DE2462008A1

DE2462008A1 - Mehrschichtige schaltkreisstruktur und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2462008A1
Application number: DE19742462008
Authority: DE
Inventors: Truman Clifford Rutt; James Albert Stynes
Original assignee: NL Industries Inc
Current assignee: NL Industries Inc
Priority date: 1973-09-24
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1975-07-03
Also published as: DE2462008C3; DE2462008B2

Description

Mehrschichtiqe Schaltkreisstruktur und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Schaltkreisstruktur und ein Verfahren zu ihrer herstellung. Diese Schaltkreisstruktur umfaßt einen einheitlichen, gesinterten Keramikkörper als Matrix.
In seiner einfachsten Form besteht ein keramischer Kondensator aus einem relativ dünnen Plättchen der gewünschten Form und Größe, das man durch Brennen einer dielektrischen -Keramilcmasse erhält, und das auf den gegenüberliegenden Oberflächen mit Elektroden versehen ist, In vielen Fällen ist es jedoch erwünscht, einen Kondensator zu verwenden, der eine Vielzahl derartiger Plättchen aufweist, zwischen denen leitende Schichten vorgesehen sind, wobei alternierende leitende Schichten an die gleichen Seitenflächen des Kondensators herangeführt und dort, beispielsweise mit einer Abschlußelektrode, elektrisch verbunden sind. Gemäß einem typischen bekannten Verfahren zur Herstellung solcher Keramikkondensatoren wird eine elektrodenbildende Paste aus einem Edelmetall, wie Platin oder Palladium, auf die obere Fläche eines kleinen, üblicherweise gegossenen, dünnen Plättchens aus einer geeigneten dielektrischen Keramikzusammensetzung, die mit Hilfe eines organischen Bindemittels vorübergehend verbunden ist, aufgetragen, wobei die Auftragung in der Weise erfolgt, daß die Abscheidung der Elektrodenpaste sich nur bis zu einer Kante des Plättchens erstreckt und um die drei Seiten der Abscheidung herum ein freier Seitenrand gelassen wird.
Dann wird eine Vielzahl der in-dieser Weise mit der Elektrodenpaste beschichteten kleinen Plättchen aufeinandergestapelt, wobei die aufeinanderfolgenden Plättchen um eine senkrecht durch die Ebene des Plättchens verlaufende Achse gedreht werden, wodurch die Elektrodenpastenabscheidungen aufeinanderfolgender Plättchen sich bis zu den gegenüberliegenden Kanten des Stapels erstrecken . Der Stapel aus den mit der Paste beschichteten Plättchen wird dann in geeigneter Weise verfestigt und erhitzt, um die organischen Bindemittel des Keramikplättchens und der elektrodenbildenden Paste auszutreiben oder zu zersetzen und die dielektrische Masse zu einem einheitlichen, vielschichtigen.Körper zu sintern, der aufeinanderfolgende Elektroden aufweist, die jeweils bis an die gegenüberliegenden Enden des Körpers herangeführt sind. Die an den Enden des Körpers frei zutageliegenden Elektroden werden dann in üblicher Weise mit einer Abschlußelektrode elektrisch verbunden.
Wegen der Notwendigkeit, bei dem genannten Verfahren innere Elektroden aus Edelmetall zu verwenden, sind monolithische Keramikkondensatoren kostspielig. Billigere Silberelektroden, wie sie häufig für andere Keramikkondensatoren verwendet werden, sind im allgemeinen für monolithische Kondensatoren nicht geeignet, da das in Form einer Elektrodenpaste aufgetragene Silber während des Brennens zur Herstellung der Keramik hohen Temperaturen ausgesetzt und hierdurch geschädigt wird. Demzufolge besteht ein Bedürfnis für ein Verfahren zur Herstellung von monolithischen Kondensatoren, bei dem es nicht erforderlich ist, Edelmetalle oder sehr kostspielige Metalle zu verwenden .
Ein Verfahren dieser Art ist in der US-PS 3 679 950 beschrieben.
In diesem Patent ist eine Reihe von Maßnahmen angegeben, die die Bildung gesinterter Keramikmatrices, die abwechselnd Schichten aus dichtem dielektrischem Material und Schichten aus porösem Keramikmaterial aufweisen, und das anschließende Abscheiden eines leitenden Materials in der porösen Schicht umfassen, wozu man billige Metalle verwenden kann. Obwohl sehr zufriedenstellende, relativ preisgünstige, monolithische Kondensatoren nach den in der genannten Patentschrift angegebenen Verfahrensweisen hergestellt worden sind, hat es sich in gewissen Fällen als problematisch erwiesen, die Kontinuität des Metalls in den Innenelektroden aufrechtzuerhalten. Weiterhin ist es erwünscht, insbesondere wenn bei hohen Frequenzen einzusetzende Kondensatoren hergestellt w#erden sollen, den Elektrodenwiderstand so niedrig wie möglich zu halten.
Demzufolge ist es ein Ziel der Erfindung, eine Verbesserung der in der genannten Patentschrift angegebenen Verfahrensweisen anzugeben, so daß man Sinterkeramikmatrices erhält, in denen die #inneren Elektroden durch Einführen eines leitenden Materials, wie eines Metalls gebildet werden können, wodurch man Kondensatoren erhält, bei denen die Kontinuität und der niedrige Widerstand der Elektroden kein Problem darstellt, und gemäß denen die Keramikmatrix vor dem Imprägnieren eine angemessene Festigkeit besitzt.
Das genannte Ziel der Erfindung kann dadurch erreicht werden, daß man als Matrices keramische Körper bereitstellt, die eine Mehrzahl übereinander angeordneter dünner Schichten oder Lagen aus dichtem dielektrischem Material aufweisen, wobei zwischen aneinander angrenzenden Schichten dünne, im wesentlichen planare und an einem Randbereich offene Hohlräume oder Zwischenräume vorhanden sind. Die Hohlräume oder Zwischenräume werden lediglich durch eine oder mehrere diskrete Säulen unterbrochen, die, wenn eine Vielzahl davon vorhanden ist, im wesentlichen voneinander getrennt sind. Somit ist es möglich, ohne weiteres ein leitendes Material, wie ein Metall, in die Hohlräume der Matrix einzuführen und einen Körper zu bilden, der abwechselnd ununterbrochene, leitende Schichten und dielektrische Keramikschichten aufweist. Genauer betrifft die Erfindung einen Kondensator, der dadurch gebildet wird, daß man ein leitendes Material, wozu man im allgemeinen vorzugsweise ein Metall verwendet, in einen oder mehrere dünne, im wesentlichen planare Hohlräume einführt, die zwischen dünnen Schichten aus dichtem dielektrischem Material in einem einheitlichen, gesinterten Keramikkörper vorhanden sind, wobei die Schichten über mehrere Randbereiche integral miteinander verbunden sind und der bzw. die dünnen Hohlräume lediglich durch eine oder mehrere diskrete Metall- oder Keramik-Säulen unterbrochen wird bzw. werden, wobei im wesentlichen sämtliche Säulen oder Stützen, falls eine Vielzahl hiervon vorhanden ist, voneinander getrennt angeordnet sind. Die inneren Elektroden des erhaltenen Kondensators besitzen einen geringen Widerstand, da die Hohlräume zwischen den dielektrischen Schichten nur in geringem Umfang Hindernisse enthalten. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Herstellung anderer keramischer Bauteile mit innenliegenden Elektroden, wie Mehrschichtschaltkreisstrukturen, wozu im wesentlichen ähnliche Maßnahmen ergriffen werden. Sowohl bei der Herstellung der Kondensatoren als auch der mehrschichtigen Schaltkreisstrukturen umfaßt das Verfahren die Verwendung von Pseudoleitern, die im wesentlichen aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material gebildet sind, das beim Brennen der Keramik entfernt wird, wodurch Hohlräume oder Kanäle gebildet werden, in die das leitende Material eingeführt' wird. Die Form, Größe und Anordnung der Leiter und/oder Elektroden entsprechen im wesentlichen denen der pseudoleitenden Elektroden oder Leitungen in dem ungebrannten ten Körper, die sie ersetzen. -Gegenstand der Erfindung ist daher ein einheitlicher, gesinterter, für die Herstellung eines Kondensators geeigneter Keramikkörper, der gekennzeichnet ist durch eine Vielzahl übereinanderliegender dünner Schichten aus dichtem dielektrischem Material,die über mehrere Randbereiche miteinander verbunden sind, wobei wesentliche Bereiche der einander gegenüberliegenden Oberflächen von mindestens zwei dieser Schichten voneinander entfernt sind und einen dazwischenliegenden dünnen Hohlraum bilden; mindestens eine in dem Hohlraum vorhandene Säule, die sich zwischen den den Hohlraum bildenden Schichten erstreckt und diese berührt und aus Metall oder Keramikmaterial gebildet ist, wobei im wesentlichen sämtliche Säulen, wnn eine Vielzahl davon vorhanden ist, einzeln und voneinander getrennt angeordnet sind; und eine in den Hohlraum führende Öffnung in dem Körper.
ErfindungsgeMäß werden monolithische Kondensatoren dadurch hergestellt, daß man 1. auf einer Vielzahl dünner Blätter oder Plättchen aus einem geeigneten, fein verteilten Keramikmaterial, das mit einem sich in der Hitze verflüchtigenden Bindemittel verbunden ist, Überzüge aufträgt, die dünne, ausgewählte Muster aus pseudoleitendem Material umfassen, das im wesentlichen aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material, einem oder mehreren Keramikkörnchen oder Metallkörnchen und einem sich in der Hitze verflüchtigenden Bindemittel besteht; 2. einen verfestigten Stapel aus einer Vielzahl der beschichteten Blätter oder Plättchen# bildet; 3. den erhaltenen Körper zum Entfernen der sich in der Hitze verflüchtigenden Materialien und zum Sintern des Keramikmaterials zu einem monolithischen Körper brennt, der dünne Hohlräume oder offene Zwischenräume aufweist, die.
lediglich durch ein oder mehrere diskrete Keramik- oder Metall-Säulen bzw. Stützen unterbrochen sind, von denen im wesentlichen sämtliche, wenn hiervon eine Vielzahl vorhanden ist, einzeln bzw. diskret und voneinander getrennt angeordnet sind; 4. ein leitendes Material, vorzugsweise Metall, in die erhaltenen Hohlräume einführt und 5. die gebildeten leitenden Schichten in geeigneter Weise elektrisch verbindet.
Weitere Ausführungsformen, Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den Beispielen und den Zeichnungen.
In der Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines erfindungsgemäß hergestellten Kondensators dargestellt, während die Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1 durch diesen Kondensator wiedergibt.
Die Fig. 3 zeigt eine vergrößerte, perspektivische Ansicht von zwei Plättchen aus einer verbundenen, dielektrischen Keramikzusammensetzung, wobeiijedes Plättchen mit einer Schicht aus einer Masse bedeckt ist, die aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material besteht, in dem eine geringe Menge Keramikkörnchen dispergiert ist.
In der Fig. 4 ist ein Ausschnitt einer Draufsicht auf ein Blatt oder ein Plättchen aus einer gebundenen, dielektrischen Keramikzusammensetzung dargestellt, auf das eine ein Muster bildende Schicht aufgetragen ist, die aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material besteht, in dem eine geringe Menge Keramikkörnchen dispergiert ist.
Die Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Keramikkörpers nach dem Zusammenfügen, Verfestigen und Sintern einer Vielzahl der in der Fig. 3 dargestellten beschichteten Plättchen.-In der Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Mehrschichtschaltkreisstruktur wiedergegeben.
Die Fig. 7 zeigt in Explosionsdarstellung die verschiedenen Keramikplättchen, die zur Bildung der in der Fig. 6 dargestellten Struktur verwendet werden, und die mit Pseudoleitern versehen sind.
In der Fig. 8 ist eine vergrößerte Ansicht eines gebundenen, zusammengesetzten Keramikkörnchens dargestellt, das für die Durchführung der Erfindung geeignet ist.
Die Fig. 9 zeigt in stark vergrößerter Form eine Teildrau-fsicht eines gebundenen Blattes oder Plättchens aus einer dielektrischen Keramikzusammensetzung, auf dem eine ein Muster bildende Schicht aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material aufgetragen ist, das für die Anwendung in einer Abänderung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
In der Fig. 10 ist eine stark vergrößerte Teilschnittansicht einer gesinterten Keramåkmatrix wiedergegeben, die aus einer Vielzahl der in der-Fig.9 dargestellten Blätter bzw. Plättchen gebildet worden ist.
Es versteht sich, daß in den Zeichnungen gewisse relative Abmessungen übertrieben wiedergegeben sind.
Erfindungsgemäß kann ein monolithischer Kondensator wie folgt hergestellt werden.
Man stellt eine Vielzahl dünner Plättchen aus einer. fein verteilten Keramikzusammensetzung her, die man unter Verwendung eines sich in der Hitze verflüchtigenden Bindematerials, zum Beispiel ~~eines Harzes oder eines Gelldlosederivats- bildet, wobei die Keramikzusammensetzung so ausgelegt ist, daß sie beim Sintern eine dichte dielektrische Schicht bildet. Solche Zusammensetzungen, von denen eine große Vielzahl bekannt ist, schließen Bariumtitanat, das gegebenenfalls mit Mitteln zum Modifizieren der Dielektrizitätskonstante und/oder anderen Eigenschaften vermischt sein kann, sowie eine große Vielzahl anderer Keramikmassen ein. Dann trägt man auf jedes der Vielzahl der Plättchen eine dünne Schicht auf, die im wesentlichen aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material besteht, in dem eine geringe Menge von Keramik- und/oder Metallkörnchen dispergiert sind, die eine solche Größe aufweisen, daß sie sich im wesentlichen über die gesamte Dicke der Schicht hinweg erstrecken.
Diese Schichten können vorgebildet sein, werden jedoch vorzugsweise dadurch hergestellt, daß man auf die Plättchen eine flüssige oder pastenförmige Masse aufträgt, was durch Aufmalen oder durch Siebdrucken erfolgt. Das sich in der Hitze verflüchtigende Material dieser Schichten, das im folgenden in gewissen ~Fällen als "Pseudoleiter bezeichnet wird, kann ein geeignetes brennbares und/oder flüchtiges, organisches, filmbildendes Material sein, besteht jedoch vorzugsweise aus einer Mischung aus feinen brennbaren und/oder flüchtigen Teilchen, die mit einem derartigen filmbildenden Material verbunden sind. Die Keramik- und/oder Metall-Körnchen können mit dem filmbildenden Material der Schichten vermischt und darin dispergiert werden.
Die genannten Schichten besitzen eine geringere Flächen ausdehnung als die dünnen Plättchen oder Blätter, auf die sie aufgetragen werden und eine jede Schicht besitzt eine solche Form, daß um den größten Teil des Umfangs der Schicht herum ein Rand freigelassen wird, während ein Teil der Schicht sich bis zu dem Rand oder der Kante des Plättchens oder des Blattes erstreckt, auf dem sie abgeschieden ist. Vorzugsweise sind die Schichten von gleicher Größe.
Dann wird eine Vielzahl der Blätter oder Plättchen aus der verbundenen Keramikzusammensetzung aufeinandergestapelt, wobei die Schichten der Körnchen enthaltenden, sich in der Hitze zersetzenden Zusammensetzung dazwischen zu liegen kommt, und wird dann verfestigt. Das Verfestigen kann mittels für die besonderen verwendeten Materialien geeigneten Maßnahmen erreicht werden und diese können ein Verpressen, Erhitzen.und/oder die Verwendung eines Lösungsmittels einschließen. Die Plättchen oder Blätter und die dazwischenliegenden Schichten des Stapels werden so angeordnet, daß sich aufeinanderfolgende Schichten zu verschiedenen Randbereichen des verfestigten Stapels hin erstrecken, wobei ein Hauptteil der Ränder eines jeden Plättchens mit den Rändern der angrenzenden Plättchen des Stapels in Berührung steht. Dann wird der verfestigte Stapel aus den Plättchen und den dazwischenliegenden Schichten gebrannt, um die sich in der Hitze verflüchtigenden Materialien zu entfernen und die Keramikzusammensetzung zu sintern. Hierbei wird ein einheitlicher, gesinterter Keramikkörper gebildet, der eine Vielzahl von dünnen Schichten aus dichtem dielektrischem Material aufweist, die an den Randbereichen verbunden sind, jedoch voneinander über wesentliche Bereiche ihrer einander gegenüberliegenden Oberflächen voneinander getrennt sind und dazwischenliegende Hohlräume aufweisen, die lediglich durch ein oder mehrere diskrete Keramik- und/oder Metall-Säulen unterbrochen sind, die im wesentlichen getrennt voneinander angeordnet sind, wenn eine Vielzahl davon vorhanden ist.
An den Randbereichen des gesinterten Körpers, bis zu denen sich die Schichten aus dem die Körnchen aus Metall und/oder Keramikmaterial enthaltenden, sich in der Hitze verflüchtigenden Material erstreckten, befinden sich Öffnungen, die in die Hohlräume zwischen den aneinander angrenzenden Keramikschichten führen. Durch diese Öffnungen kann ein leitendes Material, wie ein Metall, mittels eines geeigneten Verfahrens, z.3.eines der. in der US-PS 3 679 950 beschriebenen, in die Hohlräume eingeführt werden. Als Ergebnis erhält man einen Körper, an dem in beliebiger Weise Abschlußelektroden befestigt werden können, so daß man einen Kondensator erhält, der gewünschtenfalls eingekapselt werden kanne nachdem Leitungsdrähte an diesen Abschlußelektroden befestigt worden sind.
Es ist ersichtlich, daß das obige Verfahren in verschiedenartiger Weise modifiziert und abgeändert werden kann, wobei eine Reihe dieser Ausführungsformen im folgenden erläutert werden wird.
Obwohl, wie bereits oben angegeben, eine Reihe von Abändezrungen und Modifizierungen möglich ist, ist das zur Herstellungyesniger relativ großer monolithischer Kondensatoren bevorzugte Verfahren das oben beschriebene. Eine genauere Beschreibung des Verfahrens wird im folgenden angegeben.
Beispiel 1 Durch vierstündiges Vermahlen in einer Kugelmühle stellt man eine Dispersion der folgenden Zusammensetzung her: 400 g eines dielektrischen Pulvers (aus 96 Gew.-Teilen BaTiO3 und 4 Gew.-Teilen Ce02#Zr02, wobei'die Teilchen eine durchschnittliche Teilchengröße im Bereich von 1 bis 2 ßm besitzen) 4 g Diäthylenglycol-laurat 30 g Butylbenzylphthalat und 120 ml Toluol Nach dem Vermahlen gibt man die Dispersion zu einer Lösung, die man durch Auflösen von 37 g Äthylcellulose in 180ml Toluol erhalten hat, und rührt, um ein gutes ijurchmischen zu erreichen.
Dann entlüftet man die Mischung und bildet auf einer glatten Glasplatte mittels einer Rakel einen etwa 100 mm x 1500 mm großen Film aus der Mischung. Der nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 0,045 mm aufweisende Film wird abgenommen und in kleine, rechteckige Blätter oder Plättchen zerschnitten, die jeweils etwa 10 mm x 20 mm groß sind.
Dann kann man eine sich in der Hitze verflüchtigende Zusammensetzung zum Abscheiden einer pseudoleitenden Schicht auf den in der obigen Weise gebildeten Plättchen dadurch herstellen, daß man beispielsweise 25 g fein verteilten Kohlenstoff mit 50 g einer 50%igen Lösung eines.rit Phenol modifizierten Kolophoniumesterharzes (Pentalyn 858) in einem hochsiedenden, aliphatischen Erdölnaphthalösungsmittel mit einer Kauri-Butanol-Wert von 33,8 (Lösungsmittel Nr. 460) auf einer Dreiwalzenmühle vermischt. Zu dieser Masse gibt man 20 g der in der Fig. 8 dargestellten Keramikkörnchen, die eine Größe zwischen 20 pm und 37 jim besitzen und in der weiter unten angegebenen Weise aus Bariumtitanatpulver bereitet worden sind.
Dann wird die Viskosität der Masse durch Vermischen mit weiterem Naphtha-Lösungsmittel auf einen für den Siebdruck geeigneten Wert gebracht. Die erhaltene Masse oder Zusammensetzung oder Druckfarbe, wie sie auch häufig bezeichnet wird, wird nach dem Siebdruckverfahren auf eine Seite eines jeden Plättchens aus der dielektrischen Zusammensetzung mit einer Schichtdicke aufgedruckt, die nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 0,01 mm besitzt. Es sollte darauf geachtet werden, daß man zur Bildung der die Körnchen enthaltenden Schichten Bestandteile verwendet, die das Bindematerial der Plättchen aus dem dielektrischen Material nicht lösen oder in unzulässiger Weise erweichen.
Vorzugsweise verwendet man als Lösungsmittel aliphatische Erdölnaphthas, die eine niedrig liegende Kauri-Butanol hahl (von etwa 35) und eine ausreichend geringe Verdampfungsgeschwindigkeit aufweisen, so daß-die Druckfarbe zwischen den Druckvorgängen das Drucksieb nicht verstopft. Die Körnchen enthaltende, sich in der Hitze verflüchtigende Schicht aus der Druckfarbe oder der Pseudoleiter wird derart auf jedes der Plättchen oder Blätter aus dem gebundenen dielektrischen Material aufgetragen, daß die Schicht sich bis zu einem Rand des Plättchens erstreckt, jedoch auf den anderen Seiten einen ausreichenden Rand freiläßt.
Die bedruckten Plättchen werden dann ausgerichtet und in Gruppen von zehn Plättchen derart aufeinandergestapelt, daß bei alternierenden Plättchen einer jeden Gruppe die Ränder der Plättchen, an die die aufgedruckten Schichten herangeführt sind, übereinanderzuliegen kommen, während die dazwischenliegenden Plättchen horizontal um 180° gedreht angeordnet werden, so daß die darauf gedruckten Schichten bis zu dem gegenüberliegenden Randbereich des Stapels sich erstrecken.
Dann werden oben und unten auf den Stapel nicht-bedruckte Plättchen aufgelegt, wonach der Stapel durch Anwendung eines Druckes von etwa 104 kg/cm2 bei einer Temperatur von etwa 850C während einer Minute verfestigt wird, wodurch man einen zusammenhängenden Körper oder Chip, wie diese Körper häufig bezeichnet werden, erhält Die Chips werden dann zum Entfernen der darin enthaltenen, sich in der Hitze verflüchtigen den Materialien und zum Sintern der Keramikzusammensetzung erhitzt.
Um einen möglichen Bruch der Chips während des Brennens auszuschließen, werden diese zunächst langsam in der Luft erhitzt, um die sich in der Hitze verflüchtigenden Bestandteile zu beseitigen, und werden anschließend bei -höherer Temperatur gebrannt, wodurch kleine, zusammenhängende, gesinterte Matrices oder Chips gebildet werden,die jeweils eine Vielzahl von dünnen Schichten aus dichtem, dielektrischem Material aufweisen, die integral an einer Vielzahl von Randbereichen miteinander verbunden sind und zwischen denen dünne Hohlräume vorhanden sind, die lediglich durch diskrete Keramiksäulen unterbrochen sind, die im wesentlichen alle voneinander getrennt, das heißt in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Jeder der Hohlräume ist über eine an den Randbereichen des Chips vorliegenden Offnung zugänglich, da bei der Bildung des grünen. oder noch nicht gebrannten Chips die aufgedruckten Schichten aus dem körnchenhaltigen, sich in der Hitze verflüchtigenden Material bis zu einem Rand oder einer Kante des Plättchens aus der dielektrischen Zusammensetzung herangeführt wurden. Da die bedruckten Plättchen derart aufeinandergestapelt wurden, daß sich die körnchenhaltigen Schichten jeweils alternierend bis zu dem gleichen Randbereich des Stapels hin erstrecken, liegen die Öffnungen der aufeinanderfolgenden Hohlräume in dem gesinterten Chip jeweils auf den gegenüberliegenden Endbereichen des Chips.
Ein geeignetes Aufheizschema zur Entfernung der sich in der Hitze verflüchtigenden Materialien in den ungebrannten Chips ist im folgenden angegeben: Bis 16000 2 Stunden 31000 bis 31400 4 Stunden 16000 bis 2200C 10 Stunden bei 40000 1 Stunde 22,000 bis 22500 12 Stunden bei 50000 1 Stunde 22500 bis 3100C 20 Stunden bei 6000C 1 Stunde Nach Durchlaufen des obigen Aufheizschemas wird die Temperatur auf 137000 gesteigert und während 1,25 Stunden beibehalten, um die Chips zu sintern.
Nach dem Abkühlen der gesinterten Chips werden die darin vorhandenen Hohlräume mit einem leitenden Material, vorzugsweise einem Metall gefüllt, wozu man irgendeine der in der obengenannten US-Patentschrift angegebenen Methoden anwenden kann. Dann werden die Abschlußelektroden in geeigneter Weise aufgebracht, was nach dem Fachmann geläufigen Methoden erfolgt.
Alternativ kann man zunächst die Abschlußelektroden anbringen und dann die Hohlräume mit Metall füllen, wozu man das in der deutschen Patentanmeldung P 23 23 921.6 (entsprechend der US-Patentanmeldung Serial No. 274 668) beschriebene Verfahren anwenden kann.
In den Fig. 1 und 2 der beigefügten Zeichnungen ist in vergrößertem und teilweise übertriebenem Maßstab ein monolithischer Kondensator dargestellt, wie er nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann. Die Bezugsziffer 11 steht für den Kondensator als solchen, der Schichten 13 aus dielektrischem keramischem Material aufweist, zwischen denen sich Schichten 15 aus leitendem Material befinden, die als innere Elektroden dienen. Die letzteren werden derart gebildet, daß als Ergebnis der Größe und der Anordnung der Säulen enthaltenden Hohlräume, in die das leitende Material eingeführt worden ist, die aufeinanderfolgenden Schichten sich bis zu den gegenüberliegenden Endflächen des Kondensators erstrecken, wobei die Gruppe von Elektroden, die auf jeder Endfläche frei zutageliegen, mittels Abschlußelektroden 17 elektrisch miteinander verbunden werden. Wo kein dazwischenliegendes leitendes Material vorhanden ist, sind die dielektrischen Schichten miteinander verbunden, wie es die Bezugsziffer 19 verdeutlicht. Sie sind natürlich auch durch die (nicht dargestellten) Keramiksäulen miteinander verbunden, die in die pseudoleitenden Schichten eingebracht wurden.
In der Fig. 3 sind in vergrößertem Maßstab zwei Plättchen oder Blätter 31 und 33 aus keramischem, dielektrischem Material wiedergegeben, das mit einem sich in der Hitze verflüchtigenden Bindemittel verbunden ist, und auf denen jeweils eine Schicht 35- aufgetragen ist, die aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material besteht, in dem eine#Vielzahl von Keramikkörnchen dispergiert ist. Es ist zu ersehen, daß sich die auf dem Plättchen 31 vorhandene Schicht 35 bis zu dem vorderen Rand des Plättchens erstreckt, jedoch an den Seitenkanten und an der hinteren Kante einen Rand freiläßt, während die auf dem Plättchen 33 vorliegende Schicht 35 sich bis zu der hinteren Kante des Plättchens erstreckt und an den Seiten und der vorderen Kante des Plättchens einen Rand freiläßt. Wenn somit eine Vielzahl mit Schichten 35 versehene Plättchen 31 und 33 abwechselnd aufeinandergestapelt, verfestigt und gebrannt wird, befinden sich die Öffnungen der Hohlräume, die sich durch die Entfernung des sich in der Hitze verflüchtigenden Materials der Schicht 35 in dem sich ergebenden Sinterkörper bilden, auf den gegenüberliegenden Enden des Körpers.
In der Fig. 5 ist, in noch stärker vergrößertem Maßstab, der Aufbau eines erfindungsgemäß hergestellten gebrannten Keramikkörpers oder Chips wiedergegeben, der als Matrix für die Herstellung eines monolithischen Kondensators geeignet ist. Die Schichten 37 bestehen aus dem dielektrischen Material und die dazwischen vorliegenden, durch die Entfernung des sich in der Hitze verflüchtigenden Materials der Schichten 35 gebildeten Hohlräume 39 sind, mit Ausnahme der Säulen 41, frei von Hindernissen.
Es versteht sich, daß die erfindungsgemäßen monolithischen Kondensatoren einzeln nach den in diesem Beispiel beschriebeinen Verfahren hergestellt werden können. Es ist jedoch bevorzugt, wenn eine beträchtliche Anzahl von Kondensatoren hergestellt werden soll oder die einzelnen Kondensatoren sehr klein sind, ein Verfahren anzuwenden, bei dem eine Vielzahl von ungebrannten Chips gleichzeitig gebildet und gleichzeitig gesintert wird. Ein solches Verfahren wird in dem folgenden Beispiel beschrieben.
Beispiel 2 Unter Anwendung der dielektrischen Keramikzusammensetzung und des dafür verwendeten provisorischen organischen Bindemittels, wie sie in dem vorhergehenden Beispiel beschrieben sind, werden in der dort beschriebenen Weise Plättchen mit den Abmessungen 50 mm x 75 mm hergestellt, die nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 0,05 mm aufweisen. Unter Anwendung der in Beispiel 1 verwendeten Zusammensetzung oder Druckfarbe werden die Köirnchen enthaltenden, sich in der Hitze verflüchtigenden Schichten in Form eines sich wiederholenden Musters aufgedruckt. Nachdem der Auftrag getrocknet ist, wobei sich ein Film mit einer Dicke von etwa 0,01 mm ergibt, werden die bedruckten Plättchen ausgerichtet und in Gruppen von zehn Plättchen aufeinandergestapelt, wobei das aufgedruckte Filmmuster des folgenden Plättchens jeweils in Bezug auf das vorhergehende Plättchen verschoben wird. Dann werden Blöcke gebildet, indem man die aufeinandergestapelten Plättchen verfestigt, wobei vorzugsweise ein oder mehrere nicht bedruckte Plättchen auf die Oberseite und die Unterseite des Stapels aufgebracht werden und das Verfestigen dadurch erfolgt, daß man während etwa einer Minute bei einer Temperatur von etwa 8500 einen Druck von etwa 104 kg/cm2 auf den Stapel ausübt. In dieser Weise erhält man einen ungebrannten, festen Block, der mit geeigneten Einrichtungen, beispielsweise Messern, in kleinere Blöcke oder Chips zerschnitten oder zerteilt wird.
Die Art und Weise, in der dies geschieht, ergibt sich deutlicher aus der Fig. 4 der Zeichnungen. In dieser Figur steht die Bezugsziffer 51 für ein (etwas vergrößertes und schematisch dargestelltes) großes Plättchen aus einem keramischen dielektrischen Material, das zwischenzeitlich mit einem sich in der Hitze verflüchtigenden Bindematerial gebunden ist. Die darauf im Abstand angeordneten, rechteckigen Elemente 53 bestehen aus Schichten aus einem Körnchen enthaltenden, sich in der Hitze verflüchtigenden Material, das auf dem Plättchen abgeschieden worden ist, beispielsweise mit Hilfe des Siebdruckverfahrens.
Bei der Bildung eines Stapels derartiger bedruckter Blätter, die nach dem Verflüchtigen einen großen Block ergeben, werden alle Blätter derart ausgerichtet, daß die darauf vorhandenen Elemente 53 vertikal längs zwei gegenüberliegenden Kanten ausgerichtet sind, wobei jedoch die Elemente aufeinanderfolgender Blätter derart verschoben sind, daß nur jeweils die Elemente 53 des übernächsten Blattes mit dem ersten Blatt vertikal fluchten.
Dies ist in der Fig. 4 durch die mit gestrichelten Linien dargestellten Bereiche 55 wiedergegeben, die für die verschobenen, weiterreichenden Bereiche der Elemente 53 auf den Blättern vorliegen, die oberhalb und unterhalb des in der Zeichnung wiedergegebenen Blattes 51 angeordnet sind. Nach der Verfestigung der bedruckten Blätter zu einem (nicht gezeigten) ungebrannten, großen Block, wird dieser zum Beispiel durch Schnitte längs der Linien 57 und 59 in eine Vielzahl kleinerer,ungebrannter, keramischer Blöcke oder Chips zerteilt, in denen die Elemente 53 alternierend bis an die gegenüberliegenden Enden der Chips herangeführt sind.
Diese Chips werden in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise erhitzt, um die in der Hitze flüchtigen Materialien zu entfernen und die dielektrische Masse zu jeweils einem einheitlichen Körper zu sintern, der dielektrische Keramikschichten aufweist, die durch dazwischen vorliegende dünne Hohlräume getrennt sind, die ihrerseits lediglich durch diskrete Säulen unterbrochen sind, welche getrennt voneinander angeordnet sind.# Durch geeignete Verfahrensweisen kann ein leitendes Material, vorzugsweise ein Metall, dann in die Hohlräume eingebracht werden, wonach Abschlußelektroden an beiden Enden vorgesehen werden, um die bis an die beiden Enden des Körpers heranreichenden leitenden Schichten elektrisch miteinander zu verbinden. In dieser Weise erhält man sehr zufriedenstellende monolithische Kondensatoren.
Ein in gewisser Weise modifiziertes Verfahren zur glechzeitigen Herstellung einer Vielzahl von Chips ist im folgenden beschrieben.
Beispiel 3 Man verwendet die in Beispiel 2 angegebenen Materialien und Verfahrensweisen zur Bildung unqebrammter Blöcke, wobei man von Plättchen aus einer dielektrischen Masse ausgeht, die dünne Filme oder Elemente aus einem sich in der Hitze verf lüchtigenden Material umfassen, in dem Körnchen aus Metall und/oder Keramik enthalten sind. Dann wird, statt den Block in eine Vielzahl von ungebrannten Chips zu unterteilen, der gesamte-Block erhitzt, um die in der Hitze flüchtigen Materialien zu entfernen und das Keramikmaterial zu sintern. Die Aufheiz- und Sinter-Bedingungen entsprechen im wesentlichen den oben beschriebenen. Wegen der größeren Masse der großen Blöcke kann jedoch eine längere Behandlungszeit erforderlich sein, um ein sauberes Sintern zu erreichen. Nach dem Sintern werden die Blöcke, beipielsweise mit einer Diamantsäge, zu den gewünschten Keramikmatrixchips zerteilt, indem man die Blöcke längs der Linien durchschneidet, die den in der Fig. 4 dargestellten Linien 57 und 59 entsprechen.
Obwohl die in den vorhergehenden Beispielen verwendeten dielektrischen Materialien modifizierte Bariumtitan#tzusammensetzungen sind, versteht es sich, daß man auch andere bekannte,.keramische, dielektrische Massen verwenden kann.
Beispielsweise kann man Mio2, Glas, Steatit und Bariumstrontiumniobat als auch Barimatitanat als solches,verwenden, wobei in an sich bekannter Weise die Brennbedingungen und dergleichen verändert werden, um ein befriedigendes Sintern zu erreichen. Es versteht sich, daß als Ergebnis der Verwendung von Materialien mit höheren oder niedrigeren Dieiektrizitätskonstanten, die Kapazitäten und anderen Eigenschaften der erhaltenen Kondensatoren variieren.
Es versteht sich ferner, daß die Zusammensetzung der erfindungsgemäß gebildeten, Körnchen enthaltenden Schichten verändert werden kann. Die Körnchen können aus einem geeigneten Keramik material oder aus einem hochschmelzenden, oxidationsbeständigen Metall, wie Palladium, Platin, Gold und Legierungen davon, gebildet werden. Keramikmaterialien, die zur Herstellung der Körnchen eingesetzt werden können, sind Aluminiumoxid, Zirkondioxid und Bariumtitanat. Da es jedoch im allgemeinen von Bedeutung ist, eine Reaktion zwischen den Körnchen und dem dielektrischen Keramikmaterial zu verhindern, da hierdurch die dielektrischen Eigenschaften des letzteren verändert werden könnten, sind Keramikmaterialien, die schmelzen oder mit dem dielektrischen Material reagieren, nicht geeignet. In den meisten Fällen ist es bevorzugt, ein Material zu verwenden, das die gleiche Zusammensetzung besitzt, wie das dielektrische Material. Wie oben bereits erwähnt, sollten die Körnchen eine solche Größe aufweisen, daß sie sich im wesentlichen über die gesamte Dicke der Schicht, in der sie verwendet werden, hinweg erstrecken. Die Anzahl oder die Menge der in den Schichten vorhandenen Körnchen kann in breitem Maße variieren, in Abhängigkeit von der Anzahl der Säulen, die in den Hohlräumen erwünscht sind, die ihrerseits durch die Entfernung des sich in der Hitze verflüchtigenden Materials aus den Schichten ergeben. Sehr zufriedenstellende Ergebnisse erzielt man, wenn man als Körnchen kleine, keramische Aggregate verwendet.
In der Fig. 8 ist in stark vergrößertem Maßstab ein derartiges keramisches Aggregat vor dem Brennen dargestellt.
Die Keramikteilchen 71 sind mit einem sich in der Hitze verflüchtigenden Bindemittel 73 miteinander verbunden. Diese Aggregate können in einfacher Weise beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß man eine Mischung aus fein verteiltem, keramischem, dielektrischem Material, wie es für die dielektrischen Plättchen verwendet wird, und einem temporären Bindemittel, wie es für die Herstellung der dielektrischen Plättchen verwendet wird, bereitet und die Mischung trocknen läßt. Dann wird die Masse zerkleinert und die verbundenen Aggregate der gewünschten Größe durch Aussieben gewonnen. Diese Aggregate können unter geeigneten Bedingungen gebrannt werden,so daß die darin enthaltenen einzelnen Keramikteilchen zusammensintern.
Es zeigt sich jedoch, daß, wenn man ungebrannte Aggregate der beschriebenen Art als Körnchen verwendet, das Sintern der Keramikteilchen in den Aggregaten gleichzeitig mit dem Sintern der dielektrischen Schichten erfolgt, wobei sich kaum Probleme dadurch ergeben, daß durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien ein ungleichmäßiges Schrumpfen erfolgt. Ob die Aggregate nun in gebranntem oder nicht gebranntem Zustand vorliegen, besteht jedoch keine Gefahr einer schädlichen Reaktion zwischen den Körnchen und dem dielektrischen Material.Da#die:Art des temporären, sich in der Hitze verflüchtigenden Bindemittels, das zur Bildung der genannten Aggregate verwendet wird, nicht besonders kritisch ist, obwohl es nicht in dem Lösungsmittel löslich sein sollte, das zum Abscheiden, der pseudoleitenden Schichten verwendet wird, kann eine Reihe von geeigneten Materialien verwendet werden, zum Beispiel jene, die für die Bildung der dielektrischen Keramikplättchen verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen monolithischen Kondensatoren können stark variierende Größen aufweisen. Es können ohne weiteres Kondensatoren mit den Abmessungen 2,0 mm x 3,0 mm x 0,9 mm mit zwanzig dielektrischen Schichten mit einer Dicke von etwa 0,03 mm und neunzehn inneren Elektroden mit einer Dicke von etwa 0,01 mm hergestellt werden, obwohl auch größere Kondensatoren möglich sind. Es können nicht nur die Abmessungen des Kondensators variiert werden, sondern auch die Anzahl und die Dicke der darin vorhandenen Schichten. Durch geeignete Auswahl des dielektrischen Materials und der Größe, der Dicke und der Anzahl der Schichten und der dazwischenliegenden pseudoleitenden Schichten können erfindungsgemäß Kondensatoren beliebiger Kapazität hergestellt werden. Im allgemeinen ist es erwünscht, die dielektrischen Schichten und die Elektroden so dünn wie möglich zu machen, da eine geringere Menge des kost spieligen dielektrischen Materials verwendet wird und die Kapazität pro Volumeneinheit des Kondensators gesteigert wird, wodurch der Raumbedarf des Kondensators in dem Schaltkreis vermindert wird. Es versteht sich, daß die Dünnheit der dielektrischen Schichten durch das Erfordernis eingeschränkt wird, daß sie fest und nicht porös sein müssen und eine Dicke aufweisen müssen, die der bei der Benutzung angewandten Spannung zu widerstehen vermag. Obwohl Unregelmäßigkeiten der Oberfläche oder der Dicke der Plättchen aus dem dielektrischen Material zu Problemen bei der Bildung der Kondensatoren führen ~können, wenn extrem dünne Schichten oder Filme aus Körnchen enthaltendem, pseudoleitfähigem Material aufgetragen werden, da ein oder mehrere Hohlräume derartiger #unregelmäßiger Plättchen nach dem Brennen blockiert werden können,. ist es im allgemeinen bevorzugt, die Elektroden dünner zu machen als die dielektrischen Schichten.
Es versteht sich, daß eine oder mehrere zusätzliche dielektrische Schichten oder Blätter auf die Unterseite und/oder die Oberseite eines Stapels aus alternierend angeordneten dielektrischen Plättchen oder Blättern und Körnchen enthaltenden, sich in der Hitze verflüchtigenden Schichten aufgebracht werden können. Dies wird häufig dazu verwendet, den Kondensatoren eine zusätzliche mechanische Festigkeit zu verleihen und/oder deren Dicke anzupassen. Hierzu können nicht bedruckte Plättchen aus einer dielektrischen Keramikzusammensetzung verwendet werden.
Jedoch ist die Anwesenheit einer Keramikabscheidung auf dem obersten dielektrischen Film oder dem obersten dielektrischen Plättchen eines derartigen Stapels im allgemeinen nicht schädlich.
Das Brennen der ungebrannten Keramikblöcke, Einheiten oder Chips, durch das diese zu einheitlichen oder monolithischen Körpern gesintert werden, wird vorzugsweise in einer oxidierenden Atmosphäre, wie Luft, in einem Ofen durchgeführt. Vorzugsweise verwendet man einen elektrischen Tunnelofen, obwohl man auch andere Öfen oder Heizeinrichtungen einsetzen kann. Die Temperatur und die Brennzeit hängen von den verwendeten Keramikzusammensetzungen ab. Wie oben bereits erwähnt, sind die Fachleute mit solchen Einzelheiten und der Tatsache vertraut, daß im allgemeinen die notwendige Sinterzeit der Temperatur umgekehrt proportional ist. Der hierin verwendete Ausdruck Sintertemperatur steht für die Temperatur, die dazu erforderlich ist, die gewünschten Keramikeigenschaften des Körpers oder der Körper zu erreichen. Wie oben erwähnt, ist zur Entfernung des temporären Bindemittels, das in den Plättchen und in den körnchenhaltigen Schichten verwendet wird, eine längere Heizdauer bei relativ niedrigen Temperaturen bevorzugt. Die Entfernung der sich in der Hitze verflüchtigenden Materialien sollte vorzugsweise so langsam erfolgen, daß die Ausdehnung der bei der Zersetzung oder Verflüchtigung dieser Produkte gebildeten Gase nicht zu einem Bruch der Körper führt.
In der allgemeinen Beschreibung und den Beispielen sind die Plättchen aus dem isolierenden oder dielektrischen Material, die Körnchen enthaltenden, sich in der Hitze zersetzenden Abscheidungen oder Schichten sowie die damit hergestellten Kondensatoren oder mehrschichtigen Schaltkreisstrukturen als rechteckig angegeben. Die Erfindung umfaßt jedoch auch Kondensatoren und Schaltkreisstrukturen anderer Form. Es versteht sich, daß in diesen Fällen die alternierend vorhandenen dünnen Hohlräume und darin eingeführten Elektroden oder Leiter nicht auf gegenüberliegenden Randflächen vorliegen können. Demzufolge ist es ersichtlich, daß der in den Ansprüchen verwendete Ausdruck Randbereich einen Bereich auf der Oberfläche eines Körpers, der in der angegebenen Weise hergestellt ist und eine beliebige Form aufweisen kann, beschreibt, die einen oder mehrere Hohl räume in dem Körper berührt oder die Ebene dieser Hohlräume schneidet.
In der Fig. 6 ist eine typische keramische, mehrschichtige Schalükreisstruktur 81 wiedergegeben, wie sie für integrierte Hybridschaltkreise verwendet wird. Die Struktur oder der Körper 81 umfaßt eine Keramikmatrix 83 und mehrere Leiter 85, die sich in und/oder durch die Matrix erstrecken. Die Dicke sowohl der Leiter als auch der Matrix ist in der Fig. 6 aus Gründen der Übersichtlichkeit übertrieben dargestellt. Bislang sind solche Strukturen mit einem kostspieligen Verfahren hergestellt worden, das normalerweise darin besteht, daß man auf einer Vielzahl von temporär gebundenen Plättchen der gewünschten Dicke aus einem elektrisch isolierenden Keramikmaterial, wie feinem Aluminiumoxidpulver, mit dem Siebdruckverfahren eine metallische, Elektroden bildende Paste, die ein Edelmetall wie Palladium oder Platin enthält, mit dem gewünschten Muster aufbringt, die verschiedenen bedruckten Plättchen und ein oder mehrere unbedruckte, die Oberseite und die Unterseite bildende Plättchen, aufeinanderstapelt und verfestigt und den verfestigten Stapel zu einem einheitlichen Körper zusammensintert.
Wie oben bereits erwähnt, können solche keramischen, mehrschichtigen Schaltkreisstrukturen unter Anwendung von Verfahrensweisen hergestellt werden, die ähnlich jenen sind, die hierin für die Herstellung von Kondensatoren angegeben sind, wodurch die Notwendigkeit entfällt, kostspielige Edelmetalle als Leiter zu verwenden. Die Herstellung einer in der Fig. 6 dargestellten Struktur unter Anwendung der erfindungsgemäßen Technik sei im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 7 beschrieben. Es versteht sich, daß das beschriebene Verfahren nur ein Beispiel darstellt und auch andere Verfahrensweisen angewandt werden können, zum Beispiel die in Beispiel 2 für die Bildung von großen Keramikblöcken angegebenen, die dann zu einzelnen Schaltkreisstrukturkörpern zerschnitten werden können.
Man formt die in der Fig. 7 dargestellten Plättchen oder Blätter A, B und C mit der gewünschten Größe, Form und Dicke durch Vergießen, Formen oder ähnliche Behandlung einer gewünschten, elektrisch isolierenden Keramikzusammensetzung, zum Beispiel fein verteiitcm Aluminiumoxid, wobei man ein sich in der Hitze verflüchtigendes Material, wie ein Harz, Äthylcellulose etc.
als temporäres Bindemittel dafür verwendet. Dann werden mit dem Siebdruckverfahren und unter Anwendung einer hierfür geeigneten Druckmasse ode'r Druckfarbe, die im wesentlichen aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material besteht, in dem eine geeignete, relativ kleine Menge von Keramik- oder Metall-Körnchen enthalten ist, auf die Plättchen oder Blätter B und C Pseudoleiter 87 aufgedruckt, die den Wegen der gewünschten Leiter 85 in der in der Fig. 6 dargestellten Struk tur folgen. Es versteht sich, daß die Muster der dargestellten Pseudoleiter 87 nur beispielhaft sind und für beliebige Anordnungen angewandt werden können. Die bedruckten Plättchen werden aufeinandergestapelt und mit einem oder mehreren unbedruckten Dcplättchen bedeckt, wonach der Stapel in geeigneter Weise verfestigt und erhitzt wird, um die sich in der Hitze verflüchtigenden Materialien zu entfernen und das in den Plättchen enthaltene Keramikmaterial zu einem einheitlichen Körper zusammenzusintern, wobei man im wesentlichen in der Weise vorgeht, wie sie oben für die Herstellung der Kondensatoren angegeben ist. Wie im Fall der letzteren'Produkte, umfaßt die durch das Brennen gebildete einheitliche oder monolithische Matrix einen dichten Körper aus der isolierenden Keramikzusammensetzung, in dem Hohlräume oder Kanäle vorhanden sind, die lediglich durch diskrete Säulen 86 unterbrochen sind, die im wesentlichen voneinander getrennt sind. Jeder der Kanäle steht mit mindestens einem Bereich einer Fläche, zum Beispiel einer Seitenfläche, des Körpers in Kontakt. Dann werden Leiter gebildet, die in die und durch die Körper führen, indem man in die Kanäle ein geeignetes lei'tendes Material, vorzugsweise ein Metall, einführt.
Abgesehen von der Tatsache, daß die in dieser Weise gebildete Matrix anstelle eines einzigen dünne Hohlraums eine bestimmte Anzahl dünner Kanäle zwischen zwei aneinander angrenzenden Schichten aus nicht leitendem Keramikmaterial aufweist, ist es offensichtlich, daß die Struktur im wesentlichen die gleiche ist wie die der zuvor beschriebenen Matrices für die Kondensatoren. In beiden Fällen enthalten die nicht gebrannten Körper Schichten aus nicht leitenden Keramikmaterial, das mit einem sich in der Hitze verflüchtigenden, temporären Bindemittel verbunden ist, zwischen denen Abscheidungen oder Schichten aus einem Körnchen enthaltenden, sich in der Hitze verflüchtigenden Material vorhanden sind, die als Pseudoleiter dienen, wobei die Matrices nach deg1 Sintern dichte, im wesentlichen parallel angeordnete Keramikschichten mit dazwischenliegenden planaren Hohlräumen umfassen, die lediglich durch diskrete Säulen unterbrochen sind, die im wesentlichen voneinander getrennt sind, und in die ein leitendes Material wie ein Metall eingeführt werden kann. Wegen der Möglichkeit, unterschiedliche, sich in der Hitze verflüchtigende Materialien und keramische Materialien für die Herstellung der Körper zu verwenden, werden auch die Heiz- und Sinter-Maßnahmen andersgeartet sein. Der Fachmann ist jedoch in der Lage, zufriedenstellende Behandlungszeiten und -temperaturen auszuwählen.
Es kann irgendein geeignetes Verfahren der oben erwähnten Art dazu verwendet werden, das leitende Material einzuführen. In geeigneter Weise können an ausgewählten, freiliegenden Leitern oder Abschlußelektroden, wenn diese verwendet werden, Leitungsdrähte befestigt werden und es können auch an vorherbestimmten Stellen kleine Bauteile, wie Transistoren, Dioden etc. festgelötet werden, wobei die mit diesen Bauteilen verbundenen Leitungsdrähte gewünschtenfalls über Löcher 89, die an den gewünschten Stellen in einer oder mehreren der isolierenden Keramikschichten vorgesehen sind, mit darunterliegenden Leitern 85 verbunden werden können. Diese Löcher können, wenn sie ein leitendes Material enthalten, auch dazu dienen, die auf zwei oder mehreren übereinanderliegenden Schichten des Schaltkreisplättchens vorliegenden Leiter elektrisch miteinander zu Verbinden.
Es versteht sich, daß bei der erfindungsgemäßen Herstellung von mehrschichtigen Schaltkreisstrukturen eine beliebige Anzahl von Plättchen oder Blättern aus der temporär gebundenen, isolierenden Keramikzusammensetzung, auf die das Muster der Pseudoleiter aufgedruckt oder in anderer Weise aufgetragen ist, verwendet werden kann. Somit kann man Strukturen herstellen, die auf einer Anzahl unterschiedlicher Lagen Leiter aufweisen. Die Dicke der Keramikplättchen und der pseudoleitenden Schichten können innerhalb eines relativ weiten Bereiches variieren. Im allgemeinen besitzen die Plättchen jedoch eine Dicke im Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 0,25 mm, während die Pseudoleiter eine Dicke im Bereich von etwa 0,007 bis etwa 0,04 mm aufweisen. Es ist zu ersehen, daß relativ dünne Strukturen daher eine Vielzahl von Leitern enthalten können. Die Breite der Pseudoleiter und daher der Kanäle für das leitende Material kann beliebig verändert werden. Jedoch besitzen diese Kanäle im wesentlichen in allen Fällen Querschnitte, die, verglichen mit dem Matrixkörper, klein sind und verlaufen im allgemeinen senkrecht zu der Richtung, in der die Struktur am dünnsten ist. Wegen der relativen Dünnheit der Kanäle, verglichen mit ihrer Breite und Länge, können sie als planare Hohlräume angesehen werden.
Wie bereits angegeben, ist eine Reihe von Abänderungen und/oder Modifizierungen des in den Beispielen 1 und 2 angegebenen Verfahrens möglich. Zum Beispiel kann man statt eine Schicht aus dem sich in der Hitze verflüchtigenden Material und den Keramik- oder Metall-Körnchen auf die kleinen, verbundenen Keramikplättchen, wie sie in Beispiel 1 verwendet werden, aufzudrucken, kleine Stückchen eines geeigneten, vorgebildeten, in der Hitze zersetzbaren Kunststoffilffi geeigneter Größe und Form, der dispergierte Metall- und/oder Keramik-Körnchen und ein feines, brennbares Material enthält, in geeigneter Weise zwischen die Plättchen legen, wenn der Plättchenstapel aufgebaut wird. Weiterhin können die Schichten aus dem Körnchen haltigen, sich in der Hitze verf lüchtigenden Material ,gewünschtenfalls durch Aufmalen oder Aufsprühen aufgetragen werden.
Als weiteres Alternativverfahren kann auf beide Seiten eines gebundenen, dielektrischen oder isolierenden Keramikmaterials eine Schicht aus einem Körnchen enthaltenden, sich in der Hitze verflüchtigenden Material aufgetragen werden, wodurch es überflüssig wird, solche Schichten auf die in dem Stapel darüber- und darunterliegenden Plättchen aufzubringen. Um den dünnen Chips oder Körpern physikalische Festigkeit zu verleihen und ihre Bruchbestandigkeit zu: erhöhen, kann man den gebildeten Stapel mit zwei Extraplättchen oder Blättern versehen,die keine derartigen Schichten aufweisen. Obwohl die Leitermuster der für die Mehrschichtenschaltkreisstrukturen verwendeten Plättchen in den verschiedenen Ebenen unterschiedlich sein können und häufig auch sind, ist es im allgemeinen für die erfindungsgemäß hergestellten Kondensatoren erwünscht, daß sämtliche inneren Elektroden im wesentlichen die gleiche Größe und Form besitzen. Diese Einheitlichkeit erleichtert die Produktion und sichert die Bildung von Produkten mit einheitlicher Kapazität.
Es ist,erkennbar,daß die Zusammensetzungen zur Bildung der dielektrischen oder vsolierenden Plättchen oder'13lätter-und der Pseudoleiter,die für die Herstellung der erfindungsgemäßen-Keramikmatrices verwendet werden, in weiten Bereichen variiert werden können.
Weiter oben ist daher bereits eine Vielzahl geeigneter Keramikmaterialien angegeben. Es gibt auch eine große Vielzahl von geeigneten Medien oder Trägermaterialien, die für diese Keramikmaterialien als sich in der Hitze verflüchtigende Bindemittel eingesetzt werden können. Viele Produkte dieser Art sind im Handel erhältlich oder können ohne weiteres von dem Fachmann hergestellt werden. Im wesentlichen besteht der Zweck dieser Medien und Trägermaterialien darin, die zur Bildung der Plättchen und/oder Schichten verwendeten Teilchen zu suspendieren und zu dispergieren und eine temporäre, sich in der Hitze v##flüchtigendcs Bin&½ttel zu bildcn-,w###end die Plättchen und/oder Schichten daraus geformt und die ungebrannten Keramikkörper aus einer Vielzahl dieser Plättchen und Schichten aufgebaut werden. In den gesinterten Keramikkörpern ist dieses temporäre Bindemittel nicht mehr enthalten. Demzufolge wählt man das verwendete Medium und/oder Trägermaterial im wesentlichen aus Gründen der Bequemlichkeit und der Zugänglichkeit aus.
Da der Zweck des sich in der Hitze verflüchtigenden Materials der pseudoleitenden Schichten darin besteht, einen Träger für die keramikhaltigen Plättchen oder Schichten zu bilden oder diese zu trennen, bis sie selbst tragend geworden sind, so daß nach dem zur Entfernung der sich in der Hitze verflüchtigenden Materialien angewand#e,n Heizzyklus die gewünschten Hohlräume oder Kanäle in den gesinterten Matrices zurückbleiben, sollten die Pseudoleiter die temporär gebundenen Keramikplättchen nicht in nachteiliger Weise beeinflussen und sollten so lange vorhanden bleiben, bis die Plastizität der Plättchen so weit abgenommen hat, daß sie steif geworden sind und sich nicht verformen oder. durchhängen und in dieser Weise die Hohlräume oder Kanäle verschließen. Wenn das zum Aufdrucken der Pseudoleiter verwendete filmbildende Material diesem Erfordernis nicht entspricht, ist es notwendig, ein teilchenförmiges, sich in der Hitze verflüchtigendes Material zuzusetzen, das das gewünschte Ergebnis liefert, wenn eine ausreichende Menge dieses Materials zu der Pseudoleiter-Zusammensetzung zugesetzt wird.
Bei der Auswahl eines solchen teilchenförmigen, sich in der Hitze verflüchtigenden Materials ist es jedoch von Bedeutung, jene Materialien zu vermeiden, die bei dem Verbrennen eine merkliche Menge Asche hinterlassen, die Elemente enthält, welche für die in den Keramikplättchen oder -blättern verwendete dielektrische oder isolierende Zusammensetzung schädlich sind. Im allgemeinen sind für diesen Zweck feine Teilchen aus Kohlenstoff oder einem verkohlbaren Material, wie beispielsweise Stärke und Cellulose, geeignet. Bevorzugte Vertreter der großen Anzahl von sich in der Hitze verflüchtigenden, filmbildenden Materialien, die zusammen mit derartigen teilchenförmigen Materialien zur Bildung der sich in der Hitze verflüchtigenden Schichten oder Abscheidungen verwendet werden können, sind Äthylcellulose, Acryloidharze und Polyvinylalkohol. Ein geeignetes Lösungsmittel für das filmbildende Material wird in einer solchen Menge verwendet, daß die Masse die gewünschte Viskosität erhält.
Wie bereits erwähnt, können in gewissen Fällen die säulenenthaltenden Hohlräume oder Kanäle zwischen den Keramikschichten dadurch gebildet werden,daß man vorgebildete, sich in der'sitze verflüchtigende Filme einsetzt, wozu man einen dünnen Film aus einem geeigneten Harz verwendet, das beispielsweise Kohlenstoffteilchen und geeignete Körnchen aus Metall oder Keramik enthält. Für diesen Zweck ist ebenfalls eine dünne Abscheidung aus einer Mischung aus einem feinen, körnigen, brennbaren Material, wie Kohlenstoff und geeigneten Körnchen aus Metall oder Keramik geeignet, die kein Bindemittel enthält und in Form des gewünschten Musters oder der gewünschten Anordnung auf den Keramikplättchen abgeschieden wird. Das mit dem Ausdruck "sich in der Hitze verflüchtigende" bezeichnete Material ist ein Material, das sich bei den angegebenen Verfahrensbedingungen als solches verflüchtigt oder vollständig, gegebenenfalls im Rahmen einer Oxidation, zu sich verflüchtigenden Produkten umgewandelt wird.
Es kann eine Reihe von Verfahrensweisen zusätzlich zu den oben beschriebenen dazu verwendet werden, die Säulen auszubilden. Zum Beispiel kann man ein Zweistufendruckverfahren anwenden, gemäß dem man mittels Siebdruck ein gewünschtes Gittermuster au#s einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material auf Plättchen aus feinem dielektrischem oder isolierendem Material abscheidet, das mit einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material verbunden ist, wonach man Keramikkörnchen oder ein Keramikmaterial, das beim Sintern Säulen bildet, in einem sich in der Hitze verflüchtigendes Trägermaterial dispergiert und auf die unbedeckten Bereiche des Gitterrtlusters aufträgt. Gewünschtenfalls kann das Verfahren in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, so daß man zunächst die Keramik- oder Metall-Körnchen in Form eines Gittermusters aufträgt und anschließend eine sich in der Hitze verflüchtigende Abscheidung, die keine derartigen Körnchen enthält, aufdruckt.
Gemäß einer weiteren Abänderung können die Säulen nach einem dem eben beschriebenen Verfahren ähnlichen Verfahren gebildet werden, mit dem Unterschied, daß man statt die vorgebildeten Körnchen in die freien Bereiche des Gittermusters einzubringen, diese Bereiche mit einer Zusammensetzung versieht, in der ein Material enthalten ist, das beim Sintern Säulen bildet. Zum Beispiel kann man eine herkömmliche Platin oder Palladium enthaltende, elektrodenbildende Paste verwenden, die in Form kleiner Bereiche oder Flecken mit der gewünschten Dicke aufgetragen wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Schicht aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material, beispielsweise nach dem Siebdruckverfahren, auf eine Vielzahl von Plättchen aus einem fein verteilten Keramikmaterial, das mit einem sich in der Hitze verflüchtigenden Bindemittel verbunden ist, aufzubringen, wobei man einen oder mehrere, im Abstand angeordnete Bereiche freiläßt, so daß in der Schicht Löcher gebildet werden. Wenn eine Vielzahl von Plättchen mit solchen Schichten zusammen verfestigt und gebrannt wird, um die sich in der Hitze verflüchtigenden Materialien zu beseitigen und das Keramikmaterial zu sintern, verformen sich die oberhalb und/oder unterhalb der freigelassenen Bereiche oder Löcher vorhandenen Plättchen in dem Maße, daß in den Löchern keramische Säulen gebildet werden. Nach Beendigung des Brennvorganges stehen diese Säulen natürlich in dem Hohlraum, der sich durch das Verschwinden des die Schicht ausmachenden, sich in der Hitze verflüchtigenden Materials gebildet hat.
Die Fig. 9 und 10 verdeutlichen in schematischer Weise das zuletzt erwähnte Verfahren. Die Fig. 9 zeigt eine stark vergrößerte Teildrauf sicht, in der zwei Blätter 91 aus fein veteiltem Keramikmaterial dargestellt sind, das mit einem eigneten, sich in der Hitze verflüchtigenden Bindemittel verbunden ist, und zwischen die eine Schicht 93 eingebracht ist, die aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material besteht. In der Schicht 93 ist eine Vielzahl von in einem Abstand angeordneten Löchern 95 vorgesehen. In der Fig. 10 ist eine noch stärker vergrößerte Teilschnittansicht längs der Linie 10-10 der Fig. 9 gezeigt. Es ist ein Teil des in der Fig. 9 wiedergegebenen Körpers zu sehen, nachdem dieser, beispielsweise nach dem in Beispiel 1 angegebenen Verfahren, verfestigt und gebrannt worden ist, um die sich in der Hitze verflüchtigenden Materialien zu entfernen und das Keramikmaterial zu sintern.
Die Bezugsziffer 97 steht für eine in dem planaren Hohlraum 99 angeordnete Keramiksäule, die durch eine Deformation der oberhalb und unterhalb des Loches 95 liegenden Keramikplättchen und ein Eindringen des Keramikmaterials aus diesen Schichten gebildet worden ist. Es versteht sich, daß obwohl in den Fig.9 und 10 nur zwei Keramikblätter und eine dazwischenliegende Schicht aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material dargestellt sind, zur Bildung monolithischer Kondensatoren viele derartige Blätter und dazwischenliegende Schichten übereinandergelegt werden können und daß ähnliche Säulen mit anderen Löchern 95 während der Verfestigung des des Brennens des Blätter- und Schicht-Stapels gebildet werden. Die Form der Löcher 95 ist nicht kritisch und sie können daher beliebig gestaltet werden. Wegen der Schwierigkeit, die Schichten aus dem sich in der Hitze verflüchtigenden Material mit sehr kleinen Löchern zu versehen, beträgt die kleinste horizontale Abmessung dieser Löcher Üblicherweise ein Mehrfaches der Dicke der Schicht aus dem sich in der Hitze verflüchtigenden Material, in das sie eingearbeitet worden sind. In jedem, Fall sollte jedoch die kleinste horizontale Abmessung mindestens so groß sein, wie die Dicke der Schicht. Die Anzahl'und die Anordnung der Löcher kann in Abhängigkeit von der gewünschten Anzahl und Position der Säulen verändert werden. Die in dieser Weise gebildeten Säulen können nicht nur bei dem Verfahren des Beispieß 1, sondern auch bei den Methoden der Beispiele 2 und 3 angewandt werden. Diese Säulen können in gewissen Fällen auch dazu dcn, mehrschichtige Schaltkreisstrukturmatrices aufzubauen, wenn die Größe der Kanäle für die Leiter dies erlaubt.
Es sei wiederholt, daß die Punktion der Säulen darin besteht, die Hohlräume oder Kanäle der erfindungsgemäß gebrannten Körper zu stützen, wodurch die Druckfestigkeit der Körper in ausreichender Weise gesteigert wird und sich die Möglichkeit eines Bruches bei der Handhabung verkleinert. Offensichtlich variiert die Anzahl der Säulen, die notwendig ist, um zu der gewünschten Festigkeit zu führen, mit der Größe und der Form der Hohlräume oder der Kanäle. Um in den Hohlräumen oder Kanälen eine offene Struktur aufrechtzuerhalten, sollten die Säulen nicht mehr als 40 Vol.- des Volumens des Hohlraums oder des Kanals ausmachen, wobei in den meisten Fällen 10 Vol.-% oder weniger erwünscht sind. Wenn der Hohlraum oder der Kanal sehr klein ist, kann in der Tat nur eine einzige Säule erwünscht sein. Wenn die Säulen mittels keramischer oder metallischer Körnchen in einer pseudoleitenden Schicht gebildet werden, sind sie natürlich statistisch angeordnet.
Wie bereits erwähnt, sollten sie jedoch so weit getrennt voneinander angeordnet sein, daß sie kein'wesentliches Hindernis für das Eindringen des leitenden Materials in die Hohlräume darstellen, so daß die Konzentration der Körnchen in dem Pseudoleiter nicht größer sein sollte als die Konzentration, die zur Erzielung der gewünschten Festigkeit notwendig ist.
Vorzugsweise besitzen die Säulen einen Durchmesser, der etwa der Dicke des Pseudoleiters, in dem sie enthalten sind, entspricht.
Wie bereits angegeben, verwendet man als das in die dünnen Hohlräume einzuführende leitende Material, das die inneren Elektroden des Kondensators oder die Leiter einer Schaltkreisstruktur bildet, vorzugsweise ein Metall. Dieser Ausdruck umfaßt sowohl reine Metalle als auch Legierungen und in gewissen Fällen auch Halbmetalle oder Metalloide, zum Beispiel Germanium. Geeignete Metalle sind Blei, Zinn, Zink, Alumillium, Silber und Kupfer. Das verwendete Metall sollte einen Schmelzpunkt haben, der niedriger liegt als die beim Sintern der Keramik der Matrix verwendete maximale Temperatur und das Metall sollte nicht in nachteiliger Weise mit den Bestandteilen der Matrix reagieren.
Der hierin verwendete Ausdruck "dicht" bedeutet, daß das in dieser Weise bezeichnete Material beim Eintauchen in Wasser im wesentlichen kein Wasser absorbiert, während das Wort "dünn" einen relativen Begriff darstellt, der beispielsweise in Bezug auf die Keramikschichten eine Dicke im Bereich von 0,5 mm oder weniger einschließt. Für besondere Zwecke können diese Schichten jedoch dicker sein.
Die Ausdrücke "obere", "untere", "Oberseite", "Unterseite", "rechts", "links", "oberhalb", "unterhalb" und ähnliche Ausdrücke betreffend die Position und/oder Richtung, die hierin in Bezug auf die Zeichnungen verwendet werden, dienen lediglich zur Erleichterung des Verständnisses und bedeuten nicht, daß die Strukturen oder deren Einzelteile derart angeordnet sein müssen.
In der obigen Beschreibung und den Ansprüchen sind die Teile und Prozentteile auf das Gewicht bezogen.

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e

1. Mehrschichtige Schaltkreisstruktur, g e k e n n z e i c hn e t d u r c h einen relativ dünnen, einheitlichen Körper aus einer gesinterten, elektrisch isolierenden Keramikzusart'mensetzuna,#, der in einem Kanal vorbesti#xt,üer Größe und Form, der sich bis zu mindestens einer Oberfläche des Körpers erstreckt und, verglichen mit dem Körper, eine kleine Quersc#nittsfläche aufweist, mindestens einen inneren elektrischen Leiter umfaßt, wobei der Leiter aus einem Metall gebildet ist, das einen Schmelzpunkt aufweist, der niedriger liegt, als die beim Sintern der Keramikzusarmensetzung verwendete maximale Temperatur und wobei der Kanal im Inneren mit einer oder mehreren diskreten Keramiksäulen versehen ist, die sich zwischen der Oberseite und der Unterseite des Kanals erstrecken und diese berühren und wobei, wenn eine Vielzahl dieser Säulen vorhanden ist, diese Säulen voneinander getrennt angeordnet sind.

2. Schaltkreisstruktur nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie eine Vielzahl der Leiter aufweist.

3. Schaltkreisstruktur nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens zwei der Leiter auf unterschiedlichen Ebenen des Körpers vorliegen.

4. Schaltkreisstruktur nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens zwei der Leiter sich bis zu unterschiedlichen Randbereichen des Körpers hin erstrecken.

5. Schaltkreisstruktur nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e an , daß mindestens zwei der Leiter auf unterschiedlichen Eben des körpers vorliegen.

6. Mehrs chichti(3e, Schaltkreisstruktur nach einen der vorhergehenden Anst##rüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen relativ dünnen, einheitlichen körper aus einer 9esinterten, elektrisch isolierenden keramik- -zusammnensetzung, der in einem Kanal vorbestimmter Große und Form, der sich biszu mindestens einer Oberfläche des körpers erstreckt und dessen Querscllnittsflsiche, verglichen mit dem Körper, klein ist, mindestens einen inneren elektrischen Leiter aufweist, der im wesentlichen aus einem Metall mit einem Schmelzpunkt besteht, der niedrig liegt als die bei dem Sintern der ~I#erar#ikzu-sarar#nsetzung anc;ewandte maximale Temperatur, und durch mindestens eine aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt gebildete Säule einer solchen Größe, daß sie sich im wesentlichen über die gesamte Dicke des Leiters von dessen Unterseite bis zu dessen Oberseite hin erstreckt.

7. Verfahren zur Herstellung der mehrschichtigen Schaltkreisstruktur nach den Ansprüchen 1-6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h m e t , daß man einen verfestigten Stapel herstellt, der eine Vielzahl relativ dünner Blätter aus einem fein verteilten Keramikmaterial, das mit einem sich in der Hitze verflüchtigenden Bindemittel verbunden ist und beim Sintern eine dichte Schicht bildet, und eine Vielzahl von Schichten aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material umfaßt, wobei diese Schichten zwischen zwei der keramikblätter vorliegen und an vorbestimmten Positionen ein oder mehrere Löcher oder Öffnungen aufweisen; den verfestigten Stapel erhitzt, um die sich in der Hitze verflüchtigenden Materialien zu entfernen und eine gesinterte Keramikmatrix zu. bilden, in der dünne Hohlräume vorhanden sind, in denen'jeweils eine Säule vorhanden ist, die sich Bereich der genannten Löcher oder öffnungen von der Oberseite bis zu der Unterseite des IIoirlraums erstreckt; und in die @ohlräume ein leitendes Material einführt.

8. Verfahren zur Merstellung der mehrschichtigen Schaltkreisstruktur nach den Ansprtichen 1-6, d a d u r c h g e -k e n n z -e i c h n e t , daß man einen verfestigten Stapel herstellt, der eine Vielzahl relativ dünner Blätter aus einem fein verteilten Keramikmaterial, das mit einem sich in der Hitze verflüchtigenden Bindemittel gebunden ist, umfaßt, wobei eine Vielzahl der Blätter ein vorhesti.mmtes Muster trägt, das mit einer Zusammensetzung gebildet ist, die aus einem sich in der Hitze verflüchtigenden Material mit einer geringeren Menge keramischer und/oc1'#er metallischer Körnchen solcher Größe, daß sie sich im wesantlichen über die gesamte Dicke des Musters hinweg erstrecken, besteht; den verfestigten Stapel erhitzt, um das sich in der HItze verfiüchtigende Material zu entfernen und eine gesinterte Keramikmatrix zu bilden, in der im,wesentlichen dünne, leere, den Mustern entsprechende Hohlräume vorhanden sind, die|lediglich durch die Körnchen unterbrochen werden; und in die Hohlräume ein leitendes Material @nführt.

9. @@@ta@@@@ nach einem der Ansprüche 7 oder 8, d a d u r c h g c k e n n z e i c h n e t , daß man einen relativ dünnen, einheitlichen Körper aus einer gesinterten,' elektrisch isolierenden Keramikzusarninensetzung bildet, der mindestens einen inneren Kanal vorbestimmter Größe und Form aufweist, der sich bis zu einer Oberflache des Körpers erstreckt, wobei der Kanal lediglich durch ein oder mehrere diskrete Säulen unterbrochen wird, die sich zwischen der Unterseiteund der Oberseite des Kanals befinden und diese berühren, wobei im wesentlichen sämtliche Säulen, wenn davon eine Vielzahl vorhanden ist, voneinander getrennt sind, und wobei der Kanal eine Querschnittsflä#he aufweist, die, vorglichen mit der des Körpers, relativ klein ist; und in den im Inneren vorhandenen Kanal ein leitendes Material einführt.

10. Verfahren nach Anspruch i, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß man einen relativ dünnen, einheitlicllen Körper aus einer gesinterten, elelstrisch isolierenden Keramikzusammensetzung bildet, der im Inneren au unterschiedlichen Ebenen mindestens zwei Kanäle aufweist, und ein leitendes Material in die im Inneren voriiandenen Kanäle einführt.

11. Verfahren nach einem,der Ansprüche 7-19, d a d u r c 11 g e k e n n z e i c h n e t , daß man als leitendes iMaterial ein Metall verwendet.