DE2225730A1

DE2225730A1 - Keramikkörper und seine Herstellung

Info

Publication number: DE2225730A1
Application number: DE19722225730
Authority: DE
Inventors: Takashi Wilmington Del Nakayama (V St A) P
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1971-05-26
Filing date: 1972-05-26
Publication date: 1972-12-07
Also published as: FR2139032A1; IT955858B; JPS48910A; FR2139032B3

Description

Keramikkörper und seine Herstellung

Die Erfindung betrifft Keramikunterlagen bzw. -substrate für die Elektronikschaltungstechnik und insbesondere durch Brennen bei niedrigen Temperaturen hergestellte Unterlagen.

Zur Erzeugung elektronischer Schaltungen werden Keramikunter"« lagen hoher Dielektrizitätskonstante benötigt. Wirtschaftlichkeitsfaktoren der Schaltungserzeugung verlangen, dass sich die dielektrische Unterlage und die auf diese aufgetragene Elektroden-Metallisierung gleichzeitig brennen lassen. Da Materialien auf Bariumtitanat-Grundüage (die die gewöhnlich verwendete dielektrische Unterlage darstellen) bei Temperaturen im Bereich von 1200 bis l400° C sintern, müssen die Elektrodenmaterialien hohe Schmelzpunkte haben (damit die genaue Begrenzung des Musters während des Brennens erhalten •bleibt); in entsprechender Weise soll auch keine Reaktion mit der Unterlage während des Brennens eintreten. Mat hat daher

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als Elektroden kostspielige, hochschmelzende Edelmetalle und Legierungen derselben eingesetzt. Die USA«Patentschrift 3 ^56 3-0 z. B. beschreibt Kondensatoren hoher Dielektrizitätskonstante, bei denen Palladium·- oder Platine]ektroden eingesetzt werden. Es besteht ein Bedarf an dielektrischen Unterlagen, die sich bei Temperaturen von 1200° C oder darunter und vorzugsweise unter 1100° C brennen lassen und dementsprechend in Verbindung mit wohlfeileren Edelmetallen, wie Silber, verwendet werden können.

Die Erfindung stellt rohe (ungebrannte) Keramikkörper, wie Bänder, zur Verfügung, die in Form ihrer Haltbarkeitseigenschaften eine ausgezeichnete Lägerbeständigkeit zeigen und die sich zur Bildung von Keramikkörpern boi 1200 C oder darunter brennen lassen. Auf Grund solcher niedrigen Brenntemperaturen sind diese Bänder mit Silber-, Silber/ Palladium- und Palladium/Gold-Metallisierungen verträglich (bavr. mit diesen brennbar). Man erhält dementsprechend wesentliche Kosteneinsparungen, da ein Einsatz höherschmelzender Metallisierungen unnötig ist. Die Keramik-· rohbänder sind von Lösungsmittel im wesentlichen frei und \ bestehen im wesentlichen aus den Massen mit öcr Gewicht:- zusammensetzung gernäss Tebelle I, in der sowohl gemässe als auch bevorzugte Zusammensetzungs-Grenzen genannt sind. Die Tabelle II nennt bevorzugte Zusammensetzungsgrenzen für die Komponente B von Tabelle I, d. h. die Bismutatglasfritte. Das bevorzugte organische Bindemittel (D) ist ein Polyacrylsäureester. Die anorganischen Komponenten A, B und C müssen feinteilige Poru Laben, d, h. sie werden auf eine solche Feinheit kugelgemahlen, dass sie ein Sieb mi t einer lichten Masohenweite von 0,0-Vl i/im (325-MascVien-Sieb der U.S.-Standard-Siebreihe) passieren.

BAD ORIGINAL

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Die Keramikrohkörper (viie Bänder) werden aus Schlicker" massen bzw. Schlickern hergestellt, die ebenfalls einen Teil der Erfindung bilden und deren Bestandteile entsprechend den Komponenten nach Tabelle I in den dortigen Mengen als Aufschlämmung in einem flüchtigen, flüssigen Medium vorliegen. Ein bevorzugtes flüssiges Medium wird im wesentlichen von Wasser gebildet. Vorzugsweise enthält der Schlicker mindestens 20 # Wasser, bezogen auf seinen Feststoffgesamtgehalt. Speziell ist der Schlicker eine Aufschlämmung feinzerteilter, anorganischer, teil« chenförmiger Stoffe A, B'und C im Gemisch mit einer Dis~ persion von organischem Bindemittel D in einem flüssigem Medium, wobei, wenn gewünscht, bis zu 1 %, bezogen auf den Gehalt des Schlickers an anorganischem Material ober« flächenaktives Netzmittel E vorliegen kann.

Die Erfindung macht ferner gebrannte oder gehär'tete Keramikkörper oder "formlinge verfügbar, die durch Bildung des oben beschriebenen Schlickers, Glessen des■Schlickers zu einem Film, Trocknen des Films zur Entfernung von flüssigem Medium und Brennen des anfallenden, getrockneten Keramikrohbandes bei Temperaturen im Bereich von 900 bis 1200 und oft 900 bis 1100° C bei Brennzeiten im Bereich von 10 Min. bis 6*1 Std. erhalten werden.

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Tabelle

Rohmasse

Komponente

Anorganisches'Pulver (Prozent der gesamten anorganischen Stoffe)

A) Bariumtitanat⁺^

B) Bismutatglasfritte⁴"'

C) Fe₀O * ^

erfindungs· gemäss

bevorzugt

85-99	85-96
0,5-10	1-6
0,5-5	0,7-3

Organische Materialien (Prozent der gesamtenImorgän is chen Stoffe)

D) Organisches., polymeres Bindemittel : innenweichgestelltes hitzehärtendes Harz

E) Oberflächenaktives Netzmittel

+) feinteilig 0-1

2,5-10 0,1-07

T a b e 3 Ie II

Zusammensetzung der Bismutatglasfritte

Komponente GjL^v.L- $_

erfindungs«

₂₂

Andere Oxide⁴"¹" 30-98
O-6O
1-20
0-5

bevorzugt

46-93 0"*10·

7-1 ^;i 0-2

-}-) Verhältnis SiO,. : B₀O-? im Bereich von 0 bis 2, vorzugsweise 0,5 bis l,5i i^s be ahn dere über¹ 1.

++) CdO, UO₀, Nb₀O₁-, BaO, SrO, Κ-Φ, KnO, ZnO und/oder

!•ils ellung η dkr^elben. . ·".

BAD ORIGINAL

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Zur Aufmischimg der Schlicker gemäss der Erfindung mischt man die vorgesehenen anorganischen Pulver, einen flüssigen Träger, ein organisches, polymeres Bindemittel und, wenn gewünscht, ein Netzmittel.

Die anorganischen Pulver (teilchenförmiger Stoff) bestehen im wesentlichen aus den Komponenten A, B und C nach Tabelle 1, in der ihre relativen Anteile als Prozentsätze des gesamten anorganischen Pulvermaterials ausgedrückt sind. Beim Vorliegen von mehr als 99 % Bariumtitanat ist der gebrannte Keramikkörper zu porös, und beim Vorliegen von unter 85 $ Bariumtitanat wird die Dielektrizitätskonstante zu gering.

Die Bismutatglasfritte hat die Zusammensetzung gemäss Tabelle II und wird aus den vorgesehenen Mengen der je~ weil igen Oxide oder deren Vorläufer nach herkömmlichen Techniken zum Schmelzen derselben zu einer klaren Masse (im vorliegenden Falle auf Temperaturen im Bereich von 700 bis 1200° C) und dann Giessen der geschmolzenen Masse in kaltes Wasser zur Bildung der Fritte hergestellt. Die Fritte wird dann auf die gewünschte Teilchengrösse kugelgemahlen, speziell bei einer Mahlzeit von 1 bis K Std.' Da« nach wird das kugel gemahlene Produkt durch ein Sieb von Q,oHh mm.lichter Maschenweite (oder feineres Sieb) klassiert.

Für die Zwecke dar Erfindung wird, das Bariumtitanat und Eisenoxid in ähnlicher V/eise feinteillg eingesetzt (so dass es ein Sieb von 0,0^4 lnr/j lichter MaRchenweite passiert), und man kann es dement sprechend in der jeweils, gewünschten Weii.;e getrennt oder mit dor Glasfritte kugelmahlen.

Dan organische, polymere Bindemittel ist ein inneirweichgei?teilten hitzohärtendes Il-arz. lter Begriff dea innen-

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a.

ueichgestellten, hitzehärtenden Harzes bezeichnet eine vertraute Klasse hitzehärtender Harze. Allgemein ist ein hitzehärtendes Harz ein Harz, das beim Erhitzen Pliessvertnögen verliert und unlöslich v/ird. Darüberhinaus ist mit der Innenweichstellung die Flexibilität in die PoIymerkette eingebaut, und man erhält dementsprechend eine bleibende Flexibilität. Dies steht im Gegensatz zu äusserlieh weichgestellten Harzen, bei denen ein äucserer Weichmacher in Form einer physikalischen Mischung vor« liegt und schliesslich durch Verflüchtigung, Extraktion oder Oxidation verlorengehen könnte. Der Einsatz dieser innenweichgesteilten, hitzehärtenden Harze ergibt somit eine bessere Dimensionsbeständigkeit, bessere Lagerbo^ ständigkeit, bessere Lösungsmittelbeständigkeit und in dauerhafterer Weise v/eichgestellte, rohe (ungebrannte) Keramikkörper als der Einsatz bekannter Massen.

Die innenweichgestellten, hitzehärtenden Harze sind mittel» bis hochmolekulare, wasserunlösliche Polymere, die nach Bildung von Folien oder Filmen aus den Schlickern zähe, flexible Filme liefern. Diese Harze enthaltende Schlicker ergeben nach kurzzeitigem Erhitzen (von bis zu 15 Min. Dauer) bei massig erhöhten Temperaturen (50 Mr I50⁰ C) zähe, flexible, vernetzte Filme oder FoIj en, Beispiele für die Polymeren für die Zwecke der Erfindung sind Vinylacetatmischpolyinero, die ^lj bis ^cj0 $ eines innenvieichstell enden Cornonomercn (2. B. Äthylen, Butylacrylat, Vinyl-2-ätl)ylhexOat, Dibutylmaloat) zuzu^l ich 0,3 bis 10 /j eines Oornonoinerün enthalten, das inx-Si- Polymerisation zur Vernetzung des Polymeren auf Grund von Wärmebehandlung befähigt ist (z. B, H-Mathylolaot-.v'iarald). Auch kleine Mongen an iiiiurekulfuyiiator l;.ör.nen voflici-;ovu um die Vernet:;ungr.reaktion zu L^iichlciuif.-fn. Zu ο:1ικ:-ι·

- ⁶ '* SAD ORfGfNAL

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anderen Gruppe von innenweichges teilten hitzehärteriden Harzen für die Zwecke der Erfindung gehören Mischpolymere von Acrylsäureestern mit Comonomeren, die beim Trocknen, insbesondere bei Erhitzung, zur Vernetzung befähigt sind. Acrylsäureester, wie "Rhoplex" E-;52 oder "Rhoplex" HA~8 beschrieben im Rohm & Haas Bulletin TP-125a_> sind iin Handel verfügbar. Diese speziellen Beispiele für die innenv/eichgestellten hitzehärteriden Harze für die Zwecke der Erfindung sind jedoch nicht im begrenzenden Sinne oder zu erschöpfenden Sinne zu verstehen. Für die Zwecke der Erfindung sind auch andere bekannte, innenweiehgestellte hitzehärtende Harze verwendbar. Bevorzugte Bindemittel sind Polyacrylsäureester. Das gewählte hitzehärtende Harz kann hoch« oder niedrig« viscos sein, muss sich aber während des Brennens zur Bildung eines steifen Keramikmaterials verflüchtigen lassen. Barüberhinaus sollte das Harz flexible Filme liefern, die sich ohne Verschlechterung in Wickelform lagern lassen. Hitzehärtende Harze zeigen eine allgemeine akzeptable Flexibilität;,, wenn der Anfangsmodul unter 2110 kg/cm² (30 000 Pounds/Quadratzoll) liegt.

Einen Gegeben s-nf al Is-Bestandteil des Schlicker« stellt ein oberflächenaktives Mittel oder Hetzmittel (biß zu 1 % vom Feststoffgehalt des Schlickers) dar. Die Erfindung ist an der Praxis sowohl mit einer flüchtigen orgmißchen Flüssigkeit als auch mit Wasser als -flüssigem Medium durchführbar, wenngleich auch vorzugsweise das Medium im wesentlichen aus \\'as£-c-;r besteht. Beim Arbeiten mit Wasser vdrd vorzugsweise Netzmittel angewandt. Ein v.Üssriges System wird bevorzugt, ixui die Schwierigkeiten eines

ig&niitte] ·-Systerns, einschlieoslich Yc.vv.n-Atmosphäre, Entflammbarkeit, und Toriz:itat, zu Yonr.^id.=a, Ferner läisnt nicii die iierstcllung von vrassrinen Syst orjen und öie anschliessc-snde Handhabung und

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Formulierung von Keramikkörpern aus denselben viel leichter als bei Organischlösungsmittel-Systemen bewirken»

Als Netzmittel für die Keramikteilchen ist eine breite Vielfalt von Netzmitteln verwendbar, wie Polyphosphate, Tetraphosphate, Silicate, monomere, organische oberflächenaktive Mittel, wie substituierte Polyäthylengly« -, kole oder anionische, organische oberflächenaktive Mittel, wie Natriumsalze von höheren aliphatischen Carbonsäuren (Natriumstearat). Wasserlösliche, höhermole« kulare Stoffe sind wirksame Netzmittel für die Kramikteilchen und wirken auch als Emulsionsstabilisatoren. Zu ihnen gehören Carboxymethylcellulose und deren Salze, Hydroxyäthylcellulose, Methyl cellulose, Polyvinylalkohol, substituierte Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidon und proteinartige Materialien (z. B. Casein). Das Netzmittel im Schlicker erleichtert die Bildung von homogen gleichmassigen Schlickern der gewünschten Ausbreitbarkeit. Ohne ein solches Mittel ist ein verstärktes Mischen erforderlich und die Bildung gleichmässiger, mängelfreier Filme schwierig. Mit Netzmitteln gestaltet sich der Vorgang der Formulierung von Schlickern und Bildung von Filmen aus diesen überraschend leicht.

Das Mischen der Bestandteile des Schliokers (in den Mengen nach Tabelle I) kann in beliebiger, herkömmlicher Weise erfolgen, solange nur die Masse gründlich zu einer homogenen Suspension vermischt wird, um unerwünschte Streifenbildungen, Risse oder Bereiche geringer Festigkeit in dem gebrannten Keramikendprodukt zu vermeiden. In bestimmten Fällen, in denen Dispersionen des Bindemittels sehr beständig sind und eine ziemlich hohe Menge an oberflächen·-, aktivem Mittel enthalten, kann man das anorganische, teil- ■

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chenförmige Material auch direkt zu den Dispersionen zusetzen, wobei dieser Aufmischvorgang von Bewegung begleitet sein sollte. Teilchenagglomerate können durch scherscharfe Bewegung aufgebrochen werden, um Oberflächenglätte-.Eigenschaften zu erhalten. Zur Sicherung jedoch, dass der Zu~ satz des teilchenförmigen Keramikgutes nicht zu einem "Schock" der wässrigen Polymerdispersion führt und Koagulation verursacht, werden die Keramikteilchen oft in Wasser vordispergiert, das ein Netzmittel und, wenn gewünscht, ein Gchaumverhütungsmittel enthält, wie Oetyl« alkohol. Diese Keramikteilchen«Suspension wird dann nach seherscharfer Behandlung und nach Entfernung von Luft durch Rühren unter Einwirkung von Wärme und Vakuum sacht mit der wässrigen Dispersion des organischen, polymeren Binde« mittels gemischt« Die anfallenden Schlicker zeigen manch« mal nach langzeitigem Stehen eine leichte Neigung zum Sichabsetzen des keramischen, teilchenförmigen Materials. Dies stellt jedoch kein Problem dar, da das teilchenför'-mige Gut sich durch sachtes Rühren leicht wieder dispergieren lässt.

Eine bequeme Methode zum Mischen der Komponenten stellt eine Kugelmahlung der feinteiligen, anorganischen Pulver> des Bindemittels, des gegebenenfalls verwendeten oberflächen« aktiven Mittels und des flüssigen Mediums (z. B. Wasser) von etwa 1/2 bis 1 Std, Dauer dar, Di© gemischte Masse wird dann unter Vakuum von Gaskläsahen hefr^ifc und nach einer herkömmlichen Schichtbildungs- und/oder Extrudier-» teehnik, wie Rakeln, Giessen usw., auf eine glatte Unterlagefläche aufgstragen.

, Das Gewichtsverhältnis von anorganischem Material zum ge« samten flüssigen Medium in dem Schlicker kann sehr verschieden gewählt werden, soll aber so hoch wie möglich

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sein, während noch eine Bildung einer guten Dispersion und eines guten Keramikfilms aus dieser möglich ist. Ein hohes Verhältnis von anorganischem Gut zu flüssigem Medium setzt das Schrumpfen herab, das in dem Keramikfilm während des Brennens eintritt. Ferner wird in den Fällen, in denen der Film durch Extrudiertechniken zu bilden ist eine hochviseose Paste benötigt, und der Gehalt an flüssigem Medium soll sehr gering sein. Speziell haben sich bei Herstellung des ungebrannten (rohen) Bandes nach Giessteehniken, wie durch Rakeln, Viscositätswerte der Dispersion wie 200 cP (bestimmt mit dem Viscosimeter nach Brookfield bei 100 U/Min.) bis 1200 cP als erwünscht erwiesen. Bei der breiten Vielfalt von verfügbaren Auftragemethoden sind Viscositätswerte von 50 bis 5000 cP (bestimmt mit dem Brookfield«Viseosirneter bei 100 U/Min, und bis zu 20 000 cP (bestimmt mit dem Brookfield-Viscosimeter bei 10 U/Min.) anwendbar. Im allgemeinen werden beim Arbeiten mit Wasser als Medium mindestens 20 % vom Gesamtgewicht des Schlickers von V/asser gebildet.

Der gegossene Körper oder Film wird dann nach herkömmlichen TroekhunB3verfahren (z. B. mittels Infrarot, Lufttrockmmg, Ofenwanne) getrocknet, um im wesentlichen das gesamte flüssige Medium zu entfernen. Dan Trocknen lässt sich durch Erhitzen auf eine Temperatur bis zu 150° C beschleunigen.

Der noch im Kontakt mit der Unterlagefläche befindliche Film kann von dieser abgenommen und vielter an Behandlungstufen, wie Beschichtung, Formung, Prägung und dergleichen unterworfen werden. Andererseits kann man den Film, wenn er sich auf einer flexiblen Unterlage befindet, auch in die.'ier Form aufwickeln und lagern. Diese vertrauton Techniken sind in USA-Patentschrift 2 966 '/I9 beschrieben.

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Das so erhaltene Rohband hat die Zusammensetzung nach Tabelle I. Nach Trocknung bleiben nur Spuren an flüssigem Medium zurück* Das Band zeigt eine ausgezeichnete Lagerbeständigkeit, wobei höchstens eine minimale Quellung zu beobachten ist. Das Band kann in der jeweils gewünschten Weise geschnitten und mit Metallisierungen bedruckt werden. Da das Rohband bei niedriger Temperatur sintert (es wird angenommen, dass unter den anorganischen Stoffen chemische Reaktionen eintreten), können zum Aufdrucken von Mustern wohlfeilere Metallisierungen, wie Silber, Silber/Palladium und Palladium/Gold, Anwendung finden, und das bedruckte Rohband kann dann bei Temperaturen im Bereich von 900 bis 1200° C bei Behandlungszeiten von 10 Min. bis 64 Std. gesintert werden. Naturgernäss wählt man 55eit und Temperatur so, dass die dielektrischen Eigenschaften des Produktes maximiert werden. So arbeitet man bei Wahl einer niedrigen Temperatur vorzugsweise mit längeren Brennzeiten, und in entsprechender Weise sind bei Anwendung einer hohen Temperatur kurze Brennzeiten, wie von 10 bis 15 Min., akzeptabel,

Die folgenden Beispiele, in denen wie auch sonst hier sich Teil-, Verhältnis- und Prozentangaben für die Materialien oder Komponenten auf das Gewicht beziehen, dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. '

Die Dielektrizitätskonstanten sind nach der Gleichung

K -

0,0805 A

bestimmt worden, worin C =: Kapazität in pP,

• 2 A -· Elcktrodenfläche in cm und d - Dielektrikum-Dicke in cm ist.

*- 11 -

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Die Verlustfaktoren (DP) sind nach der Gleichung

DP - tg

bestimmt worden, worin _;

J = Verlustwinkel und '

Q = Gütefaktor ist.

Die in den Beispielen eingesetzten Glasfritten sind folgendermassen hergestellt worden: Die Oxide wurden ausgewogen und gemischt. Die Mischung wurde zur Bildung einer klaren, homogenen Schmelze in einem DistheiWriegel bei 700 bis 1200° C geschmolzen und das geschmolzene Glas in kaltes Wasser gegossen, um eine Pritte zu bilden, die auf einer mit der Normalmenge (entsprechend Halbfüll'ung) an Kahlmittel (Keramikkugeln) und der richtigen Gewichtsmenge an Wasser versehenen Kugelmühle gemahlen wurde, bis von einem 4oö-Maschen~Sieb (U.S. Standard) weniger als 1 % Rückstand zurückgehalten wurde.

Das in den Beispielen eingesetzte Bariumtitanat und F^pO wurden ebenfalls auf eine solche Feinheit gemahlen, dass sie ein ^OO-Maachen-Sieb -passierten.

Bei s ρ i e 1 e 1 ,bis 1?

In jedem dieser Beispiele wurden Keramikkörper (Bänder) wie folgt hergestellt, wozu die Glasfritten 1 bis 17 mit der Zusammensetzung gemäss Tabelle III mit Bariumtitanat und Eisenoxid wie folgt aufgemischt wurden: In jedem der Beispiele wurden auf eine Kugelmühle 57,56 Teile anorganisches Pulver, enthaltend 95 Teile Bariumtitanat., 2,5 Teile Fe₂ ⁰^ und 2,5 Teile der jeweiligen Pritte nach Tabelle III, 5.»77 Teile einer 2/sigeii, wässrigen Losung von Methylcellulose als oberflächenaktivem Mittel ("Methocel" 65IIG von Dow),

« 12 -

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6,00 Teile einer 46$igen, wässrigen Lösung von Polyacrylsäureester als Bindemittel ("Rhoplex" E~;52 von Rohm & Haas) und JO,68 Teile Wasser als flüssiges Medium aufgegeben.

Die Mischung wurde etwa"1/2 bis 1 Std. kugelgemnhlen und dann im Vakuum von Gasbläschen befreit und der anfallende Schlicker auf eine flexible, polyäthylenbeschichtete Polienunterlage aus Polyester ("Mylar") gegössen, auf der mittels einer auf einen Abstand von 1/4 mm eingestellten Rakel eine Schicht gebildet wurde. Nach 15 bis 45 Min. Trocknen bei 80 bis 90° C lag als Produkt eine 1/10 mm dicke Karamikrohfolie vor.

In jedem Beispiel wurde die Rohfolie in Quadrate von j5»0 cm Seitenlange zerschnitten und durch Auftragen einer Silberpaste (3 Teile Silber pro Teil inertem, flüssigem Träger) in einer Dicke von 1/80 mm im Siebdruck (lichte Maschen-' weite des Siebes 0,044 mm) metallisiert, wobei die Elektrodenfläche 4,06 χ 2,36 mm betrug. Die metallisierten Keramikbänder wurden dann in der gewünschten Aufeinanderfolge aufgestapelt und durch Pressen zu einem monolithischen Gefüge laminiert. Das laminat wurde durch Erhöhen der Temperatur von Raumtemperatur auf 500° C mit einer Geschwindigkeit von unter 10° c/Min gebrannt, um organische Stoffe abzubrennen, worauf die Temperatur auf 920° C erhöht und 30 Min. auf diesem Wert gehalter, wurde. Hierauf wurden die Dielektrizitätskonstante und der Verlustfaktor jeder Probe bestimmt (vergl. Tabelle III).

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	m >	Eeispiel	Bi₂O₅	PbO	Glasfri	B₂C₅
	D ORK		95,0	0	SiO₂	5,5
		I	86,0	0	5,5	7,0
	2	87,5	5,5	7,0	5,5
	5	82,0	11,0	5,5	5,5
	4	75,0	11,0	5,5	7,0
	5	75,0	20,0	7,0	5,5
ro	6	ββ,ο	22,0	5,5	7,0
co	7	5?,o	4C,0	7,0	5,5
00 cn	8	46,0	4o,o	5,5	7,0
O	¹ 9	80,0	11,0	7,0	5,5
•a*		80. C	11,0	5,5	5,5
N) K)	¹ 11	80,0	11,0	5,5	5,5
00	12	So, c	11,0	5,5	5,!?
	15	8o,o	11,0	5,5	5,5
		80,0	11,0	5,5	5,5
	13	So, c	11,0	5,5	3,5
		So.o	11,0	5,5	5,5
	17		5,5

Tabelle III Glasfritte-Z-usammensetzung. Gew. % CöO WO Kb₂O₅ BaO SrO MgO FmO ZnO

2,0

2,0 2,0

2,0

	Verlust faktor,	kHz	O \!>4
	2,0		Ch O
Eigenschaften bei 1	2,4
Dielektri zitätskon stante	2,5
785	2,5
818	1,9
850	1,8
728	1,7
717	2,2
756	2,1 *
820	5,0	S
710	2,7
782	6,2
928	2,9
894	2,5
965	5,0
865	5,2
857	5,5
975		ro ro ro cn
800		co O
827

PC-3760-Beispiel 18

Die beiden Versuche dieses Beispiels zeigen die Auswirkung des Vorliegens von Eisenoxid auf Dielektrizitätskonstante und Verlustfaktor, wobei in jedem Versuch die G3asfritte von Beispiel 4 eingesetzt wurde. Zur Herstellung metallisierter Unterlagen diente die Banderzeugungsmethode von Beispiel 1 bis 17 mit den folgenden Abänderungen.

In Versuch A wurden zur Zubereitung des Schlickers auf eine Kugelmühle 55,5 Teile Hasser, 10,0 Teile einer 2$igen, wässrigen Lösung von Methyleellulose als oberflächenaktives Mittel ("Methocel" 64 HG von Dow), 85,44 Teile Baritimtltanat, 0,96 Teile Pritte und 10,1 Teile einer 4o#igen, wässrigen Lösung von Polyacrylsäureester als Bindemittel ("Rhoplex" V-32 von Rohm & Haas) aufgegeben.

In Versuch B wurde das Band aus folgenden Komponenten hergestellt: 55j5 Teile Wasser, 10,0 Teile der 2$igen, wässrigen Methylcellulose-Lb'sraig, 88,8 Teile Bariumtitanat, 24,4 Teile Fe₀O,, 4,8 Teile Glasfritte und 10,3. Teile der wässrigen Polyacrylsäureester-Lösung.

Die Bänder wurden unter Einsatz einer Pa-lladiuin/Gold-Metallisierung metallisiert, die 10 Teile Pd und. 90 Teile Au enthielt, wobei 5 Teile Metall pro Teil inerter, flüssiger Trager vorlagen.'

Die metallisierten Bänder vor. A und B wurden jeweils JO Hin. bei IO5O⁰ C gebrannt. Wie Tabelle IV zeigt, j st die . Dielektrizitätskonstante in Versuch B, bei dem das anorganische Pulver Fe₂O-₇., Pritte und Bariumtitanat enthält, gegenüber derjenigen in Versuch A (Bariumtitanat und Fritte) wesentlich verbessert. Im Gegensatz zu den ausgezeichneten Ergebnissen gemäss"Tabelle IV war das beim Brennen eines

~ 15 - ·

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4.

Bandes, das Bariurntitanat als alleinige, anorganische Komponente enthielt, zur gleichen Zeit und bei der gleichen Temperatur anfallende Produkt so porös, dass es leicht zerfällt.

Beispiele I9 bis 25

In jedem dieser Beispiele wurden weitere metallisierte Unterlagen aus Keramikrohbändern gemäss der Erfindung wie in Beispiel 1 bis 17 hergestellt. Die eingesetzte Metallisierung ist in Tabelle V (jede Metallisierung wurde als Paste mit einem Gehalt von 3 Teilen an Metall pro Teil inerter flüssiger Träger aufgedruckt) zusammen mit den Brennbedingungen und der Dielektrizitätskonstante und dem Verlustfaktor des anfallenden Produktes genannt. Die anorganische Masse enthielt 92,5 % BaTiO , 2,5 % ^Pe ₂°v und 5,0 % Fritte; die Pritte enthielt 82,0 $ BipO_v 11,0 % PbO, 5,5 % SiO₂ und 3,5 % BgO,. Die in die Mischvorrichtung eingeführten Stoffe entsprachen Versuch B von Beispiel

T a b e 1 Ie

IV

" Beispiel l8 -

Versuch Zusammensetzung des anorga- Eigenschaften bei 2

Verlustfak tor, %

A B

nisehen	Pulvers	, Gei	Pe₂O-,	K
BaTiO₃	Glasfrj	tte	0 2,5
95 92,5	5 5			1210 I65O

1,7 5,6

- 16 -

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Tabelle

- Beispiele ig bis 25 -

Beispiel Metall« Brennbedingungen, K Verlustfaktor, paste C, Std.

. 19	Pd-Au⁺)	900,	4	1050	3,2
20	Au	950,	1	850	2,1
21	Pd-Au	950,	1	1180	2,0
22	Pd-Au	1000,	1	1425	3,4
23	Au	1000,	1	1425	3,3
24	Pd-Au	1050,	1/2	1650	3,6
25	Pd-Au	noo,	1/4	1550	2,8

+) 10 Pd/90 Au

Beispiel 26

Εε wurden drei silbermetallisierte Unterlagen aus Keramikrohbändern gemäss der Erfindung vrie in Beispiel 1 bis I7 mit der Abänderung hergestellt, dass das anorganische Pulver folgende Zusammensetzung hatte: 94,0 Teile Bariumtitanat, 1,0 Teil Pe₂C₇ und 5,0 Teile Glasfritte, Die Glasfritte entsprach Beispiel 4 (Tabelle III).

In der Mischvorrichtung wurden 53,3 Teile Wasser, 10,0 Teile der 2>ligen, wässrigen Lösung von Methylcelliü öse, 92,4 Teile Bariumtitanat, 0,96 Teile Fe₂O-,, 4,8θ Teile FrJtte und 10,1 Teile der 46^igen, vrässrigen Lösung von Polyacrylsäureester eingesetzt.

Nach Abbrennen von organischen Stoffen wie in Beispiel 1 bis 17 vmrdo Jedes der drei laminierten, metallisierten Kinder ■^!f Std. bei 9?0° C gebrannt. Die durchschnitt liehe Dial^klrizltiitskonatantc bei 1. kiln betrug I258, und die Verlustfaktoren lagen im Bereich von 2,8 bis 5,1 %.

¹Z28 _QAn

BAD

Claims

Patentansprüche

besteht und das organische, polymere Bindemittel ein innenweichgestelltes, hitzehärtende--; Harz ist, das in einer Menge von 1 bis I5 % vom Gewicht des anorganischen Pulvers vorliegt, wobei die Aufschlämmung, wenn gewünscht, bis zu 1 %, bezogen auf das Geviicht des unorganischen Pulvers, an oberflächenaktivem Hetzmittel enthält und wobei das flüchtige, flüssige Medium vorzugsweise V/asser int.
2. Keramil-oDhliörpei¹, erhalten aus dor 5c!hlickerzusanii'ne;np.&tsv.ng geniäss Anspruch 1, von ausgezeichneter lacertoerstündirkait der bei Teinporatüren, die wesentlich unter (\riv Sintertemperatur von Bnriuri'.titanat Ijegrn, v,\x einein Reran.!]:· körper bi^ninbiu¹ ist, der im wesent' J chen aur- einer ir.Mit;^ Mischung von füiriteilicejn, anor-zun-schem Pulver nij t tiii^iii Gehalt voa

A) 85 bis 99 Oev.£ an EariurntiVanat,

B) 0,5 bis 10 Gcv■ J,^f> an Binnurbatf;:'! :-i:=fritte und 0) 0,5 bifj 5 Geν;.^' Po₀O.,, und

1 b.i s 15 /', b-'!/.;o[;.;en auf uhr Gf.v.'icht dor; cinor^.aniiicl·': ■; VuJ

vero, an orgradschfi'i, polyi.rroni B.^:jj·:' .drittel ä<i l-ot :n c-ii-

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Z225730

PC-3760

innenweichgestellten, hitzehärtenden Harzes, und., wenn gewünscht., bis zu 1 $>., bezogen auf das Gewicht des anorganischen Pulvers, an oberflächenaktivem Netzmittel besteht.

Körper nach Anspruch 2 in gebrannter Form.

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