. Wird nun auf eine solche dünne Kupferschicht in einem Arbeitsgang, d. h. ohne die Oberfläche durch Lufteinlaß einer Oxydation auszi'setzen, im Hochvakuum beispielsweise eine Silberschicht aufgedampft, dann besitzt auch diese Silberschicht eine große mechanische Haftfestigkeit auf der Kupferschicht und damit auf der Unterlage. Es hat sich dabei erwiesen, daß die vorgenannte Tropf chenbildung durch Sammelkristallisation auch bei sehr dünnen Schichten nicht auftritt, so daß eine derart hergestellte Silberschicht auch den erwähnten Kohärer-Effekt nicht aufweist, und daß demzufolge das Rauschen der mit solchen Schichten versehenen Kondensatoren auf ein Mindestmaß verringert werden kann. I>ie Kupferunterlage hat dabei gleichzeitig den großen Vorteil, daß ihre elektrische Leitfähigkeit mit derjenigen des Silbers praktisch identisch ist, so daß die Leitfähigkeit der gesamten Schicht nicht beeinträchtigt ist. Solche Kondensat or elektroden bestehen also hinsichtlich der Leitfähigkeit aus dem hochwertigsten Werkstoff.

Oberflächenspiegel müssen, um geringes Streulicht zu besitzen, eine möglichst feine und glatte Oberfläche aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nun auch sehr gut zur Herstellung derartiger Oberflächenspiegel, da die auf diese Weise erzielten Beläge homogen und zusammenhängend sind und keine diskreten Teilchen aufweisen, die Anlaß zu erhöhtem Streulicht geben, wie das bei den bisher gebräuchlichen Spiegeln der Fall war, die auf eine Glasunterlage unmittelbar aufgedampft wurden. Weil ein durch dieses Verfahren hergestellter Belag außerordentlich gut an seiner Unterlage haftet, kann er auch bei sehr dünner Schicht eine erhöhte mechanische oder elektrische Beanspruchung ertragen.

Das beschriebene Verfahren kann auch zur Herstellung von Goldschichten mit Vorteil angewendet werden, obwohl bei Gold die eingangs erwähnten Nachteile weniger stark ausgeprägt sind. Die nach der Erfindung erzeugten Goldschichten weisen jedoch gegenüber den nach bisherigen Methoden aufgedampften dünnen Schichten wesentliche Verbesserungen auf, die hauptsächlich in der Feinheit der Oberfläche bestehen.

Das Verfahren ist nicht auf die erwähnten Metalle Gold und Silber beschränkt, sondern auch für Schichten aus anderen Edelmetallen geeignet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung dünner zusammenhängender Oberflächenschichten aus Edelmetall, insbesondere aus Gold oder Silber, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Arbeitsgang auf die Unterlage zunächst eine dünne Schicht aus Kupfer und unmittelbar darüber die Edelmetallschicht im Hochvakuum aufgedampft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten als Elektroden auf Dielektriken verlustarmer Kondensatoren aufgebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten zur Oberflächenversj liege lung geeigneter Unterlagen auf dieselben aufgebracht werden.