DE1180215B

DE1180215B - Loesung von Resinaten der Edelmetalle und/oder Unedelmetalle in Chlorkohlenwasserstoffen zur Erzeugung von auf Traegerwerkstoffen ein-gebrannten duennen Edelmetallschichten bzw. Unedelmetalloxydschichten fuer elektrotechnische Zwecke

Info

Publication number: DE1180215B
Application number: DED38945A
Authority: DE
Original assignee: Doduco GmbH and Co KG Dr Eugen Duerrwaechter
Current assignee: Doduco Solutions GmbH
Priority date: 1962-05-18
Filing date: 1962-05-18
Publication date: 1964-10-22

Description

Lösung von Resinaten der Edelmetalle und/oder Umedelmetalle in Chlorkohlenwasserstoffen zur Erzeugung von auf Trägerwerkstoffen eingebrannten dünnen Edelmetallschichten bzw. Unedelmetalloxydschichten für elektrotechnische Zwecke Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeit, die die Resinate von Edelmetallen und/oder Unedelmetallen in Chlorkohlenwasserstofen gelöst enthält und zurErzeugung aufTrägerwerkstoffen eingebrannter dünner Edelmetallschichroen bzw. Unedelmetalloxydschichten für elektrotechnische Zwecke dient.
Es ist bekannt, dünne Schichten aus Edelmetallen oder Umedelmetallen bzw. deren Oxyden- dadurch herzustellen, daß man diese Metalle bzw. ihre Oxyde im Vakuum auf geeignete Trägerwerkstoffe aufdampft. Nach diesem Verfahren der Vakuumbedampfung kann man Schichtstärken unmeßbarer Feinheit bis zu sehr dicken Schichten, beispielsweise von 1 mm, herstellen. Derartige aufgedampfte Edelmetallschichten, wie beispielsweise Goldschichten, legierte Schichten aus Gold und Silber sowie Metalloxydschichten, z. B. Zinnoxyd, Indiumoxyd oder Bleioxyd, haben bei der Herstellung sogenannter Metallwiderstände oder Metalloxydwiderstände, aber auch bei der Herstellung von Halbleitern, Kondensatoren, Mikroschaltungen von elektronischen Rechenanlagen u. a. m. eine große Bedeutung erhalten.
Derartige aufgedampfte dünne Schichten haben jedoch zwei Nachteile. Sie haften relativ schlecht auf ihren Unterlagen, als welche vorzugsweise Glas oder andere Dielektrica dienen, und sind auch bei größerer Stärke löcherig. Dadurch wird die Kontaktierung der Schichten -erschwert, während infolge der oft sehr ungleichmäßig großen Löcher innerhalb der Schichten die Streuung der elektrischen Werte sehr groß ist.
Es lag daher der Gedanke nahe, dünne Schichten für elektrotechnische, Zwecke dadurch herzustellen, daß man die seit längerer Zeit zur Dekoration von Porzellan und Glas verwendeten Edehnetallpräparate, wie Glanzgold, Glanzplatin oder Mischungen solcher Edelmetallpräparate, bzw. die ebenfalls seit vielem Jahren bekannten Umedelmetalle in Form ihrer Resinate gebrauchte.
Es zeigte sich jedoch, daß die handelsüblichen Präparate, wie Glanzgold oder die verschiedenen Metalllüster, für die Zwecke der Herstellung von dünnen Schichten ungeeignet sind. Die Edelmetall-Glanzpräparate enthalten außer den Edelmetallen noch soggenannte Haftoxyde, das sind Unedehnetallsalm der Abietinsäure in verschiedenen Mengenverhältnissen, wodurch sie zur Erzielung exakter elektrischer Werte, beispielsweise von elektrischen Widerständen, ungeeignet sind. Auch ist ihre auf Pinselauftragung, Siebdruckverfahren. oder Spritzen eingestellte Viskosität viel zu groß, so daß man mit ihnen sehr dünne Metallschichten bzw. Metalloxydschichten nicht erzeugen kann. Es lag daher nahe, sehr genau dinierte Lösungen. der Edelmetallresinate au verwenden, bei denen an Stelle der in den Dekorationspräparaten enthaltenen Mischungen ätherischer Öle Lösungsmittel von genau bekannter Zusammensetzung verwendet werden. Da.-bei wurde angestrebt, ein möglichst rasch verdunstendes Lösungsmittel von großer Lösekraft für die Metallresinate zu verwenden. Als solche boten sich insbesondere die Chlorkohlenwasserstoffe, wie Triehloräthylen, Tetrcachlorkohlenstoff oder Chloroform, an.
Derartige Lösungen von Metallresinaten lassen sich zwar sehr stark verdünnen, so daß außerordentlich dünne Metallfilme bzw. Oxydfihne hergestellt werden können, wenn man die Schichten auf ihren Trägern, vorzugsweise Glas, bei höheren Temperaturen, beispielsweise zwischen 500 und 700° C, in einen Ofen einbrennt. Es zeigte sich indessen, daß die U-sungen. der Resinate in Chlorkohlenwassexstoffen unbeständig sind, wodurch die eingebrannten Schichten aus solchen Lösungen mit derr Zeit laufend andere' Werte, beispielsweise des elektrischen Widerstandes oder der Kapazität, ergeben.. Auch zeigen. sich in den Schichten unregelmäßige Sprünge, die auf die nach dem Verdunsten des Lösungsmittels beim Einbrennen sehr spröden Metallresinate zurückzuführen sind. Kleine Zusätze von Asphalt, wie solche bei den Dekorationspräparaten zur Vermeidung von Sprüngen in der Metallschicht beim Einbrand üblich sind, brachten: nur eine geringfügige Verbesserung, ebenso wie kleine Zusätze von Rhodium- oder Iridiumresinaten.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß ein Zusatz von Tetrahydronaph;thalin, kurz Tetralin genannt, die Zersetzung der Metallresinate in Chlorkohlenwasserstoffen vollständig verhindert, wodurch es gelingt, aus derartigen Lösungen auch innerhalb einer langen Zeitperiode stets dünne Schichten zu erzeugen, die stets gleichmäßige, reproduzierbare elektrische Werte ergeben, was mit den bekannten Lösungen aus Metallresinaten in Chlorkohlenwasserstoffen nicht der Fall ist.
Tetralin ist eine völlig neutrale Flüssigkeit von großer Lösungsfähigkeit für alle Harze und Resinate und Wachse und geht beim Zusatz zu der Lösung keine chemische Verbindung mit einem ihrer Bestandteile ein. Seine stabilisierende Wirkung auf die Resinatlösu:ngen in Chlorkohlenwasserstofffen kann nicht vollkommen erklärt werden. Es wird jedoch vermutet, daß die sehr starke Affinität zu Sauerstoff die trüben, vielfach opaliszierenden Zersetzungsprodukte der Resinate in Chlorkohlenwasserstoffen oxydiert und wieder in Lösung bringt bzw. in Lösung hält, ähnlich der Wirkung eines Katalysators. Versetzt man beispielsweise eine trübe Lösung von Zinnresinat in Trichloräthylen oder Chloroform mit Tetralin, so findet innnerhalb kurzer Zeit, beim Erwärmen sofort, eine Lösung dieser trüben Ausscheidung, deren Zusammensetzung bis jetzt nicht ermittelt werden konnte, statt, und man erhält eine völlig klare Resinatlösung, wie sie zur Herstellung dünner Schichten nach dem Einbrennverfahren unerläßlich ist.
Der Zusatz von Tetralin zu den Lösungen der Resinate in Chlorkohlenwasserstoffen hat außerdem noch den Vorteil, daß dasselbe wie ein Weichmacher den spröden Film beim Einbrennen so lange weich hält, bis der Kohlenstoff der Resinate restlos verbrannt ist.
Versuche haben ergeben, daß das Tetralin der Lösungsflüssigkeit in Mengen zwischen 0,01 und 10 Volumprozent des Chlorkahlenwasserstoffgehalts hinzugesetzt werden muß, um die Wirkung der Erfindung zu erzielen. Die Menge des Zusatzes hängt im Einzelfall von den verwendeten Metallresinaten bzw. der Mischung dieser Resinate ab. Je unedler das Metall des Resinats ist, ein um so größerer Zusatz an Tetralin scheint nötig zu sein, um die Zersetzung der Resinatlösung zu verhindern. Während Gold- und Platinlösungen eine sehr kleine Menge an Tetralin benötigen, braucht Silber die zwei- bis dreifache Menge und die sehr urständigen Resinate des Zinks, Cadmiums und Zinns noch bedeutend mehr. Andererseits sind die Resinate des Indlums, Wismuts und Urans sehr beständig und benötigen daher eine sehr kleine Menge Tetralin.
Ein genauer Prozentsatz von Tetralin der zur Stabilisierung dea7 verschiedenen Resinate läßt sich im voraus nicht angeben, da auch die Art der Herstellung der Resinate von großem Einfiuß auf ihre Zersetzungsneigung ist. Ob die Chlorkohlenwassarstoffe, die sich bekanntlich mit der Zeit und insbesondere unter Lichteinwirkung unter Bildung von sehr kleinen Mengen von Salzsäure zersetzen, ebenfalls einen Einfiuß auf die Zersetzungsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Resinatlösungen haben, konnte bis jetzt nicht geklärt werden.
Normalerweise haben sich Zusätze von 0,2 bis 20/0 Tetrahydronaphthalin bzw. Tetralin als am wirksamsten im Sinne der Erfindung gezeigt.
Weitere Versuche haben ergeben, daß das Tetralin in den erfindungsgemäß verwendeten Resinatlösungen bis zu 509/o auch durch höherwertige Alkohole, vorzugsweise durch Hexalin oder Methylhexalzn, ersetzt werden kann. Diese Lösungsmittel haben einen sehr hohen Siedepunkt und eine hohe Verdunstungszahl. Sie zeigen daher hervorragende Eigenschaften als Weichmacher für die Metallschicht bzw. Metalloxydschicht während des Einbrennens der Resinate und verhindern ein Aufspringen und Löcherigwerden des Films.
Schließlich kann der Chlorkohlenwasserstoff der erfindungsgemäß verwendeten Resinatlösung noch bis zu 609/o durch einen leichtflüssigen aromatischen Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Xylol, ersetzt werden. Dies ist vielfach dann von Wichtigkeit, wenn die Verdunstungszeit der Lösungen abgeändert werden soll. Während Chloroform eine Verdunstungszahl von 2,5 (Äther 1) aufweist, hat Xylol eine solche von 13,5.

Claims

Patentansprüche: 1. Lösung von Resinaten der Edelmetalle und/ oder Uredelmetalle in Chlorkohlenwasserstoffen zur Erzeugung von auf Trägerwerkstoffen eingebrannten dünnen Edelmetallschichten bzw. Unedelmetalloxydschichten für elektrotechnische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Stabilisierung und Verhinderung der Zersetzung der Metallresinate zwischen 0,01 und 10 Volumprozent Tetrahydronaphthalin enthält.
2. Lösung von Resinaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Tetrahydronaphthalin bis zu 5011/o durch Hexalin oder Methylhexalin ersetzt enthält.
3. Lösung von Resinaten nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Chlorkohlenwasserstoffe bis zu 60 % durch einen oder mehrere leichtflüchtige aromatische Kohlenwasserstoffe ersetzt enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1053 490.