RU2748182C1 - Электропроводящее покрытие - Google Patents

Электропроводящее покрытие Download PDF

Info

Publication number
RU2748182C1
RU2748182C1 RU2020125342A RU2020125342A RU2748182C1 RU 2748182 C1 RU2748182 C1 RU 2748182C1 RU 2020125342 A RU2020125342 A RU 2020125342A RU 2020125342 A RU2020125342 A RU 2020125342A RU 2748182 C1 RU2748182 C1 RU 2748182C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
conductive
layer
electrically conductive
adhesive
Prior art date
Application number
RU2020125342A
Other languages
English (en)
Inventor
Марат Хатыпович Азаматов
Илкам Халитович Нагимов
Айдар Рустемович Гильфанов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО")
Priority to RU2020125342A priority Critical patent/RU2748182C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2748182C1 publication Critical patent/RU2748182C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0465PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate comprising particular structures for the electrical interconnection of adjacent PV cells in the module
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в оптических элементах из оптической керамики для коммутации элементов электрических схем оптико-электронных приборов, в том числе космического назначения, создания контактных электродов и электрообогрева входных окон из оптической керамики. Электропроводящее покрытие содержит нанесенные на подложку из керамики адгезионный, токопроводящий и контактный слои. Покрытие дополнительно содержит буферный слой, выполненный из хрома, который расположен между адгезионным и токопроводящим слоями и имеет хорошее сцепление с ними, при этом подложка выполнена из оптической керамики, адгезионный слой выполнен из оксида иттрия, а токопроводящий слой выполнен из алюминия. Подложка из оптической керамики может быть выполнена из селенида цинка или из сульфида цинка. Использование изобретения позволяет получить электропроводящее покрытие с хорошей адгезией к подложкам из оптической керамики, выдерживающее термическое воздействие до 250°С. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано в оптических элементах из оптической керамики для коммутации элементов электрических схем оптико-электронных приборов, в том числе космического назначения, создания контактных электродов и электрообогрева входных окон из оптической керамики.
В настоящее время в оптоэлектронике широко используют оптические элементы из оптической керамики, которая прозрачна в видимом и инфракрасном диапазонах спектра в интервале длин волн от 0,5 мкм до 13 мкм и в этой области не имеет полос поглощения.
Однако оптические элементы из оптической керамики не могут быть использованы в оптико-электронных системах для коммутации элементов электрических схем, создания контактных электродов и электрообогрева, так как до настоящего времени не разработаны электропроводящие покрытия на поверхностях из оптической керамики. Известные электропроводящие покрытия для оптических элементов (ОСТ 3-1901-95. Покрытия оптических деталей. С.72-74) предназначены для применения на поверхностях из оптического и кварцевого стекла и не могут применяться на поверхностях из оптической керамики ввиду слабой адгезии к ней.
Известно электропроводящее покрытие, описанное в способе создания электропроводящих покрытий на диэлектрических деталях электровакуумных приборов (Авторское свидетельство СССР SU 860166, опубликовано 30.08.1981, МПК H01J 9/20), состоящее из индия или сплавов на его основе, нанесенных на такие диэлектрические подложки, как стекло, фотоситалл, кварц, корунд, лейкосапфир, слюда, монокристаллы фторидов металлов, керамика ГБ-7 и 22Хс.
Известны также металлические электропроводящие покрытия, находящие применение в микроэлектронике в качестве токопроводящих дорожек микросхем (Технология тонких пленок (справочник). Под ред. Л. Майселла, Р. Глэнга. Нью-Йорк. Пер. с англ. Под ред. М.И. Елинсона, Г.Г. Смолко, Т.2. М, «Сов. радио», 1977, с. 729, Б. Межсоединения, с. 730, В. Типичные материалы), которые состоят из металлического токопроводящего слоя, расположенного на подложке из кремния.
Прототипом является металлическое электропроводящее покрытие, описанное в способе создания токопроводящих дорожек (Патент RU 2494492, МПК H01L 21/28, опубликован 27.09.2013, фиг. 1). Электропроводящее покрытие (токопроводящая дорожка) на подложке из неоптической керамики (оксид алюминия, нитрид алюминия) содержит адгезионный слой из хрома, токопроводящий слой из меди, барьерный слой из никеля, служащий для защиты токопроводящего медного слоя от окисления и ограничения миграции атомов меди, и контактный слой из золота, служащий для пайки.
Общим недостатком аналогов и прототипа является то, что используемые при их получении металлы - как с хорошей электропроводимостью (алюминий, медь, серебро, индий), так и хром, используемый в качестве адгезионного слоя, обладают плохой адгезией к оптической керамике, в частности к селениду цинка и сульфиду цинка вследствие слабости сил межмолекулярного взаимодействия между ними.
Кроме того, вследствие больших внутренних напряжений использование меди в качестве токопроводящего слоя толщиной более 1000 нм в составе электропроводящего покрытия на оптической керамике, полученного методами напыления в вакууме, приводит к разрушению покрытия. Электропроводящие покрытия на оптической керамике из материалов, используемых в прототипе, непрочны, склонны к отслаиванию (не выдерживают испытания на адгезию по ГОСТ Р ИСО 9211-4-2016) и не выдерживают термического воздействия при пайке.
Также недостатком является то, что высокая миграционная активность атомов меди, используемой в качестве токопроводящего слоя, требует наличия в электропроводящем покрытии дополнительного барьерного слоя.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка электропроводящего покрытия на деталях из оптической керамики с заданным электрическим сопротивлением от 0,5 до 20 Ом, обладающего хорошей адгезией к подложкам из оптической керамики, выдерживающего термическое воздействие при пайке.
Техническая задача решается тем, что электропроводящее покрытие, содержащее нанесенные на подложку из керамики адгезионный, токопроводящий и контактный слои, согласно настоящему изобретению, дополнительно содержит буферный слой, выполненный из хрома, который расположен между адгезионным и токопроводящим слоями, и имеет хорошее сцепление с ними, при этом подложка выполнена из оптической керамики, адгезионный слой выполнен из оксида иттрия, а токопроводящий слой выполнен из алюминия. Подложка из оптической керамики может быть выполнена из селенида цинка или из сульфида цинка.
На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого электропроводящего покрытия (поперечный разрез).
Электропроводящее покрытие содержит нанесенные в вакууме на подложку 1 из керамики адгезионный 2, токопроводящий 4 и контактный 5 слои.
Отличием предлагаемого покрытия является то, что подложка 1, выполненная из оптической керамики, дополнительно содержит буферный слой 3, выполненный из хрома толщиной от 20 до 30 нм, который расположен между адгезионным 2 и токопроводящим 4 слоями.
Подложка 1 из оптической керамики может быть выполнена из селенида цинка или из сульфида цинка.
Адгезионный слой 2 выполнен из оксида иттрия толщиной от 8 до 20 нм, который обеспечивает надежное сцепление электропроводящего покрытия с подложкой 1 из оптической керамики.
Токопроводящий слой 4 выполнен из алюминия толщиной от 1000 до 5000 нм, обеспечивающего электропроводные характеристики покрытия. Токопроводящий слой из алюминия не требует нанесения барьерного слоя, так как по сравнению с медью алюминий не обладает большой миграционной подвижностью атомов.
Контактный слой 5 выполнен из меди толщиной от 100 до 150 нм и обеспечивает пайку электрических проводов припоями на основе олова.
Оптимальные толщины адгезионного, буферного, токопроводящего и контактного слоев, в составе электропроводящего покрытия, определены экспериментально.
Пример конкретного выполнения.
На подложку 1 из селенида цинка, размещенную в камере вакуумной установки, при давлении не менее 10-3 Па и температуре не менее 150°С методом электронно-лучевого испарения в вакууме напыляют адгезионный слой 2 толщиной 10 нм из оксида иттрия, обладающего хорошей адгезией к селениду цинка.
После этого тем же методом при тех же условиях напыляют буферный слой 3 толщиной 25 нм из хрома, имеющего хорошее сцепление как с оксидом иттрия, так и с алюминием.
Затем при тех же условиях методом электронно-лучевого испарения в вакууме напыляют токопроводящий слой 4 толщиной 2700 нм из алюминия, имеющего высокую электропроводимость (ρ=0,028 Ом×мм2/м). Необходимая толщина токопроводящего слоя 4 рассчитана исходя из площади его сечения и заданного сопротивления (5 Ом).
Далее при тех же условиях методом электронно-лучевого испарения в вакууме поверх токопроводящего слоя 4 напыляют контактный слой 5 толщиной 100 нм из меди, обеспечивающий пайку припоями на основе олова.
Адгезионный слой 2 обеспечивает необходимое сцепление буферного слоя 3 с подложкой 1 из оптической керамики.
Буферный слой 3 обеспечивает необходимое сцепление между адгезионным 2 и электропроводящим 4 слоями.
Токопроводящий слой 4 обеспечивает необходимое значение электросопротивления.
Контактный слой 5 обеспечивает надежную пайку электрических проводов припоями на основе олова.
Предлагаемое электропроводящее покрытие, содержащее, нанесенные на подложку из оптической керамики (селенид цинка, сульфид цинка), адгезионный, буферный, токопроводящий и контактный слои, существенно превосходит покрытие-прототип по достигаемым эксплуатационным характеристикам, так как выдерживает испытание на адгезию по методу 02 ГОСТ Р ИСО 9211-4-2016 (интенсивность нагрузки 02), выдерживает термическое воздействие при пайке до температуры 250°С за счет применения адгезионного и буферного слоев.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения, благодаря наличию в электропроводящем покрытии адгезионного, буферного, токопроводящего и контактного слоев из предлагаемых материалов, позволяет получить электропроводящее покрытие с хорошей адгезией к подложкам из оптической керамики, выдерживающее термическое воздействие до 250°С и обеспечивающее коммутацию элементов электрических схем оптико-электронных приборов, в том числе космического назначения, создание контактных электродов и электрообогрев входных окон из оптической керамики.

Claims (3)

1. Электропроводящее покрытие, содержащее нанесенные на подложку из керамики адгезионный, токопроводящий и контактный слои, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит буферный слой, выполненный из хрома, который расположен между адгезионным и токопроводящим слоями и имеет хорошее сцепление с ними, при этом подложка выполнена из оптической керамики, адгезионный слой выполнен из оксида иттрия, а токопроводящий слой выполнен из алюминия.
2. Электропроводящее покрытие по п. 1, отличающееся тем, что подложка из оптической керамики выполнена из селенида цинка.
3. Электропроводящее покрытие по п. 1, отличающееся тем, что подложка из оптической керамики выполнена из сульфида цинка.
RU2020125342A 2020-07-23 2020-07-23 Электропроводящее покрытие RU2748182C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125342A RU2748182C1 (ru) 2020-07-23 2020-07-23 Электропроводящее покрытие

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125342A RU2748182C1 (ru) 2020-07-23 2020-07-23 Электропроводящее покрытие

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748182C1 true RU2748182C1 (ru) 2021-05-20

Family

ID=75919743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020125342A RU2748182C1 (ru) 2020-07-23 2020-07-23 Электропроводящее покрытие

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748182C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494492C1 (ru) * 2012-06-07 2013-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Компания РМТ" Способ создания токопроводящих дорожек
US9000442B2 (en) * 2010-01-20 2015-04-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device, flexible light-emitting device, electronic device, and method for manufacturing light-emitting device and flexible-light emitting device
RU2558323C1 (ru) * 2014-04-18 2015-07-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" Способ металлизации подложки из алюмонитридной керамики
RU159460U1 (ru) * 2015-07-06 2016-02-10 Закрытое акционерное общество "НПО "НИИТАЛ" Подложка из алюмонитридной керамики

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9000442B2 (en) * 2010-01-20 2015-04-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device, flexible light-emitting device, electronic device, and method for manufacturing light-emitting device and flexible-light emitting device
RU2494492C1 (ru) * 2012-06-07 2013-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Компания РМТ" Способ создания токопроводящих дорожек
RU2558323C1 (ru) * 2014-04-18 2015-07-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" Способ металлизации подложки из алюмонитридной керамики
RU159460U1 (ru) * 2015-07-06 2016-02-10 Закрытое акционерное общество "НПО "НИИТАЛ" Подложка из алюмонитридной керамики

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5976186B2 (ja) 1200℃膜抵抗体
US6353381B1 (en) Electrical temperature sensor having one or more layers
JP3493343B2 (ja) プラチナ温度センサおよびその製造方法
KR20160045730A (ko) 보호 프레임을 포함하는 측정 션트
RU2748182C1 (ru) Электропроводящее покрытие
RU201795U1 (ru) Электропроводящее покрытие
JPH02263445A (ja) 窒化アルミニウム基板およびそれを用いた半導体装置
KR100349780B1 (ko) 칩 서미스터
CA2484794A1 (en) Glass material for use at high frequencies
US4113896A (en) Method of manufacturing an electrically conductive contact layer
KR20010030871A (ko) 가열 소자와 이 가열 소자의 제조 방법
EP0093633B1 (fr) Substrat pour circuit électronique, et procédé de fabrication de ce substrat
US7427911B2 (en) Electrical device having a heat generating resistive element
TWI806692B (zh) 高功率電阻器製造方法
KR20170049733A (ko) 백금 온도센서 및 그 제조방법
JP2021113636A (ja) ペルチェモジュール
JP2804288B2 (ja) 高温動作素子
SU890459A1 (ru) Пленочный конденсатор
JPH0620627A (ja) 蛍光表示管
CN109599428A (zh) 显示面板的制作方法
JPH11251107A (ja) 正特性サーミスタの実装構造
JPH1050191A (ja) チップヒューズ素子の製造方法
JPH02227984A (ja) 薄型高温ヒータの製造方法
JPH03245501A (ja) 正特性サーミスタの製造方法
JPH04254356A (ja) ガラス封止型ic用パッケージ