FI88286C - Foerfarande foer att belaegga ett dielektriskt keramiskt stycke med ett elektricitet ledande skikt - Google Patents

Description

1 88286

Menetelmä dielektrisen keraamisen kappaleen pinnoittamiseksi sähköä johtavalla kerroksella - Förfarande för att belägga ett dielektriskt keramiskt stycke med ett elektricitet le-dande skikt 5

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää hyvin sähköä johtavan kerroksen muodostamiseksi erilaisille mikroaaltosovellu-10 tuksissa käytettäville dielektrisille keraamimateriaaleille. Erityisesti keksintö koskee menetelmää, jolla saadaan aikaan keraamisia komponentteja mikroaaltoalueen sovellutuksiin, esimerkiksi keraamisia resonaattoreita käytettäviksi mikroaaltoalueen suodattimissa, kuten radiopuhelimen dupleksi-15 suodattimissa ja vastaanottimen etupään suodattimissa. Näiden keraamisten komponenttien etuja ovat pieni koko ja pienet häviöt ja erinomainen stabiilius.

Dielektrisiä keraamisia materiaaleja käytettäessä mikroaal-20 toalueella vaaditaan pinnoitteelta hyvää sähkönjohtokykyä, korroosionkestävyyttä, sekä hyvää adheesiota keraamin pin-.. . taan.

’· Nykyisin yleisesti käytettävät pinnoitusmenetelmät ovat joh- -.:.25 dinpastalla pinnoitus sekä kemiallinen pinnoitus (märkäpro-sessi) . Pastapinnoitus on suhteellisen kallis menetelmä.

: Kemiallinen pinnoitus on monivaiheinen ja saattaa vaikuttaa keraamimateriaalin sähköisiin ominaisuuksiin. Riittävän adheesion saavuttamiseksi suoritettavat ensimmäiset syövytys-.·. 30 käsittelyt kemiallisessa pinnoitusprosessissa poikkeavat ... toisistaan eri keraamimateriaaleilla, joten ne on haettava jokaiselle materiaalille erikseen. Joissain tapauksissa voidaan tartuntakerros aikaansaada sputteroimalla, mutta mene-' telmä on hankala sellaisille komponenteille, joissa on syviä . .-.35 reikiä tai kuoppia.

Saksalaisessa hakemusjulkaisussa DE-3706951 on esitetty menetelmä keraamisten materiaalien metalloimiseksi. Menetelmässä muodostetaan ohut metallipinnoite keraamimateriaalin 2 88286 pinnalle virrattomalla pinnoituksella, metallipinnoitteelle suoritetaan lämpökäsittely ja kemiallinen syövytyskäsittely adheesion parantamiseksi, minkä jälkeen keraamimateriaalin pinta metalloidaan virrattomalla pinnoituksella. Tämä mene-5 telmä on monivaiheinen ja erilaisille keraamisille materiaaleille tulee käyttää toisistaan poikkeavia menetelmävaihei-ta.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan mene-10 telmä, jolla vältetään edellä mainitut haitat. Keksinnön oleelliset tunnusmerkit on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna aikaisempiin menetelmiin 15 verrattuna on myös se, että sillä saavutetaan resonaattori-sovellutuksissa parempi Q-arvo (hyvyysluku eli kenttään varastoituneen energian ja yhden jakson aikana häviöihin kuluneen energian suhde). Keksinnön mukainen pinnoitusmenetelmä on huomattavasti yksinkertaisempi kuin kemiallinen pinnoi-20 tusmenetelmä ja sillä saatava pinnoite tulee merkittävästi halvemmaksi kuin pastamenetelmällä saatu pinnoite. Tämä johtuu siitä, että suurin osa johtavasta pinnoitteesta saadaan kasvattamalla elektrolyyttisesti.

25 Keksinnön mukaisessa menetelmässä halutun muotoinen keraaminen kappale ensin pestään orgaanisella liuottimena ultraää-nipesurissa. Liuottimena voidaan käyttää esimerkiksi asetonia tai isopropanolia. Keraamisena materiaalina voidaan käyttää mitä tahansa alalla yleisesti käytettyä keräämiä; 30 sen kemiallinen koostumus ei ole oleellinen menetelmän kannalta. Pesun jälkeen kappaleet kuivataan. Sitten kappaleet pinnoitetaan hyvin sähköä johtavalla hopea- tai kuparipas-talla. Pasta voi olla esimerkiksi hopeapastaa, joka on kaupallinen tuote sisältäen noin 80 % hopeaa, terpineolia, lyi-35 jypitoista lasia ja liuotinta. Hopeapastakerros sintrataan pitämällä pastakerroksella päällystettyä kappaletta 10 min 300°C:ssa, sitten nostamalla lämpötila 20 minuutiksi 850°C:een, ja edelleen 5 minuutiksi 900°C:een, minkä jälkeen kappaletta pidetään 15 minuuttia 900°C:ssa ja jäähdytetään.

3 88286 Näin saatu hopeapastakerros on paksuudeltaan noin 5-10 μπι ja se toimii tartuntakerroksena keraamisen aineen ja sähköä johtavan pinnoitteen välillä. Toinen esimerkki sähköä johtavasta pastasta on kuparipasta, jolla hopeapasta voidaan ha-5 luttaessa korvata.

Keramiikan pinnan syövytystä ei tarvitse lainkaan suorittaa ennen pinnoitusta. Ohut pastakerros korvaa monivaiheisella kemiallisella pinnoitusmenetelmällä saadun tartuntakerrok-10 sen.

Sintrauksen jälkeen ohuen pastakerroksen päälle kasvatetaan elektrolyyttisesti joko hopeaa tai kuparia ja tinalyijyä oleva pinnoite, jonka paksuuden hyvän Q-arvon saavuttamisek-15 si tulee olla noin 10-20 μπι. Elektrolyyttisenä pinnoitteena voidaan käyttää myös pelkkää kuparia.

Seuraavassa keksintöä kuvataan esimerkin avulla, jossa keksinnön mukaisella pinnoitusmenetelmällä saatujen pinnoitet-20 tujen keraamisten kappaleiden kuormitettuja Q-arvoja verrataan muilla tavoilla pinnoitettujen kappaleiden Q-arvoihin.

Esimerkki

Samanlaisia keraamisia kappaleita pinnoitettiin neljällä eri -.:.25 tavalla: 1. Kemiallinen pinnoitus kuparilla, jonka päälle kasvatettiin elektrolyyttisesti kupari+tinalyijy -kerros; kokonais-kerrospaksuus 25-30 μιη (taulukko I) .

:30 2. Pinnoitus hopeapastalla; kerrospaksuus 25-30 μπι (taulukko ; id.

3. Pinnoitus ensin hopeapastalla, jonka päälle kasvatettiin . .-.35 elektrolyyttisesti kupari (15 μπι) + tinalyijy (5 μπι) -ker- ros. Q-arvo mitattiin sekä kupari- että tinalyijykerroksen jälkeen (taulukko III).

4 88286 4. Pinnoitus ensin hopeapastalla, jonka päälle kasvatettiin elektrolyyttisesti hopeakerros (20-30 μπι) (taulukko IV).

Elektrolyyttiset pinnoitusmenetelmät suoritettiin yhtiön 5 LeaRonal tuotteita ja kehittämiä menetelmiä käyttäen.

Taulukko I

kpl Q-arvot taajuus, MHz 10 1 480 967,3 2 500 971,7 3 480 973,2 4 480 972,2 15 5 480 971,1

Taulukko II

kpl Q-arvot taajuus, MHz 20 1 560 963,7 2 560 975,0 3 570 971,4 4 570 975,1 25 5 550 968,7 6 550 978,6 7 560 973,9 8 550 971,1 9 550 972,8 30 10 560 970,0 11 560 971,0 5 88286

Taulukko III

kpl Q-arvo Q-arvo taajuus, MHz kuparoinnin + tina- 5 jälkeen lyijy 1 590 580 975,9 2 590 580 978,6 3 590 580 976,1 10 4 590 570 971,6 5 590 580 975,0 6 600 580 979,0 7 610 590 976,7

15 Taulukko IV

kpl Q-arvo taajuus, MHz 1 600 975,9 20 2 600 993,8 3 590 974,1 4 600 971,3 5 610 975,0 6 600 977,8 25 7 610 973,2 8 600 973,1 9 600 978,1

Taulukoissa I-IV esitetyistä tuloksista nähdään, että paras 30 Q-arvo saadaan pinnoitteella, joka koostuu pastavälikerrok-sesta ja elektrolyyttisestä hopeapinnoitteesta. Tämän pinnoitteen Q-arvo on noin 7-10 % suurempi kuin pelkällä saman-paksuisella pastakerroksella saavutettu Q-arvo. Pinnoitteen, joka koostuu pastavälikerroksesta ja elektrolyyttisestä 35 kupari+tinalyijy -pinnoitteesta, Q-arvo on lähes yhtä hyvä kuin pastavälikerroksesta ja elektrolyyttisestä hopeapinnoitteesta koostuvan pinnoitteen Q-arvo.

Claims (3)

7 88286

1. Förfarande för beläggning av ett dielektriskt keramiskt 20 stycke med ett elektricitet ledande skikt avsett för mikro- vägstillämpningar, kännetecknat av att det kera-.. . miska stycket beläggs med en elektricitet ledande silver- ·’ eller kopparpasta och pä detta skikt utvecklas elektroly- tiskt ett koppar-, koppar + tennbly- eller silverskikt med 25 god konduktivitet.

1. Menetelmä mikroaaltosovellutuksiin tarkoitetun dielekt-risen keraamisen kappaleen päällystämiseksi sähköä johtavalla kerroksella, tunnettu siitä, että keraaminen kap-5 pale päällystetään sähköä johtavalla hopea- tai kuparipas-talla ja tämän kerroksen päälle kasvatetaan elektrolyyttisesti hyvän sähkönjohtokyvyn omaava kupari-, kupari + tina-lyijy- tai hopeakerros.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet - t u siitä, että hopeapastakerroksen paksuus on noin 5-10 μπι.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet -15 t u siitä, että elektrolyyttisen metallikerroksen paksuus on noin 10-20 μιη.

2. Förfarande enligt patentkrav l, kännetecknat : : : av att tjockleken av silverpastaskiktet är cirka 5-10 μιη. .'.30

3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att tjockleken av det elektrolytiska metallskiktet är cirka 10-20 μΓη.