[发明专利]在陶瓷基材上的金属层

说明书

本发明涉及在陶瓷基材上的金属层。具体地，本发明涉及在陶瓷基材上制备可焊接和可钎焊的金属层用于电接触的方法以及具有这样的金属层的陶瓷基材。

本发明申请是PCT专利申请PCT/EP2014/059858，国际申请日为2014年05月14日、发明名称为“在陶瓷基材上的金属层”的发明专利申请的分案申请，母案进入中国的申请号为201480031821.X。

技术领域

本发明涉及在陶瓷基材上制备金属层用于电接触的方法以及具有金属层的陶瓷基材。本发明特别涉及在陶瓷基材上制备可焊接和可钎焊的金属层。

背景技术

施加在陶瓷导体板上的有源和无源电子元件通常通过焊料钎焊或焊接在该导体板上。为此，这些元件和导体板必须具有可钎焊或可焊接的金属，该金属例如与常规的焊料，特别是SnAgCu-合金结合成合金。

无源电元件，例如线圈管包括陶瓷绝缘体（芯），其被导电金属线（通常由铜制成）缠绕。线圈（即导电线圈线）的电接合通过施加在该陶瓷绝缘体上的金属层进行。该金属层不仅用于线圈线的电接合，还用于将线圈线固定在线圈管上。所述线圈线通常借助摩擦焊接与施加在陶瓷上的金属层接合。通过相同的金属层也可以将电元件例如电接合到导体板上。

在电元件上和在导体板上的金属层因此必须含有可钎焊和/或可焊接的导电金属，例如铜、镍、金或银。

然而，所述金属，特别是导电良好的和可以很好钎焊和/或焊接的金属（如铜或镍）不能在陶瓷基材上充分粘合或者形成不可钎焊或不可焊接的表面。如果将例如镍-玻璃-金属层在相对低的温度下烘烤，则陶瓷和金属层之间的粘合不足。如果将镍-玻璃-金属层在较高的温度下烘烤，则金属层过度烧结。该“过度烧结”会产生不规则的金属网，其不能充分地钎焊或者焊接。

为了提供好的可钎焊性或可焊接性，希望得到封闭的片状的金属层表面。这样的金属层目前不能使用所述金属直接实现，即不需要繁琐制备的由不同金属构成的层系列。

目前常见的金属层例如具有如下层系列：钨/玻璃、镍、钯和金或银-钯。

钨/玻璃-基础金属层用于将金属层牢固地接合在陶瓷上。为此，将金属-玻璃-糊料施加在陶瓷上，例如通过浸渍在金属层糊料中或借助丝网印刷。该糊料必须在超过1000℃的温度下烘烤。

然而，钨不是好的导电体，也不能令人满意地焊接。因此，在下一步骤中化学或无电流地施加可钎焊和可焊接的镍层。由于镍不能直接通过化学电镀而沉积在钨层上，钨层必须在镍沉积之前与作为催化剂的钯接种（bekeimen）。

如果施加的镍层足够得厚，其能够钎焊或者焊接。然而，如果将较细的铜线、铝线或金线作为线圈线或者作为与电子元件的接合而施加在金属层上或者电接合需要通过压焊（Bonden）进行，则此外还必须在该金属层上施加金涂层。由于金与镍形成合金，还可以在镍涂层和金涂层之间作为分离层而设置另一个钯层。该钯层也用于防止腐蚀。钯层和金层通常通过电化学的电镀或者由无电流操作的浴沉积。

由这些实施方案可以看出，在陶瓷基材上借助金属层的电接合需要许多不同的操作步骤、许多不同的过程和昂贵的材料，尤其是钯、银和金。

发明内容

本发明的目的在于，一方面简化金属层在陶瓷基材上的制备，另一方面在于通过避免昂贵的材料和通过简化方法而降低制备成本。

所述目的通过独立权利要求特征部分的方法和产品而实现。根据本发明提供在陶瓷基材上制备导电金属层的方法，其中该金属层与陶瓷基材直接接触并且是可钎焊和/或可焊接的，该方法包括以下步骤：

a)制备金属层糊料，其包含至少一种导电的可钎焊和/或可焊接的金属；

b)将该金属层糊料施加在所述陶瓷基材上；

c)烘烤该金属层糊料。