JP2021513744A - 金属セラミック基板および金属セラミック基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この目的は、請求項1に記載の金属セラミック基板および請求項9に記載の方法によって達成される。本発明のさらなる利点および特徴は、従属請求項、ならびに説明および添付の図から得られる。
・主延在面に沿って延在し、かつセラミックを含む絶縁層と、
・接合領域の上で絶縁層に接合された金属被覆層と
を備え、接合領域は、主延在面に平行な面において少なくとも1つのエッジにより画定されている。
凹部が、金属被覆層またはさらなる金属被覆層の終端領域および/または接合領域に形成されることも考えられる。
・セラミック基板の熱膨張係数に対する、
・金属被覆層の熱膨張係数と金属セラミック基板の熱膨張係数との間の差の量
の比が、0.25未満、好ましくは0.2未満、最も好ましくは0.15未満、またはさらには0.1未満の値を取るように寸法設定されている。
・セラミック基板の熱膨張係数に対する、
・さらなる金属被覆層および/または金属被覆層の熱膨張係数と金属セラミック基板の熱膨張係数との間の差の量
の比が、
・0.25未満、より好ましくは0.2未満、最も好ましくは0.15未満、またはさらには0.1未満の値を取るように寸法設定されている。
・主延在面に沿って延在し、かつセラミックを含む絶縁層を提供すること、
・金属被覆層を接合し、主延在面に平行な面においてエッジで画定された接合領域を形成すること、
・エッジに隣接するエッジ領域の金属被覆層に材料の弱化を形成すること
を含み、エッジは、充填材料で覆われている。本発明による金属セラミック基板について説明されたすべての特徴およびそれらの利点は、同様に、本発明による方法に移すことができ、その逆も可能である。
・均一な酸化銅層が得られるように銅ホイルを酸化すること、
・セラミック層の上に銅ホイルを配置すること、
・複合材料を約1025〜1083℃のプロセス温度、例えば、約1071℃まで加熱すること、
・室温まで冷却すること
を有する。
耐熱衝撃性に関する以下の試験は、金属セラミック基板1で実施され、金属セラミック基板1は、
・0.32mmの絶縁層厚さIDを有するHPS9セラミック層からなる絶縁層11と、
・各々0.6mmの銅層からなる金属被覆層12およびさらなる金属被覆層12’と
を有する。
材料を弱化させるために、ドーム型の凹部13が、金属被覆層12のエッジ領域RBに形成され、エポキシ樹脂が、充填材料2として使用された。耐熱衝撃性に関する調査は、
・材料の弱化のみがあり、充填材料2がない、タイプIの金属セラミック基板、
・エッジKが充填材料2で覆われており、エッジ領域で材料の弱化がない、タイプIIの金属セラミック基板、および
・エッジKが充填材料2で覆われており、ドーム型の凹部13の形で材料の弱化がある、タイプIIIの金属セラミック基板
に対して実施された。タイプIの金属セラミック基板、タイプIIの金属セラミック基板、およびタイプIIIの金属セラミック基板は、各々、DCBプロセスで1回、およびAMBプロセスで1回ずつ製造された。
タイプIIの金属セラミック基板の場合、DCBプロセスで製造された場合には700%の耐熱衝撃性の改善が見られ、AMBプロセスで製造された場合には改善されなかった。
したがって、試験から次の結果を得ることができる。
・この相乗効果は、金属セラミック基板の製造プロセスに依存する。
2 充填材料
11 絶縁層
12 金属被覆層
12’ さらなる金属被覆層
12” 隣接する金属被覆層
13 凹部
g 直線
HSE 主延在面
K エッジ
K’ さらなるエッジ
HF 充填材料高さ
MD 金属被覆層の厚さ
RB エッジ領域
AS 外面
IB 絶縁トレンチ領域
FD 充填材料厚さ
SF 側面
A 接合領域
AF 終端領域
L 終端領域の長さ
M1 金属被覆層の全長
Claims (15)
- 金属セラミック基板(1)であって、
−主延在面(HSE)に沿って延在し、かつセラミックを含む絶縁層(11)と、
−接合領域(A)の上で前記絶縁層(11)に接合された金属被覆層(12)と
を備え、前記接合領域(A)は、前記主延在面(HSE)に平行な面において少なくとも1つのエッジ(K)によって画定されており、
前記エッジ(K)は、少なくとも部分的に充填材料(2)で覆われ、前記エッジ(K)に隣接する前記金属被覆層(12)のエッジ領域(RB)は、材料の弱化を有していることを特徴とする、金属セラミック基板(1)。 - 前記材料の弱化は、凹部(13)、特にドーム形の凹部(13)として形成されている、請求項1に記載の金属セラミック基板(1)。
- 前記充填材料(2)は、上側の前記主延在面(HSE)に平行な面において前記金属被覆層(12)の終端領域(AF)を画定するさらなるエッジ(K’)まで延在している、請求項1または2に記載の金属セラミック基板(1)。
- 前記充填材料(2)は、前記主延在面(HSE)に垂直な方向においてさらなるエッジ(5)と同一平面で終端しているか、または前記エッジ(5)と前記さらなるエッジ(5’)との間で終端している、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の金属セラミック基板(1)。
- 前記充填材料(2)は、前記さらなるエッジ(K’)と重なっており、前記金属被覆層の上側の凹部(13)を充填している、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の金属セラミック基板(1)。
- 前記金属被覆層の厚さ(MD)と前記充填材料の高さ(FH)との間の比は、0.5〜0.9、好ましくは0.6〜0.8、最も好ましくは本質的に0.75の値をとる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の金属セラミック基板(1)。
- 前記主延在面(HSE)に平行でない前記金属被覆層(12)の側面(SF)は、少なくとも部分的に斜めおよび/または弓状に延びている、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の金属セラミック基板(1)。
- 前記充填材料(2)は、好ましくは300℃を超える短期耐熱性を有する有機グラウトを含む、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の金属セラミック基板(1)。
- 前記充填材料(2)は、特にその最も厚い点において、少なくとも20μm、より好ましくは少なくとも30μm、最も好ましくは少なくとも40μmの充填材料厚さ(FD)を有する、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の金属セラミック基板(1)。
- 前記充填材料(2)は、特にその最も薄い点において、好ましくは前記金属被覆層(12)と、隣接する金属被覆層(12”)との間において、30μm未満、好ましくは20μm未満、最も好ましくは10μm未満の充填材料厚さ(FD)を有する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の金属セラミック基板(1)。
- 前記エッジ(K)の上の充填材料厚さ(FD)は、極大であり、かつ/または前記主延在面(HSE)に平行な方向において減少する、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の金属セラミック基板(1)。
- 金属セラミック基板(1)であって、
−主延在面(HSE)に沿って延在し、かつセラミックを含む絶縁層(11)と、
−接合領域(A)の上で前記絶縁層(11)に接合された金属被覆層(12)と
を備え、前記接合領域(A)は、前記主延在面(HSE)に平行な面において少なくとも1つのエッジ(K)によって画定されており、
前記エッジ(K)の上の充填材料厚さ(FD)は、最大であり、かつ/または前記主延在面(HSE)に平行な方向において減少することを特徴とする、金属セラミック基板(1)。 - 前記充填材料(2)は、前記主延在面(HSE)に垂直な方向において前記さらなるエッジ(5)と同一平面で終端しているか、または前記エッジ(5)と前記さらなるエッジ(5’)との間で終端している、請求項12に記載の金属セラミック基板(1)。
- 特に請求項1乃至13のいずれか一項に記載の、金属セラミック基板(1)を製造する方法であって、
−主延在面(HSE)に沿って延在し、かつセラミックを含む絶縁層(11)を提供すること、
−金属被覆層(12)を接合し、前記主延在面(HSE)に平行な面において少なくとも1つのエッジ(K)により画定された接合領域(A)を形成すること、
−前記エッジ(K)に隣接するエッジ領域(RB)の金属被覆層(12)に材料の弱化を形成すること
を含み、前記エッジ(K)は、充填材料(2)で覆われている、方法。 - 前記金属被覆層(12)は、DCBプロセスによって前記絶縁層(11)に接合されている、請求項14に記載の方法。
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