Способ металлизации керамики
Изобретение относится к электронной технике, а именно к способам металлизации керамических изделий. Целью изобретения является повышение прочности сцепления металла с керамикой и упрощение процесса . Цель достигается тем, что перед металлизацией осуществляют шерохование необожженной заготовки путем нагрева заготовок в вакууме при ультрафиолетовом облучении поверхности до удаления органического связующего из поверхностного слоя, толщина которого не превышает размера частиц керамики.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st>s С 04 В 41/88
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4498780/33 (22) 27.10.88 (46) 23.02,91. Бюл. М 7 (71) Марийский политехнический иНститут им,А,M,Ãoðüêoãî (72) Н.М.Скулкин и О,Н.Афенов (53) 666,3.056.6 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 872517, кл. С 04 В 41/88, опублик. 1981.
Изобретение относится к электронной технике, в частности к способам металлиэации керамических изделий.
Целью изобретения является повышение прочности сцепления металла с керамикой и упрощение процесса.
После литья и подсушки керамическая заготовка состоит из частиц окислов (А! Оз), промежутки между которыми заполнены органическим связующим (акриллил, воск, поливинилбутираль и др.), придающим заготовке пластичность, прочность, упругость, что позволяет осуществлять технологическую обработку заготовок, т.е. резку, нанесение металлизации, прессовку многослойных плат и т.п. Наличие органиче ского связующего, заполняющего промежутки между частицами окислов в поверхностном слое, уменьшает площадь соприкосновения металлизационной пасты с частицами керамики (окислов), а при спекании место испарившегося органического связующего заполняется стеклообразной
„„Я2„„1629289 А1 (54) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ КЕРАМИКИ (57) Изобретение относится к электронной технике, а именно к способам металлизации керамических изделий. Целью изобретения является повышение прочности сцепления металла с керамикой и упрощение процесса. Цель достигается тем, что перед металлиэацией осуществляют шерохование необожженной заготовки путем нагрева заготовок в вакууме при ультрафиолетовом облучении поверхности до удаления органического связующего иэ поверхностного слоя, толщина которого не превышает размера частиц керамики. массой, образующейся в результате расплавления легкоплавких окисных частиц керамической массы. Площадь поверхностного соприкосновения частиц металлизационной пасты и нерасплавившихся частиц керамической массы не изменяется. Заполнению промежутков между нерасплавивши- 0 мися частицами керамики препятствует К) также спекание частиц металлиэационной пасты между собой в процессе нагрева. »)
В предлагаемом способе шерохование 0р поверхности осуществляется путем нагрева заготовок в вакууме до температуры испарения органического связующего (50-300 С) в течение 1-10 мин при ультрафиолетовом облучении поверхности, благодаря чему длинные молекулы органического связующего разрушаются и испаряются беэ полимеризации. Удаление органического связующего из поверхностного слоя позволяет значительно увеличить площадь соприкосновения частиц керамики и металла при сохранении всей заготовкой пластичности, 1629289
Составитель Е.Юдина
Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор С.Черни
Редактор Н.Гунько
Заказ 408 Тираж 427 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 — 1
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 прочности и упругости, что является определяющим в технологическом процессе изготовления изделий в электронной промышленности, Рекомендация испарения связующего 5 из слоя 1-200 мкм обусловлена средним размером частиц керамики и тем, что в этом диапазоне лежит рельеф границы металл— керамика на шлифе. Удаление связующего ..с большой глубины нерационально из-за 10 снижения пластичности платы.
Пример. Платы из неспеченной керамики размещают в колпаке вакуумной установки. Вблизи платы под колпаком на расстоянии порядка 4 см размещают излу- 15 чатель (кварцевую лампу типа ПРК либо лампу иэ керамического материала с натянутой на нее вольфрамовой проволокой диаметром 200 мкм, подсоединенной к источнику тока). При необходимости плата 20 и источник излучения (он же нагреватель) перемещаются друг относительно. друга, обеспечивая более однородное поле облучения и разогрева поверхности платы. Температуру разогрева вольфрамового 25 нагревателя контролируют пирометром и устанавливают на уровне 1500-1700 С, Режимы работы лампы как источника. не регулируют (медицинский нерегулируемый излучатель). Время нягрева платы для воль- 30 фрамового нагревателя — излучателя 1-5 мин, для ультрафиолетовой лампы 5-10 мин (включая время прогрева излучателя). После указанных операций изделие перегибают до 10 раз с радиусом закругления места 35 изгиба 0,5 см (вокруг стержня соответствующего диаметра). Изделие выдерживает такую процедуру, чем и определяется пригодность его для последующей технологической обработки (при этом обеспечива- 40 ется трехкратный запас по отношению к числу перегибов, возможных в ходе техпроцессэ). Деформации при металлизации и подпрессовке плат менее опасны, но даже их не выдерживает изделие, шерохованное по известному способу, Размещение платы на охлаждаемом до
20 С и ниже радиатора улучшает на 30 u более число допустимых перегибов платы.
После испарения связующего в поверхностном слое на него наносят металлизационную пасту, состоящую из порошков вольфрама (95 мас, ) и окиси иттрия (5 мас.%), и затем проводят спекание при
1500-1530 С, Преимущества предлагаемого способа в сравнении с известным выражаются прежде всего в увеличении пластичности, позволяющей реализовать на шерохованной плате процедуры нанесения металлизации, подпрессовки металлизации и многослойной платы при соединении слоев, невозможные на платах, прогретых до
1300-1400 С.
Применение способа позволяет из-. менить усилие обрыва нэ спае площадью
2,5 мм с 3,5 до 5 кг и значительно упростить процесс металлизации.
Формула изобретения
Способ металлизации керамики, включающий шерохование поверхности и ее последующую металлизацию, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления металла с керамикой и упрощения процесса, осуществляют шерохование заготовок из необожженной керамики путем нагрева заготовок в вакууме при ультрафиолетовом облучении поверхности до удаления органического связующего из поверхностного слоя, толщина которого не превышает размера частиц керамики.
