(57)【要約】金属−セラミック基板を形成するための方法が、開示される。前記方法によれば、金属層（３、４）が、ダイレクトボンディング工程によってセラミック基板あるいはセラミック層（２）の少なくとも一つの表面に設けられ、および、金属−セラミック基板あるいは部分的な基板が、その後のステップにおいて、およそ４００バールと２０００バールの間にわたるガス圧力（後処理圧力）およびおよそ４５０℃と１０６０℃の間にわたる後処理温度で、後処理される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属−セラミック基板を製作するための方法であって、その工程において金属層（３、４、１０、１１）が、ダイレクトボンディング工程を使用して、セラミック基板あるいはセラミック層（２）の少なくとも一つの側面に設けられ、前記金属−セラミック基板あるいは下位基板は、およそ４００バールと２０００バールの間のガス圧力（後処理圧力）で、およびおよそ４５０℃と１０６０℃の間の後処理温度で、その後の処理ステップにおいて後処理される、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記最大後処理温度は、前記ダイレクトボンディング工程の前記ボンディング温度あるいは工程温度のおよそ９５％ないし９９％である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記後処理温度は、前記ボンディング温度の少なくとも５０％である、ことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
【請求項４】
前記後処理温度に基づく前記後処理の前記ガス雰囲気は、銅とセラミックの間の結合境界表面の絶縁破壊が発生する分圧より大きいが、前記銅の何の測定可能な酸化も行われないように上方へ制限される、酸素含量あるいは酸素分圧を持つ、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
９００℃と１０６０℃の間の後処理温度における前記酸素分圧は２ｘ１０−７バールと１×１０−３バールの間であり、
および、４５０℃と９００℃の間の後処理温度では３ｘ１０−１６バールと１×１０−２バールの間である、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記後処理のための圧力ガスとしての不活性ガス、例えばアルゴンあるいは窒素、の使用、を特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも一つのセラミック層の前記厚さは、およそ０．２ｍｍと４ｍｍの間である、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも一つの金属層の前記厚さは、およそ０．０７ｍｍと１．０ｍｍの間である、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
少なくとも一つの穴（７）が、少なくとも一つのスルーホール接点（８）を形成するために少なくとも一つのセラミック層（２）内に作られ、かつ、前記穴（７）の付近において、前記セラミック層（２）の前記２つの表面側上に設けられた金属層（３、４）が、前記穴の中に形成され、かつ前記後処理中に互いに接続される、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも一つの穴（７）が、少なくとも一つのスルーホール接点を形成するために少なくとも一つのセラミック層（２）内に作られ、電気伝導性材料、例えば銅から、できている要素（９）が、この穴に挿入され、かつ、前記後処理中に、前記セラミック層（２）の前記２つの表面側上の前記少なくとも一つの穴（７）の付近に設けられた前記金属層が、前記金属要素（９）に対する恒久的な変形によって圧縮され、かつ後者に接続される、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記金属要素（９）の直径は、前記穴（７）の直径と等しい、あるいはほぼ等しい、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記金属要素は、前記セラミック層の厚さ以下である前記セラミック層（２）の表面側と直角をなす長さを持つ、ことを特徴とする請求項１０あるいは１１に記載の方法。
【請求項１３】
サンドイッチ構造で金属−セラミック基板を製作するために、少なくとも２つのセラミック層（２）が、その間に位置する少なくとも一つの金属層（１０、１１）経由で前記ＤＣＢ工程によって互いに結合される、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも一つの金属層（３、４）が、前記ＤＣＢ工程を使用して前記各々のセラミック層（２）の外側に設けられる、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
金属−セラミック基板をサンドイッチ構造で製作するために、少なくとも一つの第１のセラミック層（２）を有し、および前記２つの表面側上の２つの金属被覆（３、１０）を有する１つの第１の下位基板（１ｃ．１）と、少なくとも一つのセラミック層（２）および前記セラミック層の１つの表面側上の少なくとも一つの金属被覆（４）を有する一つの第２の下位基板（１ｃ．２）とが、前記ＤＣＢ工程を使用して製作され、前記２つの下位基板（１ｃ．１、１ｃ．２）が、更なるＤＣＢ工程において少なくとも一つの金属層（１０、１１）経由で、互いに結合され、かつ、前記後処理は、前記後処理圧力および前記後処理温度で更なる処理ステップで実施される、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの金属被覆は、前記後処理の後で構造化される、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記金属−セラミック基板は、前記少なくとも一つの金属被覆の構造化の後、例えば分離ラインに沿って分割することによって、個々の基板に分離される、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記後処理は、およそ５６０℃の後処理温度および１９００バールの後処理圧力で行われる、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記後処理は、およそ９５０℃の後処理温度およびおよそ９００バールの後処理圧力で行われる、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記後処理は、およそ１０３０℃の後処理温度およびおよそ８５０バールの後処理圧力で行われる、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記後処理は、およそ１０３０℃の後処理温度およびおよそ７５０バールの後処理圧力で行われる、ことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は請求項１の前文による方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属−セラミック基板、特に銅セラミック基板は、例えば６００Ｖ以上の動作電圧の、より高い動作電圧のために設計された電力モジュール内のベース基板あるいはプリント回路基板としてますます使用されている。この種の電力モジュールの必要条件の一つは、十分に高い耐部分放電性である。この必要条件は、長期の期間にわたってこの種のモジュールの動作中に起こる部分放電が、モジュールの絶縁領域内に電気伝導経路を生じさせ、それが絶縁を弱め、最終的には極端な電圧絶縁破壊をもまた引き起こす可能性があり、それぞれのモジュールの故障に結びつくという知識に対応する。
最も高い可能な耐部分放電性に対する必要条件はモジュール全体にあてはまる、すなわち、モジュールの個々の部品が最も高い可能な耐部分放電性に対する必要条件を満たさなければならない。それぞれの金属−セラミック基板がそれぞれのモジュールの最も重要な部品であるので、金属−セラミック基板内だけで起こる部分放電は絶縁効果に何の損傷も生じさせないが、この必要条件は、この基板にもまたあてはまる。各個々の部品が必要な耐部分放電性を持つという必要条件に対する理由は、例えば、モジュールのどの個々の部品がモジュールの部分放電の原因となるかは、完成したモジュールの測定によって判定されることができないからである。
耐部分放電性の測定は、規格ＩＥＣ  １２７８において規定されている。この測定原理によれば、それぞれの試験片は、最初に動作電圧よりかなり高い絶縁耐圧に対する第１の測定あるいは試験フェーズにかけられ、そして次に、第２の測定あるいは試験フェーズにおいて、まず減少された予備の測定電圧にかけられ、および最後に実際の測定あるいは試験電圧にかけられ、次いでそこで部分放電が測定される。予備の試験電圧は、その時それぞれのモジュールの最大動作電圧より上であり、および、実際の試験電圧は、モジュールの最大動作電圧より下である。部分放電は、この測定において１０ピコクーロン（１０ｐＣ）の値を超えてはならない。
金属−セラミック基板の製作において、セラミック上、例えばアルミニウム−酸化物セラミック上に、「ダイレクトボンディング」工程あるいは「ＤＣＢ」（直接銅ボンディング）技術によって銅でできている金属被覆であって、その表面が、金属と反応性ガス、好ましくは酸素との間の化学結合から生じる層あるいは被覆（熱い溶融層）を備える、金属あるいは銅板から形成される金属被覆、によって、ストリップ導体、コネクタ、などに必要とされる金属被覆を製造する方法が公知である。
例えばＵＳ−ＰＳ  ３７  ４４  １２０内に、およびＤＥ−ＰＳ  ２３  １９  ８５４内に記述されるこの方法において、この層あるいは被覆（熱い溶融層）は、金属（例えば銅）の溶解温度より下の溶解温度で共晶を形成し、そのため、箔をセラミック上に配置しておよび全ての層を加熱することによって、すなわち、基本的に、熱い溶融層あるいは酸化物層の領域内だけで金属あるいは銅を溶解させることによって、これらの層が、互いに結合されることができる。
例えば、ＤＣＢ工程は、その時以下の処理ステップ、すなわち、
−  一様な酸化銅層を形成するための銅箔の酸化ステップ、
−  銅箔をセラミック層上に配置するステップ、
−  複合物を約１０２５℃と１０８３℃との間の工程温度、例えば約１０７１℃に加熱するステップ、
−  室温に冷却するステップ、
を備える。
ＤＣＢ技術の１つの欠点は、この工程が、それぞれの金属被覆（銅）とセラミックとの間に欠損箇所を発生させることである。これらの欠損箇所がＤＣＢ技術を使用して製作される金属−セラミック基板の熱特性にほとんど影響を及ぼさないとはいえ、金属とセラミックとの間の遷移の総表面に対して、結合、すなわち何の欠損箇所もないセラミックと金属との間の結合の表面積が一般に９０％を超えるので、ある種の問題が、耐部分放電性に関して欠損箇所から生じる。
ＤＣＢ技術の工程に関連した欠点は、例えば能動ハンダ付け工程を用いて除去されることができる。しかしこの工程の欠点は、それが、比較的高価なはんだを必要とし、および隣接した導体ストリップ、コンタクト表面などの間の電気伝導性材料（はんだを含む）の全てを取り除くために、複雑な多段工程がセラミックに設けられる金属層を構造化するために必要とされ、あるいは、それぞれの金属被覆を形成する金属層が、セラミック層あるいはセラミック基板に対するボンディングの前に構造化されなければならない、ことである。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は、金属−セラミック基板の特性、および特に耐部分放電性に対する負の影響がもはや判定されることができないように、ＤＣＢ工程の使用にもかかわらず欠損箇所を除去してあるいは少なくとも減少させる方法を提示することである。この目的を達成するために、一方法が請求項１に従って実施される。
本発明に従う方法において、金属被覆あるいは金属層とセラミックとの間に９５％を超える結合が達成される。いずれにしても、５０μｍより大きな直径を有する欠損箇所は除去される。驚くべきことに、セラミックは後処理によって損傷を受けない。
本発明に従う「セラミック基板」は、セラミック層であると一般に理解される。本発明に従う「金属−セラミック基板」は、一般に少なくとも一つのセラミック層と、このセラミック層の少なくとも一つの表面側に設けられた少なくとも一つの金属被覆とを備える基板あるいは一連の層を指す。本発明に従う「結合」はそれぞれの金属被覆とセラミック層との間の遷移の表層域であり、そこ（表層域）は、欠損箇所を呈さず、したがって、セラミックに対する金属層の直接結合が存在する。
本発明に従う後処理が、不活性ガスを、酸素含量を伴う圧力ガスあるいは後処理温度に基づいて調整される酸素分圧として用いて、酸素分圧が、銅とセラミックの間の結合境界の絶縁破壊、およびしたがって、銅とセラミックの間のそれぞれのＤＣＢ結合の剥離が発生する可能性がある分圧より大きいように、行われる。しかし、銅の何の測定可能な酸化も後処理中に発生しないように、酸素分圧は上方に制限される。酸化速度が、低下する後処理温度とともに減少するので、選択された酸素分圧はより低い後処理温度においてそれに応じて幾分高い可能性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
図１はセラミック層２と金属層３および４とからなる銅−セラミック基板１の簡略化された断面図を示し、金属層のそれぞれは銅あるいは銅合金から成る箔から形成され、およびＤＣＢ工程によってセラミック層２に結合されている。基板１は、例えば高い動作電圧（６００ボルトより上）の電力モジュールのベース基板あるいはプリント回路基板である。次いで、２つの金属層３および４の少なくとも一つが、公知の技術、例えばエッチマスク技術を使用して、すなわち基板１に設けられるべきモジュールを形成する受動および／または能動部品のためのコンタクト表面、ストリップ導体などを形成するために、構造化される。
図２は、ＤＣＢ工程の後の１つの金属層３あるいは４とセラミック層との間の遷移を、この場合に欠損箇所５とともに示す。
必要とされる高い耐部分放電性を達成するために、基板１は、金属層３および４の貼付けの後、更なる処理ステップにおいて、ＤＣＢ工程の工程温度より下の温度まで、例えば４５０℃と１０６０℃の間の温度まで加熱され、および同時に、非反応性ガスあるいは不活性ガス、例えばアルゴンあるいは窒素、を使用して４００バールと２０００バールの間のガス圧力にかけられる。この後処理（ＨＩＰ後処理）は、セラミック層２は損傷を受けず、ＤＣＢ工程中にセラミック層とそれぞれの金属層３あるいは４との間の遷移において形成するかもしれない、およびしたがって耐部分放電性を低下させるかもしれない中空の空間あるいは欠損箇所５を、完全にあるいはほぼ完全に除去し、そのため、ＤＣＢ基板としてのその構成にもかかわらず、基板１は、耐部分放電性に対する必要条件を完全に満たす。
以下において、金属−セラミック基板１を製作するための様々な可能性が、実施例に基づいて説明される。
【実施例１】
【０００５】
この工程では、その処理ステップが図３の位置ａ−ｇに示され、Ａｌ２Ｏ３でできているセラミック層２が、１３０×１８０ｍｍの外のり寸法および０．３８ｍｍの厚さで使われる（位置ａ）。
最初に、後で金属層３を形成する予め酸化された銅箔でできている素材３．１が、セラミック層２上に配置され（位置ｂ）、および、セラミック層２と素材３．１からなるアレイが、次いで加熱され、および適切な炉の中で酸素なしでおよそ１０分の間予め焼結される。このセラミック層２と素材３．１からなるアレイは、次いで２０ｐｐｍ未満の酸素含量でおよそ１０７２℃まで加熱され、そのため、冷却の後、素材３．１はＤＣＢ工程を通してセラミック層の１つの表面側に結合される金属層３を形成する（位置ｃ）。
セラミック層２を裏返した後に、予め酸化された銅箔でできている素材４．１が、セラミック層のもう一方の表面側に同様に設けられ（位置ｄ）、および、セラミック層２、金属層３および素材４．１からなるアレイが、酸素なしでおよそ１０分の間、再びＤＣＢ工程のおよそ１０７２℃の工程温度をかなり下回る温度で、再び加熱される。
更なる処理ステップにおいて、素材４．１は、次いで２０ｐｐｍ未満の酸素含量のＤＣＢ工程温度までの加熱を通して、セラミック層２に結合される（位置ｅ）。ＤＣＢ工程温度を下回る冷却の後、基板は次いでセラミック層２に結合される金属被覆４を特徴とする。
欠損箇所５を除去するために、基板１は、次いで加熱および加圧を通して、すなわち保護ガス雰囲気中で密閉した圧力チャンバ６の中で、例えばおよそ６ｐｐｍの酸素分圧を有するアルゴン雰囲気中で、およそ５６０℃の温度までのおよびおよそ１１００バールの圧力における加熱を通して、更なる処理ステップにおいて後処理を受ける（位置ｆ）。この処理の後、基板１は室温まで冷却され、および金属層３と４がエッチマスクによって構造化され、そのため、この金属構造はセラミック層２上に複数の単一基板を形成する、すなわち複数の単一基板が、共通のセラミック層２上に複数のプリントパネルで形成される（位置ｇ）。適切なレーザー、例えばＣＯ２レーザーを使用するレーザースクライビングによって、分離ラインが、単一基板の構造化された金属表面の間のセラミック層２の１つの表面側上に作成され、そのため、次いで複数の基板が単一基板に分割されることができる。
この工程は、セラミックに対する金属被覆３と４の間の高い結合を有する、すなわち少なくとも９５％の結合を有する、およびセラミック層２と金属被覆３および４との間の遷移の平面内に、５０μｍよりかなり小さい直径を持つ欠損箇所５を有する、基板に結びつく。
この工程は、また例えば処理ステップａ−ｄが組み合わせられる形式に変更されることができる、すなわち、予め酸化された銅箔でできている素材３．１と４．１が、セラミック層２の両面に配置され、および、アレイが酸素のない適切な炉の中で加熱されおよび予め焼結され、そしてその後、２つの素材３．１と４．１が、次いでＤＣＢ工程を使用して、酸素含量２０ｐｐｍ未満およびおよそ１０７２℃の温度で、セラミック層２に結合される。
さらに、素材３．１と４．１の事前焼結を見合わせることは可能である。
【実施例２】
【０００６】
この工程の処理ステップは、図４内に示されている。出発原料は、寸法１３０×１８０ｍｍおよび２ｍｍの厚さを有するＡｌＮセラミック層２である（位置ａ）。
セラミック層２は、Ａｌ２Ｏ３でできている薄膜層２．１を、すなわち、窒素（Ｎ２）および酸素（Ｏ２）を含み、酸素に対する窒素の比率が８０／２０の雰囲気中で１２２０℃の温度で３０分の期間の間の酸化あるいは処理によって、設けられる（位置ａ1）。
本実施例における熱／圧力後処理はおよそ９５０℃の温度およびおよそ９００バールの圧力で行われるとはいえ、これはその後実施例１と関連して上記した処理ステップｂ−ｇが続く。
この工程の結果は、再び９５％より大きな金属層３および４の結合を有し、および５０μｍより大きな直径を持つ欠損箇所のない基板１である。
【実施例３】
【０００７】
この工程では、その処理ステップが図５に示され、寸法１３０×１８０ｍｍおよび０．６３ｍｍの厚さのＡｌ２Ｏ３セラミック層２が使われる。穴７が適切な手段によって、例えば穿孔によって、セラミック層２内に作られ、明確にするため、この種の穴が一つだけ示される（位置ａ）。その後、実施例１で説明された処理ステップｂ−ｅが、セラミック層２への金属層３および４の貼付けが続く。
およそ８００℃の温度および１０００バールの圧力で引き続いて起こる後処理では（位置ｆ）、欠損箇所５が除去されるだけでなく、また金属層３および４が穴７の中に形成され、したがって、金属層は穴７の中で結合され、そのため複数のスルーホール接点８が保持される。後処理は、次いでさらにまたその後に金属被覆３および４の構造化、レーザーを用いたセラミックのスクライビングおよび分離ラインに沿って分割することによる単一基板の分離が続く。
結果はそれで、基板１ａであり、それは銅層３および４の高い結合だけでなく、また、スルーホール接点８をも特徴とする（位置ｇ）。
【実施例４】
【０００８】
この実施例は、実施例３の工程と異なる工程に関し、図６に対応して、処理ステップｄの後、０．７ｍｍの直径および０．３ｍｍの軸長さを有する１つのディスク９が、素材４．１を設ける前に、０．８ｍｍの直径を持つ各々の穴７の中に挿入される。
これは、次いでさらにまたその後に、素材４．１のボンディング（位置ｅ）、およびおよそ８５０バールの圧力およびおよそ１０３０℃の温度での密閉したチャンバ６内の後処理（位置ｆ）が続く。
金属層３および４の構造化の後、およびレーザースクライビングによって分離ラインを作った後に、複数の基板が、（複数の）単一基板に同様に分離される。
【実施例５】
【０００９】
図７は更なる可能な実施態様として複数層基板１ｂを示し、それは２つのセラミック層２、両方とも露出される１つの上部および１つの下部の金属層３および４、および２つのセラミック層２を互いに結合する１つの内部金属層１０を備える。全ての金属層３、４および１０は、銅あるいは銅合金でできている箔から予め酸化された素材３．１、４．１および１０．１から再び形成され、およびおよそ０．３ｍｍの厚さを持つ。基板１ｂは、例えば図８に対応する工程によって製作され、その個々の処理ステップは、以下の実施例で説明される。
基板１ｂの製造出発原料は、寸法６０×８０ｍｍおよび０．３８ｍｍの厚さを有する２つのセラミック層あるいは基板２および銅あるいは銅合金でできている箔からの３つの予め酸化された素材３．１、４．１および１０．１（図８の位置ａ）である。これらの要素は、それらが順に重ねて位置し、および、素材１０．１が２つのセラミック層２の間に位置し、および、素材３．１および４．１が各々のセラミック層２に隣接して位置するように、接近して積み重ねられる。これは、その後にＤＣＢ工程を用いたボンディング、すなわち、２０ｐｐｍ未満の酸素含量を有する保護ガス雰囲気中でおよそ１０７２℃のＤＣＢ工程温度までのスタックの加熱が続く。ＤＣＢ工程の完了の後、および冷却の後、金属−セラミック基板１ｂに対応する層の形成は、すでに得られている（位置ｂ）。
後処理は、次いで７５０バールの圧力および１０３０℃の温度で行われる（位置ｃ）。
結果は、９５％より大きなセラミック層２の表面に対する金属あるいは銅層３、４および１０の結合を有する、および５０μｍ未満の欠損箇所直径を有するサンドイッチ構造の基板１である。
図９は金属−セラミック基板１ｃを示し、それは基板１ｂから異なり、金属層１０と底部セラミック層２との間に基板１ｃの片側の上に少なくとも一つの部分１２を突出する更なる構造化された金属層１１が設けられ、したがって、金属−セラミック基板１ｃを搭載されるモジュールのための接続を形成する。
基板１ｃは、例えば、下記の実施例６に記述される処理ステップで、製作される。
【実施例６】
【００１０】
基板１ｃの製造は、図１０に対応して行われ、最初の２つの単一基板１ｃ．１および１ｃ．２、すなわち、１つのセラミック層２および上部金属層３および金属層１０からなる１つの単一基板１ｃ．１、および第２のセラミック層２および底部金属層４からなる１つの更なる基板１ｃ．２、が製作される。各々の単一基板は、多面取りプリントパネルとして、すなわちそれぞれ１つの共通のセラミックパネル上のあるいは１つの共通のセラミック基板２上の複数の同一の単一基板と共に製作される。
最初の下位基板の製造出発原料として、寸法１３０×１８０ｍｍおよび０．６３ｍｍの厚さのＡｌ２Ｏ３基板が使われ、その中に穴７が金属−セラミック基板１ｃのスルーホール接点８のために作られる。金属層３および１０に対して、寸法１２９×１７９ｍｍおよび０．３ｍｍの厚さの銅板でできている予め酸化された素材３．１および１０．１が用いられる。素材３．１と１０．１とセラミック層の積重ねおよび各々の穴７へのディスク９の挿入の後、金属層３および１０は、およそ１０７２℃の工程温度まで、および酸素含量２０ｐｐｍ未満を有する保護ガス雰囲気中で加熱することによって、セラミック層２に結合され、および、スルーホール接点８が、ディスク９を通して製作される。それぞれの穴７は、およそ０．９ｍｍの直径および０．６ｍｍの軸長さあるいは高さを持つ。
ボンディングの後、金属層３および１０が、例えば単一下位基板１ｃ．１の金属被覆のエッチマスクによって構造化され、その後にレーザースクライビングおよび複数の基板のこれらの単一下位基板への切り離しが続く。
セラミック層２および金属層４からなる第２の下位基板１ｃ．２は、同様の方法で、すなわち再び、寸法１３０×１８０ｍｍおよび０．６３ｍｍの厚さの大型Ａｌ２Ｏ３基板を使用し、および金属層４を形成する寸法１２９×１７９ｍｍおよび０．６３ｍｍの厚さの銅箔から作られる素材４．１を使用して多面取りプリントパネルとして、製作される。
金属−セラミック基板１ｃに対する２つの下位基板１ｃ．１および１ｃ．２のボンディングに対して、平らに穴をあけられた要素１１．１が、底部下位基板１ｃ．２のセラミック層２の露出表面側に配置され、そして次に、金属層１０の露出した側面を有する上部下位基板が、次いでこの穴をあけられた要素の上に配置される。
穴をあけられた要素１１．１は、同様に銅箔から作られておよび予め酸化されている。更なるＤＣＢ工程において、穴をあけられた要素１１．１による２つの下位基板１ｃ．１および１ｃ．２のボンディングが、１０７２℃のＤＣＢ温度でおよび２０ｐｐｍ未満の酸素含量を有する保護ガス雰囲気中で行われる。これは、その後に後処理、すなわち、およそ１０ｐｐｍの酸素含量を有する保護ガス雰囲気中で７５０バールの圧力および１０３０℃の温度における後処理が続く。
結果は、前記金属層によって形成される金属層３あるいはストリップ導体、コンタクト表面などを外部接続１２にボンディングするための少なくとも一つのスルーホール接点８を有する、サンドイッチ構造の金属−セラミック基板１ｃである。全ての平面内の金属あるいは銅層の結合は９５％より大である。いかなる既存の欠損箇所も、５０μｍよりかなり小さい直径を持つ。
本発明は、例示的な実施態様に基づいて記述された。言うまでもなく数多くの修正および変更は、本発明が基づいている基本的な発明の考えを放棄せずに可能である。例えば、上記した個々の工程あるいは処理ステップを組み合わせることもまた可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明は、図面を参照して例示的な実施態様に基づいて以下でより詳細に説明される。
【図１】本発明に従う金属−セラミック基板の簡略化された表示。
【図２】後処理の前のセラミック層と金属−セラミック基板の１つの金属被覆との間の遷移の拡大された表示。
【図３】図１の金属−セラミック基板を製作するための様々な方法の処理ステップの様々な位置を示す。
【図４】図１の金属−セラミック基板を製作するための様々な方法の処理ステップの様々な位置を示す。
【図５】図１の金属−セラミック基板を製作するための様々な方法の処理ステップの様々な位置を示す。
【図６】図１の金属−セラミック基板を製作するための様々な方法の処理ステップの様々な位置を示す。
【図７】図１に類似した表示における、金属−セラミック基板の更なる実施態様。
【図８】図７の金属−セラミック基板を製作するための様々な方法の処理ステップの様々な位置。
【図９】図１に類似した表示における、金属−セラミック基板の更なる実施態様。
【図１０】図９の金属−セラミック基板を製作するための様々な方法の処理ステップの様々な位置。
【符号の説明】
【００１２】
１、１ａ、１ｃ            金属−セラミック基板
１ｃ．１、１ｃ．２        下位基板
２                        セラミック層あるいはセラミック基板
２．１                    Ａｌ２Ｏ３でできている層
３，４                    金属層
３．１，４．１            素材
５                        欠損箇所
６                        後処理用の密閉したチャンバ
７                        スルーホール接点のための孔あるいは穴
８                        スルーホール接点
９                        部分あるいは銅ディスク
１０                      金属層
１０．１                  素材
１１                      金属層
１１．１                  素材あるいは穴をあけられた要素
１２                      接続
【図１】
2008505503.tif 000003
【図２】
2008505503.tif 000004
【図３】
2008505503.tif 000005
【図４】
2008505503.tif 000006
【図５】
2008505503.tif 000007
【図６】
2008505503.tif 000008
【図７】
2008505503.tif 000009
【図８】
2008505503.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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