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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Oxidation
eines Kupferfilms auf einem Keramikkörper, sie betrifft insbesondere ein Verfahren
zur Verhinderung der Oxidation eines Kupferfilms, der in Form einer Elektrode oder
einer elektrisch leitenden Einrichtung auf einer Keramik-Stromkreis-Komponente,
die einen Keramikkörper umfaßt, vorliegt.
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Ein Beispiel fUr eine Keramik-Stromkreis-Komponente, die fUr die vorliegende
Erfindung von Interesse ist, ist ein Keramikkondensator. Die Elektrode eines Keramikkondensators
wurde bisher im allgemeinen hergestellt unter Verwendung von Silber mit einer hohen
elektrischen Leitfähigkeit. Eine solche Silberelektrode wurde hergestellt durch
Aufbringen einer Silberpaste in Form einer Schicht auf einen Keramikkörper und Brennen
derselben. Mit dem Anstieg der Kosten fUr das Silbermaterial in letzter Zeit ist
jedoch der Anteil der Kosten fUr diese Silberelektrode an den Gesamtkosten eines
Keramikkondensators gestiegen. Die Verwendung einer solchen JSilberelektrode ist
daher eine Ursache fUr den Anstieg der Gesamtkosten von Keramikkondensatoren.
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In dieser Situation ist man daher bestrebt, eine billige Elektrode
zu entwickeln. Einerseits wurden verschiedene Untersuchungen in Bezug auf ein Verfahren
zur Herstellung eines Metallfilms, beispielsweise ein stromloses Plattierungsverfahren,
ein Vakuumoufdampfverfahren, ein Zerstäubungsverfahren, ein Ionenplattierungsverfahren
und dgl.>durchgeführt. Andererseits wurde die Verwendbarkeit eines billigen Metalls
als Ersatz fUr Silber als Elektrode untersucht.
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Im ersteren Falle wurde eine mit Nickel plattierte Elektrode verwendet,
die unter Anwendung eines stromlosen Plattierungsverfahrens hergestellt wurde. Eine
mit Nickel plattierte Elektrode war bis zu einem gewissen Grade erfolgreich als
billige Ersatzelektrode für eine Silberelektrode. Es wurde jedoch festgestellt,
daß brei Verwendung einer mit Nickel plattierten Elektrode als Elektrode in Keramikkondensatoren
die folgenden Probleme auftreten: der spezifische Widerstand einer Nickelelektrode
selbst beträgt 7;24 x 10-6 Ohm x cm und ist somit höher als derjenige von Silber,
der 1,62 x 10 Ohm x cm beträgt. Es besteht nun das Problem, daß die Frequenzcharakteristik
im Hochfrequenzbereich schlechter wird. Ein anderes Problem besteht darin, daß die
Lötbarkeit einer mit Nickel plattierten Elektrode schlecht ist. Außerdem hat man
versucht, die gesamte Oberfläche mit einer Lötmittelschicht zu Uberziehen, um den
spezifischen Widerstand der mit Nickel plattierten Elektrode zu senken. Zum Überziehen
der gesamten Oberfläche der Elektrode mit einer Lötmittelschicht muß jedoch viel
aktives Flußmittel verwendet werden. Um das Uberflussige Flußmittel nach dem Löten
zu entfernen, muß daher die Elektrode gereinigt (gesäubert) werden. Auch wenn beim
Löten der Elektrodenob-» schnitt durch Eintauchen in ein Lötrohr bearbeitet wird,
entstehen beispielsweise bei einem solchen Verfahren Spannungen in dem Keramikmaterial,
so daß das Keramikmaterial reißen (rissig werden) kann.
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In einem weiteren Versuch war man bestrebt, eine billige Elektrode
zu entwickeln, welche die vorstehend beschriebene Nickelelektrode ersetzen kann.
Unter diesen Umständen wurde erneut versucht, eine mit Kupfer plattierte Elektrode
unter Anwendung eines stromlosen Kupferplattierungsverfahrens herzustellen. Dabei
wurde jedoch festgestellt, daß bei der Herstellung einer stromlos plottierten Kupferelektrode
ein ernstes Hindernis auftauchte. Eine unter Anwendung eines stromlosen
Plattierungsverfahrens
hergestellte, mit Kupfer plattierte Elektrode neigt nämlich dazu, oxidiert zu werden
und sie hat einen hohen spezifischen Widerstand, verglichen mit demjenigen eines
Körpers aus Kupfer (von massivem Kupfer). Ein öhnliches Phänomen wurde auch bei
einer Kupferelektrode beobachtet, die unter Anwendung eines Vakuumaufdompfverfahrens,
eines Zerstäubungsverfahrens, eines lonenplattierungsverfahrens und dgl. hergestellt
worden wor, sowie bei einer Kupferelektrode, die unter Anwendung eines stromlosen
Plattierungsverfahrens hergestellt worden war.
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Die vorstehend beschriebene Eigenschaft, leichter oxidiert zu werden,
fUhrt zu den folgenden Nachteilen: Wenn beispielsweise ein Kupferfilm als' Elektrode
eines Keramikkondensators verwendet wird, ist das ungünstige Phänomen zu beobachten,
daß die elektrische Leitfähigkeit der Elektrode abnimmt wegen der Bildung eines
Oxidfilms als Folge einer Oxidation, wodurch entsprechend die Lötbarkeit abnimmt
(schlechter wird).
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Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß ein Kupferfilm, der nach
den vorstehend beschriebenen verschiedenen Verfahren hergestellt worden ist, einen
hohen spezifischen Widerstand hat, verglichen mit demjenigen eines Körpers aus Kupfer
(von massivem Kupfer), muß der Kupferfilm einem zusätzlichen Verfahren unterworfen
werden, um die Eigenschaften eines Kupferkörpers (von massivem Kupfer) aufzuweisen,
durch DurchfUhrung einer Metallisierung, einer Verdichtung, einer Erhöhung der Haftung
und einer Stabilisierung. In der Regel wird zu diesem Zweck eine Wörmebehandlung
angewendet. Im allgemeinen wird die Wärmebehandlung in einer inerten Atmosphäre
durchgefuhrt, so daß ein Kupferfilm mit Sauerstoff nicht reagieren kann. Indem man
die Kupferelektrode einem Wärmebehandlungsverfahren unterwirft, wird ein Kupferfilm,
der unter Anwendung-eines stromlosen Plattierungsverfahrens, eines Vakuumaufdampfverfahrens,
eines
Zerstäubungsverfahrens, eines Ionenplattierungsverfahrens oder dgl. hergestellt
worden ist, zum ersten Mal zu einem Kupferfilm, der elektrische Eigenschaften aufweist,
die denjenigen von reinem Kupfer sehr ähneln, und daher kann daraus eine Keramik-Stromkreis-Komponente,
wie z.B. ein Keramikkondensator, mit einer hohen Zuverlässigkeit hergestellt werden.
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Wenn man einen Kupferfilm dem Wärmebehandlungsverfahren unterwirft,
weist er jedoch die Eigenschaft auf, leichter oxidiert zu werden als ein Kupferfilm,
der nicht wärmebehandelt worden ist, und in Bezug auf die Veränderung seiner Eigenschaften
zeitabhängiger zu sein. Dies ist vermutlich auf die Tatsache zuruckzufUhren daß
die Kupferfilmober flache katalytisch aktiv wird, so daß sie mehr dazu neigt, oxidiert
zu werden.
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Ein Kupferfilm neigt daher mehr oder weniger dazu, oxidiert zu werden,
unabhangig von der DurchfUhrung einer Wärmebehandlung und in jedem Falle muß ein
Kupferfilm einem Verfahren zur Verhinderung der Oxidation unterworfen werden. Außerdem
benötigt ein Kupferfilm nach der.
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Wdrmebehandlung besonders die Durchführung eines Oxidationsverhinderungsverfahrens.
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Kurz zusammengefaßt betrifft die vorliegende Erfindung einen Keramikkörper
mit. einem auf die Oberfläche desselben aufgebrachten Kupferfilm und sie ist dadurch
charakterisiert, daß der Kupferfilm einer Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung ausgesetzt
wird. Erfindungsgemäß ist das Oxidationsphänomen der Oberfldche des Kupferfilms
nicht zu beobachten und die Lötbarkeit ist ausgezeichnet, so daß damit eine wirksame
Verhinderung der Oxidation eines Kupferfilms erzielt wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird als Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
Trichlorothylen, Perchloräthylen, Freon, Chlorbenzol, Methylchlorid, Methylenchlorid,
Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff oder dgl. verwendet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
eine Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung mit einem darin gelösten oberflächenaktiven
Mittel verwendet.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
eine Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung mit einer darin gelösten Fettsäure, wie
Stearinsöure, oder einem darin gelösten höheren Fettsäureester, wie Wachs, verwendet.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
eine Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung mit einer darin gelösten hochmolekularen
Verbindung verwendet.
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Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur
Verhinderung der Oxidation eines auf einen Keramikkörper aufgebrachten Kupferfilms
anzugeben. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Kupferfilm mit einer
hohen Zuverlässigkeit zu entwickeln, der als Elektrode einer Keramik-Stromkreis-Komponente,
die einen Keramik-' körper umfaßt, verwendet wird.
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Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, die Oxidation eines
Kupferfilms zu verhindern und ihn dadurch zu stabilisieren nach der Wörmobehandlung,
dio ihn katalytisch aktiv und leicht oxidicrbar gemacht hat. Ein weiteres Ziel der
Erfindung besteht schließlich darin, einen Kupferfilm zu entwickeln, der Ueber einen
langen Zeitraum hinweg aufbewahrt werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist insbesondere ein Verfahren zum Verhindern
der Oxidation der Kupferelektroden eines Keramikkondensators, bei dem dif durch
ein stromloses Plattierungsverfahren hergestellten und als einander gegenüberliegende
Elektroden eines Keramikkondensators dienenden Kupferfilme einer Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung,
wie Trichlordthy len, Perchlorathylen, Freon, Chlorbenzol, Methylchlorid, Methylenchlorid
Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff oder dgl., ausgesetzt werden.
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Die vorstehend genannten und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und
Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in
Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.
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Dabei zeigen: Fig. 1 eine seitliche Ansicht eines Keramikkondensators
als Beispiel für eine Keramik-Stromkreis-Komponente, die einen Keramikkörper umfaßt;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Keramikkörpers mit einem unter Anwendung
eines stromlosen Plattierungsverfahrens auf die gesamte Oberfläche desselben aufgebrachten
Film; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Keramikkondensatorkörpers mit einander
gegenüberliegend angeordneten Elektroden, der durch Schleifen der Stirnfläche des
Keramikkörpers gemaß Fig. 2 hergestellt worden ist; Fig. 4 ein Fließdiagramm, das
ein Verfahren zur Herstellung eines Keramikkondensators gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt; und Fig, 5 und 6 Fließdiagramme, welche Herstellungsverfahren
gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung erläutern, in denen nur die gegenuber
denjenigen des Verfahrens gemäß Fig. 4 geönderten Verfahrensabschnitte angegeben
sind.
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Nachstehend wird das Prinzip einer bevorzugten Ausfuhrungsform der
Erfindung allgemein beschrieben.
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Zuerst wird ein Keramikkörper aus beispielsweise einem dielektrischen,
isolierenden, halbleitenden oder Widerstandsmaterial oder ähnlichen Material hergestellt.
Dann wird unter Anwendung einer dUnnen Filmbildungstechnologle, wie z.B. eines stromlosen
Plattierungsverfahrens, eines Vakuumaufdompfverfahrens, eines Zerstdubungsverfahrens,
eines Ionenplattierungsverfahrens oder dgl., ein Kupferfilm auf die Oberfläche des
Keramikkörpers aufgebracht. Durch Verwendung einer dielektrischen Keramik als Keramikkörper
und durch Aufbringen eines Kupferfilms auf die Oberfläche desselben erhält man einen
Kondensator. Durch Verwendung einer Keramik, wie z.B. Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid,
Forsterit oder dgl., als Keramikkörper und durch Aufbringen eines Kupferfilms in
Form einer Schaltung auf die Oberfläche desselben erhält man eine gedruckte Schaltung.
Daneben erhalt man durch Aufbringen eines Kupferfilms auf die Oberfläche eines Keramikkörpers
aus beispielsweise einem halbleitenden oder Widerstandsmaterial oder einem ähnlichen
Material verschiedene Arten von elektronischen Komponenten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sollte vorzugsweise so bald wie möglich
auf jeden Kupferfilm angewendet werden, der unter Anwendung irgendeines derartigen
Verfahrens, beispielsweise eines stromlosen Plattierungsverfahrens, eines Vakuumaufdampfverfahrens,
eines Zerstöubungsver fahrens, eines Ionenplattierungsverfahrens und dgl. hergestellt
worden ist, da der auf diese Weise erhaltene Kupferfilm in jedem Falle dazu neigt,
oxidiert zu werden. Außerdem hat der Kupferfilm, welcher der Wärmebehandlung unterworfen
worden ist, die Eigenschaft, mehr dazu zu neigen, oxidiert zu werden als wenn er
nicht wärmebehandelt worden ist.
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Insbesondere werden dann verschiedene Arten von elektronischen Komponente
einschließlich
der auf die Oberfläche von Keramikkörpern unter Anwendung verschiedener Verfahren
aufgebrachten Kupferfilme einer 0 Wdrmebehandlung bei einer Temperatur von etwa
700 C in einer inerten Atmosphäre, wie z.B. in Stickstoff, unterworfen. Der wdrmebehandelte
Kupferfilm ist metallisiert worden und weist eine starke Haftung und verbesserte
elektrische Eigenschaften auf,, so daß er besonders bevorzugte Eigenschaften besitzt.
Aufgrund der Tatsache, daß der Kupferfilm bei der Wärmebehandlung einer thermischen
Hysterese bei einer hohen Temperatur unterliegt, wird dem Kupferfilm auch eine katalytische
Aktivität verliehen, so daß daraus ein sehr aktiver Kupferfilm mit der gleichen
katalytischen Aktivität wie Raney-Kupfer entsteht.
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Der Kupferfilm mit einer solchen katalytischen Aktivität soll so schnell
wie möglich mit einer Kohl,enwasserstoffhalogenidverbindung behandelt werden, was
ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist. Insbesondere ist es um so besser, je
kurzer die Zeitspanne nach der Wärmebehandlung des Kupferfilmes ist, bis dieser
der Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung ausgesetzt wird. Wenn dies durchfUhrbar
ist, sollte der Kupferfilm vorzugsweise innerhalb von 30 Minuten nach der Wärmebehandlung
der Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung ausgesetzt (damit behandelt) werden. Bei
diesem Verfahren der Behandlung mit der Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung gehen
die aktiven Zentren des Kupferfilms verloren aufgrund eines Vergiftungseffektes
der Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung, wodurch die katalytische Aktivität verlorengeht,
was zur Folge hat, daß der Kupferfilm stabil und schwer zu oxidieren wird.
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Als Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung wird vorzugsweise mindestens
ein Vertreter aus der Gruppe Trichloräthylen, Perchloräthylen, Freon, Chlorbenzol,
Methylchl.orid, lvletllyJencl]olid, Chloroform und Tetrachlorkohlënstoff verwendet.
Als Verfahren zur Behandlung des wärmebehandelten
Kupferfilms
mit einer solchen Kohlenwasserstoffhalogenid verbindung wird ein Verfahren angewendet,
beidem die Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung in Form eines Uberzugs aufgebracht,
die Verbindung aufgesprüht, der Film in die Verbindung eingetaucht, der Film einem
Dampf dieser Verbindung ausgesetzt wird oder dgl.
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Gemäß einer anderen bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung wird
eine Lösung der Kohlenwasserstoffholagenidverbindung mit einem darin gelösten oberflächenaktiven
Mittel bei dem Verfahren verwendet, bei dem der Film der Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
ausgesetzt (domit behandelt) wird. Als oberfluchenaktives Mittel können verwendet
werden ein anionisches oberflächenaktives Mittel, beispielsweise eine Naphthensäureseife,
ein kationisches oberflächenaktives Mittel, beispielsweise Alkyloxazolin, ein nicht-ionisches
oberflächenaktives Mittel, beispielsweise ein Polyäthylenglykolester, ein amphoteres
oberflächenaktives Mittel, beispielsweise ein mit Taurin kondensierterBernsteinsöureesteroder
dgl. So lange das oberflächenaktive Mittel in der kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
löslich ist, kann jeder beliebige Typ eines oberflächenaktiven Mittels verwendet
werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Art des oberflächenaktiven Mittels auf
die vorstehend angegebenen Beispiele keineswegs beschrtinkt ist.
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Wenn der wörmebehandelte Kupferfilm einer Lösung-einer Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
mit einem darin gelösten oberflächenaktiven Mittel ausgesetzt wird, kann ein Verfahren
zum Aufbringen der Lösung in Form einer Schicht, zum Aufsprühen der Lösung, zum
Eintauchen des Films in die Lösung oder dgl. angewendet werden. Bei der Behandlung
des Films mit der Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung einschließlich eines oberflächenaktiven
Mittels entsteht auf der Oberfläche des Kupferfilms eine monomolekulare Schicht
des oberflächenaktiven Mittels und der Effekt der Verhinderung der Oxidation des
Kupferfilms und der
Verhinderung einer zeitabhängigen Veränderung
des Films wird ausgeprdgter, verglichen mit dem Fall, bei dem die Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
kein oberflächenaktives Mittel enthält.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird
eine Lösung einer Kohlenwosserstoffhelogenidverbindung mit einer darin gelösten
Fettsäure, wie Stearinsäure, oder einem höheren Fettsäureester, wie Wachs, in dem
Verfahren verwendet, bei dem der Kupferfilm der Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
ausgesetzt (damit behandelt) wird.
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Beispiele fUr verwendbare Fettsäuren oder Fettsäureester sind Fettsäuren,
wie Palmitinsäure, Lanolinsäure und dgl.>sowie beliebige Fettsäureester, die
neben der obengenannten Stearinsäure und dem obengenannten Wachs verwendet werden
können. Bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
wie im Falle der oben beschriebenen Ausfuhrungsform, bei'der ein oberflächenaktives
Mittel verwendet wird, auf der Oberfläche des Kupferfilms eine monomolekulare Schicht
der Fettsäure oder des Fettsäureesters gebildet, wodurch die Oxidation und die zeitabhängige
Veränderung des Kupferfilms viel starker verhindert bzw.gehemmtwerden.Die bei dieser
Ausführungsform der Erfindung verwendete Fettsäure oder der verwendete Fettsäureester
wird unter Berücksichtigung des vorstehend angegebenen Gesichtspunkts ausgewählt
und es kann eine beliebige Fettsäure oder ein beliebiger Fettsäureester verwendet
werden, so lange diese (dieser) in der Lage ist, auf der Oberfläche des Kupfcrfilms
eine monomolekulare Schicht zu bilden. Das Behandlungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform
der Erfindung kann durchgeführt werden durch Aufbringen der Lösung einer Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
mit einer darin gelösten Fettsäure oder einem darin gelösten Fettsäureester in Form
einer Schicht, durch AufsprUhen der vorgenannnten Lösung, durch Eintauchen des Kupferfilms
in die Lösung oder dgl.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung kann
das Verfahren zur Behandlung des Kupferfilms mit der Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
durchgefuhrt werden unter Verwendung einer Lösung der Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
mit einer darin gelösten hochmolekularen Verbindung Beispiele fur verwendbare hoc-hmolekulare
Verbindungen sind Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyesterharze, Polyvinylacetot,
Polyvinylformal, Polystyrol, Polyvinylbutyral, Polyurethan, MMA, ABS, SBR, Neopren,
chlorierter Kautschuk und dgl. Zur Durchfuhrung der Behandlung des wärme be handelten
Kupferfilms mit einer Lösung.einer Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung mit einer
darin gelösten hochmolekularen Verbindung kann ein Verfahren angewendet werden,
bei dem die Lösung in Form einer Schicht aufgebracht wird, die Lösung aufgesprüht
wird, der- Film in die Lösung eingetaucht wird oder dgl. Bei der diskutierten Ausführungsform
wird auch ein Film der hochmolekuleren Verbindung auf der Oberfläche eines Kupferfilms
gebildet und dadurch kann der Effekt der Verhinderung der Oxidation eines Kupferfilms
und der Verhinderung einer zeitabhängigen Änderung, herbeigeführt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einiger spezifischer Beispiele,
in denen ein Kupferfilm verwendet wird, der unter Anwendung eines stromlosen Plattierungsverfahrens
hergestellt worden ist, näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
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Beispiel 1 Lin dielektrischer Keramikkörper eines Titanoxidsystems
mit einem Durchmesser von 6,5 mm und einer Dicke von 0,5 mm wurde in eine stromlose
Kupferplattierungslösung eingetaucht, wodurch auf die gesamte Oberfläche des Keramikkörpers
ein Kupferplattierüngsfilm auf gebracht
wurde. Dann wurde er in
einen Behälter in Form eines Korbes aus rostfreiem Stahl eingeführt und eine Minute
lang Chloroformdämpfen ausgesetzt. Danach wurde die Oberfläche des Kupferfilms in
natUrlicher Weise getrocknet.
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Der auf diese Weise erhaltene, Chloroformdömpfen ausgesetzte dielektrische
Keramikkörper und ein solcher, der dieser Behandlung nicht unterzogen worden war,
wurden 24 Stunden lang einer natürlichen Atmosphäre ausgesetzt und dann wurden die
Oberflächen der Kupferfilme betrachtet. Der der erfindungsgemäßen Behandlung nicht
unterzogene Kupferfilm wurde braun und wies eine verminderte Lötbarkeit auf.'Andererseits
wies der Kupferfilm, der erfindungsgemäße behandelt worden war, keine Veränderung
auf, auch'wenn er einen Monat lang einer natUrlichen Atmosphäre ausgesetzt wurde,und
behielt seine ausgezeichnete Lötbarkeit.
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Beispiel 2 Ein dielektrischer Keramikkörper eines Titanoxidsystems
mit einem Durchmesser von 6,5 mm und einer Dicke von 0,5 mm wurde in eine stromlose
Kupferplattierungslösung eingetaucht, wodurch auf die gesamte Oberfläche des Keramikkörpers
ein Kupferplottierungsfilm aufgebracht wurde. Dann wurde dieser einer Wärmebehandlung
in einer Stickstoffat-Atmosphäre bei einer Temperatur von 7000C unterworfen und
danach abgekühlt. Anschließend wurde er in einen Behälter in Form eines Korbes aus
rostfreiem Stahl eingeführt und eine Minute lang Trichloräthylendämpfen ausgesetzt.
Danach wurde die Oberfläche des Kupferfilms in natUrlicher Weise getrocknet.
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Der auf diese Weise erhaltene dielektrische Keramikkörper, der mit
Trichloräthylendämpfen
behandelt worden war, und ein solcher, der dieser Behandlung nicht unterzogen worden
war, wurden 24 Stunden lang einer natürlichen Atmosphäre ausgesetzt und dann wurden
die Oberflächen der Kupferfilme betrachtet. Der Kupferfilm, der nicht erfindungsgemäß
behandelt worden war, wurde braun und wies eine verschlechterte Lötbarkeit auf.
Der Kupferfilm, der erfindungsgemäß behandelt worden war, wies jedoch keine Veränderung
auf, auch wenn er einen Monat lang der naturlichen Atmosphäre ausgesetzt wurde1
und behielt seine ausgezeichnete Lötbarkeit.
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Beispiel 3 Es wurde ein Körper vom Grenzschichttyp aus einer halbleitenden
Keramik des Strontiumtitanatsystems mit einem Durchmesser von 10,0 mm und einer
Dicke von 0,3 mm hergestellt und in eine stromlose Kupferplattierungs lösung eingetaucht,
wodurch ein Kupferplattierungsfilm auf die gesamte Oberfläche des halbleitenden
Keramikkörpers aufgebracht wurde.
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Dann wurde er in einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von
7000C einer Wärmebehandlung unterzogen. Der halbleitende dielektrische Körper mit
dem darauf aufgebrachten Kupferplattierungsfilm wurde dann etwa 1 Minute lang in
eine Freonläsung eingetaucht. Der halbleitende Keramikkörper wurde aus der Lösung
herausgenommen und der Kupferplattierungsfilm wurde in natUrlicher Weise getrocknet
und stabilisiert.
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Der halbleitende Keramikkörper wurde bei einer Feuchtigkeit von 95-und
einer Temperatur von 4OOC einer erzwungenen Oxidation unterworfen und dann wurde
die Oberfläche des Kupferfilms betrachtet. Die Oberfläche des Kupferfilms wies keine
Änderung der Farbe auf, selbst wenn dieser 5000 Stunden lang stehen gelassen wurde,
und behielt seine ausgezeichnete
Lötbarkeit.
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Beispiel 4 Ein dielektrischer Keramikkörper des Titanoxidsystems mit
einem Durchmesser von 6,5 mm und einer Dicke von 0,5 mm wurde in eine stromlose
Kupferplattierungslösung eingetaucht, so daß ein Kupferplattierungsfilm auf der
gesamten Oberfläche des Keramikkörpers abgeschieden wurde. Dann wurde er in einer
Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von 7000C wärmebehandelt und dann abgekühlt.
Danach wurde er in einen Behälter in Form eines Korbes aus rostfreiem Stahl eingeführt
und es wurde Trichloräthylen mit einem darin gelösten Polydthylenglykolester aufgesprubt.
Danach wurde die Oberfläche des Kupferfilms in naturlicher Weise getrocknet.
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Der auf diese Weise erhaltene dielektrische Keramikkörper, der mit
Trichloräthylen mit einem darin gelösten oberflächenaktiven. Mittel besprüht worden
war, und ein solcher, der dieser Behandlung nicht unterzogen worden war, wurden
24 Stunden lang einer naturlichen Atmosphäre ausgesetzt und dann wurden die Oberflächen
der Kupferfilme betrachtet. Der Kupferfilm, der nicht erfindungsgemäß behandelt
worden war, wurde braun und wies eine verschlechterte Lötbarkeit auf. Der Kupferfilm,
der der erfindungsgemäßen Behandlung unterzogen worden war, wies jedoch keine Änderung
auf, auch wenn er einen Monat lang stehen gelassen wurde, und behielt seine ausgezeichnete
Lötbarkeit.
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Beispiel 5 Ein Körper vom Grenzschichttyp aus einer holbloitenden
Keramik des Strontiumtitanatsystcms mit einem Durchmosser von 10,0 mm und einer
Dicke
von 0,3 mm wurde hergestellt und in eine stromlose Kupferplattierungslösung eingetaucht,
wobei ein Kupferplattierungsfilm auf der gesamten Oberflöche des halbleitenden Keromikkorpers
abgeschieden wurde. Dann wurde der halbleitende Keramikkörper in einer 0 Stickstoffatmosphäre
bei einer Temperatur von 700 C wärmebehandelt.
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Anschließend wurde der halbleitende Keramikkörper mit dem darauf aufgebrachten
Kupferplattierungsfilm eine Minute lang in eine Freonlösung eingetaucht, die eine
darin gelöste Naphthensäureseife enthielt.
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Danach wurde der halbleitende Keramikkörper aus der Lösung herausgenommen
und in natUrlicherWeise getrocknet und stabilisiert.
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Der halbleitende Keramikkörper wurde bei einer Feuchtigkeit von 95
% und einer Temperatur von 400C einer erzwungenen Oxidation unterworfen.
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Die Oberfläche des Kupferfilms wies keine Farbänderung auf, auch wenn
dieser 5000 Stunden lang stehen gelassen wurde, und behielt seine ausgezeichnete
Lötbarkeit.
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Beispiel 6 Ein dielektrisciler Keramikkörper des Titanoxidsystems
mit einem Durchmesser von 6,5 mm und einer Dicke von 0,5 mm wurde in eine stromlose
Kupferplattierungslösung eingetaucht, wodurch ein Kupferplattierungsfilm auf der
gesamten Oberfläche des Keramikkörpers abgeschieden wurde.
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Dann wurde der Keramikkörper in einer Stickstoffatmosphäre bei einer
Temperatur von 7000C wärmebehandelt und danach abgekühlt. Anschließend wurde er
in einen Behälter in Form eines Korbs aus rostfreiem Stahl eingefUhrt und mit Trichloräthylen
mit darin gelöstem Wachs besprüht.
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Danach wurde die Oberfläche des Kupferfilms in natUrlicher Weise getrocknet.
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Der auf diese Weise erhaltene dielektrische Keramikkörper, der mit
Trichloräthylen mit darin gelöstem Wachs besprUht worden war, und ein solcher, der
dieser Behandlung nicht unterzogen worden war, wurden 24 Stunden lang einer naturlichen
Atmosphäre ausgeset t und dann wurden die Oberflächen der Kupferfilme betrachtet.
Der Kupferfilm, der nicht erfindungsgemäß behandelt worden war, wurde braun und
wies eine verschlechterte Lötbarkeit auf. Der Kupferfilm, der erfindungsgemäß behandelt-worden
war, wies jedoch keine Änderung auf, auch wenn er einen Monat lang stehen gelassen
wurde, und behielt seine ausgezeichnete Lötbarkeit.
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Beispiel 7 Ein Körper vom Grenzschichttyp aus einer halbleitenden
Keramik des Strontiumtitonatsystems mit einem Durchmesser von 10,0 mm und einer
Dicke von 0,3 mm wurde hergestellt und in eine stromlose Kupferplattierungslösung
eingetaucht, wobei ein Kupferplattierungsfilm auf der gesamten Oberfläche des Keramikkörpers
abgeschieden wurde. Dann wurde der halbleitende Keramikkörper in einer Stickstoffatmosphäre
bei einer 0 Temperatur von 700 C wärmebehandelt. Anschließend wurde der halbleitende
Keramikkörper mit dem darauf aufgebrachten Kupferplattierungsfilm etwa 1 Minute
lang in eine Freonlösung mit darin gelöster Stearinsäure eingetaucht. Dann wurde
der halbleitende Keramikkörper aus der Lösung herausgenommen und in naturlicher
Weise getrocknet und der Kupferplattierungsfilm wurde stabilisiert.
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Der halbleitende Keramkkörper wurde bei einer Feuchtigkeit von 95
% und einer Temperatur von 400C einer erzwungenen Oxidation unterworfen.
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Die Oberfläche des Kupferfilms wies keine Farbänderung auf, auch nachdem
er 5000 Stunden lang stehen gelassen worden war, und sie behielt ihre
ausgezeichnete
Lötbarkeit.
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Beispiel 8 Ein Keramikkörper aus einem Dielektrikum des Titanoxidsystems
mit einem Durchmesser von 6,5 mm und einer Dicke von 0,5 mm wurde in eine stromlose
Kupferplattierungslösung eingetaucht, wobei ein Kupferplattierungsfilm auf der gesamten
Oberfläche des Keramikkörpers abgeschieden wurde. Dann wurde der Keramikkörper in
einer Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von 7000C wärmebehandelt und danach
abgekühlt. Anschließend wurde er in einen Behälter in Form eines Korbs aus rostfreiem
Stahl eingefUhrt und der Kupferplattierungsfilm wurde mit einer Trichloräthylenlösung
mit darin gelöstem Polyäthylen besprUht. Danach wurde die Oberfläche des Kupferfilms
in natürlicher Weise getrocknet.
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Der auf diese Weise erhaltene dielektrische Keramikkörper, der mit
einer Trichloräthylenlösung mit darin gelöstem Polyäthylen besprUht worden war,
und ein solcher, der dieser Behandlung nicht unterzogen worden war, wurden 24 Stunden
lang einer nsturlichen Atmosphäre ausgesetzt und dann wurden die Oberflächen der
Kupferfilme betrachtet.
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Der Kupferfilm, der nicht erfindungsgemäß behandelt worden war, wurde
braun und wies eine verschlechterte Lätbarkeit auf. Der Kupferfilm, der erfindungsgemäß
behandelt worden war, wies jedoch keine Änderung auf, auch wenn er einen Monat lang
stehen gelassen wurde, und behielt seine ausgezeichnete Lötbarkeit.
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Beispiel 9 Ein Körper vom Grenzschichttyp aus einer halbleitenden
Keramik des
Strontiumtitanatsystems mit einem Durchmesser von 10,0
mm und einer Dicke von 0,3 mm wurde hergestellt und in eine stromlose Kupferplattierungsläsung
eingetaucht, wobei ein Kupferplattierungsfilm auf der gesamten Oberfläche des Keramikkörpers
abgeschieden wurde. Dann wurde der halbleitende Keramikkörper in einer Stickstoffatmosphäre
bei einer Temperatur von 7000C wärmebehandelt. Anschließend wurde der halbleitende
Keramikkörper mit dem darauf aufgebrachten Kupferplattierungsfilm etwa 1 Minute
lang in eine Preonlösung mit darin gelöstem Polypropylen eingetaucht. Danach wurde
der halbleitende Keramikkörper aus der Lösung herausgenommen und in natUrlicher
Weise getrocknet und der Kupferplattierungsfilm wurde stab'ilisiert.
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Der halbleitende Keramikkörper wurde bei einer Feuchtigkeit von 95
% und einer Temperatur von 400C einer erzwungenen Oxidation unterworfen.
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Die Oberfläche des Kupferfilms wies keine Farbänderung auf, auch nachdem
dieser 5000 Stunden lang stehen gelassen worden war, und er behielt seine ausgezeichnete
Lötbarkeit.
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Beispiel 10 Ein dielektrischer Keramikkörper des Titanoxidsystems
mit einem Durchmesser von 6,5 mm und einer Dicke von 0,5 mm wurde in eine stromlose
Kupferplattierungslösung eingetaucht, wobei sich ein Kupferplattie rungsfilm auf
der gesamten Oberfläche des Keramikkörpers abschied.
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Dann wurde der Keramikkörper in einen Behälter in Form eines Korbes
aus rostfreiem Stahl eingeführt und der Kupferplattierungsfilm wurde mit einer Trichloräthylenlösung
mit darin gelöstem Wachs besprüht.
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Danach wurde die Oberfläche des Kupferfilms in natürlicher Weise getrocknet.
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Anschließend wurde der Keramikkörper in einer Stickstoffatmosphäre
bei einer Temperatur von 7000C wärmebehandelt. Eine Trichloräthylen lösung mit darin
gelöstem Wachs wurde kontinuierlich auf den Keramikkörper aufgesprUht und die Oberfläche
des Kupferfilms wurde in natUrlicher Weise getrocknet. Der auf dies Weise erhaltene
dielektrische Keramikkörper wurde einer natürlichen Atmosphäre ausgesetzt. Der Kupferfilm
wies keine Änderung auf, auch nachdem er einen Monat lang stehen gelassen worden
war, und behielt seine ausgezeichnete Lötbarkeit.
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Beispiel 10 Ein Körper vom Grenzschichttyp aus einer halbleitenden
Keramik des Strontiumtitanatsystems mit einem Durchmesser von 10,0 mm und einer
Dicke von 0,3 mm wurde hergestellt und der dabei erhaltene halbleitende Keromikkörper
wurde auf die Anode einer Dioden-Gleichstrom-Zerstäubungsapparatur aufgesetzt und
ein Target aus metallischem Kupfer wurde auf ihre'Kathode aufgesetzt. Danach wurde
in einer Glasglocke der Apparatur zuerst ein Hochvakuum erzeugt, dann wurde in die
Glasglocke Argon eingeleitet, bis das Vakuum 5 x 10 bis 5 x 10 Torr, beispielsweise
3 x 10 3 Torr, betrug. Dann wurde eine bleichstromspannung zwischen Kathode und
Anode angelegt, so daß eine elektrische Energie in einer Flächeneinheit des Targetsvon
beispielsweise 6 W/cm2 zugefUhrt werden konnte.
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Auf diese Weise wurde ein Kupferfilm auf die Oberfläche des hulbleitenden
Keramikkörpers unter Anwendung einer Zerstäubungsverfahrens aufgebracht. Danach
wurde Freongas in die Vakuumzelle eingeleitet und die Oberfläche des Kupferfilms
wurde dem Freongas ausgesetzt.
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Der dabei erhaltene holbleitende Keramikkörper wurde einer naturlichen
Atmosphäre
ausgesetzt. Auch nach l-monatiger Behandlung wies er keine Änderung auf und behielt
seine ausgezeichnete Lötbarkeit.
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Wie, aus den vorstehenden Beispielen hervorgeht, tritt auf der Oberfläche
des Kupferfilms auf dem Keramikkörper, nachdem dieser einer erfindungsgemäßen Behandlung
mit einer Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung ausgesetzt worden ist, kein Oxidationsphänomen
auf und die Lötbarkeit ist ausgezeichnet, so daß das erfindungsgeaäße Verfahren
zur Verhinderung der Oxidation eines Kupferfilms sehr vorteilhaft ist, insbesondere
in den Fällen, in denen der Kupferfilm einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
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Obgleich bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Kupferfilm
hergestellt wurde unter Anwendung'eines stromlosen Plottierungsverfahrens oder eines
Zerstöubungsverfahrens, kann noturlich der gleiche Effekt erzielt werden durch Anwendung
der vorliegenden Erfindung auf einen Kupferfilm, der unter Anwendung eines Vakuumaufdampf
verfahrens oder eines Ionenplattierungsverfahrens hergestellt worden ist.
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Obgleich vorstehend der Keramikkörper als dielektrischer Keramikkörper
oder halbleitender Keramikkörper vom Grenzflächentyp beschrieben worden ist, kann
natUrlich der gleiche Effekt auch erzielt werden durch Anwendung der vorliegenden
Erfindung auf einen Kupferfilm, der auf einen isolierenden Keramkkörper, einen Widerstandskeramikkörper
oder einen anderen halbleitenden Keromikkörper aufgebracht worden ist.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung eines Keramikkonden
sators, beispielsweise einer Keramik-Stromkreis-Komponente, auf das die vorliegende
Erfindung angewendet werden kann, näher beschrieben.
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Dabei wird das erFindungsgemäße Verfahren auf einen Teil des Verfahrens
zur Herstellung des Keramikkondensators angewendet.
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Die Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt einen Keramikkondensator
mit einem Keramikkörper 1, der beispielsweise das Aussehen einer Scheibe hat. Der
Keramikkörper 1 ist an seinen beiden größeren Oberflächen (Hauptoberflächen) mit
Elektroden 2 versehen, die einander gegenuberliegend angeordnet sind. Die Elektroden
2 bestehen aus Kupferfilmen. Durch Aufbringen eines Lötmittels 3 ist jeweils ein
Anschlußdraht (Bleidraht) 4 mit jeder Elektrode 2 verbunden. Die Anschlußdrähte
(Bleidrdhte) 4 werden in radialen Richtungen nach außen gefuhrt. Die so aufgebaute
Anordnung wird, wie durch eine gestrichelte Linie dargestellt, mit einem isolierenden
Harz 5 geformt. Natürlich sind die Anschlußdrähte (Bleidrähte) 4 so ausgebildet,
daß mindestens die Spitzenabschnitte derselben aus dem isolierenden Harz 5 herausragen.
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Ein Beispiel für das Verfahren zur Herstellung des Keramikkondensators
gemäß Fig. 1 ist in der Fig. 4 dargestellt. In der ersten Stufe 11 wird der Keromikkörper
hergestellt. In der zweiten Stufe 12 werden Vorbehandlungen vor Durchführung eines
stromlosen Plattierungsverfahrens durchgefuhrt. Die Vorbehandlungen umfassen ein
SpUleR, ein Aktivieren und ein'Waschen. Als dritte Stufe 13 wird die Oberfläche
des vorbehandelten Keramikkörpers einem stromlosen Kupferplattierungs verfahren
unterworfen, wobei auf die gesamte Oberfläche des Keramikkörpers ein Kupferplattierungsfilm
aufgebracht wird. Als vierte Stufe 14 wird der Koramikkörper mit dem darauf befindlichen
Kupferfilm gewaschen. Als fünfte Stufe 15 wird der Kupferfilm einer Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
ausgesetzt. In der fUnften Stufe 15 können verschiedene Arten von Kohlenwasserstoffhalogenidverbindungen
oder
Lösungen von Kohlenwasserstoffhalogenidverbindungen, wie vorstehend
angegeben, verwendet werden. Außerdem können verschiedene Methoden angewendet werden,
um den kupferplattierten Keramikkörper der Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
oder dgl. auszusetzen.
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Das nach Durchführung der fünften Stufe 15 erhaltene Zwischenprodukt
ist in der Fig. 2 dargestellt. Das Zwischenprodukt weist den auf die gesamte Oberfläche
des Keramikkörpers aufgebrachten Kupferfilm 6 auf.
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Die sechste Stufe 16 wird so durchgefUhrt, daß der auf der gesamten
Oberfläche des Zwischenproduktes befindliche Kupferfilm 6 zu einander gegenüberliegenden
Elektroden eines Kondensators fUhren kann.
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Die Fig. 3 zeigt den Zustand nach Beendigung der sechsten Stufe 16.
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In der sechsten Stufe 16 wird die äußere periphere Stirnfläche des
in der Fig. 2 dargestellten Zwischenproduktes geschliffen und der Keramikkörper
1 wird in seiner Stirnfläche freigelegt. Die Folge davon ist, daß der auf die gesamte
Oberfläche des Keramikkörpers 1 aufgebrachte Kupferfilm 6 zu zwei Elektroden 2 wird,
die einander gegenuberliegen. Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung entspricht dem
Keramikkörper 1 und den einander gegenüberliegenden Elektroden 2, wie in der Fig.
1 dargestellt. Dann werden die siebte Stufe 17 und die achte Stufe 18 in der genannten
Reihenfolge durchgeführt, wobei man den in der Fig. 1 dargestellten Keramikkondensator
erhält.
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Ein Teil A des Verfahrens zur Herstellung eines Keramikkondensators,
der der fünften Stufe 15 entspricht, wie sie in der Fig. 4 dargestellt ist, kann
durch einen Teil A eines Verfahrens, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, oder einen
Teil A2 eines Verfahrens, wie es in der Fig. 6 dargestellt ist, ersetzt werden.
Tm Ubrigen untsprechen in den Fig. 5 und 6 die dort angegebenen Stufen der ersten
Stufe 11 bis
zur dritten Stufe 13 und die siebte Stufe 17 und die
achte Stufe 18, die in dem Fließdiagramm gemäß Fig. 4 angegeben sind, werden weggelassen.
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In der Fig. 5 wird eine Wärmebehandlungsstufe 19 nach der Waschstufe
14 durchgefuhrt. Nach der Wärmebehandlungsstufe 19 wird eine Stufe 20 durchgefUhrt,
in der auf den Keramikkörper eine Kohlenwasserstoffhalo genidverbindung einwirken
gelassen wird. Die Wärmebehandlungsstufe i9 wird durchgefuhrt, um eine Verdichtung,
Metallisierung, Verbesserung der Haftung und Stabilisierung des in der stromlosen
Plattierungsstufe 13 gemäß Fig. 4 gebildeten Kupferplattierungsfilmes zu erzielen.
Im allgemeinen wird die Wärmebehandlung in einer inerten Atmosphäre durchgeführt,
so daß der Kupferfilm nicht mit Sauerstoff reagieren kann. Die sich daran anschließende
Stufe 20 des Einwirkenlassens einer Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung ist wirksamer,
insbesondere nach der vorstehend beschriebenen Wärmebehandlungsstufe 19. Der Grund
ist der, daß ein wärmebehandelter Kupferfilm mehr dazu neigt, oxidiert zu werden
und seine Eigenschaften in Abhängigkeit von der Zeit zu verändern1 als ein Kupferfilm,
der nicht wörmebehandelt worden ist. Bei Durchführung der Stufe 20 mit demwE;nwirkenlassen
der Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung ist es möglich, die Oberfläche des wärmebehandelten
Kupferfilms gegen Oxidation zu schutzen und sie zu stabilisieren, dadurch kann der
Kupferfilm über einen längeren Zeitraum hinweg aufbewahrt werden und außerdem weist
der gleiche Kondensator mit dem darauf aufgebrachten Kupferfilm eine höhere Zuverlässigkeit
auf. Die sich daran anschließenden Stufen sind die gleichen wie diejenigen gemäß
Fig. 4.
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In der Fig. 6 wird die Stufe 21 des Einwirkenlassens einer Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung
nach der Waschstufe 14 durchgeführt.
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Das Verfahren vor Durchführung der Stufe 21 ähnelt demjenigen, wie
es in Fig. 4 dargestellt ist. Dann wird die Wärmebehandlungsstufe 22 durchgeftihrt.
Die Wärmebehandlungsstufe 22 entspricht der in Fig. 5 dargestellten Wärmebehandlungsstufe
19. Nach Durchführung der Wärmebehandlungsstufe 22 wird die Stufe 23 durchgefUhrt,
in der die Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung einwirken gelassen wird. Die Stufe,
in der die Kohlenwasserstoffhalogenidverbindung einwirken gelassen wird, ist die
gleiche wie diejenige der entsprechenden Stufe 20 in der Fig. 5. Die sich daran
anschließenden Stufen sind die gleichen wie in dem Verfahren gemäß Fig. 4.
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Die Erfindung wurde zwar vorstehend an Hand bevorzugter Ausfuhrungsformen
näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf
keineswegs beschränkt ist, sindern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und
modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung
verlassen wird.