[发明专利]以铜合金为材料制备纳米晶薄膜电极的方法及应用

说明书

本发明公开了一种一种以铜合金为材料制备纳米晶薄膜电极的方法及应用。现有印刷电极颗料直径在500nm,现有电镀电极颗粒直径在5～8nm,而本发明电极颗粒直径在1～5nm，电极致密，结合强度高。最高使用温度由常规85℃提高到125℃。纳米电极的产品体积在原基础上降低10％‑50％，但性能与原体积相当。纳米电极使热敏电阻最大稳态电流在原基础上提高30％以上。

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种以铜合金为材料制备纳米晶薄膜电极的方法。

背景技术

常规丝网印刷烧渗工艺则是将电极浆料(银浆或铜浆)印在陶瓷基体表面，再经高温烧结生成玻璃相与其渗入溶合形成微米级欧姆接触电极。

银浆丝印烧渗微米电极与磁控溅射纳米电极的表面结构放大3,000～5,000倍后,传统丝印烧渗工艺所难以避免的根除的众多微米级孔隙、釉料杂质等缺陷暴露无遗。

电极是所有半导体陶瓷元件最为脆弱，因而最易产生缺陷、造成失效的关键部位。

于是，有鉴于此，针对现有的电极缺陷予以研究改良，提供一种以铜合金为主的纳米电极，以期达到产品性能更加可靠性的目的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种以铜合金为材料制备纳米晶薄膜电极的方法及应用，它能解决解决电极不致密、结合强度低等不利因素的问题，以实现产品“高温化”、“小型化”、“高能化”的要求。

本发明是这样实现的：以铜合金为材料制备纳米晶薄膜电极的方法，采用真空磁控溅射技术，将能量≥40eV的电子与氩原子碰撞所电离出的Ar离子高速撞击阴极靶，使靶材原子溅射并沉积到陶瓷基体表面，形成纳米晶薄膜电极。

所述的靶材原子沉积到陶瓷基体表面的覆膜层厚度为0.15um～0.3um,铜颗粒1nm～5nm。

所述的靶材为铜与镍、铬的合金。

所述的电极在制备电子芯片中的应用，具体应用于氧化锌压敏电阻器、正温度系数陶瓷热敏电阻器或负温度系数陶瓷热敏电阻器。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、现有印刷电极颗料直径在500nm,现有电镀电极颗粒直径在5～8nm,而本发明电极颗粒直径在1～5nm，电极致密，结合强度高。

2、本发明的最高使用温度由常规85℃提高到125℃。

3、本发明的纳米电极的产品体积在原基础上降低10％-50％，但性能与原体积相当。

4、本发明的纳米电极使热敏电阻最大稳态电流在原基础上提高30％以上。

具体实施方式

本发明的实施例：以铜合金为材料制备纳米晶薄膜电极的方法，采用真空磁控溅射技术，将能量≥40eV的电子与氩原子碰撞所电离出的Ar离子高速撞击阴极靶，使靶材原子溅射并沉积到陶瓷基体表面，形成纳米晶薄膜电极；所述的靶材原子沉积到陶瓷基体表面的覆膜层厚度为0.15um～0.3um,铜颗粒1nm～5nm。所述的靶材为铜与镍、铬的合金。

请补充将采用该电极生产负温度系数热敏电阻器的大概流程，并检测产品性能，同时与现有的同类产品进行比较。

生产产品的流程为：配料→混合→造料→成型→烧结→电极(纳米晶薄膜)→打线→焊接→包封→固化→性能检测。

负温度系数热敏电阻器参数：

1.尺寸：

2.最大稳态电流：

测试条件：220V

3.最大电容：