DE69309358T2

DE69309358T2 - Verfahren zur Herstellung eines Schaltungssubstrats

Info

Publication number: DE69309358T2
Application number: DE69309358T
Authority: DE
Inventors: Hideaki Sumitomo Metal S Araki; Junzo Fukuta; Masashi Sumitomo Metal Fukuya
Original assignee: Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: DE69309358D1; EP0581294B1; EP0581294A2; US5470412A; EP0581294A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Schaltung, das nützlich ist zur Bildung eines präzisen Schaltungsmusters auf einem Keramik-Substrat.

Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Herkömmlicherweise werden elektronische Anlagen mit eingebauten Elektronik-Komponenten geliefert. Die Elektronik-Komponenten sind gebildet aus Keramik-Substraten, die bei relativ niedrigen Temperaturen, die im Bereich von 800 ºC bis 1000 ºC liegen, gebrannt werden können (Japanische Pantenveröffentlichung Nr. 53,269/1991; US-Patent Nr. 4,621,066).
Ein herkömmliches Keramik-Substrat für eine Schaltung wird hergestellt durch ein Verfahren, bei dem in einem ersten Schritt durchgehende Löcher und Schaltungsmuster in einer Mehrzahl von Grünplatten aus Keramik gebildet werden. Danach werden - wie Figur 18 zeigt - Keramik-Grünplatten 71 bis 74 gestapelt und sandwichartig zwischen Platten 11 und 19 angeordnet, die parallel zueinander positioniert sind. Die Keramik-Grünplatten werden durch Anwenden eines nach unten gerichteten Drucks der oberen Platte 11 verpreßt und werden so zu einem Keramik-Preßkörper miteinander verbunden. Der Keramik- Preßkörper wird gebrannt und so wird ein Keramik-Substrat für eine Schaltung hergestellt.
Das Keramik-Substrat für die Schaltung, das auf diese Weise hergestellt wurde, weist jedoch eine ± 0,3 % übersteigende und damit erheblich große planare Dimensionstoleranz beim Verpressen und Brennen auf, und zwar aufgrund der Tatsache, daß es sowohl in der Ebene mit einer bestimmten Längungsrate als auch in Richtung der Dickendimension der Grünplatten beim Verpressen gedehnt wird, sowie aufgrund der Unterschiede der Schrumpfung der einzelnen Grünplatten beim Brennen.
Diese Faktoren machen die Präzision des Anordnens des Schaltungsmusters auf der Oberfläche der Grunplatten signifikant kompliziert.
In jüngster Zeit waren Verbesserungen der Präzision von Keramik-Substraten für Schaltungen in der Planar-Richtung erforderlich, nachdem die Toleranz auf ± 0,05 % oder weniger eingeengt wurde, und zwar aufgrund der Notwendigkeit, den aktuellen technischen Tendenzen wie beispielsweise einer Verringerung der Größe und einer Erhöhung der Dichte zu folgen.
Herkömmliche Schaltungssubstrate anderer Typen werden dadurch hergestellt, daß man in einem ersten Schritt Grünplatten herstellt, die zur Herstellung von Keramik-Körpern verwendet werden, die Glas enthalten. Sie werden mit Löchern versehen, die mit Leitersubstanzen gefüllt werden. Schaltungsmuster werden auf die Grünplatten gedruckt. Es wird eine Mehrzahl von Grünplatten hergestellt, die die Schaltungsmuster darauf ausgebildet enthalten. Diese Grünplatten werden gestapelt, verpreßt und bei einer Temperatur gebrannt, die im Bereich von 800 ºC bis 1000 ºC liegt, wodurch Substrate für Schaltungen bereitgestellt werden.
Wie jedoch Figur 19 zeigt, kann bei diesem Verfahren zur Herstellung eines herkömmlichen Schaltungssubstrates beim Stapeln, Verpressen und Brennen unter Erhalt einer Mehrzahl von Keramik-Substraten 99 und 98 die Unregelmäßigkeit der Schaltungsmuster 59 eine Unebenheit des Keramik-Substrats 98 hervorrufen. Wie Figur 20 zeigt, kann in diesem Fall bei Bildung eines Schaltungsmusters 58 auf einem unebenen Keramik-Substrat 98 die Breite des Schaltungsmusters 58 von derjenigen des vorgesehenen Musters 580 abweichen, was dazu führt, daß die Toleranz wegen der Unebenheit des Schaltungsmusters 59 den Wert von ± 10 µm übersteigt. Die große Dimensionstoleranz kann bei dem resultierenden Muster einen Überhang 581, eine Fehlmenge 582 oder dergleichen hervorrufen.
In dem Fall, in dem das Schaltungsmuster oben auf die keramische Grünplatte gedruckt wird, wie dies in den Figuren 21 und 22 gezeigt ist, können Protuberanzen bzw. Überhänge 571 aus Leiterrnaterialien, die beim Füllen der Löcher 90 mit leitfähigem Material gebildet werden, Überhänge 581 und Fehimengen 582 in dem Schaltungsmuster 58 hervorrufen. In dem Fall, in dem das Schaltungsmuster mit einem Widerstand versehen wird, kann die Toleranz des Widerstandswerts ± 25 % übersteigen, was zu einem Rückgang der Ausbeute beim Beschneiden bzw. Trimmen des Widerstands führt.
Alternativ dazu kann das Substrat für eine Schaltung hergestellt werden unter Verwendung eines vorgebrannten Keramik-Körpers, der durch vorheriges Brennen der Keramik-Grünplatten erhalten wird. In diesem Fall wird das Lösungsmittel, das in der Paste vorhanden ist, die auf der Oberfläche des vorgebrannten Keramik-Körpers das Schaltungsmuster bildet, nicht absorbiert, was bedeutet, daß das Schaltungsmuster nicht in präziser Weise gebildet wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Schaltung zu schaffen, das planare Dimensionsschwahkungen während des Thermokomprimierens und ein planares Schrumpfen während des Brennens der Keramik-Grünplatten reduziert und auch errnöglicht, daß darauf ein Schaltungsmuster präzise gebildet werden kann.
Kurz gesagt, werden diese Aufgabe und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung - wie nachfolgend noch einfacher offenbar wird - gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Schaltung, das die Schritte umfaßt, daß man
- wenigstens eine Glas enthaltende Grünplatte aus Keramik, die bei niedriger Temperatur zur Bildung des Substrats für die Schaltung sinterbar ist, und wenigstens eine ungesinterte Übertragungsplatte herstellt, die bei einer Sintertemperatur der Keramik-Grünplatte nicht sinterbar ist;
- ein Leitungsmuster auf die ungesinterte Übertragungsplatte druckt;
- die ungesinterte Übertragungsplatte unter Bildung eines Laminat-Körpers auf der Grünplatte aus Keramik stapelartig anordnet und den Laminat-Körper unter Bildung eines gepreßten Körpers thermokomprimiert;
- den gepreßten Körper bei einer Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik unter Bildung eines Keramik-Substrats brennt und so einen gebrannten Körper herstellt, indem man das Leitungsmuster auf der ungesinterten Übertragungsplatte auf das Substrat aus Keramik überträgt; und
- die ungesinterte Übertragungsplatte von dem gebrannten Körper unter Herstellung eines Substrats für eine Schaltung entfernt.

Kurze Beschreibung der Figuren

Ein kompletteres Verständnis der Erfindung und vieler der damit verbundenen Vorteile kann in einfacher Weise erreicht werden, wenn diese unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung bei Zusammenschau mit den beigefügten Figuren besser verständlich wird. Darin stellen dar:
- Figur 1 einen Einzelsehritt bei der Herstellung einer Keramik-Grünplatte von Beispiel 1;
- Figur 2 den Schritt der Herstellung einer Übertragungsplatte gemäß Ausführungsform 1;
- Figur 3 den Schritt des Stapelns der Keramik-Grünplatten, gefolgt von den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Schritten;
- Figur 4 den Schritt des Entfernens der ungesinterten Übertragungsplatten, gefolgt von dem in Figur 3 gezeigten Schritt;
- Figur 5 eine Schnittansicht, die ein Substrat für eine Schaltung zeigt, das durch die Verfahrensschritte von Beispiel 1 hergestellt wurde;
- Figur 6 den Einzeischritt zur Herstellung des Substrats für eine Schaltung von Beispiel 2;
- Figur 7 eine Schnittansicht, die ein Substrat für eine Schaltung zeigt, das durch die Verfahrensschritte von Beispiel 2 hergestellt wurde;
- Figur 8 den Einzelschritt zur Herstellung des Substrats für eine Schaltung gemäß Beispiel 3;
- Figur 9 den Einzeischritt zur Herstellung des Substrats für eine Schaltung gemäß Beispiel 4;
- Figur 10 den Schritt zur Herstellung des Preßkörpers von Beispiel 7;
- Figur 11 eine Schnittansicht des in Beispiel 7 erhaltenen Laminat-Körpers;
- Figur 12 eine Schnittansicht des in Beispiel 7 erhaltenen Preßkörpers;
- Figur 13 eine Schnittansicht eines in Beispiel 7 erhaltenen Sinterkörpers;
- Figur 14 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von Figur 15;
- Figur 15 eine Aufsicht, die das durchgehende Loch eines Substrats für eine Schaltung zeigt, wie es in Beispiel 7 erhalten wurde;
- Figur 16 den Schritt der Herstellung des Preßkörpers von Beispiel 8;
- Figur 17 den Schritt der Herstellung des Preßkörpers von Beispiel 9;
- Figur 18 den Schritt der Herstellung des Substrats für eine Schaltung gemäß einem herkömmlichen Verfahren;
- Figur 19 den Schritt der Herstellung des Substrats für eine Schaltung gemäß einem weiteren herkömmlichen Verfahren;
- Figur 20 den Schritt der Herstellung des Substrats für eine Schaltung gemäß einem weiteren herkömmlichen Verfahren;
- Figur 21 eine Schnittansicht, die ein herkömmliches Substrat für eine Schaltung zeigt; und
- Figur 22 eine Schnittansicht entlang der Linie 30-30 von Figur 21.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Das am meisten auffallende Merkmal der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, ist eine Reihe von Verfahrensschritten, bei denen eine ungesinterte Übertragungsplatte auf Grünplatten aus Keramik befestigt wird, ein Leitungsmuster auf der ungesinterten Übertragungsplatte auf den Keramik-Körper durch Brennen übertragen wird und die ungesintere Übertragungsplatte entfernt wird. Die Sintertemperatur des komprimierten Körpers liegt vorzugsweise unter 1000 ºC. Wenn die Temperatur 1000 ºC übersteigt, kann das Leitungsmuster nicht aus Metallen gebildet werden, die aus der Gruppe gewählt sind, die besteht aus Au, Ag, Pd-Ag, Pt-Ag und Cu. Eine oder mehrere Grünplatten aus Keramik werden zur Bildung des Glas enthaltenden Keramik-Körpers verwendet, die bei einer relativ niedrigen Temperatur, die im Bereich von 800 ºC bis 1000 ºC liegt, sinterbar sind. Die Keramik-Grünplatte kann unter Verwendung eines Rakel-Gießverfahrens erhalten werden.
Die Grünplatten aus Keramik können vor dem Verfahrensschritt des Stapelns dieser Platten mit einer Mehrzahl von Löchern versehen werden, die mit einem Leiter gefüllt sind. Sie können auch das Schaltungsmuster auf einer oder auf beiden Oberflächen der Platten vor dem Verfahrensschritt des Stapelns gebildet aufweisen. Das Material des Leiters und des Schaltungsmusters ist Au, Ag, Pd-Ag, Pt-Ag und Cu.
Die ungesinterte Übertragungsplatte, die ausgezeichnete Druck-Eigenschaften aufweist, ist bei einer Sintertemperatur der Keramik-Grünplatten unsinterbar. Die ungesinterte Übertragungsplatte wird gebildet durch Mischen eines Bindemittels und eines pulverförmigen Materials wie beispielsweise Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Mullit oder dergleichen. Vorzugsweise liegen die Bereiche der Dicke der Platte im Bereich von 100 µm bis 1000 µm. In dem Fall, daß die Dicke unter 100 µm liegt, ist bei der Handhabung große Sorgfalt erforderlich. Ansonsten kann die Platte deformiert werden. Wenn die Dicke der Platte 1000 µm ubersteigt, kann das in der Platte vorhandene Bindemittel nicht ausreichend entfemt werden.
Der Laminat-Körper kann dadurch gebildet werden, daß man die ungesinterten übertragungsplatten auf beiden Oberflächen des Grünkörpers aus Keramik anordnet, der aus den Keramik-Grünplatten besteht. Der Laminat-Körper kann dadurch gebildet werden, daß man die ungesinterte Übertragungsplatte auf der oberen Oberfläche des Grünkörpers aus Keramik anordnet. Vorzugsweise kann die ungesintere Übertragungsplatte zwischen den Grünplatten aus Keramik angeordnet werden, um die Effizienz des Verfahrens zu verbessern. Mit anderen Worten: Eine Mehrfach-Schicht, die durch Stapeln einer Mehrzahl von laminierten Körpern gebildet wurde, wird thermokomprimiert.
In dem Schritt des Verpressens der Grünplatten aus Keramik kann der Laminat-Körper verpreßt werden, indem man nach oben gerichtete und nach unten gerichtete Drücke von Platten aufbringt, die die Platten sandwichartig umgeben, während man weiter den Laminat-Körper in einem starren Rahmen angeordnet hält, der die Form des Laminat-Körpers aufweist, wodurch der komprimierte Körper gebildet wird. Der komprimierte Körper wird aus dem Rahmen zum Brennen entfernt. Dies kann bei dem Substrat für die Schaltung dazu führen, daß die planare Schrumpfung während des Brennens beschränkt wird und die planare Dimensionsverteilung bei einem möglichst niedrigen Wert gehalten wird.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, daß die Grünplatte aus Keramik an dem vorgebrannten Substrat befestigt wird, um darauf mittels der Übertragungsplatte das Leitungsmuster zu befestigen. Das vorgebrannte Substrat wird aus Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Aluminiumnitrid oder dergleichen gebildet und wird anschließend bei einer Temperatur gebrannt, die höher als die Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik ist.
Die Grünplatten aus Keramik werden vorab einem Schritt des Sinterns unterzogen, um die Übertragungsplatte darauf zu befestigen. Die Übertragungsplatte kann auf dem Keramik- Substrat für eine Schaltung befestigt werden, das vorab gesintert und mit einer Zwischenschicht auf seiner Obertläche versehen wird.
Die Glas und/oder Keramik-Glas und ein Bindemittel enthaltende Zwischenschicht liegt in Forrn einer Paste vor und wird durch Siebdrucken aufgebracht. Es ist bevorzugt, eine Zwischenschicht zu verwenden, die bei einer niedrigen Temperatur von unter 1000 ºC gebrannt werden kann.
In dem Fall, daß die Brenntemperatur 1000 ºC übersteigt, ist es schwierig, ein Metall als Material zum Ausbilden der Leitungsmuster zu verwenden, das gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Au, Ag, Pd-Ag, Pt-Ag und Cu. Andere Merkmale sind die gleichen wie diejenigen des ersten Aspekts der Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung dient die ungesinterte Übertragungsplatte dazu, das Lösungsmittel zu absorbieren, das in der Leiterpaste vorhanden ist, die für das Leitungsmuster verwendet wird, um zu verhindern, daß der Leiter verläuft. Das Leitungsmuster kann so präzise auf die ungesintere Übertragungsplatte gedruckt werden, was es ermöglicht, daß das Leitungsmuster präzise auf der Oberfläche des Glas enfhaltenden Substrats für eine Schaltung gebildet wird.
In dem Schritt des Sinterns und Übertragens wird der komprimierte Körper bei einer Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik gebrannt und so ein gebrannter Körper hergestellt. In dieser Stufe wird das in der Grünplatte aus Keramik vorhandene Glas während des Brennens erweicht und wird mit dem Leitungsmuster auf der ungesinterten Übertragungsplatte verschmolzen. Die ungesinterte Übertragungsplatte wird in demselben Schritt jedoch nicht gesintert; vielmehr zersetzt sich das darin vorhandene organische Bindemittel. Als Ergebnis dessen wird die ungesinterte Übertragungsplatte brüchig und kann leicht abgehoben werden. Nach dem obigen Schritt kann die ungesinterte Übertragungsplatte leicht entfernt werden, indem man den gebrannten Körper leicht antippt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt die ungesinterte Übertragungsplatte vorzugsweise in flexibler Form vor. In diesem Fall kann das Leitungsmuster präzise auf dem Substrat für eine Schaltung gebildet werden. Die ungesinterte Übertragungsplatte wird auf der Zwischenschicht fixiert, die auf dem Keramik-Körper gebildet wird. Der resultierende komprimierte Körper wird dann bei einer Sintertemperatur der Zwischenschicht gebrannt. Die erweichte Zwischenschicht wird mit dem Leitungsmuster verschmolzen, das dann auf dem Substrat des Keramik-Körpers gebildet ist.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Schaltung, das die Schritte umfaßt, daß man
- wenigstens eine Gumplatte aus Keramik und eine ungesinterte Gumplatte herstellt, die nicht bei einer Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik gesintert ist;
- unsinterbare Grünplatten auf beiden Oberflächen der Grünplatte aus Keramik unter Bildung eines Laminat-Körpers stapelartig anordnet;
- den Laminat-Körper komprimiert und dadurch einen komprimierten Körper herstellt, wobei man seine planare Längungsrate unter 0,05 % hält;
- den komprimierten Körper bei einer Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik brennt; und
- die unsinterbaren Grünplatten von dem komprimierten Körper entfernt und so ein gesintertes Keramik-Substrat erhält.
Das am stärksten hervorstechende Merkmal des obigen Verfahrens ist die Reihe von Schritten, in denen ein komprimierter Körper durch Komprimieren des Laminat-Körpers, Brennen des Körpers und anschließendes Entfernen der ungesinterten Grünplatten hergestellt wird. Um den Laminat-Körper zu pressen, während man die planare Längungsrate bei 0,05 % oder weniger hält, wird dieser innerhalb eines starren Ralunens angeordnet, der die Form des Laminat-Körpers aufweist. Der Körper wird durch aufgebrachten, nach oben gerichteten und nach unten gerichteten Druck mittels der Platten, die ihn sandwichartig einschließen, komprimiert. Die innere planare Form des starren Rahmens ist dieselbe wie diejenige des Laminat-Körpers. Wenn der Laminat-Körper verpreßt wird, wird der Laminat-Körper in der Weise verpreßt, daß nach unten gerichteter Druck und nach oben gerichteter Druck aufgebracht wird, der von einer oberen und von einer unteren Parallelplatte in dem starren Rahmen aufgebracht wird. Der Rahmen dient auch dazu, seine planare Längung der Grünplatten aus Keramik zu verhindern. So wird ein Substrat für eine Schaltung geschaffen, das eine exzellente und präzise Formhaltigkeit in planarer Richtung aufweist.
Alternativ dazu kann der Laminat-Körper mittels parallel zueinander angeordneter oberer und unterer Platten in Gegenwart von Filmen (Oberflächenrauhigkeit: 0,4 bis 0,75 µm Ra) zwischen dem Laminat-Körper und den Platten. verpreßt werden. Die Filme dienen dazu, die planare Längungsrate der Grünplatte aus Keramik soweit wie möglich zu beschränken, wodurch ein komprimierter Körper geschaffen wird, der eine exzellente und präzise Formhaltigkeit in planarer Richtung aufweist. In dem Fall, in dem die Oberflächenrauhigkeit des Films geringer wird als 0,4 µm Ra, steigt die planare Längungsrate. In dem Fall, daß sie 0,7 µm Ra übersteigt, hat der erhaltene verpreßte Körper eine rauhe Oberfläche. Dementsprechend wird es schwierig, den Film von der ungesinterten Übertragungsplatte abzuschälen.
Geeignete Filme können aus Polyester, Polyphenylensulfid, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polyetherketon, Polyimid, Methylpenten-Copolymer, Papier oder dergleichen gebildet sein.
Der Laminat-Körper kann auch mittels eines anderen Verfahrens verpreßt werden, das Gebrauch von Flüssigkeiten macht. Dieses ist die sogenannte isodirektionale Verpressung. Bei diesem Verfahren wird der Laminat-Körper in einen wasserdichten Beutel gelegt, und der Beutel wird versiegelt. Der versiegelte Beutel wird in die zu komprimierende Flüssigkeit eingetaucht. Der Laminat-Körper in dem Beutel wird einem Druck ausgesetzt, der einheitlich in alle Richtungen wirkt. Der resultierende komprimierte Körper weist die geringste planare Längungsrate und eine geringe planare Dimensionsschwankung auf.
Das Innere des versiegelten Beutels liegt vorzugsweise im Vakuumzustand vor, um es zu ermöglichen, daß die Flüssigkeit den Laminat-Körper direkt verpreßt. Die Grünplatte aus Keramik wird vorzugsweise aus einem Material gebildet, das bei 1000 ºC oder weniger sinterbar ist. Die unsinterbare Grünplatte ist unsinterbar bei der Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik. Die unsinterbare Grünplatte kann beispielsweise aus Aluminiumoxid gebildet sein. Der Keramik-Körper kann antanglich mit einer Mehrzahl von Löchern, die mit einem Leiter gefüllt sind, und mit einem Leitungsmuster versehen sein. Es können wenigstens eine oder mehrere Grünplatten aus Keramik und Substrate aus Keramik verwendet werden, um ein Substrat für eine Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen.
Gemäß dem obigen Herstellungsverfahren wird der Laminat-Körper verpreßt und so ein komprimierter Körper hergestellt, wobei man die planare Längungsrate auf 0,05 % oder weniger beschränkt. Der verpreßte Körper weist vor dem Brennen eine geringe planare Längungsrate und eine geringe Variation der Maße in planarer Richtung auf. Daher werden selbst nach dem Brennen die planare Schrumpfungsrate und die Variation der Maße in planarer Richtung minimiert.
Beim Komprimieren zu einem komprimierten Körper wird der Laminat-Körper zwischen unsinterbaren Grünplatten angeordnet, die beide zum Brennen erhitzt werden. Die Toleranz der Dimensionen in planarer Richtung bei dem so gebrannten Substrat für eine Schaltung beträgt ± 0,05 % oder weniger (siehe Tabelle 3). Dadurch wird die Druck-Präzision des Leitungsmuster verbessert.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend allgemein beschrieben. Ein weiteres Verständnis der Erfindung kann bei Bezugnahme auf bestimmte spezielle Beispiele erhalten werden, die nachfolgend nur für Zwecke der Veranschaulichung angegeben werden. Es ist nicht beabsichtigt, daß diese Beispiele die Erfindung beschränken, solange nichts anderes angegeben ist.

Beispiele

Beispiel 1

Es wird hier auf die Figuren 1 bis 5 Bezug genommen. Das Substrat für eine Schaltung, das nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 hergestellt wird, wird erhalten durch Brennen des Grünkörpers aus Keramik, der aus den Grünplatten aus Keramik gebildet ist. Wie Figur 5 zeigt, ist ein Substrat 991 für eine Schaltung aus Keramik-Substraten 91, 92 und 93, Leitungsmustern 51 und 52 und Löchern 90 aufgebaut, die mit einem Leiter gefüllt sind. Die Keramik-Substrate 91 und 92 weisen Leitungsmuster 51 auf, die auf ihren Oberflächen gebildet sind. Das Substrat 991 für eine Schaltung weist Leitungsmuster 52 auf, die auf beiden Oberflächen gebildet sind.
In dem Verfahren zur Herstellung des Substrats für eine Schaltung gemaß Beispiel 1 werden Grünplatten 910, 920 und 930 aus Keramik in einem ersten Schritt zur Bildung der Keramik-Substrate 91, 92 bzw. 93 hergestellt. Um die Grünplatte 910 aus Keramik zu bilden, werden Glas (CaO-Al&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-B&sub2;O&sub3;: 60 Gew.-%) und Aluminiumoxid (40 Gew.-%) gemischt. Das gemischte Pulver als Material zur Bildung des Keramik-Substrats wird weiter mit Lösungsmittel, Bindemittel und Plasticizer gemischt und wird einem Schritt des Knetens unter Bildung einer Aufschlämmung unterworfen.
Die Aufschlämmung wird dann einem Schritt des Gießformens mit einem Rakel nach einer bekannten Techmk unter Bildung einer Grünplatte 9 aus Keramik mit einer Dicke von 0,25 mm unterworfen, wie dies in Figur 1(a) gezeigt ist.
Die Grünplatte 9 aus Keramik wird in quadratische Stücke (150 mm x 150 mm) geschnitten, in die Löcher 90 (Durchmesser 0,2 mm) gestanzt werden, um so die Bildung des Leitungsmusters vorzubereiten, wie dies in Figur 1(b) gezeigt ist.
Die Löcher 90 werden dann mit einem metallischen Leiter 5 gefüllt, wie dies in Figur 1 (c) gezeigt ist.
Die Leitungsmuster 51 aus einem metallischen Leiter werden auf der Oberfläche der Grünplatte 9 aus Keramik mittels Siebdrucken gebildet, was zu der Grünplatte 910 aus Keramik führt, wie sie zur Herstellung des Keramik-Substrats 91 verwendet wird. Der metallische Leiter ist gewählt aus der aus Ag, Pd-Ag, Pt-Ag, Au und Cu gewählten Gruppe.
Die Keramik-Grünplatten 920 und 930 werden ebenfalls in derselben Weise wie oben angegeben gebildet. Jedoch wird das Leitungsmuster 51 nicht auf der Oberfläche der Keramik-Grünplatte 930 gebildet.
Als nächstes wird in dem zweiten Schritt (Druckverfahren) eine Übertragungsplatte hergestellt. Ein Lösungsmittel, ein Bindemittel und ein Plasticizer werden zu Aluminiumpulver (mittlere Teilchengröße 0,5 µm) gegeben, das einem Schritt des Knetens unter Bildung einer Aufschlämmung unterworfen wird. Die Aufschlämmung wird einem Schritt des Formgießens mit einem Rakel unter Bildung der Übertragungsplatte mit einer Dicke von 0,4 mm unterworfen. Die Übertragungsplatte ist unsinterbar bei einer Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik. Sie wird in quadratische Stücke (150 mm x 150 mm) geschnitten. Wie Figur 2 zeigt, werden die Leitungsmuster 52, die auf der Oberfläche des Substrats für eine Schaltung gebildet werden sollen, auf die Übertragungsplatte 65 aufgedruckt.
In dem dritten Schritt Kompressionsverfahren) werden die Keramik-Grünplatten 910, 920 und 930 stapelartig aufeinander angeordnet. Wie Figur 3 (a) zeigt, werden die Übertragungsplatten 65 auf beiden Oberflächen des Grünkörpers der Grünplatten aus Keramik angeordnet und so ein Laminat-Körper hergestellt. Der Laminat-Körper wird bei der Herstellung exakt ausgerichtet zum Heißschmelzen bei 50 kg/cm² und 100 ºC für die Zeit von 20 s mittels einer Metallform unter Erhalt eines komprimierten Körpers. Außerdem wird - wie in Figur 3 (b) gezeigt- eine Mehrzahl Schichten, die durch stapelweises Anordnen einer Mehrzahl von Laminat-Körpern hergestellt wurde, vorzugsweise thermokomprimiert.
Mit anderen Worten: Die Übertragungsplatte 65 kann sandwichartig zwischen den Grünkörpern der Grünplatten 910, 920, 930 und 911, 912, 913 aus Keramik angeordet werden. Die Transferplatten 65 können weiter auf beiden Oberflächen der Anordnung dieser Grünkörper angeordnet sein, wie dies Figur 3 (b) zeigt, wodurch die Effizienz des Verfahrens verbessert wird.
In dem vierten Schritt (Verfahrensschritt des Sinterns und Übertragens) wird der hergestellte komprimierte Körper an der Luft bei 900 ºC 20 min lang gebrannt. Die Keramik- Grünplatten 910, 920 und 930 werden zu einem Keramik-Körper aus integrierten Keramik-Substraten 91, 92 und 93 gesintert. Die Keramik-Grünplatten 911, 912 und 913 werden zu einem Keramik-Körper aus integrierten Keramik-Substraten 91, 92 und 93 gesintert. Gleichzeitig werden die Leitungsmuster 52 auf den Übertragungsplatten 65 auf beide Oberflächen des Keramik-Körpers übertragen. In dieser Stufe werden die Übertragungsplatten 65 ungesintert gehalten.
In einem letzten Schritt des Verfahrens werden die ungesinterten Übertragungsplatten 65 entfernt, indem man sie leicht anstößt, und es wird das Substrat für eine Schaltung 991 erhalten, wie Figur 5 zeigt.
Es wird auch - wie in Figur 3 (a) gezeigt - ein Leitungsmuster 52 auf die Übertragungsplatte 65 gedruckt, die eine flache Oberfläche aufweist.
Daher können - wie in Figur 5 gezeigt - die vorstehend erwähnten Leitungsmuster 52 präzise auf sowohl der vorderen Oberfläche als auch auf der rückseitigen Oberfläche gebildet werden, ohne daß sie durch Überstände 50 aus Leiter behindert werden, die beim Füllen der Löcher 90 mit dem leitfähigen Material gebildet wurden.
In dem Sinter- und Übertragungsschritt wird der komprimierte Körper bei einer Sintertemperatur der Keramik-Grünplatten 910, 920 und 930 gebrannt und so ein gebrannter Keramik-Körper hergestellt. Das in den Keramik-Grünplatten enthaltene Glas wird erweicht und verschmilzt mit den Leitungsmustern auf der Übertragungsplatte 65. Zwar werden in demselben Schritt die Übertragungsplatten 65 ungesintert gehalten, jedoch zersetzt sich das darin enthaltene Bindemittel. Die ungesinterten Übertragungsplatten 65 werden dadurch brüchig und können leicht abgenommen werden. In dem folgenden Schritt des Entfernens können die ungesinterten Übertragungsplatten 65 leicht dadurch entfernt werden, daß man den gebrannten Körper leicht anstößt.
Es ist auch möglich, die folgenden Schritte durchzuführen:
In dem Schritt des Verpressens ist ein Laminat-Körper, der die Keramik-Grünplatten 910, 920, 930 umfaßt und sandwichartig zwischen den ungesinterten Übertragungsplatten 65 angeordnet ist, eng von dem starren Rahmen umgeben. Platten werden oben auf den Laminat-Körper und auf die Unterseite des Laminat-Körpers gelegt, und es wird ein nach oben gerichteter und nach unten gerichteter Druck aufgebracht. Nach dem Verpressen wird der komprimierte Körper aus dem starren Rahmen entfernt und gesintert (Bezug: Figur 10).

Beispiel 2

In diesem Beispiel werden die Keramik-Grünplatten auf einem vorgebrannten Substrat gebildet. Wie Figur 6 und Figur 7 zeigen, wird ein Substrat 992 für eine Schaltung, das gemaß dieser Ausführungsform hergestellt wird, durch Stapeln und Thermokomprimieren einer Keramik-Grünplatte 940 auf die Oberfläche eines vorgebrannten Substrats 95 gebildet. Die Übertragungsplatte 65 weist Leitungsmuster 52 auf.
In dem ersten Schritt des Verfahrens wird eine Keramik-Grünplatte 940 zum Bilden des Keramik-Substrats 94 auf einem vorgebrannten Substrat 95 aus Aluminiumoxid angeordnet, wie dies Figur 6 (a) zeigt.
Um die Keramik-Grünplatte 940 herzustellen, werden Glas (CaO-Al&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-B&sub2;O&sub3;: 75 Gew.-%) und Aluminiumoxid (25 Gew.-%) gemischt. Anschließend wird das gemischte Pulver als Material zum Bilden des Keramik-Substrats 94 weiter mit Lösungsmittel, Bindemittel und Plasticizer gemischt. Diese Mischung wird unter Bildung einer Aufschlämmung geknetet. Die Aufschlämmung wird mittels eines Rakels gegossen und so die Keramik-Grünplatte 940 (Dicke: 0,25 mm) gebildet, die auf einer Oberfläche des vorgebrannten Substrats 95 angeordnet wird. Die Keramik-Grünplatte 940 und das vorgebrannte Substrat 95 werden thermokomprimiert.
In dem zweiten Schritt (Schritt des Verpressens der Platten) wird - wie Figur 6 (b) zeigt - die Übertragungsplatte 65, die die gleiche ist wie diejenige in Beispiel 1, auf der oberen Fläche der Keramik-Grünplatte 940 angeordnet. Die Kombination wird einem Thermokompressions-Schritt bei 50 kg/cm² und 100 ºC für die Zeit von 20 s unter Herstellung eines komprimierten Körpers unterzogen.
Anschließend wird in dem dritten Schritt (Übertragungsschritt) der komprimierte Körper - wie Figur 6 (c) zeigt - an der Luft bei 900 ºC für die Zeit von 20 min gebrannt.
Die Keramik-Grünplatte 940 wird gesintert und ist dann ein Keramik-Substrat 941 das in integraler Anordnung mit dem vorgebrannten Substrat 95 vorliegt. Gleichzeitig werden die Leitungsmuster 52 auf der Übertragungsplatte 65 auf die obere Fläche des Keramik-Substrats 94 übertragen. In dieser Stufe wird die Übertragungsplatte 65 ungesintert gehalten.
In einem letzten Schritt wird - wie Figur 7 zeigt - die ungesinterte Übertragungsplatte 65 entfernt, und es wird das Substrat 992 für eine Schaltung erhalten.
In Beispiel 1 dienen die Übertragungsplatten 65 dazu, das in den Leitungsmustern 52 enthaltene Lösungsmittel zu absorbieren und so zu verhindern, daß die Leiterpaste verläuft.
So können die Leitungsmuster 52 auf der Übertragungsplatte 65 präzise gedruckt werden. Dementsprechend können die Leitungsmuster 52, die auf der Übertragunsplatte 65 aufgedruckt sind, auf beide Oberflächen des Substrats 991 für eine Schaltung präzise übertragen werden. Andere Merkmale und resultierende Effekte sind die gleichen wie diejenigen von Beispiel 1.

Beispiel 3

Dieses Beispiel ist gekennzeichnet durch einen Sinterschritt, wie ihn Figur 8 (a) zeigt, der vor dem Kompressionsschritt von Beispiel 1 durchgeführt wird. In dem Sinterschritt werden die Keramik-Grünplatten 910, 920 und 930 (siehe Figur 3) vorab gebrannt, und es wird so ein Keramik-Körper aus dem Keramik-Substrat 91, 92 bzw. 93 hergestellt.
Diese Keramik-Grünplatten weisen Löcher 90 auf, die mit metallischen Leitern 5 gefüllt sind, und die Leitungsmuster 51 (siehe Figur 1) sind dieselben wie in Beispiel 1. Die Keramik-Grünplatten werden einem Schritt des Brennens an der Luft bei 870 ºC für 20 min unterworfen.
In dem Kompressionsschritt werden - wie Figur 8 (b) zeigt - die Übertragungsplatten 65 auf beiden Oberflächen eines Keramik-Körpers angeordnet, der integral mit den Keramik- Substraten 91 bis 93 ausgebildet ist, und werden unter Herstellung eines Laminat-Körpers ausgerichtet. Sie werden in gleicher Weise einem Schritt der Thermokompression bei 50 kg/cm² und 100 ºC für die Zeit von 20 s unter Herstellung eines komprimierten Körpers unterworfen, der aus dem Keramik-Körper und den Übertragungsplatten 65 aufgebaut ist. Bei dem Übertragungsschritt wird der komprimierte Körper an der Luft bei 900 ºC für die Zeit von 20 min gebrannt. Die Leitungsmuster 52 auf den Übertragungsplatten 65 werden auf beide Oberflächen des Keramik-Körpers übertragen. In dieser Stufe werden die Übertragungsplatten 65 ungesintert gehalten.
In dem Schritt des Entfernens werden die ungesinterten Übertragungsplatten 65 von dem gebrannten Keramik-Körper entfernt, und es wird das Substrat für eine Schaltung erhalten, das dasselbe ist wie dasjenige, das in Beispiel 1 erhalten wurde (siehe Figur 5). In diesem Beispiel liegen die Übertragungsplatten 65 vorzugsweise in flexibler Form vor.
In diesem Falle werden Leitungsmuster 52 auf der Oberfläche des Keramik-Körpers präzise ausgebildet. Die anderen Wirkungen sind dieselben wie diejenigen von Beispiel 1.

Beispiel 4

In Beispiel 4 weist - wie in Figur 9 gezeigt - das Substrat für eine Schaltung eine Zwischenschicht 96 auf einem vorgebrannten Keramik-Substrat 97 auf. Eine Übertragungsplatte 65, die Leitungsmuster 52 auf der Zwischenschicht 96 aufweist, ist darauf angeordnet. Die Kombination wird beim Erweichungspunkt der Zwischenschicht 96 gebrannt. Die Zwischenschicht 96, die Glas und/oder Glas-Keramik und ein organisches Bindemittel enthält, wird auf das vorgebrannte Keramik-Substrat 97 durch Siebdrucken aufgebracht. Die Struktur wird bei einer Sintertemperatur, d. h. 1000 ºC oder niedriger, gebrannt.
In einem ersten Druck-Schritt zur Herstellung des Substrats für eine Schaltung gemäß diesem Beispiel werden - wie Figur 9 (a) zeigt - Leitungsmuster 52, wie beispielsweise ein Leiter oder ein Widerstand, auf der Obefläche der Übertragungsplatte 65 aufgedruckt. In einem zweiten Schritt zum Drucken der Zwischenschicht wird - wie Figur 9 (b) zeigt - die Zwischenschicht 96, die Glas und/oder Glas-Keramik enthält, auf das vorgebrannte Keramik-Substrat 97 mittels Siebdrucken aufgebracht und getrocknet.
Das Keramik-Substrat 97 ist aus Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) gebildet. Die Zwischenschicht 96 wird erhalten durch Zusatz des Lösungsmittels und Bindemittels zu einem Mischpulver aus Glas (CaO-Al&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-B&sub2;O&sub3;: 75 Gew.-%) und Aluminiumoxid (25 Gew.%) zur Bildung des Keramik-Substrats, das dann geknetet wird. Anschließend werden Schritte des Stapelns, Brennens, Übertragens und Entfernens in Aufeinanderfolge in derselben Weise wie bei Ausführungsform 3 durchgeführt und so das Substrat 994 für eine Schaltung hergestellt, wie Figur 9 (c) zeigt.
Andere Wirkungen sind dieselben wie diejenigen von Beispiel 2.

Beispiel 5

In diesem Beispiel werden jeweils die Breite und Unregelmäßigkeit des Leitungsmusters auf den Substraten für eine Schaltung, die in den Beispielen 1 bis 4 hergestellt werden, gemessen und mit dem entworfenen Muster verglichen. Als Vergleichsbeispiele C1 bis C4 werden vier Arten von Substraten für eine Schaltung hergestellt, ohne die Übertragungsplatten 65 zu verwenden, und werden denselben Messungen unterzogen wie oben angeben.
Das Vergleichsbeispiel C1 ist dasselbe wie Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die Leitungsmuster 51 und 52 für die inneren und äußeren Schichten auf den Keramik-Grünplatten 910, 920 und 930 vorgedruckt sind, die bei einer Temperatur von 900 ºC unter Herstellung der Keramik-Substrate 91, 92 bzw. 93 gebrannt werden (siehe Figur 5).
Das Vergleichsbeispiel C2 ist dasselbe wie Beispiel 2, mit der Ausnahme, daß die Leitungsmuster für die Außenschicht auf vorgesinterten Keramik-Substraten 94 und 95 vorgedruckt sind (siehe Figur 7).
Das Vergleichsbeispiel C3 ist dasselbe wie Beispiel 3, mit der Ausnahme, daß die Leitungsmuster 52 auf vorgesinterten Keramik-Substraten 91, 92 und 93 gedruckt sind (siehe Figur 8).
Das Vergleichsbeispiel C4 ist dasselbe wie Beispiel 4, mit der Ausnahme, daß die Leitungsmuster 52 direkt auf die Oberfläche des Keramik-Substrats 97 gedruckt sind (siehe Figur 9).
Tabelle 1 zeigt die gemessenen Ergebnisse von jedem der Beispiele 1 bis 4 und von jedem der Vergleichsbeispiele 1 bis 4.
Der Begriff "maximaler Überstand" bezieht sich auf den gemessenen Wert des größten Überstands 581; der Begriff "maximale Fehimenge" bezieht sich auf den gemessenen Wert der größten Fehlmenge 582, wie Figur 20 zeigt.
Die Beispiele 1 bis 4 zeigen gemessene kleine Werte des maximalen Überstands, die im Bereich von 5 bis 7 µm liegen. Demgegenüber zeigen die Vergleichsbeispiele C1 bis C4 gemessene große Werte des maximalen Überstands von 50 µm oder mehr. Die Beispiele 1 bis 4 zeigen gemessene kleine Werte der maximalen Fehlmenge von 10 µm oder weniger. Demgegenüber zeigen die Vergleichsbeispiele C2 bis C4 gemessene große Werte von 40 µm oder mehr.

Beispiel 6

In diesem Beispiel werden die Widerstandswerte des auf dem Keramik-Substrat gebildeten Widerstands in Bezug auf die Beispiele 1 und 3, sowie die Vergleichsbeispiele C1 und C3 gemessen. Ein Widerstandswert ist proportional zum Volumen des Widerstands. So ist eine Messung der Spreizung der Widerstandswerte wirksam zum Erhalt der Änderung des Volumens des Widerstands. Die Messungen werden mittels eines herkömmlichen Verfahrens durchgeführt. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse.
Wie Tabelle 2 zeigt, zeigen die Beispiele 1 und 3 eine Ausbreitung der Widerstandswerte von 20 % oder weniger, und die Vergleichsbeispiele C1 bis C3 zeigen eine Ausbreitung von 30 % oder mehr. Im Ergebnis liefern die Beispiele 1 und 3 ein wirksames Verfahren zur Herstellung eines Substrats fur eine Schaltung, auf dem präzise Leitungsmuster gebildet werden können. Tabelle 1 Tabelle 2

Beispiel 7

Beispiel 7 gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 10 bis 15 beschrieben. Wie die Figuren 14 und 15 zeigen, ist ein Substrat 8 für eine Schaltung aufgebaut aus Keramik-Substraten 81 bis 84 und einer Vielzahl von Löchern 80, die darin eingestanzt sind und mit leitfähigem Material gefüllt sind.
Das Verfahren zur Herstellung des obigen Substrats für eine Schaltung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 10 bis 13 beschrieben. In dem ersten Schritt werden Keramik- Grünplatten und unsinterbare Grünplatten, die nicht bei einer Sintertemperatur von Keramik-Grünplatten gesmtert sind, hergestellt. Die Keramik-Grünplatten (Dicke: 0,3 mm) werden aus einem Material zur Bildung des Substrats gebildet, das bei einer niedrigen Temperatur gebrannt werden kann. Um die Keramik-Grünplatten zu bilden, werden ein organisches Bindemittel, ein Plasticizer und ein Lösungsmittel einem Mischpulver aus (CaO-Al&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-B&sub2;O&sub3;: 60 Gew.-%) und Aluminiumoxid-Pulver (40 Gew.-%) gegeben. Die Mischung wird unter Bildung einer Aufschlämmung geknetet. Die Aufschlämmung wird durch Rakel-Gießen zu einer Keramik-Grünplatte gebildet.
Die unsinterbare Grünplatte (Dicke: 0,3 mm), die aus Aluminiumoxid hergestellt ist, ist unsinterbar bei der Sintertemperatur der Keramik-Grünplatte. Diese wird erhalten durch dieselbe Verfahrensweise wie diejenige, die für die Keramik-Grünplatte verwendet wurde.
Die hergestellten Keramik-Grünplatten und unsinterbaren Grünplatten werden in quadratische Stücke (150 mm x 150 mm) geschnitten. Eine Mehrzahl von Löchern 80 wird in die Keramik-Grünplatten eingestanzt, wie dies in Figur 15 gezeigt ist, und sie werden mit Leitern gefüllt.
In dem zweiten Schritt werden - wie Figur 11 zeigt - die Keramik-Grünplatten 74, 73, 72 und 71 nacheinander von unten her gestapelt. Die unsinterbaren Grünplatten 61 und 69 werden auf beiden Oberflächen des Grün-Körpers aus den Keramik-Grünplatten 71 bis 74 angeordnet, um einen Laminat-Körper 85 herzustellen.
In diesem Schritt ist es bevorzugt, Leitungsmuster auf die Oberfläche der unsinterbaren Grünplatten 61 und 69 zu drucken, indem man einen Leiter aufbringt. Im Anschluß an diesen Schritt können Leitungsmuster auf der Vorderfläche und der Rückfiäche der Keramik-Substrate 81 bis 84 aufgebracht werden. Der Leiter ist gewählt aus der Gruppe, die besteht aus Ag, Pd-Ag, Pt-Ag, Au und Cu.
In dem dritten Schritt wird - wie Figur 12 zeigt - der hergestellte Laminat-Körper 85 verpreßt, wahrend man die planare Längungsrate bei 0,5 % oder weniger hält, um so einen komprimierten Körper 86 zu erhalten.
Wie Figur 10 zeigt, wird der Laminat-Körper 85 in einen starren Rahmen 1 mit der Form des Laminat-Körpers 85 gegeben. Nach unten gerichtete und nach oben gerichtete Drücke werden auf den Laminat-Körper 85 mittels der oberen Platte 11 bzw. der unteren Platte 19 aufgebracht. Der starre Rahmen 1, der dieselben Innenabmessungen hat wie der laminierte Körper 85, wird zu einem Quadrat ausgebildet (150 mm x 150 mm). Er wird dann bei 50 kg/cm² und 100 ºC 20 s lang verpreßt. Nach dem Verpressen werden die Platten 11 und 19 entfernt, und der resultierende komprimierte Körper 86 wird aus dem starren Rahmen 1 herausgenommen.
In dem vierten Schritt wird der hergestellte verpreßte Körper bei einer Temperatur gebrannt, die hoch genug ist, um die Keramik-Grünplatten zu sintern, was zu einem Sinterkörper 87 führt, wie er in Figur 13 gezeigt ist. Der Sinterkörper 87 ist aus den Keramik-Substraten 81 bis 84 als den gesinterten keramischen Grünplatten 71 bis 74 und den unsinterbaren Grünplatten 61 und 69 aufgebaut. Der komprimierte Körper 86 wird an der Luft bei einer Peak-Temperatur von 900 ºC gebrannt, die für 20 min aufrechterhalten wird.
Vor dem fünften Schritt werden die ungesinterten Grünplatten 61 und 69 manuell von dem gebrannten Körper 87 entfernt. Danach wird eine kleine Menge Aluminiumoxid-Pulver, die in der Oberfläche zufückgeblieben ist, vollständig in dem Lösungsmittel mittels eines Ultraschall-Bades entfernt. So kann das Substrat 8 für eine Schaltung, wie es in Figur 14 gezeigt ist, erhalten werden.
In dem dritten Schritt dieses Beispiels wird der Laminat-Körper zu einem komprimierten Körper verpreßt, während man die planare Längungsrate von 0,05 % oder weniger beibehält. Als Ergebnis wird die planare Längungsrate und die planare Dimensionsverteilung des komprimierten Körpers vor dem Brennen so klein wie möglich gehalten. Außerdem werden nach dem Erhitzen und Brennen des komprimierten Körpers 86 dessen planare Schrumpftate nach dem Brennen und dessen Schwankung der Dimensionen in planarer Richtung ebenfalls bei einem Minimum gehalten.
Der laminierte Körper 85, der in dem starren Rahmen 1 angeordnet ist, der dieselbe Form aufweist, wird einem nach unten und nach oben gerichteten Druck durch die obere Platte und die untere Platte ausgesetzt und wird zu einem komprimierten Körper 86 geforrnt. Der starre Rahmen 1 dient dazu, zu verhindern, daß sich die Keramik-Grünplatten 71 bis 74 in planarer Richtung verlängern, wenn der Laminat-Körper 85 verpreßt wird. Als Ergebnis kann ein Substrat 8 für eine Schaltung mit einer ausgezeichneten planaren Dimensions-Präzision erhalten werden.

Beispiel 8

Dieses Beispiel ist dasselbe wie Beispiel 7, mit der Ausnahme, daß der starre Rahmen in dem dritten Schritt von Beispiel 7 nicht verwendet wird. Filme 21 und 28 (Oberflächenrauhigkeit: 0,5 µm Ra), d. h. Polyesterfilme, werden zwischen den Laminat-Körper 85 und die obere Platte 11 und die untere Platte 19 eingeführt, wie dies in Figur 16 gezeigt ist. Der Laminat-Körper 85 wird in Gegenwart der Filme 21 und 29 zu einem verpreßten Körper verpreßt. Anschließend werden die Filme 21 und 29 von dem verpreßten Körper entfernt. Dieses Beispiel ermöglicht es, daß bei Keramik-Grünplatten deren planare Längungsrate verringert werden kann, und daß der verpreßte Körper eine ausgezeichnete Präzision im Hinblick auf seine planaren Dimensionen aufweist. Dieses Beispiel liefert dieselben Wirkungen wie diejenigen von Beispiel 7.

Beispiel 9

In diesem Beispiel wird der Laminat-Körper mittels isodirektionaler Pressung in dem dritten Schritt in einer Flüssigkeit verpreßt, wie Figur 17 zeigt. Der Laminat-Körper 85 wird in einen wasserdichten Beutel 12 gelegt. Der den Laminat-Körper 85 enthaltende Beutel 12 wird versiegelt und bildet eine Versiegelung 10 um den Laminat-Körper. Das Innere der Versiegelung 10 ist vorzugsweise unter Vakuum. Die Versiegelung 10 wird in einen Wassertank 17 getaucht, der mit einer Flüssigkeit 18 gefüllt ist, d. h. mit Wasser. Die Flüssigkeit 18 wird bei 80 ºC 120 s lang unter einen Druck von 80 kg/cm² gesetzt. Nach dem Verpressen wird der resultierende verpreßte Körper aus dem Beutel 12 herausgenommen. In diesem Beispiel wird ein einheitlicher Druck auf den Laminat-Körper 85 in allen Richtungen mittels isodirektionaler Pressung aufgebracht. Der resultierende verpreßte Körper weist eine sehr geringe planare Längungsrate und Schwankung der Dimensionen in planarer Richtung auf. Andere Merkmale und Wirkungen sind dieselben wie diejenigen von Beispiel 7.

Beispiel 10

In diesem Beispiel werden die planare Längungsrate des Laminat-Körpers, die planare Schrumpfüngsrate des verpreßten Körpers nach dem Brennen und die Dimensionstoleranz des Keramik-Substrats in den Beispielen 7, 8 und 9 gemessen. Die Messung wird durchgeführt, indem man die Dimensionskoordinaten von Löchern 80 (Durchmesser: 0,3 mm) mißt, die in das Keramik-Substrat 81 eingeschlagen wurden, wie Figur 15 zeigt.
Als Vergleichsbeispiele C5 bis C8 werden vier Arten von Substraten für eine Schaltung mittels des folgenden Verfahrens für Vergleichszwecke hergestellt. Die erhaltenen Substrate für eine Schaltung werden denselben Messungen unterzogen wie oben.
Beim Bilden des Substrats für eine Schaltung gemäß Vergleichsbeispiel C5 wird der Laminat-Körper sandwichartig zwischen die obere und die untere Platte eingelegt und in dem dritten Schritt verpreßt, wie dies in Beispiel 7 beschrieben ist, ohne den starren Rahmen zu verwenden. Die anderen Schritte sind dieselben wie diejenigen von Beispiel 7.
Das Substrat für eine Schaltung gemäß Vergleichsbeispiel C6 wird in derselben Weise gebildet wie das Substrat für eine Schaltung von Vergleichsbeispiel C5, mit der Ausnahme, daß der Laminat-Körper nur aus Keramik-Grünplatten aufgebaut ist und keine unsinterbare Grünplatte verwendet wird.
Das Substrat für eine Schaltung gemäß Vergleichsbeispiel C7 wird in derselben Weise wie dasjenige von Beispiel 7 gebildet, mit der Ausnahme, daß der Laminat-Körper nur aus Keramik-Grünplatten besteht und keine unsinterbare Grünplatte verwendet wird.
Das Vergleichsbeispiel C8 wird in derselben Weise wie Beispiel 9 gebildet, mit der Ausnahme, daß der Laminat-Körper nur aus Keramik-Grünplatten aufgebaut ist und keine unsinterbare Grünplatte verwendet wird.
In den Verfahren der Beispiele 7, 8 und 9 wurden planare Längungsraten von 0,05 % oder weniger für die verpreßten Körper erhalten, und die planaren Schrumpfungsraten der verpreßten Körper nach dem Brennen waren 0,32 % oder weniger.
Die planaren Dimensionstoleranzen des Keramik-Substrats waren ± 0,05 % oder weniger. Bei den Vergleichsbeispielen C5 und C6 führte der Fall der oberen und unteren Platten zu relativ höheren Ausdehnungsraten, verglichen mit den anderen Beispielen. Bei den Vergleichsbeispielen C6 bis C8, bei denen keine ungesinterten Grünplatten verwendet wurden, ergaben sich wesentlich höhere planare Schrumpfungsraten und planare Dimensionstoleranzen der Keramik-Körper verglichen mit den anderen Beispielen. Wie oben beschrieben, ist es offenbar, daß die Verfahrensstufen der Beispiele 7, 8 und 9 zu einer verringerten planaren Längungsrate des Laminat-Körpers, einer verringerten planaren Schrumpfungsrate des verpreßten Körpers nach dem Brennen und zu einer planaren Dimensionstoleranz des Keramik-Substrats führten.
Die Erfindung wurde oben unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß Modifikationen oder Variationen leicht von Personen mit üblichem Sachverstand in diesem technischen Gebiet durchgeführt werden können, ohne vom Umfang dieser Erfindung abzuweichen, der durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert ist. Tabelle 3

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Schaltung, umfassend die Schritte, daß man

- wenigstens eine Glas enthaltende und bei niedriger Temperatur zur Bildung des Substrats für die Schaltung sinterbare Grünplatte aus Keramik und wenigstens eine ungesinterte, bei einer Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik nicht sinterbare Übertragungsplatte herstellt;

- ein Leitungsmuster auf die ungesinterte Übertragungsplatte druckt;

- die ungesinterte Übertragungsplatte unter Bildung eines Laminat-Körpers auf der Grünplatte aus Keramik stapelartig anordnet und den Laminat-Körper unter Bildung eines gepreßten Körpers thermokomprimiert;

- den gepreßten Körper bei einer Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik unter Bildung eines Keramik-Substrats brennt und dadurch einen gebrannten Körper herstellt, indem man das Leitungsmuster auf der ungesinterten Übertragungsplatte auf das Substrat aus Keramik überträgt; und

- die ungesinterte Übertragungsplatte von dem gebrannten Körper unter Herstellung eines Substrats für eine Schaltung entfernt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Grünplatte aus Keramik vorgesintert wird, bevor die ungesinterte Übertragungsplatte darauf stapelartig angeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Grünplatte aus Keramik vor dem Verfahrensschritt des Aufeinanderstapelns der Grünplatte aus Keramik und der ungesinterten Übertragungsplatte mit mit einem Leiter gefüllten Löchern versehen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Grünplatte aus Keramik mit einem Leitungsmuster oder mit einem Widerstand auf wenigstens einer ihrer Oberflächen versehen wird, bevor die ungesinterte Übertragungsplatte darauf stapelartig angeordnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Grünplatte aus Keramik mit mit einem Leiter gefüllten Löchern und mit Leitungsmustern oder mit einem Widerstand auf wenigstens einer ihrer Oberflächen versehen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Laminat-Körper in einem starren Rahmen, der die Forrn des Laminat-Körpers aufweist, angeordnet wird und dann nach oben und nach unten gerichtete Drücke mittels oberer und unterer Parallelplatten aufgebracht werden, die den Laminat-Körper sandwichartig zwischen sich bringen, wodurch man einen gepreßten Körper ausbildet; und worin man den gepreßten Körper aus dem starren Rahmen und den oberen und unteren Parallelplatten herausnimmt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Laminat-Körper mittels isodirektionaler Druckbeaufschlagung in einer Flüssigkeit gepreßt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Laminat-Körper in Gegenwart von Filmen, die eine Oberflächenrauhigkeit von 0,4 bis 0,75 µm Ra aufweisen, zwischen einer ungesinterten Übertragungsplatte und oberen und unteren Parallelplatten gepreßt wird, die den Laminat-Körper sandwichartig zwischen sich halten, wodurch ein gepreßter Körper gebildet wird, und worin der gepreßte Körper dann aus dem Film und den oberen und unteren Platten entnommen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die ungesinterte Übertragungsplatte stapelartig wenigstens auf einer äußersten Fläche der Grünplatte aus Keramik angeordnet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, worin mehrere Laminat-Körper unter Bildung einer Mehrfachschicht gestapelt werden und anschließend thermokomprimiert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Grünplatten aus Keramik, die zur Ausbildung eines Keramik-Substrats verwendet werden, bei einer niedrigen Temperatur sinterbar sind, die im Bereich von 800 bis 1000 ºC liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, worin die ungesinterte Übertragungsplatte hergestellt ist aus einem Material, das gewählt ist aus der aus Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid und Mullit bestehenden Gruppe.

13. Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Schaltung, umfassend die Schritte, daß man

- ein gesintertes Keramik-Substrat herstellt;

- eine Glas enthaltende und bei einer niedrigen Temperatur zur Bildung des Substrats für eine Schaltung sinterbare Zwischenschicht auf das gesinterte Keramik-Substrat aufbringt;

- ein Leitungsmuster oder einen Widerstand auf die ungesinterte Übertragungsplatte druckt, die bei einer Sintertemperatur der Zwischenschicht nicht sinterbar ist;

- die ungesinterte Übertragungsplatte auf der Zwischenschicht des gesinterten Keramik-Substrats stapelartig anordnet, so einen Laminat-Körper bildet und den Laminat-Körper unter Bildung eines gepreßten Körpers thermokomprimiert;

- den gepreßten Körper bei einer Sintertemperatur der Zwischenschicht unter Bildung eines Körpers aus der Zwischenschicht und dem Keramik-Substrat brennt und dadurch einen gebrannten Körper herstellt, indem man das Leitungsmuster auf der ungesinterten Übertragungsplatte auf die Zwischenschicht überträgt; und

- die ungesinterte Übertragungsplatte von dem gebrannten Körper entfernt und so ein Substrat für eine Schaltung herstellt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, worin das Keramik-Substrat hergestellt ist aus einem Material, das gewählt ist aus der aus Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Mullit und Aluminiumnitrid bestehenden Gruppe.

15. Verfahren nach Anspruch 13, worin die Zwischenschicht, bevor sie aufgebracht wird, in Form einer Paste vorliegt, die besteht aus Glas und/oder Glas-Keramik und Bindemittel.

16. Verfahren nach Anspruch 13, worin die Zwischenschicht eine Platte ist.

17. Verfahren nach Anspruch 13, worin die Zwischenschicht bei einer niedrigen Temperatur von 1000 ºC oder weniger sinterbar ist.

18. Verfahren nach Anspruch 13, worin die ungesinterte Übertragungsplatte wenigstens auf einer Außenfläche der Zwischenschicht stapelartig angeordnet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 13, worin die Zwischenschicht mit einem oder mehreren Durchgangs-Löch/-Löchern versehen ist, das/die mit einem Leiter, einem oder mehreren Leitungsmuster(n) oder einer Kombination daraus versehen ist/sind.

20. Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Schaltung, umfassend die Schritte, daß man

- wenigstens eine Grünplatte aus Keramik und wenigstens zwei ungesinterte Übertragungsplatten herstellt, die bei einer Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik nicht gesintert sind;

- Leitungsmuster auf die wenigstens zwei ungesinterten Übertragungsplatten druckt;

- die ungesinterten Übertragungsplatten stapelartig auf beiden Flächen der Grünplatte aus Keramik anordnet, wobei dieser Stapel zu einem Laminat-Körper geformt werden soll;

- den Laminat-Körper in einem starren Rahmen anordnet, der die Form des Laminat-Körpers aufweist, und Filme, die eine Oberflächenrauhigkeit von 0,4 bis 0,75 µm Ra aufweisen, zwischen dem Laminat-Körper und jeder oberen und unteren Parallelplatte des starren Rahmens vorsieht;

- nach oben und nach unten gerichtete Drücke mittels der oberen und unteren Parallelplatten des starren Rahmens aufbringt, die den Laminat-Körper sandwichartig zwischen sich bringen, wodurch man einen gepreßten Körper ausbildet, wobei man dessen planare Dehnungsrate unter 0,05 % hält;

- den gepreßten Körper aus dem starren Rahmen herausnimmt;

- den gepreßten Körper bei einer Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik brennt, ohne den gepreßten Körper mit einer Preßeinrichtung zu pressen, wodurch man einen gebrannten Körper herstellt, indem man die Leitungsmuster von den wenigstens zwei ungesinterten Übertragungsplatten auf das Substrat aus Keramik überträgt; und

- die wenigstens zwei ungesinterten Übertragungsplatten von dem gepreßten Körper entfernt und so ein gesintertes Substrat für eine Schaltung herstellt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, worin die Grünplatte aus Keramik aus einem Material zur Bildung eines Substrats gebildet ist, das bei einer Temperatur von 1000 ºC oder weniger sinterbar ist.

22. Verfahren nach Anspruch 20, worin die ungesinterte Übertragungsplatte aus einem Aluminiumoxid-Material hergestellt ist.

23. Verfahren nach Anspruch 20, worin der Film aus einer organischen Substanz gebildet ist, die aus der aus Polyester, Polyphenylensulfid, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polyetherketon, Polyimid, Methylpenten-Copolymer und Papier bestehenden Gruppe gewählt ist.

24. Verfahren nach Anspruch 20, worin die Grünplatte aus Keramik versehen ist mit einem oder mehreren, mit einem Leiter gefüllten Durchgangs-Lech/-Löchern, mit einem oder mehreren Leitungsmuster(n) oder einer Kombination daraus.

25. Verfahren zur Herstellung eines Substrats für eine Schaltung, umfassend die Schritte, daß man

- den Laminat-Körper mittels isodirektionaler Druckbeaufschlagung in einer Flüssigkeit preßt und so einen gepreßten Körper herstellt, wobei man dessen planare Dehnungsrate unter 0,05 % hält;

- den gepreßten Körper aus der Flüssigkeit herausnimmt;

- den gepreßten Körper bei einer Sintertemperatur der Grünplatte aus Keramik brennt, ohne den gepreßten Körper mit einer Preßeinrichtung zu pressen, wodurch man einen gebrannten Körper herstellt, indem man die Leitungsmuster von den wemgstens zwei ungesinterten Übertragungsplatten auf das Substrat aus Keramik überträgt; und

26. Verfahren nach Anspruch 25, worin der Laminat-Körper in einen wasserdichten Beutel gepackt und versiegelt wird und der versiegelte Körper in eine Flüssigkeit getaucht wird, wo er mit einem isodirektionalen Druck beaufschlagt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, worin der versiegelte Beutel, der den Laminat-Körper enthält, unter Vakuum steht.

28. Verfahren nach Anspruch 25, worin die Grünplatte aus Keramik versehen ist mit einem oder mehreren, mit einem Leiter gefüllten Durchgangs-Löch/-Löchern, mit einem oder mehreren Leitungsmuster(n) oder einer Kombination daraus.