DE102018113571A1 - Method for producing a metal-ceramic substrate and metal-ceramic substrate - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Metall-Keramik-Substraten (1), umfassend- Bereitstellen eines Metall-Keramik-Basissubstrats (10),- Versehen des Metall-Keramik-Basissubstrats (10) mit einer ersten individuellen Kennzeichnung (21);- Zerteilen (40) des Metall-Keramik-Basissubstrats (10) in einzelne Metall-Keramik Substrate (1) und- Versehen zumindest eines der Metall-Keramik-Substrate (1) mit einer zweiten individuellen Kennzeichnung (22).Method for the production of metal-ceramic substrates (1), comprising providing a metal-ceramic base substrate (10), - providing the metal-ceramic base substrate (10) with a first individual marking (21), - dividing (40 ) of the metal-ceramic base substrate (10) into individual metal-ceramic substrates (1) and providing at least one of the metal-ceramic substrates (1) with a second individual marking (22).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Substrats sowie ein Metall-Keramik-Substrat.The present invention relates to a method for producing a metal-ceramic substrate and a metal-ceramic substrate.

Metall-Keramik-Substrate sind beispielsweise als Leiterplatten oder Platinen aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Typischerweise werden auf einer Bauteilseite des Metall-Keramik-Substrats Anschlussflächen für elektrische bzw. elektronische Bauteile und Leiterbahnen angeordnet, wobei die elektrischen Bauteile und Leiterbahnen zu elektrischen Schaltkreisen zusammenschaltbar sind. Wesentliche Bestandteile der Metall-Keramik-Substrate sind eine Isolationsschicht, die aus einer Keramik gefertigt ist, und eine an die Isolationsschicht angebundene Metallschicht. Wegen ihren vergleichsweise hohen Isolationsfestigkeiten haben sich aus Keramik gefertigte Isolationsschichten als besonders vorteilhaft erwiesen. Durch eine Strukturierung der Metallschicht können dabei Leiterbahnen und/oder Anschlussflächen für die elektrischen bzw. elektronischen Bauteile realisiert werden.Metal-ceramic substrates are well known, for example, as printed circuit boards or boards of the prior art. Typically, pads for electrical and / or electronic components and printed conductors are arranged on one component side of the metal-ceramic substrate, wherein the electrical components and printed conductors can be connected together to form electrical circuits. Essential components of the metal-ceramic substrates are an insulating layer, which is made of a ceramic, and a metal layer bonded to the insulating layer. Because of their comparatively high insulating strengths, insulating layers made of ceramic have proven to be particularly advantageous. By structuring the metal layer, conductor tracks and / or connection surfaces for the electrical or electronic components can be realized.

Aus der EP 3 185 655 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein unstrukturiertes Metall-Keramik-Substrat bereitgestellt wird und das Metall-Keramik-Substrat mit einer individualisierten Codierung versehen wird. Mittels der Codierung lassen sich dem Metall-Keramik-Substrat Informationen zuordnen, auf die beim Auslesen der Codierung zurückgegriffen werden kann. Beispiele für Informationen sind solche über Fehler am Metall-Keramik-Substrat, ein Herstellungsdatum oder eine Chargennummer.From the EP 3 185 655 A1 For example, a method is known in which an unstructured metal-ceramic substrate is provided and the metal-ceramic substrate is provided with an individualized coding. By means of the coding can be assigned to the metal-ceramic substrate information that can be used when reading the coding. Examples of information are those about defects in the metal-ceramic substrate, a date of manufacture or a lot number.

Ausgehend von diesem Stand der Technik macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, die Herstellung von Metall-Keramik-Subtraten weiter zu verbessern, insbesondere in Hinblick auf deren Rückverfolgung bzw. die Qualität der gefertigten Metall-Keramik-Substrate.Starting from this prior art, it is the object of the present invention to further improve the production of metal-ceramic substrates, in particular with regard to their traceability or the quality of the manufactured metal-ceramic substrates.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Bildung eines Metall-Keramik-Substrats gemäß Anspruch 1 sowie ein Metall-Keramik-Substrat gemäß Anspruch 10. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.This object is achieved by a method for forming a metal-ceramic substrate according to claim 1 and a metal-ceramic substrate according to claim 10. Further advantages and features of the invention will become apparent from the subclaims and the description and the accompanying figures.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung von Metall-Keramik-Substraten vorgesehen, umfassend

  • - Bereitstellen eines unstrukturierten Metall-Keramik-Basissubstrats,
  • - Versehen des Metall-Keramik-Basissubstrats mit einer ersten individuellen Kennzeichnung,
  • - Zerteilen des Metall-Keramik-Basissubstrats in einzelne Metall-Keramik-Substrate und
  • - Versehen zumindest eines der Metall-Keramik-Substrate mit einer zweiten individuellen Kennzeichnung.
According to the invention, a method for the production of metal-ceramic substrates is provided, comprising
  • Providing an unstructured metal-ceramic base substrate,
  • Providing the metal-ceramic base substrate with a first individual identification,
  • - Dividing the metal-ceramic base substrate into individual metal-ceramic substrates and
  • Provide at least one of the metal-ceramic substrates with a second individual marking.

Gegenüber dem Stand der Technik ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die erste Kennzeichnung auf dem Metall-Keramik-Basissubstrat vorgesehen ist und die zweite Kennzeichnung auf den einzelnen Metall-Keramik-Substraten, die aus dem gemeinsamen Metall-Keramik-Basissubstrat hervorgehen. Durch die individuelle zweite Kennzeichnung der zerteilten Metall-Keramik-Substrate lassen sich diese jeweils einzeln zurückverfolgen. Insbesondere gestattet es die Nutzung der ersten und der zweiten Kennzeichnung, dass die zweite Kennzeichnung zur Rückverfolgung des einzelnen Metall-Keramik-Substrats genutzt werden kann, während die erste Kennzeichnung als Informationsquelle im Herstellungsverfahren genutzt werden kann. Demnach müssen nicht alle Informationen einer einzelnen Kennzeichnung zugeordnet werden, sondern sie lassen sich bedarfsabhängig entweder der ersten Kennzeichnung auf dem Metall-Keramik-Basissubstrat oder der zweiten Kennzeichnung auf dem Metall-Keramik-Substrat zuordnen. Außerdem reicht es aus, dass das gesamte Metall-Keramik-Substrat mit einer einzelnen, individualisierten ersten Kennzeichnung versehen wird. Vorzugsweise ist die Anzahl der ersten Kennzeichnungen zumindest geringer als die Anzahl der zweiten Kennzeichnungen. Dadurch lässt sich mit Vorteil die Anzahl der durchgeführten Kennzeichnungen reduzieren, ohne dass auf eine zweite Kennzeichnung verzichtet werden muss, mit der sich die einzelnen Metall-Keramik-Substrate zurückverfolgen lassen. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Metall-Keramik-Basissubstrat unstrukturiert ist und vorzugsweise vor dem Zerteilen zur Bildung der Metall-Keramik-Substrate strukturiert wird.Compared with the prior art, it is provided according to the invention that the first marking is provided on the metal-ceramic base substrate and the second marking is provided on the individual metal-ceramic substrates emerging from the common metal-ceramic base substrate. The individual second identification of the divided metal-ceramic substrates allows each to be individually traced back. In particular, the use of the first and second markings allows the second mark to be used for tracing the single metal-ceramic substrate, while the first mark can be used as an information source in the manufacturing process. Accordingly, not all information needs to be assigned to a single tag, but can be assigned to either the first tag on the metal-ceramic base substrate or the second tag on the metal-ceramic substrate as needed. In addition, it is sufficient that the entire metal-ceramic substrate is provided with a single, individualized first marking. Preferably, the number of first labels is at least less than the number of second labels. As a result, it is advantageously possible to reduce the number of identifications carried out without having to dispense with a second identification with which the individual metal-ceramic substrates can be traced. In particular, it is provided that the metal-ceramic base substrate is unstructured and is preferably structured prior to dicing to form the metal-ceramic substrates.

Als erste und/oder zweite Kennzeichnungen sind insbesondere mechanische oder optisch auslesbare Codierungen zu verstehen, wie z. B. ein Loch- oder Strichcode oder ein QR-Code. Dabei ist die Nutzung von sichtbarem oder nicht-sichtbarem Licht, beispielsweise Infrarotlicht, denkbar. Es ist aber auch vorstellbar, dass die erste und/oder zweite Kennzeichnung als Aufkleber realisiert ist, wobei auf dem Aufkleber die erste Kennzeichnung und/oder zweite Kennzeichnung aufgedruckt ist. Auch elektronisch ablesbare Kennzeichnungen, wie RFID-Codes, sind denkbar.As a first and / or second markings are in particular mechanical or optically readable encodings to understand, such. As a hole or bar code or a QR code. The use of visible or non-visible light, such as infrared light, is conceivable. However, it is also conceivable that the first and / or second identification is realized as a sticker, wherein the first identification and / or second identification is printed on the sticker. Even electronically readable markings, such as RFID codes, are conceivable.

Grundsätzlich ist unter einem Metall-Keramik-Basissubstrat eine großflächige Metall-Keramik Schichtstruktur zu verstehen, aus der während der Herstellung, insbesondere am Ende des Herstellungsprozesses, mehrere Metall-Keramik-Substrate hervorgehen. Solche Metall-Keramik-Basissubstrate werden auch als Masterkarten bezeichnet. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass alle Metall-Keramik-Substrate jeweils mit einer individuellen zweiten Kennzeichnung versehen werden. Es ist aber auch vorstellbar, dass nur solche Metall-Keramik-Substrate eine zweite Kennzeichnung erhalten, die eine Mindestqualität aufweisen. Dadurch wird mit Vorteil auf eine (zweite) Kennzeichnung solcher Metall-Keramik-Substrate verzichtet, die ohnehin aussortiert werden würden. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass sich die individualisierten zweiten Kennzeichnungen von verschiedenen Metall-Keramik-Substraten aus demselben Metall-Keramik-Basissubstrate untereinander unterscheiden. Dadurch lassen sich die Metall-Keramik-Substrate individuell zurückverfolgen, da jedes vereinzelte Metall-Keramik-Substrat seine eigene individuelle zweite Kennzeichnung trägt.In principle, a metal-ceramic base substrate is to be understood as meaning a large-area metal-ceramic layer structure, from which several metal-ceramic substrates emerge during production, in particular at the end of the production process. Such metal-ceramic Base substrates are also referred to as master cards. It is preferably provided that all metal-ceramic substrates are each provided with an individual second identifier. However, it is also conceivable that only such metal-ceramic substrates receive a second marking, which have a minimum quality. As a result, it is advantageous to dispense with a (second) marking of such metal-ceramic substrates which would be sorted out anyway. It will be apparent to those skilled in the art that the individualized second markings of various metal-ceramic substrates differ from the same metal-ceramic base substrates. As a result, the metal-ceramic substrates can be traced individually, since each individual metal-ceramic substrate carries its own individual second marking.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der ersten individuellen Kennzeichnung eine erste Information zugeordnet ist und der zweiten individuellen Kennzeichnung eine zweite Information zugeordnet ist, wobei sich insbesondere die erste Information von der zweiten Information unterscheidet. Vorzugsweise sind die ersten Informationen auf einer Datenbank und die zweiten Informationen auf einer weiteren Datenbank hinterlegt oder erste und zweite Information sind auf einer gemeinsamen Datenbank hinterlegt. Beispielsweise ist zumindest die weitere Datenbank auf einem Server eines Netzwerks oder einer Cloud zugänglich, so dass ein Nutzer des gefertigten Metall-Keramik-Substrats unter Verwendung der zweiten Kennzeichnung bzw. nach einem Auslesen der zweiten Kennzeichnung Zugriff auf die zweiten Informationen erhält. Hier lassen sich mit Vorteil weitere Informationen bezüglich des Metall-Keramik-Substrats nachtragen bzw. ergänzen. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass während der Herstellung des Metall-Keramiksubstrats, insbesondere während der Zerteilung des Metall-Keramik-Basissubstrats, die zweite Information auf der weiteren Datenbank automatisch hinterlegt wird. Hierzu ist die Vorrichtung zur Bildung der zweiten Kennzeichnung mit der weiteren Datenbank verbunden. Weiterhin ist es vorstellbar, dass die Datenbank, auf der die Zuordnung zwischen der ersten Kennzeichnung und der ersten Information hinterlegt ist, im Gegensatz zur weiteren Datenbank nicht zugänglich ist, sondern ausschließlich für den Gebrauch bei der Herstellung des Metall-Keramik-Substrats benutzt wird.According to a preferred embodiment of the present invention, it is provided that a first information is assigned to the first individual identifier and a second information is assigned to the second individual identifier, wherein in particular the first information differs from the second information. Preferably, the first information is stored on a database and the second information is stored on another database or first and second information are stored on a common database. For example, at least the further database is accessible on a server of a network or a cloud, so that a user of the fabricated metal-ceramic substrate receives access to the second information using the second identifier or after a readout of the second identifier. Here further information with respect to the metal-ceramic substrate can be added or supplemented with advantage. Furthermore, it is preferably provided that during the production of the metal-ceramic substrate, in particular during the division of the metal-ceramic base substrate, the second information is automatically stored on the further database. For this purpose, the device for forming the second identifier is connected to the further database. Furthermore, it is conceivable that the database on which the association between the first identifier and the first information is deposited, in contrast to the other database is not accessible, but is used exclusively for the use in the production of the metal-ceramic substrate.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste Information Defektstellen im Metall-Keramik-Basissubstrat betrifft. In a further embodiment of the present invention, it is provided that the first information relates to defects in the metal-ceramic base substrate.

Insbesondere lassen sich so Spezifikationen über die Defektstelle, wie z. B. deren Position auf der Metall-Keramik-Basiskarte, den Typ des Defekt und/oder die Größe bzw. Form des Defekts hinterlegen, auf die im späteren Fertigungsverfahren Rücksicht genommen werden kann. Beispielsweise handelt es sich bei den Defekten bzw. Fehlern um Gaseinschlüsse zwischen Metallschicht und Keramikschicht oder Materiafehler in der Metallschicht bzw. der Keramikschicht. Weiterhin ist es vorstellbar, dass das Metall-Keramik-Basissubstrat nach seiner Fertigung in einem DCB-Ofen, mittels eines entsprechenden Scanners bzw. einer entsprechenden Kamera auf Fehler untersucht wird und die identifizierten Fehler mittels des Scanners als erste Informationen auf der Datenbank hinterlegen. Hierzu ist der Scanner mit der Datenbank zum Austausch von Daten verbunden. Es ist auch vorstellbar, dass die Fehler manuell identifiziert werden und über eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle dokumentiert und als erste Informationen abgespeichert werden.In particular, so specifications on the defect location, such. B. deposit their position on the metal-ceramic base card, the type of defect and / or the size or shape of the defect, which can be taken into account in the later manufacturing process. For example, the defects or defects are gas inclusions between the metal layer and the ceramic layer or material defects in the metal layer or the ceramic layer. Furthermore, it is conceivable that the metal-ceramic base substrate after its production in a DCB oven, by means of a corresponding scanner or a corresponding camera is examined for errors and deposit the identified errors by means of the scanner as the first information in the database. For this, the scanner is connected to the database for exchanging data. It is also conceivable that the errors are identified manually and documented via a human-machine interface and stored as first information.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die zweite Informationen

  • - eine Anordnung bzw. Platzierung des Metall-Keramik-Substrats im Metall-Keramik-Basissubstrat und/oder
  • - ein Materialspezifikationen eines für die Herstellung verwendeten Metalls und/oder einer verwendeten Keramik und/oder
  • - eine Qualität des Metall-Keramik-Substrats
betrifft. Vorstellbar sind als zweite Informationen beispielsweise auch eine Chargennummer, ein Herstellungsdatum und/oder eine Herstellungszeit. Mittels dieser zweiten Informationen lässt sich das vereinzelte Metall-Keramik-Substrat individuell zurückverfolgen. Insbesondere die Platzierung bzw. Anordnung des Metall-Keramik-Substrats im Metall-Keramik-Basissubtrat ist insofern hilfreich, als dass beispielsweise ein später festgestellter Fehler am fertigen Metall-Keramik-Substrat als Hinweis auf einen Fehler in einem benachbarten Metall-Keramik-Substrat dienen kann. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die zweite Information frei ist von ersten Informationen, d. h. die ersten Informationen sind keine Teilmenge der zweiten Informationen. Dadurch lassen sich Informationen, die ausschließlich für die Fertigung des Metall-Keramik-Substrats dienen, von solchen trennen, die ausschließlich zur Rückverfolgung des vereinzelten Metall-Keramik-Substrats dienen.Preferably, it is provided that the second information
  • an arrangement or placement of the metal-ceramic substrate in the metal-ceramic base substrate and / or
  • a material specification of a metal used for the production and / or a used ceramic and / or
  • a quality of the metal-ceramic substrate
concerns. It is conceivable as a second information, for example, a batch number, a date of manufacture and / or a production time. By means of this second information, the isolated metal-ceramic substrate can be traced individually. In particular, the placement or arrangement of the metal-ceramic substrate in the metal-ceramic base substrate is helpful insofar as, for example, a later detected defect in the finished metal-ceramic substrate serve as an indication of a defect in an adjacent metal-ceramic substrate can. Particularly preferably, it is provided that the second information is free from first information, ie the first information is not a subset of the second information. As a result, information which exclusively serves for the production of the metal-ceramic substrate can be separated from those which serve exclusively for the traceability of the separated metal-ceramic substrate.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste individuelle Kennzeichnung entfernt wird. Beispielsweise wird die erste Kennzeichnung beim Strukturieren der Metallschicht entfernt. Dadurch nimmt die erste Kennzeichnung, die im Wesentlichen ausschließlich für das Herstellungsverfahren benötigt wird, keinen Teil der Metallschicht am gefertigten Metall-Keramik-Substrat ein. Entsprechend muss kein Platz auf der Metallschicht für die erste Kennzeichnung am fertigen Metall-Keramik-Substrat freigehalten werden.In a further embodiment of the present invention, it is provided that the first individual marking is removed. For example, the first marking is removed when structuring the metal layer. As a result, the first marking, which is required essentially exclusively for the production method, does not take up any part of the metal layer on the fabricated metal-ceramic substrate. Accordingly, no room has to be the metal layer for the first marking on the finished metal-ceramic substrate are kept free.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine dritte individuelle Kennzeichnung am Ausgangsmaterial zur Bildung des Metall-Keramik-Basissubstrats ausgelesen wird. Die dritte individuelle Kennzeichnung ist in vorteilhafter Weise einer dritten Information zugeordnet, die das Ausgangsmaterial, beispielsweise in Hinblick auf die Materialzusammensetzung, Reinheit oder Vergleichbares, weiter spezifiziert. Vorzugsweise wird die dritte Information zur Bildung der zweiten Information genutzt, d. h. die dritte Information ist Teilmenge der zweiten Information. Dadurch ist eine Rückverfolgung bis zu den Ausgangsmaterialen mittels des fertigen Metall-Keramik-Substrats möglich.In particular, it is provided that a third individual identification on the starting material for the formation of the metal-ceramic base substrate is read out. The third individual identifier is advantageously assigned to a third item of information which further specifies the starting material, for example with regard to the material composition, purity or comparable. Preferably, the third information is used to form the second information, i. H. the third information is a subset of the second information. This makes it possible to trace back to the starting materials by means of the finished metal-ceramic substrate.

Zweckmäßigerweise ist es vorgesehen, dass die ersten Informationen beim Strukturieren der Metallisierungsschicht berücksichtigt werden. Insbesondere lässt sich die Platzierung der Strukturierung auf dem Metall-Keramik-Basissubstrat verschieben, verdrehen oder bestimmte Abschnitte lassen sich modifizieren, um zu verhindern, dass der Fehler im späteren gefertigten Metall-Keramik-Substrat dessen Funktionalität beeinträchtigt. Es ist auch denkbar, dass auf ein Strukturieren verzichtet wird, wenn der Fehler keine sinnvolle Strukturierung zulässt. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise Energie sparen, die andernfalls für das Realisieren einer Strukturierung aufgebracht werden muss, die sich später als nutzlos erweist.Appropriately, it is provided that the first information is taken into account when structuring the metallization layer. In particular, the placement of the patterning on the metal-ceramic base substrate can be shifted, twisted or certain sections can be modified in order to prevent the defect in the subsequently fabricated metal-ceramic substrate from impairing its functionality. It is also conceivable that structuring is dispensed with if the error does not permit meaningful structuring. As a result, energy can be saved in an advantageous manner, which otherwise has to be applied for the realization of a structuring which subsequently proves to be useless.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste individuelle Kennzeichnung und/oder die zweite individuelle Kennzeichnung durch Direktbelichtung erfolgt und/oder die zweite individuelle Kennzeichnung beim Bilden der strukturierten Metallisierungsschicht ausgebildet wird. Mittels der Direktbelichtung ist es insbesondere möglich, schnell eine individualisierte Kennzeichnung vorzunehmen. Durch die Realisierung der zweiten Kennzeichnung während des Strukturierens wird in vorteilhafter Weise Zeit gespart.In a further embodiment of the present invention, it is provided that the first individual identification and / or the second individual identification takes place by direct exposure and / or the second individual identification is formed when the structured metallization layer is formed. By means of the direct exposure, it is possible in particular to quickly carry out an individualized identification. By implementing the second identification during the structuring, time is advantageously saved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste Kennzeichnung auf oder in der Nähe einer Fehlstelle auf dem Metall-Keramik-Basissubtrat platziert wird. Eine solche Platzierung erweist sich insbesondere deswegen als vorteilhaft, weil dadurch beim Abtragen der Metallschicht im Bereich der Fehl- bzw. Defektstellen, automatisch die erste Kennzeichnung mitabgetragen werden kann. Vorzugsweise wird die erste Kennzeichnung auf und/oder in der Nähe der größten, d. h. flächenmäßig größten, Fehlstelle auf dem Metall-Keramik-Basissubstrat platziert. Insbesondere kann die zweite Kennzeichnung dann auch zur Orientierung auf dem Metall-Keramik-Basissubstrat genutzt werden.According to another embodiment of the present invention, it is provided that the first marking is placed on or near a defect on the metal-ceramic base substrate. Such a placement proves to be particularly advantageous because it can be mitabgetragen automatically when removing the metal layer in the area of the defect or defect points, the first marking. Preferably, the first identifier is on and / or near the largest, i. H. the largest area, defect is placed on the metal-ceramic base substrate. In particular, the second identifier can then also be used for orientation on the metal-ceramic base substrate.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Metall-Keramik-Substrat, hergestellt mit einem erfindungsgemäßen Verfahren. Alle für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Merkmale und deren Vorteile lassen sich sinngemäß ebenfalls auf das erfindungsgemäße Metall-Keramik-Substrat übertragen und andersherum.Another object of the present invention is a metal-ceramic substrate prepared by a method according to the invention. All features described in the method according to the invention and their advantages can likewise be transferred analogously to the metal-ceramic substrate according to the invention and vice versa.

Es zeigt:

  • 1: schematische Darstellung eines Blockdiagramms zur Illustration eines beispielhaften Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
It shows:
  • 1 : Schematic representation of a block diagram illustrating an exemplary method according to the present invention.

In 1 ist schematisch ein Blockdiagramm zur Illustration eines beispielhaften Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, mit dem Metall-Keramik-Substrate 1 hergestellt werden. In der 1 sind die Metall-Keramik-Substrate bzw. Metall-Keramik-Basissubstrate teils in einer Draufsicht und teils in einer Seitenansicht dargestellt. Solche Metall-Keramik-Substrate 1 dienen vorzugsweise als Träger von elektronischen bzw. elektrischen Bauteile, die an das Metall-Keramik-Substrat 1 anbindbar sind. Wesentliche Bestandteile eines solchen Metall-Keramik-Substrats 1 sind eine sich entlang einer Haupterstreckungsebene HSE erstreckende Keramikschicht 11 und eine an der Keramikschicht 11 angebundene Metallschicht 12. Die Keramikschicht 11 ist aus mindestens einem eine Keramik umfassenden Material gefertigt. Die Metallschicht 12 und die Keramikschicht 11 sind dabei entlang einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene HSE verlaufenden Stapelrichtung S übereinander angeordnet und über eine Anbindungsfläche miteinander stoffschlüssig verbunden. Im gefertigten Zustand ist die Metallschicht 12 zur Bildung von Leiterbahnen oder Anbindungsstellen für die elektrischen Bauteile strukturiert.In 1 FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating an exemplary method according to the present invention with the metal-ceramic substrates. FIG 1 getting produced. In the 1 The metal-ceramic substrates and metal-ceramic base substrates are shown partly in a plan view and partly in a side view. Such metal-ceramic substrates 1 are preferably used as a carrier of electronic or electrical components attached to the metal-ceramic substrate 1 are connectable. Essential components of such a metal-ceramic substrate 1 are a ceramic layer extending along a main plane HSE 11 and one on the ceramic layer 11 tethered metal layer 12 , The ceramic layer 11 is made of at least one material comprising a ceramic material. The metal layer 12 and the ceramic layer 11 In this case, they are arranged one above the other along a stacking direction S running perpendicular to the main extension plane HSE and connected to one another in a material-locking manner via a connection surface. In the finished state is the metal layer 12 structured to form interconnects or connection points for the electrical components.

Zur Bildung des Metall-Keramik Substrats 1 ist es vorgesehen, dass zunächst das Metall für die Metallschicht 12 und die Keramik für die Keramikschicht 12 als Ausgangsstoffe bereitgestellt werden. Mittels eines DCB-Verfahrens 20 werden anschließend in einem Ofen 14 Metallschicht 12 und Keramikschicht 11 miteinander stoffschlüssig verbunden und ein Metall-Keramik-Basissubstrat 10 bereitgestellt. Infolge von Materialfehlern oder wegen anderer Gründe können im Metall-Keramik-Basissubstrat 11 Fehler 7 bzw. Defektstellen, wie z. B Lunker oder Vergleichsbares, auftreten. Beispielsweise werden diese Fehler 7 mittels einer dazu geeigneten Kamera 4 identifiziert. Mittel einer ersten Kennzeichnung 21, mit der insbesondere die Metallschicht 11 des Metall-Keramik-Basissubstrats 10 versehen wird, lassen sich erste Informationen über die registrierten Fehler 7 individuell kennzeichnen. Beispielsweise handelt es sich bei der ersten Kennzeichnung 21 um einen Strichcode oder einen QR-Code und zu der ersten Kennzeichnung 21 sind in einer Datenbank die registrierten Fehler hinterlegt. Auf diese Weise kann zu einem späteren Zeitpunkt die erste Kennzeichnung 21 mittels eines Lesegeräts ausgelesen werden und die entsprechende Information über den Fehler 7 lässt sich im weiteren Verfahren zur Herstellung des Metall-Keramik-Substrats 1 nutzen. Beispielsweise umfassen die Fehler bezogene erste Informationen eine Anordnung bzw. Lokalität des Fehlers auf dem Metall-Keramik-Basissubstrat 11 - beispielsweise angegeben in basissubstratspezifischen Koordinaten - , eine Klassifizierung (Typ; Form ...) des Fehlers 7 und/oder eine Größe des Fehlers 7. Diese erste Informationen lassen sich mit Vorteil beispielsweise beim Strukturieren 30 des Metall-Keramik - Substrats nutzen, da so insbesondere vermieden werden kann, dass der Fehler 7 in einem Bereich, in dem im gefertigten Metall-Keramik-Substrat 1 eine Metallisierung, beispielsweise als Leiterbahn oder als Anschlussbereich für ein elektronisches Bauteil, vorgesehen ist, liegt. Mit anderen Worten: Anhand der ersten Informationen lässt sich die Strukturierung der Metallschicht 12, insbesondere der Metallschicht 12 des Metall-Keramik-Basissubstrats 10, so konzipieren bzw. auslegen, dass am gefertigten Metall-Keramik-Substrat 1 der Defekt bzw. der Fehler 7 nicht Teil einer relevanten Struktur der Metallschicht 12 ist. Es ist auch vorstellbar, dass die Platzierung der Metall-Keramik-Substrate 1 so gewählt wird, dass der Fehler ausschließlich auf einem der Metall-Keramik-Substrate 1 liegt, so dass die Anzahl der auszuschließenden Metall-Keramik-Substrate 1 reduziert werden kann. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass die geplante Platzierung der Strukturierung bezüglich des Metall-Keramik-Basissubstrat 10 verschoben, ausgetauscht und/oder verdreht wird, um den Bereich der Metallschicht 12 mit dem Fehler beim Strukturieren 30 zu entfernen. Damit lässt sich in vorteilhafter Weise ein Ausschuss an unbrauchbaren Metall-Keramik-Substraten 1 in vorteilhafter Weise reduzieren. Beispielsweise erfolgt die individuelle erste Kennzeichnung 21 mittels einer Direktbeleuchtung.To form the metal-ceramic substrate 1 It is intended that first the metal for the metal layer 12 and the ceramic for the ceramic layer 12 be provided as starting materials. By means of a DCB process 20 are then in an oven 14 metal layer 12 and ceramic layer 11 bonded together and a metal-ceramic base substrate 10 provided. Due to material defects or other reasons, in the metal-ceramic base substrate 11 error 7 or defect sites, such. B voids or comparable, occur. For example, these errors 7 by means of a suitable camera 4 identified. Means of a first marking 21 with which in particular the metal layer 11 of the metal-ceramic base substrate 10 provided first information about the registered errors 7 individually mark. For example, the first identifier 21 around a bar code or a QR code and to the first identification 21 the registered errors are stored in a database. In this way, at a later time, the first marking 21 read by a reader and the corresponding information about the error 7 can be in the further process for the preparation of the metal-ceramic substrate 1 use. For example, the error related first information includes a location of the defect on the metal-ceramic base substrate 11 For example, given in base substrate specific coordinates, a classification (type, shape ...) of the error 7 and / or a size of the error 7 , This first information can be used with advantage for structuring, for example 30 Use of the metal-ceramic - substrate, as in particular can be avoided that the error 7 in an area where in the fabricated metal-ceramic substrate 1 a metallization, for example, as a conductor or as a connection region for an electronic component, is provided lies. In other words: Based on the first information, the structure of the metal layer can be defined 12 , in particular the metal layer 12 of the metal-ceramic base substrate 10 , so design or interpret that on the fabricated metal-ceramic substrate 1 the defect or the error 7 not part of a relevant structure of the metal layer 12 is. It is also conceivable that the placement of metal-ceramic substrates 1 so chosen, that the fault is exclusive to one of the metal-ceramic substrates 1 lies, so the number of metal-ceramic substrates to be excluded 1 can be reduced. For example, it is conceivable that the planned placement of the structuring with respect to the metal-ceramic base substrate 10 moved, exchanged and / or twisted to the area of the metal layer 12 with the error during structuring 30 to remove. This can be advantageously a committee of unusable metal-ceramic substrates 1 reduce in an advantageous manner. For example, the individual first identification takes place 21 by means of direct lighting.

Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Metall-Keramik-Basissubstrat 10 eine einzelne erste Kennzeichnung 21 trägt, der als erste Information alle Fehler auf dem gesamten Metall-Keramik-Basissubstrat 10 zugeordnet sind. Nach dem Ausstatten des Metall-Keramik-Basissubstrats 10 mit der ersten Kennzeichnung 21 ist es vorgesehen, dass das Metall-Keramik-Basissubstrat 10 in die einzelnen Metall-Keramik-Substrate 1 zertrennt wird. Beispielsweise erfolgt ein Zerteilen 40 der einzelnen Metall-Keramik-Substrate 1 entlang einer Sollbruchstelle 18 durch ein Brechen und/oder unter Unterstützung von Laserlicht. Im dargestellten Beispiel wird das Metall-Keramik-Basissubstrat 10 in neun Metall-Keramik-Substrate 1 unterteilt. Dabei ist es vorgesehen, dass jedes der vereinzelten Metall-Keramik-Substrate 1 mit einer zweiten Kennzeichnung 22 versehen wird. Dabei sind der zweiten Kennzeichnung 22 insbesondere zweite Informationen zugeordnet. Vorzugsweise ist es dabei vorgesehen, dass sich die zweiten Informationen von den ersten Informationen unterscheiden und nicht über Fehler bzw. Defekte informieren. Stattdessen ist es bevorzugt vorgesehen, dass die zweite Information beispielsweise eine Platzierung des Metall-Keramik-Substrats 1 im Metall-Keramik-Basissubstrat, Materialspezifikationen des Ausgangsmaterials, d. h. Materialspezifikationen zum verwendeten Metall und/oder zur verwendeten Keramik, ein Herstellungsdatum, eine Chargennummer und/oder eine Qualitätskennzeichnung betrifft. Dadurch lassen sich die entsprechenden zweiten Informationen mittels der zweiten Kennzeichnung am fertigen Metall-Keramik-Substrats 1 ausmachen. Vorzugsweise dient die zweite Kennzeichnung 22 zur Rückverfolgung des Metall-Keramik -Substrats 1.Furthermore, it is preferably provided that the metal-ceramic base substrate 10 a single first label 21 carries as the first information all the defects on the entire metal-ceramic base substrate 10 assigned. After furnishing the metal-ceramic base substrate 10 with the first label 21 it is envisaged that the metal-ceramic base substrate 10 in the individual metal-ceramic substrates 1 is severed. For example, a division takes place 40 the individual metal-ceramic substrates 1 along a predetermined breaking point 18 by breaking and / or under the assistance of laser light. In the example shown, the metal-ceramic base substrate 10 in nine metal-ceramic substrates 1 divided. It is envisaged that each of the isolated metal-ceramic substrates 1 with a second label 22 is provided. Here are the second label 22 especially associated with second information. Preferably, it is provided that the second information is different from the first information and does not inform about errors or defects. Instead, it is preferably provided that the second information, for example, a placement of the metal-ceramic substrate 1 in the metal-ceramic base substrate, material specifications of the starting material, ie material specifications for the metal used and / or the ceramic used, a date of manufacture, a batch number and / or a quality marking. As a result, the corresponding second information can be obtained by means of the second marking on the finished metal-ceramic substrate 1 account. Preferably, the second identifier is used 22 for tracing the metal-ceramic substrate 1 ,

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Zuordnung zwischen der zweiten Kennzeichnung 22 und den zweiten Informationen in einer weiteren Datenbank gespeichert wird. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die weitere Datenbank für Dritte zugänglich ist und beispielsweise auf einem Server eines Netzwerks oder einer Cloud hinterlegt ist. Dadurch können spätere Nutzer des gefertigten Metall-Keramik - Substrats 1 die zweiten Informationen auf einfache Weise beziehen. Außerdem ist es möglich, die zweiten Informationen zu einem späteren Zeitpunkt zu ergänzen, beispielsweise wenn sich nach der Fertigung noch eine weitere relevante Erkenntnis über das gefertigte Metall-Keramik-Substrats 1 ergibt.Preferably, it is provided that the association between the second identifier 22 and the second information is stored in another database. In this case, it is provided, in particular, that the further database is accessible to third parties and stored, for example, on a server of a network or a cloud. This allows future users of the fabricated metal-ceramic substrate 1 relate the second information in a simple way. In addition, it is possible to supplement the second information at a later point in time, for example if, after production, there is still another relevant knowledge about the fabricated metal-ceramic substrate 1 results.

Die zweite Kennzeichnung 22 kann dabei als optisch erkennbare Kennzeichnung, beispielsweise in Form eines Strichcodes oder eines QR-Codes realisiert sein. Grundsätzlich sind aber auch alle anderen Formen von zweiten Kennzeichnungen 22 denkbar, die beispielsweise optisch, mit sichtbaren oder nicht-sichtbaren Licht, auslesbar sind. Denkbar ist auch dass die zweite Kennzeichnung 22 während des Strukturierens 30 der Metallschicht 12, beispielsweise durch eine Direktbelichtung realisiert wird, oder die zweite Kennzeichnung 12 wird auf das einzelne Metall-Keramik-Substrate 1 aufgeklebt.The second mark 22 can be realized as optically recognizable marking, for example in the form of a bar code or a QR code. In principle, however, all other forms of second markings 22 conceivable, for example, the optical, visible or non-visible light, can be read. It is also conceivable that the second label 22 during structuring 30 the metal layer 12 , is realized for example by a direct exposure, or the second label 12 is applied to the single metal-ceramic substrates 1 glued.

Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Ausgangsmaterial, d. h. das Metall der Metallschicht 11 und die Keramik der Keramikschicht 12, mit einer dritten Kennzeichnung 23 versehen ist. Der dritten Kennzeichnung 23 ist vorzugsweise eine dritte Information zugeordnet. Die dritte Information umfasst insbesondere Materialspezifikationen, wie z. B. eine detaillierte Materialzusammensetzung und/oder eine Chargennummer, die eine eindeutige Rückverfolgung gestattet. Vorzugsweise ist die dritte Information Teil der zweiten Information bzw. wird automatisch in die zweite Information übertragen. Beispielsweise wird die dritte Kennzeichnung 23 am Ausgangsmaterial ausgelesen und in die zweite Information, hinterlegt auf der weiteren Datenbank, integriert. Dadurch lassen sich in vorteilhafter Weise alle Herstellungsinformationen am fertigen Metall-Keramik-Substrat 1 erkennen und zurückverfolgen.Furthermore, it is preferably provided that the starting material, ie the metal of the metal layer 11 and the ceramic of the ceramic layer 12 , with a third identification 23 is provided. The third identification 23 Preferably, a third information is assigned. The third information includes in particular material specifications, such. B. a detailed material composition and / or a batch number that allows a clear traceability. Preferably, the third information is part of the second information automatically transferred to the second information. For example, the third label 23 read on the starting material and in the second information, deposited on the other database, integrated. As a result, all manufacturing information on the finished metal-ceramic substrate can be advantageously 1 recognize and trace back.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Metall-Keramik-SubstratMetal-ceramic substrate
44
Kameracamera
77
Fehlererror
1010
Metall-Keramik-Basis-SubstratMetal-ceramic-based substrate
1111
Keramikschichtceramic layer
1212
Metallschichtmetal layer
1414
Ofenoven
1818
SollbruchstelleBreaking point
2020
DCB-VerfahrenDCB method
2121
erste individuelle Kennzeichnungfirst individual identification
2222
zweite individuelle Kennzeichnungsecond individual identification
2323
dritte individuelle Kennzeichnungthird individual identification
3030
StrukturierenStructure
4040
Zerteilenpart

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 3185655 A1 [0003]EP 3185655 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung von Metall-Keramik-Substraten (1), umfassend - Bereitstellen eines Metall-Keramik-Basissubstrats (10), - Versehen des Metall-Keramik-Basissubstrats (10) mit einer ersten individuellen Kennzeichnung (21); - Zerteilen (40) des Metall-Keramik-Basissubstrats (10) in einzelne Metall-Keramik Substrate (1) und - Versehen zumindest eines der Metall-Keramik-Substrate (1) mit einer zweiten individuellen Kennzeichnung (22).Process for the production of metal-ceramic substrates (1), comprising Providing a metal-ceramic base substrate (10), - providing the metal-ceramic base substrate (10) with a first individual marking (21); - Dividing (40) of the metal-ceramic base substrate (10) into individual metal-ceramic substrates (1) and - Providing at least one of the metal-ceramic substrates (1) with a second individual marking (22). Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ersten individuellen Kennzeichnung (21) eine erste Information zugeordnet ist und der zweiten individuellen Kennzeichnung (22) eine zweite Information zugeordnet ist, wobei sich insbesondere die erste Information von der zweiten Information unterscheidet.Method according to one of the preceding claims, wherein the first individual identification (21) is associated with a first information and the second individual identification (22) is associated with a second information, wherein in particular the first information differs from the second information. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die erste Information Defektstellen im Metall-Keramik-Basissubstrat (1) betrifft.Method according to Claim 2 wherein the first information relates to defects in the metal-ceramic base substrate (1). Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Informationen - eine Platzierung des Metall-Keramik-Substrats (1) im Metall-Keramik-Basissubstrat (10) und/oder - ein Materialspezifikationen eines für die Herstellung verwendeten Metalls und/oder einer verwendeten Keramik und/oder - eine Qualität des Metall-Keramik-Substrats (1) betrifft.Method according to one of the preceding claims, wherein the second information - A placement of the metal-ceramic substrate (1) in the metal-ceramic base substrate (10) and / or a material specification of a metal used for the production and / or a used ceramic and / or - A quality of the metal-ceramic substrate (1) relates. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste individuelle Kennzeichnung (21) entfernt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the first individual identification (21) is removed. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine dritte individuelle Kennzeichnung (23) am Ausgangsmaterial (11, 12) zur Bildung der Metall-Keramik-Basissubstrat (10) ausgelesen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a third individual identification (23) is read out on the starting material (11, 12) to form the metal-ceramic base substrate (10). Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Informationen bei der Strukturierung (30) der Metallisierungsschicht (12) berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the first information is taken into account in the structuring (30) of the metallization layer (12). Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste individuelle Kennzeichnung (21) und/oder die zweite individuelle Kennzeichnung (22) durch Direktbelichtung erfolgt und/oder die zweite individuelle Kennzeichnung (22) beim Bilden der strukturierten Metallisierungsschicht (12) ausgebildet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the first individual identification (21) and / or the second individual identification (22) takes place by direct exposure and / or the second individual identification (22) is formed during the formation of the structured metallization layer (12). Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kennzeichnung (21) auf oder in der Nähe einer Fehlstelle auf dem Metall-Keramik-Basissubtrat (10) platziert wird.A method according to any one of the preceding claims, wherein the first tag (21) is placed on or near a defect on the metal-ceramic base substrate (10). Metall-Keramik-Substrat, mit einem Metall-Keramik-Basissubstrat (10), das mindestens zwei Metall-Keramik-Substrate (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Keramik-Basissubstrat (10) eine erste individuelle Kennzeichnung (21) und mindestens eines der mindestens zwei Metall-Keramik-Substrate (1) eine zweite individuelle Kennzeichnung (22) aufweist.Metal-ceramic substrate, comprising a metal-ceramic base substrate (10) having at least two metal-ceramic substrates (1), characterized in that the metal-ceramic base substrate (10) has a first individual marking (21) and at least one of the at least two metal-ceramic substrates (1) has a second individual marking (22).
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