Elektrochemisch induzierte Degradation von siebgedruckten Metall-Keramik-Werkstoffverbunden

Siebgedruckte Golddickschichten wurden mittels Zyklovoltammetrie in verdünnter Salpetersäure charakterisiert und deren Verhalten mit dem einer reinen Goldelektrode verglichen. Bei allen Elektrodenmaterialien konnte eine Aufrauhung der Oberfläche anhand von FESEM-Aufnahmen und quantitativer Ermittlung der Goldoberfläche mittels coulometrischer Auswertung der Goldoxidation festgestellt werden. Während die Goldelektrode bereits nach kurzer Zeit ein stationäres Verhalten aufwies, zeigten die Dickschichtelektroden einen permanenten linearen Anstieg der Goldoberfläche, der in Zusammenhang mit der Auflösung von glaskeramischen Bestandteilen steht. Es wurden Redoxreaktionen gemessen, die auf Bi- und Cu-Verbindungen zurückzuführen sind. Diese stammen aus anorganischen Additiven, die einer Dickschichtpaste zur Optimierung des Sinterprozesses und der Haftvermittlung vor dem Brennen zugegeben werden. Die beobachtete Degradation von Dickschicht-LTCC-Werkstoffverbunden beruht auf einer Kombination aus mehreren elektrochemisch induzierten Belastungsfaktoren, die insbesondere auf das Haftvermögen der Dickschicht Einfluss nehmen.