AT391770B

AT391770B - Elektrisches vielschichtbauelement mit einem gesinterten, monolithischen keramikkoerper und verfahren zur herstellung des elektrischen vielschichtbauelementes

Info

Publication number: AT391770B
Application number: AT194787A
Authority: AT
Inventors: Josef Dipl Ing Unterlass; Johann Dr Ramler; Heinz Dipl Ing Florian; Franz Dr Zettl; Anna Dr Moshammer; Gerhard Dipl Ing Kelz
Original assignee: Siemens Bauelemente Ohg
Priority date: 1987-07-31
Filing date: 1987-07-31
Publication date: 1990-11-26
Also published as: ATA194787A

Description

Nr. 391 770

Elektrisches Vielschichtbauelement mit einem gesinterten, monolithischen Keramikkörper und Verfahren zur Herstellung des elektrischen Vielschichtbauelementes

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Vielschichtbauelement, insbesondere Kondensator, Kaltleiter oder Varistor, mit den Merkmalen: ein gesinterter, monolithischer Keramikkörper aus keramischem Material mit dielektrischen oder halbleitenden Eigenschaften ist mit Hohlräumen versehen, die alternierend von Lage zu Lage zu einander gegenüberliegenden Stirnflächen und jeweils in einem Teilbereich zu den angrenzenden Seitenflächen hin offen sind und verteilt Keramikpartikel enthalten, welche in den Hohlräumen als Stützelemente zwischen jeweils einer oberen Keramikschicht und einer unteren Keramikschicht dienen, die Hohlräume sind mit Metallbelegungen vollständig gefüllt, die aus einem Metall oder einer Metallegierung bestehen, deren Schmelztemperaturen erheblich niedriger sind, als die für die Sinterung des Keramikkörpers erforderliche Temperatur, an den Stirnflächen und gegebenenfalls auch auf die Seitenflächen herumreichend sind Kontaktschichten vorhanden, die jeweils die Metallbelegungen miteinander elektrisch leitend verbinden und selbst oder durch eine weitere Metallauflage lötfähig sind.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrischen Vielschichtbauelementes mit den Verfahrensschritten: a) es werden 0,03 bis 0,1 mm dicke Schichten, deren Breite und Länge je ein Vielfaches der Breite und Länge der späteren Keramikkörper betragen, aus einer Suspension, die dielektrisches oder halbleitendes Material in feiner Verteilung enthält, hergestellt und getrocknet, b) auf diese Schichten werden in Form von abgegrenzten Bereichen Muster in bestimmter Anordung und in einer Dicke von 0,005 bis 0,02 mm aus einer Suspension aufgetragen und eingetrocknet, die beim späteren Sintern gemäß Verfahrensschritt e) entweichende Bestandteile, wie Oxide, Karbonate, Kohlenstoff oder Ruß und Keramikpartikel enthält, die beim späteren Sintern gemäß Verfahrensschritt e) im wesentlichen unverändert bleiben, c) aus einer Vielzahl solcher Schichten wird ein Stapel gebildet, in welchem sich die Suspensionsmuster in großen Teilbereichen überlappen und der gegebenenfalls oberhalb und/oder unterhalb mit von Suspensionsmustem freien, als Decklagen dienenden Suspensionsschichten versehen ist, d) der Stapel wird durch einen Preßvorgang verdichtet und anschließend oder erst nach dem Sintern längs von Schnittlinien in Längs- und in Querrichtung zerteilt, e) der verdichtete Stapel oder die daraus entstandenen Einzelkörper werden mit entsprechendem Aufheiz- und Abkühlverlauf bei Temperaturen von 1000 °C oder höher gesintert, f) die Keramikkörper werden in einem Autoklaven, gegebenenfalls nach vorheriger Evakuierung, in eine Metallschmelze zum Einpressen von Metall in die Hohlräume mittels Überdruck getaucht und dann oberhalb der Metallschmelze abgekühlt mit anschließender Reduktion des Überdruckes auf Normaldruck, g) die gesinterten und mit erstarrtem Metall gefüllten Keramikköiper werden an den Stirnflächen und auf die Seitenflächen herumreichend mit Kontaktschichten versehen.

Elektrische Vielschichtkondensatoren mit einem gesinterten, monolithischen Keramikkörper aus dielektrischem Material, auf die sich die vorliegende Erfindung vorzugsweise bezieht, sind bereits in vielfacher Weise in der Patentliteratur beschrieben worden. Von dieser vielfältigen Patentliteratur kommen der vorliegenden Erfindung die USA-Patentschriften 3 679 950,4 071 880 und 4 658 328, die der DE-OS 36 12 084 entspricht, am nächsten.

In der US-PS 3 679 950 ist ein keramischer Vielschichtkondensator beschrieben, der die Merkmale des eingangs angegebenen Vielschichtkondensators aufweist, mit der Ausnahme, daß die Hohlräume alternierend von Lage zu Lage nur zu einander gegenüberliegenden Stirnflächen, nicht aber zu den angrenzenden Seitenflächen hin offen sind.

In dieser USA-Patentschrift ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrischen Vielschichtkondensators beschrieben, bei dem sämtliche oben angegebenen Verfahrensschritte verwirklicht sind, jedoch mit der Maßgabe, daß die gemäß Verfahrensschritt b) aufzutragenden Suspensionsbereiche derart ausgewählt sind, daß letztlich nur jeweils zu einer Seite offene Hohlräume entstehen. Da im fertigen Stapel aus mehreren derart vorbereiteten Schichten die Suspensionsbereiche praktisch rundherum verschlossen sind, ist es erforderlich, daß bereits dieser Stapel längs von senkrecht zueinander stehenden Trennlinien in Einzelkörper aufgetrennt wird, damit beim nachfolgenden Sintervorgang, für den ein entsprechendes Aufheiz-, Sinter- und Abkühlschema erforderlich ist, das Entweichen und/oder das Zersetzen der zu entfernenden Bestandteile aus den Suspensionsbereichen zur Bildung der Hohlräume erfolgen kann.

Zur Herstellung der Kondensatorbelegungen innerhalb der Hohlräume des monolithischen Keramikkörpers wird - neben anderen Möglichkeiten - niedrig schmelzendes Metall oder niedrig schmelzende Metallegierungen, beispielsweise Blei oder eine Legierung aus 50 % Bi, 25 % Pb, 12,5 % Sn und 12,5 % Cd angegeben. Alle diese Legierungen haben Schmelztemperaturen, die beträchtlich niedriger sind, als die für die Sinterung des monolithischen Keramikkörpers erforderliche Sintertemperatur von bis zu 1325 °C. Außerdem benetzen diese Legierungen die Oberfläche der Keramikkörper, insbesondere in den Hohlräumen, nur sehr schlecht oder gar nicht. -2-

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Die Kontaktschichten, meist aus Silber bestehend, werden an den gegenüberliegenden Stirnflächen bei dem in der US-PS 3 679 950 beschriebenen Vielschichtkondensator stets nach dem Einpressen des niedrig schmelzenden flüssigen Metalles und Abkühlen des getränkten Keramikkörpers aufgebracht.

In der US-PS 4 071 880 ist praktisch der gleiche elektrische Vielschichtkondensator mit einem gesinterten, monolithischen Keramikkörper beschrieben, für den insoweit die gleichen Überlegungen gelten, wie für den aus der US-PS 3 679 950 bekannten Vielschichtkondensator.

In der US-PS 4 071880 ist darüberhinaus auch die Möglichkeit ausführlich beschrieben, die Kontaktschichten auf die Stirnflächen des monolithischen Keramikkörpers vor dem Tränken desselben aufzubringen, wofür diese Kontaktschichten porös ausgebildet sein müssen. Sie bewirken, daß geschmolzenes Tränkmetall beim Herausheben aus der Schmelze nicht ausfließen kann, weil die verwendeten Tränkmetalle den Keramikkörper nicht oder nur schlecht benetzen.

Der in der US-PS 4 071 880 beschriebene Vielschichtkondensator besteht aus einer Mehrzahl von wechselweise aufeinanderliegenden Keramikschichten und inneren Elektroden als Kondensatorbelegungen sowie äußeren Doppelschichtelektroden als Kontaktschichten, die in vorbestimmter Weise mit den inneren Elektroden verbunden sind. Beispielsweise liegt eine kammartige Elektrodenstruktur vor.

Bei der Herstellung eines solchen monolithischen Vielschichtkondensators werden zunächst unbehandelte bzw. ungesintere Keramikplättchen, auch Suspensionsschichten genannt, mit Hilfe eines Abstreif- bzw. Rakelverfahrens unter Verwendung einer Abstreifldinge hergestellt. Diese Keramikplättchen besitzen eine Dicke von 0,05 bis 0,1 mm. Auf die Oberflächen der Keramikplättchen wird dann eine Kohlen- bzw. Kohlenstoffpaste aufgetragen bzw. aufgedruckt, die aus einer Mischung von Kohle- bzw. Kohlenstoffpulver und Keramikpulver besteht. Diese Paste, die eine Suspension ist, wird in abgegrenzten Bereichen aufgetragen, und zwar so, daß die Hohlräume im fertigen Keramikkörper alternierend nur zu gegenüberliegenden Stirnflächen offen sind. Mehrere solcher bedruckter Keramikplättchen werden abwechselnd aufeinanderliegend angeordnet und durch Anwendung einer Druckkraft miteinander zur Bildung einer integrierten Struktur verbunden.

Aus dieser integrierten Struktur werden durch Auftrennung längs von senkrecht aufeinanderstehenden Schnittlinien Einzelkörper erzeugt, die bei einer Temperatur oberhalb von 1000 °C gebrannt werden, um die keramischen Plättchen zu sintern und um das Kohle- bzw. Kohlenstoffpulver innerhalb der aufgedruckten Kohlenstoffpaste zu beseitigen. Dadurch werden poröse Zwischenschichten mit Keramikpulver in Bereichen erzeugt, in denen die inneren Elektroden gebildet werden sollen. Im Anschluß daran werden die porösen äußeren Elektroden als Kontaktschichten an die gesinterten Einzelkörper angebracht

Dies kann dort wie auch bei der vorliegenden Erfindung beispielsweise durch Verfahren erfolgen, die in den US-PS 3 683 849, 4 526 129, 4 561 954, in der GB-PS 2 106 714, in der DE-PS 27 22 140, oder in der DE-OS 36 38 286 beschrieben sind.

Die äußeren Elektroden werden beispielsweise durch Einbrennen einer Paste erhalten, die hauptsächlich aus Nickel besteht, das mit einer Glasurmasse vermischt ist Der auf diese Weise gebildete Keramikkörper wird dann in einen Druckbehälter eingeführt und in geschmolzenes Blei, das als Leitungsmaterial für die Kondensatorbelegungen dient, bei einer Temperatur der Schmelze von etwa 330 bis 360 °C und im dekomprimierten Zustand eingetaucht. Anschließend wird der Druck auf etwa 10 bar erhöht, so daß geschmolzenes Blei unter Druck in die Hohlräume des Keramikkörpers eindringt, und zwar ausschließlich durch die porösen äußeren Elektroden hindurch. Der Keramikkörper wird dann aus dem geschmolzenen Blei herausgezogen, abgekühlt und wiederum dem Normaldruck ausgesetzt, so daß sich die inneren Elektroden aus Blei bilden. Im Anschluß daran werden auf die äußeren Elektroden zusätzlich Schichten aufgetragen, die eine gute Lötbarkeit aufweisen.

Zur Herstellung des beschriebenen Vielschichtkondensators müssen die auf den monolithischen Keramikkörper aufgebrachten äußeren Elektroden porös sein und so ausgebildet bzw. hergestellt werden, daß zunächst ein Eintritt des flüssigen Bleis für die inneren Elektroden möglich ist, daß sie andererseits aber verhindern, daß das Blei wieder aus den Hohlräumen des Keramikköipers herausfließt, wenn dieser aus dem geschmolzenen Blei herausgezogen wird, weil - wie ausdrücklich in Spalte 10, Zeilen 51 bis 58 der US-PS 4 071 880 empfohlen wird - die einzupressende Metallschmelze den Keramikkörper nicht leicht benetzen darf. Mit anderen Worten bilden die porösen äußeren Elektroden in bestimmten Zuständen Durchdringungsbarrieren. Die porösen äußeren Elektroden bestehen hauptsächlich aus Nickel, das mit Blei nicht reagiert. Die Haftfestigkeit an den Stirnflächen des Keramikkörper hängt von der Menge der Glasurmasse innerhalb der Paste ab, wobei die Haftstärke mit steigender Menge an Glasurmasse verbessert wird. In diesem Fall jedoch vermindert sich die Anzahl der Poren der äußeren Elektroden, so daß die Durchdringung von Blei erschwert wird, während Glaskomponenten die Zwischenschichten blockieren und die Zufuhr von Blei beeinträchtigen. Die elektrostatische Kapazität kann daher nicht in gewünschter Weise eingestellt werden, selbst wenn der Keramikbaustein innerhalb der Schmelze einem relativ hohen Druck ausgesetzt wird.

In der US-PS 4 658 328 (entsprechend der DE-OS 36 12 084) ist zur Lösung der beschriebenen Probleme vorgeschlagen, die Hohlräume im Inneren des Keramikkörpers so zu gestalten, daß sie sowohl an den einander gegenüberliegenden Stirnflächen als auch zu einem geringen Teil an den angrenzenden Seitenflächen offen sind, damit das geschmolzene Metall beim Injektionsprozeß nicht nur durch die porösen Kontaktschichten hindurch, -3-

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Der in der US-PS 4 658 328 beschriebene Vielschichtkondensator weist insofern alle Merkmale des oben angegebenen Vielschichtkondensators auf.

In dieser US-PS bzw. in der entsprechenden DE-OS ist auch ein Verfahren beschrieben, das die für das Herstellungsverfahren oben angegebenen Verfahrensschritte umfaßt, jedoch mit der Maßgabe, daß die an den Stirnflächen angebrachten Kontaktschichten nach wie vor porös sind.

In den nicht vorveröffentlichten deutschen Offenlegungsschriften 36 27 936 und 36 27 929 sind Vielschichtkondensatoren mit einem gesinterten monolithischen Keramikkörper und Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben, die ebenfalls die Merkmale des eingangs angegebenen Vielschichtkondensators bzw. des Verfahrens zu seiner Herstellung aufweisen. In diesen Offenlegungsschriften wird vorgeschlagen, als niedrig schmelzendes Metall für die Kondensatorbelegungen ein solches zu verwenden, das im Gegensatz zu den für diese Zwecke bisher bekannten Metallen oder Metallegierungen die Oberflächenteile innerhalb der Hohlräume des Keramikkörpers gut benetzt. Für diese Metalle bzw. Legierungen sind eine Reihe von Vorschlägen gemacht, die auch als für die vorliegende Erfindung geeignete Metalle oder Metallegierungen gelten.

Das Einpressen dieser Metalle in die Keramikkörper erfolgt gemäß diesen Offenlegungsschriften nach wie vor durch die jeweils nur zu einer Seite gerichteten Öffnungen der Hohlräume, die entweder noch frei von einer Kontaktschicht sind oder mit einer porösen Kontaktschicht bedeckt sein können. Im ersten Fall werden die Kontaktschichten nachträglich aufgebracht.

Die Verwendung eines die Oberfläche des Keramikkörpers gut benetzenden Metalles hat den Vorteil, daß dieses Metall aus den Hohlräumen des Keramikkörpers beim Herausnehmen aus der Metallschmelze nicht mehr herausfließt und daß eine gute Anbindung der Kondensatorbelegungen an die Kontaktschichten gewährleistet ist

Beim Einpressen der niedrig schmelzenden Metallegierung durch poröse Kontaktschichten hindurch in die Hohlräume im Keramikkörper, die nur zu einer Seite hin offen sind, treten die bereits oben beschriebenen Probleme auf, die sich auch durch die Verwendung gut benetzender Metalle oder Metallegierungen nicht beseitigen lassen, nämlich die Gefahr der Verstopfung der Poren in der porösen Schicht und damit eine unzureichende Ausfüllung der Hohlräume. Beim Anbringen der Kontaktschichten nach dem Einpressen der Metallschmelze und Abkühlen der gefüllten Keramikkörper entstehen wiederum Probleme, die darin bestehen, daß die Anbindung der Kondensatorbelegungen im Inneren des Keramikkörpers an die Kontaktschichten an den Stirnflächen unzureichend sein kann.

Eine sehr genaue Beschreibung der Herstellung von Vielschichtkondensatoren ist in der US-PS 4 584 629, entsprechend der GB-PS 2162 371 bzw. der DE-OS 35 09 593, enthalten. Auch bei diesen Kondensatoren werden auf die gegenüberliegenden Stirnflächen der gesinterten Keramikkörper vor dem Einpressen des Metalles in die Hohlräume die Kontaktschichten aufgetragen. Gleichwohl sind die dort - wie auch die in den anderen Schriften -beschriebenen Maßnahmen zum Herstellen des Keramikkörpers und zum Einpressen von Metallschmelze in seine Hohlräume bei der vorliegenden Erfindung ebenfalls anwendbar.

Keramische Kaltleiter in Schichtbauweise sind beispielsweise in der GB-PS 932 558 und keramische Vielschichtvaristoren sind beispielsweise in der US-PS 4 675 644, entsprechend EP-A- 0 189 087, beschrieben, wobei jedoch die Metallbelegungen bereits vor dem Sintern der Keramikkörper durch Verwendung hitzebeständiger Edelmetalle (Pt, Pd, Ag etc.) erzeugt werden, wie dies auch in der US-PS 3 740 624 beschrieben ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Vielschichtbauelement und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, um zu gewährleisten, daß einerseits eine gute Anbindung, d. h. eine Verbindung mit geringem elektrischem Übergangswiderstand, zwischen den Belegungen im Inneren des Keramikkörpers und den Kontaktschichten und möglichst eine vollständige Füllung der Hohlräume im Keramikkörper erreicht werden und andererseits eine wesentliche Vereinfachung des Herstellungsverfahrens sichergestellt wird. Ferner sollen die Vielschichtbauelemente auch für die Oberflächenmontage (Surface-mounted-devices-SMD) geeignet sein und die dafür bestehenden Anforderungen, wie Benetzbarkeit für Lot, Ablegierbeständigkeit, Widerstandsfestigkeit gegen chemische und Temperatureinflüsse, an die Schaltplatinen angepaßte Geometrie, erfüllen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das elektrische Vielschichtbauelement der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale: bei dran Keramikkörper sind wenigstens die Kanten zwischen den Stirnflächen und den Seitenflächen, aber auch die Kanten zwischen den Stirnflächen und den Oberflächen und die Kanten zwischen den Oberflächen und den Seitenflächen durch mechanische Bearbeitung derart abgerundet, daß die in den Hohlräumen befindlichen Metallbelegungen bis zu den Kontaktschichten reichen, die Kontaktschichten an den Stirnflächen sind nicht porös und bedecken auf den Seitenflächen wenigstens die offenen, mit Metallbelegungen gefüllten Teilbereiche der Hohlräume. Für die Metallbelegungen können vorzugsweise unterschiedliche Legierungen verwendet werden, so beispielsweise eine Blei-Indium-Legierung mit einem Indiumanteil von gleich oder größer als 0,5 Gew-%, insbesondere 2,5 bis 20 Gew-%, ferner eine Blei-Silber-Indium-Legierung mit wenigstens 0,5 Gew-% Indium und insgesamt bis 20 Gew-% Silber und Indium, ferner Kupfer-Indium- oder Silber-Indium-Legierungen. -4-

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Die Kontaktschichten bestehen vorzugsweise aus Nickel oder Legierungen mit einem hohen Nickelanteil oder aus Silber oder Legierungen mit einem hohen Silberanteil.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kontaktschichten mehrschichtig und bestehen in Nachbarschaft zum Keramikkörper aus einer ersten Schicht aus Aluminium oder Chrom, darauf einer zweiten Schicht aus Nickel oder Nickel-Vanadium und darauf einer dritten Schicht aus Silber.

Es ist vorteilhaft, wenn die Aluminiumschicht 0,5 μιη, die zweite Schicht aus Nickel-Vanadium besteht und 1,5 Jim und die Silberschicht 1 jim dick sind. Über der Silberschicht kann zur Verbesserung des Langzeitverhaltens (Lagerfähigkeit von 2 Jahren, festgestellt durch Benetzbarkeitstest nach 16 Stunden Lagerzeit bei 155 °C) noch eine Zinnschicht angeordnet sein.

Die Kontaktschichten sind vorzugsweise durch Bedrucken, Tauchen, galvanisch oder chemisch abgeschieden oder durch Kathodenzerstäubung, durch Aufdampfen oder mittels Metallspritzverfahren aufgetragen. Als Druckverfahren wird im allgemeinen Siebdruck angewendet.

Falls erforderlich, ist es vorteilhaft, daß wenigstens die von Kontaktschichten freien Bereiche der Seitenflächen mit elektrisch isolierendem und feuchtedichtem Material, z. B. Kunststoff, bedeckt sind, wie dies auch schon in der US-PS 4 658 328 bzw. der DE-OS 36 12 084 beschrieben ist.

Das eingangs angegebenen Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Vielschichtbauelementes ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte: h) nach dem Verfahrensschritt f) werden die Keramikkörper zur mechanischen Behandlung mit Abriebpulver, insbesondere SiC-Pulver feiner Körnung mit im Mittel 50 pm Komdurchmesser im Verhältnis von 50 bis 200 g Pulver zu 1500 g Keramikkörper intensiv vermischt und dann zusammen mit Wasser im Verhältnis von 500 bis 1000 g Wasser zu 1700 g Feststoffgemisch in einem Mahlgefaß umgewälzt, i) im Verfahrensschritt g) werden nicht poröse Kontaktschichten, die Nickel oder Silber enthalten, durch chemische oder galvanische Abscheidung, mittels Bedrucken, Tauchverfahren, durch Kathodenzerstäubung, durch Aufdampfen oder mittels Metallspritzverfahren aufgetragen.

Vorzugsweise wird im Verfahrensschritt b) die Suspension in Form von Mustern aufgetragen, die die abgegrenzten Bereiche darstellen und über die gesamte Breite der Schichten miteinander durch Brücken verbunden sind, die bis zu den Außenrändem reichen.

Es ist vorteilhaft, wenn beim Verfahrensschritt h) ein Mahlgefäß aus V2A-Stahl verwendet wird, das auf einem Walzenstuhl mit 60 bis 100 Umdrehungen pro Minute gedreht wird.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt: - Durch die abgerundeten Kanten ist die Oberfläche des gefüllten Keramikkörpers so weit abgetragen, daß sogar bei schlecht benetzendem Einpreßmetall das in den Hohlräumen verbliebene Metall an den Stirnflächen und insbesondere an den angrenzenden Kanten gut mit den Kontaktschichten verbunden ist; insbesondere gilt dies für gut benetzendes Einpreßmetall. - Die Füllung mit Metall wird in kürzeren Zeiten ermöglicht - Beim Einpressen werden wegen des ungehinderten Eindringens verkürzte Tränkzeiten und niedrigere Drucke angewendet, wodurch auch eine geringere Belastung der Keramikkörper erfolgt - Durch das Aufbringen der Kontaktschichten nach dem Einpressen der Metallschmelze wird vermieden, daß die einzelnen Keramikkörper zu keinem Zeitpunkt des Verfahrens zusammenkleben oder sogar zusammenschmelzen. - Da es sich überraschenderweise gezeigt hat, daß die Verwendung von Metallen oder Metallegierungen, welche die Oberflächen in den Hohlräumen der Keramikschichten des Keramikkörpers gut benetzen, an den Stirn-und an den angrenzenden Seitenflächen durch Kontraktion des Metalles zu von Metall freien Randbereichen führt, bewirkt das Abscheuem der Kanten einen sicheren Kontakt mit den Kontaktschichten. - Beim Herstellen der Keramikkörper ist es nicht mehr erforderlich, auf die einzelnen Suspensionsschichten gewissermaßen abgegrenzte Flecke aus der Suspension für die poröse Zwischenschicht herzustellen, sondern es können über die gesamte Breite der Suspensionsschichten sich erstreckende Bereiche aus Suspensionsmaterial in Form von durch Brücken verbundenen Mustern für die poröse Zwischenschicht aufgetragen werden. - Dadurch ist es auch möglich, nicht nur die Einzelteile zu sintern, sondern es können auch größere Stapel gesintert und erst nach dem Sintern in einzelne Keramikkörper aufgeteilt werden, weil die sich zersetzenden und entweichenden Bestandteile der porösen Zwischenschicht dennoch aus diesem größeren Stapel austreten können. - Im Bedarfsfälle können zur Erhöhung der Isolation oder als Feuchteschutz die freien Oberflächenteile der Seitenflächen oder auch das gesamte Vielschichtbauelement mit einer Umhüllung aus an sich bekanntem Isoliermaterial versehen werden. - An unerwünschten Stellen eventuell vorhandenes Einpreßmetall wird in einfacher Weise bei der mechanischen Behandlung entfernt.

Vorzugsweise bezieht sich die Erfindung auf Vielschichtkondensatoren, sie ist aber auch bei Kaltleitem oder Varistoren anwendbar.

Die Formulierung, wonach in den Hohlräumen verteilt Keramikpartikel enthalten sind, schließt sowohl einzelne Partikel ein, die als Stützelemente dienen, als auch ein poröses Gerüst, dessen Poren miteinander über das gesamte Volumen hinweg verbunden sind, so daß das eingepreßte flüssige Metall in jedem Falle vollständig eindringenkann. -5-

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Der Begriff keramisches Material mit dielektrischen oder halbleitenden Eigenschaften schließt insbesondere auch ferroelektrisches, dielektrisches Material mitPerowskitstruktur ein, zum Beispiel vorzugsweise Titanate der Erdalkalien, insbesondere des Bariums und auch Mischtitanate, bei denen Barium durch andere Erdalkalien oder Magnesium substituiert ist und/oder bei denen das Titan beispielsweise durch Zinn substituiert ist. Das dielektrische Material mit Perowskitstruktur kann mit Zusatzstoffen, wie z. B. Antimon, Wismut oder Lanthan oder seltenen Erdmetallen oder auch mit Kupfer, Eisen dotiert sein, so daß höhere Werte der Dielektrizitätskonstanten oder verbesserte Kaltleitereigenschaften (PTC-Eigenschaften) resultieren oder andere elektrische Eigenschaften, wie z. B. deren Temperaturabhängigkeit oder der Verlustfaktor entsprechend den gewünschten Erfordernissen variiert werden. Ferner schließt obiger Begriff auch die hinreichend bekannten Materialien für Varistoren ein, das sind Widerstände, deren Widerstandswert von der anliegenden Spannung abhängig ist, die auch als Voltage Dependent Resistors (VDR) bezeichnet werden und die als Hauptbestandteil Zinkoxid enthalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles für einen Vielschichtkondensator näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den monolithischen Keramikkörper vor der Füllung der Hohlräume mit Metall und vor dem Anbringen der Kontaktschichten; Fig. 2 einen fertigen Vielschichtkondensator in Draufsicht auf die Seitenfläche (6); Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie (HI - ΙΠ) in Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie (IV - IV) in Fig. 1; Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie (V V) in Fig. 1; Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie (VI - VI) ebenfalls in Fig 1, jedoch nach dem Metalleinpressen; Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie (Vn - Vn) ebenfalls in Fig. 1, jedoch nach dem Metalleinpressen; Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie (VIII - VHI) in Fig. 2, vor dem Anbringen der Kontaktschichten; Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie (IX - IX) in Fig. 2, vor dem Anbringen der Kontaktschichten; Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie (X - X) in Fig. 2, nach dem Anbringen der Kontaktschichten; Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie (XI - XI) in Fig. 2, nach dem Anbringen der Kontaktschichten; Fig. 12 eine Suspensionsschicht mit aufgetragenen Suspensionsmustem in Draufsicht; Fig. 13 eine weitere Suspensionsschicht mit aufgetragenen Suspensionsmustem in Draufsicht; Fig. 14 eine Suspensionsschicht mit anders aufgetragenen Suspensionsmustem in Draufsicht; Fig. 15 eine weitere Suspensionsschicht mit anders aufgetragenen Suspensionsmustem in Draufsicht.

Fig. 1 zeigt den gesinterten monolithischen Keramikköiper (1), der von Hohlräumen (2,3) durchsetzt ist. Die Hohlräume (2) sind zur Stirnfläche (4) und die Hohlräume (3) sind zur Stirnfläche (5) des Keramikkörpers (1) hin offen, beide Hohlräume sind aber auch in Teilbereichen (15,16) zu den Seitenflächen (6 und 7) hin offen. Die Keramikpartikel (8) sind über die Volumina der Hohliäume (2 und 3) verteilt, und zwar im Sinne der obigen Erläuterung, und dienen als Stützelemente. Der monolithische Keramikkörper (1) ist aus Keramikschichten (9 und 10) zusammengesintert, die hier als Dielektrikum dienen.

Die Kanten (17) befinden sich zwischen den Stirnflächen (4,5) und den Seitenflächen (6, 7), die Kanten (18) befinden sich zwischen den Stirnflächen (4, 5) und den Oberflächen (19), während sich die Kanten (20) zwischen den Oberflächen (19) und den Seitenflächen (6, 7) befinden. Die Kanten (17,18,20) werden nach dem Einpressen und Erstarren des Metalles der Belegungen (11,12) durch mechanische Bearbeitung abgetragen und dadurch abgerundet.

In Fig. 1 ist der Keramikkörper (1) in seinem Zustand nach dem Sintern gezeigt, jedoch vor dem Füllen der Hohlräume (2 und 3) mit niedrig schmelzendem Metall, vor dessen mechanischer Bearbeitung und vor dem Anbringen der Kontaktschichten (13,14) an den Stirnseiten (4 und 5).

Fig. 2 zeigt einen fertigen Vielschichtkondensator in Draufsicht auf die Seitenfläche (6). Man erkennt den aus den Keramikschichten (9 und 10) zusammengesinterten monolithischen Keramikkörper (1), dessen Hohlräume (2, 3) mit den Metallbelegungen (11 und 12) gefüllt sind. Alternierend von Lage zu Lage enden diese Metallbelegungen (11 und 12) an einander gegenüberliegenden Stirnflächen (4 und 5) und sind dort durch die Kontaktschichten (13 und 14) miteinander elektrisch verbunden.

Die Kontaktschichten (13 und 14) können zwar auch, wie in den USA-Patentschriften 3 679 950 und 4 071 880 gezeigt, nur die Stirnflächen bedecken. Diese Kontaktschichten sind selbst lötfähig oder weisen eine lötfähige weitere Schicht auf, an die z. B. Stromzuführungsdrähte angelötet werden können.

Es ist jedoch wegen der besseren elektrischen Verbindung der Metallbelegungen (11, 12) an den abgerundeten Kanten (17) vorteilhaft, wenn die Kontaktschichten (13 und 14) nicht nur an den Stirnflächen (4 und 5), sondern auch auf den Seitenflächen (6 und 7) wenigstens die Teilbereiche (15, 16) bedeckend ausgebildet sind. Dies ist beispielsweise auch für sogenannte Chip-Bauelemente (für SMD-Anwendung) vorteilhaft, weil diese dann auf eine mit gedruckten Leiterbahnen versehenen Schaltplatine unmittelbar aufgelötet werden können. Für diesen Fall reichen die Kontaktschichten (13 und 14) soweit auf die angrenzenden Seitenflächen (6 und 7) und auch auf die Oberfläche (19) herum, daß je eine Auflagefläche mit der Breite (35) resultiert. Diese Breite ist so zu bemessen, daß sie an die Rächen, an denen der Chip-Kondensator anzulöten ist, angepaßt sind.

In Fig. 2 sind die abgerundeten Kanten (18) zwischen den Stirnflächen (4, 5) und den Oberflächen (19) zu erkennen. -6-

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In Fig. 3, die einen Schnitt längs der Linie (ΙΠ - ΙΠ) in Fig. 2 darstellt, sind die Keramikschichten (9 und 10), die Metallbelegungen (11 und 12) und die Kontaktschicht (13) zu erkennen, die sich im und am Keramikkörper (1) befinden, dessen Kanten (20) zwischen den Oberflächen (19) und den Seitenflächen (6,7) abgerundet sind.

Die Fig. 4, 5, 6 und 7 erläutern schematisch den Prozeß des Einpressens der niedrig schmelzenden Metallschmelze.

Die Fig. 4 und 5 sind Schnitte längs den Linien (IV - IV und V - V) in Fig. 1, und die Fig. 6 und 7 sind Schnitte längs den Linien (VI - VI und VH - VH), ebenfalls in Fig. 1.

In den Fig. 4 und 5 erkennt man die im einzelnen schon beschriebenen Teile, nämlich die Hohlräume (2 und 3) und die sich darin über das Volumen verteilt befindenden Keramikpartikel (8). Der Hohlraum (2) über der Keramikschicht (9) ist zur Stirnfläche (4) hin offen und ebenfalls in einem Teilbereich (15) der Seitenflächen (6 und 7). Der Hohlraum (3) über der Keramikschicht (10) ist zur Stirnseite (5) und ebenfalls in einem Teilbereich (16) der Seitenflächen (6 und 7) hin offen.

In dieser Form ist ein mit Hohlräumen versehener Keramikkörper im Prinzip aus der bereits diskutierten US-PS 4 658 328 bekannt. Dieser Keramikkörper wird dort jedoch an den Stirnseiten zunächst mit porösen Kontaktschichten versehen, die auf die Seitenflächen und die Oberflächen nur soweit herumieichen, daß dennoch ein Teil der zu den Seitenflächen hin offenen Hohlräume weiterhin offen verbleibt und dort dann auch Metallschmelze hineingepreßt worden kann.

Im Gegensatz hierzu wird beim Verfahren der vorliegenden Erfindung der mit Hohlräumen (2,3) versehene Keramikkörper zunächst mit Metallschmelze gefüllt. Die Metallschmelze wird in die Hohlräume (2 und 3) entsprechend der durch die Pfeile (36) gegebenen Richtung hineingepreßt.

Schematisch ist in den Fig. 6 und 7 gezeigt, daß die erstarrte Metallschmelze (37) in den an den Stirnseiten (4 bzw. 5) und in den Teilbereichen (15,16) der Seitenflächen (6 und 7) offenen Hohlräumen (2, 3) durch die Kontraktion von Metall freie Räume bildet, die an den Stirnflächen (4) mit (40) und an den Stirnflächen (5) mit (41) bezeichnet sind.

Die durch Einpressen von Metall mit Metallbelegungen gefüllten Keramikkörper (1) werden gemäß der vorliegenden Erfindung danach einer mechanischen Oberflächenbehandlung unterworfen, bei der die Kanten (17), aber auch die Kanten (18 und 20) (vgl. Fig. 1,2 und 3) abgerundet werden.

Die Fig. 8 und 9 stellen Schnitte längs der Linien (VIH - VIII und IX - IX) in Fig. 2 dar, jedoch vor dem Anbringen der Kontaktschichten (13 und 14).

Man erkennt in den Fig. 8 und 9 wiederum die erstarrte Metallschmelze (37) und die über das Volumen verteilten Keramikpartikel (8).

Ferner wird in diesen beiden Figuren gezeigt, daß durch die mechanische Oberflächenbehandlung die Kanten (17) dermaßen abgerundet sind, daß auch die Hohlräume (40 und 41) praktisch soweit abgetragen wurden, daß die erstarrte Metallschmelze (37) bis zu den Stirnflächen (4 bzw. 5) hin reicht

Die Fig. 10 und 11 stellen Schnitte längs der Linien (X - X und XI - XI) in Fig. 2 dar.

Durch an sich bekannte Metallisierungsverfahren sind unporöse Kontaktschichten (13 und 14) an den Stirnflächen (4 und 5) und herumreichend auf die Seitenflächen (6 und 7) in den Teilbereichen (15 und 16) aufgetragen.

Die Anbindung, d. h. die elektrische Verbindung zwischen den die Kontaktschichten (13,14) und den Metallbelegungen (11,12), ist insbesondere im Bereich der abgerundeten Kanten (17) besonders intensiv, weil dort durch die mechanische Bearbeitung die Oberfläche für die Abscheidung des Kontaktierungsmetalles besonders gut vorbehandelt ist

In den Fig. 12, 13, 14 und 15 ist das Verfahren zur Herstellung des gesinterten monolithischen Keramikkörper (1) bis zu einem gewissen Verfahrensstand daigestellt.

Die aus einer Suspension für die Keramikschichten (9 und 10) hergestellten Suspensionsschichten (21 und 22 bzw. 25 und 26) (die Herstellung solcher Suspensionsschichten ist hinreichend bekannt; man bedient sich hierfür vorgebrannter, in Pulverform befindlicher Materialien, die im gesinterten Zustand die Dielektrikumsschichten darstellen sollen und die in einem Suspensionsmittel enthalten sind, das sich beim späteren Aufheizvorgang für die Sinterung verflüchtigt) werden über ihre gesamte Breite (33) mit Mustern (23 und 24 bzw. 27 und 28) versehen.

Die Suspensionsmuster (23 und 24) sind dabei so ausgerichtet, daß die die späteren Hohlräume ergebenden Flecken, jeweils durch Brücken (39) miteinander verbunden, eine Reihe über die Breite (33) ergeben.

Demgegenüber sind die Suspensionsmuster (27 und 28) derart ausgestaltet, daß auf jeder Suspensionsschicht (25 bzw. 26) jeweils zwei solcher Reihen direkt aneinandergrenzen.

Die Herstellung einer Suspension für die Suspensionsmuster und die Art ihrer Auftragung auf die Suspensionsschichten (23, 24, bzw. 25, 26) ist ebenfalls z. B. aus den oben angegebenen Patentschriften hinreichend bekannt

Mehrere solcher derart vorbereiteter Suspensionsschichten (21, 22, bzw. 25, 26) werden jeweils zu einem Stapel derart zusammengelegt, daß die Suspensionsmuster (23,24 bzw. 27, 28) sich in einem relativ großen Teilbereich (29) überlappen, wie dies in den Fig. 12 und 14 schraffiert umrandet dargestellt ist. Der Überlappungsbereich (29) liegt praktisch in der Mitte des Einzelkörpers (32) (schraffiert umrandet), der entsteht, -7-

Nr. 391 770 wenn man die aus den mit den Suspensionsmustem versehenen Suspensionsschichten übereinander stapelt und nach einem Preßvorgang längs den Schnittlinien (30) in Längsrichtung und den Schnittlinien (31) in Querrichtung vor oder nach dem Sintern aufteilt.

Die gewählte Art der Form der Suspensionsmuster erlaubt es, daß nicht nur Einzelkörper (32) im Rohzustand gesintert werden können, sondern daß auch ein aus mehreren Suspensionsschichten gebildeter Stapel nach der Anwendung von Druck und gegebenenfalls Wärme gesintert werden kann, weil durch die Brücken (39) die Suspensionsmuster (23, 24, 27, 28) im Bereich dieser Brücken (39) bis zu den Außenrändem (38) der Suspensionsschichten (21,22,25,26) reichen, so daß dort die durch Aufheizung zu verflüchtigenden Anteile der Suspension der Suspensionsmuster entweichen können.

Man erkennt aus den Fig. 12,13,14 und 15, daß Länge (34) und Breite (33) der Suspensionsschichten je ein Vielfaches der Breite und Länge der späteren Keramikkörper (1), dargestellt durch die Einzelkörper (32), betragen.

Ausführungsbeispiel

Eine Anzahl von Suspensionsschichten wird an den Stellen, wo im fertigen Vielschichtbauelement, insbesondere dem Vielschichtkondensator, die Innenelektroden sind, mit einer Rußpaste, bestehend aus Lösungsmittel, Ruß, Harz und bis zu 30 Gew.-% Keramikpulver, das in seiner Zusammensetzung vorzugsweise dem Keramikmaterial des Keramikkörpers entspricht, bedruckt, wobei die Elektrodenform so gewählt ist, daß im fertigen Bauelement die Innenelektrode nicht nur an den Stirnflächen, sondern auch in den an sie angrenzenden Teilbereichen der Seitenflächen, nach außen geführt ist. Die Keramikfolien werden nun so übereinander geschichtet, daß die bedruckten Bächen im ungesinterten Keramikkörper abwechselnd an eine der Stirnflächen geführt sind. Die Stapel werden gepreßt und dann in Einzelteile zerteilt Diese Einzelteile werden dann in einer Schutzgasatmosphäre auf400 °C aufgeheizt wobei die Lösungsmittel der Rußpaste abdampfen, das Harz gekrackt und ebenfalls abgedampft wird. In einem weiteren Schritt werden die Einzelteile in Luft auf 1100 bis 1300 °C aufgeheizt je nach der verwendeten Keramikart, wobei zuerst der Kohlenstoff des Rußes und die Restbestandteile des gekrackten Harzes verbrennen und dann die Keramik zusammensintert Die so hergestellten Teile bestehen aus Schichten aus dichter dielektrischer Keramik und aus Stützelemente enthaltenden Hohlräumen, die abwechselnd zu der einen Stirnfläche und zu der anderen Stirnfläche und an Teilbereichen der Seitenflächen des Keramikköipers offen sind.

Die so hergestellten Teile werden in einem Autoklaven mit flüssiger Metallschmelze, Blei oder Bleilegierung, die die Keramik gut benetzt gebracht und evakuiert auf P kleiner 1 mbar. Sodann werden die Teile vollständig in die Metallschmelze getaucht; mit 10 bis 20 bar wird die Metallschmelze in die Hohlräume hineingepreßt, vorzugweise unter Stickstoffatmosphäie, damit die Oberfläche der Metallschmelze nicht zu stark oxidiert. Nach 20 bis 120 sec werden die Teile aus dem Metallbad herausgehoben, von überschüssiger Metallschmelze durch Schütteln befreit und unter den Schmelzpunkt des Metalls abgekühlt, wonach der Druck im Autoklaven abgelassen wird und die Teile herausgenommen werden.

Die Keramikkörper, welche nun Metallbelegungen als Innenelektroden enthalten, werden danach mit SiC-Pulver gemischt und mit Wasser in eine V2A-Dose gefüllt. Die Dose, die die Keramikkörper, SiC-Pulver und Wasser enthält, wird nun auf einem Walzenstuhl oder einer ähnlichen Einrichtung ca. 3 Std. mit 60 bis 100 Umdrehungen pro Minute gedreht, so daß die Keramikkörper durch das SiC-Pulver gescheuert werden. Bei dieser Behandlung werden die Oberflächen von anhaftenden Bleiverunreinigungen gereinigt, während die Kanten und Ecken bevorzugt abgetragen, d. h. abgerundet werden, so daß nach dem Scheuem die Innenelektroden, die sich beim Herausziehen aus der Metallschmelze stets durch Kontraktion etwas von den Stirn- und Seitenflächen zurückziehen, bzw. etwas ausfließen, bis an die Stirnseiten des monolithischen Keramikkörpers reichen. Die Teile werden nach dem Scheuem mit einem Sieb vom Wasser und vom SiC-Pulver getrennt und danach getrocknet.

In einem nächsten Schritt werden an den Stirnflächen der Keramikkörper Kontaktschichten als Außenelektroden durch Kathodenzerstäubung aufgetragen und zwar derart, daß auch die Teile der Innenelektroden, die an den an die Stirnflächen angrenzenden Teilbereichen der Seitenflächen sich befinden, von den Kontaktschichten bedeckt werden.

Die Kontaktschichten werden vorzugsweise aus drei Schichten mit folgenden Eigenschaften aufgebaut.

Die erste Schicht wird vorzugsweise aus Aluminium gebildet, welches eine gute Haftschicht auf Keramik abgibt und eine geringen Übergangswiderstand im fertigen Kondensator garantiert.

Die zweite Schicht wird bevorzugt aus Nickel oder Nickel-Vanadium gebildet, welche eine Sperrschicht für das Löten darstellen.

Als dritte Schicht wird eine Silberschicht aufgetragen, welche eine gute Lötfähigkeit des fertigen Bauelementes garantiert

Diese drei Schichten werden nach an sich bekannten Verfahren, insbesondere durch Kathodenzerstäubung, aufgetragen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kontaktschichten besteht darin, daß die Aluminiumschicht 0,5 pm, die Nickel-Vanadium-Schicht 1,5 pm und die Silberschicht 1 pm dick sind. Diese Kontaktschicht erfüllt zwar alle Anforderungen an Lötbarkeit und elektrische Kontaktgabe, sie ist jedoch für gewisse Anforderungen noch nicht -8-

Claims

Nr. 391770 unbegrenzt lagerfähig. Wird eine Lagerfähigheit von mindestens 2 Jahren gefordert, festgestellt durch einen Benetzbarkeitstest nach einer Lagerung von 16 Stunden bei 155 °C, so empfiehlt es sich, die Kontaktschicht noch durch Tauchveizinnen bzw. Schwallverzinnen zu verstärken. Auf diese Weise hergestellte Vielschicht-Keramikondensatoren erfüllen alle Anforderungen für SMD-Teile PATENTANSPRÜCHE 1. Elektrisches Vielschichtbauelement, insbesondere Kondensator, Kaltleiter oder Varistor, mit den Merkmalen: ein gesinterter, monolithischer Keramikkörper aus keramischen Material mit dielektrischen oder halbleitenden Eigenschaften ist mit Hohlräumen versehen, die altemiraend von Lage zu Lage zu einander gegenüberliegenden Stirnflächen und jeweils in einem Teilbereich zu den angrenzenden Seitenflächen hin offen sind und verteilt Keramikpartikel enthalten, welche in den Hohlräumen als Stützelemente zwischen jeweils einer oberen Keramikschicht und einer unteren Keramikschicht dienen, die Hohlräume sind mit Metallbelegungen vollständig gefüllt, die aus einem Metall oder einer Metallegierung bestehen, deren Schmelztemperaturen erheblich niedriger sind, als die für die Sinterung des Keramikkörpers erforderliche Temperatur, an den Stirnflächen und auch auf die Seitenflächen herumreichend sind Kontaktschichten vorhanden, die jeweils die Metallbelegungen miteinander elektrisch leitend verbinden und selbst oder durch eine weitere Metallauflage lötfähig sind, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale: bei dem Keramikkörper (1) sind wenigstens die Kanten (17) zwischen den Stirnflächen (4, 5) und den Seitenflächen (6, 7), aber auch die Kanten (18) zwischen den Stirnflächen (4, 5) und den Oberflächen (19) und die Kanten (20) zwischen den Oberflächen (19) und den Seitenflächen (6, 7) durch mechanische Bearbeitung derart abgerundet, daß die in den Hohlräumen (2,3) befindlichen Metallbelegungen (11,12) bis zu den Kontaktschichten (13, 14) reichen, die Kontaktschichten (13,14) an den Stirnflächen (4, 5) sind nicht porös und bedecken auf den Seitenflächen (6,7) wenigstens die offenen, mit Metallbelegungen (11,12) gefüllten Teilbereiche (15,16) der Hohlräume (2, 3).
2. Elektrisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbelegungen (11.12) aus einem Metall oder einer Metallegierung bestehen mit der Eigenschaft, im flüssigen Zustand die Flächen der Keramikschichten (9,10) in den Hohlräumen (2,3) gut zu benetzen.
3. Elektrisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbelegungen (11, 12) aus einer Blei-Indium-Legierung mit einem Indiumanteil von gleich oder größer als 0,5 Gew-%, insbesondere 2,5 bis 20 Gew-%, bestehen.
4. Elektrisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbelegungen (11, 12) aus einer Blei-Silber-Indium-Legierung mit wenigstens 0,5 Gew-% Indium und insgesamt bis 20 Gew-% Silber und Indium bestehen.
5. Elektrisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbelegungen (11.12) aus Kupfer-Indium- oder Silber-Indium-Legierungen bestehen.
6. Elektrisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschichten (13.14) aus Nickel oder Legierungen mit einem hohen Nickelanteil bestehen.
7. Elektrisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschichten (13.14) aus Silber oder Legierungen mit einem hohen Silberanteil bestehen.
8. Elektrisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschichten (13, 14) mehrschichtig sind und in Nachbarschaft zum Keramikkörper (1) aus einer ersten Schicht aus Aluminium oder Chrom, darauf einer zweiten Schicht aus Nickel oder Nickel-Vanadium und darauf einer dritten Schicht aus Silber bestehen. -9- Nr. 391 770
9. Elektrisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß über der Silberschicht noch eine Zinnschicht (Sn) angeordnet ist
10. Elektrisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumschicht 0,5 pm, die zweite Schicht aus Nickel-Vanadium 1,5 μιη und die dritte Schicht 1 |im dick sind.
11. Elektrisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschichten (13, 14) durch Bedrucken, Tauchen, galvanisch oder chemisch abgeschieden sind oder durch Kathodenzerstäubung, durch Aufdampfen oder mittels Metallspritzverfahren aufgetragen sind.
12. Elektrisches Vielschichtbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die von Kontaktschichten (13, 14) freien Bereiche der Seitenflächen (6, 7) mit elektrisch isolierendem und feuchtedichtem Material bedeckt sind.
13. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Vielschichtbauelementes, insbesondere eines Kondensators, Kaltleiters oder Varistors, nach Anspruch 1 mit den Verfahrensschritten: a) es werden 0,03 bis 0,1 mm dicke Schichten, deren Breite und Länge je ein Vielfaches der Breite und Länge der späteren Keramikkörper betragen, aus einer Suspension, die dielektrisches oder halbleitendes Material in feiner Verteilung enthält, hergestellt und getrocknet, b) auf diese Schichten werden in Form von abgegrenzten Bereichen Muster in bestimmter Anordung und in einer Dicke von 0,005 bis 0,02 mm aus einer Suspension aufgetragen und eingetrocknet, die beim späteren Sintern gemäß Verfahrensschritt e) entweichende Bestandteile, wie Oxide, Karbonate, Kohlenstoff oder Ruß und Keramikpartikel enthält, die beim späteren Sintern gemäß Verfahrensschritt e) im wesentlichen unverändert bleiben, c) aus einer Vielzahl solcher Schichten wird ein Stapel gebildet, in welchem sich die Suspensionsmuster in großen Teilbereichen überlappen und der gegebenenfalls oberhalb und/oder unterhalb mit von Suspensionsmustem freien, als Decklagen dienenden Suspensionsschichten versehen ist, d) der Stapel wird durch einen Preßvorgang verdichtet und anschließend oder erst nach dem Sintern längs von Schnittlinien in Längs- und in Querrichtung zerteilt, e) der verdichtete Stapel oder die daraus entstandenen Einzelkörper werden mit entsprechendem Aufheiz- und Abkühl verlauf bei Temperaturen von 1000 °C oder höher gesintert, f) die Keramikkörper werden in einem Autoklaven, gegebenenfalls nach vorheriger Evakuierung, in eine Metallschmelze zum Einpressen von Metall in die Hohliäume mittels Überdruck getaucht und dann oberhalb der Metallschmelze äbgekühlt mit anschließender Reduktion des Überdruckes auf Normaldruck, g) die gesinterten und mit erstarrtem Metall gefüllten Keramikkörper werden an den Stirnflächen und auf die Seitenflächen herumreichend mit Kontaktschichten versehen, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte: h) nach dem Verfahrensschritt 0 werden die Keramikkörper zur mechanischen Behandlung mit Abriebpulver, insbesondere SiC-Pulver feiner Körnung mit im Mittel 50 pm Komdurchmesser im Verhältnis von 50 bis 200 g Pulver auf 1500 g Keramikkörper intensiv vermischt und dann zusammen mit Wasser im Verhältnis von 500 bis 1000 g Wasser auf 1700 g Feststoffgemisch in einem Mahlgefäß umgewälzt, i) im Verfahrensschritt g) werden nicht poröse Kontaktschichten (13,14), die Nickel oder Silber enthalten, durch chemische oder galvanische Abscheidung, mittels Bedrucken, Tauchverfahren, durch Kathodenzerstäubung, durch Aufdampfen oder mittels Metallspritzverfahren aufgetragen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt b) die Suspension in Form von Mustern (23, 24, 27, 28) aufgetragen wird, die die abgegrenzten Bereiche darstellen und über die gesamte Breite (33) der Schichten (21, 22, 25, 26) miteinander durch Brücken (39) verbunden sind, die bis zu den Außenrändem (38) reichen.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verfahrensschritt h) ein Mahlgefäß aus V2A-Stahl verwendet wird, das auf einem Walzenstuhl mit 60 bis 100 Umdrehungen pro Minute gedreht wird. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -10-