DE897504C

DE897504C - Verfahren zum Auftragen loetfaehiger metallischer Schichten auf Keramik

Info

Publication number: DE897504C
Application number: DEL4234D
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Phil Nat Vedder
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1944-10-31
Filing date: 1944-10-31
Publication date: 1953-11-23

Description

Verfahren zum Auftragen lötfähiger metallischer Schichten auf Keramik Für das Auftragen von Metallschichten auf Keramik sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden. So lassen sich lötfähige Schichten auf Keramik in der Weise aufbringen, daß man. pulverförmige Metalle mit einer leicht verdampf'baren Flüssigkeit, wie Alkohol, Aceton oder Kol.lodium, anrührt und diese dann mit dem Pinsel aufstreicht. Weiterhin, kann das Aufbringen von Metallschichten mit Hilfe von Metallsalzlösungen erfolgen, aus denen durch Zerfallen beim Erhitzen das Metall abgeschieden wird. Ferner kann das Auftragen der Metalle mittels Lösungen erfolgen, die das Metall in feinverteilter Form enthalten. A11 diesen Verfahren haftet die Unzulänglichkeit an, daß es schwierig ist, den Auftrag in gl-c-:ichmäßiger Verteilung und in der gewünschten Dicke aufzubringen. Außerdem ist es sehr schwierig, die Oberfläche der Keramik frei von störenden Substanzen, wie Staub, insbesondere Kohle und anderen Teilchen zu- halben.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Metallschichten im Vakuum aufzudampfen, und sie im gleichen Ofen einzusintern, wobei nach der Bildung einer dünnen, leitenden Schicht diese Schicht. als Kathode einer Gleichstromenbladungsstrecke geschaltet wird, während der verdampfende Metallteil als Anode dient.
Da die durch das Aufstreichen aufgebrachten Schichten eingesintert werden müssen, wird durch das neue Verfahren des Au.fdampfens und gleichzeitigen oder nachfolgenden Einsinterns ein Arbeitsvorgang erspart. Durch geeignete Ausgestaltung der Bedämp-. fungselektrode ist es leicht möglich, die ,zunächst nur dünn auf die Keramik aufgedampfte Schicht als Kathode und das verdampfende Material als Anode zu schalten. Läßt man eine Gleichstromentladung über diese Entladungsstrecke fließen, so werden die Metallatome des verdampfenden Materials ionisiert und durch das Feld in Richtung auf die Kathode beschleunigt. Die Beschleunigung ist so groß, daß die Ionen tief in die oberste Schicht der Keramik eindringen. Außerdem wird .die Reaktionsrfähigkeit durch den Ionenprall stark gesteigert, und man erhält so festhaftende Schichten, wie sie- .beim Betriebe eines Quecksilberdampfgleichrichters beobachtet werden, wenn der Ansatzpunkt des Lichbbogens von deal Quecksilber albirrt, auf Eisen gelangt und dann eine sog. Eisenbeblakung der Isolierkeramik einsetzt.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich :aus der Tatsache, .daß die Metalle nicht in Pulverform vorzuliegen brauchen, sondern in kompakten Rohren oder Stäben Verwendung finden können.E's kommen alle Metalle in Frage, deren Dampfdruck so niedrig ist, daß sie vakuumtechnisch keine Schwierigkeiten. bereiten. Insbesondere können Eisen, Mangan, Chrom, Wolfram, Molybdän, aber auch Silber oder Kupfer nach dem neuen Verfahren verarbeitet werden.
Die Abbildung zeigt-beispielsweise- einem. Ofen zur Durchführung des neuen Verfahrens. In dem Ofen i, der durch .den Deckel :2 abgeschlossen ist und durch den Stutzen 3 evakuiert werden kann, ist die Heizwicklung ¢ zur Aufheizung des Ofens auf .die jeweils erforderliche Sintertemperatur angeordnet. Auf der Halteplatte 5, die gleichzeitig einen Teil der Stromzuführung .darstellt, ist ein Keramikklotz 6 angeordnet, der zum Schutz gegen die Bedampfung mit einer Abdeckkappe 7 versehen ist. Auf dieser Kappe sind die Keramikteile 8 aufgeschichtet, die an ihrer zylindrischen: Außenwand bedampft werden sollen. Das oberste Keramikteil wird von einer Kappe g, umfaßt, die über eine Platte io leitend mit dem stromführenden Bolzen ii verbunden ist. Dieser Bolzen ist durch den Isolator 1z gegen die Deckelplatte a isoliert. Die Keramikteile 8 sind von einem Metallrohr 13 umgeben, das aus dem aufzudampfenden Metall besteht. Dieses Rohr 13 steht mit den Teilen 2 und 5 in stromleitender Verbindung. Der Bolzen 1q. ist gegen die-Platte 2 isoliert, mit der Halteplatte 5 verschraubt unddient als zweite Stromzuführung. Sollen statt der zylindrischen Außenflächen Innenflächen der Keramik :bedampft werden, so verwendet man statt des Rohres einen Stab oder einen Draht, der im Innern der Keramik ausgespannt ist und in gleicher Weise durch Stromdurchgang auf eine Temperatur geheizt werden kann, bei der eine genügende Verdampfung einsetzt. Falls erforderlich, ;kann der Außenmantel des Ofens durch eine Wasserkühlung gekühlt werden.
Der Vorgang des Verdampfens und Einsinterns geht nun folgendermaßen vor sich: Nachdem der Ofen auf eine bestimmte Temperatur geheizt und das Vakuum hergestellt ist, wird durch das Rohr z3 über die Stromzuführung r4.ein starker Strom geleitet, der das Rohr auf eine Temperatur aufheizt, bei der das Metall verdampft. iNachdem sich eine leitende- Schicht auf der Keramik niedergeschlagen hat, wird zusätzlich .an die Teile i r und 14 eine Gleichspannung gelegt, und zwar ;derart, daß das Rohr-13 zur Anode und die leitende Schicht auf der Keramik; die durch die Teile g und io leitend mit der Stromzuführung ii verbunden ist, zur Kathode wird. Dadurch wird erreicht, daß die verdampfenden Metallatome in Ionenform auf .die Keramik auftreffen und infolge ihrer Auftreffgeschwindigkeit besonders tief in die Keramik eindringen, wodurch eine gute Haftfestigkeit der Schicht erreicht wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Auftragen lötfähiger Metallschichten auf Keramik, dadurch gekennzeichnet, daß Metallteile, wie Eisen, Molybdän, Wolfram, Chrom, Mangan und Aluminium sowie auch Silber oder Kupfer, im Vakuum aufgedampft werden, wobei nach der Bildung einer dünnen leitenden Schicht diese Schicht als Kathode einer Gleichstromentladungsstrecke geschaltet wind, während .der verdampfende Metallteil als Anode dient.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ,die Temperatur der Keramik so hoch gewählt wird, daß -sie beim Bedekkungsvo,rgang an der Oberfläche weich wird.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verdampfende Metall in Rohr-oder Stangenform zwischen einem von der Ofenwandung isolierten Träger und der Ofenwand selbst aufgebaut ist, während eine zweite Elektrode mittels stromleitender Teile an die zu bedampfenden Flächen der Keramik heranreicht, so daß bei Verdampfung eine Verbindung zwischen Elektrode und Schicht entsteht.