WO2016096870A1 - Verzugsarme keramische trägerplatte und verfahren zur herstellung - Google Patents

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ceramic
glass
functional
carrier plate
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Yasuharu Miyauchi
Pavol Dudesek
Edmund Payr
Günther PUDMICH
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Definitions

  • the invention relates to a ceramic carrier plate, which may comprise a passive component integrated therein and which may serve as a substrate for mounting an electrical component. Furthermore, the invention relates to a method for producing the carrier plate.
  • Known ceramic carrier plates have at least one
  • Functional layer which includes a functional ceramic, in which an electrical component is realized or
  • Such functional ceramics may be selected from varistor ceramics or others
  • Electroceramics such as ferrite, piezoelectric ceramics,
  • dielectric ceramics for multilayer capacitors (MLCC), LTCC ceramics (MCM) and others.
  • the carrier plates are produced by sintering a green compact, which already comprises structured electrodes or green structured electrode layers.
  • the green compact has only a slight lateral fading during sintering.
  • Various ways of reducing lateral fading are known.
  • One possibility is to exert a force perpendicular to the layer plane on the green body during sintering, in order to force the fade predominantly in this direction.
  • One more way is to provide a clamping layer which is connected to the green compact for the functional ceramic, which reduces the lateral shrinkage during sintering due to the adhesion effect with the green compact.
  • the tension layer remains an integral part of the support plate after the sintering process.
  • the tension layer is also possible to carry out the tension layer as a sacrificial layer, which is sintered with the green compact and removed from the substrate after the sintering process.
  • the adhesion of the non-sintering clamping layer is ensured with the later functional ceramic. If the proportion of glass in the layer regions on both sides of the joint plane is selected to be smaller than, for example, 5% by weight, the adhesion of the layers during sintering is not ensured and delamination of the two layers occurs regularly and, as a consequence, to substrate deformation, which is altogether caused an increased rejection during production.
  • a disadvantage of the glass admixture is that it causes a degradation of the electrical or dielectric properties of the functional ceramic. On the one hand, this is due to the non-pure, because glass-containing functional layer which can unduly degrade the function of the functional ceramic. In addition, some glass components can diffuse and a chemical
  • Object of the present invention is therefore, a
  • Another object is to provide a method for producing the carrier plate.
  • the invention solves the problem of adhesion between
  • Functional layer and tension layer with the help of an intermediate arranged connection layer are formed glass-free or have only a small proportion of glass less than 5 wt.%, Which usually does not cause any degradation of the electrical properties of the functional layer or in the functional layer before ⁇ lying functional ceramics.
  • the tie layer is itself a glass layer or comprises glass-forming
  • oxides which convert to glass in the sintering process.
  • Such a support plate can be produced with little lateral sintering shrinkage and low distortion, since the
  • the bonding layer has a layer thickness of about 0.5 to 10 ym.
  • the connecting layer furthermore has an adapted coefficient of thermal expansion, which is preferably between that of the clamping layer and that of the functional layer. If the tension layer is used as sacrificial layer and later removed, the thermal
  • Both flow properties and thermal expansion coefficient ⁇ the link layer can be adjusted by the addition of selected filler.
  • Advantageous fillers may, for. B. from the same
  • Fillers may also serve to adjust other physical properties of the tie layer.
  • the glass component or glass components are in the
  • Connecting layer preferably free of mobile ions that diffuse into the functional layer
  • the functional layer is a varistor ceramic and especially if it is doped with praseodymium.
  • the melting point of the bonding layer may be in the region of the functional layer, but is normally lower than the melting point of the functional layer. Too big
  • the bonding layer is made of a material which flows in a controlled manner during the sintering process. For a sufficiently good adhesion effect it is not required that the bonding layer completely wet the surfaces of the tension layer and functional layer. The wetting property can therefore be reduced without the adhesion being reduced too much.
  • the bonding layer preferably contains glass components for a borosilicate glass, which is characterized by a low thermal expansion coefficient CTE and has elastoplastic properties. The latter make it possible that when cooling not too large thermal
  • the glass components therefore, have as main components on preferred ⁇ , oxides of silicon and / or germanium, boron and potassium or other alkali metals.
  • the glass components of the compound layer can be selected exclusively from the stated ines and oxides. However, other ions are also possible, provided they have the properties of
  • the main components mentioned comprise at least 70% by weight of the tie layer. In addition, can still fixed
  • the support plate comprises a varistor ceramic, which is particularly sensitive to diffusion of certain ions and could then degrade their electrical properties are preferably the bonding layer or the glasses and glass components used for it substantially free of
  • Diffusion temperature is at which a diffusion of aluminum into the functional ceramic can be done, especially if it is selected from a varistor material.
  • Diffusion temperature is at which a diffusion of aluminum into the functional ceramic can be done, especially if it is selected from a varistor material.
  • Varistor ceramic and in particular another semiconductor, other ions may be detrimental to their electrical function and are advantageous as part of the
  • the functional ceramic may be a ferrite, an NTC ceramic or a PTC ceramic.
  • the tension layer has a sintering temperature
  • the tension layer may be a solid, thus dense ceramic. In this case, a good mutual adaptation of the different thermal expansion coefficients of great advantage.
  • the tension layer can also be a non-sintering Be powder layer, from which only the binder is burned out. Even such layers have a high mechanical strength, which allow their use as a tension layer. The mechanical strength is attributed to Van der Walsche forces.
  • Exemplary good suitable materials are highly sintered oxides and other compounds such. Zirconia,
  • Magnesium silicate also suitable are nitrides, carbides and borides, which are not always inexpensive.
  • Aluminum oxide ceramic is also suitable as a tension layer as well as other refractory materials.
  • a layer thickness is selected that corresponds approximately to the layer thickness of the functional layer. Thickness of the functional layer is understood to mean the thickness of all partial layers of the functional layer, which, in addition to layers of functional ceramic, may also comprise metallization layers for electrodes and other auxiliary and intermediate layers.
  • the layer thickness of the stress layer should be chosen so that it is at least half
  • Layer thickness of the functional layer corresponds. It is also possible, however, in the invention
  • Carrier plate to provide two clamping layers, which are arranged on opposite sides of the functional layer and each with a connecting layer as an intermediate layer be applied.
  • the sum of the layer thicknesses of both stress layers is considered, which then optimally lies between 50 and 100% of the layer thickness of the functional layer.
  • the functional layer may comprise a varistor material in which a varistor is formed.
  • a functional ceramic layer made of varistor material it also comprises at least two electrode layers, but preferably a multilayer structure in which a plurality of partial layers of the varistor ceramic with structured electrode layers in the
  • Multilayer ceramic capacitors also have a multilayer structure in which alternating electrode layers and functional ceramic layers provide the device function.
  • the functional layer can also have plated-through holes, via which either different metallization layers are connected to one another, or in which deeper electrode layers are connected to the surface of the
  • Functional layer can be connected. With the help of vias, a connection for these lower-lying functional layers can be created on the surface of the functional layer.
  • the functional layer may further include at least two sub-layers comprise from ⁇ functional ceramics having different properties electro-ceramic having at least three metallization layers and together with the Help of electrodes are structured to two different passive electrical components.
  • at least one passive component is within each
  • FIG. 1 shows a first carrier plate in schematic form
  • Figure 2 is a second carrier plate in the schematic
  • FIG. 3 shows a section from FIGS. 1 or 2
  • FIGS. 4A to 4D show various process steps in the production of a carrier plate according to a first embodiment
  • FIGS. 5A to 5C show various process stages in the production of a carrier plate according to a second embodiment
  • FIG. 6 shows a functional layer with an exemplary passive component integrated in the schematic cross section
  • FIG. 7 shows the functional layer of FIG. 6 after sintering with remaining connecting layer
  • FIG. 8 shows the functional layer of FIG. 7 after
  • Figure 1 shows a simple embodiment of a
  • connection layer VS is mounted.
  • the functional layer FS comprises, for example, a functional ceramic based on a varistor ceramic with a varistor formed therein.
  • a glass composition is prepared with 78 wt% SiO 2, 19 wt% boron oxide, 3 wt% potassium oxide. Such a composition is adapted with respect to the expansion coefficient of the material of the varistor ceramic.
  • the softening point of the glass is about 775 °.
  • the bonding layer VS is applied to the functional layer FS, for example in the form of a paste which comprises said glass components in finely divided form, for example by printing.
  • pasty bonding layer VS is about 2 to 10 ym.
  • a green film based on zirconium oxide is produced for the clamping layer SPS.
  • the green sheet is laminated onto the bonding layer VS via the functional layer FS.
  • the entire structure is sintered at about 920 ° C. At this temperature melts and reflows the glass ⁇ component in the connection layer VS. From the green foil for the clamping layer SPS only the binder burns out while the grain structure of the clamping layer SPS
  • FIG. 1 After controlled cooling to room temperature, the structure shown in Figure 1 is obtained.
  • the construction shown in FIG. 1 can now serve as a substrate for an electrical component. However, it is also to remove the tension layer PLC, which has a granular structure on ⁇ , prior to further processing to the substrate again.
  • offer mechanical removal processes for example sandblasting with a suitable particle ⁇ shaped medium, eg. With zirconia grains, wet abrading with abrasive particles or brushes.
  • the brushing can be carried out in several stages, wherein brushes of different hardness are used in a series of partial steps in such a way that the brushing with the softest brush takes place in the last method step.
  • Functional layer determines and so the lateral fading
  • Carrier plate has a lateral loss of less than 1.0%, measured along the x, y axes.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a fiction, modern ⁇ carrier plate TP, in the opposite of the first clamping layer SPS1 a second clamping layer SPS2 means a second connection layer VS2 is applied.
  • the arrangement thus has a symmetrical structure with the functional layer FS as a mirror plane.
  • the application of the second tension layer takes place as the application of the first tension layer.
  • the two clamping layers SPS1, SPS2 become either synchronous or continuous one after the other
  • the sintering step is done for both
  • FIG. 3 shows a structural detail of a carrier plate TP according to the invention at the interface between the clamping layer SPS, the connecting layer VS and the functional layer FS.
  • Functional layer FS is compacted by sintering and is non-porous.
  • the surface has a certain roughness on the grain structure of the clamping layer SPS
  • clamping layer SPS still has the particle structure from which the
  • the particles in the clamping layer SPS have a good adhesion to one another, stabilize the tension layer mechanically and thus allow the tensioning effect.
  • the bonding layer VS conforms to the two surfaces of the functional layer FS and the tension layer SPS and, due to the areal enlarged interfaces, produces a high adhesion effect.
  • the boundary layer between each connection layer VS and the respective surface of clamping layer PLC and functional layer FS is called.
  • FIGS. 4A to 4D show different process steps in the production of a carrier plate according to a first embodiment Execution.
  • a layer GV of a glass paste in a thin layer thickness up to a maximum of 10 ⁇ m is applied to the green body GF of a functional layer FS as precursor of the bonding layer VS.
  • FIG. 4 shows the arrangement.
  • a clamping layer SPS is now applied, for example by lamination of a green sheet GS, which comprises a dense packing of highly sintered ceramic particles, for example based on zirconium oxide, in a binder.
  • the structure is sintered, the green sheet GS of the clamping layer SPS largely maintains its volume, since only the binder burns out.
  • the glass paste layer GV of the bonding layer VS softens and flows on the porous surface of the tension layer SPS.
  • the green film structure GF of the functional layer FS also sinters, thereby producing a sintering shrinkage by compaction. However, this only manifests itself in a reduction of the layer thickness during the transition from the green film structure GF to
  • Functional layer FS The layer thickness decreases from the original dl according to FIG. 4B to d2 according to FIG. 4C.
  • the lateral shrinkage is due to the tension with the
  • Clamping layer PLC prevents. During cooling after sintering, the structure remains largely dimensionally stable and dimensionally stable and only reduces by the thermal expansion.
  • tension layer SPS is used as a sacrificial layer, it must then be mechanically removed, as indicated by arrows in FIG. 4C.
  • Figure 4D shows the arrangement after removal of the
  • the functional layer FS is now only of covered with a glass layer corresponding to the original bonding layer VS. Because of the greater hardness of the glass layer or the bonding layer, this is mechanically stable against the selected Abtrags vide.
  • FIGS. 5A to 5C show different process stages in the production of a carrier plate according to the invention according to a second variant of the method.
  • the starting point is a clamping layer SPS which is in the form of a solid plate and onto which a glass paste GV for the bonding layer VS is applied in a thin layer thickness of not more than 10 ⁇ m.
  • FIG. 5A shows the arrangement at this process stage.
  • a green film GF or a green film stack for the functional layer FS is then applied to the layer GV of the glass particles, for example by lamination. However, it is also possible to individually laminate the green sheets for the functional layer.
  • FIG. 5B shows the arrangement on this process stage with laminated green sheets for the functional layer FS.
  • the sintering takes place, similar to that described with reference to FIGS. 4A to 4D. Again, during sintering and cooling prevents the tension of the functional layer FS with the clamping layer SPS a lateral sintering shrinkage, so that the sintering shrinkage takes place only in the dimension vertical to the layer plane.
  • the layer thickness of the film stack for the functional layer FS or the individual functional layers FS is reduced, as in
  • Figure 6 shows an exemplary passive element, as in the stack of green sheets GF for the later functional layer FS can be integrated. Between two sub-layers FS1, FS2,. , , The functional ceramic is a structured electrode layer EL for the passive element
  • the electrode layers EL are alternately connected to one each of at least two plated-through holes DK1, DK2, so that first electrode layers ELI are connected to a first plated-through hole DK1, whereas second electrode layers EL2 are connected to a second plated-through hole DK2.
  • a component structure can be realized for example with a varistor ceramic and forms a varistor.
  • the structure shown in FIG. 6 can also be a ceramic multilayer capacitor, in which the partial layers of the ceramic functional layer FS are made of a
  • FIG. 7 shows the passive component shown in FIG. 6 as a process product after sintering and removal of the tension layer. Only the glass layer of the original stress layer VS is now present above the functional layer FS.
  • a connection area AF are generated.
  • a via VA can be led through the glass layer of the original link layer ⁇ VS, for example, by electroless metal deposition.
  • the metallic electrical connection surface AF is generated over the filled via VA, for example by printing and burning of contacts.
  • FIG. 8 shows the arrangement on this procedural stage.
  • Component be mounted electrically and mechanically, wherein the carrier plate serves as a support for the device. Due to the integrated passive component, a protective function can be realized in the carrier plate, which protects the component against overvoltage, for example. However, other passive component functions in the form of corresponding passive components can also be realized in the carrier plate and connected to the component.

Abstract

Für eine Trägerplatte wird vorgeschlagen, eine erste keramische Funktionsschichtüber eine Verbindungsschicht (VS) mit einer keramischen Spannschicht (SPS) zu verspannen, um den lateralen Sinterschwund zu reduzieren. Die Funktionsschicht (FS) und die Spannschicht (SPS) sind glasfrei oder weisen einen nur geringen Glasanteil von weniger als 5 Gew. % auf, während die Verbindungsschicht (VS) eine Glaskomponente umfasst oder eine Glasschicht ist.

Description

Beschreibung
Verzugsarme keramische Trägerplatte und Verfahren zur
Herstellung
Die Erfindung betrifft eine keramische Trägerplatte, die eine darin integrierte passive Komponente umfassen kann und die als Substrat zur Montage eines elektrischen Bauelements dienen kann. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Trägerplatte.
Bekannte keramische Trägerplatten weisen zumindest eine
Funktionsschicht auf, die eine Funktionskeramik umfasst, in der ein elektrisches Bauelement realisiert ist oder
realisiert werden kann. Solche Funktionskeramiken können ausgewählt sein aus Varistorkeramik oder anderen
Elektrokeramiken wie Ferrit, piezoelektrische Keramik,
Thermistormaterialien, ausgewählt aus NTC und PTC,
dielektrische Keramik für Mehrschichtkondensatoren (MLCC) , LTCC-Keramik (MCM) und andere.
Die Trägerplatten werden durch Sintern eines Grünlings hergestellt, welcher bereits strukturierte Elektroden oder grüne strukturierte Elektrodenschichten umfasst. Zur
Beibehaltung der Strukturgenauigkeit von Elektroden und
Schnittstellen ist es daher vorteilhaft, wenn der Grünling beim Sintern einen nur geringen lateralen Schwund aufweist.
Es sind verschiedene Möglichkeiten zur Reduzierung des lateralen Schwunds bekannt. Eine Möglichkeit besteht darin, auf den Grünling während des Sinterns eine Kraft senkrecht zur Schichtebene auszuüben, um den Schwund überwiegend in dieser Richtung zu forcieren. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Spannschicht vorzusehen, die mit dem Grünling für die Funktionskeramik verbunden ist, die aufgrund der Adhäsionswirkung mit dem Grünling den lateralen Schwund beim Sintern reduziert. Die Spannschicht verbleibt nach dem Sinterprozess integraler Bestandteil der Trägerplatte.
Möglich ist es jedoch auch, die Spannschicht als Opferschicht auszuführen, die mit dem Grünling gesintert wird und nach dem Sinterprozess von dem Substrat entfernt wird.
Insbesondere für das zweite und dritte Verfahren ist es wichtig, dass zwischen der Spannschicht und der
Funktionsschicht bzw. dem Grünling ein ausreichend fester Verbund erzeugt wird, was aber aufgrund der unterschiedlichen Keramiken schwierig zu erreichen ist.
Bekannte Verfahren nutzen Spannschichten und/oder
Funktionsschichten, die zumindest an der Oberfläche einen Glasanteil von mehr als 5% beinhalten. Erst durch den
Glasanteil wird die Haftung der nicht sinternden Spannschicht mit der späteren Funktionskeramik sichergestellt. Wählt man den Glasanteil in den Schichtbereichen beiderseits der der Verbindungsebene kleiner als zum Beispiel 5 Gew.%, ist die Haftung der Schichten während des Sinterns nicht gewähr- leistet und es kommt regelmäßig zu Delaminationen der beiden Schichten und in der Folge zur Substratdeformationen, was insgesamt einen erhöhten Ausschuss bei der Herstellung verursacht . Nachteilig an der Glasbeimischung ist jedoch, dass diese eine Degradation der elektrischen oder dielektrischen Eigenschaften der Funktionskeramik bewirkt. Dies ist zum einen auf die nicht reine, weil glashaltige Funktionsschicht zurückzuführen, die die Funktion der Funktionskeramik unzulässig stark degradieren kann. Darüber hinaus können einige Glasbestandteile diffundieren und eine chemische
Veränderung der Schicht der Funktionskeramik bewirken, die ebenfalls eine Degradation zur Folge hat.
Verwendet man eine feste Spannschicht, mithin eine fertige Keramik oder einen fertigen Kristall, auf den der Grünling für die Funktionsschicht aufgebracht wird, so ist es in wenigen Fällen möglich, Materialkombinationen zu finden, die eine gute Haftung zueinander aufweisen. Die möglichen
Materialkombinationen sind jedoch in der Anzahl sehr begrenzt und es lassen sich nicht alle Funktionsschichten auf diese Weise verspannen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine
Trägerplatte anzugeben, deren Spannschicht und Funktions¬ schicht gut aneinander haften und so nach dem Sintern einen stark reduzierten lateralen Schwund aufweisen. Die gute
Adhäsion von Spann- und Funktionsschicht soll ohne
Verschlechterung der elektrischen oder dielektrischen
Eigenschaften der Funktionsschichten erfolgen können. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung der Trägerplatte anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Trägerplatte mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Verfahren zur
Herstellung der Trägerplatte sind weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung löst das Problem der Adhäsion zwischen
Funktionsschicht und Spannschicht mit Hilfe einer dazwischen angeordneten Verbindungsschicht. Funktionsschicht und Spann¬ schicht sind glasfrei ausgebildet oder weisen einen nur geringen Glasanteil von weniger als 5 Gew. % auf, der in der Regel noch keine Degradation der elektrischen Eigenschaften der Funktionsschicht bzw. der in der Funktionsschicht vor¬ liegenden Funktionskeramik bewirkt. Die Verbindungsschicht ist selbst eine Glasschicht oder umfasst glasbildende
Komponenten, im Folgenden auch als Glaskomponenten
bezeichnet, wie Oxide, die sich im Sinterprozess zu Glas umwandeln.
Eine solche Trägerplatte kann mit nur geringem lateralem Sinterschwund und verzugsarm hergestellt werden, da die
Verbindungsschicht eine gute Haftung zwischen
Funktionsschicht und Spannschicht gewährleistet. Die
erfindungsgemäße Trägerplatte hat den Vorteil, dass durch die Verbindungsschicht die elektrischen Eigenschaften der
Funktionsschicht nicht tangiert und daher auch nicht
verschlechtert werden.
Die Verbindungsschicht weist eine Schichtdicke von ca. 0,5 bis 10 ym auf. Bereits mit dieser relativ geringen
Schichtdicke wird garantiert, dass die Glaskomponente auch bei grober Oberflächenstruktur von Funktionsschicht und/oder Spannschicht die keramischen Körner der beiden Schichten vollständig umgeben kann. Dies gewährleistet eine maximale gemeinsame Oberfläche (Interface) und daher eine maximale Haftung . Die Verbindungsschicht weist weiterhin einen angepassten thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, der vorzugsweise zwischen dem der Spannschicht und dem der Funktionsschicht liegt. Wird die Spannschicht als Opferschicht eingesetzt und später wieder entfernt, wird der thermische
Ausdehnungskoeffizient der Verbindungsschicht vorteilhaft kleiner oder gleich dem Ausdehnungskoeffizient der
Funktionsschicht gewählt.
Sowohl Fließeigenschaft als auch thermischer Ausdehnungs¬ koeffizient der Verbindungsschicht können durch Zusatz ausgewählter Füllstoffpartikel eingestellt werden.
Vorteilhafte Füllstoffe können z. B. aus dem gleichen
Material wie die Spannschicht ausgewählt sein. Dies
gewährleistet eine gute Anpassung an den Ausdehnungs¬ koeffizienten der Funktionsschicht bzw. der Spannschicht. Füllstoffe können auch zum Einstellen anderer physikalischer Eigenschaften der Verbindungsschicht dienen.
Die Glaskomponente bzw. Glaskomponenten liegen in der
Verbindungsschicht vor dem Sintern als feine Glaspartikel oder als Glas bildende Oxide vor. Weiterhin ist die
Verbindungsschicht vorzugsweise frei von beweglichen Ionen, die in die Funktionsschicht eindiffundieren und
möglicherweise eine Degradation deren Eigenschaften
hervorrufen könnten. Dies ist besonders zu beachten, wenn die Funktionsschicht eine Varistorkeramik ist und insbesondere, wenn sie mit Praseodym dotiert ist.
Der Schmelzpunkt der Verbindungsschicht kann im Bereich der Funktionsschicht liegen, ist normalerweise aber geringer als der Schmelzpunkt der Funktionsschicht. Eine zu große
Differenz im Schmelzpunkt ist aber nachteilig.
Weiterhin ist die Verbindungsschicht aus einem Material, welches während des Sinterprozesses kontrolliert verfließt. Für eine ausreichend gute Adhäsionswirkung ist es auch nicht erforderlich, dass die Verbindungsschicht die Oberflächen von Spannschicht und Funktionsschicht vollständig benetzt. Die Benetzungseigenschaft kann daher reduziert sein, ohne dass sich die Adhäsion dabei zu stark reduziert.
Die Verbindungsschicht enthält vorzugsweise Glaskomponenten für ein Borsilikatglas, welches sich durch einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten CTE auszeichnet und elastoplastische Eigenschaften aufweist. Letztere ermöglichen es, dass sich beim Abkühlen keine zu großen thermischen
Verspannungen innerhalb der Verbindungsschicht ausbilden. Die Glaskomponenten weisen daher als Hauptbestandteile vorzugs¬ weise Oxide von Silizium und/oder Germanium, Bor und Kalium oder anderen Alkali-Metallen auf. Die Glaskomponenten der Verbindungsschicht können ausschließlich aus den genannten Inen und Oxiden ausgewählt sein. Andere Ionen sind jedoch ebenfalls möglich, sofern sie die Eigenschaften des
Borsilikatglases nicht unzulässig ändern und dabei auch nicht die elektrischen Eigenschaften der Funktionskeramik
degradieren.
Die genannten Hauptbestandteile umfassen zumindest 70 Gew.% der Verbindungsschicht. Daneben können noch feste
hochsinternde Füllstoffe den auf 100 Gew.% fehlenden Anteil bilden. Mit einem solchen Glasanteil oder Glaskomponentenanteil und einer solchen Obergrenze für den Füllstoffanteil kann die Verbindungsschicht eine gute mechanische Verbindung zwischen der Spannschicht und der Funktionsschicht
garantieren .
Umfasst die Trägerplatte eine Varistorkeramik, die besonders gegen Eindiffusion bestimmter Ionen empfindlich ist und deren elektrische Eigenschaften daraufhin degradieren könnten, sind die Verbindungsschicht bzw. die dafür eingesetzten Gläser und Glaskomponenten vorzugsweise im Wesentlichen frei von
Aluminium, Gallium, Chrom und Titan. Unter Umständen ist jedoch auch ein Aluminiumanteil zulässig, sofern die
Sintertemperatur der Funktionsschicht unterhalb der
Diffusionstemperatur liegt, bei der eine Eindiffusion des Aluminium in die Funktionskeramik erfolgen kann, insbesondere wenn diese aus einem Varistormaterial ausgewählt ist. Für Co- firing-Prozesse, insbesondere bei LTCC-Keramiken, ist
Aluminium jedoch weniger geeignet.
Ist die Funktionsschicht eine andere Schicht als eine
Varistorkeramik und insbesondere ein anderer Halbleiter, so können andere Ionen für deren elektrische Funktion schädlich sein und werden vorteilhaft als Bestandteil der
Zwischenschicht bzw. der dafür eingesetzten Gläser und
Glaskomponenten vermieden.
Die Funktionskeramik kann ein Ferrit, eine NTC Keramik oder eine PTC Keramik sein.
Die Spannschicht weist eine Sintertemperatur auf, die
deutlich über der Sintertemperatur der Funktionsschicht und der Verbindungsschicht liegt. Dies ermöglicht ein Sinter- verfahren, bei dem die Struktur der Spannschicht unverändert bleibt und diese ihre Wirkung als Verspannungsschicht für die Funktionsschicht beim Sintern und insbesondere nach dem
Abkühlen ausüben kann. Die Spannschicht kann eine feste, mithin dichte Keramik sein. In diesem Fall ist eine gute gegenseitige Anpassung der verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von großem Vorteil. Die Spannschicht kann aber auch eine nicht sinternde Pulverschicht sein, aus der nur der Binder ausgebrannt ist. Auch solche Schichten weisen eine hohe mechanische Festigkeit auf, die ihren Einsatz als Spannschicht ermöglichen. Die mechanische Festigkeit wird auf Van der Walsche Kräfte zurückgeführt.
Eine vorteilhafte Auswahl für Materialien für die
Spannschicht sind daher kostengünstige, hochsinternde
Materialien mit geringem thermischem Ausdehnungs- koeffizienten .
Beispielhafte gute geeignete Materialien sind hochsinternde Oxide und andere Verbindungen wie z. B. Zirkonoxid,
Magnesiumoxid, Strontiumcarbonat , Bariumcarbonat oder
Magnesiumsilikat. Weiter geeignet sind auch Nitride, Carbide und Boride, die jedoch nicht immer kostengünstig sind. Auch Aluminiumoxidkeramik ist als Spannschicht ebenso geeignet wie andere Refraktormaterialien. Für die Spannschicht wird eine Schichtdicke gewählt, die ungefähr der Schichtdicke der Funktionsschicht entspricht. Unter Dicke der Funktionsschicht wird die Dicke sämtlicher Teilschichten der Funktionsschicht verstanden, die neben Schichten aus Funktionskeramik noch Metallisierungsschichten für Elektroden und andere Hilfs- und Zwischenschichten umfassen kann. Die Schichtdicke der Spannungsschicht sollte so gewählt werden, dass sie mindestens der halben
Schichtdicke der Funktionsschicht entspricht. Möglich ist es jedoch auch, bei der erfindungsgemäßen
Trägerplatte zwei Spannschichten vorzusehen, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Funktionsschicht angeordnet und jeweils mit einer Verbindungsschicht als Zwischenschicht aufgebracht werden. Bei der Bemessung der Dicke der zwei Spannschichten wird die Summe der Schichtdicken aus beiden Spannungsschichten betrachtet, die dann optimaler Weise zwischen 50 und 100% der Schichtdicke der Funktionsschicht liegt .
Die Funktionsschicht kann ein Varistormaterial umfassen, in dem ein Varistor ausgebildet ist. Dieser umfasst neben einer Funktionskeramikschicht aus Varistormaterial noch mindestens zwei Elektrodenschichten, vorzugsweise jedoch einen Mehrschichtaufbau, bei dem mehrere Teilschichten der Varistorkeramik mit strukturierten Elektrodenschichten im
Mehrschichtaufbau alternieren.
Auch andere passive Komponenten können in der Funktionsschicht realisiert sein. Keramische Mehrschichtkondensatoren (MLCC) weisen ebenfalls einen Mehrschichtaufbau auf, bei dem alternierende Elektrodenschichten und Funktionskeramikschichten die Bauelementfunktion bereitstellen.
Die Funktionsschicht kann auch Durchkontaktierungen aufweisen, über die entweder unterschiedliche Metallisierungs¬ ebenen miteinander verbunden sind, oder bei denen tiefer liegenden Elektrodenschichten mit der Oberfläche der
Funktionsschicht verbunden werden können. Mit der Hilfe von Durchkontaktierungen kann ein Anschluss für diese tiefer liegenden Funktionsschichten an der Oberfläche der Funktionsschicht geschaffen werden.
Die Funktionsschicht kann außerdem zumindest zwei Teil¬ schichten von Funktionskeramik umfassen, die unterschiedliche elektrokeramische Eigenschaften aufweisen, die zusammen mindestens drei Metallisierungsebenen besitzen und die mit Hilfe von Elektroden zu zwei unterschiedlichen passiven elektrischen Komponenten strukturiert sind. Vorzugsweise ist zumindest je eine passive Komponente innerhalb einer
Teilschicht an Funktionskeramik realisiert.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen zur Veranschaulichung der Erfindung, sind daher nur schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellt. Absolute oder auch nur relative Maßangaben sind den Figuren daher nicht zu entnehmen.
Es zeigen: Figur 1 eine erste Trägerplatte im schematischen
Querschnitt,
Figur 2 eine zweite Trägerplatte im schematischen
Querschnitt,
Figur 3 einen Ausschnitt aus den Figuren 1 oder 2,
Figuren 4A bis 4D verschiedene Verfahrensstufen bei der Herstellung einer Trägerplatte gemäß einer ersten
Ausführungsform,
Figuren 5A bis 5C verschiedene Verfahrensstufen bei der Herstellung einer Trägerplatte gemäß einer zweiten
Ausführungsform,
Figur 6 eine Funktionsschicht mit einer beispielhaften darin integrierten passiven Komponente im schematischen Querschnitt, Figur 7 die Funktionsschicht von Figur 6 nach dem Sintern mit verbleibender Verbindungsschicht,
Figur 8 die Funktionsschicht von Figur 7 nach dem
Aufbringen von elektrischen Anschlussflächen.
Figur 1 zeigt eine einfache Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Trägerplatte, bei der über einer ersten Funktionsschicht FS eine Spannschicht SPS mittels einer
Verbindungsschicht VS montiert ist. Die Funktionsschicht FS umfasst beispielsweise eine Funktionskeramik auf der Basis einer Varistorkeramik mit einem darin ausgebildeten Varistor.
Für die Verbindungsschicht VS wird eine Glaszusammensetzung vorbereitet mit 78 Gew.% Si02, 19 Gew.% Boroxid, 3 Gew.% Kaliumoxid. Eine solche Zusammensetzung ist bezüglich des Ausdehnungskoeffizienten an das Material der Varistorkeramik angepasst. Der Erweichungspunkt des Glases beträgt ca. 775°. Die Verbindungsschicht VS wird beispielsweise in Form einer Paste, die die genannten Glaskomponenten in fein verteilter Form umfasst, auf die Funktionsschicht FS aufgebracht, beispielsweise durch Aufdrucken. Die Schichtdicke der
pastösen Verbindungsschicht VS beträgt ca. 2 bis 10 ym.
Für die Spannschicht SPS wird beispielsweise eine Grünfolie auf der Basis von Zirkonoxid hergestellt. Die Grünfolie wird auf die Verbindungsschicht VS über der Funktionsschicht FS auflaminiert .
Anschließend wird der gesamte Aufbau bei ca. 920°C gesintert. Bei dieser Temperatur schmilzt und verfließt die Glas¬ komponente in der Verbindungsschicht VS . Aus der Grünfolie für die Spannschicht SPS brennt dabei lediglich der Binder aus, während die Körnerstruktur der Spannschicht SPS
weitgehend ohne Volumenschwund erhalten bleibt. Dennoch behalten die Körner eine hohe Festigkeit untereinander, die zum Erreichen der Verspannungswirkung während des Sinterns der Trägerplatte bzw. des Aufbaus ausreichend ist. Nach kontrolliertem Abkühlen auf Raumtemperatur wird der in Figur 1 dargestellte Aufbau erhalten. Der in Figur 1 dargestellte Aufbau kann nun als Substrat für ein elektrisches Bauelement dienen. Möglich ist es jedoch auch, die Spannschicht SPS, die einen körnigen Aufbau auf¬ weist, vor der Weiterverarbeitung zum Substrat wieder zu entfernen. Dazu bieten sich mechanische Abtragsverfahren an, beispielsweise Sandstrahlen mit einem geeigneten partikel¬ förmigen Medium, z. B. mit Zirkonoxidkörnern, nasses Abschleifen mit abrasiven Partikeln oder Bürsten. Das Abbürsten kann mehrstufig durchgeführt werden, wobei in einer Serie von Teilschritten Bürsten unterschiedlicher Härte so eingesetzt werden, dass das Abbürsten mit der weichsten Bürste im letzten Verfahrensschritt erfolgt.
Vor und nach der Sinterung werden die Dimensionen der
Funktionsschicht bestimmt und so der laterale Schwund
ermittelt. Es zeigt sich, dass die erfindungsgemäße
Trägerplatte einen lateralen Schwund von weniger als 1,0 %, gemessen entlang der x,y Achsen, aufweist. Darüber
hinausgehender Schwund wird durch die Spannschicht
verhindert .
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungs¬ gemäßen Trägerplatte TP, bei der gegenüberliegend der ersten Spannschicht SPS1 eine zweite Spannschicht SPS2 vermittels einer zweiten Verbindungsschicht VS2 aufgebracht ist. Die Anordnung weist somit einen symmetrischen Aufbau mit der Funktionsschicht FS als Spiegelebene auf. Die Aufbringung der zweiten Spannschicht erfolgt wie die Aufbringung der ersten Spannschicht. Die beiden Spannschichten SPS1,SPS2 werden entweder synchron oder kontinuierlich nacheinander
aufgebracht. Der Sinterschritt erfolgt für beide
Verspannungsschichten gemeinsam. Figur 3 zeigt einen Strukturausschnitt einer erfindungs¬ gemäßen Trägerplatte TP am Interface zwischen Spannschicht SPS, Verbindungsschicht VS und Funktionsschicht FS. Die
Funktionsschicht FS ist durch Sintern verdichtet und ist porenfrei. Die Oberfläche weist eine gewisse Restrauigkeit auf, die auf die Kornstruktur der Spannschicht SPS
zurückzuführen ist. Die Spannschicht SPS dagegen weist dagegen noch die Partikelstruktur auf, aus der der
ursprünglich in den Zwischenräumen vorhandene Binder während des Sintervorgangs ausgebrannt ist. Die Partikel weisen in der Spannschicht SPS eine gute Haftung untereinander auf, stabilisieren die Spannschicht mechanisch und ermöglichen so die Verspannungswirkung .
Die Verbindungsschicht VS schmiegt sich den beiden Ober- flächen von Funktionsschicht FS und Spannschicht SPS an und erzeugt durch die flächenmäßig vergrößerten Interfaces eine hohe Adhäsionswirkung. Als Interface wird die Grenzschicht jeweils zwischen Verbindungsschicht VS und der jeweiligen Oberfläche von Spannschicht SPS und Funktionsschicht FS bezeichnet.
Figuren 4A bis 4D zeigen verschiedene Verfahrensstufen bei der Herstellung einer Trägerplatte gemäß einer ersten Ausführung. Auf den Grünkörper GF einer Funktionsschicht FS wird als Vorstufe der Verbindungsschicht VS eine Schicht GV einer Glaspaste in dünner Schichtdicke bis maximal 10 ym aufgebracht. Figur 4 zeigt die Anordnung. Auf die Schicht GV der Glaspaste wird nun eine Spannschicht SPS aufgebracht, beispielsweise durch Auflaminieren einer Grünfolie GS, die eine dichte Packung hochsinternder keramischer Partikel, beispielsweise auf der Basis von Zirkonoxid, in einem Binder umfasst .
Anschließend wird der Aufbau gesintert, wobei die Grünfolie GS der Spannschicht SPS weitgehend ihr Volumen beibehält, da lediglich der Binder ausbrennt. Die Glaspastenschicht GV der Verbindungsschicht VS erweicht und verfließt auf der porösen Oberfläche der Spannschicht SPS.
Der Grünfolienaufbau GF der Funktionsschicht FS sintert auch und erzeugt dabei durch Verdichtung einen Sinterschwund. Dieser zeigt sich aber lediglich in einer Reduzierung der Schichtdicke beim Übergang vom Grünfolienaufbau GF zur
Funktionsschicht FS. Die Schichtdicke verringert sich von ursprünglich dl gemäß Figur 4B auf d2 gemäß Figur 4C. Der laterale Schwund wird durch die Verspannung mit der
Spannschicht SPS verhindert. Beim Abkühlen nach dem Sintern bleibt der Aufbau weitgehend form- und dimensionsstabil und reduziert sich lediglich um die thermische Ausdehnung.
Wird die Spannschicht SPS als Opferschicht eingesetzt, so muss sie anschließend mechanisch entfernt werden, wie in Figur 4C durch Pfeile angedeutet ist.
Figur 4D zeigt die Anordnung nach der Entfernung der
Spannschicht. Die Funktionsschicht FS ist nun nur noch von einer Glasschicht bedeckt, die der ursprünglichen Verbindungsschicht VS entspricht. Wegen der größeren Härte der Glasschicht bzw. der Verbindungsschicht ist diese gegen das gewählte Abtragsverfahren mechanisch stabil.
Figuren 5A bis 5C zeigen verschiedene Verfahrensstufen bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Trägerplatte gemäß einer zweiten Verfahrensvariante. Hier wird von einer als feste Platte vorliegenden Spannschicht SPS ausgegangen, auf die eine Glaspaste GV für die Verbindungsschicht VS in dünner Schichtdicke bis maximal 10 ym aufgebracht wird. Figur 5A zeigt die Anordnung auf dieser Verfahrensstufe.
Auf die Schicht GV der Glaspartikel wird nun eine Grünfolie GF bzw. ein Grünfolienstapel für die Funktionsschicht FS aufgebracht, beispielsweise durch Auflaminieren . Möglich ist es jedoch auch, die Grünfolien für die Funktionsschicht einzeln aufzulaminieren . Figur 5B zeigt die Anordnung auf dieser Verfahrensstufe mit auflaminierten Grünfolien für die Funktionsschicht FS.
Im nächsten Schritt erfolgt die Sinterung, ähnlich wie anhand der Figuren 4A bis 4D beschrieben. Auch hier verhindert beim Sintern und Abkühlen die Verspannung der Funktionsschicht FS mit der Spannschicht SPS einen lateralen Sinterschwund, sodass der Sinterschwund ausschließlich in der Dimension vertikal zur Schichtebene stattfindet. Die Schichtdicke des Folienstapels für die Funktionsschicht FS oder der einzelnen Funktionsschichten FS reduziert sich hingegen, wie im
Vergleich der Figuren 5B und 5C zu sehen.
Figur 6 zeigt ein beispielhaftes passives Element, wie es in den Stapel von Grünfolien GF für die spätere Funktionsschicht FS integriert sein kann. Zwischen jeweils zwei Teilschichten FS1, FS2, . . . der Funktionskeramik ist für das passive Element je eine strukturierte Elektrodenschicht EL
angeordnet. Die Elektrodenschichten EL sind alternierend mit je einer von zumindest zwei Durchkontaktierungen DK1, DK2 verbunden, sodass erste Elektrodenschichten ELI mit einer ersten Durchkontaktierung DK1, zweite Elektrodenschichten EL2 dagegen mit einer zweiten Durchkontaktierung DK2 verbunden sind. Eine solche Bauelementstruktur kann beispielsweise mit einer Varistorkeramik realisiert werden und bildet dabei einen Varistor aus. Dieser stellt ein Schutzbauelement dar, das einen Strom erst ab einer einstellbaren Schwellspannung von ersten zu zweiten Elektroden leitet bzw. ableitet. Ist diese Schwellspannung kleiner als die Überspannung, kann die Spannung auf diese Weise beim Erreichen der Schwellspannung sicher abgeleitet werden.
Die in Figur 6 dargestellte Struktur kann jedoch auch ein keramischer Mehrlagenkondensator sein, bei dem die Teil- schichten der keramischen Funktionsschicht FS aus einem
Dielektrikum ausgeführt sind. Durch Anlegen einer Spannung zwischen erster und zweiter Elektrodenschicht ELI, EL2 baut sich eine Kapazität zwischen diesen beiden Elektroden auf. Figur 7 zeigt die in Figur 6 dargestellte passive Komponente als Verfahrensprodukt nach dem Sintern und dem Entfernen der Spannschicht. Über der Funktionsschicht FS ist nun nur noch die Glasschicht der ursprünglichen Verspannungsschicht VS vorhanden .
In einem ein- oder mehrstufigen Prozess kann dann über den freigelegten oberen Enden der Durchkontaktierungen DK und im benachbarten Randbereich auf der Oberfläche der Glasschicht der ursprünglichen Verbindungsschicht VS eine Anschlussfläche AF erzeugt werden. In einem ersten Teilschritt kann dazu ein Via VA durch die Glasschicht der ursprünglichen Verbindungs¬ schicht VS geführt werden, beispielsweise durch stromlose Metallabscheidung . Anschließend wird über dem gefüllten Via VA die metallische elektrische Anschlussfläche AF erzeugt, beispielsweise durch Aufdrucken und Einbrennen von Kontakten. Möglich ist es jedoch auch, die Kontakte galvanisch aufzubringen. Figur 8 zeigt die Anordnung auf dieser Verfahrens- stufe.
Auf die Anschlussflächen AF kann nun ein elektrisches
Bauelement elektrisch und mechanisch montiert werden, wobei die Trägerplatte als Träger für das Bauelement dient. Durch die integrierte passive Komponente kann eine Schutzfunktion in der Trägerplatte realisiert sein, die das Bauelement beispielsweise gegenüber Überspannung schützt. Jedoch können in der Trägerplatte auch andere passive Bauelementfunktionen in Form entsprechender passiver Komponenten realisiert und mit dem Bauelement verbunden sein.
Die Erfindung nur anhand weniger ausgewählter Ausführungsbeispiele erläutert und ist daher nicht auf die dargestellten Ausführungen und/oder die Figuren beschränkt. Die Erfindung ist allein durch die Ansprüche definiert und umfasst in diesem Rahmen weitere Variationen. Auch Unterkombinationen von Merkmalen der Ansprüche werden als erfindungsgemäß betrachtet Bezugs zeichenliste
TP Trägerplatte
FS keramische Funktionsschicht (en)
SPS keramische Spannschicht
VS VerbindungsSchicht
GV Glaspastenschicht für Verbindungsschicht
CTE thermischer Ausdehnungskoeffizient
GF Grünling für eine keramische Funktionsschicht
GS Grünling für eine keramische Spannschicht
FS1, FS2 Teilschichten der Funktionsschicht
GS Grünfolie für Spannschicht
AF elektrische Anschlussfläche
VA Via durch Verbindungsschicht

Claims

Patentansprüche
1. Trägerplatte für ein elektrisches Bauelement,
- mit einer ersten keramischen Funktionsschicht
- mit einer Verbindungsschicht (VS)
- mit einer keramischen Spannschicht (SPS)
bei der
- die keramische Funktionsschicht (FS) über die
Verbindungsschicht (VS) mit der keramischen
Spannschicht (SPS) zu einer Trägerplatte (TP) verbunden ist
- in der keramischen Funktionsschicht (FS) eine mit dem elektrischen Bauelement verschaltbare passive elektrische Komponente integriert ist
- die Funktionsschicht (FS) und die Spannschicht (SPS) glasfrei sind oder einen nur geringen Glasanteil von weniger als 5 Gew. % aufweisen
- die Verbindungsschicht (VS) eine Glaskomponente
umfasst oder eine Glasschicht ist.
2. Trägerplatte nach Anspruch 1,
bei der die Dicke der Verbindungsschicht (VS) 0,5- 10ym beträgt.
Trägerplatte nach Anspruch 1 oder 2,
bei der die Verbindungsschicht (VS) neben
Glaskomponente noch einen nicht-sinternden
keramischen Füllstoff enthält.
4. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 1-3,
bei der die Spannschicht (SPS) eine Sintertemperatur besitzt, die über den Sintertemperaturen der Funktionsschicht (FS) und der Verbindungsschicht (VS) liegt .
5. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 1-4,
bei der die Spannschicht (SPS) einen relativ
niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten CTES aufweist, der niedriger ist als der thermische
Ausdehnungskoeffizienten CTEF der Funktionsschicht (FS) .
6. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 1-5,
mit einer zweiten Verbindungsschicht (VS2) und einer zweiten Spannschicht (SPS2), wobei die zweite
Spannschicht über die zweite Verbindungsschicht mit derjenigen Oberfläche der Funktionsschicht (FS) verbunden ist, die von der ersten Spannschicht weg weist, so dass die Trägerplatte bezüglich
Schichtenfolge, Materialien und Schichtdicken einen symmetrischen Aufbau aufweist.
7. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 1-6,
bei der die zumindest eine Verbindungsschicht (VS) als Hauptbestandteile Oxide von Si und/oder Ge, B und K umfassen, die in Summe zumindest 70 Gew.% der
Verbindungsschicht umfassen, wobei der in der
Verbindungsschicht zu 100 Gew.% fehlende Anteil von hochsinternden Füllstoffen gebildet ist.
8. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 1-7,
bei der die Funktionsschicht (FS) eine Schicht aus einem Varistormaterial umfasst und zumindest zwei Elektrodenschichten (ELI, EL2) aufweist. Trägerplatte nach einem der Ansprüche 1-7,
bei der die Funktionsschicht (FS) ausgewählt ist aus einer Schicht einer NTC oder PTC Keramik, einem keramischen Mehrschichtkondensator, einer
Ferritschicht, einer piezoelektrischen Schicht und einer LTCC Keramik.
Trägerplatte nach einem der Ansprüche 8 oder 9, bei der die Funktionsschicht (FS) zumindest zwei unterschiedliche Teilschichten (FS1, FS2) mit unterschiedlichen elektrokeramischen Eigenschaften und zumindest drei Metallisierungsebenen aufweist, die zu Elektroden für unterschiedliche passive elektrische Komponenten strukturiert sind, wobei die unterschiedlichen passiven Komponenten in die
Funktionsschicht integriert sind.
Trägerplatte nach einem der Ansprüche 1-10,
bei der die Spannschicht (SPS) eine Schicht auf der Basis von hochsinternden Oxiden und Verbindungen wie Zr02, MgO, SrC03, BaC03 oder MgSi04 ist.
Verfahren zur Herstellung einer Trägerplatte nach Anspruch 1 mit den Schritten:
a) Vorsehen eines Grünlings für eine keramische Funktionsschicht, in der eine passive
elektrische Komponente vorgebildet ist
b) Aufbringen einer relativ dünnen Schicht von
Glaspartikeln auf den Grünling
c) Aufbringen eines Grünlings für eine keramische Spannschicht auf die Glaspartikel d) Sintern des Aufbaus eine Temperatur oberhalb der Sintertemperatur der Glaspartikel und der keramischen Funktionsschicht liegt
e) Kontrolliertes Abkühlen des Aufbaus, wobei ein fester Verbund mit einer l-10ym dicken
Glasschicht entsteht und der laterale Sinterschwund auf einen Wert von weniger als 3% pro Achse beschränkt ist. 13. Verfahren nach Anspruch 12,
bei dem der Grünling für die keramische
Funktionsschicht zumindest eine Grünfolie umfasst bei dem die Schicht von Glaspartikeln in Form einer Paste auf die zumindest eine Grünfolie aufgebracht wird bei der als Grünling für die keramische
Spannschicht eine Paste oder eine Grünfolie auf die Schicht von Glaspartikeln aufgebracht wird.
Verfahren zur Herstellung einer Trägerplatte nach Anspruch 1 mit den alternativen Schritten:
A) Vorsehen einer festen keramischen Platte für eine Spannschicht (SPS) ,
B) Aufbringen einer relativ dünnen Schicht (GV) von Glaspartikeln auf die Spannschicht
C) Aufbringen eines Grünlings für eine keramische Funktionsschicht (GF) auf die Schicht (GV) von Glaspartikeln und Vorbilden einer passiven elektrischen Komponente darin
d) Sintern des Aufbaus bei einer Temperatur, die oberhalb der Sintertemperatur der Glaspartikel und der keramischen Funktionsschicht liegt, e) Kontrolliertes Abkühlen des Aufbaus, wobei ein fester Verbund mit einer l-10ym dicken Glasschicht VS entsteht und der laterale
Sinterschwund auf einen Wert von weniger als 3% pro Achse beschränkt ist.
Verfahren nach Anspruch 1-14,
weiter umfassend den Schritt
f) Durchführen eines mechanischen Abtragsverfahrens nach dem Abkühlen, bei dem die Spannschicht (SPS) wieder entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 15,
bei dem als Abtragsverfahren Sandstrahlen, Bürsten oder Abschleifen eingesetzt wird. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 - 16,
bei dem nach Schritt E) oder e) im festen Verbund die oberste Kontakte der passiven Komponenten unter der Glasschicht freigelegt werden,
bei dem elektrische Anschlussflächen für ein
elektrisches Bauelement in elektrisch leitendem
Kontakt mit den obersten Kontakten auf den Verbund aufgebracht werden.
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