Brevet FR2555355A1 — publié le 19850524

La présente invention concerne un élément capacitif "durci", c'est-à-dire à protection renforcée contre les rayonnements. Elle vise la protection à l'encontre des rayonnements très pénétrants, bien que généralement fugitifs, tels que les photons qui engendrent un effet photoélectrique et un effet Compton. Pour les éléments sen conducteurs, on utilise une protection par écran composite formé d'une succession d'éléments légers (du point de vue de leur poids atomique) et d'éléments lourds, les éléments légers étant disposés à la surface exposée. L'invention propose de réaliser un écran d'un tel type pour un composant qui permet en plus de remplir, du point de vue électrique, une fonction capacitive, qu'il s'agisse de stockage d'énergie, ou encore de découplagè et de filtrage. Bien que l'on décriratprincipalement par la suite un condensateur réalisé selon les enseignements de l'invention l'invention n'est pas limitée à ce type de composant mais elle concerne aussi, notamment, les substrats ou les supp rts pour des éléments semi-conducteurs actifs ou des circuits hybrides, qui incorporent un ou plusieurs éléments capacitifs. Le composant de l'invention est du type formé d'un bloc fritté de feuilles empilées de céramique d'un premier type dont certaines au moins portent des motifs conducteurs formant électrodes pour un élément capacitif. Selon l'invention, le composant est pourvu, sur l'une au moins de ses faces inférieure et supérieure, d'une couche supplémentaire de céramique d'un second type, de plus faible constante diélectrique que la céramique du premier type et contenant une forte proportion d'atomes légers, de manière à former écran de protection du composant à l'encontre des radiations auxquelles celui-ci est soumis. De préférence, la céramique du premier type a une constante diélectrique supérieure à 1000, et la céramique du second type a une constante diélectrique inférieure à 100. On peut cependant prévoir, en fonction des besoins particuliers, que les deux types de céramiques appartiennent à la même catégorie (faible constante diélectrique ou forte constante diélectrique), mais avec des valeurs différentes. Avantageusement, la couche supplémentaire est formée par au moins une feuille de céramique du premier type rajoutée à l'empilement de feuilles de céramique du second type, et co-frittée avec celles-ci, les deux types de céramiques étant compatibles entre elles pour le cofrittage. Par "compatibles entre elles", on entendra que les deux types de céramiques ont des propriétés physicochimiques leur assurant - sensiblement la même température de frittage, - des coefficients de retrait comparables, - des vitesses de diffusion d'un constituant dans l'autre suffisamment faibles, et compatibles avec leurs vitesses de réaction, de manière à permettre la création à l'interface d'une zone intermédiaire sans effet Kirkendall (formation de cavitésrésultant de l'inadaptation des vitesses de diffusion aux vitesses de réaction). Il est en effet nécessaire d'utiliser des matériaux qui frittent à la même température, et qui permettent de former un solide homogène et de forme géométrique bien définie. A cette fin, on emploie pour la céramique du second type une céramique à base de titanate de magnésie avec addition d'oxydes de métaux appartenant au groupe constitué par le zinc, le zirconium et le calcium. Pour la céramique du premier type, on emploie une céramique à base de titanate de baryum avec addition d'oxydes de métaux appartenant au groupe constitué par le niobium, le praséodyme, le néodyme et le calcium, et également addition de silice et d'alumine. De préférence, le composant est pourvu sur l'une et l'autre de ses deux faces inférieure et supérieure de couches de céramique du second type, ces deux couches ayant même épaisseur et même composition. De cette manière, au cas où les deux constituants utilisés ne seraient pas exactement accordés entre eux du point de vue du coefficient de retrait, on évite un cintrage du composant lors du frittage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la description détaillée cidessous d'un exemple de réalisation, en référence à la figure unique, qui représente une vue en coupe d'un condensateur réalisé selon les enseignements de l'invention. Sur cette figure, le composant est formé d'un corps central 10 dispos entre deux couches 20, 20' formant écrans de protection. A l'interface, on observe une zone intermédiaire de diffusion 30, 30'. Le corps central 10 est formé d'un empilement de feuilles de céramique portant, de façon alternee d'une feuille à l'autre, des motifs conducteurs 11, 12 constituant les armatures du condensateur. Ces armatures débouchent alternativement sur les faces latérales du composant, où elles sont reliées à une métallisation commune 13, 14 assurant la prise de connexion. Le composant est réalisé de manière classique, par empilement de feuilles de céramique crue du premier type, empilement auquel on rajoute une ou plusieurs feuilles de céramique crue du premier type, en fonction de l'épaisseur de l'écran que l'on souhaite réaliser (généralement de l'ordre de 0,1 à 0,3 mm). Si l'on prévoit des couches de céramique du second type sur l'une et l'autre des deux faces du composant, on donnera à ces couches la même épaisseur (même nombre de feuilles) de manière à éviter tout cintrage au retrait lors du frittage. Le bloc de céramique crue est ensuite, de façon classique, comprimé, séché, cuit et découpé en éléments individuels qui seront par la suite pourvus de métallisations latérales. Pour la céramique du premier type, on peut utiliser la composition suivante 0,897 TiO2 + 0,875 BaO + 0,021 Nb205 + 0,012 PrO2 + 0,012 CaO + 0,006 Nd203 (proportions en moles), avec additifs alumine et silice. Four la céramique du second type, on peut utiliser la composition suivante TiO2 + 0,83 MgO + 0,14 BaO + 0,16 ZnO + 0,05 ZrO2 + 0,04 CaO (proportions en moles) et traces de silice et alumine. La constante diélectrique est dans le premier cas de 2700 à 1 kHz, et dans le second cas de 25. Les deux matériaux sont compatibles entre eux (au sens indiqué plus haut) pour leur co-frittage. REVENDICATIONS 1. Un composant céramique multicouches formé d'un bloc fritté (10) de feuilles empilées de céramique d'un premier type dont certaines au moins portent des motifs conducteurs (11, 12) formant électrodes pour un élément capacitif, caractérisé en ce qu'il est pourvu, sur l'une au moins de ses faces inférieure et supérieure, d'une couche supplémentaire (20, 20') de céramique d'un second type, de plus faible constante diélectrique que la céramique du premier type et contenant une forte proportion d'atomes légers, de manière à former écran de protection du composant à l'encontre des radiations auxquelles celui-ci est soumis. 2. Un composant melon la revendication 1, caractérisé en ce que la céramique du premier type a une constante diélectrique supérieure à 1000, et la céramique du second type a une constante diélectrique inférieure à 1 00. 3. Un composant selon la revendication 1, car;iérisé en ce que la couche supplémentaire est formée par -l moins une feuille de céramique du premier type rajoutée à l'empilement de feuilles de céramique du second type, et co-frittée avec celles-ci, les deux types de céramiques étant compatibles entre elles pour le co-frittage. 4. Un composant selon la revendication 3, caractérisé en ce que la céramique du second type est à base de titanate de magnésie avec addition d'oxydes de métaux appartenant au groupe constitué par le zinc, le zirconium et le calcium. 5. Un composant selon la revendication 3, caractérisé en ce que la céramique du premier type est à base de titanate de baryum avec addition d'oxydes de métaux appartenant au groupe constitué par le niobium, le praséodyme, le néodyme et le calcium, ainsi que de silice et l'alumine. 6. Un composant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est pourvu sur l'une et l'autre de ses deux faces inférieure et supérieure de couches (20, 20') de céramique du second type, ces deux couches ayant même épaisseur et même composition.