DE4443424B4 - Anordnungen aus einem mehrschichtigen Substrat und einem Leistungselement und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

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Abstract

Anordnung aus einem mehrschichtigen Substrat (2) mit einer Mehrzahl von Isolierschichten (1a, 1b, 1c) und einem darauf angeordneten Leistungselement (6),
a) wobei das mehrschichtige Substrat (2) einen Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) aufweist, der schnell von dem Leistungselement (6) erzeugte Wärme absorbiert und zerstreut und die Wärme in die Umgebung abstrahlt, wobei der Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) parallel zu der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats (2) ausgebildet ist und sich in eine seitliche Richtung erstreckt,
b) wobei der Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) durch einen Metallkörper (4, 4a, 4b) gebildet ist, welcher in einen Durchgangsabschnitt (3a, 3b) wenigstens einer Isolierschicht (1a, 1b, 1c) eingefügt ist, und mit einer Verdrahtung (5) verbunden ist, die sich innerhalb der einen Isolierschicht (1a) parallel zu der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats (2) erstreckt und an eine weitere Isolierschicht (1b) angrenzt, wobei die Dicke der Verdrahtung (5) kleiner als diejenige der...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen aus einem mehrschichtigen Substrat mit einer Mehrzahl von Isolierschichten und einem darauf angeordneten Leistungselement sowie auf Verfahren zur Herstellung in derartiger Anordnungen.
  • Bei einem herkömmlichen mehrschichtigen Substrat, welches beispielsweise in 12 dargestellt ist, ist eine dicke aus Kupfer oder Silber zusammengesetzte Leiterschicht 32 auf ein mehrschichtiges Keramiksubstrat 31 kopiert und gehärtet, ein aus Molybdän oder Kupfer zusammengesetzter Wärmeableiter 34 ist darauf mittels eines Lots 33 angeordnet, und ein Leistungselement bzw. ein Leistungszufuhrelement ist darauf mittels eines Lots 35 angebracht. Entsprechend 12 bezeichnet das Bezugszeichen 37 einen Draht, und das Bezugszeichen 38 bezeichnet einen Chipanschluß.
  • Da jedoch bei dem oben erwähnten herkömmlichen mehrschichtigen Substrat die von dem Leistungselement gesamte erzeugte Wärme nicht vollständig abgestrahlt werden kann, besteht die Gefahr, daß das Leistungselement selbst und damit verknüpfte Teile durch die Wärme beschädigt werden können.
  • Zur Lösung der oben erwähnten Schwierigkeit wird entsprechend der JP 3-286590 A eine Technik vorgeschlagen, bei welcher ein großes Durchgangsloch in dem Mehrschichtsubstrat direkt unter einem Halbleiterelement gebildet ist und eine Metallpaste bzw. ein Metallgemisch zur Verwendung als Wärmeableiter hineingefüllt ist.
  • Gemäß der oben erwähnten Veröffentlichung ist der Warmeableiter jedoch lediglich in einer Richtung senkrecht zu dem Halbleiterelement gebildet, und die Wärme bzw. Wärme wird lediglich in senkrechter Richtung zu dem Halbleiterelement abgestrahlt, wodurch keine hinreichende Wärmeableitung erzielt wird. Es kann angenommen werden, daß die von dem Halbleiterelement ausgehende Wärme sich nach unten unter einem Winkel von etwa 45 Grad bezüglich des Substrats direkt unter dem Halbleiterelement ausbreitet. Sogar wenn der Wärmeableiter lediglich unter dem Halbleiterelement gebildet ist, wie die oben erwähnte Veröffentlichung lehrt, kann daher die Wärme, welche sich in Richtung eines 45°-Winkels ausbreitet, nicht in hinreichendem Ausmaß abgestrahlt werden.
  • Aus den Duckschriften EP 0 129 966 A1 , DE 41 07 312 A1 , US 4 724 283 , DE 38 43 787 A1 , US 4 328 531 , US 4 313 026 A und JP 03286590 A sind Anordnungen aus einem mehrschichtigen Substrat mit einer Mehrzahl von Isolierschichten und einem darauf angeordneten Leistungselement bzw. aus einem einschichtigen Substrat bekannt, wobei in den Isolierschichten Verdrahtungen untergebracht sind, die neben ihrer Hauptfunktion als elektrischer Leiter gegebenenfalls als Wärmeableiter dienen könnten. Da die Verdrahtungen in erster Linie als elektrische Leiter vorgesehen sind, die an verschiedenen Orten angeordnete Komponenten elektrisch miteinander verbinden, ist eine gerichtete Wärmeableitung durch die Verdrahtungen nicht ermöglicht.
  • Aus den Duckschriften US 5 139 973 und JP 61-288448 A (Patent Abstracts of Japan) sind darüber hinaus weitere Anordnungen bekannt, bei welchen ein Leistungselement auf einem Wärmeableiter angeordnet sind. Der Wärmeableiter ist dabei weder mit einer Verdrahtung verbunden, noch ermöglicht er eine gerichtete Wärmeableitung.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mehrschichtsubstrat zu schaffen, das eine Wärmeableiterstruktur besitzt, welche vorteilhaft die Wärme abzustrahlen vermag, die in großem Umfang von einem Leistungselement erzeugt wurde, und kostengünstig herstellbar ist. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung des Mehrschichtsubstrats zu schaffen.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 1, 9, 10 oder 16.
  • Im Hinblick darauf, daß sich die von dem Leistungselement erzeugte Wärme nicht senkrecht zu dem Mehrschichtsubstrat, sondern in Richtung eines Winkels von etwa 45° ausbreitet, ist ein Wärmeableiter geschaffen worden, welcher sich in eine seitliche Richtung parallel zu der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats erstreckt, so daß sich die von dem Leistungselement erzeugte Wärme in seitlicher Richtung ausbreitet.
  • Mit dem gebildeteten Wärmeableiter, welcher sich in seitlicher Richtung des mehrschichtigen Substrats erstreckt, kann die Wärme des Leistungselements wirksam abgeleitet und abgestrahlt werden.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird die unten beschriebene technische Struktur im wesentlichen verwendet.
  • Demgemäß weist ein mehrschichtiges Substrat eine Mehrzahl von isolierenden Schichten auf, auf welchen ein Leistungselement angebracht ist, wobei das mehrschichtige Substrat einen Wärmeableiter beinhaltet, welcher schnell die von dem Leistungselement erzeugte Wärme absorbiert und die Wärme an die Umgebung zerstreut bzw. abstrahlt. Der Wärmeableiter ist parallel zu der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats gebildet und erstreckt sich in eine seitliche Richtung. Der Wärmeableiter sollte eine Form besitzen, bei welcher die Ausdehnung in die seitliche Rich tung größer ist als diejenige in Richtung der Dicke des mehrschichtigen Substrats. Wenn die Wärmeableiter in einer großen Zahl in vielen Stufen in jeder der Schichten des mehrschichtigen Substrats gebildet sind, sollten die Wärmeableiter Längen aufweisen, deren seitliche Erstreckung um so größer ist, je weiter sie von der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats entfernt sind, auf welchem das Leistungselement angebracht ist.
  • Ausführungsformen des mehrschichtigen Substrats in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine Querschnittsansicht, welche die Struktur eines mehrschichtigen Substrats in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 2 bis 6 Diagramme, welche die Schritte zum Herstellen des mehrschichtigen Substrats in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
  • 7 ein Diagramm, welches die Struktur des mehrschichtigen Substrats in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 8 eine Draufsicht auf das mehrschichtige Substrat in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform;
  • 9 eine Querschnittsansicht des mehrschichtigen Substrats in Übereinstimmung mit der weiteren Ausführungsform;
  • 10 eine Querschnittsansicht des mehrschichtigen Substrats in Übereinstimmung mit einer anderen weiteren Ausführungsform;
  • 11 eine Querschnittsansicht des mehrschichtigen Substrats in Übereinstimmung mit wiederum einer weiteren Ausführungsform;
  • 12 eine Querschnittsansicht, welche ein herkömmliches mehrschichtiges Substrat veranschaulicht; und
  • 13 bis 16, 20 und 21 Querschnittsansichten, welche die mehrschichtigen Substrate als modifizierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, wohin gegen die in 17 bis 19 dargestellten mehrschichtigen Substrate nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, sondern lediglich den Umfeld der vorliegende Erfindung erläutern.
  • 1 zeigt ein Diagramm, welches die Gesamtstruktur eines mehrschichtigen Substrats 2 in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Ein mehrschichtiges Substrat 2 ist durch Aufschichten dreier Isolierungsschichten 1a, 1b und 1c gebildet, welche aus Aluminiumoxid zusammengesetzt sind. In einem vorbestimmten Gebiet S1 der obersten Isolierungsschicht 1a des mehrschichtigen Substrats 2 ist ein Durchgangsteil 3a zur Aufnahme eines Metalls bzw. eines Metallkörpers gebildet, das darin eingepaßt wird. Das Durchgangsteil 3a ist mit einem Metallkörper 4a als Wärmeableiter versehen, welcher eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist.
  • Ein Durchgangsteil 3b zur Aufnahme eines Metallkörpers wird in einem vorbestimmten Gebiet 82 in der dazwischenliegenden Isolierungsschicht 1b oder vorzugsweise in einem Gebiet S2, daß das oben erwähnten vorbestimmte Gebiet S1 überlappt, gebildet. Das Durchgangsteil 3b ist mit einem Metall bzw. Metallkörper 4b versehen, welcher von derselben Art wie der oben erwähnte Metallkörper 4a ist.
  • Die Durchgangsteile 3a und 3b sind in einer Richtung parallel zu der Hauptoberfläche des mehrschichtigen Substrats angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist das Durchgangsteil 3b in seitlicher Richtung größer als das Durchgangsteil 3a und besitzt eine Fläche, die größer als die Fläche des Durchgangsteils 3a ist. Die darin eingepaßten Metallkörper 4a und 4b sind elektrisch mit einer inneren Verdrahtung 5 in der Isolierungsschicht 1a verbunden. Die Metallkörper 4a und 4b sind aus einem Gemisch von Molybdänteilchen, die einen hohen Schmelzpunkt besitzen, und Aluminiumoxidteilchen zusammengesetzt. Hierbei besitzt das Molybdän eine Wärmeleitfähigkeit von 137 W/m K (20°C) und einen Schmelzpunkt von 2622 ± 10°C. Der Metallkörper 4 kann weiterhin aus einem Gemisch von Wolframteilchen, die einen hohen Schmelzpunkt aufweisen, und Aluminiumoxidteilchen zusammengesetzt sein oder aus einem Gemisch von Molybdänteilchen, Wolframteilchen und Aluminiumoxidteilchen. Hierbei hat das Wolfram eine Wärmeleitfähigkeit von 160 W/m K (20°C) und einen Schmelzpunkt von 3382°C.
  • Ein Leistungselement 6 ist auf dem Metallkörper 4a unter Verwendung eines Lots (oder einer Silberpaste) durch Pressung angebracht. Das Leistungselement 6 ist elektrisch mit einem elektrisch leitenden Teil auf der obersten Isolierungsschicht 1a des mehrschichtigen Substrats durch einen Draht 7 verbunden.
  • Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 6 ein Verfahren zum Herstellen des mehrschichtigen Substrats 2 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 2 wird eine ebene plattenförmige Aluminiumoxid-Grünschicht (alumina green sheet) 8 (1a, von 1) aufbereitet. Die Aluminiumoxid-Grünschicht 8 hat eine Dicke von 0,254 mm. Ein quadratisches Durchgangsteil 3a wird durch Stanzen in einem vorbestimmten Gebiet der Aluminiumoxid-Grünschicht 8 gebildet. Das Durchgangsteil 3a kann in dem Schritt des Bildens eines Durchgangslochs für ein Kontaktloch gebildet werden.
  • Wie in 3 dargestellt, wird danach das Substrat 1b, in welchem das Durchgangsteil 3b gebildet ist, auf das Substrat 1c plaziert, welches kein Durchgangsteil besitzt, um eine Aluminiumoxid-Grünschicht 10 zu bilden, und es wird das Metall in das Durchgangsteil 3b gefüllt. Danach wird die Aluminiumoxid-Grünschicht 8 auf die Aluminiumoxid-Grünschicht 10 plaziert, und das Metall wird in das Durchgangsteil 3a gefüllt, und es wird darauf eine Laminierungsoperation durchgeführt. Die resultierende Aluminiumoxid-Grünschicht ist in 4 dargestellt.
  • Anschließend werden unter Verwendung einer Emulsionsmaske oder einer Metallmaske, wie in 5 dargestellt, des weiteren die Durchgangsteile 3a und 3b durch Aufdrücken einer Paste 11 eines Gemisches aus Molybdänteilchen und Aluminiumoxidteilchen gefüllt.
  • Danach werden die laminierten Aluminiumoxid-Grünschichten 8 und 10 bei einer Temperatur von eintausend und mehreren hundert Grad Celsius unter Anwendung von Druck gehärtet, wodurch ein mehrschichtiges Keramiksubstrat erhalten wird. Um das Kontaktierungsvermögen zu verbessern, wird weiterhin Galvanisieren auf den Leitungsteil (Metallteil 4, welches durch Härten der Paste 11 gebildet wurde, metallisiertes Teil) auf der Oberfläche des gehärteten mehrschichtigen Substrats angewendet. Danach werden ein Dickschichtleiter, ein Dickschichtwiderstand, ein Glas und ähnliches wiederholt auf die Vorderseitenoberfläche oder auf die Rückseitenoberfläche des mehrschichtigen Substrats aufgedrückt und gehärtet.
  • Als nächstes wird gemäß 6 das Leistungselement 6 unter Verwendung eines Lots (oder einer Silberpaste) auf den Metallkörper 4 durch Pressung angebracht, welcher durch Härten der Paste 11, die in die Durchgangsteile 3a und 3b gefüllt wurde, gebildet wird, und es wird ein Draht 7 daran gebondet.
  • Somit ist das mehrschichtige Substrat 2 gemäß 1 gebildet. In der Struktur entsprechend 1 wird die von dem Leistungselement 6 erzeugte Wärme von den Metallkörpern 4a und 4b absorbiert. Da ferner Molybdän, ein Bestandteil der Metallkörper 4a und 4b, einen sehr geringen Widerstand aufweist, ist die Menge der von dem gesamten Substrat erzeugten wärme gering, wenn die Metallkörper 4a und 4b als Verdrahtung verwendet werden.
  • Demgemäß ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gemäß 1 ein Wärmeableiter einer mehrschichtigen Struktur durch einen ersten Wärmeableiter 40, der in einem ersten Durchgangsteil 3a gebildet ist, und einen zweiten Wärmeableiter 41, der in einem zweiten Durchgangsteil 3a gebildet ist, gebildet, wobei der zweite Wärmeableiter 41, welcher unter dem ersten Wärmeableiter 40 gebildet ist, breiter ist als der erste Wärmeableiter 40. Daher wird die von dem Leistungselement 6 erzeugte Wärme, welche sich von dem mehrschichtigen Substrat 2 nach unten bei einem Winkel von nahezu 45 Grad ausbreitet, leicht absorbiert und nach unten in das mehrschichtige Substrat abgestrahlt. Dementsprechend kann die von dem Leistungselement erzeugte Wärme wirksam abgestrahlt werden.
  • Des weiteren können entsprechend der vorliegenden Erfindung die Wärmeableiter 40 und 41, die aus den Metallkörpern 4a und 4b zusammengesetzt sind, erhöhte Dicken aufweisen, und der elektrische Widerstand kann bis auf ein Zehntel der Dicke der Oberflächenleiterschicht (dicke Leiterschicht 32 von 12), welche verwendet werden kann, oder auf weniger herabgesetzt werden. Der Wärmewiderstand nimmt einen Wert von etwa 80 bis 90% des Widerstands von Molyb dän an. Durch Erhöhen irgendeiner Größe der Dicke, der Fläche und des Volumens des Metallkörpers 4 kann darüber hinaus der Wärmewiderstand wesentlich stärker als eine Reduzierung des Wärmewiderstands verringert werden, der durch einen Wärmeableiter 34 entsprechend 12 erlangt wird, bei welchem ein Metallkörper 4 mit einem erhöhten Volumen verwendet wird.
  • Die Metallkörper 4a und 4b, welche aus einem Gemisch von Molybdänteilchen und Aluminiumoxidteilchen zusammengesetzt sind, besitzen einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, welcher nahe dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Aluminiumoxidsubstrats liegt. Dadurch wird ermöglicht, den thermischen Druck zwischen dem Aluminiumoxidsubstrat und den Metallkörpern 4a und 4b zu unterdrücken.
  • In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, der Metallkörper (Wärmeableiter) 4a, welcher eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt, in die Oberflächenschicht (Isolierungsschicht 1a) eingepaßt, das Leistungselement 6 ist auf dem Metallkörper 4a angeordnet, und der Metallkörper 4b, welcher sich in Kontakt mit dem Metallkörper 4a befindet, ist in die untere Isolierungsschicht 1b eingepaßt. Daher wird die von dem Leistungselement 6 erzeugte Wärme durch den in die Oberflächenschicht (Isolierungsschicht 1a) eingepaßten Metallkörper 4a und den in die untere Schicht 1b eingepaßten Metallkörper 4b abgeleitet und abgestrahlt. Wenn beabsichtigt wird, einen herkömmlichen Wärmeableiter in dem Substrat anzuordnen, kann in diesem Fall der kurzzeitig auftretende Wärmewiderstand durch Erhöhen der Volumina der Metallkörper 4a und 4b verringert werden. Da auf diese Weise der kurzzeitig auftretende Wärmewiderstand verringert werden kann, kann der ständige Wärmewiderstand durch Reduzieren der Dicke des Wärmeableiters ebenfalls verringert werden. Mit anderen Worten, die Erfindung verwendet keinen Wärmeableiter, der sich nach oben über die Oberflächenschicht hinaus wie bei dem Stand der Technik erstreckt, sondern gestattet, daß der Wärmeableiter mit einer kleinen Ausdehnung gebildet werden kann, wodurch sich die Herstellungskosten reduzieren und das Volumen der Vorrichtung kleiner wird. Des weiteren besteht keine Notwendigkeit, ein kostenintensives Substratmaterial wie AIN zum Abstrahlen der Wärme zu verwenden, und es kann ein Substrat mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit kostengünstig erlangt werden.
  • Die Metallkörper 4a und 4b enthalten Molybdänteilchen, welche einen hohen Schmelzpunkt aufweisen (2622 ± 10°C, was höher ist als die Temperatur des Härtens des mehrschichtigen Substrats 2), wobei Molybdän, aus welchem die Metallkörper gebildet sind, selbst dann nicht schmilzt, wenn die Grünschicht bei einer Temperatur von tausend und mehreren hundert Grad Celsius getrocknet wird, nachdem die Metallpaste in die Grünschicht eingeführt worden ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform beschränkt. Wie in 7 dargestellt, können beispielsweise Durchgangsteile 3 derselben Größe in einer Mehrzahl von Schichten (drei Schichten gemäß 7) vorgesehen und mit dem Metallkörper 4 versehen werden. In diesem Fall wird die von dem Leistungselement 6 erzeugte Wärme schnell von einer Metallplatte 12 absorbiert, welche sich in seitlicher Richtung erstreckt und mit einem Klebemittel an der Rückseitenoberfläche des mehrschichtigen Substrats 2 befestigt ist; das heißt, die Wärme wird von der Metallplatte 12 abgestrahlt. In diesem Fall kann des weiteren der Massepegel des Potentials gemeinsam verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf die 8 und 9 ist ferner ein sich erstreckender Metallkörper 13 in der obersten Isolierungsschicht 1a des mehrschichtigen Substrats 2 angeordnet, und die Leistungslemente 14 und 15 sind auf dem Metallkör per 13 getrennt voneinander angeordnet. Die Leistungselemente 14 und 15 können durch den Metallkörper 13 elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Unter Bezugnahme auf 10 ist ein Metallkörper 16 innerhalb der obersten Isolierungsschicht 1a des mehrschichtigen Substrats 2 angeordnet, und ein Leistungselement 17 ist auf dem Metallkörper 16 angeordnet. Ein anderer Metallkörper 18 ist in der obersten Isolierungsschicht 1a des mehrschichtigen Substrats 2 angeordnet und von dem Metallkörper 16 getrennt, und ein Leistungselement 19 ist auf dem Metallkörper 18 angeordnet. Danach wird ein Verdrahtungsmaterial 20 in der Isolierungsschicht 1b des mehrschichtigen Substrats 2 angeordnet, um die Verdrahtung in Richtung der Oberfläche davon zu bewerkstelligen. Der Metallkörper 16, der in die Isolierungsschicht 1a eingepaßt ist, und der Metallkörper 18, der in die Isolierungsschicht 1a eingepaßt ist, können anschließend mit dem Verdrahtungsmaterial 20 in der Isolierungsschicht 1b elektrisch miteinander verbunden werden.
  • Wie in 11 dargestellt ist, können ferner die Metallkörper in den zweiten und nachfolgenden Isolierungsschichten 1b und 1c anstelle einer Anordnung des Metallkörpers in der obersten Isolierungsschicht 1a des mehrschichtigen Substrats 2 angeordnet werden. Obwohl sich der Wärmeableiter 4 unter dem Leistungselement 6 nicht direkt mit dem Leistungselement 6 in Kontakt befindet, kann in diesem Fall die von dem Leistungselement 6 erzeugte Wärme zu einem Grad absorbiert und abgestrahlt werden, um eine Wirkung zu erzielen, welche äquivalent zu derjenigen ist, wenn sich der Wärmeableiter direkt in Kontakt mit dem Leistungselement 6 befindet.
  • Als Substratmaterial kann eine Glaskeramik verwendet werden, welche ein Verbundmaterial aus Glas und Keramik oder ein Glasmaterial ist. In diesem Fall wird der Leiter aus Ag, Ag-Pd, Cu oder ähnlichem gebildet. Das Aufbereitungsverfahren ist dasselbe wie dasjenige im Fall von Aluminiumoxid.
  • Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen des mehrschichtigen Substrats in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Mit 13 wird das mehrschichtige Substrat von 1 in Übereinstimmung mit einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In diesem Fall ist der Wärmeableiter, der sich in seitlicher Richtung erstreckt, um die Wärme zu absorbieren, vergrößert, um eine größere Breite aufzuweisen, wie durch eine Aluminiumoxidschicht 1c gemäß 13 dargestellt ist, d. h. wie durch einen dritten Wärmeableiter 42 dargestellt. Dabei darf der Wärmeableiter 42 nicht vollständig in dem Wärmeableitergebiet vergraben sein, sondern er kann sich in einen durchlöcherten Zustand befinden. Entsprechend dieser Struktur, bei welcher eine Mehrzahl von Stufen von Wärmeableiterschichten in einer Pyramidenform übereinander geschichtet sind, kann die Wärme, welche sich in die Richtung von 45° ausbreitet, absorbiert werden und ebenso abgestrahlt werden. Darüber hinaus kann eine Wärmeabstrahlungsplatte 44 aus Aluminium mit einem Klebemittel 43 an dem mehrschichtigen Substrat 2 befestigt werden, um die Wärme abzustrahlen. In diesem Fall kann der Wärmewiderstand in großem Maße durch Verwendung des Klebemittels 43 verringert werden, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt.
  • Wie in 14 dargestellt, kann des weiteren ein kleiner Wärmeableiter 45 in der ersten Isolierungsschicht 1a oder in den ersten und zweiten Isolierungsschichten 1a und 1b unter dem Leistungselement 6 gebildet werden, und es kann ein dritter breiter Wärmeableiter 45 in der unteren Schicht gebildet werden. In diesem Fall kann der Wärmeableiter 46, welcher eine Fläche besitzt, die größer als die jenige des Wärmeableiters 45 ist, in der dritten Isolierungsschicht 1c vorgesehen werden, oder er kann in der vierten Isolierungsschicht 1d unter der dritten Isolierungsschicht vorgesehen werden.
  • In Übereinstimmung mit der Struktur, bei welcher der Wärmeableiter 46, welcher als Leiter gebildet ist, in der untersten Schicht 1d vorgesehen ist und die Wärme von der Rückseitenoberfläche des Substrats abgestrahlt wird, wird der Wärmeableiter unter dem Leistungselement 6 direkt in Kontakt mit der untersten Schicht 1d gebracht, wenn ein Strom nicht durch den Wärmeableiter fließt, wodurch eine gute Wärmeabstrahlungsqualität erzielt wird.
  • 15 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform, welche bezüglich der Ausführungsform entsprechend 14 modifiziert ist. Demgemäß ist eine andere Isolierungsschicht 1e unter dem Wärmeableiter 46 von 14 vorgesehen, eine breiterer vierter Wärmeableiter 47, der eine Fläche besitzt, die größer als diejenige des oberen Wärmeableiters 45 ist, ist in der Isolierungsschicht 1e vorgesehen, und eine Anzahl von Löchern 48 sind in dem vierten Wärmeableiter 47 gebildet. Dadurch ist es möglich, die Wärmeabstrahlungsfläche und die Wärmeabstrahlungsqualität zu erhöhen.
  • Diese Struktur kann durch Unterwerfung des Leitermetalls 46 der Behandlung des Bildens von Vertiefungen zu der Zeit des Aufbereitens der Grünschicht und durch Laminieren auf die oberste Schicht des mehrschichtigen Substrats erlangt werden.
  • Des weiteren kann die Aluminiumoxidschicht 1e durch Stanzen der Grünschicht bearbeitet werden, um ein Gebiet zum Anordnen des Metallkörpers zu bilden, worauf der Metallkörper darin angeordnet wird, gefolgt von einem Trocknen und danach einem Bilden einer Mehrzahl von Löchern durch Stanzen.
  • Bezüglich 16 sind die Wärmeableiter 40 bis 42 ähnlich wie Stufen in einer Richtung angeordnet, um von einer IC-Schaltung 50 getrennt zu sein, und es ist eine Steuerschaltung 55 wie ein Mikrocomputer vorgesehen, welcher eine innere Verdrahtung 52, einen Kondensator 51 und einen Widerstand 53 aufweist, welche das Leistungselement 6 zwar Steuern, aber dennoch einer Beeinträchtigung durch Wärme ausgesetzt sind. In diesem Fall wird verhindert, daß die von dem Leistungselement erzeugte Wärme sich in seitliche Richtung ausbreitet, sie wird abgestrahlt; d. h. der Wärmeleitung ist eine Gerichtetheit gegeben, um das Ansteigen der Temperatur des Substrats an den Elementteilen wie den Steuerschaltungen zu unterdrücken, welche der Beeinträchtigung durch die Wärme ausgesetzt sind. Dementsprechend sind die Wärmeableiter 40, 41 und 42, die in den Isolierungsschichten 1a, 1b und 1c des mehrschichtigen Substrats 2 gebildet sind, bezüglich der Figur bei einer Betrachtung nach unten nach links abgelenkt.
  • Mit anderen Worten, es kann ein Ansteigen der Temperatur des Substrats um die Steuerschaltungen unterdrückt werden, wenn die Wärmeableiter in eine Richtung gebildet sind, bei welcher sie von IC's wie Mikrocomputern, Verdrahtungen, Kondensatoren und Widerständen abgetrennt sind, die das Leistungselement steuern, jedoch der Beeinträchtigung durch Wärme ausgesetzt sind.
  • Die Wärmezerstreuung in seitlicher Richtung kann durch einen Hilfswärmeableiter absorbiert werden, welcher in seitlicher Richtung zu dem Leistungselement gebildet ist, um die Wärme zu unterdrücken, welche sich in seitlicher Richtung auf die Steuerschaltungen zu ausbreitet. Das heißt, es wird ermöglicht, daß die zu dem Substrat durch den Wärmeableiter geleitete Wärme, welcher eine bessere Wärmeleitfähigkeit als das Aluminiumoxidsubstrat besitzt, sich durch den Hilfswärmeableiter in einen Teil des Substrats unterhalb den Steuerschaltungen verflüchtigt. Somit wird der Wärmeleitung eine Gerichtetheit gegeben, um die Wirkung auf die Steuerschaltung zu unterdrücken.
  • 17 veranschaulicht eine bezüglich der Ausführungsform entsprechend 16 modifizierte, nicht den Gegenstand der Erfindung bildende Ausgestaltung, bei welcher sich vertikal erstreckende Wärmeableiter 45 und 45' ähnlich denjenigen von 14 direkt unter den Leistungselementen 6 und 6' gebildet sind, und bei welcher ein zweiter Wärmeableiter 49 zwischen den sich senkrecht erstreckenden Wärmeableitern angeordnet und in vertikale Richtung dazu abgelenkt ist, wobei sich der zweite Wärmeableiter 49 von der untersten Oberfläche des mehrschichtigen Substrats nach oben hin erstreckt. In dieser Struktur sind die Leiteranpassungsteile 45, 49 an Stellen gebildet, welche von der Steuerschaltung 55 entfernt, jedoch nahe dem Leistungselement 6 und 6' befindlich sind, und die Wärme der Leistungselemente 6 und 6' wird in diese Teile geleitet, um die Richtung der Wärmeabstrahlung zu beschränken und die Leitung der Wärme in die Steuerschaltung 55 zu verhindern oder zu reduzieren.
  • 18 veranschaulicht eine weitere Ausgestaltung, welche bezüglich der Ausführungsform entsprechend 16 modifiziert ist und nicht den Gegenstand der Erfindung bildet, und in welcher ein Hilfswärmeableiter 61 parallel zu dem Wärmeableiter 45 unter dem Leistungselement 6 vorgesehen ist. Der Hilfswärmeableiter 61, der ein Leiteranpassungsteil aufweist, ist zwischen dem Leistungselement 6 und einer Schaltung wie der Steuerschaltung 55 vorgesehen, die der Einwirkung durch Wärme ausgesetzt ist, und es ist mit einer Wärmeabstrahlungsplatte 44 unter Verwendung eines Klebemittels 43 verbunden, welches eine hohe Wärmeleitfä higkeit besitzt. Daher wird die Wärme der Leistungseinheit 6 von dem Leiteranpassungsteil 61 zu der Wärmeabstrahlungsplatte 44 geleitet und wird nicht zu der Steuerschaltung 55 geleitet.
  • 19 und 20 veranschaulichen mehrschichtige Substrate in Übereinstimmung mit einer anderen Ausgestaltung bzw. mit einer anderen Ausführungsform, welche gegenüber der Ausführungsform von 16 modifiziert sind und bei welchen die unterste Aluminiumoxid-Isolierungsschicht 1e des mehrschichtigen Substrats 2 mit einem Wärmeableiter 62 versehen ist, der einen vergrabenen Leiterteil anstelle der in 18 dargestellten Wärmeabstrahlungsplatte 44 aufweist, und wobei der Wärmeableiter 62 an den Hilfswärmeableiter 61 angeschlossen ist. Das mehrschichtige Substrat der 19 bildet nicht den Gegenstand der Erfindung. Entsprechend 20 ist der Wärmeableiter 62 lediglich unter dem Leistungselement 6, nicht jedoch unter der Steuerschaltung 55 angeordnet.
  • Bei der oben erwähnten Ausgestaltung bzw. Ausführungsform kann die unterste Schicht mit der leiterangepaßten Schicht 62 anstelle der Wärmeabstrahlungplatte 44 versehen sein, um die Wärme bezüglich einer Leitung zu der Steuerschaltung abzutrennen. Die in 20 dargestellte Struktur ist der Struktur von 19 bezüglich der Gerichtetheit der Wärmeleitung überlegen. Bezüglich der Wärmeabstrahlungsqualität ist jedoch die Struktur von 19 der Struktur von 20 überlegen. Bei den Strukturen der 19 und 20 durchdringt der Wärmeableiter 45, welcher unterhalb des Leistungselements 6 angeordnet ist, nicht die unterste Schicht des mehrschichtigen Substrats. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben erwähnten Strukturen beschränkt, sondern umfaßt die Strukturen, bei welchen der Wärmeableiter 45 mit dem Wärmeableiter 62 der untersten Schicht des Substrats 2 verbunden ist.
  • Bei dem oben beschriebenen mehrschichtigen Substrat der vorliegenden Erfindung und der Ausgestaltungen ist der Wärmeableiter derart beschaffen, daß die von dem Leistungselement erzeugte Wärme absorbiert wird und sich in seitlicher Richtung ausbreitet. Darüber hinaus besitzt der in den Schichten angeordnete Wärmeableiter eine breite Fläche, um als Wärmeabstrahlungsplatte zu dienen, von welcher die von dem Leistungselement erzeugte Wärme abgestrahlt wird. Daher besitzt das mehrschichtige Substrat eine ausgezeichnete Wärmeabstrahlungsqualität.
  • Als wünschenswerteste Struktur des mehrschichtigen Substrats der vorliegenden Erfindung ist daher der Wärmeableiter 13 in der obersten Aluminiumoxidschicht des mehrschichtigen Substrats 2 in einer breiten Ausdehnung gebildet, wie in 9 dargestellt ist.
  • Der Wärmeableiter 13 muß nicht in der obersten Schicht des mehrschichtigen Substrats 2 gebildet sein, er kann in der Zwischenschicht oder in der untersten Schicht des mehrschichtigen Substrats 2 angeordnet sein.
  • Bei allen oben erwähnten Ausführungsformen kann die Leiterschicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung als innere Verdrahtung verwendet werden. In diesem Fall ist in dem mehrschichtigen Substrat eine Verdrahtung mit kleinem Widerstand realisiert.
  • Das mehrschichtige Substrat 2 der vorliegenden Erfindung kann sogar für gepackte bzw. verdichtete Strukturen wie einer Anschlußstiftmatrix (PGA, pin-grid array), welche mit einem IC verbunden ist, der einen großen Wärmebetrag erzeugt, bei einem Chipträger, einem gleitenden Hartlöten (slide brazing), einer flachen Baueinheit und ähnlichem verwendet werden.
  • 21 veranschaulicht ein Beispiel, bei welchem das mehrschichtige Substrat in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung für eine Anschlußstiftmatrix (PGA) verwendet wird, wobei die Anschlußstiftmatrix (PGA) 80 durch eine Keramikplatte 81, eine Keramikbaueinheit 82 und Anschlußstifte 83 gebildet ist. Die Keramikbaueinheit 82 hat einen IC und ein Element 84 aufgenommen, welche große Beträge von Wärme erzeugen. Die Keramikplatte 81 ist als Versiegelungsteil zum Schutz des IC's und des Elements 84, welche große Beträge von Wärme erzeugen, und der Drahtverbindungsteile 85 vorgesehen.
  • In der Keramikbaueinheit 82 ist des weiteren ein Wärmeabstrahlungsteil gebildet, das eine Mehrzahl von Wärmeableitern 40, 41 und 42 aufweist, die in einer Mehrzahl von Stufen wie eine Pyramide aufeinander geschichtet sind. Die von dem IC und dem Element erzeugte Wärme wird durch die Wärmeableiter 40, 41 und 42, welche als leiterangepaßte Teile ausgebildet sind, die gestatten, daß der Wärmewiderstand verringert wird, in die Umgebungsluft abgestrahlt.
  • Das durch die vorliegende Erfindung berücksichtigte Leistungselement 6 kann beispielsweise ein Leistungstransistor, eine Leistungsdiode oder ein Element sein, welches große Beträge von Wärme erzeugt wie ein Hochgeschwindigkeitsmikrocomputer oder ein Mikrocomputer in einem Hochleitstungscomputer oder in einer Workstation.
  • Das Leistungselement entsprechend der vorliegenden Erfindung ist auf einem Siliziumsubstrat gebildet, und der Wärmeableiter ist aus Molybdän oder Wolfram zusammengesetzt. In diesem Fall besitzt das Silizium einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 3 ppm/°C, Molybdän besitzt einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 4 ppm/°C und Wolfram besitzt einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 4,5 ppm/°C. Daher sind diese Materialien bezüglich der Wärmeausdehnungskoeffizienten miteinander angepaßt, und es gibt keine Notwendigkeit des Vorsehens einer Druck- bzw. Spannungsabsorptionsschicht.
  • Sogar wenn das Aluminiumoxid-Substrat verwendet wird oder wenn Aluminiumoxid und das oben erwähnte Material mit hohem Schmelzpunkt bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wird eine gute Anpassung relativ zu dem Substrat in Bezug auf die Wärmeausdehnungskoeffizienten erzielt.
  • Das Aluminiumoxid-Substrat besitzt einen Wärmeausdehnungkoeffizienten von 7,5 ppm/°C, und Molybdän und Wolfram, welche Füllmaterialien sind, besitzen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 3,7 bis 5,3 ppm/°C und von etwa 4,5 bis 5,0 ppm/°C, welche nahe beieinander liegen. Es kommt daher nicht vor, daß die Füllmaterialien sich während des Härtens verflüchtigen.
  • Wenn die in 9 dargestellte Ausführungform mit der in 10 dargestellten Ausführungsform verglichen wird, ist der Wärmeableiter 20 von 10 innerhalb des mehrschichtigen Substrats gebildet, das sich in seitlicher Richtung erstreckt. Dadurch wird ermöglicht, daß die Bauteile in hoher Dichte auf der Oberfläche im Vergleich zu dem Substrat des Ausführungsform von 9 angebracht werden können.
  • Bei den Ausführungsformen von 1, 13 und 14 werden des weiteren die Wärmeableiter innerhalb des mehrschichtigen Substrats gebildet, wodurch die Oberfläche des mehrschichtigen Substrats freier verwendet werden kann, d. h. die Bauteile können auf der Oberfläche mit einer hohen Dichte angebracht werden.
  • Sogar bei den in 18 und 19 dargestellten Ausgestaltungen und der in 20 dargestellten Ausführungsform kann der Hilfswärmeableiter 61 so entworfen werden, daß er nicht in der obersten Aluminiumoxidschicht des mehrschich tigen Substrats 2 gebildet ist, um die Anbringungsdichte auf der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats 2 zu erhöhen.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, welche oben detailliert beschrieben wurde, können der kurzzeitig auftretende Wärmewiderstand und der stetige Wärmewiderstand verringert werden. Da der Wärmeableiter, welcher sich über die oberste Schicht hinaus erstreckt, eliminiert oder bezüglich seiner Größe verringert werden kann, wird darüberhinaus es ermöglicht, daß Anbringungsvolumen zu verringern. Überdies besteht keine Notwendigkeit einer Verwendung eines kostenintensiven Substratmaterials wie beispielsweise AIN zum Abstrahlen der Wärme, und das Substrat mit einer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit kann kostengünstig hergestellt werden.
  • Vorstehend wurde ein mehrschichtiges Substrat offenbart. Das mehrschichtige Substrat ist zum Verringern von kurzzeitig und ständig auftretenden Wärmewiderständen geeignet. Ein Metallkörper 4, welcher als Wärmeableiter mit einer guten Wärmeleitfähigkeit dient, ist in die oberste Isolierungsschicht 1a eingepaßt, und ein Leistungselement 6 ist auf dem Metallkörper 4 angeordnet. Die von dem Leistungselement 5 erzeugte Hitze bzw. Wärme wird in den Metallkörper 4 in der obersten Isolierungsschicht 1a geleitet und abgestrahlt. Der Metallkörper 4 ist aus einem Gemisch von Molybdänteilchen oder Wolframteilchen zusammengesetzt, welche einen hohen Schmelzpunkt besitzen, und aus Aluminiumteilchen.

Claims (16)

  1. Anordnung aus einem mehrschichtigen Substrat (2) mit einer Mehrzahl von Isolierschichten (1a, 1b, 1c) und einem darauf angeordneten Leistungselement (6), a) wobei das mehrschichtige Substrat (2) einen Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) aufweist, der schnell von dem Leistungselement (6) erzeugte Wärme absorbiert und zerstreut und die Wärme in die Umgebung abstrahlt, wobei der Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) parallel zu der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats (2) ausgebildet ist und sich in eine seitliche Richtung erstreckt, b) wobei der Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) durch einen Metallkörper (4, 4a, 4b) gebildet ist, welcher in einen Durchgangsabschnitt (3a, 3b) wenigstens einer Isolierschicht (1a, 1b, 1c) eingefügt ist, und mit einer Verdrahtung (5) verbunden ist, die sich innerhalb der einen Isolierschicht (1a) parallel zu der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats (2) erstreckt und an eine weitere Isolierschicht (1b) angrenzt, wobei die Dicke der Verdrahtung (5) kleiner als diejenige der einen Isolierschicht (1a) ist, c) wobei die zur Oberfläche des mehrschichtigen Substrats parallele Oberfläche des Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46) aus dem Metallkörper (4, 4a, 4b) größer als die dazu parallele Oberfläche des Leistungselements (6) ausgebildet ist und das Leistungselement (6) oberhalb des Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46) angeordnet ist, und d) wobei die Isolierschichten (1a, 1b, 1c) des mehrschichtigen Substrats (2) zusammen mit dem Metallkörper (4, 4a, 4b) des Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46) durch Härten zu einem mehrschichtigen Keramiksubstrat ausgebildet sind.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) weiter in die seitliche Richtung als in die Richtung der Dicke des mehrschichtigen Substrats (2) erstreckt.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) mindestens einen ersten Wärmeableiter (40, 45), welcher in einer ersten Isolierschicht (1a, 1b) nahe dem Leistungselement (6) gebildet ist, und einen zweiten Wärmeableiter (41, 46) aufweist, der in einer zweiten Isolierschicht (1b, 1c) gebildet ist, welche sich unter der ersten Isolierschicht befindet, wobei der zweite Wärmeableiter breiter als der erste Wärmeableiter ausgebildet ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Verdrahtung (5) verbundene Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) der erste Wärmeableiter (40, 45) ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wärmeableiter (40, 45) und der zweite Wärmeableiter (41, 46) durch pyramidenförmiges Aufeinanderschichten gebildet sind.
  6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wärmeableiter (40, 45) und der zweite Wärmeableiter (41, 46) an ihren Endteilen miteinander verbunden sind, jedoch an Positionen gebildet sind, die in eine vorbestimmte Richtung unter dem Leistungselement (6) abgelenkt sind.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung (55) zum Steuern des Leistungselements (6) in einer Richtung entgegengesetzt oder abgewandt zu der Richtung gebildet ist, in welche der erste (40, 45) und der zweite Wärmeableiter (41, 46) abgelenkt sind.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mehrschichtige Substrat (2) als Substrat für eine Keramikbaueinheit dient.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung aus einem mehrschichtigen Substrat (2) mit einer Mehrzahl von Isolierschichten (1a, 1b, 1c) und einem darauf angeordneten Leistungselement (6), mit den Schritten: a) Bereitstellen einer Mehrzahl von Isolierschichten (1a, 1b, 1c), wobei in wenigstens einer der Isolierschichten (1a, 1b, 1c) ein Durchgangsabschnitt (3a, 3b) gebildet ist, und Aufschichten der Isolierschichten (1a, 1b, 1c) zu einem mehrschichtigen Substrat (2), b) Bilden eines Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46) im mehrschichtigen Substrat (2) durch einen Metallkörper (4, 4a, 4b), welcher in den einen Durchgangsabschnitt (3a, 3b) wenigstens einer Isolierschicht (1a, 1b, 1c) durch Füllen einer Paste (11) in den einen Durchgangsabschnitt (3a, 3b) und anschließendes Härten der Paste (11) eingefügt wird, wobei die zur Oberfläche des mehrschichtigen Substrats (2) parallele Oberfläche des Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46) aus dem Metallkörper (4, 4a, 4b) größer als die dazu parallele Oberfläche eines anzuordnenden Leistungselements (6) ausgebildet wird, und wobei der Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) parallel zu der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats (2) ausgebildet wird und sich in eine seitliche Richtung erstreckt und schnell von einem angeordneten Leistungselement (6) erzeugte Wärme absorbiert und zerstreut und die Wärme in die Umgebung abstrahlt, c) Verbinden des Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46) mit einer Verdrahtung (5), die sich innerhalb der einen Isolierschicht (1a) parallel zu der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats (2) erstreckt und an eine weitere Isolierschicht (1b) angrenzt, wobei die Dicke der Verdrahtung (5) kleiner als diejenige der einen Isolierschicht (1a) ist, d) Ausbilden der Isolierschichten (1a, 1b, 1c) des mehrschichtigen Substrats (2) zusammen mit dem Metallkörper (4, 4a, 4b) des Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46) zu einem mehrschichtigen Keramiksubstrat durch Härten, wobei die Paste (11) durch das Härten zum Metallkörper (4, 4a, 4b) wird, e) Anordnen des Leistungselements (6) auf dem mehrschichtigen Substrat (2) oberhalb des Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46).
  10. Anordnung aus einem mehrschichtigen Substrat (2) mit einer Mehrzahl von Isolierschichten (1a, 1b, 1c) und einem darauf angeordneten Leistungselement (6), a) wobei das mehrschichtige Substrat (2) einen Warmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) aufweist, der schnell von dem Leistungselement (6) erzeugte Wärme absorbiert und zerstreut und die Wärme in die Umgebung abstrahlt, wobei der Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) parallel zu der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats (2) ausgebildet ist und sich in eine seitliche Richtung erstreckt, b) wobei der Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) mindestens einen ersten Wärmeableiter (40, 45), welcher in einer ersten Isolierschicht (1a, 1b) nahe dem Leistungselement (6) gebildet ist, und einen zweiten Wärmeableiter (41, 46) aufweist, der in einer zweiten Isolierschicht (1b, 1c) gebildet ist, welche sich unter der ersten Isolierschicht (1a, 1b) befindet, wobei der zweite Wärmeableiter (41, 46) breiter als der erste Wärmeableiter (40, 45) ausgebildet ist, c) wobei der erste Wärmeableiter (40, 45) durch einen Metallkörper (4a) gebildet ist, welcher in einen Durchgangsabschnitt (3a) der ersten Isolierschicht (1a, 1b) eingefügt ist, und der zweite Wärmeableiter (41, 46) durch einen Metallkörper (4b) gebildet ist, welcher in einen Durchgangsabschnitt (3b) der zweiten Isolierschicht (1b, 1c) eingefügt ist, d) wobei die erste Isolierschicht (1a, 1b) und die zweite Isolierschicht (1b, 1c) derart übereinander angeordnet sind, daß sich der erste Wärmeableiter (40, 45) und der zweiten Wärmeableiter (41, 46) zumindest teilweise überlappen, und e) wobei die Isolierschichten (1a, 1b, 1c) des mehrschichtigen Substrats (2) zusammen mit dem zumindest einen Metallkörper (4, 4a, 4b) des Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46) durch Härten zu einem mehrschichtigen Keramiksubstrat ausgebildet sind.
  11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wärmeableiter (40, 45) und der zweite Wärmeableiter (41, 46) durch pyramidenförmiges Aufeinanderschichten gebildet sind.
  12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wärmeableiter (40, 45) und der zweite Wärmeableiter (41, 46) an ihren Endteilen miteinander verbunden sind, jedoch an Positionen gebildet sind, die in eine vorbestimmte Richtung unter dem Leistungselement (6) abgelenkt sind.
  13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung (55) zum Steuern des Leistungselements (6) in einer Richtung entgegengesetzt oder abgewandt zu der Richtung gebildet ist, in welche der erste (40, 45) und der zweite Wärmeableiter (41, 46) abgelenkt sind.
  14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) als Verdrahtung für das Leistungselement (6) verwendet wird.
  15. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das mehrschichtige Substrat (2) als Substrat für eine Keramikbaueinheit dient.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung aus einem mehrschichtigen Substrat (2) mit einer Mehrzahl von Isolierschichten (1a, 1b, 1c) und einem darauf angeordneten Leistungselement (6), mit den Schritten: a) Bereitstellen einer Mehrzahl von Isolierschichten (1a, 1b, 1c), wobei in einer ersten Isolierschicht (1a, 1b) ein erster Durchgangsabschnitt (3a) und in einer zweiten Isolierschicht (1a, 1c) ein zweiter Durchgangsabschnitt (3b) gebildet ist, der breiter ist als der erste Durchgangsabschnitt (3a) b) Aufschichten der Isolierschichten (1a, 1b, 1c) zu einem mehrschichtigen Substrat (2), wobei sich der erste Durchgangsabschnitt (3a) der ersten Isolierschicht (1a, 1b) und der zweite Durchgangsabschnitt (3b) der zweiten Isolierschicht (1a, 1c) zumindest teilweise überlappen, c) Bilden eines Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46) im mehrschichtigen Substrat (2) mit mindestens einem ersten Wärmeableiter (40, 45) nahe einem anzuordnenden Leistungselement (6) und einem zweiten Wärmeableiter (41, 46) durch zumindest einen Metallkörper (4, 4a, 4b), welcher in den ersten Durchgangsabschnitt (3a) der ersten Isolierschicht (1a, 1b) und in den zweiten Durchgangsabschnitt (3b) der zweiten Isolierschicht (1a, 1c), welche sich unter der ersten Isolierschicht (1a, 1b) befindet, durch Füllen einer Paste (11) in den ersten und zweiten Durchgangsabschnitt (3a, 3b) und anschließendes Härten der Paste (11) eingefügt wird, so dass der zweite Wärmeableiter (41, 46) breiter als der erste Wärmeableiter (40, 45) ausgebildet wird und der erste Wärmeableiter (40, 45) und der zweite Wärmeableiter (41, 46) sich zumindest teilweise überlappen, wobei der Wärmeableiter (40, 41, 42, 45, 46) parallel zu der Oberfläche des mehrschichtigen Substrats (2) ausgebildet wird und sich in eine seitliche Richtung erstreckt und schnell von einem angeordneten Leistungselement (6) erzeugte Wärme absorbiert und zerstreut und die Wärme in die Umgebung abstrahlt, d) Ausbilden der Isolierschichten (1a, 1b, 1c) des mehrschichtigen Substrats (2) zusammen mit dem zumindest einen Metallkörper (4, 4a, 4b) des Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46) zu einem mehrschichtigen Keramiksubstrat durch Härten, wobei die Paste (11) durch das Härten zum Metallkörper (4, 4a, 4b) wird, e) Anordnen des Leistungselements (6) auf dem mehrschichtigen Substrat (2) oberhalb des Wärmeableiters (40, 41, 42, 45, 46).
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