DE1255560B - In a composite, plane-parallel, electrical substrate usable ceramic made of at least two joined masses with different electrical properties - Google Patents

In a composite, plane-parallel, electrical substrate usable ceramic made of at least two joined masses with different electrical properties

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DE1255560B
DE1255560B DEG36082A DEG0036082A DE1255560B DE 1255560 B DE1255560 B DE 1255560B DE G36082 A DEG36082 A DE G36082A DE G0036082 A DEG0036082 A DE G0036082A DE 1255560 B DE1255560 B DE 1255560B
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Alfred Safay Khouri
Howard Urban Taylor
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

C04bC04b

Deutsche Kl.: 80 b-8/135 German class: 80 b -8/135

Nummer: 1 255 560Number: 1 255 560

Aktenzeichen: G 36082 VI b/80 bFile number: G 36082 VI b / 80 b

Anmeldetag: 4. Oktober 1962Filing date: October 4, 1962

Auslegetag: 30. November 1967Open date: November 30, 1967

Die Erfindung betrifft eine in einem zusammengesetzten, planparallelen elektrischen Substrat verwendbare Keramik aus wenigstens zwei zusammengefügten Massen mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften, von denen die eine eine nichtohmsche Masse mit einem bestimmten Gehalt an Calciumtitanat, Magnesiumzirkonat und Bariumzirkonat ist und die andere aus reduzierten Titanaten mit einem bestimmten Gehalt an Bariumtitanat besteht.The invention relates to an in a composite, plane-parallel electrical substrate usable ceramic made of at least two joined together Grounds with different electrical properties, one of which is a non-ohmic ground with a certain content is calcium titanate, magnesium zirconate and barium zirconate and the other is made up reduced titanates with a certain content of barium titanate.

Eine Keramik der vorgenannten Zusammensetzung, bei welcher die eine Masse eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist, während die andere Masse eine niedrige Dielektrizitätskonstante besitzt, ist bereits bekannt und stellt eine zusammengesetzte i?C-Einheit dar.A ceramic of the aforementioned composition, in which one mass has a high dielectric constant has, while the other mass has a low dielectric constant, is already known and represents a composite i? C unit.

Bei dieser bekannten Keramik konnte man jedoch bisher ohne unerwünschte Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften der Keramik keine ausreichende Verträglichkeit der beiden Massen erzielen. Darüber hinaus konnten die Bestandteile der eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweisenden Masse nur innerhalb eines engen Bereiches geändert werden, da sonst eine nachteilige Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften auftrat.With this known ceramic, however, it has been possible to date without undesired influencing of the electrical Properties of the ceramic do not achieve sufficient compatibility of the two masses. About that in addition, the constituents of the high dielectric constant mass could only be within within a narrow range, otherwise the electrical properties will be adversely affected occurred.

Es hat sich nun unerwarteterweise herausgestellt, daß bei einer Keramik der eingangs genannten Art die chemische Verträglichkeit der beiden Massen sowie die Verträglichkeit der beiden Massen während des Brennvorganges verbessert werden kann, wenn man der aus reduzierten Titanaten bestehenden Masse Oxyde Seltener Erden zusetzt.It has now been found, unexpectedly, that in a ceramic of the type mentioned chemical compatibility of the two materials and the compatibility of the two materials during the Firing process can be improved if you consider the mass consisting of reduced titanates Oxides of rare earths added.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Keramik der eingangs genannten Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der Masse aus reduzierten Titanaten Oxyde Seltener Erden zugesetzt sind, um die Massen im Hinblick auf ihre chemischen Eigenschaften und ihr Brennverhalten verträglich zu machen.The invention therefore relates to a ceramic of the type mentioned at the outset, which is according to the invention characterized in that rare earth oxides are added to the mass of reduced titanates, to make the masses compatible with regard to their chemical properties and their burning behavior do.

Es ist zwar bereits eine aus Titanaten, Zirkonaten und reduzierten Titanaten sowie gegebenenfalls Oxyden Seltener Erden aufgebaute dielektrische Keramik bekannt, die jedoch eine einheitliche Zusammensetzung aufweist, so daß das Problem der chemischen Verträglichkeit sowie der Verträglichkeit beim Brennen bei dieser bekannten Keramik nicht auftritt.It is already one of titanates, zirconates and reduced titanates and possibly oxides Dielectric ceramics composed of rare earths are known, but which have a uniform composition has, so that the problem of chemical compatibility as well as compatibility in firing does not occur in this known ceramic.

Die Erfindung wird nun an Hand von Zeichnungen näher erläutert; in diesen zeigtThe invention will now be explained in more detail with reference to drawings; in these shows

Fig. 1 eine Ansicht eines elektrischen Bauelementes, das die Keramik nach der Erfindung enthält und mit einem Schutzüberzug versehen ist,1 shows a view of an electrical component, which contains the ceramic according to the invention and is provided with a protective coating,

F i g. 2 eine Ansicht des Bauelementes nach F i g. 1 vor dem Aufbringen der Schutzschicht,F i g. 2 shows a view of the component according to FIG. 1 before applying the protective layer,

In einem zusammengesetzten, planparallelen,
elektrischen Substrat verwendbare Keramik
aus wenigstens zwei zusammengefügten Massen
mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften
In a composite, plane-parallel,
electrical substrate usable ceramic
of at least two masses joined together
with different electrical properties

Anmelder:Applicant:

Globe-Union, Inc., Milwaukee, Wis. (V. St. A.)Globe-Union, Inc., Milwaukee, Wis. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. M. Licht und Dr. R. Schmidt,Dipl.-Ing. M. Licht and Dr. R. Schmidt,

Patentanwälte, München 2, Theresienstr. 33Patent Attorneys, Munich 2, Theresienstr. 33

Als Erfinder benannt:
Alfred Safay Khouri, Milwaukee, Wis.;
ao Howard Urban Taylor,
Named as inventor:
Alfred Safay Khouri, Milwaukee, Wis .;
ao Howard Urban Taylor,

Thiensville, Wis. (V. St. A.)Thiensville, Wis. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Oktober 1961
(143198),
Claimed priority:
V. St. v. America October 5, 1961
(143198),

vom 26. Juli 1962 (214 446) - -dated July 26, 1962 (214 446) - -

F i g. 3 eine Seitenansicht des Bauelementes nach F i g. 2,F i g. 3 shows a side view of the component according to FIG. 2,

F i g. 4 eine Ansicht des Bauelementes nach F i g. 1 von unten;F i g. 4 shows a view of the component according to FIG. 1 from below;

F i g. 5 ist ein Schaltschema des in den F i g. 1 bis 4 einschließlich gezeigten Bauelementes.F i g. Fig. 5 is a circuit diagram of the in Figs. 1 to 4 inclusive shown component.

An Hand der Zeichnungen wird nunmehr das darin dargestellte Widerstands - Kapazitäts - Ankopplungsnetzwerk erläutert; es enthält'eine keramische Grundplatte oder Unterlage 10, die aus einem einzigen, zusammengesetzten Stück mit Endteilen 12, 14 und einem Mittelteil 16 (alle durch Linien abschattiert) und in gleicher Ebene dazwischentretenden Teilen 18 und 20 besteht; 12, 14 und 16 sind aus einem keramischen Halbleitermaterial aus reduzierten Titanaten mit hoher Dielektrizitätskonstante gebildet; 18 und 20 bestehen aus zwei nichtohmschen Keramikteilen niedriger Dielektrizitätskonstante. Keramische Körper mit benachbarten Teilen in einer Ebene, die trotzdem verschiedene elektrische Eigenschaften haben, sind im USA.-Patent 2 794 940 beschrieben und beansprucht. Gewisse Keramikmischungen mit niedrigemÄ",The resistance-capacitance coupling network shown therein will now be explained with reference to the drawings; it contains a ceramic base plate or support 10, which consists of a single, assembled piece with end parts 12, 14 and a middle part 16 (all shaded by lines) and parts 18 and 20 between them in the same plane; 12, 14 and 16 are formed from a reduced titanate ceramic semiconductor material having a high dielectric constant; 18 and 20 consist of two non-ohmic ceramic parts with a low dielectric constant. Ceramic bodies with adjacent parts in one plane, which nevertheless have different electrical properties, are described and claimed in U.S. Patent 2,794,940. Certain ceramic mixtures with a low Ä ",

709 690/477709 690/477

die in jenem Patent beschrieben sind, lassen sich bei der Herstellung der zusammengesetzten Grundplatte 10 ebensogut wie auch andere keramische Mischungen verwenden, wie weiter unten genauer beschrieben wird. Jedoch ist die keramische Zusammensetzung, die in den Teilen 12, 14 und 16 mit reduzierten Titanaten benutzt und mit den Teilen 18 und 20 mit niedrigem K verträglich ist, verschieden von den keramischen Mischungen mit hohem K, die in dem genannten Patent offenbart worden sind, speziell wegen des Zusatzes einer vorbestimmten Menge von Oxyden Seltener Erden. Die keramische Zusammensetzung der abschattierten Teile 12, 14 und 16 ist ein reduziertes Titanat im wesentlichen von der Art, wie sie im USA.-Patent 2 841 508 beschrieben und beansprucht ist. Ein Beispiel von Zusammensetzungen für die Halbleiterteile mit hohem K, die zufriedenstellende Ergebnisse gebracht haben, ist das folgende :described in that patent can be used in the manufacture of the composite baseplate 10 as well as other ceramic mixtures, as will be described in more detail below. However, the ceramic composition used in parts 12, 14 and 16 with reduced titanates and compatible with parts 18 and 20 with low K is different from the ceramic compositions with high K disclosed in the referenced patent, especially because of the addition of a predetermined amount of rare earth oxides. The ceramic composition of shaded portions 12, 14 and 16 is a reduced titanate essentially of the type described and claimed in U.S. Patent 2,841,508. An example of compositions for the high K semiconductor parts which have given satisfactory results are as follows:

Tabelle ITable I.

Stoffmaterial 11 22 33 44th 55 66th BaTiO3, «>/,
CaTiO3, %
SrTiO3, 0/0
MgZrO3, %
BaZrO3, %
CaZrO3, °/0
PbTiO3, °/0
Oxyde Seltener Erden, °/0 ...
BaTiO 3 , «> /,
CaTiO 3 ,%
SrTiO 3, 0/0
MgZrO 3 ,%
BaZrO 3 ,%
CaZrO 3 , ° / 0
PbTiO 3 , ° / 0
Oxides of rare earths, ° / 0 ...
84,5
15
0,5
84.5
15th
0.5
89
1,0
10
0,5
89
1.0
10
0.5
68
7
15
10
0,5
68
7th
15th
10
0.5
60
15
25
0,5
60
15th
25th
0.5
66
10
12
2,0
0,5
66
10
12th
2.0
0.5
70,5 bis 71,0
7,3
9
0,7
11,5 bis 12
0,5
70.5 to 71.0
7.3
9
0.7
11.5 to 12
0.5

Die Teile 12, 14 und 16, die aus diesen Zusammensetzungen gefertigt sind, besitzen die notwendigen elektrischen Eigenschaften, um die Aufgabe der Halbleiterstücke mit hohem K zu erfüllen, und sind trotzdem mit den Teilen mit niedrigem K verträglich. Wie man sehen kann, darf die spezielle Zusammensetzung erheblich verändert werden, obwohl annehmbare elektrische Eigenschaften erhalten bleiben; es muß jedoch bemerkt werden, daß jede der Proben Bariumtitanat (BaTiO3) und einen Gehalt an Oxyden Seltener Erden enthält. Die anderen Materialien Calciumtitanat (CaTiO3), Strontiumtitanat (SrTiO3), Magnesiumzirkonat (MgZrO3), Bariumzirkonat (BaZrO3), Calciumzirkonat (CaZrO3) und Bleititanat (PbTiO3) werden nach Wunsch zugefügt. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß zufriedenstellende Ergebnisse von keramischen Mischungen erhalten werden können, die die folgenden Materialien innerhalb der angedeuteten Bereiche enthalten:Parts 12, 14 and 16 made from these compositions have the necessary electrical properties to perform the function of the high K semiconductor dice and are nonetheless compatible with the low K parts. As can be seen, the particular composition may be varied significantly while maintaining acceptable electrical properties; however, it should be noted that each of the samples contains barium titanate (BaTiO 3 ) and rare earth oxides. The other materials calcium titanate (CaTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), magnesium zirconate (MgZrO 3 ), barium zirconate (BaZrO 3 ), calcium zirconate (CaZrO 3 ) and lead titanate (PbTiO 3 ) are added as desired. In practice it has been found that satisfactory results can be obtained from ceramic mixtures containing the following materials within the indicated ranges:

Tabelle IITable II

Stoffmaterial

BaTiO3 BaTiO 3

CaTiO3 CaTiO 3

SrTiO3 SrTiO 3

MgZrO3 MgZrO 3

BaZrO3 BaZrO 3

CaZrO3 CaZrO 3

PbTiO3 PbTiO 3

Oxyde Seltener ErdenRare earth oxides

60 bis 90 0 bis 25 0 bis 25 Obis I 0 bis 18 0 bis 13 Obis 560 to 90 0 to 25 0 to 25 Obis I 0 to 18 0 to 13 obis 5

0,2 bis 1,20.2 to 1.2

3535

4040

4545

5555

Was die Oxyde Seltener Erden betrifft, so werden vorzugsweise 0,5°/0 benutzt; jedoch lassen sich auch zufriedenstellende Ergebnisse erreichen, wenn Mengen innerhalb des angedeuteten Bereichs benutzt werden. Es muß beachtet werden, daß die speziellen Zutaten der Mischung und ihre Mengen so ausgewählt werden, daß gewisse verlangte elektrische Merkmale, Kapazität, Leistungsfaktor und Widerstand und deren verlangte Werte gewährleistet werden.Regarding the oxides of rare earths, so preferably 0.5 ° / 0 are used; however, satisfactory results can be obtained using amounts within the indicated range. It must be ensured that the particular ingredients of the mixture and their amounts are selected so as to ensure certain required electrical characteristics, capacitance, power factor and resistance and their required values.

Beispiele für keramische Mischungen mit niedrigem K für die Teile 18 und 20, die sich mit den obigen Zusammensetzungen vertragen, sind folgende:Examples of low K ceramic mixes for parts 18 and 20 that are compatible with the above compositions are as follows:

Tabelle IIITable III

Stoffmaterial 11 22 33 44th 55 BaTiO3, »/ο
CaTiO3, 0/0
SrTiO3, e/o
MgZrO3, °/o
BaZrO3, °/0
CaZrO3, 0/0
BaTiO 3 , »/ ο
CaTiO 3 0/0
SrTiO 3 , e / o
MgZrO 3 ,%
BaZrO 3 , ° / 0
CaZrO.sub.3, 0/0
3
77
2
18
3
77
2
18th
44
36
2
18
44
36
2
18th
56
21,5
16,5
0,5
5,5
56
21.5
16.5
0.5
5.5
65
18
1
14
2
65
18th
1
14th
2
71
7,3
9
0,7
12
71
7.3
9
0.7
12th

Teile 18 und 20, die aus den obigen Zusammensetzungen gefertigt sind, vertragen sich mit den Materialien der Tabelle I mit hohem K und weisen, nachdem sie gemäß unten folgender Beschreibung gebrannt sind, die notwendigen elektrischen Eigenschaften auf, um ihre Aufgabe als Stücke mit niedrigem K zu erfüllen. Wie man in Tabelle III sehen kann, läßt sich die spezielle Zusammensetzung der Keramikmischungen mit niedrigem K beträchtlich verändern, obwohl annehmbare elektrische Eigenschaften erhalten bleiben; zufriedenstellende Ergebnisse wurden beim Benutzen von Mischungen erreicht, in denen die Materialien innerhalb der folgenden Bereiche liegen:Parts 18 and 20 made from the above compositions are compatible with the high K materials in Table I and, after being fired as described below, have the necessary electrical properties to perform their function as low K pieces to meet. As can be seen in Table III, the particular composition of the low K ceramic mixtures can be varied significantly while maintaining acceptable electrical properties; Satisfactory results have been obtained using blends in which the materials are within the following ranges:

Tabelle IVTable IV °/o° / o Stoffmaterial O bis 71
7 bis 77
0,5 bis 2
5 bis 40
O bis 17
O to 71
7 to 77
0.5 to 2
5 to 40
O to 17
BaTiOBaTiO O bis 10O to 10 CaTiO3 CaTiO 3 MgZrO3 ...MgZrO 3 ... BaZrO3 ...BaZrO 3 ... SrTiO3 SrTiO 3

Es ist zu bemerken, daß BaTiO3, obwohl sein Einschluß bevorzugt wird, auch auf Wunsch fortgelassenIt should be noted that while BaTiO 3 is preferred, it can be omitted if desired

werden und doch ein zufriedenstellendes Ergebnis erreicht werden kann. Wieder ist zu beachten, daß die speziellen Zutaten und ihre Mengen so ausgewählt werden, daß bestimmte verlangte elektrische Eigenschaften, Kapazität, Leistungsfaktor und Widerstand und deren verlangte Werte gewährleistet werden.and yet a satisfactory result can be achieved. Again, note that the special ingredients and their quantities are selected so that certain required electrical properties, Capacity, power factor and resistance and their required values can be guaranteed.

Bestimmte Zusammensetzungen von Keramiken mit hohem und niedrigem K können nach Wunsch kombiniert werden, um eine ebene Platte mit der bevorzugten Kombination wie im Beispiel 6 der Tabelle I und im Beispiel 3 der Tabelle 111 zu formen. Die ebene Platte kann in der im USA-Patent 2 794 940 beschriebenen Weise geformt werden; sie wird in Luft bei einer Temperatur von etwa 1350° C reif gebrannt. Nach diesem Brennen haben die abschattierten Teile 12 bis 16 der Platte noch nicht die Eigenschaften eines Halbleiters. Die Platte wird dann bei einer Temperatur von 1175°C in einer Atmosphäre, die Wasserstoff oder Kohlenmonoxyd enthält, oder in anderen reduzierenden Atmosphären wieder gebrannt, um die Teile 12, 14 und 16 zu reduzieren und so die durchgehenden Halbleitereigenschaften zu entfalten. Die zwischenliegenden Teile 18 und 20 mit niedrigem K haben eine Dielektrizitätskonstante von etwa 1300.Certain compositions of high and low K ceramics can be combined as desired to form a planar plate having the preferred combination as in Example 6 of Table I and Example 3 of Table III. The flat plate can be molded in the manner described in U.S. Patent 2,794,940; it is ripe fired in air at a temperature of around 1350 ° C. After this firing, the shaded parts 12 to 16 of the plate do not yet have the properties of a semiconductor. The plate is then reburned at a temperature of 1175 ° C. in an atmosphere containing hydrogen or carbon monoxide, or in other reducing atmospheres, in order to reduce parts 12, 14 and 16 and thus develop the continuous semiconductor properties. The intermediate low K portions 18 and 20 have a dielectric constant of about 1300.

Bei einigen Anwendungen wünscht man, das K der Teile mit niedrigem K auf einen möglichst kleinen Wert zu bringen; zu diesem Zweck hat sich erwiesen, daß ein K bis herunter zu 100 bis 120 durch einen Körper erreicht werden kann, der mit den Teilen aus reduzierten Titanaten verträglich ist. Ein Beispiel einer Keramikmischung für einen solchen Körper ist:In some applications it is desirable to keep the K of the low K parts as small as possible; for this purpose it has been found that a K down to 100 to 120 can be achieved by a body which is compatible with the parts made from reduced titanates. An example of a ceramic mixture for such a body is:

Stoffmaterial

BaTiO3 BaTiO 3

CaTiO3 CaTiO 3

SrTiO3 SrTiO 3

MgZrO3 MgZrO 3

BaZrO3 BaZrO 3

Oxydmischungen von Seltenen ErdenOxide mixtures of rare earths

10,0 48,010.0 48.0

2,0 40,02.0 40.0

Diese Keramikmischung mit niedrigem K ähnelt jener der Tabelle III insofern, als sie auch Bariumtitanat, Calciumtitanat, Magnesiumzirkonat und Bariumzirkonat enthält.This low K ceramic blend is similar to that of Table III in that it also includes barium titanate, calcium titanate, magnesium zirconate, and barium zirconate.

Nach dem Reduktionsbrennen wird dann die Vorderfläche der Platte 10 mit silberbedruckten Elektroden in an sich bei der Kondensatortechnik bekannter Art versehen. Elektroden 22, 24 und 26 werden an den reduzierten Titanatteilen 12, 14 und 16 angebracht und durch Leiter 28 und 30 elektrisch verbunden, die an den Teilen 18 und 20 mit niedrigem K angebracht werden. Diese Elektroden und Leiter können als ein zusammenhängendes Silberdruckmuster wie in der Darstellung auf die Fläche gebracht werden. Elektroden 32, 34 und 36 werden ebenfalls wie in der Darstellung an den reduzierten Titanatteilen 12,14 und 16 angebracht. Sie liegen in einer Ebene mit den Elektroden 22, 24 und 26 und bilden mit ihnen (durch Kanteneffekt) Kapazitäten, die mit C1, C2 und C3 in F i g. 5 bezeichnet sind.After the reduction firing, the front surface of the plate 10 is then provided with silver-printed electrodes in a manner known per se in capacitor technology. Electrodes 22, 24 and 26 are attached to the reduced titanate parts 12, 14 and 16 and are electrically connected by conductors 28 and 30 attached to the low K parts 18 and 20. These electrodes and conductors can be applied to the surface as a continuous silver print pattern as shown in the illustration. Electrodes 32, 34 and 36 are also attached to the reduced titanate parts 12, 14 and 16 as shown. They lie in one plane with the electrodes 22, 24 and 26 and form with them (due to the edge effect) capacitances which are denoted by C 1 , C 2 and C 3 in FIG. 5 are designated.

Die Elektroden 32, 34 und 36 sind elektrisch mit Anschlußfahnen 38, 40 und 42 verbunden, die wie in der Darstellung auf den Teilen 18 und 20 mit niedrigem K silbergedruckt sind. Die Fahnen können mit den Elektroden 32, 34 und 36 als Teile des selben Silberdruck musters aufgebracht werden. Eine weitere, gesonderte Anschlußfahne 44 ist auf dem Teil 20 mit niedrigem K angebracht, und ein spezieller Wider-Standsstreifen R2 (punktiert dargestellt) aus Kohlenwiderstandsschicht ist im Siebdruck in an sich bekannter Weise auf dem Teil 20 mit niedrigem K aufgebracht und verbindet den Leiter 30 mit der Anschlußfahne 44. Die Teile mit niedrigem K werden alsoElectrodes 32, 34 and 36 are electrically connected to tabs 38, 40 and 42 which are printed in low K silver on parts 18 and 20 as shown. The flags can be applied with the electrodes 32, 34 and 36 as parts of the same silver print pattern. Another, separate terminal lug 44 is attached to part 20 with low K , and a special resistance strip R 2 (shown in dotted lines) made of carbon resistance layer is screen-printed in a manner known per se on part 20 with low K and connects the conductor 30 with the terminal lug 44. The parts with low K are thus

ίο benutzt, um die Grundlage für die Leiter und Anschlußfahnen und die Unterlage für den Widerstandsstreifen zu bilden und so gut gelötete Anschlüsse zu ermöglichen.ίο used to lay the foundation for the conductors and terminal lugs and to form the base for the resistance strip and so well soldered connections enable.

Da die Kapazitäten C1, C2 und C3 auf den HaIbleiterteilen entstanden und ihre Dielektriken durch äußerst dünne Grenzschichten gebildet sind, hat jeder im Verhältnis zu seiner körperlichen Größe eine hohe Kapazität. Die eingekapselte Einheit, wie sie in Fig. 1 zu sehen ist, hat kleine Abmessungen von 20 χ 10 X 3,6 mm. Unter Zugrundelegung einer typischen Betriebsspannung von 0,5 Volt haben diese Kondensatoren Werte von 0,01 F bis 2,0 F, und der Widerstand R2 liegt in der Gegend von etwa 10 000 Ohm.Since the capacitances C 1 , C 2 and C 3 arose on the semiconductor parts and their dielectrics are formed by extremely thin boundary layers, each has a high capacitance in relation to its physical size. The encapsulated unit, as seen in Fig. 1, has small dimensions of 20 10 X 3.6 mm. Assuming a typical operating voltage of 0.5 volts, these capacitors have values of 0.01 F to 2.0 F and the resistance R 2 is in the region of about 10,000 ohms.

a5 Ein mit R1 in F i g. 5 bezeichneter Widerstand wird zwischen den Elektroden 26 und 36 geschaffen und durch teilweises Abschleifen benachbarter Teile dieser Elektroden oder durch Punktlötung oder Lötverzinnung der benachbarten Oberflächen dieser Elektroden an den Teilen abgeglichen, die durch die kreuzmarkierten Flächen 46 und 48 angedeutet sind. Der Wert dieses Widerstandes in diesem Beispiel beträgt 300 Ohm. Jedoch können so auch Widerstände von 20 Ohm bis 20 Megohm erreicht werden. Der verlangte Widerstand wird ohne Zusatz von Körpergefüge oder ohne gesondertes Beiwerk hergestellt; daher wird der Miniaturcharakter gewahrt und der Preis gesenkt. Man nimmt an, daß der Widerstand geschaffen wird, wenn ein Teil der nichtohmschen Grenzschicht unter dem Teil der Elektrode, der abgeschliffen oder lötverzinnt wird, ausgeschlossen wird. An einer solchen Stelle verhalten sich die Elektroden wie ohmsche Metallwiderstände auf Halbleitermaterial. Der Wert des Widerstands /?a kann durch Benutzen der Formela5 A with R 1 in F i g. 5 is created between the electrodes 26 and 36 and balanced by partially grinding off adjacent parts of these electrodes or by point soldering or soldering of the adjacent surfaces of these electrodes on the parts indicated by the cross-marked areas 46 and 48. The value of this resistor in this example is 300 ohms. However, resistances of 20 ohms to 20 megohms can also be achieved in this way. The required resistance is produced without the addition of body structure or without special accessories; therefore, the miniature character is preserved and the price is reduced. It is believed that the resistance is created when a portion of the non-ohmic interface under the portion of the electrode that is being abraded or soldered is excluded. At such a point, the electrodes behave like ohmic metal resistors on semiconductor material. The value of the resistance /? a can be obtained using the formula

bestimmt werden, worin ρ der spezifische Widerstand des Halbleitermaterials bei einer Gleichspannung ist, unter der das elektrische Widerstands-Kondensatorkreiselement benutzt werden soll; L ist der Abstand oder der geometrische Mittelabstand und A die Durchschnittsfläche der beiden oben beschriebenen, die ohmschen Kontakte darstellenden Flächen der Kondensatorelektroden. determining where ρ is the resistivity of the semiconductor material at a DC voltage below which the electrical resistance capacitor circuit element is to be used; L is the distance or the geometric center distance and A is the average area of the two above-described areas of the capacitor electrodes which represent the ohmic contacts.

Der spezifische ohmsche Widerstand kann auf einen Wert zwischen 50 und 1000 Ohm · cm gebracht und beherrscht werden. Durch Berechnung der Kondensatorelektroden und ihrer zu behandelnden Abschnitte und der Abmessungen des Halbleitermaterials, das die entsprechenden Elektrodenteile trennt, können die Werte für den Widerstand und den Kondensator vorausbestimmt werden.The specific ohmic resistance can be brought to a value between 50 and 1000 ohm · cm and be mastered. By calculating the capacitor electrodes and their sections to be treated and the dimensions of the semiconductor material separating the respective electrode parts, the Values for the resistor and the capacitor can be predetermined.

Aus dem vorstehenden wird ersichtlich, daß bei der Handhabung der Einheit und beim Anbringen des Drahtanschlusses 1 an der Anschlußfahne 38, desFrom the foregoing it will be seen that when handling the unit and when installing the Wire connection 1 on the terminal lug 38, des

7 87 8

Drahtanschlusses 2 am Leiter 28, des Drahtan- BaTiO3 0 bis 71Wire connection 2 on conductor 28, of the wire BaTiO 3 0 to 71

Schlusses 3 an der Anschlußfahne 42, des Drahtan- CaTiO3 7 bis 77Final 3 at the terminal lug 42, of the wire CaTiO 3 7 to 77

Schlusses 4 an der Anschlußfahne 44 und des Draht- MgZrO3 0,5 bis 2Final 4 at the terminal lug 44 and the wire MgZrO 3 0.5 to 2

anschlusses 5 an der Anschlußfahne 40 darauf Bedacht BaZrO3 5 bis 40connection 5 on the connection lug 40 in accordance with BaZrO 3 5 to 40

genommen werden muß, nicht die Grenzschicht unter 5 „ .,, ., , . , _ . , , ,must be taken, not the boundary layer under 5 ". ,,.,,. , _. ,,,

den Elektroden zu zerstören. Ein Weg, um dies zu 3 Keramik nach Anspruch 2, dadurch gekenn-destroy the electrodes. One way of doing this. 3 Ceramic according to Claim 2, characterized in

erreichen, ist, zunächst eine inaktive Druckschicht . Ζ™ίΤΐ ?J?r ™ Tu%l?TtΪΤachieve is, first of all, an inactive print layer. Ζ ™ ίΤΐ? J? R ™ Tu % l? Tt ΪΤ

über diese Elektroden zu ziehen. Während des An- ^f ° bis 25»/0 CaTiO 0 bis 25% SrTiO3, O bisto pull over these electrodes. During start-f ^ ° to 25 "/ 0 CaTiO 0 to 25% SrTiO 3, O to

bringens der Drahtanschlüsse im Tauchbad bleibt das J,°/o MgZrO» O bis 18°/e BaZrO3, O bis 13·/,Bringing the wire connections in the immersion bath, the J, ° / o MgZrO »O to 18 ° / e BaZrO 3 , O to 13 · /,

Lot an einem solchen, vorsorglich aufgebrachten i. Ca?r03 und °>5°/o PbT>°3 enthalt undaßI dieLot on such a precautionary i. Ca ? r0 3 and °> 5 ° / o PbT > ° 3 contains undassi the

Überzug nicht hängen, nimmt also keinen Einfluß auf mC^mTn t, ^ λ l°t '° 3 Coating does not hang, so it has no influence on mC ^ m Tn t, ^ λ l ° t '° 3

die Grenzschicht. Ein solcher Überzug schützt auch und O b)s 10 /0 CaZrO3 enthaltthe boundary layer. Such a coating also protects and O b) s 10/0 contains CaZrO 3

die Elektroden vor Abschliff während der Behandlung .\Κβ^?Λϊτ AnsPruch \' dadurch gekenn-the electrodes before grinding during the treatment. \ Κβ ^? Λϊτ Ans P ruch \ ' thereby identified

in den folgenden Arbeitsgängen. Wenn die Einheit f\chnf' daß ^e Masse aus reduzierten Titanatenin the following operations. If the unit f \ chn f ' that ^ e mass of reduced titanates

fertig ist, wird sie in üblicher Weise durch einen isolie- 15 folSende Anteile m Gewichtsprozent enthalt:is finished, it is contains end by an isolate 15 fol S shares m percent by weight in a conventional manner:

renden Überzug eingekapselt. BaTiO3 70,5 bis 71encapsulated coating. BaTiO 3 70.5 to 71

CaTiO3 7,3CaTiO 3 7.3

SrTiO3 9,0SrTiO 3 9.0

Claims (2)

Patentansprüche: MgZrO3 0,7 20 BaZrO3 12,0 bis 11,5Claims: MgZrO3 0.7 20 BaZrO3 12.0 to 11.5 1. In einem zusammengesetzten, planparallelen Oxydmischungen von1. In a composite, plane-parallel oxide mixture of elektrischen Substrat verwendbare Keramik aus Seltenen Erden 0,5electrical substrate usable rare earth ceramic 0.5 wenigstens zwei zusammengefügten Massen mit ver- ,,„.· -ii , +, r , ja..·«at least two joined masses with verb ,, ". · -ii , +, r , ja .. ·" schiedenen elektrischen Eigenschaften, von denen und daß die mchtohmsche Masse folgende Anteiledifferent electrical properties, of which and that the Mchtohmsche mass the following proportions die eine eine nichtohmsohe Masse mit einem be- .5 m Gewichtsprozent enthalt:one of which contains a non-ohmic mass with a weight percent of approx. 5 m: stimmten Gehalt an Calciumtitanat, Magnesium- BaTiO3 56correct content of calcium titanate, magnesium BaTiO 3 56 zirkonat und Bariumzirkonat ist und die andere CaTiO3 21,5zirconate and barium zirconate and the other is CaTiO 3 21.5 eine aus reduzierten Titanaten mit einem bestimm- SrTiO3 16,5one from reduced titanates with a certain SrTiO 3 16.5 ten Gehalt an Bariumtitanat besteht, dadurch MgZrO3 0,5th content of barium titanate, thereby MgZrO 3 0.5 gekennzeichnet, daß der Masse aus redu- 30 BaZrO3 5,5characterized in that the mass of redu- 30 BaZrO 3 5.5 zierten Titanaten Oxyde Seltener Erden zugesetzt r T, .. , . , Λ , , . ,adorned titanate oxides of rare earths added r T , ..,. , Λ,, . , sind, um die Massen im Hinblick auf ihre chemi- 5 Keramik nach Anspruch 1, dadurch gekenn-are to the masses in terms of their chemical 5 ceramics according to claim 1, characterized in schen Eigenschaften und ihr Brennverhalten ver- zeichnet daß die Masse aus reduzierten TitanatenThe properties and their burning behavior are shown by the fact that the mass consists of reduced titanates träglich zu machen die Sleichen Gewichtsprozente wie im Anspruch 4träglich to make the S balance weight percentages as defined in claim 4 2. Keramik nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 35 und u daß die nicht°hmsche Masse folgende Gezeichnet, daß die Masse aus reduzierten Titanaten Wichtsprozente enthalt:2. Ceramic according to claim 1, characterized in 35 and u that the nich t ° h msche mass fol g ends drawn that the mass of reduced titanates contains weight percentages: folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent BaTiO3 10,0the following composition in percent by weight BaTiO 3 10.0 aufweist: CaTiO3 48,0has: CaTiO 3 48.0 BaTiO3 60 bis90 MgZrO3 2,0BaTiO 3 60 to 90 MgZrO 3 2.0 Oxyde Seltener Erden 0,2 bis 1,2 *° HaZrO3 >υ Oxides of rare earths 0.2 to 1.2 * ° HaZrO 3 > υ während die nichtohmsche Masse zusammen- In Betracht gezogene Druckschriften:while the non-ohmic mass together- Considered publications: gesetzt ist aus USA.-Patentschriften Nr. 2 841 508. 2 794 940.is set from U.S. Patents No. 2,841,508. 2,794,940. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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