EP1301340A1 - Keramischer grünkörper, verfahren zur herstellung eines derartigen grünkörpers und verfahren zur herstellung eines keramikkörpers mit dem grünkörper - Google Patents

Keramischer grünkörper, verfahren zur herstellung eines derartigen grünkörpers und verfahren zur herstellung eines keramikkörpers mit dem grünkörper

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EP1301340A1
EP1301340A1 EP01951407A EP01951407A EP1301340A1 EP 1301340 A1 EP1301340 A1 EP 1301340A1 EP 01951407 A EP01951407 A EP 01951407A EP 01951407 A EP01951407 A EP 01951407A EP 1301340 A1 EP1301340 A1 EP 1301340A1
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EP
European Patent Office
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ceramic
green body
liquid adhesive
ceramic green
green
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Withdrawn
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EP01951407A
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English (en)
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Inventor
Andreas Roosen
Thomas Schulte
Markus Siebert
Stephan Zoellner
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Robert Bosch GmbH
Tesa SE
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Tesa SE
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C04B2237/704—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the ceramic layers or articles

Definitions

  • Ceramic green body method for producing such a green body and method for producing a ceramic body with the green body
  • the invention relates to a ceramic green body, a method for producing such a ceramic green body and a method for producing a ceramic body with the ceramic green body according to the preamble of the independent claims.
  • thermo-compression processes i.e. using pressure and temperature to connect or laminate to a ceramic green body.
  • ceramic green foils which are produced, for example, by foil casting. These films are typically from 5 .mu.m to 2 mm thick and usually consist of ceramic powder which is embedded in a polymer matrix, often based on polyvinyl butyral. Trains- Added plasticizers often give these green films a certain degree of flexibility.
  • the individual ceramic green sheets are laminated, they are often structured in accordance with the respective application, i.e. for example provided with recesses, plated-through holes, structured functional layers or conductor tracks.
  • metal pastes are printed on the individual ceramic green foils.
  • thermocompression processes for the production of ceramic bodies by laminating ceramic green foils have the disadvantage that the heating of the ceramic green foils required during lamination is time-consuming and that, for example, functional layers produced on the surface of the ceramic green foils can be deformed by the pressure to be applied.
  • the “cold, low-pressure lamination” known from DE 197 25 948 A1 has the disadvantage that the inclusion of air bubbles between the double-sided adhesive tape and the ceramic green sheets to be bonded is difficult to avoid, which in some cases can lead to delamination and malfunctions In this respect, this procedure can only be used to a limited extent, in particular for the production of planar multi-layer hybrids for electronic circuits or of ceramic foils for gas sensors. In addition, the use or application of such an adhesive tape, for example in the production of multi-layer hybrids, is very difficult in conventional thick-film processes how to integrate screen printing.
  • the ceramic green body according to the invention, the method according to the invention for producing such a green body and the method according to the invention for producing a ceramic body with this green body has the advantage over the prior art that the advantages of classic thick-film technology can be combined with the advantages of cold-low pressure lamination , On the one hand, it is advantageously possible to dispense with the use of a thermocompression process for connecting the ceramic green sheets, but on the other hand there is also no risk of delamination due to the formation of bubbles.
  • the methods according to the invention lead to considerable cost savings, for example in the production of multi-layer hybrids or gas sensors.
  • the method according to the invention for gluing the ceramic green foils also allows a simple level compensation, so that any surface ripple of the individual glued green foils which may initially exist can be at least partially compensated for.
  • liquid adhesive is applied to the green sheets by means of a screen printing process known per se.
  • the viscosity of the liquid adhesive used can advantageously be adjusted in the desired manner by adding a solvent.
  • the thickness of the applied liquid adhesive layer can be adapted to the green body films or adjusted in a defined manner by screen printing.
  • acrylate-based liquid adhesives can be produced and screen-printed both on the basis of an organic solvent such as acetone, ethyl acetate and / or gasoline, and on a water basis. This advantageously enables the liquid adhesive used to be matched to the composition of the ceramic green sheets to be bonded.
  • the solvent added to the liquid adhesive can furthermore advantageously be removed again by a subsequent drying step before the ceramic foils provided with the liquid adhesive are then stacked and thus glued together.
  • the ceramic body it is also advantageous that in the course of the heat treatment carried out first the polymer matrix, that is to say the organic constituents contained in the ceramic green sheets, such as binders, plasticizers and, if appropriate, dispersants, at temperatures from 80 ° C. to 350 ° C are thermally decomposed and / or evaporated, but the one used
  • Liquid adhesive is still thermally stable at these temperatures.
  • the liquid adhesive used initially advantageously has a high viscosity at the temperatures required for the thermal decomposition of the polymer matrix, so that the liquid adhesive only penetrates to a negligible extent into the ceramic green sheets bonded to one another at these temperatures.
  • the green foils glued to one another are thus initially held together essentially by the liquid adhesive located on the surface of the green foils.
  • the temperature is then increased in the course of this or a further heat treatment in such a way that the liquid adhesive applied to the surface of the ceramic green sheets first liquefies.
  • These temperatures are typically 250 ° C to 550 ° C. In this way, it is advantageously achieved that the liquid adhesive is superficially inserted into the remaining, very porous ceramic framework of the green sheets freed from the polymer matrix. penetrates, and in this way causes an intimate and firm bonding of adjacent green foils.
  • the adhesive is then thermally decomposed so that an intimate and direct interlocking of the particles or the remaining ceramic frameworks is achieved, which, in a subsequent sintering step, can now advantageously no longer be detached or delaminated, but rather sintered together to form a cohesive connection.
  • the ceramic body thus obtained has at least almost no residues of liquid adhesive and / or polymer matrix.
  • a liquid adhesive which has the composition 2-ethylhexyl acrylate and acrylic acid in a mass ratio of 90:10 to 99.5: 0.5, in particular 98: 2, is particularly preferred.
  • an acce- clay-gasoline mixture used which is added to the liquid adhesive in a proportion of 60 to 70, in particular 65 percent by mass.
  • the liquid adhesive can also have the composition 2-ethylhexyl acrylate, methyl acrylate and acrylic acid, these components then being used in a mass ratio of, for example, 75: 20: 5.
  • isopropanol is used as the solvent.
  • Liquid adhesives which contain maleic acid, itaconic acid, fumaric acid and / or their esters, or vinyl compounds, in particular vinyl esters, vinyl acetate or vinyl alcohol, and / or their esters are also suitable.
  • the liquid adhesive is applied to the ceramic green sheets by first adding the solvent to the liquid adhesive and then printing it onto one side of the ceramic green sheets using a screen printing method known per se.
  • liquid adhesive can, for example, also be sprayed on.
  • the solvent used to dilute or adjust the viscosity of the liquid adhesive used when spraying or printing, depending on the composition of the liquid adhesive, besides the solvents already mentioned, water, acetone, gasoline or ethyl acetate or a mixture thereof can also be used.
  • the ceramic green foils known per se consist, for example, of ceramic particles embedded in a matrix, for example yttrium-stabilized ZrO 2 powder particles.
  • the matrix is, for example, a polymer such as polyvinylbuteralal, to which a plasticizer may have been added.
  • the typical thickness of the ceramic green sheets used is approximately 5 ⁇ m to 2000 ⁇ m, in particular 10 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the ceramic green sheets used may have been provided with a functional layer and / or recesses, in particular plated-through holes, and / or conductor tracks on the surface in regions known in a manner known per se, for example by printing on a metal paste, before the liquid adhesive is applied.
  • Such ceramic bodies are known as ceramic multilayer hybrids for circuit carriers.
  • the ceramic green sheets prepared in this way are stacked and, if the green sheets are inadequate, are glued to one another by additional light pressure. A hand pressure or a light roller pressure is sufficient for this.
  • the green body After stacking and thus gluing the ceramic green sheets provided with liquid adhesive to the ceramic green body serving as an intermediate product, the green body is then subjected to a temperature treatment.
  • the green body is first heated to a temperature at which the polymer matrix of the ceramic green films thermally decomposes and / or evaporates. These temperatures are typically 80 ° C to 350 ° C. This leaves porous, ceramic frameworks of the individual green foils, which are glued to each other via intermediate layers of liquid adhesive.
  • the temperature is then increased or a second temperature treatment is carried out, the green body which has previously been binder-free or freed from the polymer matrix being heated to temperatures at which the adhesive liquefies. These temperatures are usually 250 ° C to 550 ° C. With this liquefaction of the applied adhesive between the individual ceramic green sheets, penetration of the adhesive into the remaining, porous ceramic framework of the ceramic green sheets is at least superficially connected. This results in a very firm and intimate bond. If the temperature rises further to 350 ° C to 650 ° C, the adhesive is then thermally decomposed. The ceramic particles of the glued green foils now, in direct contact with each other, represent a ceramic framework with an intimate interlocking.
  • the body pretreated in this way is then subsequently sintered in a manner known per se to higher temperatures of 850 ° C. to 2200 ° C.
  • the stack of films produced can also be weighted with an additional weight during the entire temperature treatment of the bonded green films.
  • Ceramic body which is now at least largely free of organic components.

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Abstract

Es wird ein keramischer Grünkörper vorgeschlagen, der mindestens zwei, mit einem Flüssigkleber miteinander verklebte, keramische Grünfolien aufweist. Weiter wird ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen keramischen Grünkörpers vorgeschlagen, wobei zunächst eine erste keramische Grünfolie zumindest bereichsweise und zumindest einseitig oberflächlich mit dem Flüssigkleber versehen, und wobei danach die erste keramische Grünfolie mit einer zweiten keramischen Grünfolie verklebt wird. Schliesslich wird vorgeschlagen, einen Keramikkörper mit diesem keramischen Grünkörper herzustellen, der beispielsweise in planaren, keramischen Abgassensoren oder keramischen Mehrlagenhybriden als Schaltungsträger eingesetzt werden kann. Dazu wird der keramische Grünkörper nach dem Verkleben einer Temperaturbehandlung unterzogen, wobei die Polymermatrix der keramischen Grünfolien zunächst zumindest weitgehend thermisch zersetzt und/oder verdunstet, und anschliessend der verbliebene Körper gesintert wird.

Description

Keramischer Grünkörper, Verfahren zur Herstellung eines derartigen Grünkörpers und Verfahren zur Herstellung eines Keramikkörpers mit dem Grünkörper
Die Erfindung betrifft einen keramischen Grünkörper, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen keramischen Grünkörpers sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Keramikkörpers mit dem keramischen Grünkörper nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche .
Stand der Technik
Bei der Herstellung planarer keramischer 7Abgassensoren oder von Hybridschaltungsträgern auf der Basis keramischer Mehrlagenhybride ist bekannt, keramische Grünfolien durch ein Thermokompressionsverfahren, d.h. unter Anwendung von Druck und Temperatur, zu einem keramischen Grünkörper miteinander zu verbinden bzw. zu laminieren.
Grundlage der an sich bekannten keramischen Laminiertechnik sind allgemein keramische Grünfolien, die beispielsweise durch Foliengießen hergestellt werden. Diese Folien sind typischerweise von 5 um bis zu 2 mm dick und bestehen üblicherweise aus Keramikpulver, das in eine Polymermatrix, häufig auf Basis von Polyvinylbutyral, eingebettet ist. Zuge- fügte Weichmacher geben diesen Grünfolien vielfach weiter eine gewisse Flexibilität.
Vor dem Laminieren der einzelnen keramischen Grünfolien wer- den diese im übrigen vielfach entsprechend der jeweiligen Anwendung strukturiert, d.h. beispielsweise mit Ausnehmungen, Durchkontaktierungen, strukturierten Funktionsschichten oder Leiterbahnen versehen. Dazu werden beispielsweise Metallpasten auf die einzelnen keramischen Grünfolien aufge- druckt.
Die Herstellung keramischer Grünfolien und deren Verarbeitung zu keramischen Mehrlagenhybriden ist beispielsweise in P. Boch et al . , „Tape Casting of Al2θ3/ZrC>2 Laminated Compo- Sites", J. /Arn. Ceram. Soc, Band 69, 8, (1986), C 191 bis
C 192, oder A. Roosen, „Basic Requirements for Tape Casting of Ceramic Powders", Ceram. Transactions, Vol. 1, Part B, Ceramic Powder Science, Am. Ceram. Soc, Columbus, 1988, Seiten 675 bis 692, beschrieben.
Bekannte Thermokompressionsverfahren zur Herstellung von keramischen Körpern durch Laminieren von keramischen Grünfolien weisen den Nachteil auf, daß das beim Laminieren erforderliche Erwärmen der keramischen Grünfolien zeitaufwendig ist, und daß beispielsweise auf der Oberfläche der keramischen Grünfolien erzeugte Funktionsschichten durch den aufzubringenden Druck deformiert werden können.
In DE 197 25 948 AI ist zur Überwindung dieser Nachteile weiter bereits vorgeschlagen worden, die Lamination der einzelnen keramischen Grünfolien zu einem Grünkörper durch Verkleben mittels doppelseitigem Klebeband vorzunehmen. Dieses Verfahren wird auch als „Kalt-Niederdrucklamination" (KND) bezeichnet. Weiter ist daraus die Herstellung einer stoff- schlüssigen Verbindung zwischen den zunächst miteinander verklebten keramischen Grünfolien durch abschließendes Sintern zu einem Keramikkörper bekannt.
Die aus DE 197 25 948 AI bekannte „Kalt-Niederdrucklamination" weist jedoch den Nachteil auf, daß sich der Einschluß von Luftblasen zwischen dem doppelseitigen Klebeband und den zu verklebenden keramischen Grünfolien nur schwer vermeiden läßt, was stellenweise zur Delamination und Funk- tionsstörungen führen kann. Insofern ist dieses Vorgehen insbesondere zur Herstellung planarer Mehrlagenhybride für elektronische Schaltungen oder von Keramikfolien für Gassensoren nur bedingt einsetzbar. Außerdem läßt sich der Einsatz bzw. die Aufbringung eines derartigen Klebebandes, bei- spielsweise bei der Herstellung von Mehrlagenhybriden, nur sehr schwierig in übliche Dickschichtverfahren wie Siebdruck integrieren.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße keramische Grünkörper, das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines derartigen Grünkörpers und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Keramikkörpers mit diesem Grünkörper hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß damit die Vorteile der klassischen Dickschichttechnologie mit den Vorteilen der Kalt-Niederdrucklamination verbunden werden können. So kann einerseits vorteilhaft auf die Anwendung eines Thermokom- pressionsverfahrens zur Verbindung der keramischen Grünfoli- en verzichtet werden, andererseits entfällt aber auch die Gefahr der Delamination durch Blasenbildung.
Insgesamt ergibt sich somit eine erhebliche Vereinfachung und Verkürzung des Fertigungsverfahrens, sowie eine Quali- tätsverbesserung der erhaltenen Keramikkörper. Dadurch führen die erfindungsgemäßen Verfahren zu erheblichen Kostenersparnissen, beispielsweise bei der Herstellung von Mehrlagenhybriden oder Gassensoren. Im übrigen erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren zum Verkleben der keramischen Grünfolien auch einen einfachen Niveauausgleich, so daß eine gegebenenfalls zunächst vorhandene Oberflächenwelligkeit der einzelnen verklebten Grünfolien zumindest teilweise ausgeglichen werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen.
So ist es besonders vorteilhaft, wenn der Flüssigkleber auf die Grünfolien mittels eines an sich bekannten Siebdruckverfahrens aufgebracht wird. Dabei kann die Viskosität des eingesetzten Flüssigklebers vorteilhaft durch Zusatz eines Lösungsmittels in der jeweils gewünschten Weise angepaßt werden. Zudem läßt sich durch den Siebdruck auch die Dicke der aufgebrachten Flüssigkleberschicht an die Grünkörperfolien anpassen bzw. in definierter Weise einstellen.
Vorteilhaft ist weiter, daß acrylat-basierte Flüssigkleber sowohl auf Basis eines organischen Lösungsmittels wie Ace- ton, Ethylacetat und/oder Benzin, als auch auf Wasserbasis herstellbar und siebdruckbar sind. Damit besteht vorteilhaft die Möglichkeit, den eingesetzten Flüssigkleber auf die Zusammensetzung der zu verklebenden keramischen Grünfolien abzustimmen.
Das dem Flüssigkleber beispielsweise zum Aufbringen mittels Siebdruck oder alternativ auch durch Aufsprühen zugesetzte Lösungsmittel kann weiter vorteilhaft durch einen nachgeschalteten Trocknungsschritt wieder abgezogen werden, bevor die mit dem Flüssigkleber versehenen keramischen Folien dann gestapelt und damit miteinander verklebt werden.
Bei der Herstellung des Keramikkörpers ist es weiter vor- teilhaft, daß im Laufe der dabei durchgeführten Temperaturbehandlung zunächst die Polymermatrix, das heißt die in den keramischen Grünfolien enthaltenen organischen Bestandteile wie Binder, Weichmacher und gegebenenfalls Dispergatoren, bei Temperaturen von 80°C bis 350°C thermisch zersetzt und/oder verdunstet werden, wobei jedoch der eingesetzte
Flüssigkleber bei diesen Temperaturen thermisch noch stabil ist.
Weiter weist der eingesetzte Flüssigkleber bei den zur ther- mischen Zersetzung der Polymermatrix erforderlichen Temperaturen zunächst vorteilhaft eine hohe Viskosität auf, so daß der Flüssigkleber bei diesen Temperaturen nur in vernachlässigbarem Ausmaß in die miteinander verklebten keramischen Grünfolien eindringt. In diesem Stadium des erfindungsgemä- ßen Verfahrens zur Herstellung des Keramikkörpers werden die miteinander verklebten Grünfolien somit zunächst im wesentlichen durch den an der Oberfläche der Grünfolien befindlichen Flüssigkleber zusammengehalten.
Nachdem dann die Polymermatrix durch die Temperaturbehandlung in der erläuterten Weise thermisch zersetzt und/oder verdunstet worden ist, wird anschließend die Temperatur im Laufe dieser oder einer weiteren Temperaturbehandlung derart erhöht, daß sich der auf der Oberfläche der keramischen Grünfolien aufgetragene Flüssigkleber zunächst verflüssigt. Diese Temperaturen liegen typischerweise bei 250°C bis 550°C. Damit wird vorteilhaft erreicht, daß der Flüssigkleber oberflächlich in das verbliebene, sehr poröse keramische Gerüst der von der Polymermatrix befreiten Grünfolien ein- dringt, und auf diese Weise eine innige und feste Verklebung benachbarter Grünfolien bewirkt.
Bei einer weiteren Temperaturerhöhung wird der Kleber dann thermisch zersetzt, so daß eine innige und direkte Verzahnung der Teilchen bzw. der verbliebenen Keramikgerüste erreicht wird, die sich bei einem nachfolgenden Sinterschritt nun vorteilhaft nicht mehr voneinander lösen beziehungsweise delaminieren, sondern zu einer stoffschlüssigen Verbindung zusammensintern.
Aufgrund der hohen Temperaturen von 800°C bis 1750 °C, teilweise sogar bis 2200 °C, bei dem abschließenden Sinterschritt zur Herstellung des Keramikkörpers wird schließlich auch ei- ne zumindest weitgehende thermische Zersetzung des zuvor auf die keramischen Grünfolien aufgetragenen Flüssigklebers gewährleistet. Der erhaltene Keramikkörper weist somit zumindest nahezu keine Rückstände von Flüssigkleber und/oder Polymermatrix mehr auf.
Ausführungsbeispiele
Das erläuterte Ausführungsbeispiel geht zunächst von keramischen Grünfolien aus, wie sie bereits in DE 197 25 948 AI beschrieben sind.
Diese keramischen Grünfolien werden dann zunächst jeweils einseitig flächig mit einem acrylat-basierten Flüssigkleber versehen.
Besonders bevorzugt ist ein Flüssigkleber der die Zusammensetzung 2-Ethylhexylacrylat und Acrylsäure im Massenverhältnis 90:10 bis 99,5:0,5, insbesondere 98:2, aufweist. In diesem Fall wird als Lösungsmittel beispielsweise ein Ace- ton-Benzin-Gemisch eingesetzt, das dem Flüssigkleber in einem Anteil von 60 bis 70, insbesondere 65 Massenprozent, zugesetzt wird.
Alternativ kann der Flüssigkleber auch die Zusammensetzung 2-Ethylhexylacrylat, Methylacrylat und Acrylsäure aufweisen, wobei diese Bestandteile dann in einem Massenverhältnis von beispielsweise 75:20:5 eingesetzt werden. Als Lösungsmittel dient in diesem Fall Isopropanol.
Den vorstehend erläuterten Flüssigklebern können weiterhin an sich bekannte Abmischkomponenten in Form von Weichmachern und/oder Klebharzen zugesetzt sein.
Zudem kommen auch Flüssigkleber in Frage, die Maleinsäure, Ita- consäure, Fumarsäure und/oder deren Ester, oder Vinylverbindun- gen, insbesondere Vinylester, Vinylacetat oder Vinylalkohol, und/oder deren Ester enthalten.
Im einzelnen erfolgt das Auftragen des Flüssigklebers auf die keramischen Grünfolien dadurch, daß der Flüssigkleber zunächst mit dem Lösungsmittel versetzt, und anschließend mittels eines an sich bekannten Siebdruckverfahrens einseitig flächig auf die keramischen Grünfolien 'aufgedruckt wird.
Alternativ zu dem Aufbringen durch Aufdrucken kann der Flüssigkleber jedoch beispielsweise auch aufgesprüht werden.
Als Lösungsmittel, das zur Verdünnung beziehungsweise Ein- Stellung der Viskosität des eingesetzten Flüssigklebers beim Sprühen oder Drucken eingesetzt wird, kann je nach Zusammensetzung des Flüssigklebers neben den bereits genannten Lösungsmitteln im übrigen auch Wasser, Aceton, Benzin oder Ethylacetat oder eine Mischung daraus eingesetzt werden. Die eingesetzten, an sich bekannten keramischen Grünfolien bestehen beispielsweise aus in einer Matrix eingebetteten Keramikpartikeln, beispielsweise Yttrium-stabilisierte Zrθ2~ Pulverpartikeln.
Die Matrix ist beispielsweise ein Polymer wie Polyvinylbuty- ral, dem gegebenenfalls ein Weichmacher zugesetzt ist.
Die typische Dicke der eingesetzten keramischen Grünfolien beträgt ca. 5 μm bis 2000 μm, insbesondere 10 μm bis 200 μm.
Im übrigen können die eingesetzten keramischen Grünfolien vor dem Aufbringen des Flüssigklebers weiter oberflächlich bereichsweise in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Aufdrucken einer Metallpaste, mit einer Funktionsschicht und/oder Ausnehmungen, insbesondere Durchkontaktierungen, und/oder Leiterbahnen versehen worden sein. Derartige Keramikkörper sind als keramische Mehrlagenhybride für Schaltungsträger bekannt.
Nachdem der Flüssigkleber mittels Siebdruck einseitig flächig auf die gegebenenfalls vorher mit einer Funktionsschicht und/oder Ausnehmungen versehenen keramischen Grünfo- lien aufgebracht worden ist, werden die derart vorbereiteten keramischen Grünfolien gestapelt und gegebenenfalls, bei unzureichendem Eigengewicht der Grünfolien, durch zusätzlichen leichten Druck miteinander verklebt. Hierzu reicht ein Handdruck oder ein leichter Walzendruck aus.
Dadurch entsteht ein keramischer Grünkörper, der aus mindestens zwei, bevorzugt jedoch 3 bis 8 aufeinander gestapelten, jeweils paarweise miteinander verklebten, keramischen Grünfolien besteht. Um das zum Aufbringen des Flüssigklebers mittels Siebdruck zugesetzte Lösungsmittel vor dem Stapeln der einzelnen Grünfolien zu dem Grünkörper wieder abzuziehen, ist es im übri- gen zweckmäßig, die einzelnen, mit dem Flüssigkleber versehenen Grünfolien vor dem Stapeln zunächst bei einer Temperatur von 80°C bis 150°C, insbesondere 90°C bis 110°C, über einen Zeitraum von 3 Minuten bis 60 Minuten zu trocknen.
Nach dem Stapeln und damit dem Verkleben der mit Flüssigkleber versehenen, keramischen Grünfolien zu dem als Zwischenprodukt dienenden keramischen Grünkörper, wird dieser dann einer Temperaturbehandlung unterzogen.
Dazu wird der Grünkörper zunächst auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der sich die Polymermatrix der keramischen Grünfolien thermisch zersetzt und/oder verdunstet. Diese Temperaturen betragen typischerweise 80°C bis 350°C. Es verbleiben somit von den einzelnen Grünfolien jeweils poröse, kera- mische Gerüste, die untereinander über Zwischenschichten aus Flüssigkleber verklebt sind.
Anschließend erfolgt dann eine Erhöhung der Temperatur beziehungsweise eine zweite Temperaturbehandlung, wobei der zuvor entbinderte beziehungsweise von der Polymermatrix befreite Grünkörper nun auf Temperaturen aufgeheizt wird, bei denen sich der Kleber verflüssigt. Diese Temperaturen betragen üblicherweise 250°C bis 550°C. Mit diesem Verflüssigen des aufgebrachten Klebers zwischen den einzelnen keramischen Grünfolien ist gleichzeitig zumindest oberflächlich ein Eindringen des Klebers in das verbliebene, poröse keramische Gerüst der keramischen Grünfolien verbunden. Somit ergibt sich eine sehr feste und innige Verklebung. Bei einer weiteren Temperaturerhöhung auf 350°C bis 650°C wird der Kleber dann thermisch zersetzt. Die keramischen Teilchen der verklebten Grünfolien stellen nun im direkten Kontakt miteinander ein keramisches Gerüst mit einer innigen Verzahnung dar.
Nachfolgend wird dann der so vorbehandelte Körper zur Verdichtung in an sich bekannter Weise auf höhere Temperaturen von 850°C bis zu 2200°C und dabei gesintert.
Im übrigen kann während der gesamten Temperaturbehandlung der verklebten Grünfolien der erzeugte Folienstapel auch mit einem zusätzlichen Gewicht beschwert sein.
Während dieses abschließenden Sinterschrittes entsteht der
Keramikkörper, der nunmehr zumindest weitgehend frei von organischen Bestandteilen ist.

Claims

Patentansprüche
1. Keramischer Grünkörper mit mindestens zwei, miteinander verklebten, keramischen Grünfolien, dadurch gekennzeichnet, daß die Grünfolien mit einem Flüssigkleber miteinander verklebt sind.
2. Grünkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkleber ein acrylat-basierter Kleber ist, der insbesondere ein Copolymerisat auf Basis von Acrylsäure und Methy- lacrylsäure und/oder deren Ester mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen oder substituierte Acrylamide und/oder Methacrylamide enthält.
3. Grünkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkleber mindestens eine Komponente ausgewählt aus der Gruppe Maleinsäure, Itaconsäure, Fumarsäure und/oder deren Ester und/oder Abmischkomponenten, insbesondere Weichmacher und/oder Klebharze, enthält.
4. Grünkörper nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkleber Vinylver- bindungen, insbesondere Vinylester, Vinylacetat, Vinylalkohol und/oder deren Ester enthält.
5. Grünkörper nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkleber ein Lösungsmittel, insbesondere Wasser oder ein organisches Lösungs- mittel wie Aceton, Ethylacetat, Benzin oder ein Gemisch daraus enthält.
6. Grünkörper nach mindestens einem der vorangehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkleber zur Erhöhung der Kohäsion zunächst zumindest teilweise thermisch vernetzt worden ist.
7. Grünkörper nach mindestens einem der vorangehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die keramischen Grünfolien in eine Matrix eingebettete Keramikpartikel aufweisen.
8. Grünkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix ein Polymer, insbesondere Polyvinylbutyral, aufweist.
9. Grünkörper nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verkleben mindestens eine keramische Grünfolie oberflächlich zumindest bereichsweise mit mindestens einer Funktionsschicht und/oder Aus- nehmungen, insbesondere Durchkontaktierungen, und/oder Leiterbahnen versehen worden ist.
10. Grünkörper nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grünkörper einen Stapel miteinander verklebter Grünfolien aufweist.
11. Verfahren zu Herstellung des keramischen Grünkörpers nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine erste keramische Grünfolie zumindest bereichsweise und zumindest einseitig oberflächlich mit dem
Flüssigkleber versehen wird, und daß danach die erste keramische Grünfolie mit einer zweiten keramischen Grünfolie verklebt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkleber zumindest bereichsweise einseitig flächig auf die erste keramische Grünfolie aufgebracht, insbesondere aufgedruckt oder aufgesprüht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Flüssigkleber versehenen Grünfolien vor dem Verkleben bei einer Temperatur von 80 °C bis 120 °C über eine Zeitdauer von 3 min bis 60 min getrocknet werden.
14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die keramischen Grünfolien nach dem Versehen mit dem Flüssigkleber gestapelt und insbesondere durch leichten Andruck miteinander verklebt werden.
15. Verfahren zur Herstellung eines Keramikkörpers, insbesondere von Keramikfolien oder keramischen Mehrlagenhybriden, mit einem keramischen Grünkörper nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Grünkörper nach dem Verkleben mindestens einer Temperaturbehandlung unterzogen wird, wobei die Polymermatrix der Grünfolien zumindest weitgehend thermisch zersetzt und/oder verdunstet wird, und wobei anschließend der Grünkörper gesintert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturbehandlung derart erfolgt, daß zunächst die Polymermatrix zumindest weitgehend thermisch zersetzt und/oder verdunstet wird, und danach der auf die Grünfolien aufgetragene Flüssigkleber thermisch verflüssigt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymermatrix bei Temperaturen von 80°C bis 350°C thermisch zersetzt und/oder verdunstet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkleber bei Temperaturen von 250 °C bis 550 °C thermisch verflüssigt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkleber bei Temperaturen von 350°C bis 650°C thermisch zersetzt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintern bei Temperaturen von 800°C bis 2200°C erfolgt.
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