(57)【要約】本発明は少なくとも圧延クラッドによって製造された第１複合層（２）を備え、圧延クラッド後は、その上に少なくとも１つの銅層（３）およびアルミニウム層（４）を有する電気回路の基板（１）に関し、少なくとも銅層（３）の反対側にあるアルミニウム層（４）の表側面は、アルミニウム酸化物から成る陽極層または絶縁層（５）の作製のために陽極酸化し、アルミニウム酸化物から成る陽極層または絶縁層（５）は、少なくとも１つの接着層（６、６’）を介して、金属層（７）、少なくとも１つの第２複合層（２’）または少なくとも１つのペーパーセラミック層（１１）に接合される。
2018533197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延クラッドの後には、少なくとも銅層とそれに隣接するアルミニウム層とを備える圧延クラッドによって製造された少なくとも１つの第１複合層を備える電子回路基板であり、
少なくとも、銅層と反対側にあるアルミニウム層の上側面は酸化アルミニウムから成る各陽極酸化された絶縁層を作製するために陽極酸化されており、酸化アルミニウムから成る各陽極酸化された絶縁層は少なくとも接着剤層、少なくとも第２複合層あるいはペーパーセラミック層を介して金属層と結合している
電子回路基板。
【請求項２】
第２複合層は第１複合層と同様に構成されることを特徴とする請求項１に記載の基板。
【請求項３】
第２複合層は陽極層および／または絶縁層を備え、第１複合層および第２複合層の陽極層および／または絶縁層はそれぞれ少なくとも１つの接着剤層を介して結合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板。
【請求項４】
第１複合層と第２複合層は各自１つの接着剤層によって少なくとも１つの追加中間層を介してそれぞれ結合されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板。
【請求項５】
中間層はアルミニウム層によって形成され、そのアルミニウム層は、向かい合わせになっている２つの酸化アルミニウムから成る陽極絶縁層を作製するために反対側にある上側面上で陽極酸化される
ことを特徴とする請求項４に記載の基板。
【請求項６】
中間層は、アルミニウム層、銅層および追加のアルミニウム層を備える第３複合層によって形成され、銅層と反対側にあるアルミニウム層の面は２つの反対側にある酸化アルミニウムから成る陽極絶縁層を作製するためにそれぞれ陽極酸化する
ことを特徴とする請求項５に記載の基板。
【請求項７】
第１複合層の酸化アルミニウムから成る陽極層および／または絶縁層は、接着剤層を介して中間層の酸化アルミニウムから成る１つの陽極絶縁層と結合し、第２複合層の酸化アルミニウムから成る陽極絶縁層は、追加の接着剤層を介して中間層の酸化アルミニウムから成る１つの陽極絶縁層と結合している
ことを特徴とする請求項５または６に記載の基板。
【請求項８】
各アルミニウム層の層厚のほんの一部のみが陽極酸化され、少なくとも一部が変質したアルミニウム層によって製造された絶縁層の層厚は５μｍ〜５０μｍである
ことを特徴とする請求項１〜７に記載の基板。
【請求項９】
基板の少なくとも１つのアルミニウム層は完全に陽極酸化されるので、アルミニウム層は完全に酸化アルミニウムから成る陽極絶縁層に変質する
ことを特徴とする請求項１〜８に記載の基板。
【請求項１０】
銅層は３５μｍ〜２ｍｍの層厚を備え、アルミニウム層は１０μｍ〜３００μｍの層厚を備え、金属層の層厚は３００μｍ〜５０ｍｍの層厚を備える
ことを特徴とする請求項１〜９に記載の基板。
【請求項１１】
少なくとも１つのアルミニウム層は陽極酸化工程の実行前に導入された断面を備え、また、例えば複数のピラミッド型またはプリズム型のくぼみを備える
ことを特徴とする請求項１〜１０に記載の基板。
【請求項１２】
第１複合層および第２複合層は銅箔とアルミニウム箔を圧延クラッドすることにより製造される
ことを特徴とする請求項１〜１１に記載の基板。
【請求項１３】
エポキシ樹脂接着剤、アクリル接着剤層、またはポリウレタン接着剤から成る接着剤層を使用し、接着剤層を製造するために用いる接着剤は低い粘着度を有する
ことを特徴とする請求項１〜１２に記載の基板。
【請求項１４】
プリント配線、接触点、接触面および／または接続面を形成するために少なくとも１つの銅層が複数の金属被膜表面部分に構成される
ことを特徴とする請求項１〜１３に記載の基板。
【請求項１５】
少なくとも１つの第１複合層は銅箔と少なくとも１つのアルミニウム箔を圧延クラッドにより製造され、少なくとも銅層とそれに隣接するアルミニウム層とを備え、少なくとも銅層と反対側にあるアルミニウム層の上側面は陽極酸化されているので、酸化アルミニウムから成る各陽極酸化された絶縁層を作製し、作製された酸化アルミニウムから成る各陽極酸化された絶縁層は少なくとも１つの金属層と共に接着剤層または少なくとも第２複合層を介して接着される
電気回路基板を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路基板および同型の基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板の形状の電気回路基板は公知技術により既知である。
【０００３】
その趣旨では、その基板は少なくとも１つの絶縁層および少なくとも１つの金属層またはその絶縁層に連結された金属被膜体を備える多層基板である。金属層または金属被膜体は、直接または選択的に、追加の金属層または絶縁層を介して絶縁層と平面的に接合し、プリント配線、接触点、接触面および／または接続面を形成するために複数の金属被膜表面部分に構成される。
【０００４】
特に、パワーエレクトロニクスをそのような基板の使用する分野、例えば２．５ｋ未満の電圧範囲である電力半導体モジュールの構築等のいわゆる「低電圧」への応用では、基板またはその絶縁層がそれぞれ高い絶縁強度、すなわち電圧および破壊強度を有することは必要である。
【０００５】
よって、金属セラミック基板は大抵パワーエレクトロニクス分野で使用され、絶縁層は高い絶縁強度を有する少なくとも１つのセラミック層から形成される。例えば、セラミック層は、酸化物アルミニウムＡｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化シリコン（ＳｉＣ）またはアルミニウム酸化物とジルコニウム酸化物（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）等の酸化セラミック、窒化セラミックまたは炭化セラミックから成る。
【０００６】
セラミック層と少なくとも１つの金属層を平面的に接合して金属被膜体を形成するためには、当該技術分野で公知の明らかな製造方法を用いて、使用するセラミック材料および／または接着する金属層の金属によるが、つまり例えば「ダイレクト銅ボンディング」法、「ダイレクトアルミニウムボンディング」法および「活性金属ボンディング」法を用いる。この製造方法は複雑かつコストが高い技術工程であるのが欠点である。従来のセラミック層を用いる際に成形も制限される。
【０００７】
さらに、高荷電ペーパーの製造方法は従来技術にて既知であり、ペーパー構造は、ペーパー製造工程において、例えば焼結可能セラミック粉末、高吸収性粉末、または熱導電性の高い粉末等の機能的充填材料により８５重量％まで濃縮される。いわゆる焼結ペーパーは個別にペーパーセラミックが例えばアルミニウム粉末等の焼結可能セラミック粉末によって濃縮されたプレセラミックペーパーから製造され、任意で２段階加熱のなかでも加熱等による追加の成形工程の後に行われる。加熱の第１工程において、パルプ、糊、ラテックス等のプレセラミックペーパーの有機成分は酸化により除去され、いわゆる「ブラウンコンパクト」が生成される。次に、「ブラウンコンパクト」は加熱の第２工程で焼結されて、セラミックの典型的な曲げ強度を有するセラミック基板を作製する。とりわけ、上記焼結ペーパーのミクロ構造として、ペーパーセラミック他は、例えば高い絶縁強度といったセラミックに特有の材料特性を示す。このようなペーパーセラミックは、簡易な成形および低重量といった、セラミック材料の長所とペーパー関連の技術的長所を組み合わせることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記技術に基づき、本発明の目的は、電子回路基板ならびにその基板を製造に関する方法を示すことであり、従来技術において既知の製造方法と比較すると、簡易かつ費用効果が高い。本目的は請求項１に基づく基板ならびに請求項１５に基づく方法により達成される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
以下、図面に基づき、例示的実施形態により本発明が詳細に説明される。
【図１】図１は第１複合層および金属層を備える本発明に基づく基板の簡略された概略断面図である。
【図２】図２は第１複合層および第２複合層を備える別の実施形態の本発明に基づく基板の簡略された概略断面図である。
【図３】図３は、中間層を有する第１複合層および第２複合層を備える追加の別の実施形態の本発明に基づく基板の簡略された概略断面図である。
【図４】図４は、第１複合層および第３複合層を備える追加のさらに別の実施形態の本発明に基づく基板の簡略された概略断面図である。
【図５】図５は、それぞれ断面の中間層を有する第１複合層および第２複合層を備える追加の別の実施形態の本発明に基づく基板の簡略された概略断面図である。
【図６】図６は、ペーパーセラミック層を有する本発明の基板を通した本発明に基づく基板の簡略された概略断面図である。
【図７】図７は特別構造の複合層およびペーパーセラミック層とのはんだ接合を有する図６に基づいた基板の簡略された概略断面図である。
【図８】図８はアルミニウム層およびアルミニウム合金層をそれぞれ圧延クラッドされた複合層に陽極酸化するための陽極浴の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の基板における基本的な様態は、少なくとも１つの第１複合層は圧延クラッドによって製造されて提供されるという事実であり、圧延クラッドの後には、少なくとも銅層とそれに隣接するアルミニウム層とを備える。少なくとも、銅層と反対側にあるアルミニウム層の上側面は酸化アルミニウムから成る各陽極酸化された絶縁層を作製するために陽極酸化されており、酸化アルミニウムから成る各陽極酸化された絶縁層は少なくとも接着剤層、少なくとも第２複合層あるいはペーパーセラミック層を介して金属層と結合している。圧延クラッドされた複合層は迅速に、簡易に、かつ高い費用効果で製造可能であり、ロールまたはプレートとして有利に製造でき、またその後の工程中に処理できる。基板に必要とされる絶縁強度は、適切にアルミニウム層を酸化させることで酸化アルミニウムから成る絶縁層を製造することにより達成され、その層厚は必要とされる絶縁特性によって決まり確保される。よって、金属層は冷却機能を引き継ぎ、適切な材料の厚みおよび／または表面拡大を有する。第１複合層と類似する構造である第２複合層を使用する際、特に電圧および破壊強度である絶縁強度はさらに増加する。あるいは、ペーパーセラミック層を使用することで同じく絶縁強度を向上させることができる。
【００１１】
有利には、第２複合層は同じく陽極絶縁層を備え、第１複合層および第２複合層の陽極絶縁層はそれぞれ少なくとも１つの接着剤層を介して結合されており、すなわち少なくとも１つの接着剤層を介して両方の複合層間には直接結合がある。
【００１２】
あるいは、第１複合層と第２複合層は各自１つの接着剤層によって少なくとも１つの追加中間層を介してそれぞれ結合されている。
代替の実施形態において、中間層はアルミニウム層によって形成され、そのアルミニウム層は、向かい合わせになっている２つの酸化アルミニウムから成る陽極絶縁層を作製するために反対側にある上側面上で陽極酸化される。
【００１３】
あるいは、中間層は、アルミニウム層、銅層および追加のアルミニウム層を備える第３複合層によって形成され、銅層と反対側にあるアルミニウム層の面は２つの反対側にある酸化アルミニウムから成る陽極絶縁層を作製するためにそれぞれ陽極酸化する。
【００１４】
第１複合層の酸化アルミニウムから成る陽極絶縁層は、接着剤層を介して中間層の酸化アルミニウムから成る１つの陽極絶縁層と結合し、第２複合層の酸化アルミニウムから成る陽極絶縁層は、追加の接着剤層を介して中間層の酸化アルミニウムから成る１つの陽極絶縁層と結合している。記載された中間層の構造は、熱拡散および放熱を向上させるとともに絶縁強度を向上させる。
【００１５】
代替の実施形態の１つにおいて、各アルミニウム層の層厚のほんの一部のみが陽極酸化され、少なくとも一部が変質したアルミニウム層によって製造された絶縁層の層厚は５μｍ〜５０μｍである。または、基板の少なくとも１つのアルミニウム層は完全に陽極酸化されるので、アルミニウム層は完全に酸化アルミニウムから成る陽極絶縁層に変質する。陽極層の完全な変質は有利であり、特に層厚が薄いアルミニウム層に対しては、アルミニウム層が原因の銅層に構造を導入するためのエッチング浴の汚染を回避できる。
【００１６】
有利には、銅層は３５μｍ〜２ｍｍの層厚を備え、アルミニウム層は１０μｍ〜３００μｍの層厚を備え、金属層の層厚は３００μｍ〜５０ｍｍの層厚を備える。
【００１７】
本発明の１つの代替実施形態において、少なくとも１つのアルミニウム層は陽極酸化工程の実行前に導入された断面を備え、また、例えば複数のピラミッド型またはプリズム型のくぼみを備える。
【００１８】
よって、後の段階で作製された各陽極酸化された絶縁層の表面は拡大されるので、接着結合の結合強度ならびに基板の熱伝導率が向上する。２つの複合層が接着剤層を介して直接結合するとき、各アルミニウム層の断面はお互いに調整され、例えば２つは連動する。
【００１９】
有利には、製造者は、エポキシ樹脂接着剤、アクリル接着剤層、またはポリウレタン接着剤から成る接着剤層を使用する。有利な代替実施形態において、接着剤層を製造するために用いられる接着剤は、絶縁層の表面にある潜在的な亀裂に浸透し充填するために低い粘度を有する。
【００２０】
少なくとも銅層の１つは、回路基板、接触面および／または接続面を形成するために、複数の金属被覆体部分を有利に構成する。好ましくは、複合層の銅層は構成されて、基板の配置側面を形成する。基板の適切な厚みによって特に２つの複合層および任意選択で、追加の中間層の使用により基板の両方の金属化の均一構成が実現される。
【００２１】
本発明の他の目的は電気回路基板を製造する方法であり、少なくとも１つの第１複合層は銅箔と少なくとも１つのアルミニウム箔を圧延クラッドにより製造され、少なくとも銅層とそれに隣接するアルミニウム層とを備え、少なくとも銅層と反対側にあるアルミニウム層の上側面は陽極酸化されているので、酸化アルミニウムから成る各陽極酸化された絶縁層を作製し、作製された酸化アルミニウムから成る各陽極酸化された絶縁層は少なくとも１つの金属層と共に接着剤層または少なくとも第２複合層を介して接着される。
【００２２】
本発明で意味する「およそ」、「本質的に」または「例えば」という用語は、それぞれ実際の正確な数値の＋／−１０％、好ましくは＋／−５％および／または機能に重要ではない修正の形での差異を意味する。
【００２３】
さらなる本発明の発展、利点、応用オプションは同じく例示的実施形態の記載および図面が根拠であり、記載および／または説明された一部またはすべての特徴は、単独またはあらゆる組み合わせ、特許請求の範囲または本明細書に記載のいかなる内容により示された概要に関わらずに基本的に本発明の目的である。本明細書に記載の特許請求の範囲の内容は本明細書の一部にもなる。
【００２４】
図１は第１複合層および金属層を備える本発明の電気回路に基づく基板の簡略された概略断面図であり、プラットフォームおよび多層構造を備え、すなわち回路基板の形状を形成している。
【００２５】
第１代替実施形態において、本発明に基づく基板１は、少なくとも１つのアルニウム箔と共に銅箔を圧延クラッドすることにより製造される、少なくとも１つの第１複合層２から構成される。従って、第１複合層２は銅層３とそれに隣接するアルミニウム層４で構成される。
【００２６】
アルミニウム層４は酸化アルミニウムから成る絶縁層５を作製するために陽極酸化される、つまり酸化アルミニウムまたは陽極層から成る絶縁層５は、銅層３の反対側にあるアルミニウム層４の上側面から少なくともアルミニウム層４の一部、すなわち第１複合層２のアルミニウム層の一部まで延びており、従来技術で既知の方法、すなわち陽極酸化工程である陽極工程を経て、それによりそれぞれ酸化アルミニウムまたは陽極層から成る絶縁層５に変質する。アルミニウム酸化物から成る絶縁層５は、高電圧、破壊強度および８Ｗ／ｍＫ〜３０Ｗ／ｍＫの熱導電性を備える。
【００２７】
本発明に基づく基板１の絶縁層５は、それぞれ接着剤層７を介して、例えば金属層７に結合または接着する。好ましくは、接着剤層６絶縁層５の表面を超えて延長する。
金属層７は例えば、追加のアルミニウム層またはアルミニウム板によって冷却するために形成される。
好ましい代替実施形態において、金属層７は冷却体を形成し、表面を拡大するために接着剤層の反対側にある表側面の断面を備え、特に形状、配置および現存する凸部の深さに関してはその断面は最も多くの様々な形態を有する。
【００２８】
酸化アルミニウムを接着するのに適切な接着剤は、エポキシ樹脂接着剤、アクリル接着剤、またはポリウレタン接着剤は接着剤層６を作製するのに用いられる。好ましくは、作製された陽極層をそれぞれ、酸化アルミニウムから成る絶縁層５の多孔性の表面を充填ためにそれぞれ粘着度の低い接着剤材料を用いるので、基板１の絶縁強度をより向上させる。
【００２９】
第１複合層１内において、銅層３は３５μｍ〜２ｍｍの層厚ｄ１を備え、アルミニウム層４は１０μｍ〜３００μｍの層厚ｄ２を備え、少なくとも部分的にアルミニウム層４に変質した絶縁層５は５μｍ〜５０μｍの層厚ｄ３を備える。本発明の一代替実施形態において、アルミニウム層４も完全に陽極酸化される、つまり完全に陽極酸化されたアルミニウム層４は絶縁層５を形成する。好ましくは、接着剤層６は１μｍ〜２０μｍの層厚ｄ４を有する。金属層７は３００μｍ〜５０ｍｍの層厚ｄ５を有する。
【００３０】
基板１は電気回路および電子回路あるいは回路モジュールの回路基板であり、特に電子電力回路の回路基板である。その趣旨では、少なくとも第１複合層の銅層３は、例えば従来技術において既知のマスキングまたはエッチング技術により、回路基板、接触面および／または接続面を形成するために、複数の金属被覆体部分で構成される。好ましくは、第１複合層１の銅層３を構成する工程は基板１が作製された後に実行される。それぞれ絶縁層５および陽極層は非常に薄いため、好ましくは、基板１に十分な安定性を確保するために、基板１の金属被膜体の１つだけ、すなわち第１複合層２の銅層３が、構成される。しかし、適切に安定性が向上した中間層であっても、基板１の金属被膜体および金属層７をそれぞれ構造化するのは可能である。第１複合層の銅層３を構造化することは、好ましくはそれぞれ陽極層およびアルミニウム酸化物の絶縁層５次第で実現する。
【００３１】
図２は、図１に基づく基板１の代替的実施例を示し、金属層７の代わりに、第２複合層’が接着剤層６を介して第１複合層２に結合する。提示された代替実施例において、第１複合層２および第２複合層２’は類似の、好ましくは同一の構造を示す、すなわち
第２複合層２’もまた銅層３’とそれに隣接するアルミニウム層４’とを備え、少なくとも銅層３’と反対側にあるアルミニウム層の上側面は陽極酸化されているので、酸化アルミニウムから成る各陽極酸化された絶縁層５’に変質する。複合体型で対向する絶縁層５および絶縁層５’は例えば接着剤層６を介して直接的に相互に接合している。２つの絶縁層５および絶縁層５’の提供により基板１の絶縁強度が向上する。
【００３２】
第１工程において、第１複合層２および第２複合層２’が作製され、好ましくは延圧クラッドされた複合材料層により作製されて、接着剤層６が少なくとも絶縁層５および絶縁層５’の両方に塗布されて、それにより調整された複合層２および複合層２’はその後それぞれお互いに混合され接着または重ね合わせる。次に、例えば適切な圧力および／または温度を適用することにより、接着層６の接着材料はそれぞれ硬化される。
【００３３】
次に、少なくとも１つの銅層３、銅層３’が複数の金属被膜体部分を形成するために従来技術において既知のマスキングおよびエッチング技術によって構築される。次の構築された基板１の最終洗浄において、端封が実行されるが、これは必須ではない。
【００３４】
所望の「単独」基板を形成するため製造後に切り離される、本発明に基づく多基質性の形態の基板１の製造もまた可能である。本発明の基板１に関しては、上記の切り離しは、例えば鋸引き、切断、抜き板またはレーザーユニットの使用といった機械工程によって実現する。上記に基づきまたは最先端技術とは反対に、構築されていない金属層７は好ましくはそれぞれの基板１の最先端の近くまで及ぶ。
【００３５】
図３は本発明に基づく基板１の追加の代替実施形態を示し、図２の代替実施形態に基づく第１複合層２および第２複合層２’間の電圧および破壊強度をより向上させるために、追加のアルミニウム層４”が配置され、上側面および下側面は酸化アルミニウムからそれぞれ成る絶縁層５”を製作するために陽極酸化される。あるいは、酸化アルミニウムから成る絶縁層５”を１つだけ提供することも可能であり、つまり追加のアルミニウム層４”は完全に陽極酸化される。絶縁層と絶縁層５”は、各１つの接着剤層６および接着剤層６’を介してそれぞれ第１複合層２の絶縁層５および第２複合層２’の絶縁層５”とそれぞれ接合されている。
【００３６】
図４に基づく他の代替実施形態は、図２の基板１の第１複合層２および第２複合層２’の間に配置された第３複合層２”’を備え、中間銅層３”から構成され、その上側面および下側面はアルミニウム層４”およびアルミニウム層４”’を備え、それぞれのアルミニウム層４”およびアルミニウム層４”’はそれぞれ上記の例示的実施例と同様に、１つの絶縁層５”を備える。
【００３７】
基板１の熱導電率を向上させるために、断面、例えばピラミッド型またはプリズム型の形状をしたくぼみを陽極工程を実行する前に、図５の代替実施形態におけるアルミニウム層４およびアルミニウム層４’に導入する。断面をそれぞれアルミニウム層４およびアルミニウム層４’に導入することは例えばローリングを介してエンボス加工するか切断を介して実現する。それにより、基板１の熱抵抗をもう一度低減させることができる。好ましくは、０．１ｍｍ〜１ｍｍに厚みを増した層厚ｄ２を有するアルミニウム層４およびアルミニウム層４’を本明細書では用いる。
【００３８】
本明細書に記載がない代替実施形態において、図２および図５の第１複合層２および第２複合層２’のｄ１より大きい層厚を有する銅層３、３’もまた、接着接続６製造前、つまり特にアルミニウム層４およびアルミニウム層４’が陽極酸化される後であり、好ましくはパンチング、レーザーカッティングあるいはウォータージェット技術により、つまり複雑でコストのかかるマスキングおよびエッチング技術を用いることなく予め構成される。これにより、構成された銅部分間の絶縁ギャップ幅を減少させることができる。
【００３９】
本発明に基づく基板１の製造方法において、複合層２、２’、２”は銅箔とアルミニウム箔を圧延クラッドすることにより製造され、それぞれアルミニウム箔、銅箔および追加のアルミニウム箔をすなわち好ましくは帯状の形態で製造される。しかし、記載された複合層２、２’、２”はプレートとして製造されることは明確である。よって、複合層２、２’、２”は圧延クラッドされたが陽極酸化はされておらず、帯状、ロール状、またはプレート状の形態として、次の製造プロセスに有利に提供される。
【００４０】
次の調整された複合層２、２’、２”のアルミニウム層４および４’の陽極酸化工程は、好ましくはトンネルマシーンまたは適切な浸漬タンク内で実行される。最終的には、陽極酸化された複合層２、２’は、接着剤６、６’を塗布することにより、相互に結合するか、金属層７と結合する。接着剤層６、６’を完全に硬化する前、またはその後には、帯状品または延金品は切断されて乾燥される。多層基板としてそれぞれ形成される、乾燥された個別の層および／またはプレートは次に、従来技術で公知のマスキングおよびエッチング技術にてマスキングおよびエッチングされるので、少なくとも１つの銅層３、３’の確定した構成が実現する。あるいは、レーザーユニットまたはウォータージェットユニットの手段により、パンチングまたは切断することでより厚い層厚を有する銅層３、３’の構成が実現できる。最終洗浄の実行の後、基板１は分離される、つまり好ましくはレーザーユニットまたは機械分離方法により分離される。
【００４１】
本発明において、銅層３、３’、３”もまた銅合金層を含むことを必要とされる。
【００４２】
本発明の図６および図７に基づく基板１０の代替実施形態において、基板１０の絶縁強度は、金属層７の代わりにペーパーセラミック層１１を用いる事によりさらに向上する。この効果により、基板１０は金属層１３を有する複合層１２および少なくとも１つのアルミニウム層１４を備える。複合層１２のアルミニウム層１４はまた、陽極層１５は作製され、次には、接着剤層１６を介してペーパーセラミック層１１に結合するように、少なくとも部分的に陽極酸化された形態で形成される。したがって、陽極層１５は、アルミニウム層１４の平坦な面を粗い陽極層１５に置き換えてペーパーセラミック層１１と複合層１２の間の粘着接合において高い粘着力を確保するために特により粘着力を高める材料としての役割を果たす。
【００４３】
本明細書において、ペーパーセラミック層とは、ペーパー製造の際に、焼成可能なセラミック粉末、好ましくはプレセラミックペーパー構造が作製された酸化アルミニウム粉末と共に濃縮されたペーパー構造物である。好ましくは、プレセラミックペーパー構造の総量における焼結可能なセラミック粉末の割合は、８０〜９０重量％である。
【００４４】
プレセラミックのペーパー構造物は２段階の加熱工程を経る。１つ目の工程では、最初にプレセラミックペーパー構造（「グリーンコンパクト」）から「ブラウンコンパクト」を作製し、プレセラミックペーパー構造におけるパルプ、澱粉およびラテックス等の有機成分は酸化により除去される。次の２つ目の工程では、「ブラウンコンパクト」は焼成工程に移動され、セラミック物質、つまりペーパーセラミックが例えば曲げ強度および絶縁強度といった、セラミック材料の一般的な物質特性によって作製される。しかし、従来のセラミック層と比べて、ペーパーセラミック層１１は、加熱工程の実行する前は個々が軽量かつ形成可能である。その変形可能な性質が原因で、ペーパーセラミック層１１の原材料、つまりプレセラミックペーパー構造はまた、好ましくはロール製品として保管され処理される。本発明で使用されるペーパーセラミック層１１は例えば５０μｍ〜６００μｍの層厚ｄ６、好ましくは８０μｍ〜１５０μｍの膜厚を備え、９０σＰａ〜１５０σＰａのｅ−モジュールを有する。
【００４５】
金属層１３の構造が、順番に、好ましくはペーパーセラミック層１１と接着接合の製造に続いて従来技術では既知であるマスキング技術およびエッチング技術によって実現する。
【００４６】
別の代替実施形態において、複合層１２が用いられ、銅層１３およびアルミニウム層１４に加えて、すなわち好ましくは第１工程において圧延クラッドによって製造された隣接するアルミニウムシリコン層１８と、圧延クラッドにより作製された隣接するアルミニウム層１４により成る複合物とを備え、複合物は再度銅層１３によって圧延クラッドされる。複合層１２’のアルミニウムシリコン層１８はペーパーセラミック層１１とはんだ層１９を介して接合される。適切な形態の基板１０の例は図７に概略的に示されている。酸化アルミニウムから成るペーパーセラミック層１１の鑞付けは保護ガス、例えばＮ２またはＡＲの下で実行され、アルミニウムとシリコンの共晶から利を得る。
【００４７】
本発明に基づき、現存するひびは、とりわけ低い粘着度を有する接着剤を用いる際に埋められ、また、接着剤が浸透できるように特に脆弱な箇所にひび割れを製作するため接着剤の硬化温度まで達することなく、複合層２、２’を加熱することで絶縁層５、５’に充填される。１２０℃〜１６０℃の適切な工程温度用いることにより、現存するひび割れは拡大し、それにより簡単に接着剤によって充填される。温度の上昇が確定された時間により、段階的または連続的に実行される。段階的に温度を上昇させる際、接着剤に潜在的に含有されている結合剤が蒸発することが都合よく実現する。現在、本明細書において使われる量の接着剤の硬化温度は、１８０℃より高い。使用される接着剤の導電性を向上させるためには、本発明の代替実施形態の１つにおけるナノファイバーによる濃縮がされる。
【００４８】
圧延クラッドによって製造された複合層２、２’は、銅層３、３’と比べて好ましくは著しく薄いアルミニウム層４、４’、４”を有し、すなわちアルミニウム層４、４’、４”の層厚ｄ２は銅層３、３’の層厚ｄ１の半分以下であり、好ましくは、銅層３、３’の層厚ｄ１の３分の１以下でさえある。特に、絶縁層５、５’、５”が陽極酸化することによるアルミニウム層４、４’、４”の完全変質は本明細書において有利であり、
少なくとも部分的に現存するアルミニウム層４、４’、４”からのアルミニウムの溶解によるエッチング浴の汚染を回避できる。したがって、絶縁層５、５’、５に変質した後のアルミニウム層４、４’、４”の層厚は好ましくはそのまま最小限に保持される。
【００４９】
別個の複合層同士および／または層同士の接着接合は、接着剤層６の層厚ｄ４の厚みを最小限にするために積層および／またはローリングと併せて接着剤の塗布後に実行する。
【００５０】
さらに、陽極層および／または酸化アルミニウムから成る絶縁層５から潜在的なガスの影響を取り除くするために基板１に真空装置を用いることで、向上に寄与するので絶縁強度は劣化することに寄与する。他の代替実施形態において、接着剤層６、６’、６”はそれぞれ少なくとも２つの異なる接着剤を備え、それらは好ましくは連続的かつ層として塗布される。例えば、異なる粘着性を有する接着剤を使うことができ、低い粘着度を有する１つの接着剤はそれぞれの陽極層５、５’、５”におけるひび割れや孔の形状で欠陥を埋めるために提供され、高い粘着度を有するもう１つの接着剤は、層の組み合わせの接着接合を製造するために提供される。
【００５１】
例えば、上記の接合は、エポキシ接着剤により実行され、上記の欠陥を埋める工程は硬化剤を使わない純粋なエポキシを用いることのみで実現される。上記エポキシ樹脂と比べて、上記エポキシは、粘着度を減少させるために高熱下で有利に処理される。また、基本的にエポキシが欠陥だけに残るように余剰充填材料、特にエポキシを除去することも可能である。次の工程では、上記エポキシ接着剤が塗布される。エポキシ接着剤の硬化剤部分が次に欠陥箇所に充填され、それらを硬化させた、既に処理済みの純粋なエポキシに溶解する。
【００５２】
銅層または銅合金層２３およびアルミニウム層またはアルミニウム合金層２４を備える圧延クラッドされた複合層２５を陽極酸化する際、両方の金属が陽極浴の電解液２１に接触しないことは重要であり、そうしない場合は、  銅合金層２３の銅層を介してアルミニウム層またはアルミニウム合金層の陽極酸化された面と並行に短絡する。この短絡は、通常陽極酸化処理の前から存在する薄酸化物層（Ａｌ２Ｏ３）を介して十分な電圧を発生させるリスクを予防する。上記の電圧を発生させることは局地的に薄酸化物層（Ａｌ２Ｏ３）をパンチスルーし、その下に配置されたアルミニウムに酸化を必要とさせ、それを酸化アルミニウムに変質させる。図８は、直流電圧Ｕが加えられた陰極２２および銅層または銅合金層２３により形成された陽極を有する適切な陽極浴２０の概略断面図である。              
【００５３】
発明者は、完全にマスキングをするか、枠型の保護素材によって銅層２３の面を覆うことで短絡の発生は予防できると発見し、つまりは電解液２１と銅層２３の接触面は効果的に予防されるが、アルミニウム層２３との接触面は陽極酸化が必要となる点はまだ維持される。代替実施形態において、マスキングは保護箔、保護塗料またはそれらの組み合わせによって実施される。これらの方法の共通点は電解液１１に対する封止効果である。
【００５４】
代替の実施形態において、マスキングまたは電場の保護は予備電極２６によって実施され、予備電極２６は、例えば適切な保護を備え、現存する電場ならびに陽極浴２０に用いられた化学要素に対して難溶性である金属シートまたは金属要素である。上記の予備電極２６は、直流電圧Ｕおよび／または予備電極２６と複合層２５の銅層２３の面との間に生成された電場はゼロに近くなるように陽極に電気的に接続されている。したがって、銅層３の化学処理が実施されない限り、銅層の面を「機械的に」封止する必要はない。よって、上記の銅層２３の「封止」は接触せずに可能である。
【００５５】
有利な実施形態において、枠型の予備電極２５と、受理した複合層２５のアルミニウム層および／またはアルミニウム合金層２４との間の距離Ｘは０ｍｍより大きいが、１０ｍｍより小さく、好ましくは０〜１ｍｍである。
【００５６】
本発明は、上記によって例示的実施例によって説明されている。本発明の基本的に進歩的な考え方から逸脱することなく数多くの変更ならびに修正が可能であることは明確である。
【符号の説明】
【００５７】
１    基板
２    第１複合層
２’  第２複合層
２”  第３複合層
３  ３’３”  銅層
４  ４’４”  アルミニウム層
５  ５’５”  陽極層および／またはアルミニウム酸化物の断熱層
６  ６’６”  接着層
７    金属層
１０    基板
１１    ペーパーセラミック層
１２  １２’    複合層
１３    金属層、特に銅層
１４    アルミニウム層
１５    アルミニウム酸化物から成る陽極層および／または絶縁層      
１６    接着層
１８    アルミニウムシリコン層
１９    はんだ層
２０    陽極浴
２１    電解液
２２    陰極
２３    銅層および／または銅合金層
２４    アルミニウム層および／またはアルミニウム合金層
２５    複合層
２６    補助電極
Ｐ    断面; 輪郭法
ｄ１〜ｄ６      層厚
Ｕ    直流電圧
Ｘ    距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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