本发明专利技术属于PTC热敏电阻铜电极领域，具体涉及一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层及其制备方法；所述阻挡层材质为非晶态M‑Si‑C三元化合物,M代表金属；所述M为Mo、W或Ti中的一种；制备方法通过将陶瓷基体洗涤2‑3次并烘干处理，烘干处理时间为20‑30min，烘干后待用；将非晶态M‑Si‑C三元化合物溅射沉积于处理后的陶瓷基体两面，置于真空退火炉中，在氨气或者氮气回流气氛中热处理2‑3小时，冷却至室温，得到PTC热敏电阻铜电极阻挡层；本发明专利技术得到的阻挡层与陶瓷基体欧姆接触良好，稳定性高，可有效阻挡铜原子向陶瓷基体扩散。
A Copper Electrode Barrier Layer for PTC Thermistor and Its Preparation Method
The invention belongs to the field of PTC thermistor copper electrode, in particular to a PTC thermistor copper electrode barrier layer and its preparation method; the barrier layer material is amorphous M_Si_C ternary compound, M represents metal; the M is one of Mo, W or Ti; the preparation method is by washing the ceramic matrix 2_3 times and drying treatment, and baking. The dry treatment time is 20 30 min, which is to be used after drying; the amorphous M_Si_C ternary compound is sputtered and deposited on both sides of the treated ceramic matrix, placed in a vacuum annealing furnace, heat treated in ammonia or nitrogen reflux atmosphere for 2 3 hours, cooled to room temperature, and the PTC thermistor copper electrode barrier layer is obtained by the invention. The barrier layer has good ohmic contact with the ceramic matrix and high stability, which can effectively prevent the diffusion of copper atoms to the ceramic matrix.
【技术实现步骤摘要】
一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层及其制备方法
本专利技术属于热敏电阻铜电极领域，具体涉及一种热敏电阻铜电极阻挡层及其制备方法。
技术介绍
铜元素是一种金属化学元素，也是人体所必须的一种微量元素，铜也是人类最早发现的金属，是人类广泛使用的一种金属，属于重金属。铜是人类最早使用的金属。早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器、式具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01％，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3％～5％。自然界中的铜，多数以化合物即铜矿物存在。铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石，开采出来的铜矿石，经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。是唯一的能大量天然产出的金属，也存在于各种矿石(例如黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、赤铜矿和孔雀石)中，能以单质金属状态及黄铜、青铜和其他合金的形态用于工业、工程技术和工艺上。由于铜导电能力强、制备工艺简单、成本低、环境污染小、在铜表面可直接焊接等优点，有望逐步取代贵金属银成为主要的电极材料。然而铜带来的问题不容忽视。铜有着极高的扩散速率，一旦流入器件便会成为深能级受主杂志，从而使提供产生复合中心致使载流子寿命降低，最终导致器件性能退化甚至失效。因此需要在铜电极和陶瓷基体之间制备阻挡层以阻止铜原子向陶瓷基体内扩散。氮化钛是铝互连系统中沿用至今的扩散阻挡层，因为人们也将氮化钛对于铜的扩散阻挡特性做了大量的研究。反应溅射氮化钛由于其工艺简单而且薄膜中化学计量比较易于控制及优良的扩散阻挡特性，得到了广泛的运用。但是研究表明反应溅射氮化钛薄膜为一柱状晶粒结构，其晶粒间界为铜提供了快速扩散途径。阻挡层的特性并不仅仅依靠于材料本身的性质，其生长方法和工艺条件对之也有着非常重要的影响。因此，阻挡层的制备方法也显得犹为重要。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层及其制备方法，得到的阻挡层与陶瓷基体欧姆接触良好，稳定性高，可有效阻挡铜原子向陶瓷基体扩散。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层，所述阻挡层材质为非晶态M-Si-C三元化合物,M代表金属。优选地，所述M为Mo、W或Ti中的一种。优选地，所述非晶态M-Si-C三元化合物的制备方法，包括以下步骤:(1)将质量比为2:1:1-2的SiO2、CaC2和M金属装入反应釜中并搅拌均匀，封釜后，将反应釜在加热炉中加热至500-600℃，反应4-6小时，反应后对反应产物经过清洗、抽滤、烘干，得到产物A；(2)将产物A放入球磨机，球磨气氛为真空或惰性气体，球磨时间5-6小时，得到非晶态M-Si-C三元化合物。一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层的制备方法，包括以下步骤：(1)将陶瓷基体洗涤2-3次并烘干，烘干时间为20-30min，烘干后待用；(2)将非晶态M-Si-C三元化合物溅射沉积于处理后的陶瓷基体两面，置于真空退火炉中，在氨气或者氮气回流气氛中热处理2-3小时，冷却至室温，得到PTC热敏电阻铜电极阻挡层。优选地，所述步骤(2)热处理温度为500-700℃。有益效果：1.非晶态M-Si-N三元化合物具有良好的热稳定性，能过抑制铜扩散。2.经过真空退火处理过的阻挡层，拥有优良的抗热性能。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件按照说明书进行。实施例1一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层，所述阻挡层材质为非晶态Mo-Si-C三元化合物所述非晶态Mo-Si-C三元化合物的制备方法为，包括以下步骤:(1)将质量比为2:1:2的SiO2、CaC2和Mo装入反应釜中并搅拌均匀，封釜后，将反应釜在加热炉中加热至500℃，反应6小时，反应后对反应产物经过清洗、抽滤、烘干，得到产物A；(2)将产物A放入球磨机，球磨气氛为真空或惰性气体保护，球磨时间处理5小时，得到非晶态Mo-Si-C三元化合物。一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层的制备方法，包括以下步骤：(1)将陶瓷基体洗涤2次并烘干处理，烘干处理时间为20min，烘干后待用；(2)将非晶态Mo-Si-C三元化合物溅射沉积于处理后的陶瓷基体两面，置于真空退火炉中，在氨气或者氮气回流气氛中热处理2小时，冷却至室温，得到PTC热敏电阻铜电极阻挡层。所述步骤(2)热处理温度为500℃。实施例2一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层，所述阻挡层材质为非晶态W-Si-C三元化合物。所述非晶态M-Si-C三元化合物的制备方法为，包括以下步骤:(1)将质量比为2:1:1的SiO2、CaC2和W装入反应釜中并搅拌均匀，封釜后，将反应釜在加热炉中加热至600℃，反应4小时，反应后对反应产物经过清洗、抽滤、烘干，得到产物A；(2)将产物A放入球磨机，球磨气氛为真空或惰性气体保护，球磨时间处理5小时，得到非晶态W-Si-C三元化合物。一种热敏电阻铜电极阻挡层的制备方法，包括以下步骤：(1)将陶瓷基体洗涤3次并烘干处理，烘干处理时间为30min，烘干后待用；(2)将非晶态W-Si-C三元化合物溅射沉积于处理后的陶瓷基体两面，置于真空退火炉中，在氨气或者氮气回流气氛中热处理3小时，冷却至室温，得到PTC热敏电阻铜电极阻挡层。所述步骤(2)热处理温度为700℃。实施例3一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层，所述阻挡层材质为非晶态Ti-Si-C三元化合物。所述非晶态Ti-Si-C三元化合物的制备方法为，包括以下步骤:(1)将质量比为2:1:2的SiO2、CaC2和Ti装入反应釜中并搅拌均匀，封釜后，将反应釜在加热炉中加热至550℃，反应5小时，反应后对反应产物经过清洗、抽滤、烘干，得到产物A；(2)将产物A放入球磨机，球磨气氛为真空或惰性气体保护，球磨时间处理6小时，得到非晶态Ti-Si-C三元化合物。一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层的制备方法，包括以下步骤：(1)将陶瓷基体洗涤2次并烘干处理，烘干处理时间为25min，烘干后待用；(2)将非晶态Ti-Si-C三元化合物溅射沉积于处理后的陶瓷基体两面，置于真空退火炉中，在氨气或者氮气回流气氛中热处理2.5小时，冷却至室温，得到PTC热敏电阻铜电极阻挡层。所述步骤(2)热处理温度为600℃。对比例1步骤同实施例1，不同之处在于阻挡层材质为Si-C二元化合物。一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层，所述阻挡层材质为Si-C二元化合物。所述Si-C二元化合物的制备方法为，包括以下步骤:(1)将质量比为2:1的SiO2和CaC2装入反应釜中并搅拌均匀，封釜后，将反应釜在加热炉中加热至500℃，反应6小时，反应后对反应产物经过清洗、抽滤、烘干，得到产物A；(2)将产物A放入球磨机，球磨气氛为真空或惰性气体保护，球磨时间处理5小时，得到Si-C二元化合物。一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层的制备方法，包括以下步骤：(1)将陶瓷基体洗涤2次并烘干处理，烘干处理时间为20min，烘干后待用；(2)将Si-C二元化合物溅射沉积于处理后的陶瓷基体两面，置于真空退火炉中，在氨气或者氮气回流气氛中热处理2小时，冷却至室温，得到热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层，其特征在于，所述阻挡层材质为非晶态M‑Si‑C三元化合物,M代表金属。
【技术特征摘要】
1.一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层，其特征在于，所述阻挡层材质为非晶态M-Si-C三元化合物,M代表金属。2.根据权利要求1所述的一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层，其特征在于，所述M为Mo、W或Ti中的一种。3.根据权利要求1所述的一种PTC热敏电阻铜电极阻挡层，其特征在于，所述非晶态M-Si-C三元化合物的制备方法，包括以下步骤:(1)将质量比为2:1:1-2的SiO2、CaC2和M金属装入反应釜中并搅拌均匀，封釜后，将反应釜在加热炉中加热至500-600℃，反应4-6小时，对反应产物经过清洗、抽滤、烘干，得到产物A；(2)将产物A放入球...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，
申请(专利权)人：江苏时瑞电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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