DE19509554A1 - Verfahren zur Herstellung einer Multilayerschaltung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Multilayerschaltung

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung einer Multilayerschaltung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Aus der EP 300 186 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung einer Multilayerschaltung bekannt, bei dem ein Stapel von grünen Keramikfolien gebrannt wird. Auf einzelne Keramikfolien wird ein Metallmuster aufgebracht und dann in die grüne Keramikfolie eingepreßt. Die grüne Keramikfolie wird dabei erwärmt um sie zu erweichen.
Aus der DE 40 33 707 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Widerstandselements bekannt, bei dem in Dickschichttechnik eine Widerstandsschicht und Leiterbahnschichten auf einem Träger erzeugt werden. Die so gebildete Struktur wird dann in eine ungebrannte flexible Keramikfolie eingepreßt und vom Träger getrennt.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, daß hochwertige Multilayerschaltungen mit eingebrachten Kapazitäten erzeugt werden können. Durch die Strukturen für die Kapazitäten wird dabei die mechanische Qualität der Multilayerschaltungen nicht beeinträchtigt. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren einfach und läßt sich mit gut bekannten Prozeßschritten ausführen.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders einfach erfolgt die Herstellung der Strukturen durch Siebdruck. Dabei können auch Materialien verwendet werden, die nicht zusammen mit dem Material der grünen Keramikfolien brennbar sind. Als Dielektrikum können auch bereits gebrannte Materialien verwendet werden, die die Herstellung von besonders hochwertigen Kondensatoren erlauben.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen die Fig. 1 bis 3 das Herstellungsverfahren für einen Kondensator, Fig. 4 eine erfindungsgemäße Multilayerschaltung, und die Fig. 5 bis 7 die Herstellung einer weiteren Ausgestaltung des Kondensators.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Fig. 1 bis 4 wird ein erstes Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Herstellung einer Multilayerschaltung gezeigt. In der Fig. 1 ist ein Träger 10 gezeigt, auf dem eine erste Elektrode 1 und eine zweite Elektrode 2 angeordnet sind. Zwischen der ersten Elektrode 1 und der zweiten Elektrode 2 ist ein Dielektrikum 3 vorgesehen. Besonders einfach wird diese Struktur dadurch hergestellt, daß zunächst durch Siebdruck unmittelbar auf den Träger 10 eine Struktur für die erste Elektrode 1 aufgedruckt wird. Dafür wird beispielsweise eine metallhaltige Paste verwendet. Darauf wird dann eine Schicht für das Dielektrikum 3 aufgedruckt, wobei dafür eine Paste verwendet wird, die nach einem Brennschritt eine dielektrische Schicht mit einer besonders hohen Dielektrizitätskonstante bildet. Alternativ ist es auch möglich ein bereits gebranntes Keramikplättchen mit hoher Dielektrizitätskonstante aufzubringen. Darauf wird dann wiederum mit Siebdruck eine elektrisch leitende Paste für die zweite Elektrode 2 aufgedruckt.
Der Träger 10 besteht entweder aus einem Material auf dem die aufgedruckten Pasten schlecht haften oder sind wie dies bereits in der DE 40 33 707 beschrieben wurde mit einer Trennschicht versehen.
In der Fig. 2 wird gezeigt wie der so vorbereitete Träger 10 mit den darauf angeordneten Elektroden 1,2 und der dielektrischen Schicht 3 in eine grüne Keramikfolie 11 eingepreßt wird. Die Keramikfolie, die während des Einpressens auch erwärmt werden kann um ausreichend weich zu sein, ist während dieses Vorgangs auf einer Gegenhalterung 12 angeordnet. Durch Zusammenpressen des Trägers 10 gegen die Gegenhalterung 12 werden dann die Elektroden 1,2 und die dielektrische Schicht 3 in die weiche grüne Keramikfolie 11 eingepreßt.
In der Fig. 3 werden die so eingepreßten Strukturen in der grünen Keramikfolie 11 gezeigt, nachdem der Träger 10 und die Gegenhalterung 12 entfernt worden sind.
In bekannter Weise wird dann die grüne Keramikfolie 11 mit weiteren grünen Keramikfolien 13 in einem Stapel angeordnet und zu einer Multilayerschaltung 20 gebrannt. Diese Multilayerschaltung 20 wird in der Fig. 4 gezeigt. In den weiteren Folien 13 können dann Durchkontaktierungen 21 und Leiterbahn 22 vorgesehen sein, durch die die erste Elektrode 1 und die zweite Elektrode 2, die nun im Inneren der Multilayerschaltung 20 angeordnet sein können, kontaktiert werden.
Die in der Fig. 4 gezeigte Multilayerschaltung weist somit in ihrem Inneren eine Kondensatorstruktur auf, die durch die erste Elektrode 1, die zweite Elektrode 2 und das dazwischen - angeordnete Dielektrikum 3 gebildet wird. Da sich die Kondensatorstruktur im Inneren der Multilayerschaltung 20 befindet ist sie besonders gut vor Umwelteinflüssen geschützt. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn das Dielektrikum 3 durch eine aufgedruckte Paste erzeugt wird, da derartige Pasten nach dem Brennen oft noch Hohlräume aufweisen, in die dann in der Umgebungsluft enthaltene Gase bzw. Luftfeuchtigkeit eindringen können und so die Dielektrizitätskonstante des Materials beeinflussen. Weiterhin kann das Dielektrikum 3 in besonders dünnen Schichten aufgebracht werden, so daß große Kapazitäten der Kondensatorstruktur möglich sind.
Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Elektroden 1,2 sind als flächige Elektroden ausgebildet, die eine relative große Oberfläche der grünen Keramikfolie 11 benötigen. In den Fig. 5, 6 und 7 wird ein weiteres Herstellungsverfahren gezeigt, bei dem Fingerstrukturen verwendet werden.
In der Fig. 5 wird eine Aufsicht auf einen Träger 10 gezeigt, auf dem ineinandergreifende fingerartige Strukturen für die erste Elektrode 1 unter die zweite Elektrode aufgedruckt sind. Diese Strukturen können mit einem einzelnen Druckschritt aufgebracht werden. In der Fig. 6 wird dann ein zweiter Druckschritt gezeigt, bei dem eine Paste für die dielektrische Schicht aufgebracht wird. Die so auf dem Träger 10 erzeugte Struktur wird dann wie bereits zu den Fig. 1 bis 3 beschrieben in eine grüne Keramikfolie eingepreßt und der Träger wird von den Elektroden 1,2 und dem Dielektrikum entfernt. In der Fig. 7 wird die so gebildete grüne Keramikfolie 11 mit eingepreßten Elektroden 1,2 und dem Dielektrikum 3 in einem Querschnitt gezeigt. Wie zu erkennen ist, sind die leitenden Strukturen für die Elektroden 1,2 vollständig im Dielektrikum 3 eingebettet. Wenn diese grüne Keramikfolie zusammen mit weiteren grünen Keramikfolien 13 in einem Stapel angeordnet wird, wird analog zur Fig. 4 eine Multilayerschaltung geschaffen, in deren Inneren ein Kondensator mit hoher Kapazität angeordnet ist.
Das Herstellungsverfahren nach den Fig. 5 bis 7 ist gegenüber dem Verfahren nach den Fig. 1 bis 4 einfacher, da die kammförmigen ineinandergreifenden Elektroden mit einem einzigen Druckschritt erzeugt werden können.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Multilayerschaltung (20), bei dem ein Stapel von grünen Keramikfolien (11, 13) gebrannt wird, wobei in eine grüne Keramikfolie (11) Strukturen (1, 2, 3) eingepreßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen (1, 2, 3) einen Kondensator bilden, daß die Strukturen (1, 2, 3) zunächst auf einem Träger (10) erzeugt werden und dann in eine Keramikfolie (11) eingepreßt werden, daß nach dem Einpressen der Träger (10) von den Strukturen (1, 2, 3) getrennt wird, und daß die Keramikfolie (11) mit den eingepreßten Strukturen (1, 2, 3) im Stapel mit anderen Keramikfolien (13) gebrannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kondensator eine erste Elektrode (1) und eine zweite Elektrode (2) vorgesehen sind, und daß die Elektroden (1,2) durch Siebdruck einer Dickschichtpaste auf den Träger (10) aufgebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Elektrode (1) und der zweiten Elektrode (2) ein Dielektrikum (3) angeordnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (1) und die zweite Elektrode (2) als flächige Elektroden ausgebildet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (1) und die zweite Elektrode (2) als ineinandergreifende Fingerstrukturen ausgebildet werden.
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