DE102004056879A1 - Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates bzw. Kupfer-Keramik-Substrates sowie Träger zur Verwendung bei diesem Verfahren - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf einen Träger gemäß Oberbegriff Patentanspruch 29, der als Produktionshilfsmittel bei dem Verfahren verwendbar ist.
- Bekannt ist es, die zum Herstellen von Leiterbahnen, Anschlüssen usw. benötigte Metallisierung auf einer Keramik, z.B. auf einer Aluminium-Oxid-Keramik mit Hilfe des sogenannten Direct-Bonding-Verfahren und bei Verwendung von Kupfer als Metallisierung auch „DCB-Verfahrens" (Direct-Copper-Bond-Technology) herzustellen, und zwar unter Verwendung von die Metallisierung bildenden Metall- bzw. Kupferfolien oder Metall- bzw. Kupferblechen, die an ihren Oberflächenseiten eine Schicht oder einen Überzug (Aufschmelzschicht) aus einer chemischen Verbindung aus dem Metall und einem reaktiven Gas, bevorzugt Sauerstoff aufweisen. Bei diesem beispielsweise in der US-PS 37 44 120 oder in der DE-PS 23 19 854 beschriebenen Verfahren bildet diese Schicht oder dieser Überzug (Aufschmelzschicht) ein Eutektikum mit einer Schmelztemperatur unter der Schmelztemperatur des Metalls (z.B. Kupfers), so dass durch Auflegen der Folie auf die Keramik und durch Erhitzen sämtlicher Schichten diese miteinander verbunden werden können, und zwar durch Aufschmelzen des Metalls bzw. Kupfers im wesentlichen nur im Bereich der Aufschmelzschicht bzw. Oxidschicht.
- Dieses DCB-Verfahren weist dann z.B. folgende Verfahrensschritte auf:
- • Oxidieren einer Kupferfolie derart, dass sich eine gleichmäßige Kupferoxidschicht ergibt;
- • Auflegen des Kupferfolie auf die Keramikschicht;
- • Erhitzen des Verbundes auf eine Prozess- bzw. Bondtemperatur zwischen etwa 1025 bis 1083°C, z.B. auf ca. 1072°C;
- • Abkühlen auf Raumtemperatur.
- Bekannt sind insbesondere auch doppelseitig metallisierte Metall-Keramik-Substrate bzw. Kupfer-Keramik-Substrate, die dann dadurch hergestellt werden, dass unter Verwendung des DCB-Verfahrens zunächst auf eine Oberflächenseite einer Keramikschicht oder einer Keramikplatte eine erste Kupferschicht und dann in einem zweiten Arbeitsgang eine zweite Kupferschicht auf die andere Oberflächenseite aufgebracht werden. Nachteilig hierbei ist der durch das zweifache DCB-Bonden bedingte erhöhte Fertigungsaufwand.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit der die Herstellung von doppelseitig metallisierten Metall-Keramik-Substraten und dabei insbesondere auch von doppelseitig metallisierten Kupfer-Keramik-Substraten in einem einzigen Arbeitsverfahren bzw. Bond-Schritt möglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
- Als Prozesshilfsmittel wird bei diesem Verfahren zumindest ein vorzugsweise als Tragplatte ausgebildeter Träger gemäß Patentanspruch 29 verwendet, der an wenigstens einer Oberflächenseite mit einer Trennschicht derart versehen ist, dass während des DCB-Bondens eine Verbindung des an dieser Trennschicht anliegenden Metalls bzw. Kupfers mit dem Träger nicht eintritt. Hierdurch ist es möglich, auf der Trennschicht jeweils ein Paket (nachfolgend auch „DCB-Paket") bestehend aus einer untenliegenden, der Trennschicht unmittelbar benachbarten ersten Metallschicht oder -platte, aus einer darüber angeordneten Keramikschicht oder -platte und aus einer darüber angeordneten weiteren Metallschicht oder -platte vorzusehen und dieses DCB-Paket dann durch DCB-Bonden in einer Schutzgasatmosphäre mit geringem Sauerstoffanteil und durch Erhitzen auf die Bond-Temperatur (beispielsweise etwa 1072°C) zu dem doppelseitig metallisierten Metall-Keramik-Substrat zu verbinden.
- Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren, die in schematischer Darstellung verschiedene Methoden zum Herstellen von Metall-Keramik-Substraten unter Verwendung der DCB-Technik bzw. des DCB-Verfahrens zeigen, näher erläutert.
- In der
1 ist1 eine als Produktionshilfsmittel bei der Herstellung eines Kupfer-Keramik-Substrates verwendete Tragplatte, die aus einem Material hoher Hitzebeständigkeit besteht, beispielsweise aus Mullit, ZrO2, Al2O3, AlN, Si3N4, SiC. Die Platte1 ist an ihrer Oberseite mit einer porösen Trennschicht2 versehen, die eine Dicke im Bereich zwischen 0,01 und 10 mm aufweist und deren Porosität (Verhältnis des Porenvolumens zu dem Feststoffvolumen) größer als 20% ist. Die Schicht2 besteht aus feinsten Partikeln oder aus einem Pulver aus einem hochtemperaturfesten Material, beispielsweise aus Mullit, Al2O3, TiO2, ZrO2, MgO, CaO, CaCO2 und mit einer Korngröße beispielsweise kleiner als 30 μm. Auch Mischungen zweier oder mehrerer der vorgenannten Materialien oder Komponenten sind für die Trennschicht2 geeignet. - Zum Herstellen der Trennschicht
2 wird beispielsweise eine breiartige Masse oder Suspension verwendet, die in einer flüssigen oder pasteusen Matrix, die im einfachsten Fall aus Wasser, ggf. mit einem Bindemittel besteht, auf die betreffende Oberflächenseite der Tragplatte1 aufgebracht, und zwar beispielsweise durch Aufrakeln oder Tauchen. Anschließend erfolgt durch Erhitzen ein Trocknen und/oder Entfernen des Bindemittels und zwar bei einer Vorbehandlungstemperatur beispielsweise größer 150°C. Anschließend kann beispielsweise bei einer höheren Temperatur, die aber unter der Sintertemperatur des für die Schicht verwendeten Materials liegt, z.B. bei einer Temperatur von etwa 1070°C ein gewisses „Verbacken" oder Verbinden der die Schicht2 bildenden Partikel in der Weise erfolgen, dass diese Schicht2 mit der hohen Porosität < 20% erreicht ist. - Die Tragplatte
1 besitzt eine Dicke im Bereich zwischen 0,2–10 mm. An die Ebenheit der Tragplatte1 und damit des von dieser Tragplatte und der Trennschicht2 gebildeten Fertigungshilfsmittels sind besonders hohe Anforderungen gestellt, um die erforderlich Qualität für die hergestellten Metall-Keramik-Substrate zu erreichen. Die Ebenheit ist daher größer 0,2% der Länge der beispielsweise rechteckförmig ausgebildeten Tragplatte1 und auf jeden Fall auch größer 0,1% der Breite dieser Tragplatte, d.h. Abweichungen von einer idealen, absolut ebenen Platte sind kleiner 0,2% der Plattenlänge und auch kleiner 0,1% der Plattenbreite. - Für die Herstellung eines doppelseitig mit einer Kupfer-Metallisierung versehenen Kupfer-Keramik-Substrates unter Verwendung der DCB-Technik wird entsprechend der
1 auf die Trennschicht2 der horizontal angeordneten Tragplatte1 zunächst eine erste beispielsweise voroxidierte Kupferfolie oder -platte3 , anschließend eine Keramikschicht oder -platte4 und daran anschließend eine weitere beispielsweise voroxidierte Kupferfolie oder -platte5 aufgelegt. Das so auf der Tragplatte1 gebildete DCB-Paket6 wird dann auf der Tragplatte1 in einer sauerstoffarmen Schutzgasatmosphäre auf die DCB-Temperatur, beispielsweise auf 1070°C erhitzt, so dass dann nach dem DCB-Prozess die beiden Kupferfolien3 und5 jeweils vollflächig mit der Keramikschicht zu dem Kupfer-Keramik-Substrat verbunden sind. Das so in einem Arbeitsprozess hergestellte beidseitig metallisierte Kupfer-Keramik-Substrat kann nach dem Abkühlen problemlos von der Tragplatte1 bzw. von der dortigen Trennschicht2 abgenommen werden. Eventuell an der von der Kupferfolie3 gebildeten Kupferschicht anhaftende Partikel der Trennschicht2 werden dann anschließend mit einem geeigneten Verfahren entfernt. Hierfür eignen sich z.B. mechanische Verfahren, wie beispielsweise Abbürsten, oder chemische Verfahren, wie beispielsweise Abätzen einer dünnen Oberflächenschicht der von der Kupferfolie3 gebildeten Metallisierung. Auch Kombinationen derartiger Reinigungsverfahren sind denkbar. - Die
2 zeigt als weitere mögliche Ausführungsform ein Verfahren, bei dem mehrere, jeweils doppelseitig metallisierte Kupfer-Keramik-Substrate im Stapel in einem Arbeitsgang mittels des DCB-Prozesses gefertigt werden. Hierfür werden zwei Tragplatten1 mit jeweils einer porösen Trennschicht2 verwendet sowie wenigstens eine weitere Tragplatte1a , die an beiden Oberlfächenseiten mit der porösen Trennschicht2 versehen ist. - Wie dargestellt, wird auf die untere, wiederum horizontal angeordnete Tragplatte
1 bzw. auf deren Trennschicht2 ein DCB-Paket6 aus dem unteren Kupferfolie3 , aus der Keramikschicht4 und der oberen Kupferfolie5 gebildet. Auf dieses DCB-Paket6 wird dann die Trag- oder Zwischenplatte1a mit einer die Trennschicht2 aufweisenden Oberflächenseite aufgelegt. Auf die dann oben liegende andere Trennschicht2 der Tragplatte1a wird ein weiteres DCB-Paket6 aufgebracht, auf das dann bei der Darstellung der2 die obere Tragplatte1 als Beschwerungsplatte aufgelegt wird, und zwar derart, dass sich diese mit ihrer Trennschicht2 auf dem oberen DCB-Paket6 abstützt. Grundsätzlich besteht bei dieser Ausführung auch die Möglichkeit, mehr als zwei DCB-Pakete6 mit dazwischenliegenden Trag- oder Trennplatten1a vorzusehen. - Nach der Durchführung des DCB-Prozesses, d.h. nach dem Erhitzen der aus den DCB-Paketen
6 und den Tragplatten1 /1a bestehenden Anordnung auf die DCB- oder Bond-Temperatur und nach dem Abkühlen können die aus den DCB-Paketen6 erhaltenen, doppelseitig metallisierten Kupfer-Keramik-Substrate wieder von den Tragplatten1 bzw.1a abgenommen werden, wobei auch bei dieser Ausführung die Trennschichten2 ein unerwünschtes Verbinden der Kupferfolien3 und5 mit der jeweils benachbarten Tragplatte1 bzw.1a verhindern. - Die
3 zeigt als weitere grundsätzliche Ausführungsform ein Verfahren, bei dem die Kupferfolien3 und5 und die Keramikschicht4 mehrerer, stapelartig übereinander angeordneter DCB-Pakete6 in einem Arbeitsgang jeweils zu einem doppelseitig metallisierten Kupfer-Keramik-Substrat verbunden werden. Verwendet sind bei der in der3 dargestellten Ausführungsform zwei horizontale Tragplatten1 , die parallel zueinander übereinander angeordnet sind. Zur Beabstandung der beiden Tragplatten1 dient ein beispielsweise rahmenartiger Abstandhalter7 , der ebenfalls aus einem hochtemperaturfesten Material, vorzugsweise aus dem Material besteht, welches auch für die Tragplatten1 verwendet ist. Auf die bei jeder Tragplatte1 oben liegende horizontale Trennschicht2 ist jeweils ein DCB-Paket6 aufgelegt. Oberhalb des oberen DCB-Paketes6 und durch einen Abstandhalter7 von der oberen Tragplatte1 beabstandet befindet sich eine obere Abschlussplatte8 , die ebenfalls aus dem hochtemperaturfesten Material besteht, beispielsweise aus dem Material der Tragplatten1 . Die Abstandhalter7 sind so ausgeführt, dass die Oberseite des unteren DCB-Paketes6 von der darüber liegenden Tragplatte1 und die Oberseite des oberen DCB-Paketes6 von der darüber liegenden Abschlussplatte8 beabstandet ist. - Auch bei dieser Ausführung ist ein problemloses Abnehmen des hergestellten doppelseitig metallisierten Kupfer-Keramik-Substrates nach Abschluss des DCB-Prozesses möglich.
- Die
4 zeigt als weitere Ausführungsform eine Anordnung, bei der anstelle der Tragplatten1 und Abstandhalter7 rechteckförmige oder quadratische Tragplatten1b verwendet sind, die an wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils mit einem als Abstandhalter wirkenden Wandabschnitte oder überstehenden Rand9 versehen sind, die über einen Boden10 vorstehen. Die Innenseite dieser wannen- oder rinnenartigen Tragplatten1b ist zumindest am Boden10 mit der Trennschicht2 versehen. Durch Übereinanderstapeln der Tragplatten1b können wiederum mehrere DCB-Pakete6 in einem Verfahrensschritt zu jeweils einem doppelseitig metallisierten Kupfer-Keramik-Substrat gebondet werden. - Die
5 zeigt eine Anordnung, die sich von der Anordnung der4 im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass auf jedem DCB-Paket6 zusätzlich als Beschwerungsplatte noch eine weitere Tragplatte1 aufliegt, und zwar mit der Trennschicht2 unten liegend, d.h. zwischen dieser weiteren Tragplatte und dem betreffenden DCB-Paket. Ebenso wie bei der Ausführung der4 können auch bei der Ausführung der5 mehr als zwei Tragplatten1b übereinander gestapelt vorgesehen sein. - Die
6 zeigt als weitere mögliche Ausführungsform eine Anordnung, bei der anstelle der wannen- oder rinnenartigen Tragplatten1b mit der innenliegenden Trennschicht2 rinnen- oder wannenartige Hilfs- oder Tragelemente11 verwendet sind, die wiederum aus einem quadratischen oder rechteckförmigen, plattenartigen Boden12 und aus einstückig mit diesem Boden gefertigten Wänden13 bestehen, welche an wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Bodens12 über eine gemeinsame Oberflächenseite dieses Bodens wegstehen und Abstandhalter bilden, so dass die Tragelemente11 übereinander gestapelt mit ihrem Boden12 jeweils ausreichend beabstandet sind. - Für die Herstellung mehrerer doppelseitig metallisierter Kupfer-Keramik-Substrate wird in jedes Tragelement
11 eine Tragplatte1 derart eingelegt, dass das betreffende DCB-Paket6 dann auf die Trennschicht2 aufgelegt werden kann. Im Anschluss daran wird das nächste Tragelement11 auf die Ränder13 des darunter liegenden Tragelementes11 aufgesetzt und dann auf die in dieses Tragelement eingesetzte Tragplatte1 bzw. deren Trennschicht2 ein weiteres DCB-Paket aufgesetzt usw. Das obere Tragelement11 wird wiederum durch eine Abschlussplatte8 abgedeckt. - Die Ausführungen der
3 bis6 haben den Vorteil, dass insbesondere auch die in der Stapelanordnung unten liegenden DCB-Pakete6 nicht durch das Gewicht darüber liegender DCB-Pakete6 belastet sind und somit das DCB-Bonden bei allen DCB-Paketen6 reproduzierbar mit derselben Qualität und unter denselben Bedingungen durchgeführt werden kann. Weiterhin besteht bei diesen Ausführungen die Möglichkeit, den Sauerstoffgehalt der die DCB-Pakete innerhalb der Stapelanordnung umgebenden Schutzgasatmosphäre während des DCB-Prozesses optimal einzustellen, und zwar beispielsweise dadurch, dass die Abstandhalter7 mit Fenstern definierter Größe versehen werden, über die die zwischen den Abstandhaltern7 und den Platten1 bzw.8 gebildeten Räume mit der die Stapelanordnung während des DCB-Prozesses umgebenden Schutzgasatmosphäre in Verbindung stehen. - Bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen weist die Keramikschicht beispielsweise eine Größe größer 100 × 100 mm auf, wobei die Abmessungen der die Kupferlagen oder -platten
3 und5 bildenden Zuschnitte der Kupferfolie etwa in der gleichen Größenordnung liegen. Für die Keramikschicht4 eignet sich beispielsweise auch eine Aluminiumoxid-Keramik (Al2O3) mit einem Anteil an Zirkonoxid (ZrO2) in der Größenordnung von etwa 2–30% oder eine Aluminiumnitrid-Keramik, beispielsweise mit Itrium als Zusatz oder eine Siliziumnitrid-Keramik, wobei die Aluminiumnitrid-Keramik und/oder die Siliziumnitrid-Keramik beispielsweise eine oxidische Oberflächenschicht, beispielsweise eine Oberflächenschicht aus Aluminiumoxid aufweist. Die Dicke der Keramikschicht4 liegt im Bereich zwischen 0,2 und 1,5 mm. Die Dicke der die Kupferschichten bildenden Folie etwa im Bereich zwischen 0,1 und 1,2 mm. Weiterhin besteht bei den oben beschriebenen Ausführungen auch grundsätzlich die Möglichkeit, dass die Dicke der Kupferschichten3 und5 unterschiedlich ist, wobei das Verhältnis Dicke der Kupferschicht zur Dicke der Keramikschicht4 vorzugsweise größer als 0,5 ist. -
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der thermische Ausdehnungskoeffizient der jeweiligen Tragplatte
1 ,1a ,1b unterschiedlich von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Keramikschicht4 , beispielsweise um wenigstens +/–10%. - Die
7 und8 zeigen in vereinfachter Darstellung und im Schnitt sowie in Draufsicht eine Tragplatte1c , die an einer Oberflächenseite strukturiert ist, d.h. mit einer Vielzahl von parallel zueinander und parallel zu zwei Umfangsseiten der rechteckförmigen oder quadratischen Tragplatte1c verlaufenden und voneinander beabstandeten Vertiefungen oder Nuten14 versehen ist. Die Trennschicht2 ist bei dieser Ausführungsform auf den zwischen den Nuten14 gebildeten Erhebungen15 vorgesehen. Im Verwendungsfall liegt das jeweilige DCB-Paket6 bzw. die jeweilige Kupferplatte3 bzw.5 lediglich gegen die Erhebungen15 an. - Anstelle der nutenartigen Vertiefungen
14 können an der Tragplatte auch andere Vertiefungen16 vorgesehen sein, beispielsweise kreisförmige Vertiefungen, wie dies in der9 für die Tragplatte1d dargestellt ist. Auch bei dieser Ausführungsform bilden lediglich die erhabenen Bereiche zwischen den Vertiefungen16 Anlageflächen der Tragplatte1d und sind mit der Trennschicht2 versehen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die jeweilige Tragplatte an beiden Oberflächenseiten zu profilieren, insbesondere dann, wenn diese Tragplatte als Zwischenplatte verwendet wird. - Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die nachstehenden Beispiele:
- Beispiel 1
- Zwei Kupferschichten oder Kupferplatten
3 und5 mit den Abmessungen 130 × 180 mm und mit einer Dicke von 0,4 mm werden beidseitig mit einer Oxidschicht versehen. - Eine Keramikplatte
4 aus Al2O3 mit der Abmessung von 130 × 180 mm und mit einer Dicke von 0,32 mm wird gereinigt, beispielsweise durch Bürsten. Der thermische Ausdehnungskoeffizient der Keramikplatte beträgt 6,8 × 10–6/°K. - Die Ebenheit der Keramikplatte
4 wird mittels zweier planparalleler Platten gemessen und die Abweichungen von einer absolut ebenen Keramikplatte sind kleiner als 0,5 mm. - Auf eine Tragplatte
1 aus Mullit mit einer Dicke von 3 mm wird zur Bildung der Trennschicht2 eine Schicht aus einem pulverförmigen Al2O3-Material mit einer mittleren Körnung von 10 μm als wässrige Suspension durch Aufrakeln aufgebracht, und zwar mit einer Schichtdicke von etwa 1 mm. - Die Tragplatte wird dann bei 150°C getrocknet.
- Auf die getrocknete Tragplatte wird ein DCB-Paket
6 aufgebracht, d.h. als unterste Lage zunächst die voroxidierte Kupferplatte3 darauf die Keramikplatte4 und darauf die zweite, voroxidierte Kupferplatte5 . - Die so gebildete Stapelanordnung wird dann in einem Ofen in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoffatmosphäre mit einem Sauerstoffanteil von 10 × 10–6 Volumenprozent auf eine DCB-Temperatur von 1072°C erhitzt.
- Die Stapelanordnung wird dann dem Ofen entnommen und nach ausreichendem Abkühlen wird das erhaltene, beidseitig metallisierte DCB- oder Kupfer-Keramik-Substrat von der Tragplatte getrennt.
- Die freiliegenden Kupferoberflächen werden durch Bürsten von anhaftenden Keramikpartikeln der Trennschicht gereinigt.
- Beispiel 2
- Zwei Kupferplatten
3 und5 mit der Abmessung von 130 × 180 mm und mit einer Dicke von 0,4 mm werden mit einer Oxidschicht versehen bzw. voroxidiert. - Eine Keramikplatte
4 aus Al2O3 mit einer Dicke von 0,63 mm und mit Abmessungen von 130 × 180 mm wird durch Bürsten gereinigt. Der Ausdehnungskoeffizient der Al2O3-Platte beträgt 6,8 × 10–6/°K. - Die Ebenheit der Keramikplatte
4 wird mittels zweier planparalleler Platten gemessen und die Abweichungen von einer absolut ebenen Keramikplatte sind kleiner als 0,8 mm. - Auf eine Tragplatte
1 aus Mullit mit einer Dicke von 3 mm wird zur Bildung der Trennschicht2 eine Schicht aus einem pulverförmigen Al2O3-Material mit einer mittleren Körnung von 10 μm als wässrige Suspension durch Aufrakeln aufgebracht, und zwar mit einer Schichtdicke von etwa 1 mm. - Auf eine weitere Tragplatte
1 (als Beschwerungsplatte) aus Mullit mit einer Dicke von 4 mm wird zur Bildung der Trennschicht2 eine Schicht aus einem pulverförmigen Al2O3-Material mit einer mittleren Körnung von 10 μm als wässrige Suspension durch Aufrakeln aufgebracht, und zwar mit einer Schichtdicke von etwa 1 mm. - Die Tragplatten werden dann bei 150°C getrocknet.
- Auf die getrocknete erste Tragplatte
1 wird ein DCB-Paket6 aufgebracht, d.h. als unterste Lage zunächst die voroxidierte Kupferplatte3 darauf die Keramikplatte4 und darauf die zweite, voroxidierte Kupferplatte5 . - Auf das DCB-Paket
6 wird die zweite Tragplatte1 als Beschwerungsplatte aufgelegt. Die so gebildete Stapelanordnung wird dann in einem Ofen in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoffatmosphäre mit einem Sauerstoffanteil von 10 × 10–6 Volumenprozent auf eine DCB-Temperatur von 1072°C erhitzt. - Die Stapelanordnung wird dann dem Ofen entnommen und nach ausreichendem Abkühlen wird das erhaltene, beidseitig metallisierte DCB- oder Kupfer-Keramik-Substrat von der Tragplatte getrennt.
- Die Kupferoberflächen des Kupfer-Keramik-Substrates werden durch chemisches Ätzen u.a. von anhaftenden Keramikpartikeln der Trennschicht gereinigt.
- Beispiel 3
- Bei diesem Verfahren erfolgt die Vorgehensweise wie bei dem Beispiel 1 oder beim Beispiel 2, allerdings mit dem Unterschied, dass insgesamt drei Tragplatten aus Mullit vorbereitet werden, und zwar beispielsweise zwei Tragplatten
1 und1a jeweils mit einer Dicke von 3 mm und eine Tragplatte1 (als Beschwerungsplatte) mit einer Dicke von 4 mm. - Auf eine Oberflächenseite einer der Tragplatten
1 mit einer Dicke von 3 mm wird zur Erzeugung der Trennschicht2 eine Schicht aus dem pulverförmigen Al2O3-Material als wässrige Suspension bzw. Masse durch Aufrakeln mit einer Dicke von 1 mm aufgebracht. - Auf die andere Tragplatte
1a mit der Dicke von 3 mm wird auf beide Oberflächenseiten jeweils die Schicht aus dem pulverförmigen Al2O3-Material mit der Dicke von 1 mm aufgebracht, und zwar zur Bildung einer Zwischenplatte. - Auf wenigstens einer Oberflächenseite der dritten Tragplatte
1 mit der Dicke von 4 mm (Beschwerungsplatte) wird zur Bildung der Trennschicht die wässrige Suspension oder Masse aus dem pulverförmigen Al2O3-Material durch Aufrakeln mit einer Schichtdicke von 1 mm aufgebracht. - Die so vorbereiteten Tragplatten
1 und1a werden dann bei jeweils 150°C getrocknet und unter Verwendung dieser Tragplatten wird die in der2 dargestellte Stapelanordnung gebildet. - Die Stapelanordnung wird dann in einem Ofen in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoffatmosphäre mit einem Sauerstoffanteil von 10 × 10–6 Volumenprozent auf eine DCB-Temperatur von 1072°C erhitzt.
- Die Stapelanordnung wird dann dem Ofen entnommen und nach ausreichendem Abkühlen wird das erhaltene, beidseitig metallisierte DCB- oder Kupfer-Keramik-Substrat von der Tragplatte getrennt.
- Die Kupferoberflächen des Kupfer-Keramik-Substrates werden durch Abbürsten und/oder chemisches Ätzen u.a. von anhaftenden Keramikpartikeln der Trennschicht gereinigt.
- Beispiel 4
- Zwei Kupferschichten oder Kupferplatten
3 und5 mit den Abmessungen 130 × 180 mm und mit einer Dicke von 0,4 mm werden beidseitig mit einer Oxidschicht versehen. - Eine Keramikplatte
4 aus Al2O3 mit der Abmessung von 130 × 180 mm und mit einer Dicke von 0,32 mm wird gereinigt, beispielsweise durch Bürsten. Der thermische Ausdehnungskoeffizient der Keramikplatte beträgt 6,8 × 10–6/°K. - Die Ebenheit der Keramikplatte
4 wird mittels zweier planparalleler Platten gemessen und die Abweichungen von einer absolut ebenen Keramikplatte sind kleiner als 0,5 mm. - Eine Tragplatte
1b aus Mullit mit einer Dicke des Bodens9 von 3 mm wird zur Erzeugung der Trennschicht2 an der Innenseite des Bodens9 mit einer Schicht aus der das pulverförmige Al2O3-Material mit einer mittleren Körnung von 10 μ in enthaltenden wässriger Suspension oder Masse versehen. - Die Tragplatte
1b wird dann bei 150°C getrocknet. - Unter Verwendung der Tragplatte
1b wird dann eine Stapelanordnung ähnlich der Stapelanordnung der4 gebildet, allerdings nur mit einer Tragplatte1b , einem in dieser Tragplatte aufgenommenen DCB-Paket6 und einer Abdeckplatte8 . - Die Stapelanordnung wird dann in einem Ofen in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoffatmosphäre mit einem Sauerstoffanteil von 10 × 10–6 Volumenprozent auf eine DCB-Temperatur von 1072°C erhitzt.
- Die Stapelanordnung wird anschließend dem Ofen entnommen.
- Nach ausreichendem Abkühlen wird das erhaltene, beidseitig metallisierte DCB- oder Kupfer-Keramik-Substrat von der Tragplatte getrennt.
- Die freiliegenden Kupferoberflächen werden durch Bürsten von anhaftenden Keramikpartikeln der Trennschicht gereinigt.
- Beispiel 5
- Dieses Beispiel unterscheidet sich von dem Beispiel 4 dadurch, dass anstelle von nur einer Tragplatte
1b zwei Tragplatten1b verwendet werden, und zwar zur Bildung einer Stapelanordnung der4 . Beide Tragplatten1b werden in der in Beispiel 4 beschriebenen Weise an der Innenseite ihres Bodens9 jeweils mit einer Trennschicht2 versehen. - Die Stapelanordnung wird dann in einem Ofen in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoffatmosphäre mit einem Sauerstoffanteil von 10 × 10–6 Volumenprozent auf eine DCB-Temperatur von 1072°C erhitzt.
- Die Stapelanordnung wird anschließend dem Ofen entnommen.
- Nach ausreichendem Abkühlen wird das erhaltene, beidseitig metallisierte DCB- oder Kupfer-Keramik-Substrat von der Tragplatte getrennt.
- Die freiliegenden Kupferoberflächen werden durch Bürsten von anhaftenden Keramikpartikeln der Trennschicht gereinigt.
- Beispiel 6
- Die Verfahrensweise dieses Beispiels entspricht dem Beispiel 5, wobei zusätzlich zu den beiden Tragplatten
1b noch zwei weitere Platten1 aus Mullit mit einer Dicke von 4 mm als Beschwerungsplatten verwendet werden. Beide Platten1 werden jeweils an wenigstens einer Oberflächenseite mit der Trennschicht2 versehen, und zwar durch Aufbringen der breiartigen oder wässrigen Masse aus dem pulverförmigen Al2O3-Material mit einer Schichtdicke von 1 mm. - Nach dem Trocknen der Platten
1 und1b wird mit diesen die Stapelanordnung mit zwei DCB-Paketen6 entsprechend6 gebildet. - Die Stapelanordnung wird dann in einem Ofen in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoffatmosphäre mit einem Sauerstoffanteil von 10 × 10–6 Volumenprozent auf eine DCB-Temperatur von 1072°C erhitzt.
- Nach dem DCB-Prozess und nach dem Abkühlen werden die erhaltenen DCB- oder Kupfer-Keramik-Substrate entnommen.
- Die freiliegenden Oberflächen werden dann durch Bürsten und/oder chemische Behandlung u.a. von anhaftenden Keramikpartikeln gereinigt.
- Beispiel 7
- Zwei Kupferplatten
3 und5 mit der Abmessung von 130 × 180 mm und mit einer Dicke von 0,4 mm werden mit einer Oxidschicht versehen bzw. voroxidiert. - Eine Keramikplatte
4 Keramikplatte aus AlN mit einer Dicke von 0,63 mm und mit Abmessungen von 130 × 180 mm wird durch Bürsten gereinigt. Der Ausdehnungskoeffizient der AlN-Platte beträgt 4 × 10–6/°K. - Die Ebenheit der Keramikplatte
4 wird mittels zweier planparalleler Platten gemessen und die Abweichungen von einer absolut ebenen Keramikplatte sind kleiner als 0,8 mm. - Auf eine Tragplatte
1 aus Al2O3 mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 6,8 × 10–6/°K. und mit einer Dicke von 3 mm wird zur Bildung der Trennschicht2 eine Schicht aus dem pulverförmigen Al2O3-Material mit einer mittleren Körnung von 10 μm als wässrige Suspension durch Aufrakeln aufgebracht, und zwar mit einer Schichtdicke von etwa 1 mm. - Auf eine weitere Tragplatte
1 (als Beschwerungsplatte) aus Al2O3 mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 6,8 × 10–6/°K. und mit einer Dicke von 4 mm wird zur Bildung der Trennschicht2 eine Schicht aus einem pulverförmigen Al2O3-Material mit einer mittleren Körnung von 10 μm als wässrige Suspension durch Aufrakeln aufgebracht, und zwar mit einer Schichtdicke von etwa 1 mm. - Die Tragplatten werden dann bei 150°C getrocknet.
- Auf die getrocknete erste Tragplatte
1 wird ein DCB-Paket6 aufgebracht, d.h. als unterste Lage zunächst die voroxidierte Kupferplatte3 darauf die Keramikplatte4 und darauf die zweite, voroxidierte Kupferplatte5 . - Auf das DCB-Paket
6 wird die zweite Tragplatte1 als Beschwerungsplatte aufgelegt. Die so gebildete Stapelanordnung wird dann in einem Ofen in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoffatmosphäre mit einem Sauerstoffanteil von 10 × 10–6 Volumenprozent auf eine DCB-Temperatur von 1072°C erhitzt. - Die Stapelanordnung wird dann dem Ofen entnommen und nach ausreichendem Abkühlen wird das erhaltene, beidseitig metallisierte DCB- oder Kupfer-Keramik-Substrat von der Tragplatte getrennt.
- Die Kupferoberflächen des Kupfer-Keramik-Substrates werden durch Bürsten und/oder durch chemisches Ätzen u.a. von anhaftenden Keramikpartikeln der Trennschicht
- Beispiel 8
- Zwei Kupferschichten oder Kupferplatten
3 und5 mit den Abmessungen 130 × 180 mm und mit einer Dicke von 0,4 mm werden beidseitig mit einer Oxidschicht versehen. Eine Keramikplatte4 aus Al2O3 mit 20 Gewichtsprozent ZrO2 und mit Abmessungen von 130 × 180 mm sowie mit einer Dicke von 0,32 mm wird gereinigt, beispielsweise durch Bürsten. Der thermische Ausdehnungskoeffizient der Keramikplatte beträgt 6,8 × 10–6/°K. - Die Ebenheit der Keramikplatte
4 wird mittels zweier planparalleler Platten gemessen und die Abweichungen von einer absolut ebenen Keramikplatte sind kleiner als 0,5 mm. - Insgesamt drei Tragplatten aus SiC werden vorbereitet, und zwar zwei Tragplatten
1 und1a jeweils mit einer Dicke von 3 mm und eine Tragplatte1 (als Beschwerungsplatte) mit einer Dicke von 4 mm. - Auf eine Oberflächenseite einer der Tragplatten
1 mit einer Dicke von 3 mm wird zur Erzeugung der Trennschicht2 eine Schicht aus dem pulverförmigen Al2O3-Material als wässrige Suspension bzw. Masse durch Aufrakeln mit einer Dicke von 1 mm aufgebracht. - Auf die andere Tragplatte
1a mit der Dicke von 3 mm wird auf beide Oberflächenseiten jeweils die Schicht aus dem pulverförmigen Al2O3-Material mit der Dicke von 1 mm aufgebracht, und zwar zur Bildung einer Zwischenplatte. - Auf wenigstens einer Oberflächenseite der dritten Tragplatte
1 mit der Dicke von 4 mm (Beschwerungsplatte) wird zur Bildung der Trennschicht die wässrige Suspension oder Masse aus dem pulverförmigen Al2O3-Material durch Aufrakeln mit einer Schichtdicke von 1 mm aufgebracht. - Die so vorbereiteten Tragplatten
1 und1a werden dann bei jeweils 150°C getrocknet und unter Verwendung dieser Tragplatten wird die in der2 dargestellte Stapelanordnung gebildet. - Die Stapelanordnung wird in einem Ofen in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoffatmosphäre mit einem Sauerstoffanteil von 10 × 10–6 Volumenprozent auf eine DCB-Temperatur von 1072°C erhitzt.
- Die Stapelanordnung wird dann dem Ofen entnommen und nach ausreichendem Abkühlen wird das erhaltene, beidseitig metallisierte DCB- oder Kupfer-Keramik-Substrat von der Tragplatte getrennt.
- Die Kupferoberflächen des Kupfer-Keramik-Substrates werden durch Abbürsten und/oder chemisches Ätzen u.a. von anhaftenden Keramikpartikeln der Trennschicht gereinigt.
- Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass die jeweiligen Trennschichten
2 durch Aufbringen der das pulverförmige Trennschichtenmaterial (beispielsweise Al2O3-Material usw.) in einer flüssigen oder wässrigen Matrix enthaltenden Masse und durch anschließendes Trocknen und/oder Austreiben eines Bindemittels bei einer Temperatur von beispielsweise 150°C erzeugt werden. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die jeweilige Trennschicht2 bzw. die diese Trennschicht aufweisende Tragplatte1 ,1a ,1b ,1c ,1d nach dem Trocknen der Trennschicht2 bzw. Austreiben des Bindemittels weiter zu erhitzen, und zwar auf eine Temperatur unterhalb der Sintertemperatur des für die Trennschicht2 verwendeten Trennschichtmaterials, um so eine Verfestigung der Trennschicht2 durch teilweises Zusammenbacken der diese Trennschicht bildenden Partikel unter Beibehaltung der hohen Porosität der Trennschicht (größer 20%) zu erreichen und dadurch das Handling der jeweiligen Tragplatte1 ,1a ,1b ,1c ,1d zu vereinfachen. - Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
-
- 1, 1a–1d
- Tragplatte
- 2
- Trennschicht
- 3
- Kupferfolie oder -platte
- 4
- Keramikschicht oder -platte
- 5
- Kupferfolie oder -platte
- 6
- DCB-Paket
- 7
- rahmenartiger Abstandhalter
- 8
- Abschlussplatte
- 9
- Boden
- 10
- Rand
- 11
- Tragelement
- 12
- Boden
- 13
- Rand
- 14
- Vertiefung
- 15
- Erhebung
- 16
- Vertiefung
Claims (41)
- Verfahren zum Herstellen von doppelseitig metallisierten Metall-Keramik-Substraten, beispielsweise Kupfer-Keramik-Substraten unter Verwendung des Direct-Bonding-Prozesses durch Erhitzen auf eine Direct-Bonding-Temperatur, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Trennschicht (
2 ) wenigstens eines Trägers (1 ,1a ,1b ,1c ,1d ) zumindest ein DCB-Paket (6 ) bestehend aus einer ersten und einer zweiten Metallschicht (3 ,5 ) und einer zwischen den Metallschichten angeordneten Keramikschicht (4 ) gebildet wird, wobei wenigstens eine der Metallschichten gegen die Trennschicht (2 ) anfliegt, dass die Trennschicht von einer porösen Lage oder Schicht aus einem Trennschichtmaterial der Gruppe Mullit, Al2O3, TiO3, ZrO2, MgO, CaO, CaCO2 oder aus einer Mischung wenigstens zweier dieser Materialien besteht, dass der Träger (1 ,1a ,1b ,1c ,1d ) aus einem hitzebeständigen Material, beispielsweise Keramikmaterial besteht, und dass das wenigstens eine auf der wenigstens einen Tragplatte (1 ,1a ,1b ,1c ,1d ) gebildete DCB-Paket (6 ) durch Erhitzen auf die Direct-Bonding-Temperatur zu wenigstens einem doppelseitig metallisierten Metall-Keramik-Substrat verbunden wird. - Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Trägers (
1 ,1a ,1b ,1c ,1d ) aus Mullit, ZrO2, Al2O3, AlN, Si3N4, SiC oder aus einer Mischung wenigstens zweier der vorgenannten Komponenten. - Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Trägers (
1 ,1a ,1b ,1c ,1d ) aus einem hochtemperaturfesten Metall, z.B. legierter Stahl, Molybdän, Titan, Wolfram oder aus einer Mischung wenigstens zweier der vorgenannten Komponenten. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Trennschicht (
2 ) eine Dicke im Bereich zwischen 0,01 und 10 mm aufweist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (
2 ) eine Porosität (Verhältnis Porenvolumen zu Feststoffvolumen) größer 20% besitzt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Trägers (
1 ,1a ,1b ,1c ,1d ) oder des die Trennschicht (2 ) aufweisenden Teils des Trägers (1 ,1a ,1b ,1c ,1d ) im Bereich zwischen 0,2–10 mm liegt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Tragplatte (
1 ,1a ,1b ,1c ,1d ) als Träger. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Tragplatte (
1 ,1a ,1b ,1c ,1d ), bei der die Abweichungen von einer ideal ebenen Platte kleiner 0,2% der Tragplattenlänge und/oder kleiner 0,1% der Tragplattenbreite sind. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Trennschicht (
2 ) wenigstens eine Oberflächenseite des Trägers (1 ,1a ,1b ,1c ) mit einer Masse beschichtet wird, die beispielsweise in einer flüssigen, beispielsweise wässrigen Matrix zumindest ein Trennschichtmaterial in Pulverform enthält. - Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der die Trennschicht bildenden Beschichtung diese zum Trocknen und/oder zum Austreiben eines Bindungsmittels auf eine Temperatur größer als 130°C erhitzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die die Trennschicht bildende Beschichtung bzw. der mit dieser Beschichtung versehene Träger (
1 ,1a ,1b ,1c ,1d ) auf eine Temperatur größer als 150°C aber kleiner als die Sintertemperatur des Trennschichtmaterial erhitzt werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (
2 ) von dem pulverförmigen Trennschichtmaterial mit einer Partikelgröße kleiner als 30 μm gebildet ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials des wenigstens einen Trägers (
1 ,1a ,1b ,1c ,1d ) unterschiedlich von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der wenigstens einen Keramikplatte (4 ) des wenigstens einen DCB-Paketes (6 ) gewählt ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten Kupferplatten oder Kupferfolien (
3 ,5 ) sind. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fertigen mehrerer doppelseitig metallisierter Metall-Keramik-Substrate eine Stapelanordnung mit wenigstens zwei DCB-Paketen (
6 ) gebildet wird, von denen das untere DCB-Paket (6 ) auf der Trennschicht (2 ) eines unteren Trägers (1 ) aufliegt und zwischen den in der Stapelanordnung aufeinanderfolgenden DCB-Paketen (6 ) jeweils eine als Trennplatte wirkender Träger (1a ) mit beidseitiger Trennschicht (2 ) vorgesehen ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberseite des wenigstens einen DCB-Pakets (
6 ) ein aus dem Material der Träger (1 ,1a ,1b ,1c ,1d ) bestehendes und mit einer Trennschicht (2 ) versehenes Beschwerungselement vorgesehen ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer Stapelanordnung von mehreren DCB-Paketen (
6 ) diese jeweils auf übereinander angeordneten Trägern (1 ,1b ) vorgesehen sind, und dass die Träger (1 ,1b ) über Abstandhalter (7 ,9 ) voneinander beabstandet sind. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine DCB-Paket (
6 ) zum Bonden in einem zumindest teilweise von der dieses DCB-Paket (6 ) tragenden Tragplatte (1 ,1b ) begrenzten Raum untergebracht ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine DCB-Paket (
6 ) in einem wannen- oder rinnenartigen Träger (1b ) angeordnet ist, und dass wenigstens zwei rinnen- oder wannenartige Träger (1b ) übereinander gestapelt vorgesehen sind. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine DCB-Paket (
6 ) auf einem mit der Trennschicht (2 ) versehenen Träger (1 ) im Innenraum eines wannen- oder rinnenartigen Tragelementes (11 ) für das Direct-Bonden angeordnet ist, und dass das Tragelement aus einem hitzebeständigen Material, beispielsweise Keramikmaterial besteht, vorzugsweise aus dem Material des wenigstens eines Trägers (1 ). - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (
1c ,1d ) an wenigstens einer die Trennschicht (2 ) aufweisende Seite strukturiert ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik der Keramikschicht des wenigstens einen DCB-Pakets (
6 ) aus Al2O3 mit einem Anteil an ZrO2, beispielsweise mit einem Anteil zwischen 2–30% ZrO2 ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik des wenigstens einen DCB-Paktes (
6 ) aus Aluminiumnitrid (ALN) und/oder Siliziumnitrid (Si3N4), beispielsweise mit einer oxidischen Oberflächenschicht, z.B. aus Aluminiumoxid (Al2O3) ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der wenigstens einen Keramikschicht (
4 ) größer als 100 × 100 mm sind. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Keramikschicht des wenigstens einen DCB-Pakets (
6 ) im Bereich zwischen 0,2 und 1,5 mm liegt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Metallplatten (
3 ,5 ) des wenigstens einen DCB-Pakets (6 ) im Bereich zwischen 0,1–1,2 mm liegt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dicke der Metallschichten zu der Dicke der Keramikschicht des wenigstens einen DCB-Pakets (
6 ) größer als 0,5 ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Metallschichten (
3 ,5 ) des wenigstens einen DCB-Pakets unterschiedlich ist. - Träger, insbesondere plattenförmiger Träger zur Verwendung bei dem Verfahren nach einem der Ansprüche 26, gekennzeichnet durch seine Herstellung aus einem hitzebeständigen Material, vorzugsweise Keramikmaterial, mit wenigstens einer Trennschicht (
2 ) an einer Oberflächenseite, die eine Porosität (Verhältnis Porenvolumen zu Feststoffvolumen) größer 20% besitzt und die aus einem Trennschichtmaterial der Gruppe Mullit, Al2O3, TiO3, ZrO2, MgO, CaO, CaCO2 oder aus einer Mischung wenigstens zweier dieser Materialien besteht. - Träger nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (
2 ) eine Dicke von 0,1–10 mm aufweist. - Träger nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (
2 ) durchgehend über ihre gesamte Dicke die Porosität (Verhältnis Porenvolumen zu Feststoffvolumen) größer 20% besitzt. - Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte oder der die Trennschicht aufweisende Teilbereich dieser Platte eine Dicke im Bereich zwischen 0,2–10 mm aufweist.
- Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an seinem die Trennschicht (
2 ) aufweisenden Bereich eine Ebenheit besitzt, bei der Abweichungen von einer idealen ebenen Platte kleiner als 0,2% der Trägerlänge und/oder 0,1% der Trägerbreite sind. - Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine plattenförmige Ausbildung mit einer Trennschicht (
2 ) an wenigstens einer Oberflächenseite. - Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine napf- oder rinnenartigen Ausbildung mit einem die Trennschicht (
2 ) aufweisenden Boden und einer über die Ebene der Trennschicht vorstehenden Rand (10 ). - Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er an der die Trennschicht (
2 ) aufweisenden Oberflächenseite strukturiert, beispielsweise mit einer Vielzahl von Vertiefungen (14 ,16 ) versehen ist. - Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Trennschicht (
2 ) bildenden Partikel eine Größe kleiner 30 μ aufweisen. - Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das den Träger bildende Material einen thermischen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Keramikmaterials der herzustellenden, doppelseitig metallisierten Metall-Keramik-Substrate abweicht, beispielsweise etwa 10% größer oder kleiner ist als der thermische Ausdehnungskoeffizienten des Keramikmaterials der Metall-Keramik-Substrate.
- Träger nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Trägers einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in der Größenordnung von etwa 6,8 × 10–6/°K besitzt.
- Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Herstellung aus Mullit, ZrO2, Al2O3, AlN, Si3N4, SiC oder aus einer Mischung wenigstens zweier der vorgenannten Komponenten.
- Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Herstellung aus einem hochtemperaturfesten Metall, z.B. legierter Stahl, Molybdän, Titan, Wolfram oder aus einer Mischung wenigstens zweier der vorgenannten Komponenten.
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