Способ металлизации пьезоэлектрических изделий

Способ металлизации пьезоэлектрических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А}ИОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

С 04 В 41/l4

Государстненный комитет

Совета Министрои СССР ио яслям изобретений и открытий

Pa) УДК666.3. ,056.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М.Колешко и A.Â.Ãóëàé (71) Заявитель

Институт электроники AH Белорусской CCP (54) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ изделий

Изобретение относится к технологии металлизации поверхностей пьезоэлектрических иэделий.

Известен способ металлизации керамики путем вжигания серебряной пасты

jlj, Однако его применение для металлиэации 1,(2) пьезоэлектрической керамики не обеспечивает достаточно высокого сцепления металла с керамикой.

Наиболее близким техническим решением к изОбретению является способ металлизации пьеэокерамических иэделий путем нанесения серебряной пасты на поверхность изделия с последующим вжиганием серебра в пьезокерамику P3) . Основными недостатками данного способа металлизации является относительно низкое качество металлического слоя, обусловленное стягиванием серебра при повышенной температуре и обнажением пьезокЕрамики в тех местах, где был нанесен более тонкий слой пасты; сравнительно низкая электропроводность серебряного слоя и низкая механическая прочность его соединения с пьезокерамическим основанием, Данное обстоятельство обусловлено тем, что при восстановительной среде, определяемой присутствием углекислого газа, имеет место неполное восстановление серебра, слой, нанесенный вжиганием, имеет пористую структуру и не обладает полной объемной проводимостью металлического серебра, что снижает добротность пьезоэлектрических изделий.

Целью изобретения является повышение адгеэии, электропроводности покрытия и добротности пьезоэлектрических иэделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе металлизации пьезоэлектрических изделий путем нанесения серебряной пасты на их поверхность с последующим вжиганием покрытия на поверхности изделий в процессе вжигания с помощью электрических колебаний ультра и гиперзвуковой частоты возбуждают поверхностные акустические волны с длиной волны, превышающей толщину покрытия.

В результате возбуждения поверхностных акустических волн достигается снижение оптимальной температуры вжигания, при которой коллоидное соединение металлического серебра с боратом свинца и окисью висмута проникает в поверхностные слои пьезокерамики на максимальную глубину и дает высокую

1500

l0

Р3

Формула изобретения

3 63 степень сцепления кристаллов серебра между собой, а также с пьезокерамическим основанием. Снижение оптимальной температуры вжигания упрощает технологический процесс. Качество электродов, полученных при возбуждении поверхностных акуст 1ческих волн, повышается за счет того,что механические напряжения, возникающие в пленке покрытия, способствуют более равномерному распределению коллоидного соединения по поверхности пьезокерамики и препятствуют стягиванию серебра и обнажению отдельных участков иэделия.

Кроме того, улучшаются условия удаления углекислого газа из толщи коллоидного соединения серебра с плавнем, что приводит к более полному восстановлению металлического epeGра. За счет зтогo увеличивается электропроводность серебряного с.лоя и возрастает его адгезия.

В процессе металлизации возможно возбуждение поверхностпых акустических волн Рэлея, Лэмба, .Пява,Сезава, Стоили, Гулаева-Блюстейна, а также различных сочетаний данных типов

ВОЛН

На фиг.1 и 2 показаны вариантЫ возбуждения поверхностных. волн,, Пьеэокерамическое иэделие содержит вжигаемый слой 1, периодическую систему 2 возбуждающих электродов; стеклянную или пьезокерамическую пластину 3, слой жидкости 4, генератор 5 электрических колебаний, катушку индуктивности б, электромагнит 7, источник постоянногo ioii. B.

Поверхностные акустические волны на поверхности пьезоэлектрического изделия возбуждают с помощью электроакустического преобразователя„ состоящего из периодической системы 2, электродов, например встречно-штыревой системы, и стеклянной пластины 3. С целью повышения эффективности возбуждения поверхностных акустических волн пластина 3 может быть выполнена из пьезоэлектрического материала. Электроакустический преобразователь ? и 3 помещают на участ ке поверхности пьезоэлектрического изделия, свободном от вжигаемой серебряной пасты. Зазор между преобразователем и изделием для улучшения связи между ними при низких температурах может быть заполнен жидкостью 4. При подаче на электроды электрических колебаний с выхода генератора на пьезоэлектри ческом изделии возбуждаются поверхностные акустические волны.

При высоких температурах (выше точки Кюри материала иэделия и преобразователя) поверхностные акустические волны возбуждают бесконтактным электромагнитно-акустическим методом за счет пондеромоторного взаимодействия магнитного поля электромагнита, питаемого от источника

8 постоянного тока, и вихревых токов, наводимых в слое восстановленного серебра с помощью катушки индуктивности, подключенной к выходу генератора электрических колебаний. Возбуждение поверхностных акустических волн данным методом возможно по достижении в печи достаточно высокой температуры (510 C) когда углекислое серебро или окись серебра начинает восстанавливаться до металлического, например, при получении серебряных электродов толщиной 10 мкм частоту электрически>= колебаний возбуждающих волн Гулаева-Блюстейна выбирают равной 100-120 МГц. При этом поверхностные акустические волны локализуются, в слое толщиной 20 мкм, примерно равной длине волн и превосходящей толщину покрытия.

При этом адгезия электродов возрастает на 12-15%, кроме того повышается электропроводность серебряного слоя, что приводит к увеличению добротности пьезоэлементов на 20-25%.

Способ металлизации пьезоэлектрических изделий путем нанесения серебряной пасты на их поверхность -c последующим вжиганием покрытия, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения адгезии и электропроводности покрытия и добротности пьезоэлектрических иэделий, на поверхности последних в процессе вжигания с помощью электрических колебаний ультра- и гиперзвуковой частоты возбуждают поверхностные акустические волны с длиной волны, превышающей толщину покрытия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Японии Р 21569, кл. 20/3 13, 1972, 2. Патент США 9 3516857 кл 117-212, 1971, 3. Глозман H.A. Пьезокерамика.

И., Энергия, 1972, с. 17-28 °

Составитель Н.Фельдман

Редактор И.Квачадзе Техред A.Алатырев Корректор Е.Папп

Заказ 6279/25 Тираж 709 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета, Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.уатород, ул.Проектная,4