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Publication number: BE631178A
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Description


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  Procédé d'application de contacts sur des corps céramiques semi- conducteurs constitua par un matériau oxydique de conduction nu 
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 Loinvention concerne itappiication de contact  sur des corps adr4Mques 1tm1"OOMuctl\U", oonetituee Par un ut'rUu oq41qu. 



  4e conduction a. Casât on le $&it, de tels matériaux aon4uotl\U" pavent être ebt<!M< par une réduction Partielle des ccx*0940 ito*  ah1o#'tr1qUt. tell que Io bioxyde de t1tane, réduction au eouys de laquelle une partie des Ion$ de .étal des compo.4$ aoqu1.t une plus basse valence. Coue on le $et 4alesatnt, cette Tu1at1ot1 de valence peut être obtenue non seul  ment par une réduction, Néie également par l'incorporation d'ion. de val.ne. différente, CP ot par exemple le cas dans les produite do frittage d'oxyde de ter (,e20,) additionné d'environ 1% de bioxyde de titane. 

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 à gênerait 1& résistance de ces matériau* ueai.ondue leurs au un coefficient de température négatif* Touttfoli, il arrive aussi que le coefficient de température acquiert une valeur positif va.

   Comme on le saint, c'est le cas pour les composé  à base âe tit4 natte alcallno-terreux, par exemple du titanate de baryum additionné de petites quantités d'oxyde de métaux terreux rares, d'antimoine. de   tungstène,   etc. 
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  Les matériaux de conduction n en question sont tous son4Ï- bles à l'oxydation qui peut se produire lors de l'application de contacta lorsqu'un traitement thermique s'effectue à l'air* Ainsi, il se forme entre le matériau semi-conducteur et le contact une couche d'arrêt et, de ce fait, la résistance de passage devient tributaire du sens du courant et de   la   tension. La   résistance   d'un corps muni de deux de ces contacts peut alors acquérir une valeur très élevée. 



     Il   est connu que ces inconvénients peuvent être écartés dans le cas de résistances constituées par une masse de résistance frittée   oxydable,   conductrice par suite de   1 'existence   d'un   oation   en   excès,   en formant la liaison entre la matière résistante et le contact   d'alimentation   en courant par une   tuasse   métallique frittée ou fondue contenant autant de métal   existant   en excès, sous forme de cations,$ dans la matière   résistante,   que de   Métal   dont est constitué le corps de contact. 



   On   inconvénient   de ce   =de   d'application de contacts 
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 est que, pour une composition donnée de ce oorps #mi-oonduotow et du corps de contacta on est parfois   forcé,   pour   l'établissement   de la   liaison,   d'employer des   alliages   à point de   fusion     élevé   et/ou 
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 humectant mal le corps semi-conducteur de sorte qu'il n'est pas toujours possible d'obtenir un contact à bonne adhérence. 



  Un procédé fréquemment utilisé en technique pour obte- nir des contacts bien adhérents sur la céramique consiste à appliquer par chauffage une couche d'argent avec   utilisation     d'une     suspension   

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 contenant de l'argent et/ou un composé d'argent. Cette façon d'éta- blir des contacts, mise en oeuvre par un chauffage à   l'air,   est très simple et offre en outre l'avantage que l'on peut fixer par soudage . à la couche   d'argent   des corps de contact de toute   fonte   et de toute composition. 



   Ce   procède   ne convient cependant   pas à   l'application de con- tact$   à   des   corps     céramique*   de   conduction   n, car il se   ferme      lors,   par oxydation, des couchée d'arrêt entre   ces   corps et les couches d'argent   appliquées   par chauffage. 



   L'invention est basée sur l'idée que cette oxydation se produisant lors de l'application des couches d'argent peut être   supprimé*   par la   présence     d'un   métal   fortement   réducteur dans la couche   limite,   ce qui permet de contrecarrer suffisamment la formation de couches   d'arrêt.   



   Lorsqu'on s'efforce d'obtenir ce résultat en appliquant à l'endroit de contact, avant l'application par   chauffage   de la couche d'argent, un métal réducteur, on obtient un contact qui est Insuffisant au point de vue mécanique et/ou électrique. 



   Il s'est cependant avéré que, dans le cas   d'emploi,   pour le but précité, de zinc et/ou d'étain comme métal réducteur, le traitement peut s'effectuer après l'application de la couche d'ar- gent parce que oes métaux se diffusent déjà   à   une température assez   basse, à   une vitesse suffisante pour la   pratique,   à travers la cou- che d'argent, et peuvent ainsi anrniler   l'oxydation.   



   Suivant l'invention, un contact est appliqué sur un corps céramique semi-conducteur constitué par un matériau   oxydique   de   conduction   n par application par chauffage d'une couche d'argent à partir   d'une   suspension d'argent et/ou de composés d'argent, après quoi, à une température supérieure à 150 C, on   introduit   du zinc et/ou de l'étain dans la couche superficielle du corps semi- conducteur par diffusion à travers la couche d'argent.   De     préférence   on n'utilise pas de températures supérieures à 400 C, car il se pro- duirait alors une trop forte   oxydation   du  étal   réducteur.   

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   Le métal réducteur peut être appliqué par exemple par voit   électrolytique,   par schopage, par vaporisation ou à l'aide d'une suspension sur la couche d'argent, après quoi, comme il est indique, on procède au chauffage. Les fils d'alimentation en courant peuvent alors être appliqués par soudage. 



     Il s'est   également avéré possible de procéder en une seule opération à l'application et à la diffusion du zinc et/ou de l'étain ainsi qu'au soudage, par l'emploi de soudure contenant ces métaux, Etant   donné   que la diffusion de l'étain à travers la couche d'argent est beaucoup moins rapide que celle du zinc, dans cette forme de réa   lisation   de l'invention, lors de l'emploi d'une soudure à base d'é- tain et ne contenant pas ou guère d'argent, il faut chauffer par la suite la couche pendant un temps plus   long*   
De préférence, on utilise une soudure dont le point de fusion ne dépasse pas environ 350 C,   Comme il   est connu en soi, pour éviter l'endommagement des couches d'argent appliquées par   fusion,

     il est avantageux d'utiliser pour le soudage une soudure contenant de l'argent. 



   D'une façon générale, les soudures contenant du plomb donnent des résultats notablement   inférieurs   que des   soudures'   base de cadmium et/ou d'étain, 
Les contacts conformes à l'invention sont excellents du point de vue   mécanique   et sont totalement exempts de phénomènes de couches d'arrêt. De plus, les contacts, même après une longue exposition à   l'air,   sont absolument stables. Il est probable que cela doit être attribué à la présence d'un excès de zinc et/ou d'étain dans la couche de transition, excès qui empêche l'oxydation et donc la formation de couches d'arrêt. 



   De   préférence,   une plaquette en titanate de baryum fritte, contenant 0,3%   d'oxyde   d'antimoine, de 8 mm de diamètre et d'une épaisseur de 2   mm,   est munie de couches de contact sur les doux faces, de manière connue, par application par fusion   d'une   couche d'argent. La résistance mesurée entre les contacts 

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   est     alors   supérieure à   103@,   Ensuite, les couches d'argent sont   recouvertes   de zinc par un procédé de schopage. Apres un traitement thermique de 10 minutes à 300 c, la résistance est tobée à environ 10 .

   Aux contacts obtenus, on peut maintenant souder des fils d'alimentation en courante par exemple à   l'aide   d'une soudure   plomb-étain   normale. 



   Des résultas analogues sont obtenus lors de   Inapplication   de contacts sur des corps résistants constituas par exemple par de l'oxyde de fer fritte (Fe2O3) contenant 1% de bioxyde de titan., du ferrite de cobalt fritte et   d'autres   matériaux résistants de conduction n. 



   Lors de l'utilisation d'une soudure constituée par un alliage contenant par exemple 81,5% de cadmium et 18,5% de zinc, l'application du zinc sur la couche d'argent, la diffusion du zinc à travers cette couche et éventuellement le soudage des fils de connexion de courant peut s'effectuer en une seule opération, à une température de soudage de 300 C, Il se produit alors une diffusion suffisante du   zinc à   travers la couche d'argent, de sorte qu'un chauffage ultérieur est superflu. 



   Dans le cas d'utilisation d'une soudure à basse teneur en   zinc   ou d'une soudure contenant uniquement de l'étain pour annihi- ler   l'oxydation   se produisant lors de l'argentage, le chauffage né- cessaire pour obtenir le résultat désiré est plus long. 



     C'est   ainsi que, lors de l'utilisation d'une soudure constituée par un alliage eutectique d'étain et de cadmium (67% d'étain et 33% de cadmium) additionné de 2% de zinc, il faut   chauf-   fer perdant 3 heures à 200 C Après soudage avec, par exemple, un alliage contenant 92% d'étain et 8% de zinc additionné de 5%   d'argent à   une température de   250*Ce   ou avec un alliage contenant 80% d'étain et   20%   d'argent à 300 C, il faut encore procéder à un chauffage ultérieur pendant une demi-heure à 220 C.

Claims

R E S U M E .

1 - Procédé d'application de contacts sur des corps cérami- ques semi-conducteurs constitués par un matériau oxydique de conduc- tion n, par application par fusion d'une couche d'argent à partir d'une suspension d'argent et/ou d'un composé d'argent, caractérisé en ce qu'à une température supérieure à 150 c, du zinc et/ou de l'é- tain est introduit par diffusion à travers la couche d'argent dans la couche superficielle des corps semi-conducteurs.

2 - Le procédé spécifié ci-dessus peut présenter en outre les particularités suivantes, prises isolément ou en combinaisons a) sur la couche d'argent, on soude à l'aide d'une soudure contenant du zinc, à base d'étain et/ou de cadmium, le zinc se diffusant alors à travers la couche d'argent; b) pour le soudage, on utilise une soudure ne contenant pas ou guère de zinc et la diffusion du zinc et/ou de l'étain à travers la couche d'argent se produit au cours d'un chauffage prolonge.

3- Corps semi-conducteur en matière céramique, muni de contacts obtenus suivant le procédé spécifié sous 1 et 2.