DE2445086C2

DE2445086C2 - Verfahren zur Herstellung eines für die Herstellung eines Kondensators geeigneten Keramikkörpers

Info

Publication number: DE2445086C2
Application number: DE2445086A
Authority: DE
Inventors: James Albert Lewiston N.Y. Stynes
Original assignee: Tam Ceramics LLC
Current assignee: Tam Ceramics LLC
Priority date: 1973-09-24
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1985-11-21
Also published as: FR2245063A1; ES430301A1; BE820287A; DE2461995C3; IE40174L; SE7800028L; ES449379A1; SE7411924L; AR216889A1; IN143579B; AU500529B2; IL45512A; BR7407820D0; IT1022218B; DE2445086A1; SE7800026L; NO743408L; DE2461995A1; IL45512A0; DE2461995B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einstückigen gesint2rten, für die Herstellung eines Kondensators geeigneten Keramikkörper, bei dem eine Vielzahl dünner Plättchen aus ungebranntem Keramikmaterial übereinandergeschichtet wird, zwischen denen an mindestens zwei Stellen dünne, sich nur in einem Bereich bis zum Rand des darüber- bzw. darunterliegenden Keramikplättchen erstreckende Zwischenschichten eingebracht werden, aus denen sich beim Brennvorgang der Keramik Hohlräume bilden, die nach einem Randbereich hin offen sind, während die Keramikplättchen an den übrigen Randbereichen miteinander versintern.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 22 13 170 bekannt

Durch Einführen eines geeigneten leitenden Materials, vorzugsweise eines Metalls, in die Hohlräume des Keramikkörpers und Anbringen entsprechender elektrischer Verbindungsleitungen wird ein Kondensator in Form eines Keramikschichtkondensators erhalten.

ίο In seiner einfachsten Form besteht ein Keramikschichlkondensator aus einem relativ dünnen Plättchen der gewünschten Form und Größe, das durch Brennen einer dielektrischen Keramikzusammensetzung hergestellt wurde und auf seinen gegenüberliegenden Oberflächen Elektroden trägt In vielen Fällen sind jedoch Kondensatoren erwünscht, die einen einheitlichen oder monolithischen Körper umfassen, der aus einer Vielzahl von dielektrischen Schichten und einer Vielzahl von alternierend zu den dielektrischen Schichten angeordneten leitenden Schichten aufgebaut ist, wobei die aufeinanderfolgenden leitenden Schichten an verschiedene Randbereiche des Kondensators herangeführt und dort elektrisch, z. B. über Abschlußelektroden, miteinander verbunden sind.

Be^: einem bekannten Verfahren zur Herstellung eines derartigen Keramikschichtkondensators wird eine Elektroden bildende Paste aus einem Edelmetall, wie Platin oder Palladium, auf die obere Oberfläche eines kleinen, üblicherweise gegossenen, dünnen Plättchens aus einer geeigneten dielektrischen Keramikzusammensetzung, die mit einem temporären organischen Bindemittel gebunden ist aufgetragen. Die Elektrodenpaste erstreckt sich dabei bis zu einem Rand des Plättchens, läßt jedoch an den übrigen drei Seiten des Plättchens den Rand frei.

Dann wird eine Vielzahl der mit der Elektrodenpaste beschichteten Plättchen aufeinander gestapelt, wobei das jeweils nächste Plättchen um eine durch die Ebene des Plättchens senkrecht verlaufende Achse so gedreht wird, daß aufeinanderfolgende Schichten der Elektrodenpaste sich jeweils bis an gegenüberliegende Randbereiche des Stapels erstrecken. Dann wird der Stapel verfestigt und erhitzt, um die organischen Bindemittel der Keramikzusammensetzung und der Elektrodenpaste auszutreiben oder zu zersetzen und die dielektrische Keramikzusammensetzung zu einem einheitlichen, mehrschichtigen Körper zusammenzusintern, dessen aufeinanderfolgende Elektroden jeweils auf den gegenüberliegenden Seiten des Körpers enden. Dann werden die Elektroden einer jeden Seite in bekannter Weise mit einer Abschlußelektrode elektrisch miteinander verbunden.

Wegen der Notwendigkeit, in dem beschriebenen Verfahren innere Elektroden aus Edelmetall zu verwenden, sind solche Keramikschichtkondensatoren kostspielig. Billigere Silberelektroden, wie sie üblicherweise für andere keramische Kondensatoren verwendet werden, sind im allgemeinen für monolithische Kondensatoren ungeeignet, da das in Form einer Elektroden bildenden Paste aufgetragene Silber während des Brennens der Keramik einer hohen Temperatur ausgesetzt werden muß und hierdurch beeinträchtigt wird. Demzufolge besteht ein Bedürfnis für ein Verfahren zur Herstellung von Keramikschichtkondensatoren, bei dem es nicht erforderlich ist, Edelmetalle oder andere sehr kostspielige Metalle einzusetzen.

Ein Verfahren dieser Art ist in der eingangs genannten DE-OS 22 18 170 beschrieben. Dort wird die Bildung eines Keramikörpers aus alternierend angeordne-

ten Schichten aus dichtem und aus porösem Keramikmaterial sowie die anschließende Abscheidung eines leitenden Materials (z. B. billige Metalle) in die porösen Schichten angegeben. Dann werden zur Bildung von Keramikschichtkondensatoren Abschlußelektroden angebracht, die jeweils alternierend die leitenden Schichten miteinander verbinden.

Obwohl nach diesem Verfahren relativ billige Kondensatoren hergestellt werden können, bleibt das Problem, eine ausreichende Kontinuität des Metalls in den inneren Elektroden zu erreichen. Weiterhin ist es, insbesondere bei Kondensatoren für die Hochfrequenztechnik, erwünscht, den Elektrodenwiderstand so niedrig wie möglich zu halten. Dazu ist ein ununterbrochener Metallfilm in den Eiektroden erforderlich.

Aus der DE-AS 11 41 719 ist ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Kondensators bekannt. Hierbei wird ein Band eingesetzt, das durch ein flüssiges Koagulierungsmittel und anschließend dur:h eine Dispersion eines keramischen Rohmaterials hindurchgezogen werden muß. Um eine möglichst ungestörte Produktion der Kondensatoren zu ermöglichen, muß das als Träger für das Keramikmaterial benutzte Band relativ dick sein, damit es während seiner Anwendung nicht reißt und damit den ^σ~Ε£ΐΓΠί€η Prociuict!onsvor^crsn^ar unterbricht Die Keramikmasse wird dann durch Brennen verfestigt, wobei bei diesem Vorgang das Band verbrennt und Hohlräume zurückbleiben. Das relativ dicke Band hinterläßt im gebrannten Keramikkörper relativ hohe Hohlräume, weshalb dann auch das anschließend darin eingehüllte Metall eine ziemlich große Dicke aufweisen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Keramikkörpers der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem sich Hohlräume bilden, die einerseits relativ dünn sind sowie andererseits eine ununterbrochene gleichmäßige Struktur haben und bei dem sich nach Einbringen eines leitenden Materials in die Hohlräume Elektroden mit einem niedrigen elektrischen Widerstand bilden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß für die Zwischenschichten ein Material in Form einer flüssigen oder pastenförmigen Zusammensetzung verwendet wird, das sich beim Brennvorgang verflüchtigt und dabei hindernisfreie Hohlräume für die Aufnahme der Elektroden erzeugt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht eines Keramikschichtkondensators;

F i g. 2 eine Sicht eines Schnitts durch den Kondensator gemäß F i g. 1 längs der Linie 2-2;

F i g. 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht von zwei Plättchen aus einer Keramikzusammensetzung mit jeweils einer aufgebrachten Zwischenschicht, die sich beim Brennen der Keramik verflüchtigt;

F i g. 4 eine Teildraufsicht auf ein Plättchen aus einer Keramikzusammensetzung mit einer in Form eines Musters aufgebrachten Zwischenschicht, die sich beim Brennen der Keramik verflüchtigt, und

F i g. 5 eine besonders stark vergrößerte Teilschnittansicht eines aus einer Vielzahl von Plättchen gemäß F i g. 3 zusammengefügten und dann verfestigten sowie gesinterten Keramikkörpers.

In der Zeichnung sind gewisse relative Abmessungen übertrieben wiedergegeben.

Der Keramikkörper bzw. der daraus herstellbare Kondensator wird wie folgt hergestellt_-

Man bereitet unter Einsatz eines geeigneten, in der Hitze sich verflüchtigenden Bindemittels, beispielsweise eines Harzes oder eines Cellulosederivats, eine Vielzahl dünner Plättchen aus einer feinverteilten Keramikzusammensetzung vor, die beim Sintern eine dichte dielektrische Keramik bildet Solche an sich bekannte Zusammensetzungen enthalten Bariumtitanat. das gegebenenfalls zum Einstellen der Dielektrizitätskonstante und/ oder anderer Eigenschaften mit weiteren Stoffen modifiziert ist. Auf jedes der Plättchen wird eine dünne Zwischenschicht aus einem in der Hitze flüchtigen Material aufgetragen. Diese Zwischenschichten können vorgebildet iein, werden jedoch vorzugsweise dadurch hergestellt, daß man z. B. durch Aufmalen oder nach dem Siebdruckverfahren ein entsprechendes flüssiges oder pastenförmiges Stoffgemisch auf die Plättchen aufbringt Dieses Stoffgemisch kann ein brennbares und/ oder flüchtiges filmbildendes Material sein, besteht jedoch vorzugsweise aus einer Mischung aus feinen, brennbaren und/oder flüchtigen Teilchen, die mit einem filmbildenden Stoff gebunden sind.

Die Zwischenschichten aus dem in der Hitze flüchtigen Material haben eine geringere Fläche und sind vorzugsweise dünner als die Keramikplättchen, auf die sie aufgetragen sind, und haben eine solche Form, daß sie sich nur an einem Teil ihres Umfangs bis zum Rand des Plättchens erstrecken. Vorzugsweise sind die Zwischenschichten gleich groß.

Dann wird eine Vielzahl der Keramikplättchen übereinander gestapelt, wobei die in der Hitze sich verflüchtigenden Zwischenschichten jeweils dazwischen angeordnet sind. Der gebildete Stapel wird dann verfestigt. Das Verfestigen kann durch dem Fachmann geläufige Maßnahmen wie die Anwendung Druck, Hitze und/ oder eines Lösungsmittels erfolgen. Die Plättchen und die Zwischenschichten sind in dem Stapel so angeordnet, daß aufeinanderfolgende Zwischenschichten sich bis zu verschiedenen Randbereichen des verfestigten Stapels hin erstrecken und ein überwiegender Teil der Ränder eines jeden Plättchens mit den Rändern des benachbarten Plättchens des Stapels in Berührung steht.

Der verfestigte Stapel aus den Plättchen und den Zwischenschichten wird anschließend gebrannt, um die in der Hitze flüchtigen Materialien aus den Plättchen und den Zwischenschichten zu entfernen und die Keramikzusammensetzung, aus der die Plättchen bestehen, zu sintern. Hierdurch wird ein einheitlicher gesinterter Keramikkörper gebildet.

An den Randbereichen dieses Keramikkörper, bis zu denen die Zwischenschichten herangeführt worden sind, befinden sich infolgedessen Öffnungen, die in die beim Sintern gebildeten Hohlräume zwischen einander gegenüberliegenden Keramikschichten führen. Über diese Öffnungen kann ein Metall in geeigneter Weise in die Hohlräume eingeführt werden, (z. B. gemäß der DE-OS 22 18 170). Als Ergebnis erhält man einen Körper, an den in bekannter Weise Abschlußelektroden angebracht werden können. Der so hergestellte Keramikschichtkondensator kann gewünschtenfalls nach dem Anbringen von Leitungsdrähten an die Abschlußelektroden in geeigneter Weise eingekapselt werden.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren. Mengen- und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, so-weit nichts anderes angegeben ist.

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Beispiel 1

Durch 4stündiges Vermählen einer Mischung aus 400 g eines dielektrischen Pulvers (96 Gewichtsteilen BaTiO₃,4 Gewichtsteile CeO₂ · ZrO₂; durchschnittliche Teilchengröße 1 bis 2 μίτι), 4 g Diäthylenglykollaurat, 30 g Butylbenzylphthalat und 120 ml Toluol in einer Kugelmühle stellt man eine Dispersion her. Nach dem Vermählen gibt man die Dispersion unter gründlichem Rühren zu einer Lösung von 37 g Äthylcellulose in 180 ml Toluol. Dann entlüftet man die Mischung und bildet auf einer glatten Glasplatte mittels einer Rakel einen Film aus der Mischung, der die Abmessungen von etwa 100 · 1500 mm besitzt. Der Film, der nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 0,045 mm aufweist, wird abgezogen und in kleine, rechteckige Plättchen mit einer Breite von etwa 10 mm und einer Länge von etwa 20 mm zerschnitten.

Das in der Hitze flüchtige Material der Zwischenschichten, welche auf die Plättchen aufgetragen werden, kann dadurch hergestellt werden, daß man 25 g fein verteilten Kohlenstoff mit 50 g einer 50%igen Lösung eines phenolmodifizierten Kolophoniumesterharzes in einem hochsiedenden, aliphatischen Naphtha mit einer Kauri-Butanol-Zahl von 33,8 in einer Dreiwalzenmühle vermischt. Die Viskosität des Gemisches wird durch zusätzliches Naphtha auf einen für den Siebdruck geeigneten Wert gebracht. Für ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm sind etwa 2,5 ml erforderlich. Diese sogenannte Druckfarbe wird nach dem Siebdruckverfahren auf eine Seite eines jeden Keramikplättchens als Schicht aufgetragen, die in trockenem Zustand eine Dicke von etwa 0,01 mm aufweist. Es ist zu beachten, daß nur solche Bestandteile in der Druckfarbe enthalten sein sollen, die das in den Keramikplättchen vorliegende Bindemittel nicht lösen oder zu sehr erweichen. Vorzugsweise verwendet man als Lösungsmittel aliphatische Naphthas mit einer niedrigen Kauri-Butanol-Zahl (von etwa 35) und einer Verdampfungsgeschwindigkeit, die so niedrig liegt, daß die Druckfarbe das Drucksieb zwischen den Druckzyklen nicht verstopft. Die in der Hitze flüchtige Zwischenschicht wird derart auf jedes der Plättchen aufgetragen, daß sich die Zwischenschicht bis zu einem Rand des Plättchens hin erstreckt, jedoch ihre anderen Ränder freiläßt.

Die bedruckten Plättchen werden dann ausgerichtet und in Gruppen ä 10 Stück derart aufeinandergestapelt, daß bei alternierenden Plättchen einer Gruppe die Plättchenränder, bis zu denen sich die aufgedruckten Zwischenschichten erstrecken, übereinanderliegen und die dazwischenliegenden Plättchen horizontal um 180° verdreht sind, so daß die darauf aufgedruckten Zwischenschichten sich nach der gegenüberliegenden Seite des Stapels hin erstrecken. Dann werden auf und unter den Stapel nicht bedruckte Keramikplättchen gelegt. Der Stapel wird dann während 1 Minute bei einer Temperatur von etwa 80⁰C und einem Druck von etwa 102 bar verfestigt, wodurch man einen kohärenten, ungebrannten Körper oder auch Chip, wie diese Körper häufig bezeichnet werden, erhält Die Chips werden erhitzt, um die darin enthaltenen, in der Hitze flüchtigen Materialien zu entfernen und die Keramik zu sintern.

Um eine mögliche Zerstörung der Chips während des Brennens zu vermeiden, werden sie zunächst langsam an der Luft erhitzt Dabei entweichen die in der Hitze flüchtigen Materialien. Anschließend wird bei höheren Temperaturen gebrannt, wodurch man kleine, kohärente, gesinterte Chips enthält, von denen jeder eine Vielzahl dünner Keramikschichten aufweist, die miteinander über mehrere Randbereiche derart verbunden sind, daß zwischen den Keramikschichten dünne, im wesentlichen hindernisfreie und im wesentlichen planare Hohlräume gebildet werden, deren Höhe, verglichen mit der Oberfläche, sehr klein ist. Jeder der Hohlräume besitzt an einem der Randbereiche des Chips eine Öffnung. Die Öffnungen von benachbarten Hohlräumen sind in dem gesinterten Chip auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet.

Ein geeignetes Aufheizschema zur Entfernung der in der Hitze flüchtigen Materialien ist nachfolgend angegeben:

bis 160⁰C
160 bis 22O⁰C
220 bis 225° C
225 bis 310°
310bis314°
bei 400⁰C
bei 500° C
bei 600° C

⁰C ⁰C

2 Stunden

10 Stunden

12 Stunden

20 Stunden

4 Stunden

1 Stunde

Nach dem Durchlaufen dieses Aufheizschemas wird die Temperatur auf 1370⁰C gesteigert und während 1,25 Stunden aufrechterhalten, um die Chips zu sintern.

Nach dem Abkühlen der gesinterten Chips werden die darin vorhandenen Hohlräume in bekannter Weise mit einem Metall gefüllt. Dann werden in an sich bekannter Weise Abschlußelektroden angebracht. Alternativ können zunächst die Endanschlüsse angebracht und dann die Hohlräume mit einem Metall gefüllt werden.
In den F ig. 1 und 2 der Zeichnungen ist in vergrößertem und übertriebenem Maßstab ein nach dem obigen Verfahren gebildeter Keramikschichtkondensator 11 dargestellt, der Schichten 13 aus keramischem dielektrischem Material und dazwischenliegende Zwischenschichten 15 aus einem Metall umfaßt, die als innere Elektroden dienen. Diese Elektroden sind so ausgebildet, daß alternierend angeordnete Elektroden sich bis zu der gleichen Endfläche des Kondensators hin erstrekken. Die auf jeder Endfläche freiliegenden Elektroden sind durch Abschlußelektroden 17 elektrisch miteinander verbunden. Wenn keine Zwischenschicht bzw. keine innere Elektrode vorliegt, sind die dielektrischen Keramikschichten in der Weise miteinander verbunden, wie es die Bezugsziffer 19 verdeutlicht.
In der Fig.3 sind in vergrößertem Maßstab zwei dünne Plättchen 31,33 aus Keramikmaterial dargestellt, das mit einem in der Hitze flüchtigen Bindemittel gebunden ist Die Plättchen 31,33 tragen jeweils eine Zwischenschicht 35 aus einem in der Hitze flüchtigen Material. Die auf dem Plättchen 31 vorliegende Zwischenschicht 35 erstreckt sich bis zu dem vorderen Rand des Plättchens, läßt jedoch die beiden seitlichen Ränder und den hinteren Rand des Plättchens 31 frei, während die Zwischenschicht 35 auf dem Plättchen 33 sich bis zu dem hinteren Rand des Plättchens 33 erstreckt und dessen Seitenränder und seinen vorderen Rand freiläßt Wenn eine Vielzahl der Plättchen 31,33 mit den darauf vorliegenden Zwischenschichten 35 alternierend aufeinandergestapelt verfestigt und gebrannt werden, befinden sich die Öffnungen der Hohlräume, die durch das Entfernen der Zwischenschichten 35 durch Hitze in dem erhaltenen gesinterten Keramikkörper entstanden sind, alternierend auf gegenüberliegenden Enden des Körpers.
Die F i g. 5 gibt in noch stärker vergrößertem Maß-

stab die Struktur eines erfindungsgemäß hergestellten gebrannten Keramikkörper wieder, der als Matrix für die Herstellung eines Keramikschichtkondensators geeignet ist. Die Schichten 37 bestehen aus dielektrischem Keramikmaterial. Die dazwischen angeordneten Hohlräume 39 haben sich durch das Entfernen der in der Hitze flüchtigen Zwischenschicht 35 gebildet und sind frei von Hindernissen.

In der obigen Weise können Keramikschichtkondensatoren einzeln hergestellt werden. Wenn eine erhebliche Anzahl der Kondensatoren hergestellt werden soll oder die einzelnen Kondensatoren sehr klein sind, ist es aber bevorzugt, ein Verfahren anzuwenden, gemäß dem eine Vielzahl von ungebrannten Keramikkörpern gleichzeitig gebildet und gleichzeitig gesintert wird. Ein Verfahren dieser Art ist in dem folgenden Beispiel erläutert.

Beispiel 2

Nach der in dem vorhergehenden Beispiel beschriebenen Weise werden unter Anwendung der dort eingesetzten dielektrischen Keramikzusammensetzung und des dafür verwendeten temporären Bindemittels Plättchen mit den Abmessungen 50 mm χ 75 mm hergestellt, die nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 0,05 mm aufweisen. Unter Einsatz der in Beispiel 1 zur Herstellung der Zwischenschichten verwendeten und in der Hitze flüchtigen Druckfarbe wird ein sich wiederholendes Muster auf jedes derr Plättchen aufgetragen, wozu man vorzugsweise das Siebdruckverfahren anwendet. Nach dem Trocknen der aufgetragenen Zwischenschicht, die dann als Film mit einer Dicke von etwa 0,01 mm vorliegt, werden die bedruckten Plättchen ausgerichtet und in Gruppen von je 10 Stück derart aufeinandergestapelt, daß das aufgedruckte Filmmuster auf dem jeweils nächsten Plättchen bezüglich des Musters des vorhergehenden Plättchens verschoben angeordnet ist. Dann werden durch Verfestigen der aufgestapelten Plättchen Blöcke gebildet, wobei vorzugsweise ein oder mehrere unbedruckte Plättchen auf und unter den Stapel gelegt werden. Das Verfestigen erfolgt dadurch, daß man während etwa 1 Minute bei einer Temperatur von etwa 85 ° C einen Druck von etwa 102 bar auf den Stapel ausübt. In dieser Weise erhält man einen ungebrannten, festen Block, der mittels geeigneter Geräte, wie eines Messers, in kleinere ungebrannte Körper aufgeteilt wird.

Dies wird genauer mittels F i g. 4 erläutert. Ein (etwas vergrößert und schematisch dargestelltes) Plättchen 51 aus einem dielektrischen Keramikmaterial, das temporär mit einem in der Hitze flüchtigen Bindemittel gebunden ist, weist darauf im Abstand angeordnete rechteckige Zwischenschichten 53 aus einem in der Hitze flüchtigen Materia] auf, die beispielsweise nach dem Siebdruckverfahren auf dem Plättchen 51 abgeschieden worden sind. Beim Zusammenstellen eines Stapels aus solchen bedruckten Plättchen 51, der dann zu einem großen Block verfestigt wird, v/erden diese Plättchen so ausgerichtet, daß die darauf angeordneten Zwischenschichten 53 vertikal längs zwei einander gegenüberliegender Kanten angeordnet werden, wobei jedoch die Zwischenschicht 53 von aufeinanderfolgenden Plättchen gegeneinander verschoben sind, so daß nur die Zwischenschichten 53 von alternierend angeordneten Plättchen 51 vertikal übereinander zu liegen kommen. Dies ist in der F i g. 4 durch die gestrichelten Bereiche 55 wiedergegeben, welche die verschobenen Zwischenschichten 53 auf den Plättchen 51 darstellen, die sich oberhalb und unterhalb des gezeigten Plättchens 51 befinden. Nach dem Verfestigen der bedruckten Plättchen zu einem (nicht dargestellten) ungebrannten großen Block wird dieser Block beispielsweise durch Zerschneiden längs der Linien 57 und 59 zu einer Vielzahl von kleineren, ungebrannten Keramikkörpern zerteilt, bei denen sich die Zwischenschichten 53 alternierend bis an gegenüberliegende Seiten des jeweiligen Keramikkörpers erstrecken.

Diese kleineren Keramikkörper werden dann in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise erhitzt, um die in der Hitze flüchtigen Materialien zu entfernen und die Keramik zu sintern. In die entstandenen Hohlräume wird das Metall für die inneren Elektroden eingebracht. Nach dem Anordnen entsprechender Abschlußelektroden werden zufriedenstellende Keramikschichtkondensatoren erhalten.
Ein modifiziertes Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung einer Vielzahl gebrannter Keramikkörper ist in dem folgenden Beispiel erläutert.

Beispiel 3

Man wendet die gleichen Materialien und Verfahrensmaßnahmen wie in Beispiel 2 zur Bildung von Blökken an, die aus ungebrannten Keramik-Plättchen mit aufgetragenen Zwischenschichten aus einem in der Hitze flüchtigen Material aufgebaut sind. Diese Blöcke werden aber nicht in kleinere Keramikkörper zerteilt, sondern erhitzt, um die in der Hitze flüchtigen Materialien zu entfernen und das Keramikmaterial zu sintern. Die Aufheiz- und Sinterbedingungen können im wesentlichen den oben angegebenen Werten entsprechen.

Wegen der größeren Masse der großen Blöcke kann jedoch eine etwas längere Behandlungszeit erforderlich sein. Nachdem die Blöcke gesintert sind, werden sie, beispielsweise mittels einer Diamantsäge, zu den gewünschten kleineren Keramikkörpern zerteilt, indem man sie längs der Linien 57 und 59 in F i g. 4 zerschneidet.

Die erfindungsgemäßen Kondensatoren können unterschiedlichste Größen aufweisen. Beispielsweise können ohne weiteres Kondensatoren mit den Abmessungen von 2,0 mm χ 3,0 mm χ 0,9 mm hergestellt werden, die 20 dielektrische Schichten mit einer Dicke von etwa 0,03 mm und 19 innere Elektroden mit einer Dicke von etwa 0,01 mm aufweisen, obwohl natürlich auch größere Kondensatoren gebildet werden können.

Im allgemeinen ist es erwünscht, die dielektrische Schicht und die Elektroden so dünn wie möglich zu machen, da dann eine geringere Menge des kostspieligen dielektrischen Keramikmaterials nötig ist und die Kapazität der Kondensatoren pro Volumeneinheit gesteigert wird, was den Raumbedarf dieser Kondensatoren in den Schaltkreisen vermindert

Da der Zweck der Zwischenschicht darin besteht, eine Stütze für die Keramikschichten zu bilden oder diese zu trennen, bis sie selbsttragend sind, so daß die gewünschten Hohlräume nach dem zur Beseitigung der sich in der Hitze verflüchtigenden Materialien durchgeführten Heizzyklus in der gesinterten Keramik zurückbleiben, sollte das Material der Zwischenschichten die temporär gebundenen Keramikschichten nicht angreifen und so lange vorhanden bleiben, bis die Plastizität der Keramikschichten so weit abgenommen hat, daß die Keramikschichten steif sind und sich nicht verformen oder durchhängen, wodurch die Hohlräume verschlos-

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sen werden könnten. Wenn das zum Aufdrucken der Zwischenschichten verwendete filmbildende Material diesem Erfordernis nicht entspricht, ist es notwendig, ein teilchenförmiges, in der Hitze flüchtiges Material, das diesem Erfordernis entspricht, zuzusetzen. Bei der Auswahl eines solchen teilchenförmigen, in der Hitze flüchtigen Materials, ist jedoch wichtig, jene Materialien zu vermeiden, die beim Verbrennen merkliche Mengen Asche hinterlassen, die Elemente enthält, die für die dielektrischen oder isolierenden Keramikschichten schädlieh sind. Im allgemeinen sind für diesen Zweck feine Teilchen aus Kohlenstoff oder einem verkohlbaren Material, wie beispielsweise Stärke oder Cellulose, geeignet. Unter den vielen in der Hitze flüchtigen, filmbildenden Materialien, die zusammen mit derartigen teilchenförmigen Materialien zur Bildung der in der Hitze flüchtigen Schichten eingesetzt werden können, sind insbesondere zu erwähnen Athylceliulose, Acryloidharze und Polyvinylalkohol. Ein für das filmbildende Material geeignetes Lösungsmittel wird in einer solchen Menge verwendet, daß die Zusammensetztung die gewünschte Viskosität annimmt.

* In gewissen Fällen können die Hohlräume zwischen

den Keramikschichten mittels vorgebildeter, in der Hitze flüchtiger Filme gebildet werden, wozu man einen dünnen Harzfilm verwenden kann, der beispielsweise feine Kohlenstoffteilchen enthält. Für diesen Zweck kann man auch eine dünne Schicht aus einer Mischung aus feinem, körnigem, brennbarem Material, wie Kohlenstoff, die kein Bindemittel enthält, verwenden und mit dem gewünschten Muster auf die Keramikplättchen aufbringen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

40 45

S5.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines einstückigen gesinterten, für die Herstellung eines Kondensators geeigneten Keramikkörpers, bei dem eine Vielzahl dünner Plättchen aus ungebranntem Keramikmaterial übereinandergeschichtet wird, zwischen denen an mindestens zwei Stellen dünne, sich nur in einem Bereich bis zum Rand des darüber- bzw. darunterliegenden Keramikplättchens erstreckende Zwischenschichten eingebracht werden, aus denen sich beim Brennvorgang der Keramik Hohlräume bilden, die nach einem Randbereich hin offen sind, während die Keramikplättchen an den übrigen Randbereichen miteinander versintern, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwischenschichten ein Material in -Form einer flüssigen oder pastenförmigen Zusammensetzung verwendet wird, das sich beim Brennvorgang verflüchtigt und dabei hindernisfreie Hohlräume (39) für die Aufnahme der Elektroden (15) erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Keramikplättchen (51) auf einer Vielzahl von Bereichen (53, 55) jeweils eine Zwischenschicht aufgetragen wird, aus einer Vielzahl der beschichteten Keramikplättchen (51) ein Stapel gebildet wird, wobei die beschichteten Bereiche (53, 55) der Keramikplättchen (51) teilweise übereinander liegen, daß der verfestigte Stapel gebrannt wird, so daß das Material der Zwischenschicht sich verflüchtigt und die Keramikplättchen (51) zu einem monolithischen Block gesintert werden, und daß dann der Biock in kleinere Körper aufgeteilt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß auf jedem Keramikplättchen (51) auf einer Vielzahl von Bereichen (53, 55) jeweils eine Zwischenschicht aufgetragen wird, aus einer Vielzahl der beschichteten Keramikplättchen (51) ein Stapel gebildet wird, wobei die beschichteten Bereiche (53, 55) der Keramikplättchen (51) teilweise übereinander liegen, daß der verfestigte Stapel durch vertikale Schnitte (57, 59) zu einer Vielzahl von kleineren Körpern zerteilt wird, bei denen mindestens einer der beschichteten Bereiche im Randbereich nach außen freiliegt, daß die kleineren Körper gebrannt werden, so daß das Material der Zwischenschicht sich verflüchtigt und daß die kleineren Körper jeweils zu einem monolithischen Block gesintert werden.