182524. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aranyötvözetek előállítására és féltermékként való feldolgozására
3 182524 4 A találmány tárgya eljárás aranyötvözetek előállítására és olyan féltermékké (elsősorban fóliává, szalaggá vagy huzallá) történő feldolgozására, amelyek nagy mechanikai szilárdsággal, szoba- és magas hőmérsékleten jó tágulási és elektromos vezetési tulajdonságokkal rendelkeznek és amelyek kontaktelemekként alkalmazhatók mikroelektrontechnikai alkatrészekben. A találmány szerinti eljárással előállított arany félkésztermékek alkalmazási területe a mikroelektronika, ahol termikusán, elektromosan és mechanikailag terhelhető alkatrészekként használhatók fel. Különösen alkalmas az anyag mikrohuzalok alakjában történő felhasználásra, érintkező kötésekhez vezetőhuzalként szilárdtestkapcsolási elrendezésekben. A WP 126 559 NDK szabadalmi leírás olyan Au-Y-Fe ötvözeteket ismertet (0,001 ... 0,1 tömegé elemenként), amelyek ugyan rendelkeznek szobahőmérsékleten a megkívánt mechanikai tulajdonságokkal, ugyanakkor azonban melegszilárdságuk túlságosan magas, úgyhogy melegen történő alakításukhoz igen magas hőmérsékletek szükségesek, ami pl. a mikroelektronikában történő felhasználásnál a félvezető réteg roncsolódását eredményezi. Ugyanakkor az említett szabadalmi leírásban ismertetett eljárás igen nagy költségráfordítást igényel, ami a szabadalmaztatott eljárással ellentétben a találmány szerinti eljárással elkerülhető. A találmány elé azt a célt tűztük ki, hogy arany féltermékeket állítsunk elő fóliák, szalagok vagy huzalok alakjában, amely közepes mechanikai szilárdsággal rendelkezik (Sb 1,5 • 8bau5n)> de vezetőképessége a legtisztább arany vezetőképességével hasonlítható össze, és melynek félszilárdsági hőmérséklete 250 °C alatt van. Elektronikus alkatrészekként történő felhasználásnál nem keletkezhetnek zavarólag ható összekötések Al-mal. A találmány elé azt a' feladatot tűztük ki, hogy olyan aranyfóliát és aranymikrohuzalt állítsunk elő, amely jobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik és hő alatti nyomás alkalmazásával félvezetőelemekké zsugoríthatok. A találmány szerinti eljárással előállított féltermék egyik tipikus formája 99,999% arany mellett Ag, Si, Cu, Fe, Co, Cr, Ti és Y ötvözőket tartalmaz elemenként < 0,01 tömeg-% mennyiségben. Az olvasztás vákuum-indukciós kemencében történik, a közvetlen vagy közvetett alakítást sajtolással, hengerléssel, kovácsolással vagy húzással végezzük. A végső izzítási hőmérséklet 300 °C és 600 °C közötti tartományon belül van, időtartama 0,1 ... 60 sec. Közvetett alakításnál segédanyagként Ag, E—Cu, vagy CuAg kerül felhasználásra Ag = 0,01 ... 1 tömeg% tartalommal. A végső méretek fólia esetében > 5 jam vastagság, és > 7,5 pm átmérő huzalok esetében. A 99,999%-os tisztaságú aranyat az Ag, Sí, Cu és Fe és/vagy Co, és/vagy Cr és/vagy Ti és/vagy Y elemekkel tisztagrafít-tégelyben vákuum vagy védőgáz alatt megolvasztjuk, amikor is az adagtartalmak 0,0001 ... 0,1 tömeg% és az össz-szennyezettségi fok 0,2 tömeg% lehet, az anyagok hozzáadása előnyösen előötvözetek formájában történjék. A szokásos aranyszennyeződések, mint Pt, Pb, Zn kisebb, 0,001 tömeg%-ban lehetnek jelen. Az olvadékot rövid pihentetés után (5 perc) egy grafit vagy rézkokillába öntjük, majd pedig olvasztótégelyben végzett többszörös dermesztés után az olvasztóberendezésből kihúzzuk. Az öntött blokk felületét megtisztítjuk, szobahőmérsékleten vagy magasabb hőmérsékleteken alakítjuk, majd pedig közvetlenül vagy bevonatréteget alkalmazva a kívánt méretre hengereljük vagy húzzuk (ez fólia esetében 5/rm vastagság illetve huzalnál 7,5 jum átmérő) közben 500 °C és 850 °C közötti hőmérsékleten közbenső izzítást végzünk. A bevonat lemaratása után alkalmazhatunk közvetlen alakítást (r? < 90%). A kívánt tulajdonságok beállítására végső izzítást kell végezni 300 °C és 600 °C közötti hőmérsékleten, 0,1 és 60 sec közötti időtartammal. A találmány további részleteit kiviteli példák segítségével ismertetjük. 1. példa A tiszta aranyat (99,999%) az adalékanyagokkal: 0,0020 tömeg% Ag+0,0010 tömeg% Si+ 0,0010 tömeg% Cu + 0,0010 tömeg% Fe + 0,005 tömeg% Co + 0,005 tömeg% Cr + 0,005 tömeg% Ti + 0,0005 tömeg% Y tisztagrafít-tégelyben 10“' torr vákuum vagy argon alatt megolvasztjuk. Az adalékanyagokat (Fe, Y, Ti, Ag) mindenkor előötvözetek alakjában adagoljuk. Az olvadékot 5 percen keresztül pihentetjük és/vagy háromszori irányított átolvasztással vagy grafit- illetve Cu-kokillába való leöntéssel készítjük el az öntvénytestet. A felület mechanikus úton történő megtisztítása után a hengeres öntvényt szobahőmérsékleten sajtoljuk, majd hidegen végső méretére húzzuk, kovácsolással alakítjuk vagy hengereljük. Az anyag homogenitásának növelése céljából és az alakíthatóság elősegítésére közbeiktathatunk hőkezelést 500 °C és 850 °C közötti hőmérsékleten. A végső izzítási hőmérséklet 500 °C/1”. 2. példa Az ötvözött félterméket az 1. példában ismertetett módon d = 3,6 mm átmérőig alakítjuk. Az alakítási textúra javítása érdekében az aranyhuzalt 99,9% tisztaságú Ag csőben hengereljük végső méretére. Az Ag köpeny lemaratása után — amit NH03-ban végzünk — az aranyfóliát 400°C/5” áthúzókemencében izzítjuk. Szabadalmi igénypont: Eljárás aranyötvözetek előállítására és féltermékké, elsősorban fóliává, szalaggá vagy huzallá történő feldolgozására, azzal jellemezve, hogy 99,999%-os tisztaságú aranyat egyenként 0,0001 ... ... 0,1 tömeg%, együttesen legfeljebb 0,2 tömeg% és előnyösen előötvözetek alakjában beadagolt Ag, Si, Cu, Fe és/vagy Co és/vagy Cr és/vagy Ti, és/vagy Y adalékanyagokkal tisztagrafit tégelyben vákuum vagy védőgáz alatt megolvasztunk oly 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
