GRÜNBICHLER HERMANN (AT)
DE112014002548T5 | 2016-03-03 | |||
US20080115876A1 | 2008-05-22 | |||
EP0288212A1 | 1988-10-26 | |||
US20170069427A1 | 2017-03-09 | |||
US20070253140A1 | 2007-11-01 | |||
FR2799301B1 | 2004-04-09 | |||
DE112012000669T5 | 2013-10-31 | |||
FR2799301B1 | 2004-04-09 |
Patentansprüche 1. Keramisches Bauelement aufweisend einen keramischen Grundkörper (1), der als Hauptbestandteil ein Keramikmaterial mit der allgemeinen Summenformel AxByC]__x-vTi]__y+w03 * (MngPgC^z * Du aufweist, wobei - A eine erste Dotierung ist, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von ersten Metallen, umfassend Neodym, Praseodym, Cer und Lanthan, - B eine zweite Dotierung ist, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von zweiten Metallen, umfassend Niob, Tantal und Vanadium, - C eine Hauptkomponente eines Basiskeramikmaterials ist, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von dritten Metallen, umfassend Kalzium, Strontium und Barium - und D ein Zusatzstoff ist, der wenigstens eine erste Verbindung umfasst, die ein viertes Metall enthält, das ausgewählt ist aus einer Gruppe von vierten Metallen, umfassend Aluminium, Nickel und Eisen, wobei x der Mengenanteil an A ist, y der Mengenanteil an B ist, v der Mengenanteil an A-Vakanzen ist, w der Mengenanteil eines Titanüberschusses ist, z der Mengenanteil an MngPgO7 ist, u der Mengenanteil an D ist und für die Mengenanteile gilt : 0,0 < x < 0,1, 0,0 < y < 0,1, 0 < v < 1 , 5*x, 0 < w < 0,05, 0,01 < z < 0,1, 0 < u < 0,05. 2. Keramisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei die erste Dotierung mindestens zwei erste Metalle umfasst und/oder die zweite Dotierung mindestens zwei zweite Metalle umfasst und/oder die Hauptkomponente des Basiskeramikmaterials mindestens zwei dritte Metalle umfasst. 3. Keramisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Zusatzstoff mindestens eine erste Verbindungen und eine zweite Verbindung umfasst, die jeweils ein viertes Metall enthalten, wobei die erste Verbindung ein viertes Metall enthält, das verschieden ist von dem vierten Metall, das in der zweiten Verbindung enthalten ist. 4. Keramisches Bauelement nach einem Ansprüche 1 bis 3, wobei der keramische Grundkörper (1) eine Vielzahl von keramischen Schichten und Innenelektroden (2), die zwischen den keramischen Schichten angeordnet sind, aufweist, wobei die Innenelektroden (2) als Hauptbestandteil Nickel enthalten . 5. Keramisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das keramische Bauelement als Kondensator ausgebildet ist . 6. Keramisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der keramische Grundkörper (1) eine Sinterdichte von mehr als 90 % aufweist. 7. Verfahren zur Herstellung eines keramischen Bauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren folgende Teilschritte aufweist: - Bereitstellen eines Basiskeramikmaterials mit der allgemeinen Summenformel CTiOg, wobei C eine Hauptkomponente des Basiskeramikmaterials ist, die ein drittes Metall umfasst, das ausgewählt ist aus einer Gruppe von dritten Metallen, umfassend Kalzium, Strontium, Barium, - Zugabe von MngPgO7, einem ersten Dotierstoff, der ein erstes Metall enthält und/oder einem zweiten Dotierstoff, der ein zweites Metall enthält und/oder einer Ti-haltigen Verbindung und/oder einem Zusatzstoff, der wenigstens eine erste Verbindung umfasst, die ein viertes Metall enthält, zu dem Keramikmaterial, mit anschließendem Mischen, um eine Mischung zu erhalten, wobei das erste Metall ausgewählt ist aus einer Gruppe von ersten Metallen, umfassend Neodym, Praseodym, Cer und Lanthan, das zweite Metall ausgewählt ist aus einer Gruppe von zweiten Metallen, umfassend Niob, Tantal und Vanadium, das dritte Metall ausgewählt ist aus einer Gruppe von dritten Metallen, umfassend Kalzium, Strontium und Barium und das vierte Metall ausgewählt ist aus einer Gruppe von vierten Metallen, umfassend Aluminium, Nickel und Eisen, - Mahlen der Mischung, um eine gemahlene Mischung zu erhalten, - Herstellen von keramischen Grünfolien aus der gemahlenen Mischung, - Aufbringen von Innenelektroden auf die keramischen Grünfolien, - Stapeln der keramischen Grünfolien, um einen Grünfolienstapel zu erhalten, - Pressen des Grünfolienstapels, um einen gepressten Grünfolienstapel zu erhalten, - Vereinzelung des gepressten Stapels um vereinzelte grüne Bauteile zu erhalten. - Entkohlen der vereinzelten Bauteile, um entkohlte Bauteile zu erhalten, - Sintern der entkohlten Bauteile, um gesinterte Bauteile zu erhalten, - Tempern der gesinterten Bauteile um keramische Grundkörper zu erhalten, - Aufbringen und Einbrennen von Metallisierungen auf Außenflächen der keramischen Grundkörper, um keramische Bauelemente zu erhalten. 8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Hauptkomponente des Basiskeramikmaterials mindestens zwei dritte Metalle umfasst. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der erste Dotierstoff mindestens zwei erste Metalle enthält und/oder der zweite Dotierstoff mindestens zwei zweite Metalle enthält. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei Zusatzstoffe zugegeben werden, die wenigstens Aluminium und Nickel umfassen. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 10, wobei für das Aufbringen der Innenelektroden (2) eine metallhaltige Paste, die Nickel enthält, verwendet wird. 12. Verfahren nach Anspruch 7 bis 11, wobei der entkohlte Grünfolienstapels bei einer Temperatur zwischen 1200 und 1250 °C und bei einer Haltezeit von ein bis fünf Stunden gesintert wird. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der entkohlte Grünfolienstapel in einer reduzierenden Atmosphäre gesintert wird. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei auf den keramischen Grundkörper (1) eine Passivierung (4) aus Glas aufgebracht wird. |
Keramisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung des keramischen Bauelements
Die Erfindung betrifft ein keramisches Bauelement, das einen keramischen Grundkörper umfasst, der ein Keramikmaterial aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des keramischen Bauelements.
Keramische Bauelemente sind weit verbreitete Bauteile für elektronische Bauelemente. Aufgrund stetig steigender
Anforderungen bezüglich der Miniaturisierung und
Leistungsfähigkeit der elektronischen Bauteile müssen immer kleinere keramische Bauteile bereitgestellt werden. Eine Verringerung der Bauteilgröße der keramischen Bauelemente, die auf herkömmlichen Keramikmaterialien basieren, kann aber einen negativen Einfluss auf, insbesondere, elektrische Eigenschaften des keramischen Bauelements haben. So, kann beispielsweise eine Größenverringerung eines Kondensators, der auf einem herkömmlichen Keramikmaterial basiert, dazu führen, dass die Empfindlichkeit gegenüber elektrostatischen Entladungen ( electrostatic discharge; ESD) innerhalb des Kondensators zunimmt. Durch ein ESD kann der Kondensator unbrauchbar werden.
Ein erstes Beispiel eines keramischen Bauteils nach dem bisherigen Stand der Technik findet sich in der Druckschrift DE 11 2012 000 669 T5.
DE 11 2012 000 669 T5 beschreibt einen laminierten
Halbleiterkeramikkondensator mit Varistorfunktion sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben. Insbesondere ist eine SrTi0 3 -basierte korngrenzenisolierte Halbleiterkeramik für die Varistorfunktion offenbart. DE 11 2012 000 669 T5
offenbart für eine Ausführungsform, dass der entsprechenden Halbleiterkeramik ein Dotierstoff zugegeben wird, der unter anderem aus Lanthan, Neodym, Niob und Tantal ausgewählt ist.
Ein zweites Beispiel eines keramischen Bauteils nach dem bisherigen Stand der Technik findet sich in der Druckschrift FR 2 799 301 Bl.
FR 2 799 301 Bl beschreibt einen nichtlinearen elektrischen Widerstand, der zum Schutz eines elektrischen Stromnetzes gegen elektrische Überspannung verwendet werden kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen. FR 2 799 301 Bl offenbart, dass der nichtlineare elektrische Widerstand
Zinkoxid als Hauptkomponente aufweist, und an den Seiten des nichtlinearen elektrischen Widerstandskörpers hochohmige Schichten ausgebildet sind. FR 2 799 301 Bl offenbart
weiterhin, dass dem nichtlinearen elektrischen Widerstand Manganpyrophosphat zugegeben werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein keramisches Bauelement bereitzustellen, das einen keramischen Grundkörper umfasst, der als Hauptkomponente ein verbessertes
Keramikmaterial enthält. Ferner ist es Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des keramischen Bauelements bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden durch ein keramisches Bauelement nach Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen des keramischen Bauelements und Verfahren zur Herstellung des keramischen Bauelements sind weiteren Ansprüchen zu entnehmen. Es wird ein keramisches Bauelement aufweisend einen keramischen Grundkörper bereitgestellt, wobei der keramische Grundkörper als Hauptbestandteil ein Keramikmaterial enthält, das die allgemeine Summenformel A x ByC ] __ x-v Ti ] __y +w 03 *
(MngPgC^z * Du aufweist. In der allgemeinen Summenformel ist A eine erste Dotierung, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von ersten Metallen umfassend Neodym, Praseodym, Cer und Lanthan. Ferner ist B eine zweite Dotierung, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von zweiten Metallen umfassend Niob, Tantal und Vanadium. Weiterhin ist C eine Hauptkomponente eines Basiskeramikmaterials, die ausgewählt ist aus einer Gruppe von dritten Metallen umfassend Kalzium, Strontium und Barium. Zusätzlich ist D ein Zusatzstoff, der wenigstens eine erste Verbindung umfasst, die ein viertes Metall enthält, das ausgewählt ist aus einer Gruppe von vierten Metallen
umfassend Aluminium, Nickel und Eisen. Weiterhin ist x der Mengenanteil an A, y der Mengenanteil an B, v der
Mengenanteil an A-Vakanzen, w der Mengenanteil eines
Titanüberschusses, z der Mengenanteil an MngPgO7 und u der Mengenanteil an D. Für die Mengenanteile gilt:
0,0 < x < 0,1,
0,0 < y < 0,1,
0 < v < 1 , 5*x,
0 < w < 0,05,
0,01 < z < 0,1,
0 < u < 0,05.
Hier und im Folgenden soll als Basiskeramikmaterial eine Basisverbindung mit der allgemeinen Summenformel CTiC>3 verstanden werden, wobei C eine Hauptkomponente des
Basiskeramikmaterials ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe von dritten Metallen. Außerdem soll hier und im Folgenden als eine erste Dotierung ein erstes Metall verstanden werden, das im Kristallgitter des Basiskeramikmaterials Gitterplätze eines dritten Metalls, besetzt .
Ferner soll hier und im Folgenden unter einer zweiten
Dotierung ein zweites Metall verstanden werden, das in dem Kristallgitter des Basiskeramikmaterials Gitterplätze des Titans besetzt.
In einer Ausführungsform des Keramikmaterials umfasst das Keramikmaterial das Basiskeramikmaterial inklusive der ersten Dotierung und der zweiten Dotierung, sowie wenigstens einen Zusatzstoff und Manganpyrophosphat mit der Summenformel
MngPgO? ·
Die Mengenanteile der ersten Dotierung, der zweiten Dotierung und des Zusatzstoffs können jeweils auch den Wert null annehmen. Mit anderen Worten, das Keramikmaterial kann, neben dem Basiskeramikmaterial, auch nur die erste Dotierung oder die zweite Dotierung oder den Zusatzstoff enthalten. Ferner kann das Keramikmaterial, zusätzlich zum
Basiskeramikmaterial, auch nur die erste Dotierung und den Zusatzstoff oder nur die zweite Dotierung und den Zusatzstoff enthält. Weiterhin kann das Keramikmaterial nur das
Basiskeramikmaterial inklusive der ersten und der zweiten Dotierung enthalten. In diesem Fall enthält das
Keramikmaterial keinen Zusatzstoff. In allen vorher genannten Ausführungsformen enthält das Keramikmaterial
Manganpyrophosphat mit einem Mengenanteil, der größer null ist. Mit anderen Worten, Manganpyrophosphat ist immer in dem Keramikmaterial enthalten. Ferner kann die erste Dotierung mindestens zwei erste Metalle umfassen, die zweite Dotierung mindestens zwei zweite Metalle umfassen und die Hauptkomponente des Basiskeramikmaterials mindestens zwei dritte Metalle umfassen.
Weiterhin kann der Zusatzstoff mindestens eine erste
Verbindung und eine zweite Verbindung umfassen, die jeweils ein viertes Metall enthalten, wobei die erste Verbindung ein viertes Metall enthält, das verschieden ist von dem vierten Metall, das in der zweiten Verbindung enthalten ist. Mit anderen Worten, die erste Verbindung enthält ein anderes viertes Metall als die zweite Verbindung. Als erste und zweite Verbindung können Metalloxide verwendet werden, die wenigsten ein viertes Metall enthalten.
Vorzugsweise weist das Keramikmaterial eine der
Zusammensetzungen auf, die in unten stehender Tabelle 1 dargestellt sind. Tabelle 1
In der Tabelle 1 steht Bg für ein zweites Metall und Bg für ein weiteres zweites Metall, die in der zweiten Dotierung B enthalten sind, wobei die Koeffizienten yg und yg die
jeweiligen Mengenanteile der zweiten Metalle Bi und B 2 in der zweiten Dotierung B sind. Die Summe der Koeffizienten yg und yg ergibt den Mengenanteil y der zweiten Dotierung in dem Keramikmaterial .
Weiterhin steht Cg für ein drittes Metall, Cg für ein
weiteres drittes Metall und C3 für ein zusätzliches drittes
Metall, die in der Hauptkomponente C des Basismaterials enthalten sind. Die Werte für Cg Cg und C3 stehen für den Mengenanteil des jeweiligen dritten Metalls in der
Hauptkomponente C, wobei die Summe der Werte 1 ergibt.
Ferner steht Dg für ein viertes Metall und Dg für ein
weiteres viertes Metall, die in dem Zusatzstoff D enthalten sind. Die Summe der Koeffizienten ug und ug ergibt den
Mengenanteil u des Zusatzstoffs in dem Keramikmaterial.
Es muss erwähnt werden, dass die Mengenanteile für die
Komponenten des Keramikmaterials entsprechend den in Tabelle 1 aufgeführten Beispielen 1 bis 7 jeweils um bis zu 10 % variieren können. So kann beispielsweise der Mengenanteil der ersten Dotierung x für das Beispiel 1 nicht nur den Wert von 0,02 aufweisen. Vielmehr kann x auch alle Werte zwischen 0,018 und 0,022 aufweisen. In analoger Weise können auch alle anderen in Tabelle 1 aufgeführten Werte für die jeweiligen Mengenanteile um bis zu 10 % variieren. Vorteilhafte
Mengenanteile variieren um bis zu 5 %um die in der Tabelle angegebenen Werte. Beispielsweise bedeutet das für den Mengenanteil der ersten Dotierung x in Beispiel 1, dass x alle Werte zwischen 0,019 und 0,021 annehmen kann.
Weiterhin kann der keramische Grundkörper des keramischen Bauelements eine Vielzahl von keramischen Schichten, die gleich oder unterschiedlich sein können, und Innenelektroden, die zwischen den keramischen Schichten angeordnet sind, aufweisen, wobei die Innenelektroden als Hauptbestandteil Nickel enthalten.
Ferner kann das keramische Bauelement als ein Kondensator ausgebildet sein. Insbesondere kann das keramische Bauelement als ein Mehrschichtkondensator ausgebildet sein. Der
Mehrschichtkondensator weist einen keramischen Grundkörper mit einer Vielzahl von keramischen Schichten und
Innenelektroden, die zwischen den keramischen Schichten angeordnet sind, auf. Vorzugweise enthalten die
Innenelektroden Nickel.
Durch das Manganpyrophosphat in dem Keramikmaterial ist es möglich, schon bei relativ niedrigen Sintertemperaturen von 1200°C oder weniger einen dicht gesinterten keramischen
Grundkörper zu erhalten. Unter einem dicht gesinterten keramischen Grundkörper soll hier und im Folgenden ein
Grundkörper zu verstehen sein, der eine Sinterdichte von 90% oder mehr aufweist.
Die Erfinder erklären den positiven Effekt des
Manganpyrophosphats damit, dass das Manganpyrophosphat ein Sinterhilfsmittel ist, welches schon bei einer Temperatur unter 1100°C bei reduzierenden Bedingungen kongruent
schmilzt. Kongruent schmelzen bedeutet, dass das
Manganpyrophosphat bei dem genannten Schmelzpunkt ohne Zersetzung komplett flüssig wird. Dies hat zur Folge, dass sich das geschmolzene Manganpyrophosphat homogen in dem keramischen Grundkörper verteilt und somit zu einer sehr homogenen und hohen Verdichtung des keramischen Grundkörpers führt .
Durch die Verringerung der Sintertemperatur durch das
Manganpyrophosphat ist es möglich, das Kornwachstum beim Sintern des keramischen Grundkörpers zu kontrollieren, wodurch die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des keramischen Grundkörpers verbessert werden.
Weiterhin ermöglicht die verringerte Sintertemperatur die Verwendung von nickelhaltigen Innenelektroden, da diese bei der verringerten Sintertemperatur nicht schmelzen. Da Nickel kostengünstiger ist als die Metalle, die herkömmlicherweise für die Innenelektroden verwendet werden, wie beispielsweise Gold, Silber oder Palladium, können die Kosten für das keramische Bauteil insgesamt niedrig gehalten werden.
Da das Keramikmaterial eine Hauptkomponente eines keramischen Grundkörpers sein kann, der Teil eines Kondensators,
insbesondere eines Mehrschichtkondensators ist, lässt sich ein Mehrschichtkondensator bereitstellen der auch bei kleiner Kondensatorgröße, gegenüber ESD robust ist und Ni-haltige Innenelektroden aufweist. Dadurch ist der
Mehrschichtkondensator zuverlässig und kostengünstig.
Als kleine Kondensatorgröße soll eine Bauform vom Typ 0603 oder kleiner betrachtet werden. Weiterhin soll unter einem Kondensator, der kaum zu einem ESD neigt, ein Kondensator verstanden werden, der eine Bauform vom Typ 0603 oder kleiner aufweist, eine Kapazität von unter 10 nF und eine ESD- Spannung von mehr als 8 kV aufweist. Vorzugsweise weist der Kondensator, der gegenüber ESD robust ist, eine Kapazität von 1 nF und eine ESD-Spannung von mehr als 20 kV auf. Die ESD- Spannung ist diejenige Spannung mit der ich das Bauteil belasten kann, ohne es zu beschädigen. Je höher die ESD- Spannung ist, desto höher kann ich das Bauteil ohne Schäden belasten .
Ferner gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung eines keramischen Bauelements an. Dieses
Verfahren umfasst folgende Teilschritte:
- Bereitstellen eines Basiskeramikmaterials mit der
allgemeinen Summenformel CTiOg,
wobei C eine Hauptkomponente des Basiskeramikmaterials ist, die ein drittes Metall umfasst, das ausgewählt ist aus einer Gruppe von dritten Metallen, umfassend
Kalzium, Strontium, Barium,
- Zugabe von MngPgOir einem ersten Dotierstoff, der ein erstes Metall enthält und/oder einem zweiten
Dotierstoff, der ein zweites Metall enthält und/oder einer Ti-haltigen Verbindung und/oder einem Zusatzstoff, der wenigstens eine erste Verbindung umfasst, die ein viertes Metall enthält, zu dem Keramikmaterial, mit anschließendem Mischen, um eine Mischung zu erhalten, wobei das erste Metall ausgewählt ist aus einer Gruppe von ersten Metallen, umfassend Neodym, Praseodym, Cer und Lanthan, das zweite Metall ausgewählt ist aus einer Gruppe von zweiten Metallen, umfassend Niob, Tantal und Vanadium, das dritte Metall ausgewählt ist aus einer Gruppe von dritten Metallen, umfassend Kalzium,
Strontium und Barium und das vierte Metall ausgewählt ist aus einer Gruppe von vierten Metallen, umfassend Aluminium, Nickel und Eisen, - Mahlen der Mischung, um eine gemahlene Mischung zu erhalten,
- Herstellen von keramischen Grünfolien aus der gemahlenen Mischung,
- Aufbringen von Innenelektroden auf die keramischen
Grünfolien,
- Stapeln der keramischen Grünfolien, um einen
Grünfolienstapel zu erhalten,
- Pressen des Grünfolienstapels, um einen gepressten
Grünfolienstapel zu erhalten,
- Vereinzelung des gepressten Stapels um vereinzelte grüne Bauteile zu erhalten.
- Entkohlen der vereinzelten Bauteile, um entkohlte
Bauteile zu erhalten,
- Sintern der entkohlten Bauteile, um gesinterte Bauteile zu erhalten,
- Tempern der gesinterten Bauteile um keramische
Grundkörper zu erhalten,
- Aufbringen und Einbrennen von Metallisierungen auf
Außenflächen der keramischen Grundkörper, um keramische Bauelemente zu erhalten.
Als erster Dotierstoff soll hier und im Folgenden ein Stoff betrachtet werden, der wenigstens ein erstes Metall enthält, das Bestandteil der ersten Dotierung ist.
Als zweiter Dotierstoff soll hier und im Folgenden ein Stoff betrachtet werden, der wenigstens ein zweites Metall enthält, das Bestandteil der der zweiten Dotierung ist. Als erster Dotierstoff kann wenigstens ein Oxid eines ersten Metalls verwendet werden, wobei das erste Metall ausgewählt ist aus der Gruppe von ersten Metallen.
Als zweiter Dotierstoff kann wenigstens ein Oxid eines zweiten Metalls verwendet werden, wobei das zweite Metall ausgewählt ist aus der Gruppe der zweiten Metalle.
Ferner kann dem Basiskeramikmaterial ein erster und/oder ein zweiter Dotierstoff zugegeben werden, wobei der erste
Dotierstoff mindestens zwei erste Metalle enthält und der zweite Dotierstoff mindestens zwei zweite Metalle enthält.
Mit anderen Worten, der erste Dotierstoff umfasst wenigstens eine Komponente, die wenigstens zwei verschiedene erste
Metalle enthält. Vorzugsweise kann der erste Dotierstoff eine erste Komponente und eine zweite Komponente enthalten, wobei die erste Komponente ein erstes Metall enthält, das von dem ersten Metall, das in der zweiten Komponente enthalten ist, verschieden ist. Analog verhält es sich mit dem zweiten
Dotierstoff, wobei statt erste Metalle zweite Metalle
enthalten sind.
Ferner kann die Hauptkomponente des Basiskeramikmaterials mindestens zwei dritte Metalle umfassen.
Weiterhin kann dem Basiskeramikmaterial ein Zusatzstoff zugegeben werden, der wenigstens Aluminium und Nickel umfasst. Mit anderen Worten, der Zusatzstoff kann eine erste Verbindung umfassen, die wenigstens Aluminium und Nickel enthält. Vorzugsweise kann der Zusatzstoff eine erste
Verbindung und eine zweite Verbindung umfassen, wobei die erste Verbindung Nickel und die zweite Verbindung Aluminium enthält oder umgekehrt. Ferner kann für das Aufbringen der Innenelektroden eine metallhaltige Paste, die Nickel enthält, verwendet werden.
Weiterhin kann der entkohlte Grünfolienstapel bei einer
Temperatur zwischen 1200 und 1250 °C und bei einer Haltezeit von ein bis fünf Stunden gesintert werden. Vorzugsweise wird der entkohlte Grünfolienstapel entweder bei 1200 °C ,1250 °C oder bei einer Temperatur dazwischen für vier Stunden
gesintert
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur
Herstellung des keramischen Bauelements kann der entkohlte Grünfolienstapel in einer reduzierenden Atmosphäre gesintert werden. Eine reduzierende Atmosphäre soll hier und im
Folgenden eine Atmosphäre sein, die eine Oxidation des
Keramikmaterials und der Nickel-Innenelektroden insbesondere durch den Luftsauerstoff, verhindert.
Weiterhin kann das Tempern an Luft erfolgen um das gesinterte Bauteil zu reoxidieren. Durch diesen Schritt können,
beispielsweise bei einem Kondensator, elektrische
Eigenschaften des Kondensators, wie die Robustheit des
Kondensators gegenüber einem ESD, eingestellt werden.
Ferner kann auf dem keramischen Grundkörper eine Passivierung aus Glas aufgebracht werden. Durch die Passivierung wird der keramische Grundkörper vor äußeren Einflüssen, wie
Feuchtigkeit oder Temperaturschwankungen, geschützt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einem
Ausführungsbeispiel mit der dazugehörigen Figur näher
beschrieben . Figur 1 zeigt ein keramisches Bauelement aufweisend einen keramischen Grundkörper.
Die Figur und die Größenverhältnisse in der Figur sind nicht maßstabsgetreu .
Figur 1 zeigt ein keramisches Bauelement aufweisend einen keramischen Grundkörper 1 mit innenliegenden Innenelektroden 2 und zwei Metallisierungen 3, die an zwei gegenüberliegenden Außenflächen 1 ' des keramischen Grundkörpers 1 angebracht sind. Weiterhin weist der keramische Grundkörper 1 eine
Passivierung 4 aus Glas auf. Das keramische Bauelement ist als Mehrschichtkondensator ausgebildet. Der keramische
Grundkörper enthält als Hauptbestandteil ein Keramikmaterial mit der Summenformel
(MngPgO? ) 0 , 01 · unc ^ entspricht damit der Zusammensetzung des ersten Beispiels das in Tabelle 1 gezeigt ist.
Für die Herstellung des keramischen Grundkörpers wurde für ein Ausführungsbeispiel ein Basiskeramikmaterial mit der Summenformel Bag r gSrg r gTiOg bereitgestellt. Zu dem
Basiskeramikmaterial wurde Lanthanoxid als erster
Dotierstoff, Titandioxid als titanhaltige Verbindung und Manganpyrophosphat zugegeben. Die Summe der Mengenanteile des Basiskeramikmaterials, des ersten Dotierstoffs, der
titanhaltigen Verbindung und des Manganpyrophosphats ergibt 100 Mol-%. Somit ergibt sich für den Mengenanteil der
Basisverbindung ein Wert von 97 Mol-%, für den Mengenanteil des ersten Dotierstoffs ein Wert von 1 Mol-%, für den
Mengenanteil der titanhaltigen Verbindung ein Wert von 1,5 Mol-% und für den Mengenanteil an Manganpyrophosphat ein Wert von 0,5 Mol-%. Anschließend wurden das Basiskeramikmaterial, der erste Dotierstoff, die titanhaltige Verbindung und das Manganpyrophosphat miteinander vermischt und gemahlen, um eine gemahlene Mischung zu erhalten. Aus der gemahlenen Mischung wurden keramische Grünfolien hergestellt auf die, mittels einer metallhaltigen Paste, die Nickel enthält, Innenelektroden aufgebracht wurden. In einem nächsten Schritt wurden die bedruckten Grünfolien zu einem Grünfolienstapel gestapelt und gepresst, um einen gepressten Grünfolienstapel zu erhalten. Danach wurde der gepresste Grünfolienstapel vereinzelt und dann die vereinzelten
Bauteile bei 600 °C entkohlt und bei 1250 °C für vier Stunden in einer reduzierenden Atmosphäre gesintert, um einen
keramischen Grundkörper 1 zu erhalten. In einem weiteren Schritt wurden auf zwei gegenüberliegenden Außenflächen 1' des keramischen Grundkörpers 1 Metallisierungen 3
aufgebracht. Zuletzt wurde der keramische Grundkörper 1 mit einer Passivierung 4 aus Glas überzogen. Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere kann das Keramikmaterial eine
Zusammensetzung aufweisen, die den Beispielen 2 bis 7 aus Tabelle 1 entspricht. Das Keramikmaterial kann aber auch eine Zusammensetzung aufweisen, die verschieden ist, von den
Zusammensetzungen, die in den Bespielen 1 bis 7 in Tabelle 1 gezeigt werden, wobei die Beispiele 1 bis 7 als bevorzugt erachtet werden. Auch ist die Anwendung des Keramikmaterials nicht auf einen Kondensator beschränkt. Bezugszeichenliste
1 keramischer Grundkörper 1 Außenfläche
2 Innenelektroden
3 Außenmetallisierung
4 Passivierung