金属陶瓷基板和用于制造这种金属陶瓷基板的方法技术

一种用于电的元器件的承载基板(1)，尤其用于电的元器件的金属陶瓷基板，包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属陶瓷基板和用于制造这种金属陶瓷基板的方法


[0001]本专利技术涉及一种金属陶瓷基板和一种用于制造这种金属陶瓷基板的方法。

技术介绍

[0002]例如呈金属陶瓷基板的形式的用于电的元器件的承载基板例如作为电路板或印刷电路板从现有技术中充分已知，例如从DE 10 2013 104 739A1、DE 19 927 046 B4和DE 10 2009 033 029 A1中。典型地，在金属陶瓷基板的元器件侧上设置用于电的元器件和印制导线的连接面，其中电的元器件和印制导线可一起连接成电回路。金属陶瓷基板的主要组成部分是优选由陶瓷制成的绝缘层和连结于绝缘层的金属层或元器件金属化部。由于其绝缘强度相对高，由陶瓷制成的绝缘层在电力电子技术方面证实为特别有利的。通过将金属层结构化随后可以实现用于电的元器件的印制导线和/或连接面。
[0003]对于这种承载基板，尤其对于金属陶瓷基板，由于一方面用于绝缘层和另一方面用于金属化部的不同的材料选择，出现不同的热膨胀系数的问题，所述不同的热膨胀系数在例如在承载基板的制造中或在运行中出现的放热的情况下感生或引起热机械应力，所述热机械应力会造成承载基板的弯曲或甚至造成损坏。因此，在现有技术中已设立，在绝缘层的与元器件金属化部相对置的侧处设有背侧金属化部，以便借助在热膨胀系数方面沿堆叠方向的相应的对称性来抵抗挠曲。然而，因为元器件金属化部通常不厚于0.8mm，所以背侧金属化部的对称构成造成，相应地成形的背侧金属化部是非常薄的并且不提供所需的热容量，所述热容量尤其期望用于提供在过载情况下的缓冲。尽管如此，在现有技术中放弃背侧金属化部的结构化，因为这由于降低的铜份额使在平行于和垂直于主延伸平面伸展的方向上的热流路径受到干扰或变差，所述降低的铜份额随后必须由空气或填充剂替代。此外，当在承载基板的背侧上的绝缘槽未填充且延伸直至绝缘层时，会出现电气问题。
[0004]此外，现有技术已知冷却结构，例如鳍状的冷却体，所述冷却结构典型地连结于背侧金属化部，以便确保在运行中或在制造期间的相应的热量导出。

技术实现思路

[0005]以现有技术为出发点，本专利技术的目的是，提供一种承载基板，所述承载基板相对于从现有技术中已知的承载基板是改进的，尤其在其在导出热量或能量时的效率方面和在其抵抗热机械感生的挠曲的措施方面是改进的。
[0006]所述目的通过根据权利要求1的用于电的元器件的承载基板和根据权利要求15的用于其制造的方法来实现。其他优点和特性在从属权利要求以及说明书和附图中得出。
[0007]根据本专利技术的第一方面，设有用于电的元器件的承载基板，尤其用于电的元器件的金属陶瓷基板，其包括：
[0008]‑
绝缘层，其中绝缘层优选具有包括陶瓷的材料或包括至少一个陶瓷层的复合件，
[0009]‑
在元器件侧上构成的元器件金属化部，其具有第一初级结构化部，和
[0010]‑
在与元器件侧相对置的冷却侧处构成的冷却部分金属化部，其具有第二初级结
构化部，
[0011]其中绝缘层、元器件金属化部和冷却部分金属化部沿着堆叠方向上下相叠地设置，并且其中第一初级结构化部和第二初级结构化部沿堆叠方向观察至少部段地一致地伸展。
[0012]相对于从现有技术中已知的承载基板，根据本专利技术提出，第一初级结构化部和第二初级结构化部沿堆叠方向观察至少部段地一致地伸展。由此，显著地提高在元器件金属化部和冷却部分金属化部之间的对称构型，这有利地抵抗承载基板的挠曲。换言之：在元器件金属化部和背侧金属化部之间的对称的构型不仅仅限于各自厚度的相应的设计方案，而且优选地有针对性地通过设定第一和第二初级结构化部的一致的设置来引起或辅助。由此，有利地提高在元器件金属化部和冷却部分金属化部之间的对称性，由此可以有效地抵抗挠曲。
[0013]在此，将结构化部，尤其第一初级结构化部和第二初级结构化部理解为凹部或缩回部，其在各自的金属化部，即冷却侧金属化部或元器件金属化部的外侧处构成。在此，相应的留空部，即第一初级结构化部和/或第二初级结构化部，优选沿着延伸方向延伸，所述延伸方向基本上平行于主延伸平面伸展。此外提出，绝缘层、元器件金属化部和冷却部分金属化部分别沿着主延伸平面延伸并且沿垂直于主延伸平面伸展的堆叠方向上下相叠地设置。尤其，冷却部分金属化部直接地，例如经由DCB或AMB方法，连结于绝缘层，尤其连结于绝缘层的冷却侧。冷却金属化部例如也可以事后构成。例如，为此例如借助于DCB或AMB法制造背侧金属化部，并且接着将接片式的销元件连结于背侧金属化部，以便构成用于形成冷却部分金属化部的鳍结构。只要提到部段一致的伸展，尤其理解为沿着第一初级结构化部和第二初级结构化部的各自的延伸方向的至少部分一致的设置。例如，第一初级结构化部、第二初级结构化部、第一次级结构化部和/或第二次级结构化部的结构化通过蚀刻、铣切、压印、挤压、挤出、冷挤压或通过这些方法的组合制造。
[0014]将结构化部，即第一初级结构化部和第二初级结构化部的一致的设置优选理解为，沿堆叠方向观察，结构化部，即在冷却侧金属化部和元器件金属化部中的留空部或缩进部至少部段重叠地设置。换言之：沿堆叠方向观察，第一初级结构化部和第二初级结构化部的投影重叠。在此可设想的是，第一初级结构化部和第二初级结构化部基本上是相同宽度的并且结构化部沿堆叠方向观察完全重叠，即第一初级结构化部和第二初级结构化部的限界部同样彼此一致地设置。将第一初级结构化部和第二初级结构化部的一致的设计也理解为以下情况，其中第一和第二初级结构化部沿堆叠方向仅部分地彼此重叠地设置。例如也可设想的是，第一初级结构化部和第二初级结构化部的中点或中心沿堆叠方向观察上下相叠地设置或相对于彼此错开。优选地，中点相对于彼此错开的间距小于这两个结构化部中的较窄的结构化部(即第一初级结构化部或第二初级结构化部)的宽度，优选小于这两个结构化部中的较窄的结构化部的宽度的50％并且特别优选小于这两个结构化部中的较窄的结构化部的宽度的25％。将冷却侧金属化部或元器件金属化部中的结构化部的横向限界部之间的中间理解为中点。
[0015]还可设想的是，第一和第二初级结构化部的沿堆叠方向观察重叠的区域占第一初级结构化部或第二初级结构化部的、优选这两个结构化部(即第一初级结构化部和第二初级结构化部)中的较窄的或较宽的结构化部的宽度的份额大于50％，优选大于75％并且特
别优选大于90％。
[0016]还可设想的是，关于一个第二初级结构化部，多个第一初级结构化部沿堆叠方向观察一致地设置，或关于一个第一结构化部，多个第二初级结构化部沿堆叠方向观察一致地设置。
[0017]还优选地提出，绝缘层由陶瓷层，尤其单个陶瓷层形成。还可设想的是，绝缘层是多层的并且例如具有由陶瓷形成的初级层和次级层，其中在初级层和次级侧之间设置有金属的中间层，其中沿堆叠方向测量，金属的中间层比初级层和/或次级层更厚和/或大于1mm。在此，在绝缘层中已经可以辅助热量分离，所述热量分离促进热量的引走。借此，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电的元器件的承载基板(1)，包括：
‑
绝缘层(10)，其中所述绝缘层(10)优选地具有包括陶瓷的材料或包括至少一个陶瓷层的复合件，
‑
在元器件侧(BS)上构成的元器件金属化部(20)，所述元器件金属化部具有第一初级结构化部(21)，和
‑
在与所述元器件侧(BS)相对置的冷却侧(KS)处构成的冷却部分金属化部(30)，所述冷却部分金属化部具有第二初级结构化部(31)，其中所述绝缘层(10)、所述元器件金属化部(20)和所述冷却部分金属化部(30)沿着堆叠方向(S)上下相叠地设置，并且其中所述第一初级结构化部(21)和所述第二初级结构化部(31)沿堆叠方向(S)观察至少部段一致地伸展。2.根据权利要求1所述的承载基板(1)，其中所述第二初级结构化部(31)是冷却结构的一部分。3.根据上述权利要求中任一项所述的承载基板(1)，其中所述冷却部分金属化部(30)具有第二次级结构化部(32)，所述第二次级结构化部尤其是所述冷却结构的一部分，其中所述第二初级结构化部(31)具有第二深度(T2)和第二宽度(B2)并且所述第二次级结构化部(32)具有另外的第二深度(T2
’
)和另外的第二宽度(B2
’
)，其中所述第二深度(T2)大于或小于所述另外的第二深度(T2
’
)。4.根据权利要求3所述的承载基板，其中所述第二宽度(B2)大于或小于所述另外的第二宽度(B2
’
)。5.根据上述权利要求中任一项所述的承载基板(1)，其中所述元器件金属化部(20)具有沿堆叠方向(S)测量的第一厚度(D1)，其中所述第一厚度(D1)至少为1mm，优选大于1.3mm并且特别优选在1.5mm和3mm之间。6.根据上述权利要求中任一项所述的承载基板(1)，其中所述冷却部分金属化部(20)具有第二厚度(D...

【专利技术属性】
技术研发人员：维塔利耶，
申请(专利权)人：罗杰斯德国有限公司，
类型：发明
国别省市：