Oxid-Keramik - Keramik: Wie ein alter Werkstoff hochmodern wird - page 131

Tab. 5.2 Eigenschaften typischer keramischer Substratmaterialien, Veröffentlichung

mit freundlicher Genehmigung des HvB-Verlags, Ellerau [ 1 , 70. Erg.-Lfg., Ab-
schn. 3.6.1.2, Tabelle 1]
Eigenschaft Dimension Al 2 O 3 AlN LTCC Mullit SiC BeO Si

10 6 K 1 Thermischer

Ausdehnungs-
koeff.

6,5 4,2 5,8 3,9 3,7 6,8 3,4

Wärmeleit-
fähigkeit

W m 1 K 1 25 230 3 4 250 290 125

Biegebruch-
festigkeit

MPa 350 350 210 220 450 250 100

Permittivität bei
1MHz

9,4 8,8 7,8 6,3 40 6,8 12

10 3 Dielektrischer

Ve r l u s t b e i
1MHz

0,3 0,3 2 3 5 0,4 n. b.

Keramik ist in Deutschland wegen der Toxizität des Ausgangspul-
vers verboten. In den USA existieren total gekapselte Verfahren zur
Herstellung der Substrate. Da Geräteimporte aus den USA mit leistungs-
elektronischen Schaltkreisen durchaus BeO-Substrate enthalten können,
ist der Werkstoff in Tab. 5.2 ebenfalls angeführt.
Das Sintern aller in Tab. 5.2 genannten Keramiken erfordert Tempera-
turen über 1600 °C. Auf die bereits gesinterten Substrate wurden anfäng-
lich elektrische Leiterbahnen, z. B. aus Aluminium, Kupfer, Silber und
manchmal Gold, aufzutragen. Dafür bietet sich die Siebdrucktechnik an,
die es gestattet, das gewünschte Muster der Leiterbahnen und auch Kon-
taktstellen in einem einzigen Vorgang aufzudrucken. Diese Leiterbahnen
mussten in einem zweiten Erhitzungsprozess eingebrannt werden. Das
verteuerte die Fertigung zusätzlich. In der Regel wurden dann mittels
Aufbau- und Verbindungstechnik Schaltkreise, Kondensatoren, Wider-
stände, Sensoren usw. auf dem Substrat befestigt - also ein weiterer
Fertigungsschritt, wiederum mit Wärmeeinwirkung verbunden.
Darum wurde überlegt, ob man nicht die elastische Folie, die am
Ende eines Zyklus' der Doctor-blade-method vorliegt, bereits im nicht
gebrannten , elastisch-plastischen Zustand bedruckt und anschließend in