Спосіб покращення електричного контакту шляхом нанесення срібла на неметалічні поверхні

Реферат: Спосіб покращання електричного контакту шляхом нанесення срібла на неметалічні поверхні, який полягає у попередній підготовці поверхні, осадженні срібла з розчину, що містить нітрат срібла, гідроксид амонію, відновник та дистильовану воду. Як відновник використовують 1-2 % розчин формаліну, а осадження срібла проводять за кімнатної температури. UA 99554 U (12) UA 99554 U UA 99554 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вдосконаленого способу автокаталітичного осадження металів на неметалічні поверхні, зокрема до способу отримання омічних контактів, і може знайти застосування в різноманітних галузях техніки для нанесення зносостійких, корозійностійких, декоративних та інших видів покриттів. Існують різні способи нанесення електричних омічних контактів на поверхні твердих тіл. Найпоширенішим є спосіб нанесення електричних контактів методом трафаретного друку з нанесенням провідникових паст [Ивлюшкин А.Н., Самородок В.Г., Храпков Д.А., Суриков С.А. Способ изготовления конструктивных элементов вытянутой формы газоразрядной индикаторной панели, RU 2231160], які складаються з електропровідного матеріалу та органічної зв'язувальної речовини. Нанесену на підкладку пасту, піддають тривалому високотемпературному відпалу, в процесі якого органічна зв'язувальна речовина випаровується, а напівпровідниковий матеріал рекристалізується на підкладці у вигляді міцного шару. До суттєвих недоліків даного способу слід віднести довготривалість процесу виготовлення струмопровідної пасти, використання шкідливих органічних сполук, неможливість зменшення товщини шару пасти при друкуванні, довготривалість високотемпературного відпалу струмопровідної пасти після нанесення, а також отримання низькоякісного шару електричного контакту з порами та іншими дефектами, що є наслідком застосування сітчастого трафарету, оскільки його вузли є джерелом повітряних кульок. Відомий також спосіб створення омічних контактів до напівпровідників [Грицюк Б.М., Нічий С.В., Громко С.Д. Спосіб створення омічних контактів до напівпровідникових матеріалів, UA 69106], який включає нанесення розчину солі металу на поверхню матеріалу та подальшу обробку даної області імпульсним лазерним випромінюванням з енергією, яка забезпечує проплавку напівпровідникового матеріалу. Внаслідок дії лазерного випромінювання, йони металу дифундують у напівпровідник і утворюють сплав метал-напівпровідник. Проте, даний спосіб має також недоліки: невисоку відтворюваність технологічного процесу, необхідність проведення відпалу з використанням лазера, вихідне випромінювання якого може становити небезпеку очам прямим, дзеркально відбитим, а також дифузно відбитим випромінюванням, внаслідок відсутності процесів попередньої обробки поверхні перед нанесенням покриття, отримані омічні контакти не мають достатньої адгезії з матеріалом напівпровідника, що значно знижує якісні характеристики електричного контакту. В останні десятиліття хімічний спосіб нанесення металевих покриттів знаходить застосування для металізації діелектриків та напівпровідників, надаючи поверхні електропровідні властивості. Метод хімічної металізації полягає в тому, що металеві покриття отримують в результаті відновлення іонів металу з водних розчинів, що містять відновник. В основі процесу хімічного сріблення лежить реакція відновлення срібла з його сполук. Зазвичай, як основний компонент, використовують сіль срібла у вигляді нітрату, ціаністого або аміачного комплексу, а як відновник пірогалол, формальдегід, сегнетову сіль, гідразингідрат та інші. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є хімічний метод нанесення металопокриття на підкладку з використанням розчину [Kozlov A.S., Palanisamy Т., Narasimhan D. Electroless silver plating, US 6387542 В1], який містить нітрат срібла (AgNО3), гідроксид амонію (ΝΗ3•Н2Ο), карбонат амонію ((NН3)2СO), гідразингідрат (Ν2Η4•Н2Ο) та дистильовану воду. Отримання покриття відбувається завдяки окисно-відновній реакції між комплексними сполуками срібла та гідразингідратом. Карбонат амонію використовують як стабілізатор розчину, що запобігає швидкому осіданню срібла. До недоліків найближчого аналога слід віднести неекономічність процесу нанесення металопокриття, яке проводять, підігріваючи розчин до температур 50-90 °C, необхідність застосування стабілізатора, оскільки, в протилежному випадку, все срібло осяде з утвореного розчину за декілька хвилин. Крім цього основним недоліком є негативний вплив гідразингідрату на екологію. Більше того, Ν2Η4•Н2Ο є надто отруйним і несе небезпеку для людини, так як має здатність подразнювати шкіру, порушувати діяльність серця та викликати судоми. Головна ж проблема нанесення металопокриття полягає в тому, що швидкість утворення покриття збільшується зі зростанням температури розчину, а рівномірне осідання срібла можливе тільки при досить повільному проходженні процесу. Враховуючи вказану причину, варто вести процес сріблення за кімнатної температури. В основу корисної моделі поставлена задача покращання експлуатаційних можливостей матеріалу за рахунок удосконалення процесу нанесення покриття на неметалічну поверхню з отриманням однорідного та рівномірного срібного шару необхідної товщини. 1 UA 99554 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Суть способу, що заявляється, полягає у попередній підготовці поверхні, осадженні на неї срібла з розчину, що містить нітрат срібла, гідроксид амонію, відновник та дистильовану воду, причому як відновник використовують 1-2 % розчин формаліну, а осадження срібла проводять за кімнатної температури. Для ілюстрації способу служить графічний матеріал. На кресленні наведено мікрофотографію напівпровідникового матеріалу з нанесеним срібним покриттям. Запропонованим способом отримано омічні контакти до композитів тип) феритсегнетоелектрик. Спосіб реалізується наступним чином. Для отримання електричних контактів було створено два розчини: перший розчин містив нітрат срібла та дистильовану воду у співвідношенні 1:9, другий 1-2 % розчин формаліну. Крім цього до першого розчину при помішуванні додавалась по краплях невелика кількість гідроксиду амонію, доки осад, що утворився, повністю розчинявся. Після цього розчин розводився у дистильованій воді у співвідношенні 1:9. Безпосередньо перед срібленням, утворені розчини змішувались у пропорції 2:1 і туди на 30 хв. занурювалися зразки. Після закінчення сріблення, зразки вилучалися з розчину. В результаті було отримано рівномірне срібне покритім, товщиною до 100 нм, що мало гарний зовнішній вигляд і необхідні електричні характеристики. В залежності від необхідної товщини срібного покриття, час витримки можна варіювати. Реалізація запропонованого способу базується на наступних положеннях. У водному розчині нітрату срібла та гідроксиду амонію, останній утворює міцні комплекси з іонами срібла, що запобігає хімічному відновленню Ag. При змішуванні розчинів формалін відновлює іони срібла, що осідають па поверхню матеріалів. Це відбувається у зв'язку з тим, що срібло, яке відновилося, каталізує подальшу реакцію окислення відновника. За відсутності автокаталізу відновлення металу відбувалось би в об'ємі розчину, що не призвело б до отримання срібного покриття. Технічний результат від використання способу забезпечує достатню адгезію срібного покриття з поверхнею матеріалу та здешевлює, технологію створення омічних контактів. Крім цього спосіб забезпечує мінімальний вплив робочих розчинів на навколишні середовище. Таким чином, запропонований спосіб вигідно відрізняється від існуючих та дозволяє одержати якісне срібне покриття на неметалевих поверхнях. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб покращання електричного контакту шляхом нанесення срібла на неметалічні поверхні, який полягає у попередній підготовці поверхні, осадженні срібла з розчину, що містить нітрат срібла, гідроксид амонію, відновник та дистильовану воду, який відрізняється тим, що як відновник використовують 1-2 % розчин формаліну, а осадження срібла проводять за кімнатної температури. 2 UA 99554 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3