首页> 中国专利> 用于制造金属-陶瓷衬底的方法和以这种方法制造的金属-陶瓷衬底

用于制造金属-陶瓷衬底的方法和以这种方法制造的金属-陶瓷衬底

摘要

一种用于制造金属‑陶瓷衬底(1)的方法,所述金属‑陶瓷衬底在已制成的状态中具有陶瓷层(11)和金属层(12),所述陶瓷层和金属层沿着主延伸平面(HSE)延伸并且沿着垂直于所述主延伸平面(HSE)伸展的堆叠方向(S)彼此相叠地设置,所述方法包括:提供所述金属层(12)和所述陶瓷层(11);并且将所述金属层(12)局部地附接到所述陶瓷层(11)上以构成第一区域(B1)和第二区域(B2),所述第一区域具有在所述金属层(12)和所述陶瓷层(11)之间的材料配合的连接,在所述第二区域中,所述金属层(12)和所述陶瓷层(11)在无材料配合的连接的情况下在堆叠方向(S)上观察彼此相叠地设置。优选地安置期望断裂线。

著录项

  • 公开/公告号CN113853365A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-12-28

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 罗杰斯德国有限公司;

    申请/专利号CN202080036987.6

  • 发明设计人 安德烈亚斯·迈尔;

    申请日2020-05-13

  • 分类号C04B37/02(20060101);

  • 代理机构11227 北京集佳知识产权代理有限公司;

  • 代理人蒋静静;支娜

  • 地址 德国埃申巴赫

  • 入库时间 2023-06-19 13:26:15

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造金属-陶瓷衬底的方法以及以这种方法制造的金属-陶瓷衬底。

背景技术

金属-陶瓷衬底例如作为印刷电路板或电路板从现有技术中充分已知,例如从DE10 2013 104 739 A1、DE 19 927 046 B4和DE 10 2009 033 029 A1已知。通常,在金属-陶瓷衬底的构件侧上设置有用于电构件和带状导线的连接面,其中电构件和带状导线能够联接成电路。金属-陶瓷衬底的主要组成部分是优选由陶瓷制成的绝缘层和附接到绝缘层上的金属层。由于其相对高的绝缘强度,由陶瓷制成的绝缘层在功率电子仪器中已经证明为特别有利的。然后,通过结构化金属层,能够实现带状导线和/或用于电构件的连接面。

本申请尤其涉及一种金属-陶瓷衬底,在所述金属-陶瓷衬底处设有至少一个金属部段,所述金属部段在平行于主延伸平面伸展的方向上相对于陶瓷层尤其其最外部的边缘突出从而提供用于金属-陶瓷衬底的侧向或横向的接头或端子。

对于制造这种端子,现有技术提出,在结构化金属层之后机械地通过拉下已经附接到陶瓷层上的金属层实现端子区域。由此仅能够产生相对小的端子。此外,需要显著的力耗费并且具有所期望的端子的有功能能力的金属-陶瓷衬底的产量是相对低的。

替选地,从现有技术已知,利用所谓的条带技术(Streifentechnik)实现端子。然而,在这种情况下不制造呈大型卡格式的金属-陶瓷衬底,而是将比陶瓷层更宽的金属层附接到各个陶瓷部段上。然而,这种制造难以自动化并且不高效。

发明内容

从现有技术出发,本发明的目的是,提供相对于现有技术改进的方法,通过所述方法尤其在制造这种金属-陶瓷衬底时关于改进的效率和产量能够实现具有侧向地凸出于陶瓷层的金属部段的金属-陶瓷衬底。

该目的通过根据权利要求1所述的用于制造金属-陶瓷衬底的方法和根据权利要求10所述的通过这种方法制造的金属-陶瓷衬底来实现。其他优点和特性从从属权利要求以及说明书和附图中得出。

根据本发明的第一方面,提出一种用于制造金属-陶瓷衬底的方法,所述金属-陶瓷衬底在制成的状态中具有陶瓷层和金属层,所述陶瓷层和金属层沿着主延伸平面延伸并且沿着垂直于主延伸平面伸展的堆叠方向彼此相叠地设置,所述方法包括:

--提供金属层和陶瓷层,以及

--将金属层局部地附接到陶瓷层上以构成第一区域和第二区域,所述第一区域在金属层和陶瓷层之间具有材料配合的连接,在所述第二区域中,金属层和陶瓷层在无材料配合的连接的情况下在堆叠方向上观察彼此相叠地设置,其中第二区域至少局部地被提供作为连接面和/或作为端子。优选地,所述方法包括如下步骤:

-在第二区域中在距第一区域的平行于主延伸平面测量的第一距离中分开陶瓷层,以及

-在第二区域中在距第一区域的平行于主延伸平面测量的第二距离中分开金属层。

相对于从现有技术中已知的方法,根据本发明,不再拉下金属层来形成侧向突出的端子或弃用所谓的条带方法。替代于此,根据本发明提出,在第二区域中在附接过程中弃用在金属层和陶瓷层之间的材料配合的连接,使得在一侧上对应地分开金属层并且在另一侧上对应地分开陶瓷层能够用于使陶瓷层和金属层能够沿着平行于主延伸平面HSE伸展的方向从第一区域处不同远地延伸。这尤其允许金属层的最外部的区域形成金属部段,所述金属部段能够用作为侧向端子或接头并且所述金属部段在此优选在平行于主延伸平面伸展的方向上凸出陶瓷层的边缘。但是也提出,形成金属层的最外部的区域的金属部段与陶瓷层的边缘齐平或者甚至关于其回缩,也就是说陶瓷层相对于金属层凸出。然后,通过随后弯曲、尤其向上弯曲金属部段,以有利的方式可行的是,提供倾斜于主延伸平面倾斜伸出的侧向端子。

优选地,所述方法包括如下步骤:

-在第二区域中在距第一区域的平行于主延伸平面测量的第一距离中将陶瓷层分开,或者

-在第二区域中在距第一区域的平行于主延伸平面测量的第二距离中将金属层分开。

替选地可设想的是,第二区域涉及金属层的处于内部的金属区域,尤其不在第二区域中分开金属层。通过在第二区域中避免材料配合的连接,形成在各个第一区域之间的一类桥接,其中呈这种形式的第二区域已经证明对于构成为用于电子构件的附接面是特别有利的,因为由此可以在金属层和陶瓷层之间局部地机械解耦,通过所述机械解耦,尤其在各个附接方法如摩擦焊接中,能够降低否则会在金属-陶瓷衬底处出现损伤的概率。在此,第二区域优选能够完全地闭合。替选地,处于内部的第二区域包括开口,例如通过刻蚀实现的开口,由此允许矫直或向上弯曲第二区域的子区域,由此尤其在处于内部的金属区域中,能够实现倾斜于主延伸平面倾斜伸出的端子。

尤其地,将如下部段理解为处于内部的金属区域:金属层的金属在所有平行于主延伸平面伸展的方向上连接到所述部段上。因此,处于内部的金属区域不是金属层的包括金属层的处于外部的棱边的边缘区域。

此外优选提出,不通过在将金属层附接到陶瓷元件上之后从陶瓷元件取下或拉下金属层来实现第二区域。换言之:在不拉下或取下的情况下,也就是说在没有拉力作用于金属层和/或陶瓷层的情况下,形成不具有材料配合的连接的第二区域。尤其提出,在时间上在分开金属层和/或陶瓷层之前和/或在时间上在结构化金属层之前形成第二区域。

优选提出,已制成的金属-陶瓷衬底具有第二区域。换言之:在已制成的金属-陶瓷衬底中优选存在至少一个子部段,在所述子部段中,在堆叠方向上观察在陶瓷层上方设置有金属层的部段,而所述部段不与陶瓷层构成材料配合的连接。然后,使用所述区域作为端子。

此外优选提出,与在第二区域中分开金属层同时地进行金属层的结构化。因此,这尤其被证实为是有利的,因为由于缺少材料配合的附接在此能够弃用所谓的“二次刻蚀”,否则需要所述二次刻蚀来移除陶瓷层和金属层之间的结合层。以对应的方式降低结构化耗费、尤其用于设置在金属层内的第二区域的结构化耗费。在此,尤其将结构化理解为在金属层中构成金属部段或构成金属层的棱边走向。尤其地,在第二区域中进行结构化。

优选提出,在将金属层局部地附接到陶瓷层上时金属层是非结构化的。在此,将“非结构化”理解为,金属层基本上不包括完全切开的区域或自由区域(穿过金属层的自由区域),所述完全切开的区域或自由区域尤其用于构成各个金属部段。因此也将如下金属层理解为是非结构化的:只要没有自由区域嵌入到所述金属层中,那么所述金属层在上侧和/或下侧处具有回跳的走向。此外,非结构化优选意味着,金属层的棱边走向在相应的侧上直线地伸展,也就是说在平行于主延伸平面伸展的方向上不具有凸缘或回跳部。换言之:在附接时,金属层在其上侧处,也就是说在其背离陶瓷层的侧处,优选具有闭合的并且基本上矩形的表面。

作为用于载体衬底的包封部或金属化层的外侧处的另外的金属化层的材料,可设想的是,铜、铝、钼和/或其合金,以及层压材料如CuW、CuMo、CuAl、AlCu和/或CuCu,尤其具有第一铜层和第二铜层的铜夹层结构,其中第一铜层中的粒径与第二铜层中的粒径不同。此外优选提出,外侧处的金属化层和/或载体衬底的金属化层被表面改性。作为表面改性部,例如可考虑具有贵金属尤其银和/或金、或镍浸金(ENIG,“electroless nickel immersiongold”)的密封部或用于抑制裂缝形成或扩宽的第一或第二金属化层处的棱边封装。

优选地,陶瓷层具有Al

为此,金属层优选借助于AMB方法和/或DCB方法材料配合地附接到绝缘层上。

本领域技术人员将“DCB方法”(直接铜结合技术,Direct-Copper-Bond-Technology)或“DAB方法”(直接铝结合技术,Direct-Aluminium-Bond-Technology)理解为如下方法,所述方法例如用于使金属层或金属板(例如铜板或铜箔或铝板或铝箔)彼此连接和/或与陶瓷或陶瓷层连接,更确切地说,利用在其表面侧处具有层或覆层(熔化层)的金属板或铜板或金属箔或铜箔。在该例如在US 3 744 120 A中或在DE 23 19 854 C2中描述的方法中,所述层或所述覆层(熔化层)形成熔化温度低于金属(例如铜)的熔化温度的共晶体,使得通过将箔放置到陶瓷上以及通过加热所有层能够使所述层彼此连接,更确切地说,通过基本上仅在熔化层或氧化物层的区域中熔化金属或铜。

然后,尤其地,DCB方法例如具有如下方法步骤:

·将铜箔氧化,使得产生均匀的氧化铜层;

·将铜箔放置到陶瓷层上;

·将复合物加热到在大约1025℃和1083℃之间例如大约1071℃的过程温度;

·冷却到室温。

将如下方法理解为例如用于使金属层或金属箔尤其铜层或铜箔与陶瓷材料连接的活性焊接方法,所述方法也专门用于制造金属-陶瓷衬底,在大约650℃和1000℃之间的温度下利用硬焊剂在金属箔例如铜箔与陶瓷衬底例如铝氮化物陶瓷之间建立连接,所述硬焊剂除主成分如铜、银和/或金之外还包括活性金属。例如是Hf、Ti、Zr、Nb、Ce中的至少一个元素的所述活性金属通过化学反应在焊剂与陶瓷之间建立连接,而焊剂和金属之间的连接是金属的硬焊剂连接。替选地,也可设想厚膜方法以进行附接。

原则上可设想的是,金属层的最外部的边缘处的金属部段在其制造之后向上折弯和/或沿着优选的定向取向。然而,尤其优选提出,金属部段延续金属层的沿着主延伸平面HSE的伸展从而侧向地相对于陶瓷层突出。例如可设想的是,在附接过程期间通过如下方式实现第二区域:在执行附接方法之前仅局部地氧化上侧和/或下侧处的金属层。由此,多个区域例如优选通过对应的掩蔽保持不氧化,所述氧化在附接过程中对于构成共晶体从而对于在金属层和陶瓷层之间的附接是需要的。此外优选提出,第二区域至少设置在两个第一区域之间。

根据本发明的一个优选的实施方式提出,为了构成金属部段,第二距离大于第一距离,所述金属部段在制成状态中相对于陶瓷层在平行于主延伸平面伸展的方向上突出以构成接头或端子。由此以有利的方式可行的是,提供相对于陶瓷层的最外部的环周突出的横向端子,所述端子能够用作为用于金属-陶瓷衬底的电接头。尤其提出,第一距离与第二距离之间的比在0.01和0.1之间、优选在0.015和0.05之间和特别优选在0.01和0.04之间的值。优选地,第一距离采用小于1.5mm、优选在0.1mm和0.8mm之间和特别优选在0.3mm和0.6mm之间的值,和/或第二距离采用在3mm和50mm之间、优选在4mm和20mm之间和特别优选在5mm和15mm之间的值。对应地,由此可行的是,提供相对远地突出的端子,所述端子例如无法通过现有技术中常见的机械的拉下方法实现。尤其地,如此长的端子允许灵活地匹配于已制成的金属-陶瓷衬底的相应的应用情况并且例如也允许所制造的金属-陶瓷衬底在壳体中的完全包套,所制造的金属部段能够从所述壳体侧向地作为接头伸出。

在本发明的一个优选的实施方式中提出,在连接之前在第二区域中实现在金属层和陶瓷层之间的垂直于主延伸平面HSE测量的第三距离。由此保证,通过陶瓷层和金属层之间的对应的第三距离在附接方法期间阻止在之后的第二区域中连接或附接,进而实现第二区域。优选提出,第三距离与金属层的沿着堆叠方向测量的厚度的比采用在0.05和0.7之间、优选在0.1和0.45之间和特别优选在0.15和0.35之间的值。此外提出,第三距离采用在10μm和500μm之间、优选在10μm和150μm之间和特别优选在10μm和80μm之间的值。相反,金属层优选具有200μm和1000μm之间、优选在200μm和600μm之间和特别优选在200μm和400μm之间的厚度。由此,在一侧上保证,在第二区域中存在金属层的充分间隔,并且同时对于适合作为有功能能力的接头的金属层提供充分的厚度。

符合目的地优选提出,在接合金属层和陶瓷层之前通过刻蚀实现第三距离。尤其地,第三距离通过在刻蚀期间实现的刻蚀深度确定。尤其地,本领域技术人员将刻蚀理解为如下刻蚀过程,所述刻蚀过程被调节和控制,使得其在金属层蚀穿之前中断。尤其地,控制刻蚀过程,使得以如下刻蚀深度实现金属层中的留空部,所述刻蚀深度当在尤其经由DCB方法进行附接之前金属层铺设到陶瓷层上时对应于之后的第三距离。

此外可设想的是,通过在陶瓷层中的结构化或刻蚀提供第三部段。在这种情况下可能能够弃用在金属层中的相应的刻蚀。这种方法途径证实为尤其对于具有相对大的在堆叠方向上测量的厚度的陶瓷层和/或应在已完成的过程的第一区域中具有相对小的金属层厚度的金属-陶瓷衬底是有利的。

此外优选提出,通过缓冲层和/或活性焊剂或焊接材料实现金属层和陶瓷层之间的第三距离。尤其在借助于活性焊接材料制造时,经由焊接过程将金属层附接到陶瓷层上。在此,需要在焊接方法之前将焊接材料仅局部地涂覆到陶瓷层和/或金属层上。尤其地,借助于相应的掩蔽确保焊接材料仅在有针对性的区域中被涂覆,所述有针对性的区域之后形成第一区域。替选地,可设想的是,替代活性焊接材料或焊接材料有针对性地涂覆缓冲层,其中缓冲层优选由粉末混合物构成,所述粉末混合物包括陶瓷颗粒和/或玻璃颗粒和金属颗粒。在此尤其是由合成或复合颗粒构成的粉末,其中通过对应的预处理,将由陶瓷构成的颗粒和由金属构成的颗粒焊接成、熔化成或接合成混合颗粒。优选地,对应的缓冲材料或用于缓冲层的材料通过机械融合制造。借助于这种缓冲层,能够附加地确保陶瓷层和金属层之间热学膨胀系数对应地相称,并且同时确保金属层和陶瓷层之间的充分间隔,也就是说确保第三距离。在另一实施方式中提出,将活性焊接材料仅部分地涂覆到金属层和/或陶瓷层上以构成第一区域和第二区域。

优选提出,为了分开陶瓷层实现期望断裂部位。例如借助于激光处理或激光辐射在第二区域中实现所述期望断裂部位。然而也可设想的是,这种期望断裂部位通过机械方法、如划线和/或铣削和/或刻蚀完成。能够连续地和/或中断地沿着一个方向延伸的期望断裂部位因此确定在第一区域和分开陶瓷层的部位之间的第一距离。优选地,据此使陶瓷层破裂或断裂以进行分开。由此能够以有利的方式对于分开陶瓷层实现有针对性地设定第一部段。

在另一实施方式中提出,为了分开金属层使用刻蚀方法。为此,优选将更新的抗蚀层涂覆到已经附接到陶瓷层上的金属层上,并且与用于构成第三距离的刻蚀相反,于是完全蚀穿金属层,使得分开金属层。由此能够有针对性地确定第二距离以在第二区域中分开金属层。

在本发明的另一实施方式中提出,金属-陶瓷衬底是大型卡。尤其提出,制造具有端子的呈大型卡形式的金属-陶瓷衬底并且通过对应地彼此分开提供具有相应的端子的多个单个-金属-陶瓷衬底。换言之:制造为大型卡实现多次使用生产(Mehrfachnutzungsfertigung)。对应的方法被证实为尤其相对于从现有技术已知的条带方法是有利的,条带方法需要相对耗费地来自动化。尤其能够同时制造通过分开金属层和陶瓷层所产生的具有端子的多个金属-陶瓷衬底。

本发明的另一主题是通过根据本发明的方法制造的金属-陶瓷衬底,其中第二区域中的金属层尤其小于第一区域中的金属层。所有对于所述方法描述的特性和优点类似地适用于金属-陶瓷衬底,反之亦然。

优选地,所制成的金属-陶瓷衬底具有第二区域,也就是说在所制成的金属-陶瓷衬底中存在子区域,在所述子区域中,金属层和陶瓷层在无彼此材料配合的结合的情况下在堆叠方向上观察彼此相叠地设置。

附图说明

参照附图从接下来对根据本发明的主题的优选的实施方式的描述中得出其他优点和特征。在此,在本发明的范围内,各个实施方式的各个特征能够彼此组合。

附图示出:

图1a至1g示意性示出根据本发明的优选的第一实施方式的用于制造金属-陶瓷衬底的方法,以及

图2a至2g示意性根据本发明的优选的第二实施方式的用于制造金属-陶瓷衬底的方法。

具体实施方式

在图1a至1g中示意性示出根据本发明的优选的第一实施方式的用于制造金属-陶瓷衬底1的方法。优选地,这种金属-陶瓷衬底1分别用作为电子构件或电气构件的载体,其可附接到金属-陶瓷衬底1上。这种金属-陶瓷衬底1的主要组成部分是沿着主延伸平面HSE延伸的陶瓷层11和附接在陶瓷层11上的金属层12。陶瓷层11由至少一种包括陶瓷的材料制成。金属层12和陶瓷层11在此沿着垂直于主延伸平面HSE伸展的堆叠方向S彼此相叠地设置并且在已制成的状态中经由附接面A至少局部地彼此材料配合地连接。优选地,然后将金属层12结构化以形成用于电气构件的带状导线或附接部位。例如将所述结构化部刻蚀到金属层12中。然而,必须提前形成在金属层12和陶瓷层11之间的持久的结合,尤其材料配合的附接。

为了将金属层12持久地附接到陶瓷层11上,用于尤其以DCB或DAB附接方法制造金属-陶瓷衬底1的设施包括烘箱,在所述烘箱中,加热由陶瓷层11和至少一个金属层12堆叠的装置从而实现结合。例如金属层12是由铜制成的金属层12,其中以DCB(Direct-Copper-Bonding)附接方法使金属层12和陶瓷层11彼此连接。

尤其地,所述方法涉及制造具有侧向或横向突出的接头或端子5的金属-陶瓷衬底1。尤其将端子5理解为如下金属部段,所述金属部段在平行于主延伸平面HSE伸展的方向上突出于陶瓷层11的边缘侧,尤其最外部的边缘侧,进而相对于陶瓷层11在平行于主延伸平面HSE伸展的方向上突出。这种侧向或横向突出的金属部段形成接头或端子5,经由所述接头或端子能够电接触金属层12。为此尤其提出,金属部段是金属层12的在陶瓷层11的一侧上经由附接面A直接附接的部分。为了构成这种金属-陶瓷衬底1,首先提供金属层12。在图1a至1g中示出的方法中在此提出,将抗蚀层18至少部分地涂覆到金属层12上、尤其金属层12的上侧和/或下侧上。尤其提出,抗蚀层18在上侧和/或下侧处局部地涂覆,使得金属层12的下侧和/或上侧处的至少一个子部段保持没有抗蚀层18。在图1b中示出的实施例中,金属层12的上侧完全通过抗蚀层18覆盖,而在下侧上涂覆抗蚀层18,使得在中间区域中,即在具有抗蚀层18的两个子区域之间存在没有抗蚀层18的子区域。这种抗蚀层18用于在借助于刻蚀剂的刻蚀过程期间阻止在由抗蚀层18覆盖的区域中发生刻蚀。

与通过抗蚀层18覆盖的区域相反,在刻蚀步骤中刻蚀没有抗蚀层的区域。尤其地,在这种情况下将刻蚀进行为,即将刻蚀设定或配置为,使得在金属层12通过刻蚀过程在平行于堆叠方向S伸展的方向上被完全穿透之前,停止或中断刻蚀过程。尤其提出,将刻蚀过程设定成,使得只要具有在下侧处成形具有刻蚀深度

尤其提出,在刻蚀过程或刻蚀之后,尤其借助于金属直接附接方法将金属层12附接到陶瓷层11上。在此提出,金属层12的具有留空部17的侧或上侧和下侧朝向陶瓷层11,也就是说,在金属层12和陶瓷层11之间在第二区域B2中成形空腔,在所述空腔中,金属层12相对于陶瓷层11间隔第三距离A3。由此,在将金属层12附接到陶瓷层11上的附接方法期间,构成第一区域B1,在所述第一区域中,金属层12与陶瓷层11材料配合地连接,尤其经由附接面A。然后,在两个第一区域B1之间尤其成形第二区域B2,在所述第二区域中,金属层12和陶瓷层11在无材料配合的连接的情况下在堆叠方向S上观察彼此相叠地设置。换言之,在第二区域B2中,在此不将金属层12附接到陶瓷层11上,所述附接尤其通过具有留空部17的上侧和下侧的在图1b中示出的走向引起,所述留空部确保金属层12相对于陶瓷层11的充分间隔。

在将金属层12附接到陶瓷层11上之后提出,重新将抗蚀层18涂覆到金属层12的上侧上。尤其提出,在这种情况下涂覆抗蚀层18,使得其在上侧处是中断的。在此,在第二区域B2中进行这种中断。然后,通过在涂覆抗蚀层18之后进行刻蚀,可行的是,在第二区域B2中在距第一区域B1的平行于主延伸平面HSE测量的第二距离A2中将金属层12分开。在此尤其提出,通过在前一个步骤中设置抗蚀层18来确定第二距离A2,从而确定之后的端子5沿着主延伸平面HSE的长度。

这尤其被证实为是有利的,因为由此能够制造相对长的端子5。尤其与如在现有技术常见的通过机械地拉下而产生端子5相比。最后提出,在分开金属层12之后在在陶瓷层11中的第二区域B2中实现期望断裂部位25(图1f)。尤其地,期望断裂部位25在沿着平行于主延伸平面HSE伸展的方向上距第一区域B1的第一距离A1中设置。通过在期望断裂部位25处使陶瓷层11分开,尤其破裂或断裂,在距第一区域B1的第一距离A1中分开陶瓷层11。尤其提出,第一距离A1小于第二距离A2,使得在金属层12中构成相对于陶瓷层11的边缘突出的金属部段,所述金属部段适合作为接头或端子5。由此以简单和生产可靠的方式实现具有横向突出的端子5的金属-陶瓷衬底1。

在图2a至2g中示出根据本发明的另一优选的实施方式的方法。尤其地,图2a至2g中的方法与在图1a至1g中示出的方法的区别如下:为了附接金属层12设有焊接材料19。对应地提出,在第一步骤中,提供金属层11和陶瓷层12。随后,将焊接材料19局部地涂覆到陶瓷层12上。这尤其涂覆成,使得在具有焊剂涂覆部或焊接材料19的两个区域之间设置没有焊接材料19的区域。随后,陶瓷层11和金属层12在堆叠方向S上观察彼此相叠地设置,尤其使得金属层12和陶瓷层11经由焊接材料19连接,并且在由焊接材料19构成的焊层之间保持空闲的不具有焊接材料19的区域保证在金属层12和陶瓷层11之间的充分间隔(即第三距离A3),使得在经由焊接材料19进行活性焊接时,不在所制造的金属-陶瓷衬底1的第二区域B2中实现附接。

替选于在陶瓷层11之上经由间隔开的焊接材料19的构成或附接金属层12,也可设想的是,替代焊接材料19使用缓冲层,其中在直接金属附接方法、尤其DCB方法期间,经由所述缓冲层实现附接。

此外可设想的是,在焊接材料的边缘处设置停止元件,以便阻止焊接材料19在附接过程期间进入到第二区域B2中从而在该处不经意地实现金属层12和陶瓷层11之间的附接。图2e、2f和2g的随后的方法步骤基本上对应于图1e、1f和1g的随后的方法步骤并且在第二区域B2中进行金属层12和陶瓷层11的分开。

此外在一个优选的实施方式提出,在经由焊接材料19或缓冲层进行附接之前,刻蚀金属层。由此能够以有利的方式在金属层12处进行结构化,所述结构化辅助在第二区域B2中的禁止附接。尤其地,由此能够避免熔化的不经意地进入到所规划的第二区域B中的焊接材料19在该处造成附接。

替选地和/或补充地提出,实现间距保持器和/或隔断元件,间距保持器和/或隔断元件阻止,熔化的焊接材料19不经意地进入到所规划的第二区域B2中从而在第二区域B2中实现附接或使第二区域B2缩小。在间距保持器的设计中,例如确保不能够减小待连接的层之间的距离。这阻止,焊接材料19从第一区域B1由于在其他情况下相向运动的、应经由焊接材料19彼此连接的层11、12而被挤到或压到第二区域B2中。最后,在不具有这种间距保持器的情况下,例如由于出现毛细力,预期存在彼此待连接的层的这种相向运动。在此,间距保持器设计为,使得其在相对置的侧处分别贴靠在金属层12和陶瓷层11处上从而使金属层12和陶瓷层11保持距离。

例如为此使用金属来构成隔断元件和/或间距保持器,其在焊接附接期间存在的温度下不熔化。此外能够通过金属实现对应的屏障或者隔断或停止元件,其阻止焊接材料19进入到所规划的第二区域B2中。优选地,然后隔断元件沿着第一区域B1和第二区域B2之间的边界延伸或者作为空间保持器在整个第二区域B2上延伸。在此提出,将金属选择成,使得其在焊接方法期间不与焊接材料19形成合金或在焊接材料中溶解。

附图标记列表

1 金属-陶瓷衬底

5 接头或端子

11 陶瓷层

12 金属层

17 留空部

18 抗蚀层

19 焊接材料

25 期望断裂部位

B1 第一区域

B2 第二区域

A1 第一距离

A2 第二距离

A3 第三距离

A 附接面

MD 金属层厚度

HSE 主延伸平面

S 堆叠方向

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号