DE102020107311A1 - Process for the fine structuring of metal-containing layers and ceramic multilayer components - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feinstrukturierung von grobstrukturierten, pastösen, metallhaltigen Schichten 3, umfassend die folgenden Schritte:
- Aufbringen einer metallhaltigen Schicht 3, die eine Grobstruktur aufweist und ein pastöses Material umfasst, auf eine Oberfläche. Die Hauptkomponenten des pastösen Materials sind ein oder mehrere Metalle und ein organisches Lösemittel.
- Scannen der Lage und Fläche der metallhaltigen Schicht 3 und Generieren eines Datensatzes aus den erfassten Daten.
- Auswerten des Datensatzes durch Vergleich mit vorgegebenen Werten.
- Ermitteln kritischer Abschnitte der metallhaltigen Schicht 3, die von den vorgegebenen Werten abweichen.
- Zersetzen der kritischen Abschnitte per Laserbestrahlung in ein metallhaltiges Pulver, wobei die grobstrukturierte metallhaltige Schicht 3 in eine gewünschte feinstrukturierte Schicht 3 überführt wird.

Figure DE102020107311A1_0000
The invention relates to a method for the fine structuring of coarsely structured, pasty, metal-containing layers 3, comprising the following steps:
- Application of a metal-containing layer 3, which has a coarse structure and comprises a pasty material, on a surface. The main components of the pasty material are one or more metals and an organic solvent.
- Scanning the position and surface of the metal-containing layer 3 and generating a data record from the recorded data.
- Evaluation of the data set by comparison with specified values.
- Determination of critical sections of the metal-containing layer 3 which deviate from the specified values.
Decomposition of the critical sections by laser irradiation into a metal-containing powder, the coarsely structured metal-containing layer 3 being converted into a desired finely structured layer 3.
Figure DE102020107311A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feinstrukturierung von grobstrukturierten, pastösen metallhaltigen Schichten. Die Erfindung betrifft weiterhin ein keramisches Vielschichtbauteil, welches feinstrukturierte metallhaltige Schichten umfasst.The present invention relates to a method for the fine structuring of coarsely structured, pasty metal-containing layers. The invention further relates to a ceramic multilayer component which comprises finely structured metal-containing layers.

Eine Vielzahl elektronischer Bauteile umfasst Keramikschichten mit darauf aufgebrachten und strukturierten metallhaltigen Schichten. Die metallhaltigen Schichten werden so strukturiert, dass sich Abschnitte integrierter elektronischer Elemente ergeben. Die Keramik- und metallhaltigen Schichten können zu Vielschichtbauteilen gestapelt werden. Hierbei ist auf eine passgenaue Stapelung zu achten, so dass zusammengehörige Abschnitte integrierter elektronischer Elemente übereinander liegen. Diese können dann durch Vias in den Keramikschichten verbunden werden.A large number of electronic components include ceramic layers with structured metal-containing layers applied to them. The metal-containing layers are structured in such a way that sections of integrated electronic elements result. The ceramic and metal-containing layers can be stacked to form multi-layer components. It is important to ensure that they are precisely stacked so that sections of integrated electronic elements that belong together are on top of one another. These can then be connected by vias in the ceramic layers.

Daneben können die elektronischen Bauteile weitere technische Anordnungen wie beispielsweise Antennen umfassen, die von den metallhaltigen Schichten isoliert sind. Um kapazitive und/oder induktive Wechselwirkungen zwischen stromführenden metallhaltigen Schichten und weiteren technischen Anordnungen zu vermeiden, darf der Abstand zwischen diesen einen geforderten Mindestabstand nicht unterschreiten.In addition, the electronic components can include further technical arrangements such as antennas, for example, which are insulated from the metal-containing layers. In order to avoid capacitive and / or inductive interactions between current-carrying metal-containing layers and other technical arrangements, the distance between them must not fall below a required minimum distance.

Weiterhin sollte beispielsweise der Abstand einer Antenne zur strukturierten metallhaltigen Schicht nicht variieren, um Störsignale und eine Beeinflussung der Impedanz in der Antenne zu vermeiden. Dies gilt innerhalb einer metallhaltigen Schicht, aber insbesondere auch, wenn sich die Antenne über mehrere metallhaltige Schichten erstreckt.Furthermore, for example, the distance between an antenna and the structured metal-containing layer should not vary in order to avoid interference signals and an influence on the impedance in the antenna. This applies within a metal-containing layer, but in particular also when the antenna extends over several metal-containing layers.

Um die erforderliche Genauigkeit bei der Strukturierung der aufgebrachten metallhaltigen Schichten einzuhalten, ist die Abmessung solcher Schichten und die Stapelhöhe eines elektronischen Bauteils und die Größe der integrierten elektronischen Elemente im Falle bisher üblicher Fertigungsverfahren beschränkt.In order to maintain the required accuracy in structuring the applied metal-containing layers, the dimensions of such layers and the stack height of an electronic component and the size of the integrated electronic elements are limited in the case of manufacturing processes that have been customary up to now.

Ein industrieller Prozess zum Aufbringen einer metallhaltigen Schicht auf eine Keramikschicht ist das Siebdruckverfahren.An industrial process for applying a metal-containing layer to a ceramic layer is the screen printing process.

Mit einem solchen Verfahren lassen sich Abschnitte integrierter elektronischer Elemente mit einer Breite von weniger als 50 µm nicht in Serie herstellen. Die Anzahl der möglichen elektronischen Elemente auf einer Keramikschicht einer bestimmten Abmessung ist somit begrenzt.With such a method, sections of integrated electronic elements less than 50 µm in width cannot be mass-produced. The number of possible electronic elements on a ceramic layer of a certain dimension is therefore limited.

Andererseits können die Abschnitte der integrierten elektronischen Elemente nur mit einer begrenzten Genauigkeit auf eine Keramikschicht aufgebracht werden. Positionsungenauigkeiten von bis zu +/-30 µm können in der seriellen Produktion bisher nicht vermieden werden. Dies kann einerseits zu Lagenversatz innerhalb solcher integrierter elektronischer Elemente führen, die sich über mehrere gestapelte metallhaltige und Keramikschichten erstrecken. Dies kann unerwünschte elektrische Verluste mit sich bringen. Andererseits kann dies zu unterschiedlichen Abständen zwischen den integrierten elektronischen Elementen und weiteren technischen Anordnungen wie Antennen führen, was unerwünschte elektrische Verluste und Störsignale nach sich zieht.On the other hand, the sections of the integrated electronic elements can only be applied to a ceramic layer with a limited accuracy. Position inaccuracies of up to +/- 30 µm in serial production have so far not been avoided. On the one hand, this can lead to layer misalignments within such integrated electronic elements that extend over several stacked metal-containing and ceramic layers. This can result in undesirable electrical losses. On the other hand, this can lead to different distances between the integrated electronic elements and other technical arrangements such as antennas, which results in undesirable electrical losses and interference signals.

Aufgrund dieser begrenzten Genauigkeit können mit den üblichen Verfahren nur metallhaltige Schichten bis zu einer bestimmten maximalen Abmessung gefertigt werden. Wird diese maximale Abmessung überschritten, wird der Einfluss von Positionsungenauigkeiten der integrierten elektrischen Elemente zu groß.Because of this limited accuracy, only metal-containing layers up to a certain maximum dimension can be produced with the usual methods. If this maximum dimension is exceeded, the influence of positional inaccuracies of the integrated electrical elements becomes too great.

Die genannten Punkte stehen den zunehmend höheren Leistungsanforderungen an solche elektronischen Bauteile entgegen. Bisherige Lösungsansätze konzentrieren sich auf die Verwendung neuer Materialien und Druckprozesse. Dies ist jedoch mit Nachteilen bei der Verarbeitung wie beispielsweise einer begrenzten Anzahl an Lagen bei der Stapelung verbunden. Weiterhin können diese Bauteile die Funktion der keramischen Vielschichtbauteile nicht äquivalent ersetzen.The points mentioned stand in the way of the increasingly higher performance requirements for such electronic components. Previous approaches focus on the use of new materials and printing processes. However, this is associated with disadvantages in processing, such as a limited number of layers in the stacking. Furthermore, these components cannot replace the function of the ceramic multilayer components in an equivalent manner.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Weg zu finden, die Strukturierung von metallhaltigen Schichten insbesondere bezüglich Strukturgenauigkeit weiter zu verbessern.It is therefore an object of the present invention to find a way to further improve the structuring of metal-containing layers, in particular with regard to structural accuracy.

Diese Aufgabe wird zumindest teilweise durch das in Anspruch 1 offenbarte Verfahren gelöst.This object is at least partially achieved by the method disclosed in claim 1.

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Feinstrukturierung von grobstrukturierten, pastösen metallhaltigen Schichten. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

  • - Aufbringen einer metallhaltigen Schicht, die eine Grobstruktur aufweist und ein pastöses Material umfasst, auf eine Oberfläche. Die Hauptkomponenten des pastösen Materials sind ein oder mehrere Metalle und ein organisches Lösemittel.
The present invention discloses a method for the fine structuring of coarsely structured, pasty metal-containing layers. The procedure consists of the following steps:
  • - Application of a metal-containing layer, which has a coarse structure and comprises a pasty material, on a surface. The main components of the pasty material are one or more metals and an organic solvent.

Die grobstrukturierte und pastöse metallhaltige Schicht kann bereits eine definierte Struktur aufweisen. Die metallhaltige Schicht kann eine zusammenhängende Fläche auf der Oberfläche bilden oder mehrere flächige Abschnitte, die innerhalb derselben Ebene liegen und dieselbe Höhe aufweisen, aber miteinander nicht in Verbindung stehen, umfassen. Die einzelnen flächigen Abschnitte weisen in einer Ausführungsform eine Länge und eine Breite von jeweils mindestens 50 µm auf.The coarsely structured and pasty metal-containing layer can already have a defined structure. The metal-containing layer can form a coherent area on the surface or comprise several flat sections which lie within the same plane and have the same height but are not connected to one another. the In one embodiment, individual flat sections have a length and a width of in each case at least 50 μm.

Die metallhaltige Schicht umfasst ein pastöses Material, das als Hauptkomponente ein oder mehrere Metalle und ein organisches Lösemittel enthält. Daneben kann die metallhaltige Schicht ein Kunststoffpulver enthalten.The metal-containing layer comprises a pasty material which contains one or more metals and an organic solvent as the main component. In addition, the metal-containing layer can contain a plastic powder.

Die Metalle liegen pulverförmig in Form von Metallkörnern, die chemisch oder physikalisch verbunden sein können, vor.The metals are in powder form in the form of metal grains that can be chemically or physically bonded.

Mögliche Metalle sind beispielsweise Kupfer oder Silber. Für Anwendungen bei hohen Temperaturen kann alternativ beispielsweise Osram verwendet werden. Der Anteil der Metallkörner in der pastösen metallhaltigen Schicht kann mehr als 70 % des Volumens der Schicht betragen. In einer Ausführungsform kann der Anteil der Metallkörner mehr als 83 % des Volumens betragen.Possible metals are, for example, copper or silver. For applications at high temperatures, Osram, for example, can be used as an alternative. The proportion of metal grains in the pasty metal-containing layer can be more than 70% of the volume of the layer. In one embodiment, the proportion of metal grains can be more than 83% of the volume.

Neben dem metallhaltigen, pulverförmigen Feststoff enthält die metallhaltige Schicht ein organisches Lösemittel, welches der metallhaltigen Schicht die pastöse Eigenschaft verleiht. Daneben kann die metallhaltige Schicht ein Kunststoffpulver enthalten. Der Anteil des organischen Lösemittels und des Kunststoffpulvers in der pastösen metallhaltigen Schicht kann zusammengenommen 10°% bis 30°% des Volumens der Schicht betragen.In addition to the metal-containing, powdery solid, the metal-containing layer contains an organic solvent, which gives the metal-containing layer its pasty properties. In addition, the metal-containing layer can contain a plastic powder. The proportion of the organic solvent and the plastic powder in the paste-like metal-containing layer can, taken together, amount to 10% to 30% of the volume of the layer.

Das organische Lösemittel kann chemische oder physikalische Bindungen zu den Metallkörnern bilden. Mit Art und Viskosität des Lösemittels lässt sich die Verarbeitbarkeit einer aufzubringenden bzw. bereits aufgebrachten Paste einstellen.

  • - Scannen der Lage und Fläche der metallhaltigen Schicht und Generieren eines Datensatzes aus den erfassten Daten.
The organic solvent can form chemical or physical bonds with the metal grains. The processability of a paste to be applied or already applied can be adjusted with the type and viscosity of the solvent.
  • - Scanning of the position and surface of the metal-containing layer and generation of a data record from the recorded data.

Die Lage und Fläche aller Abschnitte der metallhaltigen Schicht kann durch einen dafür geeigneten Scanner optisch erfasst werden und in einem Datensatz gespeichert werden. Hierfür kann beispielsweise ein Scanner eingesetzt werden, der die gesamte mit pastösem, metallhaltigem Material bedeckte Oberfläche optisch abtastet.

  • - Auswerten des Datensatzes durch Vergleich mit vorgegebenen Werten.
The position and area of all sections of the metal-containing layer can be optically recorded by a scanner suitable for this purpose and stored in a data record. For example, a scanner can be used for this, which optically scans the entire surface covered with pasty, metal-containing material.
  • - Evaluation of the data set by comparison with specified values.

Aus dem durch Scannen erhaltenen Datensatz kann die Position und Fläche eines jeden Abschnitts der metallhaltigen Schicht ermittelt und mit vorgegebenen Sollwerten verglichen werden. Hinsichtlich der Position kann hierfür beispielsweise ein lokales oder ein globales Koordinatensystem definiert werden. Ein globales Koordinatensystem weist jedem Punkt auf der Oberfläche eine Koordinate zu. Ein lokales Koordinatensystem beschreibt eine Position in Bezug zu einem ausgewählten Fixpunkt innerhalb der Oberfläche wie zum Beispiel einer fixierten technischen Anordnung. Eine solche Anordnung kann beispielsweise eine Antenne sein.

  • - Ermitteln kritischer Abschnitte der metallhaltigen Schicht, die von den vorgegebenen Werten abweichen.
From the data set obtained by scanning, the position and area of each section of the metal-containing layer can be determined and compared with predetermined target values. With regard to the position, a local or a global coordinate system can be defined for this, for example. A global coordinate system assigns a coordinate to every point on the surface. A local coordinate system describes a position in relation to a selected fixed point within the surface, such as a fixed technical arrangement. Such an arrangement can be an antenna, for example.
  • - Determination of critical sections of the metal-containing layer that deviate from the specified values.

Stimmen Position und Fläche eines Abschnitts der metallhaltigen Schichten nicht mit den vorgegebenen Sollwerten überein, wird dieser als kritisch bezeichnet. Im vorliegenden Verfahren werden nur solche kritischen Abschnitte berücksichtigt, die in Form und Fläche die vorgegebenen Abmessungen überschreiten.If the position and area of a section of the metal-containing layers do not match the specified target values, this is referred to as critical. In the present method, only those critical sections are taken into account that exceed the specified dimensions in terms of shape and area.

Ist die Abmessung einer Fläche zu gering, kann dies mit dem vorliegenden Verfahren nicht korrigiert werden. Um zu geringe Abmessungen zu vermeiden, kann beim Auftragen der metallhaltigen Schicht bevorzugt mit Abmessungen, die die Sollwerte leicht überschreiten gearbeitet werden. Die genaue Abmessung kann dann im Laufe des Verfahrens angepasst werden.If the dimensions of an area are too small, this cannot be corrected with the present method. In order to avoid too small dimensions, when applying the metal-containing layer, one can preferably work with dimensions which slightly exceed the setpoint values. The exact dimensions can then be adjusted in the course of the procedure.

Wird die Position und/oder Fläche eines Abschnitts durch Vergleich mit den Sollwerten als kritisch eingestuft, wird dieser Abschnitt als kritisch erfasst und dessen Position und Fläche in einem kritischen Datensatz gespeichert.

  • - Zersetzen der kritischen Abschnitte per Laserbestrahlung in ein metallhaltiges Pulver, wobei die grobstrukturierte metallhaltige Schicht in eine gewünschte feinstrukturierte Schicht überführt wird.
If the position and / or area of a section is classified as critical by comparison with the setpoint values, this section is recorded as critical and its position and area are stored in a critical data record.
  • Decomposition of the critical sections by laser irradiation into a metal-containing powder, the coarsely structured metal-containing layer being converted into a desired finely structured layer.

Die Fläche und Position der kritischen Abschnitte der metallhaltigen Schicht sind im kritischen Datensatz gespeichert. Ein Laser wird entsprechend dieses kritischen Datensatzes ausgerichtet und so über die metallhaltige Schicht bewegt, dass er auf einen der kritischen Abschnitte gerichtet ist und diesen bestrahlt. Durch die Bestrahlung mit Laser wird die pastöse metallhaltige Schicht innerhalb des kritischen Abschnitts in ein metallhaltiges Pulver zersetzt. Grund hierfür ist das Aufwärmen der metallhaltigen Schicht bei andauernder Bestrahlung. Dies führt zur Verflüchtigung des organischen Lösemittels und zum Aufbrechen der Bindungen zwischen den einzelnen Körnern der pastösen metallhaltigen Schicht.The area and position of the critical sections of the metal-containing layer are stored in the critical data set. A laser is aligned according to this critical data set and moved over the metal-containing layer in such a way that it is directed at one of the critical sections and irradiates it. As a result of the laser irradiation, the pasty metal-containing layer is broken down into a metal-containing powder within the critical section. The reason for this is the warming up of the metal-containing layer with continuous irradiation. This leads to the volatilization of the organic solvent and the breaking of the bonds between the individual grains of the pasty metal-containing layer.

Die pastöse Eigenschaft der metallhaltigen Schicht nimmt somit ab und die metallhaltige Schicht zersetzt sich zu einem metallhaltigen Pulver. Im metallhaltigen Pulver bilden die einzelnen Metallkörner und Nicht-Metallkörner wie beispielsweise Kunststoffkörner kaum Bindungen untereinander aus. Ist die metallhaltige Schicht eines kritischen Abschnitts zersetzt, kann der Laser weiterbewegt und der nächste kritische Abschnitt bestrahlt werden.The pasty property of the metal-containing layer thus decreases and the metal-containing layer decomposes into a metal-containing powder. In the metal-containing powder, the individual metal grains and non-metal grains such as plastic grains hardly form bonds with one another. is If the metal-containing layer of a critical section decomposes, the laser can be moved further and the next critical section can be irradiated.

Zur Beschleunigung des Verfahrens können in einer Ausführungsform mehrere Laser zeitgleich eingesetzt werden.To accelerate the method, several lasers can be used at the same time in one embodiment.

Das Verfahren ermöglicht die Anpassung von Form und Fläche der Abschnitte der metallhaltigen Schicht an vorgegebene Sollwerte.The method enables the shape and area of the sections of the metal-containing layer to be matched to predetermined target values.

So können die Abmessungen der einzelnen Abschnitte der metallhaltigen Schicht verringert werden und die Schicht in eine feinstrukturierte metallhaltige Schicht überführt werden. In einer Ausführungsform kann die Abmessung eines einzelnen Abschnitts der metallhaltigen Schicht auf weniger als 30 µm verringert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Abmessung eines einzelnen Abschnitts auf weniger als 20 µm verringert werden. Somit ermöglicht das offenbarte Verfahren ein erhöhtes Maß an Feinstrukturierung der metallhaltigen Schicht.In this way, the dimensions of the individual sections of the metal-containing layer can be reduced and the layer can be converted into a finely structured metal-containing layer. In one embodiment, the dimension of a single section of the metal-containing layer can be reduced to less than 30 μm. In a preferred embodiment, the dimension of a single section can be reduced to less than 20 µm. The disclosed method thus enables an increased degree of fine structuring of the metal-containing layer.

Weiterhin können mittels dieses Verfahrens Positionsungenauigkeiten der Abschnitte der metallhaltigen Schicht korrigiert werden. Ist der Abstand zwischen zwei stromführenden Abschnitten der metallhaltigen Schicht zu gering, kann es zu kapazitiven und/oder induktiven Wechselwirkungen kommen, die beide von der Entfernung der Abschnitte abhängig sind. Darüber hinaus kann die Funktionssicherheit durch mögliche elektrische Überschläge oder Kurzschlüsse gefährdet sein.Furthermore, positional inaccuracies of the sections of the metal-containing layer can be corrected by means of this method. If the distance between two current-carrying sections of the metal-containing layer is too small, capacitive and / or inductive interactions can occur, both of which are dependent on the distance between the sections. In addition, the functional reliability can be endangered by possible electrical flashovers or short circuits.

Dasselbe gilt für einen geringen Abstand eines stromführenden Abschnitts der metallhaltigen Schicht zu einer technischen Anordnung wie beispielsweise einer Antenne. Bei zu geringem Abstand können Störsignale in der Antenne auftreten.The same applies to a small distance between a current-carrying section of the metal-containing layer and a technical arrangement such as an antenna. If the distance is too short, interference signals can occur in the antenna.

Beispielsweise ist es wünschenswert das der Abstand zwischen einer integrierten Antenne und der metallhaltigen Schicht in jeder Richtung gleich groß und größer als ein definierter Mindestabstand ist.For example, it is desirable that the distance between an integrated antenna and the metal-containing layer is the same in every direction and greater than a defined minimum distance.

Durch Zersetzen eines kritischen Abschnitts kann der jeweilige Abstand zwischen den einzelnen Abschnitten einer metallhaltigen Schicht bzw. der Abstand zu weiteren technischen Anordnungen vergrößert werden.By decomposing a critical section, the respective distance between the individual sections of a metal-containing layer or the distance to further technical arrangements can be increased.

Somit ermöglicht das offenbarte Verfahren ein erhöhtes Maß an Genauigkeit bei der Feinstrukturierung der metallhaltigen Schicht.The disclosed method thus enables an increased degree of accuracy in the fine structuring of the metal-containing layer.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die metallhaltige Schicht auf die Oberfläche einer Keramikschicht aufgebracht.In a preferred embodiment, the metal-containing layer is applied to the surface of a ceramic layer.

Die Keramikschicht kann eine Keramik umfassen, deren Hauptbestandteil beispielsweise Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid sein kann. Die Keramikschicht kann quaderförmig ausgeführt sein und eine definierte Höhe sowie eine definierte Grundfläche aufweisen. Die Grundfläche kann eine quadratische Form einer bestimmten Abmessung haben. Eine übliche Abmessung für eine Seitenlänge der Grundfläche der Keramikschicht kann mehr als 5 cm und weniger als 30 cm betragen. Bevorzugt kann eine Abmessung für eine Seitenlänge mehr als 10 cm und weniger als 25 cm betragen. Noch bevorzugte beträgt die Abmessung für eine Seitenlänge ca. 10 cm.The ceramic layer can comprise a ceramic, the main constituent of which can be, for example, aluminum oxide or zirconium oxide. The ceramic layer can be cuboid and have a defined height and a defined base area. The base can have a square shape of a certain dimension. A common dimension for a side length of the base area of the ceramic layer can be more than 5 cm and less than 30 cm. A dimension for a side length can preferably be more than 10 cm and less than 25 cm. Even more preferably, the dimension for a side length is approximately 10 cm.

Die Höhe der Keramikschicht im gesinterten Zustand kann in einer Ausführungsform zwischen 10 µm und 1 mm betragen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Höhe der Keramikschicht zwischen 20 µm und 200 µm betragen. Im nichtgesinterten Zustand beträgt die Höhe der Keramikschicht in etwa das Doppelte.In one embodiment, the height of the ceramic layer in the sintered state can be between 10 μm and 1 mm. In a preferred embodiment, the height of the ceramic layer can be between 20 μm and 200 μm. In the non-sintered state, the height of the ceramic layer is roughly double.

Wird ein Abschnitt der Keramikoberfläche während des Verfahrens mit einem Laser bestrahlt, verändert sich die Struktur der Keramik, anders als die der metallhaltigen Schicht, nicht. Grund hierfür kann beispielsweise eine hohe Strahlungsdurchlässigkeit, wie sie beispielsweise Glaskeramiken aufweisen, oder eine gute Wärmeleitfähigkeit der Keramikschicht sein.If a section of the ceramic surface is irradiated with a laser during the process, the structure of the ceramic, unlike that of the metal-containing layer, does not change. The reason for this can be, for example, a high radiation permeability, such as that exhibited by glass ceramics, for example, or a good thermal conductivity of the ceramic layer.

In einer Ausführungsform kann die metallhaltige Schicht auf die Oberfläche aufgedruckt sein.In one embodiment, the metal-containing layer can be printed onto the surface.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die metallhaltige Schicht per Siebdruck auf die Oberfläche der Keramikschicht gedruckt.In a preferred embodiment, the metal-containing layer is printed onto the surface of the ceramic layer by screen printing.

Beim Siebdruck wird ein Metall- oder Kunststoffsieb als Schablone verwendet, indem ausgewählte Maschen des Siebs mit Folie oder Lack abgedichtet werden. Anschließend wird Druckfarbe durch die offenen Maschen des Siebs auf eine zuvor gleichmäßig auf die Keramikschicht aufgetragene metallhaltige Schicht gedruckt. Die Druckfarbe schützt die bedruckten Abschnitte im nachfolgenden Ätzprozess, so dass die bedruckten Abschnitte der metallhaltigen Schicht nach dem Ätzen erhalten bleiben. Somit können parallel eine Vielzahl von verschiedenen metallhaltigen Strukturen auf der Oberfläche der Keramikschicht erzeugt werden.In screen printing, a metal or plastic screen is used as a template by sealing selected meshes of the screen with foil or varnish. Subsequently, printing ink is printed through the open mesh of the screen onto a metal-containing layer previously applied evenly to the ceramic layer. The printing ink protects the printed sections in the subsequent etching process, so that the printed sections of the metal-containing layer are retained after the etching. A large number of different metal-containing structures can thus be produced in parallel on the surface of the ceramic layer.

In einer Ausführungsform umfasst die Keramikschicht eine Grünfolie. Das bedeutet, dass die Keramikschicht in ungesintertem Zustand vorliegt.In one embodiment, the ceramic layer comprises a green sheet. This means that the ceramic layer is in an unsintered state.

Dies ist insoweit sinnvoll, da nach dem Aufbringen der pastösen, metallhaltigen Schicht ein Sinterschritt zur Härtung der metallhaltigen Schicht durchgeführt werden kann. Somit können Keramikschicht und metallhaltige Schicht in einem Schritt gesintert werden.This makes sense insofar as, after the pasty, metal-containing layer has been applied, a sintering step can be carried out to harden the metal-containing layer. Thus can Ceramic layer and metal-containing layer can be sintered in one step.

In einer Ausführungsform wird die Keramikschicht umfassend die darauf aufgebrachte metallhaltige Schicht nach erfolgter Feinstrukturierung gesintert. Während des Sinterns werden die Keramik und das Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und gehalten, so dass sich eine gewünschte Struktur in der Keramik bzw. im Metall einstellt.In one embodiment, the ceramic layer comprising the metal-containing layer applied thereon is sintered after fine structuring has taken place. During sintering, the ceramic and the metal are heated to a certain temperature and held so that a desired structure is established in the ceramic or in the metal.

Die Struktur des Materials beeinflusst Eigenschaften wie die Härte und die Beständigkeit des Materials. Während des Sintervorganges verflüchtigt sich das organische Lösemittel innerhalb der pastösen metallhaltigen Schicht. Die pastöse Eigenschaft der metallhaltigen Schicht nimmt somit ab und es bildet sich eine feste, gehärtete metallhaltige Schicht.The structure of the material influences properties such as the hardness and durability of the material. During the sintering process, the organic solvent evaporates within the pasty metal-containing layer. The pasty property of the metal-containing layer thus decreases and a solid, hardened metal-containing layer is formed.

In einer Ausführungsform werden mehrere Keramikschichten mit jeweils aufgebrachten metallhaltigen Schichten nach erfolgter Feinstrukturierung und vor dem Sintern zu einem keramischen Vielschichtbauteil gestapelt. Durch den anschließenden Sintervorgang verfestigt sich das Bauteil und sintert zusammen.In one embodiment, several ceramic layers, each with applied metal-containing layers, are stacked after fine structuring and before sintering to form a ceramic multilayer component. The component solidifies and sinters together in the subsequent sintering process.

In einer Ausführungsform umfasst die metallhaltige Schicht Abschnitte integrierter elektronischer Elemente. Die integrierten elektronischen Elemente sind elektronische Bauelemente, die von definierten Abschnitten einer oder mehrerer metallhaltiger Schichten gebildet werden.In one embodiment, the metal-containing layer comprises sections of integrated electronic elements. The integrated electronic elements are electronic components that are formed by defined sections of one or more metal-containing layers.

Ein einzelner Abschnitt der metallhaltigen Schicht kann ein integriertes elektronisches Element sein. Andererseits kann ein integriertes elektronisches Element mehrere Abschnitte der metallhaltigen Schicht oder mehrerer metallhaltige Schichten umfassen.A single portion of the metal-containing layer can be an integrated electronic element. On the other hand, an integrated electronic element can comprise a plurality of sections of the metal-containing layer or a plurality of metal-containing layers.

Abschnitte, die in verschiedenen metallhaltigen Schichten liegen, aber zusammen ein integriertes elektronisches Element bilden, können durch Vias, also elektrische Durchkontaktierungen, verbunden werden. Die Vias sind in den zwischen den metallhaltigen Schichten angeordneten Keramikschichten enthalten.Sections that lie in different metal-containing layers, but together form an integrated electronic element, can be connected by vias, i.e. electrical plated-through holes. The vias are contained in the ceramic layers arranged between the metal-containing layers.

Ein integriertes elektronisches Element kann beispielsweise eine Leiterbahn, ein Widerstand, eine Spule, ein Kondensator oder eine elektronische Kopplung sein.An integrated electronic element can be, for example, a conductor track, a resistor, a coil, a capacitor or an electronic coupling.

Um integrierte elektronische Elemente, die Abschnitte mehrerer metallhaltige Schichten umfassen, zu erzeugen, werden mehrere Keramikschichten, mit darauf aufgebrachten metallhaltigen Schichten, gestapelt. Hierfür können die zusammengehörigen Abschnitte über zugehörige Vias in den Keramikschichten dazwischenliegenden Keramikschichten kontaktiert werden. Die zusammengehörigen Abschnitte in den verschiedenen metallhaltigen Schichten und die zugehörigen Vias in den Keramikschichten können übereinander liegen. Bevorzugt liegen Kontaktstellen der Abschnitte passgenau über zugehörigen Vias. So können ungewollte elektrische Verluste minimiert werden.In order to produce integrated electronic elements that comprise sections of several metal-containing layers, several ceramic layers with metal-containing layers applied thereon are stacked. For this purpose, the sections that belong together can be contacted via associated vias in the ceramic layers intervening ceramic layers. The associated sections in the various metal-containing layers and the associated vias in the ceramic layers can lie on top of one another. Contact points of the sections preferably lie precisely over associated vias. In this way, unwanted electrical losses can be minimized.

Das offenbarte Verfahren ermöglicht ein höheres Maß an Genauigkeit der Feinstrukturierung der metallhaltigen Schichten als Verfahren des Stands der Technik. Somit ermöglicht das Verfahren die Bildung von schichtübergreifenden integrierten elektronischen Elementen, zwischen deren einzelnen Abschnitten eine geschlossene Kontaktierung besteht, so dass unerwünschte elektrische Verluste minimiert sind.The disclosed method enables a higher degree of accuracy of the fine structuring of the metal-containing layers than methods of the prior art. The method thus enables the formation of cross-layer integrated electronic elements, between the individual sections of which there is a closed contact so that undesired electrical losses are minimized.

Die genaue Anordnung der einzelnen Abschnitte der integrierten elektronischen Elemente minimiert weiterhin den Versatz von zusammengehörigen Abschnitten derselben integrierten elektronischen Elemente in verschiedenen Schichten wie z.B. mehrerer Windungen einer Spule. Der geringe Lagenversatz ermöglicht das Stapeln einer hohen Anzahl an Schichten.The precise arrangement of the individual sections of the integrated electronic elements further minimizes the misalignment of related sections of the same integrated electronic elements in different layers, such as, for example, several turns of a coil. The low layer offset enables a large number of layers to be stacked.

Um effizient mehrere Bauteile gleichzeitig herzustellen, können im Herstellungsprozess Keramikschichten entsprechend großer Abmessungen verwendet werden, auf die Abschnitte integrierter elektronischer Elemente mehrerer Bauteile aufgebracht werden können. Mehrere solcher Keramikschichten können anschließend gestapelt werden. Das entstandene Vielschichtsubstrat kann dann in einzelne Vielschichtbauteile kleinerer Abmessung vereinzelt werden. Die Vereinzelung kann z.B. mittels Sägen durchgeführt werden.In order to efficiently produce several components at the same time, ceramic layers of correspondingly large dimensions can be used in the production process, onto which sections of integrated electronic elements of several components can be applied. Several such ceramic layers can then be stacked. The resulting multi-layer substrate can then be separated into individual multi-layer components of smaller dimensions. The separation can be done e.g. by sawing.

Die Anzahl der möglichen Vielschichtbauteile, die ein Vielschichtsubstrat umfasst, hängt einerseits von der Feinstrukturierung der integrierten elektronischen Elemente ab. Diese kann durch das beschriebene Verfahren verbessert werden.The number of possible multilayer components that a multilayer substrate comprises depends on the one hand on the fine structuring of the integrated electronic elements. This can be improved by the method described.

Andererseits hängt die Anzahl der Vielschichtbauteile von der Abmessung des Vielschichtsubstrats ab. Mit der Verwendung größerer Keramikschichten nehmen die Positionsungenauigkeiten der Abschnitte der integrierten elektronischen Elemente auf diesen zu. Das beschriebene Verfahren erlaubt ein Minimieren dieser Positionsungenauigkeiten und somit die Fertigung vergleichsweise größerer Keramikschichten.On the other hand, the number of multilayer components depends on the dimensions of the multilayer substrate. With the use of larger ceramic layers, the positional inaccuracies of the portions of the integrated electronic elements thereon increase. The method described allows these positional inaccuracies to be minimized and thus the production of comparatively larger ceramic layers.

In einer Ausführungsform erfolgen das Scannen der metallhaltigen Schicht und das Auswerten des beim Scannen erhaltenen Datensatzes automatisch durch ein automatisches optisches Inspektionssystem (AOI-System).In one embodiment, the metal-containing layer is scanned and the data record obtained during scanning is evaluated automatically by an automatic optical inspection system (AOI system).

Durch die Nutzung eines AOI-Systems können der Scanvorgang und der Auswertevorgang automatisiert und beschleunigt werden. Kritische Abschnitte der metallhaltigen Schicht können effektiver, schneller und genauer registriert werden. Dies ermöglicht auch einen genaueren und effektiveren Einsatz des Lasers zur Bestrahlung und Zersetzung der kritischen Abschnitte der metallhaltigen Schicht.By using an AOI system, the scanning process and the evaluation process can be automated and accelerated. Critical sections of the metal-containing layer can be registered more effectively, faster and more precisely. This also enables a more precise and effective use of the laser for irradiating and decomposing the critical sections of the metal-containing layer.

In einer Ausführungsform wird das durch die Laserbestrahlung freigesetzte metallhaltige Pulver durch Absaugen von der Oberfläche der Keramikschicht entfernt. Das metallhaltige Pulver wird während der Zersetzung der metallhaltigen Schicht durch Laserbestrahlung gebildet. Das Pulver besteht aus einer lockeren Ansammlung einzelner Metallkörner, die untereinander kaum Bindungen eingehen. Weiterhin kann das Pulver Kunststoffkörner umfassen. Das Absaugen kann beispielsweise mithilfe einer Vakuumpumpe erfolgen.In one embodiment, the metal-containing powder released by the laser irradiation is removed from the surface of the ceramic layer by suction. The metal-containing powder is formed during the decomposition of the metal-containing layer by laser irradiation. The powder consists of a loose collection of individual metal grains that hardly form bonds with one another. Furthermore, the powder can comprise plastic granules. The suction can take place, for example, with the aid of a vacuum pump.

In einer Ausführungsform enthält die metallhaltige Schicht als Nebenkomponente ein nicht-metallhaltiges Material wie beispielsweise ein keramisches Material. Das nicht-metallhaltige Material liegt in Form von Körnern vor. Ein Korn kann sowohl metallhaltiges wie auch nicht-metallhaltiges Material enthalten. Beispiele für nicht-metallhaltige Materialien, können Keramiken oder Glaskeramiken und Kunststoffe sein.In one embodiment, the metal-containing layer contains a non-metal-containing material, such as a ceramic material, as a secondary component. The non-metal containing material is in the form of grains. A grain can contain both metal-containing and non-metal-containing material. Examples of non-metal-containing materials can be ceramics or glass ceramics and plastics.

Wird die pastöse metallhaltige Schicht mit Laser bestrahlt, erhitzt sich das Metall. Der Temperaturanstieg führt zur Verflüchtigung des organischen Lösemittels und zum Aufbrechen der Bindungen zwischen den Körnern. Die pastöse Eigenschaft der metallhaltigen Schicht nimmt somit ab und die metallhaltige Schicht zersetzt sich zu einem metallhaltigen Pulver. Im metallhaltigen Pulver bilden die einzelnen metallhaltigen und nicht-metallhaltigen Körner kaum Bindungen untereinander aus.If the pasty metal-containing layer is irradiated with a laser, the metal heats up. The rise in temperature leads to the volatilization of the organic solvent and the breaking of the bonds between the grains. The pasty property of the metal-containing layer thus decreases and the metal-containing layer decomposes into a metal-containing powder. In the metal-containing powder, the individual metal-containing and non-metal-containing grains hardly form bonds with one another.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein keramisches Vielschichtbauteil, welches nach dem beschriebenen Verfahren gefertigt ist. Das Vielschichtbauteil umfasst mehrere Keramikschichten und jeweils dazwischen angeordnete feinstrukturierte, metallhaltige Schichten. Die Keramikschichten umfassen Vias, die der elektrischen Durchkontaktierung dienen. Die metallhaltigen Schichten umfassen Abschnitte integrierter elektronischer Elemente wie Spulen, Kopplungen, Kondensatoren oder Leiterbahnen.The invention further comprises a ceramic multilayer component which is manufactured according to the method described. The multilayer component comprises several ceramic layers and each finely structured, metal-containing layers arranged between them. The ceramic layers include vias that are used for electrical through-plating. The metal-containing layers comprise sections of integrated electronic elements such as coils, couplings, capacitors or conductor tracks.

Die Keramikschichten und die metallhaltigen Schichten sind so übereinander gestapelt, dass integrierte elektronische Elemente, die sich über mehrere Schichten erstrecken, gebildet werden. Kontaktflächen zusammengehöriger Abschnitte integrierter elektronischer Elemente in verschiedenen metallhaltigen Schichten sind dabei passgenau über ein zugehöriges Via elektrisch verbunden.The ceramic layers and the metal-containing layers are stacked on top of one another in such a way that integrated electronic elements that extend over several layers are formed. Contact surfaces of related sections of integrated electronic elements in different metal-containing layers are electrically connected with an exact fit via an associated via.

Handelt es sich bei einem integrierten elektronischen Element um eine Spule, kann beispielsweise jede metallhaltige Schicht eine halbe Windung der Spule umfassen. Zwei übereinanderliegende metallhaltige Schichten umfassen dann eine ganze Windung der Spule. Jeder Abschnitt der Spule weist an beiden Enden Kontaktflächen auf. Die Kontaktflächen können mit Hilfe des offenbarten Verfahrens passgenau auf die Vias aufgebracht werden. Die einzelnen Abschnitte der Spule, die in verschiedenen Ebenen und somit in verschiedenen metallhaltigen Schichten liegen, können somit durch Vias in den dazwischenliegenden Keramikschichten verbunden sein.If an integrated electronic element is a coil, each metal-containing layer can, for example, comprise half a turn of the coil. Two metal-containing layers lying one on top of the other then encompass an entire turn of the coil. Each section of the coil has contact surfaces at both ends. With the aid of the disclosed method, the contact surfaces can be applied precisely to the vias. The individual sections of the coil, which are in different planes and thus in different metal-containing layers, can thus be connected by vias in the ceramic layers lying in between.

Der Mindestabstand zwischen zwei integrierten elektronischen Elementen in derselben metallhaltigen Schicht beträgt weniger als 30 µm.The minimum distance between two integrated electronic elements in the same metal-containing layer is less than 30 µm.

Somit können mehr integrierte elektronische Elemente auf der Oberfläche einer Keramikschicht aufgebracht werden als bislang im Stand der Technik. Der geringere Mindestabstand zwischen den integrierten elektronischen Elementen wird durch das offenbarte Verfahren möglich.This means that more integrated electronic elements can be applied to the surface of a ceramic layer than has been the case up to now in the prior art. The disclosed method makes the smaller minimum distance between the integrated electronic elements possible.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Figuren näher erläutert werden. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt. Gleiche oder ähnliche Elemente in den Figuren werden dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

  • 1 zeigt im Querschnitt ein keramisches Vielschichtbauteil, umfassend Keramikschichten, metallhaltige Schichten und integrierte elektronische Elemente.
  • 2 zeigt in der Draufsicht eine beispielhafte Keramikschicht mit aufgebrachter, grobstrukturierter metallhaltiger Schicht.
  • 3 zeigt in der Draufsicht die beispielhafte Keramikschicht mit aufgebrachter, feinstrukturierter metallhaltiger Schicht.
  • 4 zeigt in der Draufsicht drei metallhaltige Schichten einer Ausführungsform eines Vielschichtbauteils mit integrierten elektronischen Elementen.
  • 5 zeigt in der Draufsicht eine Ausführungsform einer Keramikschicht mit aufgebrachter, feinstrukturierter metallhaltiger Schicht.
In the following, exemplary embodiments of the invention are to be explained in more detail with reference to schematic figures. The invention is not restricted to the exemplary embodiments disclosed. Identical or similar elements in the figures are provided with the same reference symbols.
  • 1 shows in cross section a ceramic multilayer component comprising ceramic layers, metal-containing layers and integrated electronic elements.
  • 2 shows a plan view of an exemplary ceramic layer with an applied, coarsely structured metal-containing layer.
  • 3 shows a top view of the exemplary ceramic layer with an applied, finely structured metal-containing layer.
  • 4th shows a plan view of three metal-containing layers of an embodiment of a multilayer component with integrated electronic elements.
  • 5 shows a plan view of an embodiment of a ceramic layer with an applied, finely structured metal-containing layer.

1 zeigt eine Ausführungsform eines keramischen Vielschichtbauteils 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Vielschichtbauteil 1 hat eine Unterseite 1A und eine Oberseite 1B. Das Vielschichtbauteil 1 umfasst acht Keramikschichten 2. Auf sieben dieser Keramikschichten 2 ist eine metallhaltige Schicht 3 aufgebracht. So liegt zwischen immer jeweils zwei Keramikschichten 2 eine metallhaltige Schicht 3. An Unterseite 1A und Oberseite 1B liegt jeweils eine Keramikschicht 2 vor. 1 shows an embodiment of a ceramic multilayer component 1 according to the present invention. The multi-layer component 1 has a bottom 1A and a top 1B . The multi-layer component 1 comprises eight ceramic layers 2 . On seven of these ceramic layers 2 is a metal-containing layer 3 upset. So there is always between two ceramic layers 2 a metal-containing layer 3 . At the bottom 1A and top 1B there is a ceramic layer in each case 2 before.

Das Vielschichtbauteil 1 wurde aus einem Vielschichtsubstrat vereinzelt. Die Vereinzelung wurde mittels Sägen vorgenommen. Das Vielschichtsubstrat kann eine Vielzahl von Vielschichtbauteilen 1 von gleicher Abmessung und Beschaffenheit umfassen. Die Abmessungen einer Oberfläche einer Keramikschicht im Vielschichtsubstrat betragen zwischen 20 cm und 25 cm in Länge und Breite. Die Höhe einer Keramikschicht beträgt im ungesinterten Zustand ca. 50 µm und nach dem Sintern ca. 25 µm.The multi-layer component 1 was singulated from a multilayer substrate. The separation was carried out by means of saws. The multilayer substrate can have a large number of multilayer components 1 of the same size and quality. The dimensions of a surface of a ceramic layer in the multilayer substrate are between 20 cm and 25 cm in length and width. The height of a ceramic layer is approx. 50 µm in the unsintered state and approx. 25 µm after sintering.

Die metallhaltigen Schichten 3 umfassen integrierte elektronische Elemente 4. In 1 sind verschiedene Beispiele integrierter elektronischer Elemente 4 gezeigt. Um unerwünschte kapazitive und/oder induktive Wechselwirkungen zu vermeiden, wird ein Mindestabstand zwischen den einzelnen integrierten elektronischen Elementen 4 eingehalten.The metal-containing layers 3 include built-in electronic elements 4th . In 1 are various examples of integrated electronic elements 4th shown. In order to avoid unwanted capacitive and / or inductive interactions, a minimum distance is required between the individual integrated electronic elements 4th adhered to.

Ein Beispiel eines integrierten elektronischen Elements 4 ist die Spule 4A, die sich mit insgesamt 1,5 Windungen von der zweituntersten bis zur viertuntersten metallhaltigen Schicht des Vielschichtbauteils 1 erstreckt. Jede dieser Schichten umfasst einen Abschnitt der Spule 4A, welcher einer halben Windung entspricht. Zwischen den drei Abschnitten der Spule 4A liegen Keramikschichten 2 vor. Die jeweiligen Enden der Abschnitte der Spule 4A weisen Kontaktstellen 5 auf. Die jeweils korrespondierenden Kontaktstellen 5 sind durch die Keramikschicht 2 hindurch per Vias 6 elektrisch kontaktiert.An example of an integrated electronic element 4th is the coil 4A with a total of 1.5 turns from the second bottom to the fourth bottom metal-containing layer of the multilayer component 1 extends. Each of these layers comprises a portion of the coil 4A which corresponds to half a turn. Between the three sections of the coil 4A are ceramic layers 2 before. The respective ends of the sections of the coil 4A indicate contact points 5 on. The respective corresponding contact points 5 are through the ceramic layer 2 through via vias 6th electrically contacted.

Weiterhin weist das Vielschichtbauteil 1 in der zweituntersten metallhaltigen Schicht 3 zwei Leiterbahnen 4B auf. Die Leiterbahnen sind in einem Abstand von 30 µm auf der untersten Keramikschicht 2 aufgebracht.Furthermore, the multilayer component 1 in the second lowest metal-containing layer 3 two conductor tracks 4B on. The conductor tracks are at a distance of 30 µm on the bottom ceramic layer 2 upset.

Daneben umfasst das Vielschichtbauteil 1 weitere technische Anordnungen, wie eine Antenne 7. Um Störsignale zu vermeiden wird ein Mindestabstand zwischen den integrierten elektronischen Elementen 4 und der Antenne 7 eingehalten.It also includes the multilayer component 1 further technical arrangements, such as an antenna 7th . In order to avoid interfering signals, a minimum distance is required between the integrated electronic elements 4th and the antenna 7th adhered to.

2 zeigt in einer Draufsicht eine beispielhafte Keramikschicht 2 eines Vielschichtbauteils 1, auf die eine pastöse und grobstrukturierte metallhaltige Schicht 3 aufgebracht ist. Die Keramikschicht 2 umfasst z.B. Aluminiumoxid. Die metallhaltige Schicht 3 umfasst ein pastöses Material. Der Hauptbestandteil dieses pastösen Materials sind hier Silberkörner. Darüber hinaus umfasst das pastöse Material ein Lösungsmittel und gegebenenfalls ein organisches Bindemittel. 2 shows an exemplary ceramic layer in a plan view 2 of a multilayer component 1 on which a pasty and coarsely structured metal-containing layer 3 is upset. The ceramic layer 2 includes, for example, alumina. The metal-containing layer 3 comprises a pasty material. The main component of this pasty material here are silver grains. In addition, the pasty material comprises a solvent and optionally an organic binder.

Die metallhaltige Schicht 3 umfasst verschiedene integrierte elektronische Elemente 4. Eines dieser integrierten elektronischen Elemente 4 ist die Spule 4A. Die beispielhafte metallhaltige Schicht umfasst einen ersten Abschnitt der Spule 4A, der dreiviertel Windungen entspricht. Am Ende des Abschnitts der Spule befindet sich eine Kontaktstelle 5. Hier ist die Spule 4A mit einem Via 6 kontaktiert. Die Spule 4A ist mittels einer Leiterbahn 4B mit einer kompakten metallhaltigen Schicht 4C verbunden.The metal-containing layer 3 includes various built-in electronic elements 4th . One of those built-in electronic elements 4th is the coil 4A . The exemplary metal-containing layer comprises a first portion of the coil 4A which corresponds to three quarters of a turn. There is a contact point at the end of the section of the coil 5 . Here is the coil 4A with a via 6th contacted. The sink 4A is by means of a conductor track 4B with a compact metal-containing layer 4C tied together.

In der Keramikschicht 2 sind hier sechs Antennen 7 integriert. Die Antennen 7A und 7B liegen innerhalb der kompakten Schicht 4C. Eine Antenne kann beispielsweise in der vorliegenden Ausführungsform durch mehrere koaxial übereinander angeordnete metallhaltige Vias gebildet werden. Die koaxial übereinander angeordneten Vias ergeben eine Antenne die sich lückenlos über mehrere übereinander angeordnete Keramikschichten 2 und metallhaltige Schichten 3 erstreckt. Eine Antenne kann sich über alle Schichten eines Vielschichtbauelements 1 und darüber hinaus erstrecken.In the ceramic layer 2 there are six antennas 7th integrated. The antennas 7A and 7B lie within the compact layer 4C . In the present embodiment, for example, an antenna can be formed by a plurality of metal-containing vias arranged coaxially one above the other. The coaxially superimposed vias result in an antenna that extends seamlessly over several superimposed ceramic layers 2 and metal-containing layers 3 extends. An antenna can extend over all layers of a multilayer component 1 and extend beyond.

Der erforderliche Mindestabstand zwischen diesen Antennen 7A und 7B und der kompakten metallhaltigen Schicht 4C kann eingehalten werden.The minimum required distance between these antennas 7A and 7B and the compact metal-containing layer 4C can be adhered to.

Die metallhaltige Schicht 3 ist per Siebdruck auf die Keramikschicht 2 aufgetragen. Aufgrund der Unzulänglichkeiten des Druckverfahrens sind Abschnitte der metallhaltigen Schicht 3 teilweise ungenau auf der Keramikschicht 2 aufgebracht. Diese Abschnitte, deren Abmessungen in Fläche und Position von den Sollwerten abweichen, werden als kritische Abschnitte bezeichnet.The metal-containing layer 3 is screen printed on the ceramic layer 2 applied. Due to the inadequacies of the printing process, there are portions of the metal-containing layer 3 partly imprecise on the ceramic layer 2 upset. These sections, the dimensions of which deviate from the nominal values in area and position, are referred to as critical sections.

So sind hier beispielsweise wie dargestellt die erforderlichen Mindestabstände zwischen der metallhaltigen Schicht 3 und den Antennen 7A nicht eingehalten. Dies kann bei Stromfluss in der metallhaltigen Schicht 3 beispielsweise zu Störsignalen und Beeinflussung der Impedanz in den Antennen 7A führen.For example, as shown, the required minimum distances between the metal-containing layer are here 3 and the antennas 7A not adhered to. This can occur when current flows in the metal-containing layer 3 for example on interference signals and influencing the impedance in the antennas 7A to lead.

Weiterhin kann die Leiterbahn 4B nicht so schmal wie gewünscht gedruckt werden. Die Abmessung einer Leiterbahnen, die per Siebdruck aufgebracht wird, ist auf eine Mindestbreite von ca. 50 µm limitiert.Furthermore, the conductor track 4B cannot be printed as narrow as desired. The dimensions of a conductor track that is applied by screen printing is limited to a minimum width of approx. 50 µm.

Auch deckt sich die Kontaktstelle 5 der Spule 4A nicht passgenau mit dem Via 6. Grund hierfür ist wiederum die unzureichende Genauigkeit des Siebdruckverfahrens. Durch diese Positionsungenauigkeit der Kontaktstelle 5 können unerwünschte elektrische Verluste verursacht werden.The contact point also covers one another 5 the coil 4A does not fit perfectly with the via 6th . The reason for this is again the insufficient accuracy of the screen printing process. Due to this positional inaccuracy of the contact point 5 can cause undesirable electrical losses.

3 zeigt die beispielhafte Keramikschicht 2 aus 2 mit aufgebrachter metallhaltiger Schicht 3, nachdem die metallhaltige Schicht 3 per Laserbestrahlung feinstrukturiert wurde. 3 shows the exemplary ceramic layer 2 the end 2 with applied metal-containing layer 3 after the metalliferous layer 3 was finely structured by laser irradiation.

Hierzu wurde die grobstrukturierte metallhaltige Fläche 3 von einem AOI-System gescannt und die zuvor beschriebenen kritischen Abschnitte, deren Abmessungen und Positionen von den Sollwerten abweichen, in einen entsprechenden Datensatz gespeichert.The coarsely structured metal-containing surface was used for this purpose 3 scanned by an AOI system and the previously described critical sections, the dimensions and positions of which deviate from the nominal values, are stored in a corresponding data record.

Anschließend werden die kritischen Abschnitte mit einem Laser bestrahlt, so dass sich die kritischen Abschnitte erwärmen. Hierfür wird ein Laser mit einer passenden Wellenlänge und Leistung gewählt. Beispielsweise wird ein Laser mit einer Wellenlänge zwischen 900 nm und 1100 nm und einer Leistung zwischen 4 W und 6 W gewählt. Der Spotdurchmesser des Lasers beträgt bevorzugt weniger als 30 µm.The critical sections are then irradiated with a laser so that the critical sections heat up. A laser with a suitable wavelength and power is selected for this. For example, a laser with a wavelength between 900 nm and 1100 nm and a power between 4 W and 6 W is selected. The spot diameter of the laser is preferably less than 30 μm.

Durch die Bestrahlung des Lasers erwärmt sich das pastöse Material der metallhaltigen Schicht 3. Dies führt zur Verflüchtigung des organischen Lösemittels. Weiterhin lösen sich die physikalischen oder chemischen Bindungen zwischen den einzelnen Silberkörnern. Das pastöse Material zersetzt sich somit zu einem Silberpulver.The pasty material of the metal-containing layer heats up when the laser is irradiated 3 . This leads to the volatilization of the organic solvent. Furthermore, the physical or chemical bonds between the individual silver grains dissolve. The pasty material thus decomposes into a silver powder.

Das Silberpulver kann anschließend von der Keramikoberfläche 2 abgesaugt werden.The silver powder can then be removed from the ceramic surface 2 be sucked off.

Somit wird die in 3 abgebildete Feinstruktur erhalten.Thus, the in 3 The fine structure shown has been preserved.

In dieser ist durch die Abtragung der jeweiligen kritischen Abschnitte der kompakten Fläche 4C der Mindestabstand zwischen den Antennen 7A und der kompakten Fläche 4C nun eingehalten. Dies führt zu einer Abnahme von elektrischen Wechselwirkungen und daraus resultierenden Störsignalen.This is due to the removal of the respective critical sections of the compact area 4C the minimum distance between the antennas 7A and the compact area 4C now complied with. This leads to a decrease in electrical interactions and the resulting interference signals.

Die Leiterbahn 4B ist mittels Laserbestrahlung auf eine Breite von beispielsweise 30 µm geschrumpft worden. Schmalere Abmessungen erlauben eine höhere Zahl an Leiterbahnen auf einer Keramikoberfläche derselben Größe. Somit kann die Leistungsfähigkeit eines aus solchen Keramikschichten 2 aufgebauten Vielschichtbauteils 1 gesteigert werden.The conductor track 4B has been shrunk to a width of, for example, 30 µm by means of laser irradiation. Smaller dimensions allow a higher number of conductor tracks on a ceramic surface of the same size. Thus, the performance of such ceramic layers 2 built-up multilayer component 1 can be increased.

Die Kontaktstelle 5 ist mittels Laserbestrahlung präzisiert worden. Die Kontaktstelle überlappt nun nahezu passgenau mit dem Via 6. Dies führt zu einer Reduzierung der ungewollten elektrischen Verluste.The contact point 5 has been made more precise by means of laser irradiation. The contact point now almost precisely overlaps the via 6th . This leads to a reduction in unwanted electrical losses.

Aus mehreren Keramikschichten 2 mit aufgedruckten metallhaltigen Schichten 3 kann nach erfolgter und beschriebener Feinstrukturierung ein Vielschichtbauteil gestapelt werden. Das Stapeln wird so ausgeführt, dass Kontaktstellen 5 von Abschnitten jeweils zusammengehöriger integrierter elektronischer Elemente 4 möglichst passgenau über zugehörigen Vias 6 positioniert sind, um elektrische Verluste zu vermeiden. Ein Via 6 kontaktiert jeweils zwei Kontaktstellen 5 zusammengehöriger Abschnitte eines integrierten elektronischen Elements 4 durch eine Keramikschicht 2 hindurch.Made of several ceramic layers 2 with printed metal-containing layers 3 a multi-layer component can be stacked after the fine structuring has been carried out and described. The stacking is carried out so that contact points 5 of sections of associated integrated electronic elements 4th as precisely as possible over the associated vias 6th are positioned to avoid electrical losses. One via 6th contacts two contact points at a time 5 associated sections of an integrated electronic element 4th through a ceramic layer 2 through.

4 zeigt schematisch ein Vielschichtbauteil 1 einer Ausführungsform in einer Draufsicht. Im dargestellten Beispiel sind drei Keramikschichten 2, die jeweils mit metallhaltigen Schichten 3A, 3B bzw. 3C bedruckt sind, übereinandergestapelt. Es ist nur die der untersten metallhaltigen Schicht 3C zu Grunde liegende Keramikschicht 2 dargestellt. Die darüber liegenden Keramikschichten 2 wurden aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit vernachlässigt. Die metallhaltigen Schichten 3A bis 3C des dargestellten Vielschichtbauteils 1 wurden mittels Siebdruckverfahren auf die jeweilige Keramikschicht 2 aufgebracht. 4th shows schematically a multilayer component 1 an embodiment in a plan view. In the example shown there are three ceramic layers 2 , which are each printed with metal-containing layers 3A, 3B and 3C, stacked one on top of the other. It is only the ceramic layer on which the lowermost metal-containing layer 3C is based 2 shown. The overlying ceramic layers 2 have been neglected for reasons of clarity. The metal-containing layers 3A to 3C of the illustrated multilayer component 1 were screen-printed onto the respective ceramic layer 2 upset.

Das dargestellte Vielschichtbauteil 1 enthält verschiedene integrierte elektronische Elemente, wie beispielsweise eine Spule 4A und Durchkontaktierungen 4D, die Abschnitte in mehreren metallhaltigen Schichten 3 umfassen. In 4 sind beispielhaft drei metallhaltige Schichten 3A, 3B und 3C, die übereinander liegen, dargestellt.The multi-layer component shown 1 contains various integrated electronic elements such as a coil 4A and vias 4D who have favourited sections in multiple metal-containing layers 3 include. In 4th three metal-containing layers 3A, 3B and 3C, which lie one above the other, are shown by way of example.

Aufgrund der Positionsungenauigkeiten des Siebdruckverfahrens liegen die zusammengehörigen Abschnitte in den verschiedenen metallhaltigen Schichten 3 versetzt vor. Dieser Lagenversatz führt zu unerwünschten elektrischen Verlusten und Störeffekten. Beim Übereinanderstapeln einer hohen Anzahl an metallhaltigen Schichten können sich solche Positionsfehler vervielfachen und die Funktion des Vielschichtbauteils erheblich einschränken. Dies ist insbesondere an den Durchkontaktierungen 4D gut zu erkennen, die in den einzelnen metallhaltigen Schichten alle leicht gegeneinander versetzt sind und daher nicht mehr passgenau übereinander angeordnet bzw. ausgerichtet sind.Due to the positional inaccuracies of the screen printing process, the sections that belong together are located in the various metal-containing layers 3 offset forward. This misalignment leads to undesirable electrical losses and interference effects. When a large number of metal-containing layers are stacked on top of one another, such positional errors can multiply and the function of the multilayer component can be considerably restricted. This is particularly true of the vias 4D It is easy to see that in the individual metal-containing layers are all slightly offset from one another and are therefore no longer arranged or aligned with one another in a precisely fitting manner.

Mithilfe des offenbarten Verfahrens, ist es möglich, Positionsungenauigkeiten und daraus resultierenden Lagenversatz von Abschnitten gleicher integrierter elektronischer Bauelemente 4 zu minimieren. Somit können auch unerwünschte elektrische Verluste und Störeffekt reduziert werden.With the aid of the disclosed method, it is possible to identify positional inaccuracies and the resulting positional misalignment of sections of the same integrated electronic components 4th to minimize. In this way, undesired electrical losses and interference effects can also be reduced.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Keramikschicht 2 eines Vielschichtbauteils 1. auf der Keramikschicht 2 ist wiederum eine metallhaltige Schicht 3 aufgetragen. Die metallhaltige Schicht 3 umfasst integrierte elektronische Elemente 4. Hierzu zählt die Leiterbahn 4E. Die Leiterbahn 4E zeichnet sich im vorliegenden Beispiel dadurch aus, dass sie an ihrer schmalen Seite eine Breite von 30 µm aufweist. Diese Breite wurde mithilfe des offenbarten Verfahrens erzielt. 5 shows a further embodiment of a ceramic layer 2 of a multilayer component 1 . on the ceramic layer 2 is again a metal-containing layer 3 applied. The metal-containing layer 3 includes integrated electronic elements 4th . This includes the conductor track 4E. In the present example, the conductor track 4E is characterized in that it has a width of 30 μm on its narrow side. This breadth was achieved using the disclosed method.

Hierzu wurde aus einer großflächigen kompakten metallhaltigen Schicht 4C mittels Laser entlang von zwei Bahnen 8 das metallhaltige Material entfernt. Hierzu wurde die metallhaltige Schicht 4C im Bereich der Bahnen 8 durch Bestrahlung mittels Laser zersetzt und das entstandene Pulver anschließend abgesaugt. Die beiden benachbarten Bahnen 8 sind parallel angeordnet, wobei der Abstand der beiden nächstgelegenen Ränder der beiden Bahnen nur 30 µm beträgt. Der zwischen den beiden Bahnen 8 stehen gebliebene metallhaltige Streifen 4E fungiert als Leiterbahn, deren geringe Breite von hier 30µm nicht allein mit dem Aufdruckverfahren sondern erst mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden konnte.For this purpose, a large-area, compact, metal-containing layer was used 4C by means of a laser along two paths 8th removes the metal-containing material. The metal-containing layer was used for this purpose 4C in the area of the railways 8th decomposed by laser irradiation and the resulting powder is then sucked off. The two adjacent tracks 8th are arranged in parallel, the distance between the two closest edges of the two tracks being only 30 µm. The one between the two tracks 8th Remaining metal-containing strips 4E functions as a conductor path, the small width of which, here 30 μm, could not be produced solely with the printing process but only with the process according to the invention.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
VielschichtbauteilMultilayer component
1A1A
Unterseite des Vielschichtbauteils 1Underside of the multilayer component 1
1B1B
Oberseite des Vielschichtbauteils 1Upper side of the multilayer component 1
22
KeramikschichtCeramic layer
33
metallhaltige Schichtmetalliferous layer
44th
integriertes elektronisches Elementintegrated electronic element
4A4A
SpuleKitchen sink
4B,E4B, E
LeiterbahnenConductor tracks
4C4C
kompakte metallhaltige Schichtcompact metal-containing layer
4D4D
DurchkontaktierungVia
55
KontaktstelleContact point
66th
ViaVia
77th
Antenneantenna
7A,B7A, B
Antennen innerhalb der kompakten Schicht 4CAntennas within the compact layer 4C
88th
Bahn, frei von metallhaltiger Schicht 3 Track, free of metal-containing layer 3

Claims (11)

Verfahren zur Feinstrukturierung von grobstrukturierten, pastösen, metallhaltigen Schichten 3, umfassend die folgenden Schritte: - Aufbringen einer metallhaltigen Schicht 3, die eine Grobstruktur aufweist und ein pastöses Material umfasst, dessen Hauptkomponenten ein oder mehrere Metalle und ein organisches Lösemittel sind, auf eine Oberfläche, - Scannen der Lage und Fläche der metallhaltigen Schicht 3 und Generieren eines Datensatzes aus den erfassten Daten, - Auswerten des Datensatzes durch Vergleich mit vorgegebenen Werten, - Ermitteln kritischer Abschnitte der metallhaltigen Schicht 3, die von den vorgegebenen Werten abweichen, - Zersetzen der kritischen Abschnitte per Laserbestrahlung in ein metallhaltiges Pulver, wobei die grobstrukturierte metallhaltige Schicht 3 in eine gewünschte feinstrukturierte Schicht 3 überführt wird.Method for the fine structuring of coarsely structured, pasty, metal-containing layers 3, comprising the following steps: - Application of a metal-containing layer 3, which has a coarse structure and comprises a pasty material, the main components of which are one or more metals and an organic solvent, on a surface, - Scanning the position and surface of the metal-containing layer 3 and generating a data record from the recorded data, - Evaluation of the data set by comparison with specified values, - Determination of critical sections of the metal-containing layer 3 that deviate from the specified values, Decomposition of the critical sections by laser irradiation into a metal-containing powder, the coarsely structured metal-containing layer 3 being converted into a desired finely structured layer 3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die metallhaltige Schicht 3 auf die Oberfläche einer Keramikschicht 2 aufgebracht ist.Procedure according to Claim 1 , the metal-containing layer 3 being applied to the surface of a ceramic layer 2. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die metallhaltige Schicht 3 per Siebdruck auf die Oberfläche der Keramikschicht 2 aufgebracht wird.Procedure according to Claim 2 , the metal-containing layer 3 being applied to the surface of the ceramic layer 2 by screen printing. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Keramikschicht 2 eine Grünfolie umfasst.Procedure according to Claim 2 or 3 , wherein the ceramic layer 2 comprises a green sheet. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Keramikschicht 2 umfassend die aufgebrachte metallhaltige Schicht 3 nach erfolgter Feinstrukturierung gesintert wird.Procedure according to Claim 4 , wherein the ceramic layer 2 comprising the applied metal-containing layer 3 is sintered after fine structuring has taken place. Verfahren nach Anspruch 5, wobei mehrere Keramikschichten 2 mit aufgebrachten metallhaltigen Schichten 3 nach erfolgter Feinstrukturierung und vor dem Sintern zu einem keramischen Vielschichtbauteil 1 gestapelt werden.Procedure according to Claim 5 , wherein several ceramic layers 2 with applied metal-containing layers 3 are stacked after fine structuring and before sintering to form a ceramic multilayer component 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die metallhaltige Schicht 3 Abschnitte integrierter elektronischer Elemente 4 umfasst.Method according to one of the Claims 1 until 6th wherein the metal-containing layer 3 comprises sections of integrated electronic elements 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Scannen und das Auswerten des erhaltenen Datensatzes automatisiert durch ein automatisches optisches InspektionsSystem (AOI-System) erfolgen.Method according to one of the Claims 1 until 5 , whereby the scanning and the evaluation of the data record obtained are automated by an automatic optical inspection system (AOI system). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das metallhaltige Pulver durch Absaugen von der Oberfläche der entfernt wird.Method according to one of the Claims 1 until 8th , wherein the metal-containing powder is removed from the surface of the by suction. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die metallhaltige Schicht 3 als Nebenkomponente nicht-metallhaltige Materialien, insbesondere keramische Materialien, umfasst.Method according to one of the Claims 1 until 9 wherein the metal-containing layer 3 comprises non-metal-containing materials, in particular ceramic materials, as a secondary component. Keramisches Vielschichtbauteil 1, welches nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 gefertigt ist und welches mehrere Keramikschichten 2 und jeweils dazwischen angeordnete feinstrukturierte, metallhaltige Schichten 3 umfasst, wobei: - die Keramikschichten 2 Vias 6 zur elektrischen Durchkontaktierung umfassen, - die metallhaltigen Schichten 3 Abschnitte integrierter elektronischer Elemente 4 umfassen, und - die Keramikschichten 2 und die metallhaltigen Schichten 3 so übereinander gestapelt sind, dass integrierte elektronische Elemente 4, die sich über mehrere metallhaltige Schichten 3 erstrecken, gebildet werden, wobei - Kontaktflächen 5 zusammengehöriger Abschnitte integrierter elektronischer Elemente 4 in verschiedenen metallhaltigen Schichten 3 passgenau über ein zugehöriges Via 6 elektrisch verbunden sind, und - der Mindestabstand zwischen zwei integrierten elektronischen Elementen 4 in derselben metallhaltigen Schicht 3 weniger als 30 µm beträgt.Ceramic multilayer component 1, which by a method according to one of Claims 1 until 10 is manufactured and which comprises several ceramic layers 2 and each finely structured, metal-containing layers 3 arranged between them, wherein: the ceramic layers 2 comprise vias 6 for electrical through-plating, the metal-containing layers 3 comprise sections of integrated electronic elements 4, and - the ceramic layers 2 and the metal-containing layers 3 are stacked on top of one another in such a way that integrated electronic elements 4 are formed which extend over several metal-containing layers 3, wherein - contact surfaces 5 of associated sections integrated electronic elements 4 in different metal-containing layers 3 are electrically connected with an accurate fit via an associated via 6, and the minimum distance between two integrated electronic elements 4 in the same metal-containing layer 3 is less than 30 μm.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69008459T2 (en) 1989-08-31 1994-08-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Process for producing a substrate for thick-film circuits.
JPH09307217A (en) 1996-05-13 1997-11-28 Ntn Corp Defect correcting method and device of continuous pattern

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0832241A (en) * 1994-07-15 1996-02-02 Oki Electric Ind Co Ltd Resistance element formed on multilayer ceramic board and its formation
JP5236371B2 (en) * 2008-07-11 2013-07-17 日本特殊陶業株式会社 Manufacturing method of ceramic parts

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69008459T2 (en) 1989-08-31 1994-08-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Process for producing a substrate for thick-film circuits.
JPH09307217A (en) 1996-05-13 1997-11-28 Ntn Corp Defect correcting method and device of continuous pattern

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