Способ металлизации окисловметаллов

Союз Советских Социалистические Республик(23) ПриоритетОпубликован 25 0 г осударствеииыи коми СССР по делам изобретеии и открытий,07,81 сани Г.В.Гукмачев, А.П и Г,Ю.Недашковска Непокойчиц 72) Авторы изобретени едашковский.;.; институт физики ового Красного Знаме АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ОКИСЛОВ Л 0-90 А япоп /с с и обраб сти пр 0 А/см переохимиой пои то 05 Гц. гоактенос-0 стиокисй элановплот0,0 сми скор верхности риодическ ткой восс катодной и частот тодемещен 200 м ческоверхн повыщесаи ад Изобретение относится к металлизации окисных материалов, например ферритов, различных керамических материалов и др., и может быть использовано в радиоэлектронной и вычислительной технике.Известен способ металлизации окислов металлов, включающий стадию восстановления окисла за счет установления на его поверхности двух электродов, к которым приложено напряжение, и перемещения одного иэ них(катода) по поверхности окисла под слоем защитной жидкости и стадию осаждения металла на восстановленную 15 поверхность 1.Однако восстановленный слой имеет низкую адгезию вследствие локального термического характера восстановления окислов и малопроизводителен вслед- Ю ствие необходимости проведейия процесса в две стадии.Цель изобретения - ние про" иэводительности процес гезий покрытий.Укаэанная цель достигается тем,что обе стадии проводят в растворе химической металлизации, причем восстановление окисла проводят в плаэмохимическом режиме при плотности тока на ка Способ осуществляется следующим образом.Окисел металла, например феррит, помещают в автокаталитический раствор химической металлиэации. На контактирующий с ним перемещающийся катод подают напряжение для подцержания на нем плотности тока 30-90 А/см,2 Возникающая при этом электролитная плазма восстанавливает окисол и на его поверхности образуются активные восстановительные центры, на которых сразу же начинает осаждаться металл иэ автокаталитического раствора, Однако в процессе роста металлической пленки из автокаталитического раствора возможно ее постепенное пассивирование, т.е. окисление, при этом рост ее прекращается. Для предотвращения этого явления проводится электрохимическая обработка растущей металлической пленки при плотности тока на катоде 1-20 А/смв течение до 0,5 с. Обработка повторяется через 20-100 с с частотой0,01-0,05 Гц. Если же пассиВация происходит, то осуществляется электро- химическое восстановление окисной пленки, Такая обработка повышает скоростьхимического осаждения металла. В итоге возрастает как адгезия металлического покрытия на окисле, так и производительность процесса.Электролитная плазма образуется только при определенной катодной плотности тока (30-90 А/см). Если уменьшить плотность тока ниже 20 А/см, то плазмохимический режим переходит в электрохимический. Если проводить обработку в электрохимическом режиме 15 в течение длительного времени, то может произойти разложение автокаталитического раствора, особенно если он не стабилизирован. При плотностях тока на катоде до 20 А/см 2 также мо жет проходить активация окисла, но с низкими скоростями (нет электролитной плазмы), при этом возможно разложение автокаталитического раствора. С увеличением плотности тока скорость активации растет и становится максимальной в плазмохимическом режиме при плотности тока 30-90 А/см. Катод перемещается по поверхности феррита, что позволяет заканчивать активацию в течение нескольких секунд или долей секунды при использовании плоскогокатода в форме лезвия, при этом разложения автокаталитического раствора металлизацин не происходит.При контакте катода с окислом последний в зоне контакта переходит в реакционноспособное состояние, На этом участке адсорбируются чрезвычайно активные ионы восстановителя (потерявшие свою гидратную оболочку) и отнимают кислород от окисла. Искровые разряды, воздействующие на окисел, активируют процесс восстановления. При малой для данной плотности тока скорости перемещения катода возможно 45 испарение активированной поверхности (эрозионная обработка) или даже разрушение окисла. Поэтому перемещение катода осуществляют с определенными скоростями (1-200 мм/с), зависящими от плотности тока на нем, чтобы дозировать плазмохимическую активацию.П р и м е р 1. В автокаталитический раствор химического меднения (Сц 50 5 НаО 100 г/л, глицерин 100 г/л, НаСО 10 г/л; МаОН 100 г/л: СНО И 40 мл/л) помещают Йп, р-Ип Ферриты, ферриты гранаты (плоской Формы размерами 50 х 50 хБ мм). Перемещающимся подпружиненным катодом, контактирующим с Ферритом,. производят щ образование активных восстановительных центров за счет процесса поверхНостного электрохимического восстановления Феррита. Плотность тока на катоде 90 А/см , скорость перемещения катода 200 мм/с. Сразу после создания восстановительных центров наних начинает осаждаться медь из автокаталитического раствора. Растущаяметаллическая пленка подвергается периодической электрохимической обработке с частотой 0,05 Гц (время одногоцикла обработки до 0,5 с).Плотностьтока на катоде 1 А/см (она выше плотности на аноде не менее чем в 10 раз).Анод не контактирует с металлизируемыми Ферритами. Получают медные пленки на ферритах толщиной 10 мкм с высокой адгезией. Весь технологическийпроцесс металлизации выполняют за одну операцию,П р и м е р 2. В автокаталитический раствор химического никелирования,г/л: й(504. 4 Н 0 30, НаНРО Н О 10,йаСН СОО ЗНО 10, помещают керамикутипа ЦТС (в ее состав входят окислыциркония, титана, свинца) в Формедисков диаметром 30 и толщиной 1 мм.Плазмохимическую активацию поверхностного слоя керамики производят при плот-ности тока на катоде 30 А/см, которыйперемещают со скоростью 1 мм/с. Растущую пленку никеля подвергают электрохимической обработке при плотноститока на катоде 20 А/см , времени обработки до 0,5 с и частоте 0,01 Гц.Получают никелевые пленки на керамике толщиной 20 мкм с высокой адгезией. Весь технологический процессметаллизации осуществляют за одну операцию.Металлизированные окислы испытывают на прочность соединения покрытия с основой, на ползучесть, а также определяют электромагнитные свойства металлизированных ферритов иих способность к газовыделению,Адгезию покрытий определяют поусилию на отрыв металлической пленки. Для этого к металлизированномуокислу, в частности ферриту, припаивают металлический стержень и наразрывной машине определяют адгезию.Разрушение происходит по ферриту при150-200 кг/см. В случае химическойХметаллизации известным способом металлическое покрытие отрывается при нагрузке 120 кг/с 4 . Адгезия меньше ипри металлизации известным способомпри восстановлении поверхности феррита за счет перемещения электродаи последующего электролитическогоосажденйя металла.Электромагнитные свойства металлизированных ферритов, определенныепо изменению магнитной проницаемостив зависимости от изменения индуктивности катушки, идентичны свойствам исходных.Для оценки ползучестн паяного соединения феррита с титановым корпусом(изменение 1) используют интерференционный прибор типа ПИУ, предназначенный для поверки плоскопараллельных850756 Составитель Л,КазаковаТехред Ж,Кастелевич Корректор Г, Назарова Редактор Т.Мермелштайн Заказ 6259/37 Тираж 704 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 концевых мер длины. Изменение высоты сборок после механических и темпера-, турных воздействий, измеренное интерферометром, составляет 1,4 мкм и находится в пределах ошибки измерений 1 предельная погрешность 3,54 мкм),Исследованйя проводятся следующим образом.Ферритовую деталь с нанесенной медной пленкой помещают в контейнер, который устанавливают на откачнай.доат. Образец обезгаживают при 150 1 5"С в те- чение 50 ч. По результатам,испытаний. газоэыделение металлиэированной .Феов ритовой деФали составляет 110 лмк/с) что отвечает техническим требованиям.Предлагаемый способ позволяет по высить производительность процесса, так как он осуществляется эа одну операцию, и получать металлические слои с высокой адгезией к подложке,Формула изобретения 20Способ металлиэации окислов металлов, включающий стадию восстановления окисла за счет пермещения поего поверхности катода и стадию осаждения металла на восстановленную поверхность, о т л н ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения производительности процесса и адгезии покрытий, обе стадии проводят в растворе химической металлизации, причемвосстановление окисла проводят в плазмохимическом режиме при плотности тока на катоде 30-90 А/см н скоростиего перемещения по поверхности окис-.ла 1-200 мм/с с периодической злектрохимической обработкой восстановленной поверхности пи катодйой плотности тока 1-20 А/см и частоте 0,010,05 Гц. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 320862, кл. Н 0127/001967.