WO2010057236A2 - Heat sink and method for the production thereof - Google Patents

Abstract

The invention relates to a heat sink -8- for a component -17-, comprising a heat dissipating main body -1-, an insert body -3- which has higher thermal conductivity than the main body -1- and is inserted into a prefabricated receptacle -2- of the main body -1-, and comprising an outside -9-, which has a positioning surface -10- for positioning the component -17-. The insert body -3- is made of a carbon/metal composite material and is arranged in a distance direction AR at a distance d from the positioning surface -10-, where d > 0 mm.

Description

WÄRMESENKE SOWIE VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG HEAT SINKS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Die Erfindung betrifft eine Wärmesenke für ein Bauteil, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.The invention relates to a heat sink for a component, a method for their production and their use.

Elektronische Bauteile, wie z.B. Schaltkreise oder andere Halbleiter, bringen während ihres Betriebes verhältnismäßig hohe Wärmeverluste mit sich. Diese Wärmeverluste müssen wirksam abgeleitet werden, um insbesondere eine möglichst konstante Betriebstemperatur und zuverlässige Funktionsweise des Bauteils zu gewährleisten. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Wärmesenken zu verwenden. Das Bauteil ist z.B. mittels einer Lötverbindung an einer Außenseite der Wärmesenke positioniert. Für den Werkstoff der Wärmesenke besteht dabei die Anforderung, dass er eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, um einen Temperaturanstieg des Bauteils während des Betriebs möglicht gering zu halten. Gleichzeitig muss das thermische Ausdehnungsverhalten von Bauteil und Wärmesenke möglichst gut aneinander angepasst sein.Electronic components, such as Circuits or other semiconductors bring relatively high heat losses during their operation. These heat losses must be dissipated effectively, in particular to ensure the most constant operating temperature and reliable operation of the component. For this purpose it is known to use heat sinks. The component is e.g. positioned by means of a solder joint on an outside of the heat sink. For the material of the heat sink is the requirement that it has the highest possible thermal conductivity in order to keep a rise in temperature of the component during operation as low as possible. At the same time, the thermal expansion behavior of the component and the heat sink must match each other as well as possible.

So ist in EP 0 364 155 A2 eine Wärmesenke beschrieben, die aus einem Diamant-Verbundwerkstoff besteht und deren thermischer Ausdehnungskoeffizient (CTE) im Wesentlichen dem thermischenThus, EP 0 364 155 A2 describes a heat sink which consists of a diamond composite material and whose thermal expansion coefficient (CTE) is essentially the thermal one

Ausdehnungskoeffizienten des auf der Wärmesenke positionierten Halbleiters entspricht (CTE-Anpassung), so dass die Differenz zwischen beiden thermischen Ausdehnungskoeffizienten weniger als 1 x 10^{"6 0}C^"1 beträgt.Coefficient of expansion of the semiconductor positioned on the heat sink corresponds to (CTE adjustment), so that the difference between the two coefficients of thermal expansion is less than 1 × 10 ^{-6 0} C ^-1 .

WO 2006/050205 A2 offenbart eine Wärmesenke für Halbleiter und integrierte Schaltkreise mit einem plattenartigen Grundkörper, der eine Vielzahl von Aufnahmelöchern aufweist. Die Aufnahmelöcher sind beispielsweise mit Kupfer, einer Kupferlegierung, Silber, einer Silberlegierung oder mit einem anderen hoch wärmeleitfähigen Werkstoff wie Diamant oder einem Verbundwerkstoff gefüllt. Optional werden die beiden parallel gegenüberliegendenWO 2006/050205 A2 discloses a heat sink for semiconductors and integrated circuits having a plate-like base body having a plurality of receiving holes. The receiving holes are filled, for example, with copper, a copper alloy, silver, a silver alloy or with another highly thermally conductive material such as diamond or a composite material. Optionally, the two are opposite

Hauptoberflächen des Grundkörpers jeweils mit einer zusätzlichen Schicht beschichtet. Hierzu werden Metallstreifen der Gruppe IB an den beiden Hauptoberflächen des Grundkörpers positioniert und bis zu ihrer Schmelztemperatur erhitzt. Der schmelzende Metallwerkstoff füllt die Aufnahmelöcher und bildet die zusätzlichen Schichten auf den Hauptoberflächen des Grundkörpers. Die Anordnung der hoch wärmeleitenden Füllungen in den Aufnahmelöchern soll einen signifikant niedrigeren thermischen Widerstand und eine größere thermische Leitfähigkeit in Richtung der z-Achse der Wärmesenke erreichen.Main surfaces of the body coated in each case with an additional layer. For this purpose, metal strips of group IB are positioned on the two main surfaces of the base body and heated to their melting temperature. The melting metal material fills the Receiving holes and forms the additional layers on the main surfaces of the body. The arrangement of the highly thermally conductive fillings in the receiving holes is said to achieve significantly lower thermal resistance and greater thermal conductivity in the z-axis direction of the heat sink.

In US 2001/0038140 A1 ist eine weitere Wärmesenke für einen Halbleiter oder einen Chip offenbart. In einer Ausführungsform ist dort ein platten- oder blockartiger Grundkörper aus einem Kupfer-Wolfram-Verbundwerkstoff mit einer thermischen Leitfähigkeit von 163 W/(m.K) beschrieben. DieserUS 2001/0038140 A1 discloses a further heat sink for a semiconductor or a chip. In one embodiment, there is described a plate-like or block-like body made of a copper-tungsten composite having a thermal conductivity of 163 W / (m.K). This

Grundkörper weist mehrere Kavitäten zur Aufnahme von Einlagekörpern auf. Ein Einlagekörper aus 100 % Kupfer soll eine thermische Leitfähigkeit von 393 W/(m.K) haben. Zudem werden Einlagekörper in Form von sogenannten FGM (Functionally Graded Material)-Kemen vorgeschlagen. Als geeignete Werkstoffe für die FGM-Kerne sind unter anderem Kupfer, Silber, Kupfer-Silber, Gold und Diamant genannt. An einer ersten Außenseite der Wärmesenke sind zwei Halbleiter bzw. Chips angeordnet, wobei jeder Halbleiter bzw. Chip unmittelbar an einer freien Oberfläche eines FGM-Kernes positioniert ist. Der ersten Außenseite in einer Abstandsrichtung (sie entspricht in US 2001/0038140 A1 der Richtung der Dicke der Wärmesenke) gegenüberliegend ist eine zweite Außenseite der Wärmesenke mit einem weiteren FGM-Kern angeordnet. Aufgrund des üblichen Aufbaus eines FGM-Kernes können jedoch mechanische Spannungen zwischen diesem FGM-Kern und dem Bauteil auftreten, welche die technische Funktion der Wärmesenke und somit auch des Bauteils beeinträchtigen.The main body has several cavities for receiving insert bodies. A 100% copper insert should have a thermal conductivity of 393 W / (m.K). In addition, insert bodies in the form of so-called FGM (Functionally Graded Material) -Kemen are proposed. Suitable materials for the FGM cores include copper, silver, copper-silver, gold and diamond. On a first outer side of the heat sink, two semiconductors or chips are arranged, each semiconductor or chip being positioned directly on a free surface of an FGM core. The first outer side in a spacing direction (corresponding to the direction of the thickness of the heat sink in US 2001/0038140 A1) has a second outer side of the heat sink arranged with a further FGM core. Due to the usual structure of a FGM core, however, mechanical stresses between this FGM core and the component can occur, which impair the technical function of the heat sink and thus also of the component.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmesenke bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Wärmeableitung für unterschiedliche Bauteile ermöglicht.The invention has for its object to provide a heat sink, which allows simple means reliable heat dissipation for different components.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst. Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch die Verwendung gemäß Anspruch 21 und durch die Merkmalskombination des Verfahrensanspruches 23. Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, den in den Grundkörper einzulegenden Einlagekörper aus einem, vorzugsweise isotropen, Kohlenstoff-Metall-Verbundwerkstoff bereitzustellen, so dass eine ausreichend hohe thermische Leitfähigkeit (z.B. 380 bis 900 W/(m.K) bei Diamant-Kupfer-Verbund) auch bei Bauteilen (z.B. Laser-Diode) mit großer Verlustwärme gewährleistet ist. Für eine wirksame Wärmeableitung und auch für eine zuverlässige Positionierung des Bauteils ist es vorteilhaft, eine spiegelglatte (mirror finish) Positionsfläche als Auflage für das Bauteil an der Wärmesenke anzubieten. Die Oberfläche des Kohlenstoff -Metall-Verbundwerkstoff es kann zur Erzielung dieser Oberflächenbeschaffenheit aber entweder gar nicht oder nur mit erheblichem Aufwand bearbeitet werden. Es ist deshalb vorgesehen, zwischen dem Einlagekörper und der Positionsfläche für das Bauteil einen Abstand d vorzusehen, wobei d > 0 ist. Mit anderen Worten wird eine unmittelbare Positionierung des Bauteiles am kohlenstoffhaltigen Einlagekörper vermieden.This object is achieved by the combination of features of claim 1. The object is likewise achieved by the use according to claim 21 and by the combination of features of method claim 23. The invention is based on the idea to provide the inserted into the body insert body of a, preferably isotropic, carbon-metal composite, so that a sufficiently high thermal conductivity (eg 380 to 900 W / (mK) in diamond-copper composite ) is guaranteed even with components (eg laser diode) with high heat loss. For effective heat dissipation and also for reliable positioning of the component, it is advantageous to offer a mirror-like (mirror finish) position surface as support for the component on the heat sink. The surface of the carbon-metal composite material, however, can be processed to achieve this surface texture either not at all or only with considerable effort. It is therefore intended to provide a distance d between the insert body and the position surface for the component, where d> 0. In other words, an immediate positioning of the component on the carbonaceous insert body is avoided.

Für den Verbundwerkstoff des Einlagekörpers werden vorzugsweise ein Kohlenstoffgehalt von 40 bis 90 Vol.-% und ein Metallgehalt von 10 bis 60 Vol.-% bezogen auf das Gesamtvolumen des Einlagekörpers eingesetzt. Optional können auch Metallkarbide oder Karbide der Elemente Si, B mit einem Anteil von 0 bis 10 Vol.-% bezogen auf das Gesamtvolumen des Einlagekörpers zugesetzt werden.For the composite material of the insert body, a carbon content of 40 to 90% by volume and a metal content of 10 to 60% by volume, based on the total volume of the insert body, are preferably used. Optionally, it is also possible to add metal carbides or carbides of the elements Si, B in a proportion of 0 to 10% by volume, based on the total volume of the insert body.

Der Abstand d bemisst sich in einer Abstandsrichtung zwischen der Positionsfläche und dem Einlagekörper. Der Abstand bzw. die Abstandsrichtung verläuft insbesondere senkrecht zur Positionsfläche. Vorzugsweise erstreckt sich die Abstandsrichtung von einer die Positionsfläche aufweisenden ersten Außenseite der Wärmesenke in Richtung einer gegenüberliegenden zweiten Außenseite der Wärmesenke. Die zweite Außenseite der Wärmesenke kann im Sinne einer kostengünstigen Herstellung der Wärmesenke als eine abdeckungsfreie Außenfläche des Grundkörpers ausgebildet sein. Alternativ weist die zweite Außenseite eine zusätzliche Schicht an dem Grundkörper auf, welche z.B. aus Nickel, Gold oder einer Goldlegierung (insbesondere AuSn) besteht und die mechanische Anbindung der Wärmesenke an eine Montagebasis, ein System oder dergleichen vereinfacht.The distance d is measured in a distance direction between the position surface and the insert body. The distance or the distance direction extends in particular perpendicular to the position surface. Preferably, the spacing direction extends from a first outer surface of the heat sink having the position surface toward an opposite second outer side of the heat sink. The second outer side of the heat sink can be designed as a cover-free outer surface of the main body in terms of cost-effective production of the heat sink. Alternatively, the second outer side has an additional layer on the base body which, for example, consists of nickel, gold or a gold alloy (in particular AuSn). and simplifies the mechanical connection of the heat sink to a mounting base, a system or the like.

Vorteilhaft an dem Abstand d ist es, dass er derart dimensioniert oder auch nachträglich bearbeitet werden kann, so dass je nach Anwendungsfall ein möglichst geringer fertigungstechnischer Aufwand für die abhängig vom Bauteil erforderliche Oberflächenbeschaffenheit der Positionsfläche und gleichzeitig eine ausreichende Wärmeableitung vom Bauteil zum Einlagekörper gewährleistet ist.An advantage of the distance d is that it can be dimensioned or subsequently machined so that depending on the application, the lowest possible manufacturing expense for the required depending on the component surface finish of the position surface and at the same time a sufficient heat dissipation from the component is ensured to the insert body.

Vorzugsweise ist der Abstand aus einem anderen Material bzw. Werkstoff als der Grundkörper und/oder als der Einlagekörper gebildet. Als geeignete Werkstoffe können Kupfer, Silber, eine Kupferlegierung oder eine Silberlegierung eingesetzt werden. Die Deckschicht kann eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 300 W/(m.K), vorzugsweise von 360 bis 440 W/(m.K) und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 12 bis 25 x 10^"6K^"1, vorzugsweise von 15 bis 20 x 10^"6K^"1 aufweisen.Preferably, the distance is formed of a different material or material than the base body and / or as the insert body. As suitable materials copper, silver, a copper alloy or a silver alloy can be used. The cover layer can have a thermal conductivity of more than 300 W / (mK), preferably from 360 to 440 W / (mK) and a thermal expansion coefficient of 12 to 25 x 10 ^-6 K ^"1 , preferably 15 to 20 x 10 ^-6 K ^"1 have.

Alternativ ist der Abstand zwischen Positionsfläche und Einlagekörper durch den Grundkörper selbst ausgebildet. Dies unterstützt eine kostengünstige Herstellung der Wärmesenke ohne zusätzliche Deckschichten und entsprechende Arbeitsschritte. Darüber hinaus kann der Abstand zwischen Positionsfläche und Einlagekörper variiert werden, indem Material des Grundkörpers im Bereich des Einlagekörpers abgetragen wird, z.B. mittels Fräsen. Auch eine nachträgliche Herstellung der gewünschtenAlternatively, the distance between the position surface and insert body is formed by the main body itself. This supports cost-effective production of the heat sink without additional cover layers and corresponding work steps. In addition, the distance between the position surface and the insert body can be varied by removing material of the main body in the region of the insert body, e.g. by milling. Also a subsequent production of the desired

Oberflächenbeschaffenheit an der Positionsfläche lässt sich an dem Grundkörper besonders einfach durchführen.Surface texture on the position surface can be carried out particularly easily on the base body.

Vorzugsweise beträgt der vordefinierte Abstand zwischen Positionsfläche und Einlagekörper in Abstandsrichtung 0,001 bis 5 mm. Oberhalb dieses Abstands-Bereiches ist die erwünschte effektive Wärmeableitung nicht gewährleistet. Unterhalb dieses Abstand-Bereiches ist die erforderliche Flächenhomogenität an der der Positionsfläche zugeordneten Außenseite der Wärmesenke nicht gewährleistet bzw. nicht erzielbar. Insbesondere ist die erforderliche Oberflächenbeschaffenheit an der Positionsfläche nicht oder technisch aufwändig erzielbar. Weitere bevorzugte Abstände betragen 0,01 bis 3 mm, weiter bevorzugt 0,1 bis 0,2 mm.The predefined distance between the position surface and the insert body in the spacing direction is preferably 0.001 to 5 mm. Above this distance range, the desired effective heat dissipation is not guaranteed. Below this distance range, the required surface homogeneity at the outer surface of the heat sink associated with the position surface is not ensured or can not be achieved. In particular, the Required surface finish on the position surface not or technically complex achievable. Further preferred distances are 0.01 to 3 mm, more preferably 0.1 to 0.2 mm.

Der Abstand wird vorzugsweise mittels einer die Positionsfläche aufweisenden Deckschicht realisiert, welche wenigstens den Einlagekörper zumindest teilweise abdeckt. Vorzugsweise wird auch der Grundkörper zumindest teilweise abgedeckt. Diese Deckschicht mit der erforderlichen Oberflächenbeschaffenheit für die Positionsfläche kann erheblich kostengünstiger bereit gestellt werden als eine entsprechende Bearbeitung der Oberfläche des Einlagekörpers aus kohlenstoffbasiertem Verbundwerkstoff. Gleichzeitig bietet die Deckschicht einen Schutz für den Einlagekörper und vorzugsweise auch den Grundkörper vor etwaigen mechanischen Beschädigungen.The distance is preferably realized by means of a cover layer having the position surface, which at least partially covers at least the insert body. Preferably, the base body is at least partially covered. This cover layer with the required surface finish for the position surface can be provided considerably more cost-effective than a corresponding machining of the surface of the insert body of carbon-based composite material. At the same time, the cover layer provides protection for the insert body and preferably also the base body against any mechanical damage.

Die Deckschicht ist beispielsweise als Folie ausgebildet, welche durch einfache Fertigungsschritte an dem Einlagekörper und vorzugsweise auch am Grundkörper positioniert und befestigt werden kann. Hierbei kann die bereitgestellte Folie bereits die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, so dass nachträgliche Bearbeitungsschritte an dieser Deckschicht nach deren Befestigung entfallen.The cover layer is formed for example as a film, which can be positioned and fastened by simple manufacturing steps on the insert body and preferably also on the base body. In this case, the provided film may already have the desired surface finish, so that subsequent processing steps on this cover layer omitted after their attachment.

Vorzugsweise befindet sich zwischen der Deckschicht und dem Einlagekörper eine Lötschicht, um eine mechanisch stabile Fixierung und CTE-Anpassung zwischen Deckschicht und Einlagekörper zu ermöglichen. Gleiches gilt für das Verhältnis zwischen Deckschicht und Grundkörper bei einer entsprechenden Dimensionierung der Lötschicht. Die Lötschicht ist vorzugsweise als Lötfolie mit einer bevorzugten Foliendicke von 0,01 mm bis 0,2 mm ausgebildet. Als Lötschicht wird insbesondere ein Hochtemperaturlot mit aktiven Elementen (z.B. Ti) verwendet. Beim Verlöten findet das Erschmelzen der Lötschicht unter Vakuum statt (10⁵ bis 10^~6 bar). Die Prozesstemperatur beträgt vorzugsweise 650 bis 850 ⁰C. Die Lötschicht kann die Größe des Abstands zwischen Positionsfläche und Einlagekörper mit beeinflussen. Die an einer Außenseite der Wärmesenke angeordnete Positionsfläche umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform zumindest abschnittsweise auch eine Außenkante dieser Außenseite. Damit ergibt sich die Möglichkeit, das Bauteil an einem Flächenrand dieser Außenseite zu positionieren, wie dies z.B. bei Laser-Dioden erforderlich ist. Gegebenenfalls steht das Bauteil, insbesondere eine Laser-Diode, auch teilweise über die Außenkante hinaus.Preferably, there is a solder layer between the cover layer and the insert body in order to enable a mechanically stable fixation and CTE adaptation between the cover layer and the insert body. The same applies to the relationship between cover layer and base body with a corresponding dimensioning of the solder layer. The solder layer is preferably formed as a solder foil with a preferred film thickness of 0.01 mm to 0.2 mm. The soldering layer used is in particular a high-temperature solder with active elements (eg Ti). When soldering the melting of the solder layer takes place under vacuum (10 ⁵ to 10 ^{~ 6} bar). The process temperature is preferably 650 and 850 ⁰ C. The solder layer may affect the magnitude of the distance between the location area and insert body. The arranged on an outer side of the heat sink position surface includes in a preferred embodiment, at least in sections, an outer edge of this outer side. This results in the possibility to position the component on a surface edge of this outside, as is required for example in laser diodes. Optionally, the component, in particular a laser diode, also partially beyond the outer edge.

Vorzugsweise ist die Oberfläche der Positionsfläche derart beschaffen, dass sie eine Oberflächenrauhigkeit R_a von 0,001 bis 2 μm aufweist. Oberhalb dieses Bereichs ist abhängig vom zu kühlenden Bauteil keine exakte und stabilePreferably, the surface of the position surface is such that it has a surface roughness R _a of 0.001 to 2 μm. Above this range, depending on the component to be cooled, no exact and stable

Positionierung des Bauteils und/oder keine zufriedenstellende Wärmeableitung gewährleistet. Eine Oberflächenrauhigkeit R_a unterhalb des angegebenen Bereiches ist prozesstechnisch aufwändig (Anzahl Bearbeitungsschritte und Messungen, hochauflösende Messgeräte) und entsprechend kostenaufwändig. Insbesondere beträgt die Oberflächenrauhigkeit R₃ 0,001 bis 0,8 μm, weiter bevorzugt 0,005 bis 0,06 μm. Die gewünschte Oberflächenrauhigkeit wird z.B. mittels Polieren, Diamantfräsen oder Flachhonen erzielt.Positioning of the component and / or guaranteed no satisfactory heat dissipation. A surface roughness R _a below the specified range is technically complex (number of processing steps and measurements, high-resolution measuring instruments) and correspondingly expensive. In particular, the surface roughness R _{3 is} 0.001 to 0.8 μm, more preferably 0.005 to 0.06 μm. The desired surface roughness is achieved, for example, by means of polishing, diamond milling or flat honing.

Die Positionsfläche ist vorzugsweise mittels Markierungen (z.B. Kerben, Rillen, Farbstreifen) erkennbar. Dabei zeigt die Markierung insbesondere eine äußere Begrenzung der Positionsfläche an, innerhalb der das Bauteil zu positionieren ist.The positional surface is preferably recognizable by markings (e.g., notches, grooves, color stripes). In particular, the marking indicates an outer boundary of the position surface within which the component is to be positioned.

Vorteilhaft besteht der Einlagekörper aus einem Diamant-Metall-Verbundwerkstoff. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird für den Einlagekörper einAdvantageously, the insert body consists of a diamond-metal composite material. In a further preferred embodiment is for the insert body a

Graphit-Metall-Verbundwerkstoff verwendet. Bei diesen Verbundwerkstoffen des Einlagekörpers wird für die Metallphase vorzugsweise mindestens ein Element oder eine Legierung aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Silber, Aluminium eingesetzt.Graphite-metal composite used. In these composite materials of the insert body, at least one element or an alloy from the group consisting of copper, silver, aluminum is preferably used for the metal phase.

Vorteilhaft flankiert die vorgefertigte Aufnahme den Einlagekörper mit mindestens zwei Aufnahmeflächen. Hierzu ist die Aufnahme verfahrenstechnisch einfach beispielsweise als absatzartige Aussparung oder Stufe in einem quader- oder blockartigen Grundkörper realisierbar. Alternativ ist die Aufnahme als ein Aufnahmekanal vorgefertigt, welcher den Grundkörper quer zur Abstandsrichtung durchsetzt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Aufnahme als eine Kavität in den Grundkörper eingearbeitet. Die Kavität bietet die Möglichkeit einer kostengünstigen in situ-Fertigung des Einlagekörpers mit der Kavität als Fertigungsform.Advantageously, the prefabricated receptacle flanks the insert body with at least two receiving surfaces. For this purpose, the recording process technology is simple, for example, as a paragraph-like recess or Stage realized in a cuboid or block-like body. Alternatively, the receptacle is prefabricated as a receiving channel, which passes through the main body transversely to the direction of spacing. In a further preferred embodiment, the receptacle is incorporated as a cavity in the base body. The cavity offers the possibility of cost-effective in situ production of the insert body with the cavity as a manufacturing mold.

Um eine wirksame Wärmeleitfähigkeit und mechanische Verbindung im Übergangsbereich zwischen Einlagekörper und Grundkörper zu erzielen, ist es vorteilhaft, dass der Einlagekörper unter Zwischenlage einer Lötschicht in der Aufnahme einliegt. Hierzu kann beispielsweise eine Lötfolie an den Aufnahmeflächen der Aufnahme fixiert werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Lot um ein Hochtemperaturlot mit aktiven Elementen (z.B. Ti). Das Erschmelzen der Lötschicht findet unter Vakuum statt (10^'5 bis 10^'6 bar). Die Prozesstemperatur beträgt vorzugsweise 650 bis 85O⁰C.In order to achieve an effective thermal conductivity and mechanical connection in the transition region between the insert body and the base body, it is advantageous that the insert body rests with the interposition of a solder layer in the receptacle. For this purpose, for example, a solder foil can be fixed to the receiving surfaces of the recording. Preferably, the solder is a high temperature solder with active elements (eg Ti). The melting of the solder layer takes place under vacuum (10 ^'5 to 10 ^{' 6} bar). The process temperature is preferably 650 to 85O ⁰ C.

Die vorgenannte Lötschicht ist insbesondere dann von Vorteil, wenn es sich bei dem Einlagekörper um einen vorgefertigten Formkörper handelt.The aforementioned solder layer is particularly advantageous when the insert body is a prefabricated molded article.

Werkstoffe mit mindestens einem Element oder einer Legierung aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Silber, Wolfram und Molybdän sind auch aufgrund ihrer verhältnismäßig hohen Wärmeleitfähigkeit für den Grundkörper besonders gut geeignet. Es sei darauf hingewiesen, dass der Begriff „Legierung" an dieser Stelle auch eine Pseudolegierung, d.h. einen Verbundwerkstoff aus Kupfer und/oder Silber mit Wolfram und/oder Molybdän beinhaltet. Ein Grundkörper aus 100% Kupfer ist besonders vorteilhaft, da er im Vergleich zu den anderen geeigneten Werkstoffen verhältnismäßig kostengünstig hergestellt und für die Realisierung der Aufnahme, der Oberflächenbeschaffenheit und des Abstandes zwischen Positionsfläche und Einlagekörper fertigungstechnisch einfach mechanisch bearbeitet werden kann.Materials having at least one element or an alloy from the group consisting of copper, silver, tungsten and molybdenum are also particularly well suited for the main body because of their relatively high thermal conductivity. It should be noted that the term "alloy" at this point also includes a pseudoalloy, ie, a composite of copper and / or silver with tungsten and / or molybdenum A 100% copper base is particularly advantageous because it is superior to the other suitable materials produced relatively inexpensive and manufacturing technology can be easily machined for the realization of the recording, the surface condition and the distance between the position surface and insert body.

Vorzugsweise ergänzt das Bauteil die Wärmesenke zu einer kombinierten Vorrichtung, bei der die Wärmesenke kombiniert mit dem daran positionierten Bauteil vorhanden ist. Das Bauteil ist vorzugsweise als elektrisches bzw. elektronisches Bauteil ausgebildet. Die Wärmesenke ist für die Wärmeableitung unterschiedlicher Bauteile, insbesondere auf den Gebieten der Leistungselektronik, Optoelektronik und Mikroelektronik geeignet. Bei den Bauteilen handelt es sich z.B. um Halbleiter, Transistoren, Dioden oder andere optoelektronische Bauteile oder integrierte Schaltkreise. Aufgrund ihres speziellen Aufbaus eignet sich die Wärmesenke auch für Bauteile mit besonders großen Wärmeverlusten, wie sie z.B. bei Laser-Dioden entstehen. Diese enthalten insbesondere Gallium-Arsenid (GaAs) als Halbleiter.Preferably, the component supplements the heat sink to a combined device in which the heat sink is combined with the component positioned thereon. The component is preferably designed as an electrical or electronic component. The heat sink is suitable for the heat dissipation of different components, in particular in the fields of power electronics, optoelectronics and microelectronics. The components are, for example, semiconductors, transistors, diodes or other optoelectronic components or integrated circuits. Due to its special design, the heat sink is also suitable for components with particularly large heat losses, such as those caused by laser diodes. These contain in particular gallium arsenide (GaAs) as a semiconductor.

Wie bereits erläutert, ermöglicht es der Abstand d zwischen dem kohlenstoffhaltigen Einlagekörper und dem Bauteil, auf fertigungstechnisch einfache Weise eine spiegelglatte Oberfläche (mirror finish) als Positionsfläche für das Bauteil vorzuhalten. Die erfindungsgemäße Wärmesenke eignet sich deshalb auch besonders für eine Kombination mit einer Laser-Diode als Bauteil, da die exakte Funktionsweise des Laserstrahls eine entsprechend präzise Positionierung der Laser-Diode an einer Wärmesenke erfordert.As already explained, the distance d between the carbon-containing insert body and the component makes it possible to produce a mirror-smooth surface as a positional surface for the component in a production-wise simple manner. Therefore, the heat sink according to the invention is also particularly suitable for combination with a laser diode as a component, since the exact operation of the laser beam requires a correspondingly precise positioning of the laser diode on a heat sink.

Bei der Herstellung der Wärmesenke wird zunächst ein wärmeableitender Grundkörper (vorzugsweise aus einem isotropen Werkstoff) bereitgestellt, wobei die Wärmesenke eine Außenseite mit einer Positionsfläche zur Positionierung des Bauteils aufweist. Weiterhin wird das Material für einen Einlagekörper bereitgestellt, welcher eine größere Wärmeleitfähigkeit als der Grundkörper aufweist und aus einem Material gefertigt wird, das ein Kohlenstoff-Metall-Verbundwerkstoff ist. Das Material des Einlagekörpers wird in eine vorgefertigte Aufnahme des Grundkörpers derart eingebracht, dass zwischen dem Einlagekörper und der Positionsfläche in einer Abstandsrichtung ein Abstand d hergestellt wird, wobei d > 0. Mit anderen Worten wird eine unmittelbare Kontaktierung zwischen dem Bauteil und dem Einlagekörper vermieden. Der Abstand bzw. die Abstandsrichtung verläuft insbesondere senkrecht zur Positionsfläche. Vorzugsweise erstreckt sich die Abstandsrichtung von einer die Positionsfläche aufweisenden ersten Außenseite der Wärmesenke in Richtung einer gegenüberliegenden zweiten Außenseite der Wärmesenke. Sobald der Einlagekörper in der Aufnahme des Grundkörpers einliegt, kann der gewünschte Abstand zwischen dem Einlagekörper und der Positionsfläche automatisch hergestellt sein. Dies kann durch eine entsprechende Geometrie des Grundkörpers und der Aufnahme sowie deren Abmessungen erreicht werden. Alternativ wird der Abstand d in einem separaten Verfahrensschritt gefertigt. Dies kann durch Bereitstellen einer zusätzlichen, die Positionsfläche aufweisenden Deckschicht und/oder durch Abtragen von Material des Grundkörpers (z.B. mittels Fräsen) erfolgen.In the production of the heat sink, a heat-dissipating main body (preferably made of an isotropic material) is first provided, wherein the heat sink has an outer side with a position surface for positioning the component. Furthermore, the material is provided for a liner body which has a greater thermal conductivity than the base body and is made of a material that is a carbon-metal composite material. The material of the insert body is introduced into a prefabricated receptacle of the base body such that a distance d is established between the insert body and the position surface in a distance direction, where d> 0. In other words, an immediate contact between the component and the insert body is avoided. The distance or the distance direction extends in particular perpendicular to the position surface. Preferably, the spacing direction extends from a first outer surface of the heat sink having the position surface toward an opposite second outer side of the heat sink. Once the insert body rests in the receptacle of the body, the desired distance between the insert body and the position surface can be made automatically. This can be achieved by a corresponding geometry of the base body and the receptacle and their dimensions. Alternatively, the distance d is manufactured in a separate method step. This can be done by providing an additional, the position surface having cover layer and / or by removing material of the body (eg by milling).

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Material des Einlagekörpers als ein vorgefertigter Formkörper bereitgestellt, bevor das Material in die Aufnahme eingebracht wird. Dies ermöglicht ein verfahrenstechnisch einfaches baukastenartiges Zusammenfügen des Grundkörpers und des Einlagekörpers. Vorteilhaft werden die beiden Körper miteinander mechanisch verbunden. Diese Verbindung erfolgt vorzugsweise mittels eines Lötvorganges während oder nach dem Einbringen des Einlagekörpers in die Aufnahme. Die Prozesstemperatur während des Lötvorganges beträgt vorzugsweise 650 bis 850⁰C. Der Lötvorgang findet unter Vakuum statt, wobei ein Hochtemperaturlot mit aktiven Elementen (z.B. Ti) verwendet wird. Alternativ ist eine Hochvakuum-Lötung oder ein Verlöten unter Schutzgas möglich.In a preferred embodiment, the material of the insert body is provided as a prefabricated molded body before the material is introduced into the receptacle. This allows a procedural simple modular-like assembly of the main body and the insert body. Advantageously, the two bodies are mechanically connected to each other. This connection is preferably carried out by means of a soldering process during or after the insertion of the insert body into the receptacle. The process temperature during the soldering process is preferably 650 to 850 ^° C. The soldering process takes place under vacuum, using a high-temperature solder with active elements (eg Ti). Alternatively, high vacuum soldering or soldering under protective gas is possible.

Alternativ zur Bereitstellung des Einlagekörpers als vorgefertigter Formkörper wird der Einlagekörper mittels des bereitgestellten Materials in situ gefertigt, wobei die vorgefertigte Aufnahme des Grundkörpers in einer zusätzlichen Funktion als Form für die in situ-Fertigung dient, so dass zusätzliche Formwerkzeuge kostensparend vermieden werden.As an alternative to providing the insert body as a prefabricated molded body, the insert body is produced in situ by means of the material provided, wherein the prefabricated receptacle of the main body serves in an additional function as a mold for the in-situ production, so that additional molds are avoided in a cost-saving manner.

Für die in situ-Fertigung des Einlagekörpers werden eine Kohlenstoff-Phase, insbesondere eine diamanthaltige oder graphithaltige Phase, und eine metallische Phase in die Aufnahme transportiert bzw. eingelegt. DieFor the in-situ production of the insert body, a carbon phase, in particular a diamond-containing or graphite-containing phase, and a metallic phase are transported or inserted into the receptacle. The

Kohlenstoff-Phase und die metallische Phase können in unterschiedlichen Aggregatzuständen und durch unterschiedliche Verfahren miteinander verbunden werden, um den Einlagekörper zu bilden. Vorzugsweise wird zunächst die Kohlenstoff-Phase als Pulver in die Aufnahme transportiert. Danach wird die metallische Phase in schmelzflüssigem Zustand in die Aufnahme injiziert. Dabei dringt die flüssige metallische Phase in die Kohlenstoff-Phase ein. Diese Infiltration erfolgt entweder drucklos oder sie wird mittels Druck unterstützt. Die Druckunterstützung kann mittels eines bekannten GPI (Gas Pressure Infiltration)-Prozesses erfolgen. Die hierbei notwendigen Verfahrensschritte bzw. technischen Maßnahmen und Prozessbedingungen sind dem Fachmann allgemein bekannt. Dabei ist darauf zu achten, dass das Material des Grundkörpers ausreichend gasundurchlässig ist.Carbon phase and the metallic phase can be bonded together in different aggregate states and by different methods to form the insert body. Preferably, the carbon phase is first transported as a powder in the recording. Thereafter, the metallic phase is injected in a molten state into the receptacle. The liquid metallic phase penetrates into the carbon phase. This infiltration is either depressurized or it is assisted by pressure. The pressure assist can be done by a known GPI (Gas Pressure Infiltration) process. The necessary process steps or technical measures and process conditions are generally known to the person skilled in the art. It is important to ensure that the material of the body is sufficiently gas impermeable.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden sowohl die Kohlenstoff-Phase als auch die metallische Phase als Pulver in die Aufnahme eingebracht und danach mittels Heißpressen zu dem Einlagekörper gefertigt. Die hierbei notwendigen Verfahrensschritte bzw. technischen Maßnahmen und Prozessbedingungen sind dem Fachmann ebenfalls allgemein bekannt.In a further preferred embodiment, both the carbon phase and the metallic phase are introduced as a powder into the receptacle and then manufactured by hot pressing to the insert body. The necessary process steps or technical measures and process conditions are also generally known to the person skilled in the art.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen und Herstellungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to drawings and production examples.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine geschnittene perspektivische Ansicht der Wärmesenke mit einer vorgefertigten Aufnahme und einer Laser-Diode in einer ersten Ausführungsform,1 is a sectional perspective view of the heat sink with a prefabricated recording and a laser diode in a first embodiment,

Fig. 2 eine geschnittene perspektivische Ansicht der Wärmesenke mit einer vorgefertigten Aufnahme und einer Laser-Diode in einer weiteren Ausführungsform,2 shows a cutaway perspective view of the heat sink with a prefabricated receptacle and a laser diode in a further embodiment,

Fig. 3 eine geschnittene perspektivische Ansicht der Wärmesenke mit einer vorgefertigten Aufnahme und einer Laser-Diode in einer weiteren Ausführungsform, Fig. 4 eine geschnittene perspektivische Ansicht der Wärmesenke mit einer vorgefertigten Aufnahme und einer Laser-Diode in einer weiteren Ausführungsform. Die in Fig. 1 bis Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen Vorrichtungen, bei denen jeweils eine Wärmesenke -8-, -28-, -38-, -48- mit einem Bauteil in Form einer Laser-Diode -17- kombiniert ist.Fig. 3 is a sectional perspective view of the heat sink with a prefabricated receptacle and a laser diode in another embodiment, Fig. 4 is a sectional perspective view of the heat sink with a prefabricated receptacle and a laser diode in another embodiment. The exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 to 4 show devices in which a respective heat sink -8-, -28-, -38-, -48- is combined with a component in the form of a laser diode -17-.

Beispiel 1example 1

Ein Grundkörper -1- gemäß Fig. 1 mit den Außenabmessungen 25 mm x 25 mm x 8 mm (Länge L x Breite B x Dicke D) wird bereitgestellt. Der Grundkörper -1- ist ein isotroper Festkörper und aus 95 bis 99,99 Vol.-% Cu (Rest Verunreinigungen) hergestellt. Der blockartige Grundkörper -1- weist eine Wärmeleitfähigkeit von 300 bis 400 W/(m.K) auf. Er enthält eine absatz- oder stufenartige Ausnehmung -2-, die als eine vorgefertigte Aufnahme für das Material eines vorgefertigten Einlagekörpers -3- dient. Die Ausnehmung -2- hat die Abmessungen 4,05 mm x 25 mm x 6,05 mm (Länge L x Breite B x Dicke D). Der Einlagekörper -3- besteht aus einem Silber-Diamant-Verbundwerkstoff und wird als vorgefertigter Formkörper mit den Abmessungen 4 mm x 25 mm x 6 mm (Länge L x Breite B x Dicke D bereitgestellt. Physikalische und mechanische Eigenschaften dieses eingesetzten Verbundwerkstoffes sowie weiterer geeigneter Verbundwerkstoffe für den Einlagekörper -3- sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt.A basic body -1- according to FIG. 1 with the external dimensions 25 mm × 25 mm × 8 mm (length L × width B × thickness D) is provided. The basic body -1- is an isotropic solid and made from 95 to 99.99% by volume of Cu (residual impurities). The block-like body -1- has a thermal conductivity of 300 to 400 W / (m.K). It contains a paragraph or step-like recess -2-, which serves as a prefabricated receptacle for the material of a prefabricated insert body -3-. The recess -2- has the dimensions 4.05 mm x 25 mm x 6.05 mm (length L x width B x thickness D). The insert body -3- is made of a silver-diamond composite material and is provided as a prefabricated molding with the dimensions 4 mm x 25 mm x 6 mm (length L x width B x thickness D.) Physical and mechanical properties of this composite used and other suitable Composite materials for the insert body -3- are shown in Table 1 below.

Tabelle 1Table 1

Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der in Tabelle 1 dargestellten Verbundwerkstoffe hängen von dem jeweiligen Volumenanteil und der Qualität des Diamantpulvers ab.

The physical and mechanical properties of the composites shown in Table 1 depend on the volume fraction and quality of the diamond powder.

Zunächst werden die Aufnahmeflächen -A- der Ausnehmung -2- mit einer Lötschicht -5- in Form einer Lötfolie abgedeckt. Sie besteht aus einem Hochtemperaturlot mit aktiven Elementen (z.B. Ti). Die Lötfolie hat im Ausgangszustand eine Fläche von 25 mm x 10 mm und eine Dicke von 0,08 mm, bevor sie an einer Biegestelle etwa rechtwinklig gebogen wird, um mit jeweils einem Folienschenkel an einer Aufnahmefläche -A- der Ausnehmung -2- anzuliegen. Die Lötfolie ist mittels Klebstoff in der Ausnehmung -2-vorfixiert oder nur eingelegt. Danach wird der Einlagekörper -3- in die Ausnehmung -2- eingelegt. Anschließend werden der Grundkörper -1- und der Einlagekörper -3- teilweise mittels einer Lötschicht -6- in Form einer Lötfolie und einer darüber liegenden Deckschicht -7- in Form einer Kupfer-Folie abgedeckt. DieFirst, the receiving surfaces -A- the recess -2- are covered with a solder layer -5- in the form of a solder foil. It consists of a high-temperature solder with active elements (for example Ti). The solder foil in the initial state has an area of 25 mm × 10 mm and a thickness of 0.08 mm, before it is bent approximately at right angles at a bending point in order, in each case with a foil leg, to abutment surface -A- of the recess -2-. The solder foil is prefixed by means of adhesive in the recess -2 or only inserted. Thereafter, the insert body -3- is inserted into the recess -2-. Subsequently, the main body -1- and the insert body -3- are partially covered by means of a solder layer -6- in the form of a solder foil and an overlying cover layer -7- in the form of a copper foil. The

Lötschicht -6- hat im Ausgangszustand eine Fläche von 33 mm x 25 mm und eine Dicke von 0,08 mm. Die Materialeigenschaften der Lötschicht -6- entsprechen denjenigen der zwischen den Aufnahmeflächen -4- und dem Einlagekörper -3- einliegenden Lötschicht -5-. Die Deckschicht -7- bzw. die Kupfer-Folie hat im Ausgangszustand eine Fläche von 33 mm x 25 mm und eine Dicke von 0,3 mm. Sie besteht aus Kupfer (alternativ Silber).Solder layer -6- has an area of 33 mm x 25 mm and a thickness of 0.08 mm in the initial state. The material properties of the solder layer -6- correspond to those of the between the receiving surfaces -4- and the insert body -3- inserted solder layer -5-. The cover layer -7- or the copper foil in the initial state has an area of 33 mm x 25 mm and a thickness of 0.3 mm. It consists of copper (alternatively silver).

Die als Lötfolie ausgebildete Lötschicht -6- wird an einer Biegestelle etwa rechtwinklig gebogen, um mit jeweils einem Folienschenkel an dem Grundkörper -1 - und an dem Einlagekörper -3- teilweise anzuliegen. Diese Lötfolie wird mittels Klebstoff an dem Grundkörper -1 - und dem Einlagekörper -3- vorfixiert oder einfach dort angelegt. Danach wird die Deckschicht -7- entsprechend gebogen, um unter Zwischenlage der Lötschicht -6- den Grundkörper -1 - und den Einlagekörper -3- teilweise abzudecken. Die derart zusammengefügten Bestandteile der Wärmesenke -8- werden mittels einer Lötvorrichtung zusammengepresst und mittels eines Hochtemperatur-Hochvakuum-Ofens verlötet. Bei einer Prozesstemperatur von 680 bis 740 ⁰C schmilzt das Material der vorgenannten Lötschichten -5-, -6- und bildet eine wirksame thermomechanische und chemische Verbindung zwischen dem Grundkörper -1-, dem Einlagekörper -3-und der Deckschicht -7-. Die Lötschicht -5- zwischen Ausnehmung -2- und Einlagekörper -3- schmilzt beim Verlöten auf eine Schichtdicke von ca. 0,05 mm zusammen, was bei der geometrischen Dimensionierung von Ausnehmung -2- und Einlagekörper -3- berücksichtigt ist.The formed as a solder foil solder layer -6- is bent at a bend approximately at right angles, in order to partially abut each with a foil leg on the base -1 - and on the insert body -3-. This solder foil is prefixed by means of adhesive to the base body -1 - and the insert body -3- or simply applied there. Thereafter, the cover layer -7- is bent in order to cover with the interposition of the solder layer -6- the base body -1 - and the insert body -3- partially. The thus assembled components of the heat sink -8- are pressed together by means of a soldering device and soldered by means of a high-temperature high-vacuum furnace. At a process temperature of 680 to 740 ⁰ C, the material melts the aforementioned solder layers -5-, -6- and forms an effective thermomechanical and chemical bond between the main body -1-, the insert body -3 and the cover layer -7-. The solder layer -5- between recess -2- and insert body -3- melts during soldering to a layer thickness of about 0.05 mm together, which is taken into account in the geometric dimensioning of recess -2- and insert body -3-.

Die durch die Länge L und die Breite B aufgespannte Oberfläche der Deckschicht -7- bildet eine erste Außenseite -9- der Wärmesenke -8-, welche in ihrem dem Einlagekörper -3- zugewandten Bereich eine Positionsfläche -10- zur flächigen Positionierung einer Laser-Diode -17- aufweist. DieThe surface of the cover layer 7 spanned by the length L and the width B forms a first outer side 9 of the heat sink 8 which, in its region facing the insert body 3, forms a position surface 10 for the planar positioning of a laser beam. Diode -17- has. The

Positionsfläche -10- umfasst abschnittsweise auch die in Richtung der Breite B verlaufende Außenkante -11 - der Außenseite -9-. Der ersten Außenseite -9- in parallel zur Dicke D verlaufender Abstandsrichtung AR gegenüberliegend befindet sich eine zweite Außenseite -12- der Wärmesenke -8-. Diese zweite Außenseite -12- ist als eine Außenfläche des Grundkörpers -1- gebildet, die frei von zusätzlichen Schichten ist.Positional area -10- includes in sections also extending in the direction of the width B outer edge -11 - the outside -9-. The first outer side -9- in opposite to the thickness D extending distance direction AR opposite is a second outer side -12- of the heat sink -8-. This second outside -12- is formed as an outer surface of the body -1-, which is free of additional layers.

In Abstandsrichtung AR ist ein Abstand d zwischen dem Einlagekörper -3- und der Positionsfläche -10- gebildet. Der Abstand d beträgt 0,15 mm nach einer entsprechenden Material abtragenden Bearbeitung (z.B. Diamantfräsen) der Deckschicht -7-. Er entsteht durch die bearbeitete Rest-Dicke der Deckschicht -7- und auch durch die zusammengeschmolzene Lötschicht -6-. Somit bietet die Berücksichtigung des Abstandes d die Möglichkeit, mit kostengünstigem Aufwand die gewünschte Oberflächenrauhigkeit R_a im Bereich der Positionsfläche -10- bereitzustellen, um eine dauerhaft mechanisch stabile Positionierung und wirksame Ableitung der Verlustwärme der Laser-Diode -17- zu ermöglichen. Die Deckschicht -7- und somit auch die Positionsfläche -10- hat an der Außenseite -9- eine Oberflächenrauhigkeit R_a ≤ 50 nm. Diese Oberfläche wird nach der Montage bzw. Verlötung der Deckschicht -7- am Grundkörper -1 - hergestellt. Hierzu wird die Oberflächenrauhigkeit der Deckschicht -7- mittels einer mechanischen Oberflächenbearbeitung (z.B. Diamantfräsen) erzeugt. Beispiel 2In the spacing direction AR, a distance d between the insert body -3- and the position surface -10- is formed. The distance d is 0.15 mm after a corresponding material-removing machining (eg diamond milling) of the cover layer -7-. It results from the processed residual thickness of the cover layer -7- and also from the fused solder layer -6-. Thus, the consideration of the distance d offers the possibility to provide the desired surface roughness R _a in the region of the position surface -10- with cost-effective effort to enable a permanently mechanically stable positioning and effective dissipation of the heat loss of the laser diode -17-. The cover layer -7- and thus also the position surface -10- has a surface roughness R _a ≦ 50 nm on the outside -9-. This surface is produced after the assembly or soldering of the cover layer -7- on the base body -1. For this purpose, the surface roughness of the cover layer -7- is produced by means of a mechanical surface treatment (eg diamond milling). Example 2

Der Grundkörper -21- gemäß Fig. 2 hat die Außenabmessungen 25 mm x 25 mm x 8 mm (Länge L x Breite B x Dicke D). Der Grundkörper -21- ist ein isotroper Festkörper und aus Kupfer hergestellt. Der blockartige Grundkörper -21 - weist eine Wärmeleitfähigkeit von 380 W/(m.K) auf. Er ist quer zur Abstandsrichtung AR in Richtung der Breite B von einem Aufnahmekanal -13- durchsetzt, der als eine vorgefertigte Aufnahme für das Material eines vorgefertigten Einlagekörpers -23- dient. Der Aufnahmekanal -13- hat die Abmessungen 4,1 mm x 25 mm x 7,65 mm (Länge L x Breite B x Dicke D). Der Einlagekörper -23- besteht aus einem Silber-Diamant-Verbundwerkstoff und wird als vorgefertigter Formkörper mit den Abmessungen 4 mm x 25 mm x 7,6 mm (Länge L x Breite B x Dicke D) bereitgestellt. Physikalische und mechanische Eigenschaften dieses eingesetzten Verbundwerkstoffes sowie weiterer geeigneter Verbundwerkstoffe für den Einlagekörper -23- sind in der obigen Tabelle 1 dargestellt.The basic body -21- according to FIG. 2 has the external dimensions 25 mm × 25 mm × 8 mm (length L × width B × thickness D). The main body -21- is an isotropic solid and made of copper. The block-like body -21 - has a thermal conductivity of 380 W / (m.K). It is traversed transversely to the distance direction AR in the direction of the width B of a receiving channel -13-, which serves as a prefabricated receptacle for the material of a prefabricated insert body -23-. The receiving channel -13- has the dimensions 4.1 mm x 25 mm x 7.65 mm (length L x width B x thickness D). The insert body -23- is made of a silver-diamond composite material and is provided as a prefabricated molded article with the dimensions 4 mm × 25 mm × 7.6 mm (length L × width B × thickness D). Physical and mechanical properties of this composite used as well as other suitable composite materials for the insert body -23- are shown in Table 1 above.

Zunächst werden die Aufnahmeflächen -A- des Aufnahmekanals -13- mit einer Lötschicht -25- in Form einer Lötfolie abgedeckt. Die Materialeigenschaften der Lötschicht -25- entsprechen denjenigen der Lötschicht -5- gemäß Beispiel 1. Die Lötfolie hat im Ausgangszustand eine Fläche von 25 mm x 19,2 mm und eine Dicke von 0,08 mm. Sie wird in den im Querschnitt U-förmigen Aufnahmekanal -13- eingelegt und mit ihren Flächenabschnitten an den Aufnahmeflächen -4- des Aufnahmekanals -13- mit Klebstoff vorfixiert oder ohne Vorfixierung an den Aufnahmeflächen -4- angelegt. Danach wird der Einlagekörper -23- in den Aufnahmekanal -13- eingelegt.First, the receiving surfaces -A- of the receiving channel -13- are covered with a solder layer -25- in the form of a solder foil. The material properties of the solder layer -25- correspond to those of the solder layer -5- according to Example 1. The solder film in the initial state has an area of 25 mm x 19.2 mm and a thickness of 0.08 mm. It is inserted into the U-shaped receiving channel -13- and with its surface portions of the receiving surfaces -4- of the receiving channel -13- prefixed with adhesive or applied without pre-fixing to the receiving surfaces -4-. Thereafter, the insert body -23- is inserted into the receiving channel -13-.

Die derart zusammengefügten Bestandteile der Wärmesenke -28- werden mittels einer Lötvorrichtung zusammengepresst und mittels eines Hochtemperatur-Hochvakuum-Ofens verlötet. Bei einer Prozesstemperatur von 680 bis 740⁰C schmilzt das Material der Lötschicht -25- und bildet eine wirksame thermomechanische und chemische Verbindung zwischen dem Grundkörper -21 - und dem Einlagekörper -23-. Die Lötschicht -25- zwischen Aufnahmekanal -13- und Einlagekörper -23- schmilzt beim Verlöten auf eine Schichtdicke von ca. 0,05 mm zusammen, was bei der geometrischen Dimensionierung von Aufnahmekanal -13- und Einlagekörper -23- berücksichtigt ist.The thus assembled components of the heat sink -28- are pressed together by means of a soldering device and soldered by means of a high-temperature high-vacuum furnace. At a process temperature of 680 to 740 ⁰ C, the material melts the solder layer -25- and forms an effective thermomechanical and chemical connection between the body -21 - and the insert body -23-. The solder layer -25- between receiving channel -13- and insert body -23- melts during soldering to a layer thickness of about 0.05 mm together, which in the geometric Dimensioning of receiving channel -13- and insert body -23- is taken into account.

In Fig. 2 bildet die durch die Länge L und die Breite B aufgespannte und nicht von dem Aufnahmekanal -13- durchtrennte Grundkörper-Oberfläche -14- eine erste Außenseite -9- der Wärmesenke -28-, welche in ihrem dem Einlagekörper -23- zugewandten Bereich eine Positionsfläche -10- zur flächigen Positionierung einer Laser-Diode -17- aufweist. Die Positionsfläche -10- umfasst zumindest abschnittsweise auch die in Richtung der Breite B verlaufende Außenkante -11- der Außenseite -9-. Der ersten Außenseite -9- in parallel zur Dicke D verlaufender Abstandsrichtung AR gegenüberliegend befindet sich wiederum die zweite Außenseite -12- der Wärmesenke -28-, die als eine Außenfläche des Grundkörpers -21- frei von zusätzlichen Schichten ist.In Fig. 2, the base body surface -14- defined by the length L and the width B and not severed by the receiving channel -13- forms a first outer surface -9- of the heat sink -28- which in its insert body -23- facing region has a position surface -10- for planar positioning of a laser diode -17-. The position surface -10- comprises at least in sections also extending in the direction of the width B outer edge -11- the outside -9-. The first outer side -9- in opposite to the thickness D extending distance direction AR opposite is again the second outer side -12- of the heat sink -28-, which is free of additional layers as an outer surface of the body -21-.

In Abstandsrichtung AR ist ein Abstand d zwischen dem Einlagekörper -23- und der Positionsfläche -10- gebildet. Der Abstand d ist bei der Wärmesenke -28- gemäß Fig. 2 durch den Grundkörper -21 - selbst und auch durch die zusammengeschmolzene Lötschicht -25- gebildet. Der Abstand d beträgt 0,2 mm. Die Oberflächenrauhigkeit R_a der Grundkörper-Oberfläche -14- und seiner Positionsfläche -10- beträgt höchstens 50 nm. Der Abstand d und die Oberflächenrauhigkeit R_a werden mit einer mechanischen Oberflächenbearbeitung (z.B. Diamantfräsen) eingestellt.In the spacing direction AR, a distance d between the insert body -23- and the position surface -10- is formed. The distance d is formed in the heat sink -28- of FIG. 2 by the body -21 - itself and also by the fused solder layer -25-. The distance d is 0.2 mm. The surface roughness R _{a of} the body surface -14- and its position surface -10- is at most 50 nm. The distance d and the surface roughness R _a are set with a mechanical surface treatment (eg diamond milling).

Beispiel 3 Der Grundkörper -31 - gemäß Fig. 3 hat die Außenabmessungen 25 mm x 25 mm x 8 mm (Länge L x Breite B x Dicke D). Der Grundkörper -31- ist ein isotroper Festkörper und aus Kupfer hergestellt. Der blockartige Grundkörper -31- hat eine Wärmeleitfähigkeit von 380 W/(m.K). Er weist eine Kavität -15- mit den Abmessungen 4 mm x 23 mm x 7,4 mm (Länge L x Breite B x Dicke D) auf. Die Kavität -15- ist durch seitliche Aufnahmeflächen -4- begrenzt und bildet eine vorgefertigte Aufnahme für das Material eines in situ gefertigten Einlagekörpers -33-. Bei der in situ- Fertigung des Einlagekörpers -33- dient die Kavität -15- als Fertigungsform. In die Kavität -15- wird eine Kohlenstoff-Phase in Form von Diamantpulver mit einem Korndurchmesser von 50 bis 200 μm mittels einer geeigneten Füllvorrichtung (z.B. Füllschuh) eingebracht. Ein Rohblock aus AgSi wird erschmolzen und dringt in die Kavität -15- ein. Dabei wird dasExample 3 The basic body -31 - according to FIG. 3 has the external dimensions 25 mm × 25 mm × 8 mm (length L × width B × thickness D). The main body -31- is an isotropic solid and made of copper. The block-like body -31- has a thermal conductivity of 380 W / (mK). It has a cavity -15- with the dimensions 4 mm x 23 mm x 7.4 mm (length L x width B x thickness D). The cavity -15- is bounded by lateral receiving surfaces -4- and forms a prefabricated receptacle for the material of an in situ manufactured insert body -33-. In the in situ production of the insert body -33- serves the cavity -15- as a manufacturing form. In the cavity -15- a carbon phase in the form of diamond powder with a grain diameter of 50 to 200 microns by means of a suitable filling device (eg filling shoe) is introduced. An ingot of AgSi is melted and penetrates into the cavity -15-. This is the

Diamantpulver von der schmelzflüssigen metallischen Phase infiltriert. Der erläuterte Herstellungsablauf für den Einlagekörper -33- mit geeigneten Prozessparametem sind dem Fachmann als GPI (Gas Pressure Infiltration) Prozess allgemein bekannt.Diamond powder infiltrated by the molten metallic phase. The explained production sequence for the insert body -33- with suitable process parameters are generally known to the person skilled in the art as the GPI (Gas Pressure Infiltration) process.

Die der Außenfläche -12- des Grundkörpers -31- in Abstandsrichtung AR gegenüberliegende erste Außenseite -9- der Wärmesenke -38- wird mittels einer Diamantfräse bearbeitet und poliert. Auf diese Weise entsteht eine Grundkörper-Oberfläche -14- mit einer Positionsfläche -10-, deren Oberfläche die gewünschte Rauhigkeit R_a = 50 nm und einen vordefinierten Abstand d = 0,2 mm zum Einlagekörper -33- aufweist.The first outer face -9- of the heat sink -38- opposite the outer surface -12- of the main body 31 in the spacing direction AR is machined and polished by means of a diamond milling machine. In this way, a base surface -14- with a position surface -10-, whose surface has the desired roughness R _a = 50 nm and a predefined distance d = 0.2 mm to the insert body -33- arises.

Beispiel 4Example 4

Die Wärmesenke -48- gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der Wärmesenke -38- gemäß Fig. 3 hauptsächlich durch eine andere Anordnung der Kavität -15- (pocket design). Die Kavität -15- ist durch seitliche Aufnahmeflächen -4- begrenzt und hat die Abmessungen 10 mm x 5 mm x 7,6 mm (Länge L x Breite B x Dicke D). Der Grundkörper -41 - gemäß Fig. 4 hat die Außenabmessungen 25 mm x 25 mm x 8 mm (Länge L x Breite B x Dicke D). Der Grundkörper -41 - ist ein isotroper Festkörper und aus Kupfer hergestellt. Der blockartige Grundkörper -41 - hat eine Wärmeleitfähigkeit von 380 W/(m.K). Die in situ-Fertigung des Einlagekörpers -43- und die Herstellung der Oberflächenrauhigkeit R_a an der Positionsfläche -10- sowie die Herstellung des Abstandes d zwischen Positionsfläche -10- und Einlagekörper -43- erfolgt prinzipiell wie im Beispiel 3 erläutert.The heat sink -48- of FIG. 4 differs from the heat sink -38- of FIG. 3 mainly by another arrangement of the cavity -15- (pocket design). The cavity -15- is bounded by lateral receiving surfaces -4- and has the dimensions 10 mm x 5 mm x 7.6 mm (length L x width B x thickness D). The main body -41 - according to FIG. 4 has the external dimensions 25 mm × 25 mm × 8 mm (length L × width B × thickness D). The main body -41 - is an isotropic solid and made of copper. The block-like body -41 - has a thermal conductivity of 380 W / (mK). The in-situ production of the insert body -43- and the production of the surface roughness R _a at the position surface -10- and the production of the distance d between the position surface -10- and insert body -43- takes place in principle as explained in Example 3.

Es sei darauf hingewiesen, dass funktionsgleiche oder identische Bestandteile der dargestellten Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis Fig. 4 teilweise mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Trotz der zu den Beispielen angegebenen geometrischen Abmessungen sind die Bestandteile der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis Fig. 4 nicht zwangsläufig maßstäblich dargestellt. It should be noted that functionally identical or identical components of the illustrated embodiments according to FIG. 1 to FIG. 4 are designated in part by the same reference numerals. Despite the examples given geometric dimensions, the components of the embodiments of FIG. 1 to Fig. 4 are not necessarily drawn to scale.

Claims

Patentansprüche claims

1. Wärmesenke (8, 28, 38, 48) für ein Bauteil (17),1. heat sink (8, 28, 38, 48) for a component (17),

- mit einem wärmeableitenden Grundkörper (1 , 21 , 31 , 41), - mit einem in einer vorgefertigten Aufnahme (2, 13, 15) des- With a heat-dissipating body (1, 21, 31, 41), - with a in a prefabricated receptacle (2, 13, 15) of the

Grundkörpers (1 , 21 , 31 , 41) einliegenden Einlagekörper (3, 23, 33, 43) mit einer größeren Wärmeleitfähigkeit als der Grundkörper (1 , 21 , 31 , 41) undBase body (1, 21, 31, 41) einliegen insert body (3, 23, 33, 43) having a greater thermal conductivity than the base body (1, 21, 31, 41) and

- mit einer Außenseite (9), welche eine Positionsfläche (10) zur Positionierung des Bauteils (17) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Einlagekörper (3, 23, 33, 43) aus einem Kohlenstoff-Metall- Verbundwerkstoff besteht und in einer Abstandsrichtung (AR) mit einem Abstand (d) zur Positionsfläche (10) angeordnet ist, wobei d > 0 mm.- having an outer side (9), which has a position surface (10) for positioning the component (17), characterized in that the insert body (3, 23, 33, 43) consists of a carbon-metal composite material and in a distance direction ( AR) is arranged at a distance (d) to the position surface (10), wherein d> 0 mm.

2. Wärmesenke nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) aus einem von dem Grundkörper (1 ) unterschiedlichen Material gebildet ist.2. Heat sink according to claim 1, characterized in that the distance (d) from one of the base body (1) different material is formed.

3. Wärmesenke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) aus einem von dem Einlagekörper (3) unterschiedlichen Material gebildet ist.3. Heat sink according to claim 1 or 2, characterized in that the distance (d) from one of the insert body (3) different material is formed.

4. Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) aus einem Material gebildet ist, ausgewählt aus: Kupfer, Silber, einer Kupferlegierung, einer Silberlegierung.4. Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the distance (d) is formed of a material selected from: copper, silver, a copper alloy, a silver alloy.

5. Wärmesenke nach einem der Ansprüche 1 , 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) mittels des Grundkörpers (21 , 31 , 41 ) selbst ausgebildet ist.5. Heat sink according to one of claims 1, 3 or 4, characterized in that the distance (d) by means of the base body (21, 31, 41) itself is formed.

6. Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) 0,001 bis 5 mm beträgt. 6. Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the distance (d) is 0.001 to 5 mm.

7. Wärmesenke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) 0,01 bis 3 mm, insbesondere 0,1 bis 0,2 mm, beträgt7. Heat sink according to claim 6, characterized in that the distance (d) 0.01 to 3 mm, in particular 0.1 to 0.2 mm

8. Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung des Abstands (d) eine die8. Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that for the formation of the distance (d) one

Positionsfläche (10) aufweisende Deckschicht (7) vorgesehen ist, welche wenigstens den Einlagekörper (3) zumindest teilweise abdeckt.Positioning surface (10) having cover layer (7) is provided, which at least partially covers at least the insert body (3).

9. Wärmesenke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlagekörper (3) und der Deckschicht (7) eine Lötschicht (6) angeordnet ist.9. Heat sink according to claim 8, characterized in that between the insert body (3) and the cover layer (7) a solder layer (6) is arranged.

10. Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsfläche (10) zumindest einen Abschnitt einer Außenkante (11 ) der zugeordneten Außenseite (9) umfasst.10. Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the position surface (10) comprises at least a portion of an outer edge (11) of the associated outer side (9).

11.Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsfläche (10) eine Oberflächenrauhigkeit11.Wärmesenke according to any one of the preceding claims, characterized in that the position surface (10) has a surface roughness

R_a von 0,001 bis 2 μm aufweist.R _a from 0.001 to 2 microns.

12. Wärmesenke nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die12. Heat sink according to claim 11, characterized in that the

Positionsfläche (10) eine Oberflächenrauhigkeit R_a von 0,001 bis 0,8 μm, insbesondere von 0,005 bis 0,06 μm, aufweist.Position surface (10) has a surface roughness R _a of 0.001 to 0.8 microns, in particular from 0.005 to 0.06 microns.

13. Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff des Einlagekörpers (3, 23, 33, 43) ein Diamant-Metall-Verbundwerkstoff ist.13. Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the composite material of the insert body (3, 23, 33, 43) is a diamond-metal composite material.

14. Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff des14. Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the composite material of

Einlagekörpers (3, 23, 33, 43) mindestens ein Element oder eine Legierung aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Silber, Aluminium umfasst. Insertion body (3, 23, 33, 43) comprises at least one element or an alloy from the group consisting of copper, silver, aluminum.

15. Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgefertigte Aufnahme (2, 13, 15) mit mindestens zwei Aufnahmeflächen (4) den Einlagekörper (3, 23, 33, 43) flankiert.15. Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the prefabricated receptacle (2, 13, 15) with at least two receiving surfaces (4) flanking the insert body (3, 23, 33, 43).

16. Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme als ein Aufnahmekanal (13) vorgefertigt ist, welcher den Grundkörper (21 ) quer zur Abstandsrichtung (AR) durchsetzt.16. Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacle is prefabricated as a receiving channel (13) which passes through the base body (21) transversely to the spacing direction (AR).

17. Wärmesenke nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme als eine Kavität (15) vorgefertigt ist.17. Heat sink according to one of claims 1 to 15, characterized in that the receptacle is prefabricated as a cavity (15).

18. Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlagekörper (3, 23) unter Zwischenlage einer Lötschicht (5, 25) in der Aufnahme (2, 13) einliegt.18. Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the insert body (3, 23) with the interposition of a solder layer (5, 25) in the receptacle (2, 13) rests.

19. Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlagekörper (3, 23) ein vorgefertigter Formkörper ist.19. Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the insert body (3, 23) is a prefabricated molded body.

20. Wärmesenke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1 , 21 , 31 , 41 ) aus einem Material besteht mit mindestens einem Element oder einer Legierung ausgewählt aus der Gruppe: Kupfer, Silber, Wolfram, Molybdän.20. Heat sink according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (1, 21, 31, 41) consists of a material having at least one element or an alloy selected from the group: copper, silver, tungsten, molybdenum.

21. Verwendung einer Wärmesenke (8, 28, 38, 48) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für ein Bauteil (17).21. Use of a heat sink (8, 28, 38, 48) according to one of the preceding claims for a component (17).

22. Verwendung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil als ein Halbleiter, insbesondere als eine Laser-Diode (17), ausgebildet ist. 22. Use according to claim 21, characterized in that the component is designed as a semiconductor, in particular as a laser diode (17).

23. Verfahren zur Herstellung einer Wärmesenke (8, 28, 38, 48), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) Bereitstellung eines wärmeableitenden Grundkörpers (1 , 21 , 31 , 41), wobei die Wärmesenke (8, 28, 38, 48) eine Außenseite (9) mit einer Positionsfläche (10) zur Positionierung eines Bauteils (17) aufweist, b) Bereitstellung des Materials für einen Einlagekörper (3, 23, 33, 43), welcher eine größere Wärmeleitfähigkeit als der23. A method for producing a heat sink (8, 28, 38, 48), characterized by the following steps: a) providing a heat-dissipating main body (1, 21, 31, 41), wherein the heat sink (8, 28, 38, 48 ) has an outer side (9) with a position surface (10) for positioning a component (17), b) providing the material for a insert body (3, 23, 33, 43), which has a greater thermal conductivity than the

Grundkörper (1 , 21 , 31 , 41) aufweist und aus einem Material gefertigt wird, das ein Kohlenstoff-Metall-Verbundwerkstoff ist, c) Einbringen des Materials des Einlagekörpers (3, 23, 33, 43) in eine vorgefertigte Aufnahme (2, 13, 15) des Grundkörpers (1 , 21 , 31 , 41 ) derart, dass zwischen dem Einlagekörper (3, 23, 33, 43) und der Positionsfläche (10) in einer Abstandsrichtung (AR) ein Abstand (d) hergestellt wird, wobei d > 0 mm.Base body (1, 21, 31, 41) and is made of a material which is a carbon-metal composite material, c) introducing the material of the insert body (3, 23, 33, 43) in a prefabricated receptacle (2, 13, 15) of the base body (1, 21, 31, 41) such that a distance (d) is produced between the insert body (3, 23, 33, 43) and the position surface (10) in a spacing direction (AR), where d> 0 mm.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) in einem separaten Verfahrensschritt hergestellt wird.24. The method according to claim 23, characterized in that the distance (d) is produced in a separate process step.

25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlagekörper (3, 23) als ein vorgefertigter Formkörper in die25. The method according to claim 23 or 24, characterized in that the insert body (3, 23) as a prefabricated molded body in the

Aufnahme (2, 13) des Grundkörpers (1 , 21 ) eingebracht wird.Recording (2, 13) of the base body (1, 21) is introduced.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlagekörper (3, 23) und der Grundkörper (1 , 21 ) mittels Löten verbunden werden.26. The method according to claim 25, characterized in that the insert body (3, 23) and the base body (1, 21) are connected by means of soldering.

27. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlagekörper (33, 43) in situ gefertigt wird mit der Aufnahme (15) als Form für die in situ-Fertigung.27. The method according to claim 23 or 24, characterized in that the insert body (33, 43) is made in situ with the receptacle (15) as a mold for in situ production.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (15) mit einer Kohlenstoff-Phase und einer metallischen Phase befüllt wird. 28. The method according to claim 27, characterized in that the receptacle (15) is filled with a carbon phase and a metallic phase.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Phase in flüssigem Zustand in die Aufnahme (15) eindringt zur Infiltration der Kohlenstoff-Phase durch die metallische Phase.29. The method according to claim 28, characterized in that the metallic phase in the liquid state penetrates into the receptacle (15) for infiltration of the carbon phase through the metallic phase.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Infiltration mittels Druck unterstützt (GPI) wird.30. The method according to claim 29, characterized in that the infiltration assisted by pressure (GPI) is.

31. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Infiltration drucklos erfolgt.31. The method according to claim 29, characterized in that the infiltration takes place without pressure.

32. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoff-Phase und die metallische Phase in festem Zustand heiß gepresst werden. 32. The method according to claim 28, characterized in that the carbon phase and the metallic phase are pressed hot in the solid state.