Keramische Multilagenspulen zur Anwendung in der Hochtemperaturelektronik

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Der Nickel-Kuper-Zink-Ferrit mit der Zusammensetzung Ni0,4Cu0,2Zn0,4Fe1,98O3,99 zeichnet sich durch eine hohe Curietemperatur von 307 °C und eine hohe Permeabilität aus. Durch Verwendung von Bismut (III)-oxid (Bi2O3) als Sinteradditiv kann bei Sintertemperaturen von 900 °C eine hohe Verdichtung erreicht werden. Daher eignet sich das Material als Funktionswerkstoff für Mehrlagenspulen unter Verwendung von Niedertemperatur-Einbrandkeramik (LTCC). Die Untersuchung der Kompatibilität mit handelsüblichen Metallisierungspasten zeigte gute Ergebnisse bei Verwendung von Silber-Palladium. Die realisierten Spulen haben eine Induktivität von 1,6 myH und eine Güte von 7,8. Diese Spulen konnten durch gemeinsames Sintern mit einer kommerziell verfügbaren Basisfolie in Mehrlagenaufbauten integriert werden. Die Funktionseigenschaften der Spulen unterscheiden sich hierbei nur geringfügig. Beide Spulenvarianten erhalten ihre Funktionseigenschaften bis 250 °C aufrecht. Damit konnte der Nachweis erbracht werden, dass das verwendete Funktionsmaterial sich zum Aufbau von Multilagen- und integrierten Bauelementen eignet, die bei hohen Betriebstemperaturen einsetzbar sind.