DE10106049A1 - Glaskeramische Zusammensetzung und Verfahren zum Herstellen einer Glaskeramik unter Verwendung der glaskeramischen Zusammensetzung - Google Patents
Glaskeramische Zusammensetzung und Verfahren zum Herstellen einer Glaskeramik unter Verwendung der glaskeramischen ZusammensetzungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine glaskeramische Zusammensetzung mit mindestens einem Keramikmaterial und mindestens einem Ausgangsstoff mindestens eines Glasmaterials, dadurch gekennzeichnet, dass ein molares Volumen des Ausgangsmaterials des Glasmaterials kleiner ist als ein molares Volumen des Glasmaterials. Daneben wird ein Verfahren zum Herstellen einer Glaskeramik angegeben, wobei eine Wärmebehandlung (Sintern) der glaskeramischen Zusammensetzung durchgeführt wird und die Wärmebehandlung eine Reaktion des Ausgangsmaterials zum Glasmaterial bewirkt. Während des Sinterns kommt es zu einer Verdichtung des Keramikmaterials. Eine damit einhergehende Verringerung des Volumens des Keramikmaterials wird durch eine Vergrößerung des Volumens des Glasanteils durch Vergrößerung der molaren Volumina im Glasanteil ausgeglichen. Damit ist eine endkonturennahe Fertigung eines Keramikkörpers aus einem keramischen Grünkörper möglich. Das Ausgangsmaterial ist beispielsweise elementares Bor oder ein Borid wie Titan-, Seltenerdmetall-, Zink- oder Zirkoniumborid. Beim Sintern in Gegenwart von Sauerstoff entsteht Boroxid mit einem größeren molaren Volumen als das der Ausgangsstoffe. Das Verhältnis des molaren Volumens von Boroxid zu dem des Bors beträgt beispielsweise etwa 222%. Die glaskeramische Zusammensetzung wird vorteilhaft in der LTCC (low temperature cofired ceramics)-Technologie zur Integration von elektrischen Bauelementen im Volumen eines Keramikkörpers eingesetzt.
Description
Die Erfindung betrifft eine glaskeramische Zusammensetzung
mit mindestens einem Keramikmaterial und mindestens einem
Ausgangsstoff mindestens eines Glasmaterials. Neben der
glaskeramischen Zusammensetzung wird ein Verfahren zum
Herstellen einer Glaskeramik unter Verwendung der
glaskeramischen Zusammensetzung angegeben.
Eine glaskeramische Zusammensetzung der genannten Art ist aus
US 5 458 981 bekannt. Das Keramikmaterial ist beispielsweise
ein Bariumtitanat (BaTiO3), das mit einem Seltenerdmetall
dotiert ist. Ausgangsstoffe des Glasmaterials sind
Glasmaterialien wie Siliziumdioxid (SiO2), Boroxid (B2O3) oder
Zinkoxid (ZnO). Die glaskeramische Zusammensetzung ist eine
Pulvermischung der genannten Materialien.
Mit Hilfe der Pulvermischung wird beispielsweise in der
LTCC(low temperature cofired ceramics)-Technologie ein einen
organischen Binder enthaltender Grünkörper hergestellt. Der
Grünkörper ist beispielsweise ein Stapel aus metallisierten
keramischen Grünfolien. Im Weiteren wird der keramische
Grünkörper einer Wärmebehandlung unterzogen. Der Grünkörper
wird zunächst entbindert und bei einer Temperatur von ca.
900°C gesintert. Beim Sintern findet ein Verdichten des
Keramikmaterials statt. Auf diese Weise wird aus dem
keramischen Grünkörper ein monolithischer Keramikkörper
erhalten, in dessen Volumen ein passives elektrisches
Bauelement, beispielsweise ein Kondensator, integriert ist.
Mit Hilfe der glaskeramischen Zusammensetzung wird ein
Grünkörper erhalten, der bei einer relativ niedrigen
Sintertemperatur (Dichtbrandtemperatur) gesintert werden
kann. Durch die niedrige Sintertemperatur ist es möglich, ein
elektrisch hochleitfähiges und gleichzeitig
niedrigschmelzendes Metall, wie Silber, im Volumen des
Keramikkörpers zu integrieren.
Während des Sinterns kommt es zu einem Verdichten des
Keramikmaterials. Es kommt zu einer Verringerung des Volumens
(Schwindung). Dies bedeutet, dass der eingesetzte keramische
Grünkörper entsprechend größer dimensioniert sein muss, um
einen Keramikkörper mit einem bestimmten Ausmaß zu erhalten.
Eine endkonturennahe Fertigung eines Bauteils in Form des
Keramikkörpers ist schwierig.
Aus der WO 00/04577 geht ein Verfahren hervor, bei dem die
Schwindung eines keramischen Mehrschichtkörpers in einer
Ebene (laterale Schwindung) unterdrückt werden kann (zero xy-
shrinkage). Gemäß dem Verfahren werden keramische Grünfolien,
die eine jeweils unterschiedliche glaskeramische
Zusammensetzung aufweisen, übereinander gestapelt. Die
glaskeramischen Zusammensetzungen weisen eine jeweils
unterschiedliche Dichtbrandtemperatur auf. In einem
zweistufigen Sinterprozess wird zunächst bei der
Dichtbrandtemperatur einer keramischen Zusammensetzung
verdichtet. Wenn eine Verdichtung dieser glaskeramischen
Zusammensetzung abgeschlossen ist, wird die Temperatur erhöht
und es findet die Verdichtung der weiteren glaskeramischen
Zusammensetzung statt. Die jeweils nicht verdichtende
glaskeramischen Zusammensetzung bewirkt, dass die Schwindung
einer Grünfolie mit der verdichtenden glaskeramischen
Zusammensetzung im Wesentlichen in Dickenrichtung der
Grünfolie stattfindet. Die laterale Schwindung der Grünfolie
ist nahezu unterdrückt. Als Folge davon findet während des
Sinters des keramischen Grünkörpers nur eine Schwindung in
Dickenrichtung des keramischen Grünkörpers statt. Die
laterale Schwindung des keramischen Grünkörpers ist
unterdrückt.
Mit der WO 00/04577 ist aufgezeigt, wie die laterale
Schwindung zumindest bezüglich zweier Dimensionen eines
keramische Grünkörpers überdrückt werden kann. Vorteilhaft
wäre es aber, wenn die Schwindung bezüglich aller drei
Dimensionen des keramischen Grünkörpers unterdrückt werden
könnte.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es aufzuzeigen, wie
eine Glaskeramik erzeugt werden kann, bei der im
Herstellungsprozess nahezu keine Schwindung bezüglich aller
drei Dimensionen stattfindet.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine glaskeramische
Zusammensetzung mit mindestens einem Keramikmaterial und
mindestens einem Ausgangsstoff mindestens eines
Keramikmaterials angegeben. Die glaskeramische
Zusammensetzung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein molares
Volumen des Ausgangsmaterials des Glasmaterials kleiner ist
als ein molares Volumen des Glasmaterials.
Zur Lösung der Aufgabe wird zudem ein Verfahren zum
Herstellen einer Glaskeramik angegeben, wobei eine
Wärmebehandlung der beschriebenen glaskeramischen
Zusammensetzung durchgeführt wird und die Wärmebehandlung
eine Reaktion des Ausgangsmaterials zum Glasmaterial bewirkt.
Die glaskeramische Zusammensetzung wird, wie eingangs
erwähnt, zu einem keramischen Grünkörper verarbeitet. Der
keramische Grünkörper wird einer Wärmebehandlung,
beispielsweise Sintern, unterzogen. Beim Sintern kommt es zum
Verdichten des Keramikmaterials. Dadurch, dass ein
Ausgangsmaterial verwendet wird, dass ein kleineres molares
Volumen aufweist als das molare Volumen des Glasmaterials,
wird eine Volumenverringerung, die durch das Verdichten des
Keramikmaterials hervorgerufen wird, ausgeglichen durch eine
Volumenvergrößerung, die durch die Änderung des molaren
Volumens des Ausgangsmaterials im Vergleich zum molaren
Volumen des Glasmaterials hervorgerufen wird. Als Folge davon
kommt es bezüglich aller drei Dimensionen des keramischen
Grünkörpers zu nahezu keiner Schwindung. Es kann eine
endkonturennahe Fertigung des Keramikkörpers aus dem
keramischen Grünkörper durchgeführt werden.
Insbesondere ist ein Verhältnis zwischen dem molaren Volumen
des Ausgangsmaterials und dem molaren Volumen des
Glasmaterials aus einem Bereich von einschließlich 0,05 bis
einschließlich 0,95 ausgewählt. Das Verhältnis zwischen den
molaren Volumina des Ausgangsmaterials und des Glasmaterials
und ein Glasanteil des Glasmaterials sind dabei so bemessen,
dass es zu einer möglichst geringen Volumenänderung vom
keramischen Grünkörper zum Keramikkörper während des Sinterns
kommt.
In einer besonderen Ausgestaltung ist das Ausgangsmaterial
oxidierbar. Die Wärmebehandlung findet beispielsweise in
Gegenwart von Sauerstoff statt. Der Sauerstoff reagiert
beispielsweise mit dem Ausgangstoff, wobei ein
sauerstoffhaltiges Glasmaterial gebildet wird. Dieses
sauerstoffhaltige Glasmaterial weist ein größeres molares
Volumen auf, als der sauerstofffreie Ausgangsstoff.
Insbesondere weist das Ausgangsmaterial mindestens ein aus
der Gruppe Aluminium und/oder Bor ausgewähltes Element auf.
Beispielsweise ist dem Glasmaterial ein geringer Anteil an
elementarem Aluminium beigemischt. Aluminium reagiert in
Gegenwart von Sauerstoff zu Aluminiumoxid (Al2O3).
In einer besonderen Ausgestaltung weist das Ausgangsmaterial
mit dem Element mindestens einen aus der Gruppe Bor und/oder
Titanborid (TiB2) und/oder Seltenerdmetallborid (RexBy)
und/oder Zinkborid (ZnB2) und/oder Zirkoniumborid (ZrB2)
ausgewählten Stoff auf. Das Seltenerdmetall Re ist
beispielsweise Lanthan. Die genannten Stoffe sind oxidierbar.
Elementares Bor kann genauso oxidiert werden wie die Boride,
bei denen das Element Bor formal eine negative
Oxidationsstufe aufweist. Bei Umsetzung des Bors bzw. der
Boride entsteht Boroxid. Das Verhältnis des molaren Volumens
von Boroxid zu dem des Bors beträgt beispielsweise etwa 222
%. Mit der Umsetzung geht somit eine Volumenvergrößerung
bezüglich des Glasanteils einher.
In einer besonderen Ausgestaltung ist ein Keramikanteil des
Keramikmaterials der glaskeramischen Zusammensetzung aus dem
Bereich von einschließlich 10 Vol.% bis 30 Vol.% ausgewählt
und ein Glasanteil an der glaskeramischen Zusammensetzung,
der zusätzlich zum Ausgangsmaterial aus mindestens einem
weiteren Ausgangsmaterial des Glasmaterials gebildet sein
kann, aus dem Bereich von einschließlich 70 Vol.%-90 Vol.%
ausgewählt. Das weitere Ausgangsmaterial kann beispielsweise
selbst ein Glasmaterial sein. Beispielsweise ist das weitere
Ausgangsmaterial Siliziumdioxid, Wismutoxid (Bi2O3) oder
Boroxid. Mit Hilfe des weiteren Ausgangsmaterials, das selbst
keine Änderung des molaren Volumens während der
Wärmebehandlung erfahren kann, kann die glaskeramische
Zusammensetzung derart gestaltet werden, dass nicht nur die
Schwindung während des Sinterns unterdrückt wird, sondern
auch ein Keramikkörper zugänglich ist, der eine bestimmte
dielektrische Eigenschaft (z. B. Güte, Permittivität)
aufweist. Beispielsweise ist dadurch ein Keramikkörper
zugänglich mit einer Güte Q von über 1000, einer Permitivität
von 25 bis 70 im Hochfrequenzbereich bei über 0,5 GHz.
Insbesondere weist die glaskeramische Zusammensetzung eine
Dichtbrandtemperatur von maximal 900°C auf. Dadurch ist es
möglich, Metalle, wie Kupfer oder Silber, die elektrisch
hochleitfähig, aber niedrigschmelzend sind, einem gemeinsamen
Sintern (Co-firing) mit keramischem Material zu unterziehen.
Beim Sintern entsteht dabei eine hochdichte Glaskeramik.
Besonders vorteilhaft ist es, die Wärmebehandlung in
Gegenwart von Sauerstoff durchzuführen, wobei als Reaktion
eine Oxidation des Ausgangsmaterials stattfindet.
Insbesondere wird mit Hilfe des Verfahrens eine Glaskeramik
mit einem Keramikanteil hergestellt, der aus dem Bereich von
einschließlich 60 Vol.% bis einschließlich 90 Vol.%
ausgewählt wird. Es ist dichtes, hochgefülltes Glas
zugänglich. Die Verdichtung des Keramikmaterials wird mit
Hilfe der Reaktion des Ausgangsmaterials des Glasmaterials
zum Glasmaterial ausgeglichen.
Insbesondere ist damit eine Glaskeramik mit einem Volumen
zugänglich, das im wesentlichen einem Volumen der
glaskeramischen Zusammensetzung entspricht. Als Folge davon
ist das Volumen eines keramischen Grünkörpers mit der
glaskeramischen Zusammensetzung nahezu identisch mit dem
Volumen des daraus hergestellten Keramikkörpers. Nahezu
identisch bedeutet dabei, dass eine Abweichung von bis zu 5%
möglich ist.
Zusammenfassend ergeben sich mit der vorliegenden Erfindung
folgende Vorteile:
- - Mit Hilfe der glaskeramischen Zusammensetzung und des Herstellens der Glaskeramik ist es möglich, die Schwindung bezüglich der drei Dimensionen des keramischen Grünkörpers mit der glaskeramischen Zusammensetzung während der Wärmebehandlung zu unterdrücken. Es kann endkonturennah gefertigt werden.
- - Durch die Zugabe weiterer Ausgangsmaterialien des Glasmaterials zur glaskeramischen Zusammensetzung ist es möglich, die Volumenänderung des keramischen Grünkörpers während der Wärmebehandlung gezielt zu steuern. Auch auf die Verdichtung, z. B. durch Beeinflussung einer Viskosität des Glasmaterials, kann gezielt Einfluss genommen werden.
- - Mit Hilfe der zusätzlichen Ausgangsmaterialien ist es zudem möglich, die dielektrischen Eigenschaften der Glaskeramik, die aus der glaskeramischen Zusammensetzung hergestellt wird, gezielt zu beeinflussen.
Anhand eines Beispiels wird die zuvor beschriebene Erfindung
näher erläutert. Die glaskeramische Zusammensetzung besteht
zu 75 Vol.% aus dem Keramikmaterial Bariumlanthantitanoxid
(BaLa2Ti4O12). Das Keramikmaterial ist ein bei 1350°C
kalziniertes Pulver. 25 Vol.% der glaskeramischen
Zusammensetzung werden vom Glasanteil gestellt. Der
Glasanteil wird gebildet aus 10 Mol.% Bor, 25 Mol.%
Wismutoxid und 65 Mol.% Zinkoxid. Die Bestandteile des
Glasanteils sind ebenfalls pulverförmig.
Die glaskeramische Zusammensetzung wird in der LTCC-
Technologie eingesetzt. Dabei wird die glaskeramische
Zusammensetzung zunächst zu einem keramischen Grünkörper
verarbeitet. Der keramische Grünkörper ist ein Stapel aus
keramischen Grünfolien. Die keramischen Grünfolien weisen
Metallisierungen aus Silber zum Herstellen entsprechender
Leiterbahnen im Volumen des Keramikkörpers aus Glaskeramik
auf. Der keramische Grünkörper wird entbindert und bei einer
Temperatur von 900°C gesintert. Bei einer Temperatur von
unter 900°C findet in Gegenwart von Sauerstoff die Oxidation
des Bors zu Boroxid statt. Es kommt zu einer Änderung des
molaren Volumens, wobei eine Volumenverringerung durch das
Verdichten des Keramikmaterials ausgeglichen wird. Es
entsteht ein monolithischer Keramikkörper mit der
Glaskeramik, wobei das Volumen und die Kontur (äußere
Gestalt) des Keramikkörpers bzw. der Glaskeramik im
Wesentlichen dem Volumen und der Kontur der Grünkörpers
entspricht. Im Volumen des Keramikkörpers mit der Glaskeramik
sind die elektrische Leiterbahnen aus Silber integriert.
Claims (11)
1. Glaskeramische Zusammensetzung mit mindestens einem
Keramikmaterial und mindestens einem Ausgangsstoff
mindestens eines Glasmaterials,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein molares Volumen des Ausgangsmaterials des
Glasmaterials kleiner ist als ein molares Volumen des
Glasmaterials.
2. Glaskeramische Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei
ein Verhältnis zwischen dem molaren Volumen des
Ausgangsmaterials und dem molaren Volumen des
Glasmaterials aus dem Bereich von einschließlich 0,05
bis einschließlich 0,95 ausgewählt ist.
3. Glaskeramische Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Ausgangsmaterial oxidierbar ist.
4. Glaskeramische Zusammensetzung nach einem der Ansprüche
1 bis 3, wobei das Ausgangsmaterial mindestens ein aus
der Gruppe Aluminium und/oder Bor ausgewähltes Element
aufweist.
5. Glaskeramische Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei
das Ausgangsmaterial mit dem Element mindestens einen
aus der Gruppe Bor und/oder Titanborid und/oder
Seltenerdmetallborid und/oder Zinkborid und/oder
Zirkoniumborid ausgewählter Stoff aufweist.
6. Glaskeramische Zusammensetzung nach einem der Ansprüche
1 bis 5, wobei ein Keramikanteil des Keramikmaterials an
der glaskeramischen Zusammensetzung aus dem Bereich von
einschließlich 10 Vol.% bis 30 Vol.% ausgewählt ist und
ein Glasanteil an der glaskeramischen Zusammensetzung,
der zusätzlich zum Ausgangsmaterial aus mindestens einem
weiteren Ausgangsmaterial des Glasmaterials gebildet
sein kann, aus dem Bereich von einschließlich 70 Vol.%
bis 90 Vol.% ausgewählt ist.
7. Glaskeramische Zusammensetzung nach einem der Ansprüche
1 bis 6 mit einer Dichtbrandtemperatur von maximal
900°C.
8. Verfahren zum Herstellen einer Glaskeramik, wobei eine
Wärmebehandlung einer glaskeramischen Zusammensetzung
nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchgeführt wird und
die Wärmebehandlung eine Reaktion des Ausgangsmaterials
zum Glasmaterial bewirkt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Wärmebehandlung in
Gegenwart von Sauerstoff durchgeführt wird und als
Reaktion eine Oxidation des Ausgangsmaterials
stattfindet.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine Glaskeramik
mit einem Keramikanteil hergestellt wird, der aus dem
Bereich von einschließlich 60 Vol.% bis einschließlich
90 Vol.% ausgewählt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei eine
Glaskeramik mit einem Volumen hergestellt wird, das im
Wesentlichen einem Volumen der glaskeramischen
Zusammensetzung entspricht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001106049 DE10106049A1 (de) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | Glaskeramische Zusammensetzung und Verfahren zum Herstellen einer Glaskeramik unter Verwendung der glaskeramischen Zusammensetzung |
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DE2001106049 DE10106049A1 (de) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | Glaskeramische Zusammensetzung und Verfahren zum Herstellen einer Glaskeramik unter Verwendung der glaskeramischen Zusammensetzung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2001106049 Withdrawn DE10106049A1 (de) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | Glaskeramische Zusammensetzung und Verfahren zum Herstellen einer Glaskeramik unter Verwendung der glaskeramischen Zusammensetzung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE10106049A1 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19623425A1 (de) * | 1996-06-12 | 1997-12-18 | Dlr Deutsche Forschungsanstalt | Reaktionsgebundene Keramik für keramische Verbundwerkstoffe mit Mullit als Hauptbestandteil sowie Korund und Thortveitit oder Cerianit als Nebenbestandteile |
DE10033984A1 (de) * | 1999-07-27 | 2001-03-08 | Murata Manufacturing Co | Hybridlaminat und Verfahren zur Herstellung desselben |
-
2001
- 2001-02-09 DE DE2001106049 patent/DE10106049A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19623425A1 (de) * | 1996-06-12 | 1997-12-18 | Dlr Deutsche Forschungsanstalt | Reaktionsgebundene Keramik für keramische Verbundwerkstoffe mit Mullit als Hauptbestandteil sowie Korund und Thortveitit oder Cerianit als Nebenbestandteile |
DE10033984A1 (de) * | 1999-07-27 | 2001-03-08 | Murata Manufacturing Co | Hybridlaminat und Verfahren zur Herstellung desselben |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Römpp, Lexikon d. Chemie Bd.2, 10.Aufl., S.1548 * |
Ullmanns Encyklopädie d. techn. Chemie, Bd.12, 4.Aufl., S.361-363 * |
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