DE19828574A1 - Verfahren zur Metallisierung von Oberflächenbereichen kleinvolumiger keramischer Formkörper - Google Patents

Abstract

Kleinvolumige keramische Formkörper sind Bestandteil elektronischer Bauteile, wie beispielsweise Träger elektronischer Schaltungen, Widerstände, Kondensatoren und Spulenkörper. Zur Herstellung elektrisch leitender Anschlüsse werden diese Formkörper auf den dazu vorgesehenen Oberflächenbereichen metallisiert. Wenn das Auftragen der Metallisierungspaste in bekannter Weise durch Rollen, Siebdruck oder Tampondruck erfolgt, können Probleme bezüglich der Haftfestigkeit auftreten, weil die vorgegebenen Kontaktflächen sehr kleine Abmessungen aufweisen. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, daß die zu metallisierenden Oberflächenbereiche der Formkörper in die Metallisierungspaste getaucht werden. Durch das Tauchen wird eine wesentlich größere Fläche mit Metallisierungspaste benetzt, so daß die Haftfestigkeit der Metallisierung und damit der Lötverbindungen wesentlich gesteigert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Metallisierung von Oberflächenbereichen kleinvolumiger keramischer Formkörper entsprechend dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Keramische Formkörper sind Bestandteile elektronischer Bauteile, wie beispielsweise Träger elektronischer Schaltungen, Widerstände, Kondensatoren und Spulenkörper. Um insbesondere bei kleinvolumigen Formkörpern Kontaktflächen für Lötverbindungen herstellen zu können, werden die Formkörper an den dazu vorgesehenen Oberflächenbereichen, den Kontaktflächen, metallisiert. Wenn der Formkörper anschließend entsprechend seinem vorgesehenen Verwendungszweck bearbeitet worden ist, beispielsweise als Spulenträger mit einer Wicklung versehen, wird er mit seinen Kontaktflächen auf eine Schaltung gelötet oder Anschlüsse werden auf den Kontaktflächen angelötet.

Die Metallisierung der Kontaktflächen erfolgt in bekannter Weise durch Auftragen einer Metallisierungspaste auf die Bauteile auf die dafür vorgesehenen Oberflächenbereiche und einer anschließenden Wärmebehandlung. Bei kleinvolumigen Formkörpern wird die Metallisierungspaste durch Rollen, Siebdruck oder Tampondruck aufgetragen. Diese Auftragsverfahren sind beispielsweise aus "Mo-Mn Metallization on AlN Substrate", Ceramic Transactions, 15/1990, Seiten 365-374, bekannt. Beispielsweise bei U-förmigen keramischen Spulenkörpern mit besonders kleinen Abmessungen des Wickelkörpers von etwa 6 mm Länge, 4 mm Breite und 3 mm Höhe haben die Schenkel eine Länge von etwa 0,6 mm bei einer Breite von etwa 1,2 mm. Die jeweils zu metallisierende Fläche auf den Stirnseiten der U-Schenkel beträgt damit etwa 3,6 mm². Durch die bekannten Druckverfahren werden die sich an die Stirnfläche anschließenden Flächen der Schenkel nur in sehr geringem Maße mit der Lötpaste benetzt. Bei Lötverbindungen auf vorgegebenen Kontaktflächen mit solch kleinen Abmessungen können Probleme bezüglich der Haftfestigkeit auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Haftfestigkeit der für Lötverbindungen vorgesehenen Metallisierung auf den Kontaktflächen kleinvolumiger keramischer Formkörper zu verbessern.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit Hilfe der kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beansprucht.

Die wichtigsten Parameter einer Lötverbindung sind die Zusammensetzungen des Keramikwerkstoffs, der Metallisierungspaste und des Lots sowie die geforderte Haftfestigkeit, die im Wesentlichen durch die Größe der Kontaktfläche beeinflußt wird. Bei den bekannten Auftragsverfahren der Metallisierungspaste wird eine Vielzahl von Formkörpern so ausgerichtet, daß die zu bedruckenden Flächen alle in die gleiche Richtung ausgerichtet sind. Diese Stirnflächen der Formkörper werden dann mit der Metallisierungspaste bedruckt. Die sich an der bedruckten Stirnfläche anschließenden Flächen werden durch die über den Rand quellende Metallisierungspastein der Regel bis zu einer Ausdehnung von etwa 0,06 mm benetzt. Das erfindungsgemäße Eintauchen der Formkörper in die Metallisierungspaste dagegen ermöglicht außer der Metallisierung der jeweiligen Stirnflächen darüber hinaus eine Metallisierung der sich daran anschließenden Flächen, insbesondere von Schenkelflächen, in beliebigem Umfang.

Insbesondere bei Bauteilen mit von dem Formkörper wegweisenden Schenkeln, deren Stirnflächen zur Herstellung von Kontaktflächen metallisiert werden sollen, kann die Tauchtiefe der Schenkel bis zu 90% der Schenkellänge betragen. Bevorzugt wird ein Bereich mit einer Tauchtiefe bis zu 60% der Schenkellänge.

Die Tauchtiefe wird insbesondere in Abhängigkeit von der Größe der Formkörper und damit in Abhängigkeit der Schenkellänge gewählt. Je kleiner die Schenkellänge, desto größer kann die Tauchtiefe im Verhältnis zur Schenkellänge sein, um dadurch eine möglichst große metallisierte Fläche zu erhalten. Bei einer Schenkellänge von beispielsweise 0,6 mm würde bei einer Tauchtiefe von 60% der Schenkellänge die metallisierte Schenkellänge bei 0,36 mm liegen.

Über die Vergrößerung der metallisierten Fläche läßt sich die Haftfestigkeit der Metallisierung und dadurch auch einer Lötverbindung entsprechend erhöhen. Bei einer Vergrößerung der metallisierten Fläche um mindestens 50% kann eine mehr als doppelt so große Haftfestigkeit erreicht werden. Ein weiterer Vorteil gegenüber dem bekannten Verfahren zum Auftragen der Metallisierungspaste ist der einfachere und schnellere Ablauf des Verfahrens und dadurch bedingt seine größere Wirtschaftlichkeit.

Die Formkörper werden für den erfindungsgemäßen Tauchvorgang mittels einer Einrichtung alle in derselben Ausrichtung so gehalten, daß die zu metallisierenden Oberflächenbereiche nach unten weisen und die Stirnflächen, auf denen die Anschlüsse erfolgen sollen, alle in der gleichen Höhe angeordnet sind.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren gibt es zwei Möglichkeiten, um die Metallisierungspaste für den Tauchvorgang bereitzuhalten. Die Metallisierungspaste kann zum einen in einer Wanne bereitgehalten werden. Das erfordert, daß mit steigender Entnahme der Metallisierungspaste durch die Tauchvorgänge jeder Tauchvorgang auf den sinkenden Pegel der Metallisierungspaste abgestimmt oder aber die Füllung der Metallisierungspaste in der Wanne auf einen konstanten Pegel eingestellt wird.

Als Alternative kann die Metallisierungspaste auf einer ebenen, horizontal angeordneten Fläche in einer vorgegebenen Schichtdicke aufgetragen werden. Dazu kann die Metallisierungspaste mittels einer Rakel auf der Fläche so verstrichen werden, daß für den Tauchvorgang die erforderliche Tauchtiefe zur Verfügung steht. Die Formkörper werden dann mit ihren zu metallisierenden Flächen in die Metallisierungspaste getaucht. Das Tauchen kann bis zum Aufsetzen auf die Fläche erfolgen, die die Metallisierungspaste trägt. Dadurch wird eine stets gleichmäßige Metallisierung erreicht. Die Viskosität der Metallisierungspaste muß allerdings so eingestellt sein, daß nach dem Abheben die Kontaktflächen mit der Metallisierungspaste in der erforderlichen Schichtdicke benetzt sind. Nach jedem Tauchvorgang wird die Fläche aufs Neue mit der Metallisierungspaste in der vorgegebenen Schichtdicke bestrichen. Dazu kann zuvor die Metallisierungspaste des vorhergehenden Tauchvorgangs vollständig von der Fläche entfernt werden. Bei diesem Verfahren ist, im Gegensatz zu dem vorhergehenden Tauchverfahren, kein schwankender Pegel der Metallisierungspaste in einer Wanne zu berücksichtigen.

Die Viskosität und damit die Spreitung der Metallisierungspaste übt einen wesentlichen Einfluß auf das Ergebnis der Metallisierung aus. Deshalb ist es von Vorteil, wenn sich beim Tauchen der zu metallisierenden Oberflächenbereiche der Formkörper die Oberfläche der Metallisierungspaste infolge der Verdrängung, beispielsweise durch die eintauchenden Schenkel von Spulenkörpern, nicht aufwölbt. Dadurch wird vermieden, daß die Metallisierungspaste einen Bereich benetzt, der nicht metallisiert werden darf, beispielsweise den Bereich der Spulenkörper, der die Bewicklung trägt. Wird beispielsweise Terpineol zur Verpastung gebraucht, tritt beim Eintauchen eines Formkörpers aufgrund seines langsamen Verlaufens eine Verwellung der Pastenoberfläche auf. Als vorteilhaft hat sich eine hohe Viskosität von etwa 160 000 bis 250 000 mPa.s erwiesen. Eine solche Viskosität hat beispielsweise eine Metallisierungspaste, die Metallpulver und Glasfritte in einer Lösung aus (2-Butoxyethyl)-acetat enthält. Wegen seiner guten Fließeigenschaften wird mit (2-Butoxyethyl)-acetat ein sehr hoher Füllgrad von über 85% Feststoffe in der Metallisierungspaste erreicht. Metalle wie Wolfram, Molybdän oder Silber- Palladium-Legierungen sind zur Metallisierung besonders geeignet.

Die Verweildauer der zu metallisierenden Oberflächenbereiche der Formkörper in der Metallisierungspaste kann vorteilhaft auf die Tauchtiefe, die Viskosität und die Tauchgeschwindigkeit abgestimmt werden und beträgt etwa 0,2 bis 2 Sekunden.

Um eine Tropfenbildung der Metallisierungspaste an den Kontaktflächen, insbesondere an den Stirnflächen, auf denen später der Anschluß erfolgt, zu vermeiden, kann in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die überschüssige Metallisierungspaste auf einer dazu vorgesehenen Fläche, beispielsweise einer Abtropfplatte, abgetropft werden. Dazu werden die Formkörper kurzzeitig mit ihren mit der Metallisierungspaste bedeckten Stirnflächen auf eine ebene Fläche aufgesetzt. Beim Abheben von dieser Fläche bleibt die überschüssige Metallisierungspaste zurück, so daß sich keine Tropfen bilden.

Diese ebene Fläche kann als Abtropfplatte auch strukturiert sein. Die Strukturierung kann beispielsweise aus beabstandeten, schmalen parallelen Nuten oder Rillen bestehen, die auch ein Gitternetz bilden können, in die die überflüssige Metallisierungspaste abfließt. Die Nuten oder Rillen können zu einer Seite der Abtropfplatte geneigt sein, so daß die überschüssige Metallisierungspaste aus der Struktur selbsttätig abfließen kann. Liegt die Abtropfplatte höher als die Tauchwanne mit der Metallisierungspaste, können die Nuten oder Rillen der Struktur so geneigt sein, daß die überflüssige Metallisierungspaste in die Wanne zurückfließt.

Die ebene Fläche kann auch ein Sieb oder Drahtgeflecht sein, das über einer Fläche angeordnet ist. Beim Aufsetzen der Stirnflächen der Formkörper auf das Sieb tropft die überschüssige Metallisierungspaste durch das Sieb auf diese Fläche. Wenn diese Fläche zur Tauchwanne mit der Metalliserungspaste geneigt ist, fließt auch hier die überschüssige Metallisierungspaste selbsttätig in die Wanne zurück.

Als Verweildauer auf der Fläche zum Abtropfen der überschüssigen Metallisierungspaste hat sich, in Abhängigkeit vom Grad der Metallisierung und der Viskosität der Metallisierungspaste, eine Zeit von 0,2 bis 2 Sekunden als vorteilhaft erwiesen.

Um ein kontinuierliches Metallisieren der Formkörper durchführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Fläche, auf der die überschüssige Metallisierungspaste abgetropft wird, anschließend sofort gesäubert wird. Die überschüssige Metallisierungspaste kann beispielsweise mit einer Rakel abgezogen werden oder die Fläche wird durch eine andere, bereitstehende Fläche ersetzt, die gesäubert ist. Während auf dieser Fläche die überschüssige Metallisierungspaste eines zuvor durchgeführten Tauchvorgangs abgetropft wird, kann die zuvor benutzte Fläche gesäubert werden.

Der Tauchvorgang sowie das anschließende Abgeben der überschüssigen Metallisierungspaste kann vorteilhaft dadurch beschleunigt werden, daß zwischen dem Auftragen der Metallisierungspaste und dem Abgeben der überschüssigen Metallisierungspaste die Einrichtung mit den gehaltenen Formkörpern und die Wanne oder Fläche mit der Metallisierungspaste sowie die Fläche zur Aufnahme der überschüssigen Metallisierungspaste relativ zueinander bewegt werden. Dabei sind die Wanne mit der Metallisierungspaste bzw. die Fläche mit der aufgerakelten Metallisierungspaste sowie die Fläche zur Abgabe der überschüssigen Metallisierungspaste nebeneinander angeordnet. Entweder steht die Einrichtung mit den zu metallisierenden Formkörpern still und die Wanne oder Fläche mit der Metallisierungspaste und die Fläche zur Abgabe der überschüssigen Metallisierungspaste werden unter der Einrichtung hin- bzw.

hergefahren oder die Wanne oder Fläche mit der Metallisierungspaste und die Fläche zur Abgabe der überschüssigen Metallisierungspaste verbleiben ortsfest und die Einrichtung mit den gehaltenen Formkörpern wird zwischen Metallisierungspaste und der Fläche zur Abgabe der überschüssigen Metallisierungspaste hin- und hergefahren.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch vorteilhaft bei der Metallisierung von knochenförmigen oder stabförmigen Formkörpern einsetzen, wie sie beispielsweise als Spulenkörper bzw. Widerstände genutzt werden. Senkrecht in den Löchern eines Gurts steckend kann zunächst die eine und nach dem Umspannen des Gurts die zweite Stirnseite durch Tauchen in die Metallisierungspaste metallisiert werden. Der Gurt mit den Formkörpern wird waagerecht in eine geeignete Haltevorrichtung an der Einrichtung zur Handhabung der Formkörper gespannt.

Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Metallisierung von Oberflächenbereichen keramischer Formkörper geringer Abmessungen, bei der die Einrichtung zur Handhabung der Formkörper in der Ausgangsstellung über einem verfahrbaren Tisch mit einer mit Metallisierungspaste gefüllten Wanne steht,

Fig. 2 die Formkörper während des Tauchens in die Metallisierungspaste

Fig. 3 die Formkörper, auf eine Abtropfplatte aufgesetzt, zum Entfernen überflüssiger Metallisierungspaste,

Fig. 4 die metallisierten Formkörper, die zur Abnahme von der Einrichtung zu ihrer Handhabung bereitgehalten werden, und die Säuberung der Abtropfplatte,

Fig. 5 eine weitere Vorrichtung, bei der eine verfahrbare Einrichtung zur Handhabung der Formkörper in ihrer Ausgangsstellung über einer Fläche steht, auf der eine Schicht mit Metallisierungspaste aufgetragen ist,

Fig. 6 einen Tisch mit einer strukturierten Fläche als Abtropfplatte und

Fig. 7 einen Tisch mit einem Sieb als Abtropfplatte.

In Fig. 1 ist mit 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Metallisierung von Oberflächenbereichen keramischer Formkörper geringer Abmessungen bezeichnet. Die keramischen Formkörper 2 sind zur Aufnahme an einer Einrichtung 3 zur Handhabung von keramischen Formkörpern 2 auf einer Halteplatte 4 temporär fixiert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die keramischen Formkörper U-förmige Spulenkörper. Diese Spulenkörper sind zunächst mit Hilfe einer Rüttelplatte ausgerichtet und dann von einer erwärmten flachen Platte, beispielsweise aus Keramik oder Metall, die mit einem thermoplastischen, temporär wirksamen Kleber belegt ist, aufgenommen worden. Durch Andruck mit einer Gegenplatte sind die Spulenkörper auf der Halteplatte 4 fixiert worden. Dabei sind sie so ausgerichtet worden, daß die zu metallisierenden Oberflächenbereiche, die Stirnflächen 5, auf denen die Anschlüsse angelötet werden sollen, in gleicher Höhe angeordnet sind. Die Halteplatte 4 mit den temporär aufgeklebten Spulenkörpern 2 ist dann von der Stempelplatte 6 der Einrichtung 3 aufgenommen worden. Die Halterung erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels Unterdruck über in der Oberfläche der Stempelplatte angeordnete Saugdüsen 7, die, die gestrichelt eingezeichnet, oberhalb der Halteplatte 4 verteilt sind. Ein Anschluß 8 führt zu einer hier nicht dargestellten Unterdruckquelle, in der, durch den Pfeil 9 symbolisiert, der zur Fixierung der Halteplatte 4 erforderliche Unterdruck erzeugt wird.

Die Stempelplatte 6 hängt an einem Teleskopzylinder 10. Die zur Funktion der Einrichtung 3 zur Handhabung der Formkörper 2 erforderlichen konstruktiven Merkmale sind aus dem Stand der Technik bekannt und aus diesem Grund hier nicht näher dargestellt und erläutert.

In Fig. 1 steht die Einrichtung 3 zur Handhabung der Formkörper 2 in ihrer Ausgangsstellung über einem Tisch 11. Dieser Tisch 11 trägt auf der linken Seite eine Wanne 12, die mit Metallisierungspaste 13 gefüllt ist. Auf der rechten Seite daneben befindet sich eine horizontal angeordnete, ebene Fläche 14, die als Abtropfplatte zum Entfernen überflüssiger Metallisierungspaste an den Formkörpern 2 dient.

Der Tisch 11 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel Rollen 15 auf, mit denen er auf Führungsschienen 16, von denen hier nur die vordere zu sehen ist, gelagert ist. Auf diesen Führungsschienen 16 ist der Tisch 11 unterhalb der Einrichtung 3 zur Handhabung der Formkörper 2 mittels eines hier nicht dargestellten Antriebs, zu dem die Verbindungsstange 17 führt, hin- und herbewegbar, wie durch den Doppelpfeil 18 angedeutet wird. Der Tisch 11 läßt sich aus der dargestellten Position, bei der sich die Wanne 12 mit der Metallisierungspaste 13 unterhalb der Einrichtung 3 zur Handhabung der Formkörper 2 befindet, in eine Position verfahren, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Dann befindet sich die Abtropfplatte 14 unterhalb der Einrichtung 3 zur Handhabung der Formköper 2. Des weiteren ist noch eine Rakel 19 dargestellt, mit der die Abtropfplatte 14 von der überschüssigen Metallisierungspaste, die von den metallisierten Oberflächen der Formköper 2 abgetropft ist, gereinigt wird.

In Fig. 2 ist der Verfahrensschritt dargestellt, in dem die Formkörper 2, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Spulenkörper, mit ihren zu metallisierenden Oberflächenbereichen in die Wanne 12 mit der Metallisierungspaste 13 getaucht sind. Dazu ist die Stempelplatte 6 aus ihrer in Fig. 1 dargestellten Ausgangsposition mittels des Teleskopzylinders 10 in Pfeilrichtung 20 (Fig. 1) abgesenkt worden. Die Tauchtiefe der Spulenkörper kann über den Teleskopzylinder 10 so gesteuert werden, daß nicht nur die Stirnflächen 5, sondern auch die sich daran anschließenden Flächen der U-Schenkel 21 der Spulenkörper 2 bis zu einer vorgegebenen Tiefe von der Metallisierungspaste 2 benetzt werden. Aufgrund der hohen Viskosität der Metallisierungspaste von etwa 160 000 bis 250 000 mPa.s erfolgt keine Wölbung der Oberfläche der Metallisierungspaste. Dadurch wird vermieden, daß der Bewicklungsraum zwischen den Schenkeln 21 von der Metallisierungspaste 13 benetzt wird und sichergestellt, daß die tatsächliche Benetzung der Flächen mit der vorgegebenen Tauchtiefe übereinstimmt. Die Tauchtiefe kann bis zu 90% der Schenkellänge betragen, wird aber bevorzugt im Bereich bis zu 60% gewählt, abhängig von der Größe der Formkörper und der Länge der Schenkel.

Wenn die Formkörper 2 nach der vorgegebenen Verweildauer mittels der Einrichtung 3 wieder aus der Metallisierungspaste 13 herausgehoben werden, wie durch den Pfeil 22 angedeutet, können sich an den Stirnflächen 5 der Formkörper 2 Tropfen der Metallisierungspaste bilden. Solche Tropfen würden zu einem ungleichmäßigen Auftrag der Metallisierungspaste führen. Aus diesem Grund ist verfahrensgemäß vorgesehen, daß die überschüssige Metallisierungspaste von den zu metallisierenden Flächen entfernt wird. Dazu dient die Abtropfplatte 14, die sich an die Wanne 12 mit der Metallisierungspaste 13 anschließt.

Sind die an der Stempelplatte 6 hängenden Formkörper 2, wie durch den Pfeil 22 angedeutet, aus der Wanne 12 gehoben worden, wird der Tisch 11 so weit in Pfeilrichtung 23 verfahren, bis daß die Abtropfplatte 14 unterhalb der Stempelplatte 6 steht. Dann wird die Stempelplatte 6 mit den metallisierten Formkörpern 2 mittels des Teleskopzylinders 10 in Pfeilrichtung 24 so weit abgesenkt, bis daß die Stirnflächen, hier die Stirnflächen 5 der Schenkel 21 der Spulenkörper 2, die Oberfläche der Abtropfplatte 14 berühren oder fast berühren wie in Fig. 3 dargestellt. Wenn eine Stirnfläche 5 auf die Oberfläche der Abtropfplatte 14 aufsetzt, muß sichergestellt sein, daß die Metallisierungspaste nicht vollständig von ihr weggedrückt wird. Wie weit sich die Stirnfläche 5 der Oberfläche der Abtropfplatte 14 nähern darf, hängt von der Viskosität der Metallisierungspaste 13 und der erwünschten Schichtdicke der Metallisierung auf der Stirnfläche 5 ab. Der Grad der Abtropfung kann auch über die Verweildauer die zwischen 0,2 und 2 Sekunden betragen kann, gesteuert werden.

In Fig. 4 ist der Verfahrensschritt dargestellt, in dem die Formkörper 2 von der Abtropfplatte 14 abgehoben sind. Die U-förmigen Schenkel 21 der Spulenkörper 2 sind nicht nur auf der Stirnfläche 5, sondern auch in einem der Tauchtiefe entsprechenden Länge 25 mit Metallisierungspaste 13 bedeckt. Die so metallisierten Spulenkörper können der anschließenden Wärmebehandlung der Metallisierungspaste zugeführt werden, wenn sie von der Halteplatte 4 abgelöst worden sind.

In Fig. 4 ist weiterhin dargestellt, wie der Tisch 11 in seine in Fig. 1 dargestellte Ausgangsposition zurückgezogen wird, wie mit dem Pfeil 26 angedeutet wird. Während der Tisch 11 auf den Führungsschienen 16 in seine Ausgangsposition zurückgezogen wird, wird mittels einer Rakel 19 die von den Spulenkörpern 2 abgetropfte überschüssige Metallisierungspaste 13' von der Abtropfplatte 14 abgestrichen und zurück in die Wanne 12 geschoben. Dadurch wird die Oberfläche der Abtropfplatte 14 gesäubert und ist zum Aufsetzen einer neuen Charge von metallisierten Formkörpern vorbereitet.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Metallisierung von Oberflächenbereichen keramischer Formkörper dargestellt. Von der Vorrichtung 1 zur Metallisierung stimmt die Einrichtung 3 zur Handhabung der zu metallisierenden Formkörper 2 mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel überein. Auch die zu metallisierenden Formkörper 2 sind, wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel, U-förmige Spulenkörper.

Das Metallisierungsverfahren unterscheidet sich von dem des vorhergehenden Ausführungsbeispiels dadurch, daß der Tisch 111 ortsfest angeordnet ist, während sich die Einrichtung 3 zur Handhabung der Spulenkörper 2 zwischen einem Bereich 112, auf dem die Metallisierungspaste 13 aufgetragen ist, und einem Bereich 114, der die Abtropfplatte bildet, hin- und herverfahrbar ist, wie durch den Doppelpfeil 27 angedeutet wird. Im Gegensatz zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird die Metallisierungspaste 13 im Bereich 112, dem Metallisierungsbereich, in einer vorgegebenen Schichtdicke 28 auf dem Tisch 111 aufgetragen. Das Auftragen erfolgt dadurch, daß mittels einer Zuführeinrichtung 29 aus einem hier nicht dargestellten Vorratsbehälter die Metallisierungspaste 13 auf den Tisch 111 im Bereich 112 aufgegeben wird, wie durch den Pfeil 30 angedeutet wird. Die Dicke der aufzutragenden Schicht 28 wird mittels einer Rakel 31 eingestellt. Dazu ist der Abstand der Rakel 31 von dem Tisch 111 einstellbar, wie durch den Doppelpfeil 32 angezeigt wird.

Aus ihrer gestrichelt eingezeichneten Position 33 werden die Zuführeinrichtung 29 sowie die Rakel 31 in Pfeilrichtung 34 bis in die dargestellte Position 35 verfahren. Dabei wird die Metallisierungspaste 13 in der vorgegebenen Schichtdicke 28 auf den Bereich 112 des Tisches 111 aufgetragen.

Nach dem Auftragen der Metallisierungspaste 13 wird die Einrichtung 3 mit den Spulenkörpern 2 abgesenkt bis daß die Schenkel mit der erforderlichen Tauchtiefe in die Metallisierungspaste 13 getaucht sind. Das Tauchen kann dabei, wie weiter oben dargelegt bis zum Aufsetzen der Stirnflächen auf den Tisch 111 erfolgen. Das Heben und Senken der Einrichtung 3 wird durch den Doppelpfeil 36 angedeutet. Nach der Metallisierung werden die Spulenkörper 2 angehoben und die Einrichtung 3 wird über die Abtropfplatte 114 verfahren.

Die Rakel 31 sowie die Zuführeinrichtung 29 können nun bereits in ihrer Ausgangsposition 33 zurückverfahren werden. Dazu werden sie so weit angehoben, daß sie nicht mehr in die Metallisierungspaste 13 tauchen.

Nachdem die überschüssige Metallisierungspaste 13' von den Spulenkörpern 2 durch Aufsetzen auf die Abtropfplatte 114 abgetropft ist, wird die Stempelplatte 6 so weit angehoben, daß die Halteplatte 4 mit den Spulenkörpern 2 entfernt werden kann und die metallisierten Spulenkörper nach dem Ablösen von der Halteplatte 4 der weiteren vorgesehenen Wärmebehandlung zugeführt werden können. Das Heben und Senken im Bereich der Abtropfplatte 114 wird durch den Doppelpfeil 36 angedeutet.

Zur Vorbereitung eines neuen Tauchvorgangs muß sowohl die Abtropfplatte 114 als auch der Bereich 112 von der Metallisierungspaste gereinigt werden. Dazu wird eine speziell für die Reinigung des Tisches 111 vorgesehene Rakel 119 in Pfeilrichtung 37 bis in die Position 33 verschoben. Gleichzeitig wird durch ein Rohr 38 mit einer die Breite des Bereichs 112 abdeckenden Düse 39 die nicht mehr benötigte Metallisierungspaste 13' abgesaugt wie durch den Pfeil 40 angedeutet wird. Diese abgesaugte Metallisierungspaste kann, wie hier nicht weiter dargestellt, der Zuführeinrichtung 29 wieder zugeführt werden und beim erneuten Auftragen von Metallisierungspaste im Bereich 112 des Tisches 111 wiederverwendet werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel in Fig. 6 zeigt eine ebene Fläche 214 auf einem Tisch 211, die strukturiert ist und etwas höher liegt als die Oberfläche der Metallisierungspaste 13 in der Wanne 12. Die Struktur besteht aus beabstandeten, schmalen parallelen Nuten oder Rillen 41. Die Nuten oder Rillen können auch gitterförmig verlaufen. Die in Richtung der Tauchwanne 12 mit der Metallisierungspaste 13 weisenden Nuten oder Rillen 42 sind so geneigt, daß die überschüssige Metallisierungspaste 13' selbsttätig in die Wanne 12 zurückfließen kann.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel mit einem Tisch 311 dargestellt, dessen Abtropffläche aus einem siebförmigen Drahtgeflecht 314 besteht. Beim Aufsetzen der Stirnflächen 5 der Formkörper 2 auf diese Abtropffläche 314 tropft die überschüssige Metallisierungspaste 13' auf die darunterliegende Fläche 44. Diese kann so geneigt sein, daß die überschüssige Metallisierungspaste 13' selbsttätig in die Wanne 12 zurückfließt.

Claims (16)

1. Verfahren zur Metallisierung von Oberflächenbereichen keramischer Formkörper geringer Abmessungen durch Aufbringen einer Metallisierungspaste mit anschließender thermischer Behandlung zur Erzeugung von Kontaktflächen zum Aufbringen elektrisch leitfähiger Anschlüsse auf diesen Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl keramischer Formkörper (2) gleicher Formgebung mittels einer Einrichtung (3) in derselben Ausrichtung so gehalten wird, daß die zu metallisierenden Oberflächenbereiche (5, 21) nach unten weisen und dadurch die Stirnflächen (5) der Formkörper (2) bilden, daß die Stirnflächen (5) aller Formkörper (2) in gleicher Höhe angeordnet sind, daß die Formkörper (2) mittels der Einrichtung (3) in die Metallisierungspaste (13) so weit getaucht werden, bis daß die zu metallisierenden Oberflächenbereiche (5, 21) vollständig von der Metallisierungspaste (13) bedeckt worden sind und daß danach die Formkörper (2) einer auf die Zusammensetzung der Metallisierungspaste (13) abgestimmten Wärmebehandlung unterzogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierungspaste (13) in eine Wanne (12) gefüllt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierungspaste (13) als Schicht (28) in einer vorgegebenen Dicke auf eine horizontal angeordnete, ebene Fläche (112) aufgetragen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpastung der Metallisierungspaste (13, 13') (2-Butoxyethyl)-acetat verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierungspaste (13) eine Viskosität von etwa 160 000 bis zu 250 000 mPa.s aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Formkörpern (2) mit von dem Formkörper (2) wegweisenden Schenkeln (21) die Tauchtiefe (25) der Schenkel (21) in Abhängigkeit von der Größe der Formkörper (2) und der Länge der Schenkel (21) bis zu 90%, bevorzugt in einem Bereich bis zu 60%, der Länge der Schenkel (21) gewählt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweildauer der zu metallisierenden Oberflächenbereiche (5, 21) der Formkörper (2) in der Metallisierungspaste (13) etwa 0,2 bis 2 Sekunden beträgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auftragen der Metallisierungspaste (13) auf die Oberflächenbereiche (5, 21) der Formkörper (2) die Formkörper (2) aus der Metallisierungspaste (13) gehoben werden, daß die Formkörper (2) kurzzeitig mit ihren mit Metallisierungspaste (13) bedeckten Stirnflächen (5) auf eine ebene Fläche (14, 114, 214, 314) aufgesetzt werden und daß beim Aufsetzen auf die Fläche (14, 114, 214, 314) die überschüssige Metallisierungspaste (13') entfernt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Fläche (214) strukturiert ist und daß die überschüssige Metallisierungspaste (13') in die Strukturierung (41, 42) fließt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (5) der Formkörper (2) auf ein Sieb (314) aufgesetzt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Aufsetzens auf die Fläche (14, 114, 214, 314) zum Entfernen überflüssiger Metallisierungspaste (13') etwa 0,2 bis 2 Sekunden beträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abheben der Formkörper (2) von der Fläche (14, 114) die überschüssige Metallisierungspaste (13') von der Fläche (14, 114) entfernt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die überschüssige Metallisierungspaste (13') mit einer Rakel (19, 119) abgestrichen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die überschüssige Metallisierungspaste abgewaschen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die überschüssige Metallisierungspaste 13' selbsttätig von der Fläche (214, 314) abfließt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Auftragen der Metallisierungspaste (13) und dem Abgeben der überschüssigen Metallisierungspaste (13') die Einrichtung (3) mit den gehaltenen Formkörpern (2) und die Wanne (12) oder die Fläche (112) mit der Metallisierungspaste (13) sowie die Fläche (14, 114, 214, 314) zur Aufnahme der überschüssigen Metallisierungspaste (13') relativ zueinander bewegt werden.