DE102008001224A1 - Verfahren zur Herstellung eines metallisierten Bauteils, Bauteil sowie einen Träger zur Auflage des Bauteils bei der Metallisierung - Google Patents

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Abstract

Wenn bei Bauteilen mit Körpern aus Keramik auf diesen Körpern mindestens zwei sich gegenüberliegende und/oder angrenzende Seiten gleichzeitig metallisiert werden sollen, ist die Stapelung dieser Körper schwierig. Erfindungsgemäß wird das zur Metallisierung vorgesehene Metall in Form von Pasten, Folien oder Blechen auf die zur Metallisierung vorgesehenen Flächen des Keramikkörpers aufgebracht, vor der Verbindung des Metalls mit dem Keramikwerkstoff das mindestens eine Bauteil auf einen Träger gelegt und damit ein Stapel gebildet, wobei zuvor der Träger mindestens auf einer Seite des Trägerkörpers auf den zur Anlage an das mindestens eine Bauteil vorgesehenen Flächen mit einer Trennschicht versehen wird. Nach der Metallisierung wird das mindestens eine Bauteil von dem Träger abgehoben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Bauteils mit einem Keramikkörper, der in mindestens einem Bereich auf seiner Oberfläche mit einer Metallisierung bedeckt ist, ein nach diesem Verfahren hergestelltes Bauteil sowie einen Träger zur Auflage des Bauteils bei der Metallisierung.
  • Aus der DE 10 2004 056 879 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen, doppelseitig metallisierten Kupfer-Keramik-Substraten bekannt. Bei dem Direct Copper Bonding-Verfahren liegt mindestens eine der Metallschichten des zu metallisierenden Keramikkörpers auf einer keramischen Trennschicht eines Trägers, auf dem die Bauteile gestapelt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzustellen, mit dem mindestens ein Körper eines Bauteils aus Keramik auf mindestens zwei sich gegenüberliegenden und/oder angrenzenden Seiten gleichzeitig metallisiert werden kann.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt verfahrensgemäß mit Hilfe der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1, vorrichtungsgemäß mit Hilfe der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 32 und durch ein Bauteil nach Anspruch 46. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen vorgestellt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung mindestens eines Bauteils mit einem Keramikkörper, der auf mindestens zwei sich gegenüberliegenden und/oder angrenzenden Seiten mit einer Metallisierung bedeckt werden soll und wobei der Keramikkörper räumlich strukturiert ist, wird das zur Metallisierung vorgesehene Metall in Form von Pasten oder Folien oder Blechen auf die zur Metallisierung vorgesehenen Flächen des Keramikkörpers aufgebracht.
  • Vor der Verbindung des Metalls mit dem Keramikwerkstoff werden die Bauteile auf Träger gelegt. Die Trägerkörper der Träger werden mindestens auf den Flächen mit einer Trennschicht bedeckt, die an die zur Metallisierung vorgesehenen Flächen des mindestens einen Bauteils zur Anlage kommen. Das Verfahren ermöglicht es, bei einem Keramikkörper, der räumlich strukturiert ist, mindestens zwei gegenüberliegende und/oder angrenzende Flächen gleichzeitig zu metallisieren.
  • Bauteil und Träger bilden einen Stapel. Zur gleichzeitigen Metallisierung mehrerer Keramikkörper können mehrere Stapel zu einer Stapelanordnung aufeinander gelegt werden. Eine Stapelanordnung besteht aus mindestens zwei Stapel. Zwischen den in der Stapelanordnung aufeinander folgenden Keramikkörpern wird jeweils ein als Trennplatte wirkender Träger mit beidseitiger Trennschicht eingelegt, so dass die Trennschichten des Trägers und die mit der Metallisierung bedeckten Flächen der Keramikkörper aufeinander liegen.
  • Nachdem die Stapel aufeinander gelegt worden sind, wird ein thermisches Verfahren zur Metallisierung durchgeführt. Die bevorzugten Verfahren sind das Direct Copper Bonding-Verfahren (DCB-Verfahren) oder das Active Metal Brazing-Verfahren (AMB-Verfahren). Nach der Metallisierung werden die Bauteile von den Trägern abgehoben.
  • Zum Auflegen der Bauteile werden Träger verwendet, deren Trägerkörper aus Mullit, ZrO2, Al2O3, AlN, Si3N4, SiC oder aus einer Mischung mindestens zwei der vorgenannten Komponenten hergestellt worden sind. Die Träger haben eine hohe Hitzebeständigkeit und sind so stabil, dass auch ein Stapeln mit mehreren Bauteilen möglich ist.
  • Zum Auflegen der Bauteile können auch Träger verwendet werden, deren Trägerkörper aus einem hochtemperaturfesten Metall wie legiertem Stahl, Molybdän, Titan, Wolfram oder aus einer Mischung oder einer Legierung mindestens zwei der vorgenannten Komponenten hergestellt worden sind. Auch hier haben die Träger eine hohe Hitzebeständigkeit und sind so stabil, dass auch ein Stapeln mit mehreren Bauteilen möglich ist.
  • Die Trennschicht auf den Trägerkörpern wird als poröse Schicht aus Mullit, Al2O3, TiO2, ZrO2, MgO, CaO, CaCO3 oder Mischungen von mindestens zwei der aufgeführten Werkstoffe oder aus Werkstoffen, in denen diese Komponenten bei der Herstellung verwendet werden, hergestellt.
  • Die Trennschicht wird mit einer Dicke von ≤ 20 mm und mit einer Porosität (Verhältnis Porenvolumen zu Feststoffvolumen) ≥ 10% auf den Trägerkörper aufgetragen. Die genannten Werkstoffe verbinden sich vorteilhaft nicht mit den zur Metallisierung vorgesehenen Metallen. Durch die Dicke der Schicht und die Porosität ist sichergestellt, dass bei der thermischen Belastung die Schicht nicht reißt oder abplatzt.
  • Der Trägerkörper wird mit einer Dicke von 0,2 mm bis zu 30 mm gefertigt. Die Fertigung erfolgt in Abstimmung mit der Größe und der Masse der Bauteile, so dass die Stabilität, insbesondere beim Stapeln mehrerer Bauteile, gewährleistet ist.
  • Durch die Verwendung eines Trägers, bei der die Abweichungen von einer ideal ebenen Oberfläche kleiner 0,4% der Trägerlänge und/oder kleiner 0,2% der Trägerbreite sind, wird vermieden, dass die Oberfläche der Metallisierung uneben wird oder die Metallisierung sich verzieht.
  • Zur Bildung der Trennschicht wird die Oberfläche mindestens einer Seite des Trägerkörpers des Trägers mit einer Masse beschichtet, die in einer flüssigen oder wässrigen Matrix mindestens einen Werkstoff der Trennschicht in Pulverform enthält. Nach dem Aufbringen der die Trennschicht bildenden Beschichtung wird diese zum Trocknen und/oder zum Austreiben eines Bindungsmittels auf eine Temperatur höher als 100°C erhitzt.
  • Die die Trennschicht bildende Beschichtung, d. h. der mit dieser Beschichtung versehene Träger, wird auf eine Temperatur höher als 150°C, aber niedriger als die Sintertemperatur des Werkstoffs der Trennschicht erhitzt.
  • Die Trennschicht wird aus dem pulverförmigen Werkstoff mit einer Partikelgröße von ≤ 70 μm gebildet. Dadurch ist gewährleistet, dass die Oberfläche der Metallisierung entsprechend glatt ist.
  • Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkstoffs der Trägerkörper kann gleich oder unterschiedlich von dem Wärmeausdehnungskoeffizient der Bauteile gewählt werden. Der Werkstoff der Trägerkörper kann einen Wärmeausdehnungskoeffizient haben, der abweichend ist von dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Bauteils mit einer Metallisierung und kann etwa 10% größer oder kleiner gewählt werden als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Keramikwerkstoffs des aufliegenden Bauteils.
  • Der Werkstoff des Trägerkörpers sollte einen Wärmeausdehnungskoeffizient in der Größenordnung von etwa 6,7 × 10–6/K besitzen.
  • Die Metallisierung kann beispielsweise aus Wolfram, Silber, Gold, Kupfer, Platin, Palladium, Nickel, Aluminium oder Stahl in reiner oder technischer Qualität oder aus Mischungen von mindestens zwei unterschiedlichen Metallen bestehen. Die Metallisierung kann beispielsweise auch, zusätzlich oder allein, aus Reaktionsloten, Weichloten oder Hartloten bestehen.
  • Vorzugsweise erfolgt die Metallisierung mit Kupferplatten oder Kupferfolien nach dem bekannten DCB-Verfahren.
  • Auf die Oberseite mindestens eines Stapels kann ein Beschwerungskörper gelegt werden, dessen Körper aus dem Werkstoff der Träger bestehen kann und wobei der Körper auf der Oberfläche, die auf der Metallisierung liegt, mit einer Trennschicht versehen ist. Dadurch wird, insbesondere in einer Stapelanordnung aus mehreren Stapel übereinander, auf die zur Metallisierung vorgesehenen Bleche oder Folien ein solcher Druck ausgeübt, dass sie mit vollständigem Kontakt an den zu metallisierenden Flächen der Keramikkörper anliegen und es dadurch bei der Metallisierung zu keinen Fehlstellen kommt.
  • Zur Bildung einer Stapelanordnung können die Stapel jeweils übereinander und dabei zwischen die Träger Abstandshalter gestellt werden. So können beliebig viele Stapel aufeinander gestellt werden.
  • Durch die konstruktive Ausgestaltung der Träger ist es weiterhin möglich, unterschiedliche Anordnungen der Stapel vorzunehmen und die Stapel innerhalb einer Stapelanordnung sogar voneinander zu trennen.
  • Zur Durchführung der Metallisierung nach unterschiedlichen Verfahren gleichzeitig, beispielsweise nach dem DCB- und AMB-Verfahren, können mindestens zwei Stapel jeweils in einen zumindest teilweise von einem Träger begrenzten Raum untergebracht werden. Dieser Raum wird durch eine auf den jeweiligen Träger aufgelegte Platte oder einen anderen Träger abgeschlossen. Durch die räumliche Abtrennung der Stapel ist es möglich, verschiedene Verfahren in einer Stapelanordnung gleichzeitig durchzuführen.
  • Bei napf-, wannen- oder rinnenförmigen Trägern können mehrere Stapel zu einer Stapelanordnung übereinander gestapelt werden, wobei die jeweilige Unterseite eines Trägers auf den Seitenwänden des unteren Trägers steht und den Napf, die Wanne oder die Rinne mit dem darin befindlichen Bauteil oder Bauteilen abdeckt. Dadurch bilden die Träger vorteilhaft gleichzeitig den Reaktionsraum, in dem die Metallisierung abläuft.
  • Durch die Anordnung der Stapel und/oder die konstruktive Ausgestaltung der Träger und ihre Anordnung kann die thermische Behandlung und Beaufschlagung mit Inertgasen individuell auf jeden Stapel abgestimmt werden.
  • Die Oberfläche des Trägerkörpers und/oder die Trennschicht auf dem Trägerkörper können vollflächig oder teilflächig oder in Kombinationen hiervon strukturiert sein. Die Struktur kann aus beabstandeten Nuten oder Furchen oder Rinnen, auch in Gitterform, bestehen, durch die die Trennschicht, die Auflagefläche, in kleinflächige Bereiche aufgeteilt wird. Dadurch werden die Auflagefläche und damit auch der Kontakt mit der Trennschicht verringert. Dadurch können der Zutritt der Gase zur Metallisierung sowie die Erhitzung und die Abkühlung der Bauteile beeinflusst werden.
  • Der Körper des Bauteils besteht aus einem Keramikwerkstoff, der in seiner Zusammensetzung auf die geforderten Eigenschaften, beispielsweise Isolation, Teilentladungsfestigkeit und die thermische Stabilität, abgestimmt werden kann.
  • Der Keramikwerkstoff enthält als Hauptkomponente 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% ZrO2/HfO2 oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% Al2O3 oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% AlN oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% Si3N4 oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% BeO, 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% SiC oder eine Kombination von mindestens zwei der Hauptkomponenten in beliebiger Kombination im angegebenen Anteilsbereich sowie als Nebenkomponente die Elemente Ca, Sr, Si, Mg, B, Y, Sc, Ce, Cu, Zn, Pb in mindestens einer Oxidationsstufe und/oder Verbindung mit einem Anteil von ≤ 49,9 Gew.-% einzeln oder in beliebiger Kombination im angegebenen Anteilsbereich. Die Hauptkomponenten und die Nebenkomponenten, unter Abzug eines Anteils an Verunreinigungen von ≤ 3 Gew.-%, sind in beliebiger Kombination miteinander zu einer Gesamtzusammensetzung von 100 Gew.-% miteinander kombinierbar.
  • Werkstoffe dieser Zusammensetzung eignen sich insbesondere auf Grund der möglichen thermischen Belastbarkeit und der guten Metallisierbarkeit für die Herstellung von Bauteilen.
  • Die Schichten der Metallisierung werden in Abhängigkeit der Funktion der Metallisierungsschicht mit einer Dicke zwischen 0,05 mm bis 2 mm aufgetragen. Dabei kann das Verhältnis der Dicke der Schichten der Metallisierung zur Höhe des Bauteils kleiner als zwei eingestellt werden.
  • Die Schichten der Metallisierung können auch mit unterschiedlicher Dicke aufgetragen werden. So ist es beispielsweise möglich, in Abhängigkeit der Funktion der Schicht der Metallisierung auf der einen Seite des Keramikkörpers des Bauteils eine Schicht mit einer anderen Dicke aufzutragen als auf der gegenüberliegenden Seite und/oder benachbarten Seite.
  • Die minimalen Abmessungen eines Bauteils in einer zweidimensionalen Projektion werden mindestens größer als 80 μm × 80 μm abgebildet. Die nicht in der zweidimensionalen Projektion abgebildete minimale Höhe ist größer als 80 μm.
  • Vorzugsweise ist der aus Keramik bestehende Körper des Bauteils ein Heatsink. Unter einem Heatsink wird ein Körper verstanden, der elektrische oder elektronische Bauelemente oder Schaltungen trägt und der so geformt ist, dass er die in den Bauelementen oder Schaltungen entstehende Wärme so abführen kann, dass kein Wärmestau entsteht, der den Bauelementen oder Schaltungen schaden kann. Der Keramikkörper ist aus einem Werkstoff, der elektrisch nicht oder nahezu nicht leitend ist und eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt.
  • Der Keramikkörper ist einstückig und weist Wärme ab- oder zuführende Elemente zum Schutz der elektronischen Bauelemente oder Schaltungen auf. Bevorzugt ist der Keramikkörper eine Platine und die Elemente sind Bohrungen, Kanäle, Rippen und/oder Ausnehmungen, die mit einem Heiz- oder Kühlmedium beaufschlagbar sind. Das Medium kann flüssig oder gasförmig sein. Der Keramikkörper mit seinen Kühlelementen bestehen vorzugsweise aus mindestens einer keramischen Komponente oder einem Verbund von unterschiedlichen Keramikwerkstoffen.
  • An Hand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Stapelanordnung aus zwei Stapel und einem Beschwerungskörper,
  • 2 eine Stapelanordnung aus zwei Stapel mit plattenförmigen Trägern,
  • 3 eine Stapelanordnung aus zwei Stapel mit rinnenförmigen Trägern und
  • 4 eine Stapelanordnung aus zwei Stapel mit rinnenförmigen Trägern und unterschiedlich geformten Bauteilen.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäße Stapelanordnung dargestellt. In einer Haltevorrichtung 1 eines hier nicht näher dargestellten Ofens zur Durchführung der Metallisierung ist zunächst ein Träger 2 gelegt, der auf der Oberfläche seines Trägerkörpers 3 mit einer Trennschicht 4 ausgestattet ist. Der Träger 2 ist winkelförmig, damit er ein winkelförmiges Bauteil 5, also einen räumlich strukturierten Keramikkörper 6 aufnehmen kann, der auf seiner Ober- und seiner Unterseite mit Metallisierungen 7 versehen werden soll. Die Metallisierungen 7 sind gegenüberliegend symmetrisch auf jedem Schenkel des winkelförmigen Keramikkörpers 6 auf der Ober- und der Unterseite flächenförmig angeordnet.
  • Der Träger 2 und das auf ihm liegende Bauteil 5 bilden einen Stapel 8.
  • Auf dieses Bauteil 5 ist ein weiterer Träger 2 aufgelegt, dessen Trägerkörper 3 sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite mit einer Trennschicht 4 bedeckt ist. Dieser Träger hat die Funktion einer Trennplatte. Als Trennplatte trennt er zwei aufeinandergestapelte Bauteile. Das darauf folgende Bauteil 5 hat denselben Aufbau wie das vorhergehende Bauteil 5 und bildet zusammen mit seinem Träger 2 ebenfalls einen Stapel 8.
  • Die beiden aufeinander liegenden Stapel 8 bilden eine Stapelanordnung 9.
  • Auf dem obersten Stapel 8 liegt ein Beschwerungskörper 10, dessen Körper 11 aus dem Werkstoff der Träger bestehen kann. Der Körper ist auf der Oberfläche, die auf der Metallisierung 7 des sich darunter befindenden Bauteils 5 liegt, mit einer Trennschicht 4 versehen. Der Beschwerungskörper 10 bewirkt, dass die zur Metallisierung vorgesehenen Folien oder Bleche mit vollständigem Kontakt an den zu metallisierenden Flächen der Keramikkörper 6 anliegen.
  • In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Stapelanordnung dargestellt, die zur Metallisierung bereitgestellt ist. Mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel übereinstimmende Merkmale sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. In einem hier nicht näher dargestellten Ofen zur Durchführung der Metallisierung liegt ein Träger 2, der hier plattenförmig ist. Der Trägerkörper 3 trägt auf seiner Oberseite eine Trennschicht 4. Auf dem Träger 2 liegt ein Bauteil 5 mit einem E-förmigen Keramikkörper 6, der ein Heatsink darstellt. Der Keramikkörper 6 liegt mit seiner flachen Seite auf dem Träger. Diese Seite trägt auf ihrer gesamten Fläche eine Metallisierung 7. Bestimmte Kühlrippen 12 des Keramikkörpers 6 tragen auf ihren Stirnflächen ebenfalls eine Metallisierung 7.
  • Auf den oben beschriebenen Stapel 8 ist ein weiterer Stapel 8 mit einem identischen Aufbau gestellt. Auf den unteren Träger 2 gestellte Abstandshalter 13 tragen den oberen Stapel. Die Abstandshalter 13 können aus demselben keramischen Werkstoff wie die Träger 2 hergestellt sein. Der obere Stapel wird durch eine Platte 14 abgedeckt. Die beiden übereinander gestellten Stapel 8 bilden eine Stapelanordnung 9.
  • Wie ersichtlich, stimmen die Flächen, auf denen der Keramikkörper 6 des oberen Stapels 8 metallisiert wird, nicht mit den Flächen der Metallisierung des unteren Keramikkörpers überein. Die Stapelanordnung erlaubt es, Keramikkörper gleicher Form auf unterschiedlichen Flächen gleichzeitig zu metallisieren.
  • In 3 sind die in der Stapelanordnung 9 zu metallisierenden Bauteile 5 des unteren und des oberen Stapels 8 mit denen des entsprechenden Stapels nach dem Ausführungsbeispiel entsprechend 2 identisch. Nur die Form der Träger 2 unterscheidet sich von der des vorhergehenden Ausführungsbeispiels. Die Träger 2 sind rinnenförmig, d. h. statt der Abstandshalter bildet der Träger mit seinen Seitenwänden und dem Boden des darüber angeordneten Trägers den jeweiligen Reaktionsraum selbst. Der Boden des Trägers ist mit der Trennschicht 4 bedeckt.
  • Durch die Träger 2 und Abstandshalter 13 oder durch Träger beispielsweise in Form eines Napfes, einer Wanne oder einer Rinne werden jeweils Räume abgegrenzt, in denen die Metallisierung abläuft. Diese abgegrenzten Räume erlauben es sogar, dass die zur Metallisierung erforderlichen Parameter des Verfahrens in jedem Raum unterschiedlich eingestellt werden können.
  • Stapelanordnungen erlauben es sogar, dass Bauteile unterschiedlicher Formen in ein und demselben Arbeitsgang metallisiert werden können. Das wird an Hand der Stapelanordnung 9 des Ausführungsbeispiels nach 4 gezeigt. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach 3 sind die Träger 2 auch hier rinnenförmig. Der untere Stapel 8 ist mit dem unteren Stapel 8 nach 3 vergleichbar. Im Gegensatz zur 3 ist aber hier die Trennschicht 4 strukturiert, d. h. sie ist durch beabstandete Furchen 15 unterbrochen. Dadurch liegt die Schicht der Metallisierung 7 nicht vollflächig auf der Trennschicht 4 auf. In dem darüber liegenden Stapel 8 haben die Bauteile 5 eine völlig andere Form. Es liegen zwei Bauteile 5 in dem Träger 2, deren Keramikkörper 6 eine U-Form haben. Die Keramikkörper 6 liegen jeweils mit einem Schenkel auf der Trennschicht 4 und werden jeweils auf der Außenseite der Schenkel mit einer Metallisierung 7 versehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102004056879 A1 [0002]

Claims (47)

  1. Verfahren zur Herstellung mindestens eines Bauteils mit einem Keramikkörper, der in mindestens einem Bereich auf seiner Oberfläche mit einer Metallisierung bedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikkörper räumlich strukturiert wird, dass das zur Metallisierung vorgesehene Metall in Form von Pasten oder Folien oder Blechen auf die zur Metallisierung vorgesehenen Flächen des Keramikkörpers aufgebracht wird, dass vor der Verbindung des Metalls mit dem Keramikwerkstoff das mindestens eine Bauteil auf einen Träger gelegt und damit ein Stapel gebildet wird, dass zuvor der Trägerkörper des Trägers mindestens auf den zur Anlage an das mindestens eine Bauteil vorgesehenen Flächen mit einer Trennschicht versehen wird und dass nach der Metallisierung das mindestens eine Bauteil von dem Träger abgehoben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Metallisierung mehrerer Bauteile die Bauteile jeweils auf einen Träger gelegt werden und damit jeweils Stapel gebildet werden, dass die Stapel so aufeinander gelegt werden, dass eine Stapelanordnung mit mindestens zwei Stapel gebildet wird und dass dann die Metallisierung der Bauteile der Stapelanordnung erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auflegen der Bauteile Träger mit einem Trägerkörper verwendet werden, der aus Mullit, ZrO2, Al2O3, AlN, Si3N4, SiC oder aus einer Mischung mindestens zwei der vorgenannten Komponenten hergestellt worden ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auflegen der Bauteile Träger mit einem Trägerkörper verwendet werden, der aus einem hochtemperaturfesten Metall wie legiertem Stahl, Molybdän, Titan, Wolfram oder aus einer Mischung oder einer Legierung mindestens zwei der vorgenannten Komponenten hergestellt worden ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht auf den Trägern als poröse Schicht aus Mullit, Al2O3, TiO2, ZrO2, MgO, CaO, CaCO3 oder Mischungen von mindestens zwei der aufgeführten Werkstoffe oder aus Werkstoffen, in denen diese Komponenten bei der Herstellung verwendet werden, hergestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht mit einer Dicke von ≤ 20 mm aufgetragen wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht mit einer Porosität (Verhältnis Porenvolumen zu Feststoffvolumen) ≥ 10% hergestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper des Trägers mit einer Dicke von 0,2 mm bis zu 30 mm gefertigt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Trägers, bei der die Abweichungen von einer ideal ebenen Oberfläche kleiner 0,4% der Trägerlänge und/oder kleiner 0,2% der Trägerbreite sind.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Trennschicht auf der Oberfläche des Trägers mindestens die zur Anlage an ein Bauteil vorgesehenen Flächen des Trägerkörpers mit einer Masse beschichtet werden, die in einer flüssigen oder wässrigen Matrix mindestens einen Trennschichtwerkstoff in Pulverform enthält.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der die Trennschicht bildenden Beschichtung diese zum Trocknen und/oder zum Austreiben eines Bindungsmittels auf eine Temperatur höher als 100°C erhitzt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Trennschicht bildende Beschichtung bzw. der mit dieser Beschichtung versehene Träger auf eine Temperatur höher als 150°C aber niedriger als die Sintertemperatur des Werkstoffs der Trennschicht erhitzt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht von einem pulverförmigen Werkstoff mit einer Partikelgröße von ≤ 70 μm gebildet wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkstoffs von mindestens einem Träger gleich oder unterschiedlich von dem Wärmeausdehnungskoeffizient von mindestens einem Bauteil gewählt wird.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den Trägerkörper des Trägers bildende Werkstoff mit einem Wärmeausdehnungskoeffizient hergestellt wird, der von dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Bauteils mit Metallisierung abweicht und etwa 10% größer oder kleiner gewählt wird als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Keramikwerkstoffs des aufliegenden Bauteils.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Trägerkörpers des Trägers mit einem Wärmeausdehnungskoeffizient in der Größenordnung von etwa 6,7 × 10–6/K hergestellt wird.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung vorzugsweise mit Metallen aus Wolfram, Silber, Gold, Kupfer, Platin, Palladium, Nickel, Aluminium oder Stahl in reiner oder technischer Qualität oder mit Mischungen aus mindestens zwei unterschiedlichen Metallen und/oder, zusätzlich oder allein, mit Reaktionsloten, Weichloten oder Hartloten erfolgt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung mit Kupferplatten oder Kupferfolien nach dem DCB-Verfahren erfolgt.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den in der Stapelanordnung aufeinander folgenden Keramikkörpern jeweils eine als Trennplatte wirkender Träger mit beidseitiger Trennschicht eingelegt wird, so dass die Trennschichten des Trägers und die zur Metallisierung vorgesehenen Flächen der Keramikkörper mit dem aufgetragenen Metall aufeinander liegen.
  20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer Stapelanordnung von übereinander angeordneten Stapel zwischen die Träger Abstandshalter gestellt werden.
  21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stapel in einem zumindest teilweise von dem Träger begrenzten Raum untergebracht wird, der durch eine auf die Stapelanordnung aufgelegte Platte abgeschlossen wird.
  22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von mehreren Stapel die napf-, wannen- oder rinnenförmige Träger zu einer Stapelanordnung übereinander gestapelt werden, wobei die jeweilige Unterseite eines Trägers auf den Seitenwänden des unteren Trägers stehend den Napf, die Wanne oder die Rinne mit dem Bauteil abdeckt.
  23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberseite mindestens eines Stapels ein Beschwerungskörper gelegt wird, dessen Körper aus dem Werkstoff der Träger bestehen kann und wobei der Körper auf der Oberfläche, die auf der Metallisierung liegt, mit einer Trennschicht versehen ist.
  24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der Metallisierung nach unterschiedlichen Verfahren gleichzeitig mindestens zwei Stapel jeweils in einen zumindest teilweise von einem Träger begrenzten Raum untergebracht werden, wobei dieser Raum durch eine auf den jeweiligen Stapel aufgelegte Platte oder einen anderen Träger abgeschlossen wird.
  25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Trägerkörpers und/oder die Trennschicht auf dem Trägerkörper vollflächig oder teilflächig oder in Kombinationen hiervon strukturiert wird.
  26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikwerkstoff aus einer Hauptkomponente von 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% ZrO2/HfO2 oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% Al2O3 oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% AlN oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% Si3N4 oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% BeO, 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% SiC oder aus einer Kombination von mindestens zwei der Hauptkomponenten in beliebiger Kombination im angegebenen Anteilsbereich sowie aus mindestens einer Nebenkomponente aus den Elementen Ca, Sr, Si, Mg, B, Y, Sc, Ce, Cu, Zn, Pb in mindestens einer Oxidationsstufe und/oder Verbindung mit einem Anteil von ≤ 49,9 Gew.-% einzeln oder in beliebiger Kombination im angegebenen Anteilsbereich zusammengesetzt wird und dass die Hauptkomponenten und die Nebenkomponenten, unter Abzug eines Anteils an Verunreinigungen von ≤ 3 Gew.-%, in beliebiger Kombination miteinander zu einer Gesamtzusammensetzung von 100 Gew.-% miteinander kombiniert werden.
  27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die minimalen Abmessungen eines Bauteils in einer zweidimensionalen Projektion mindestens größer als 80 μm × 80 μm abgebildet werden.
  28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht in der zweidimensionalen Projektion abgebildete minimale Höhe größer als 80 μm abgebildet wird.
  29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten der Metallisierung bei mindestens einem Stapel mit einer Dicke zwischen 0,05 mm bis 2 mm aufgetragen werden.
  30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dicke der Schichten der Metallisierung zu der Höhe des Bauteils bei mindestens einem Stapel kleiner als zwei eingestellt wird.
  31. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten der Metallisierung mindestens eines Stapels in unterschiedlicher Dicke aufgetragen werden.
  32. Träger zur Verwendung bei der Herstellung mindestens eines Bauteils (5) mit einem Keramikkörper (6), der auf mindestens zwei sich gegenüberliegenden Seiten mit einer Metallisierung (7) bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) mindestens auf einer Seite des Trägerkörpers (3) auf den Flächen mit einer Trennschicht (4) bedeckt ist, die an die zur Metallisierung (7) vorgesehenen Flächen des mindestens einen Bauteils (5) zur Anlage kommen und dass das Bauteil (5) räumlich strukturiert ist.
  33. Träger nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Trägerkörpers (3) aus Mullit, ZrO2, Al2O3, AlN, Si3N4, SiC oder aus einer Mischung mindestens zwei der vorgenannten Komponenten besteht.
  34. Träger nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (4) auf dem Trägerkörper (3) aus Mullit, Al2O3, TiO2, ZrO2, MgO, CaO, CaCO3 oder Mischungen von mindestens zwei unterschiedlichen Werkstoffen der Trennschicht (4) oder Werkstoffen, in denen diese Komponenten bei der Herstellung verwendet werden, besteht.
  35. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (3) des Trägers (2) eine Dicke von 0,2 mm bis zu 30 mm aufweist.
  36. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichungen von einer ideal ebenen Oberfläche eines Trägers (2) kleiner 0,4% der Trägerlänge und/oder kleiner 0,2% der Trägerbreite sind.
  37. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (4) eine Dicke von ≤ 20 mm aufweist.
  38. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Trennschicht (4) bildenden Partikel eine Größe von ≤ 70 μm aufweisen.
  39. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (4) durchgehend über ihre gesamte Dicke eine Porosität (Verhältnis Porenvolumen zu Feststoffvolumen) ≥ 10% besitzt.
  40. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (4) mindestens zwei Bereiche mit gleichen oder unterschiedlichen Dicken aufweist.
  41. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer napf-, wannen- oder rinnenförmigen Form des Trägerkörpers (3) mindestens der Boden innen eine Trennschicht (4) aufweist.
  42. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer napf-, wannen- oder rinnenförmigen Form des Trägerkörpers (3) die Seitenwände innen und/oder der Boden innen oder/und außen eine Trennschicht (4) aufweisen.
  43. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Trägerkörpers (3) und/oder die Trennschicht (4) auf dem Trägerkörper vollflächig oder teilflächig oder in Kombinationen hiervon strukturiert (15) ist.
  44. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den Trägerkörper (3) bildende Werkstoff einen Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist, der von dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Bauteils (5) mit Metallisierung (7) abweicht und etwa 10% größer oder kleiner ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Keramikwerkstoffs des Bauteils (5).
  45. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Trägerkörpers (3) einen Wärmeausdehnungskoeffizient in der Größenordnung von etwa 6,7 × 10–6/K besitzt.
  46. Bauteil mit einem Keramikkörper (6), der in mindestens einem Bereich auf seiner Oberfläche mit einer Metallisierung (7) bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikkörper (6) räumlich strukturiert ist (12), dass der Keramikwerkstoff als Hauptkomponente 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% ZrO2/HfO2 oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% Al2O3 oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% AlN oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% Si3N4 oder 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% BeO, 50,1 Gew.-% bis 100 Gew.-% SiC oder eine Kombination von mindestens zwei der Hauptkomponenten in beliebiger Kombination im angegebenen Anteilsbereich enthält sowie als Nebenkomponente die Elemente Ca, Sr, Si, Mg, B, Y, Sc, Ce, Cu, Zn, Pb in mindestens einer Oxidationsstufe und/oder Verbindung mit einem Anteil von ≤ 49,9 Gew.-% einzeln oder in beliebiger Kombination im angegebenen Anteilsbereich enthält und dass die Hauptkomponenten und die Nebenkomponenten, unter Abzug eines Anteils an Verunreinigungen von ≤ 3 Gew.-%, in beliebiger Kombination miteinander zu einer Gesamtzusammensetzung von 100 Gew.-% miteinander kombiniert sind.
  47. Bauteil nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass der Keramikkörper (6) mit Kühlrippen (12) versehen als Heatsink ausgebildet ist.
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