DE102008005529A1 - Kühlkörper und Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Kühlkörper aus einem Verbundmaterial mit einem ersten Material und einem zweiten Material vorgeschlagen, wobei das erste Material einen elektrischen Isolator und das zweite Material einen elektrischen Leiter umfassen, wobei der Kühlkörper eine erste Seite parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Kühlkörpers aufweist und wobei der Kühlkörper eine der ersten Seite senkrecht zur Haupterstreckungsebene gegenüberliegende zweite Seite im Wesentlichen parallel zur ersten Seite aufweist und wobei ferner der Materialanteil des ersten Materials im Bereich der ersten Seite größer ist als der Materialanteil des ersten Materials im Bereich der zweiten Seite.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Kühlkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Solche Kühlkörper sind allgemein bekannt. Beispielsweise sind aus den Druckschriften JP 2005 044 841 A , WO 2004/005 566 A2 , EP 1 168 438 A2 , US 5 886 407 A und EP 0 859 410 A2 Kühlkörper bekannt, welche aus homogenen Metall-Kohlenstoff Verbundwerkstoffen und insbesondere Metall-Keramik Verbundwerkstoffen (MMC) bestehen. Die Verbundstoffe umfassen eine Matrix, die aus Metallen wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium besteht, und Kohlenstoffpartikel, die in der Matrix dispergiert sind. Diese homogenen Verbundwerkstoffe sind zum Abführen der Leistungsabwärme, insbesondere eines Halbleiterbausteins, vorgesehen, welcher auf einer ersten Seite der Kühlkörper angeordnet ist. Weiterhin wird zur Reduzierung von thermischen Spannungen zwischen dem Halbleiterbaustein und dem Kühlkörper ein Kühlkörper mit einem Wärmeausdehnungskoeffizient vergleichbar mit dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Haibleiterbausteinsubstrats angestrebt. Bei Modulen mit MMC-Baseplate Struktur wird der Halbleiterbaustein durch Kupfer auf einer Isolationsschicht elektrisch kontaktiert, wobei die Isolationsschicht auf dem MMC-Kühlkörper angeordnet und insbesondere aufgeklebt ist, so dass eine Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Kühlkörpers an den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Isolationsschicht angestrebt wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Kühlkörper und das erfindungsgemäß Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers gemäß den nebengeordneten Ansprüchen, haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass in den Kühlkörper selbst eine Isolationsschicht aus dem ersten Material integriert ist, so dass der
  • Wärmeausdehnungskoeffizienten der Isolationsschicht deutlich besser an den Wärmeausdehnungskoeffizienten des übrigen Kühlkörpers angepasst ist, gleichzeitig eine erheblich bessere thermische Ankopplung der Isolationsschicht mit dem übrigen Kühlkörper erzielt wird und ferner die Isolationsschicht mechanisch stabiler mit dem übrigen Kühlkörper verbunden ist, wobei besonders vorteilhaft eine Klebeschicht zur stoffschlüssigen Verbindung der Isolationsschicht mit dem übrigen Kühlkörper vollständig eingespart wird. Daher wird einerseits Wärme an der Isolationsschicht deutlich schneller durch den Kühlkörper abgeführt, so dass insbesondere Überhitzungsschäden an einer Halbleiterstruktur verhindert werden, und andererseits mechanische Spannungen an der Isolationsschicht bzw. zwischen der Isolationsschicht und dem übrigen Kühlkörper aufgrund von stark differenzierenden Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Isolationsschicht und dem übrigen Kühlkörper deutlich geringer sind bzw. vollständig unterbunden werden. Der Kühlkörper ist ein Verbundkörper, wobei der Materialanteil des isolierenden ersten Materials an der ersten Seite größer ist, als an der zweiten Seite, so dass die erste Seite des Kühlkörpers bevorzugt eine Isolationsschicht aus dem ersten Material darstellt und die zweite Seite überwiegend das zweite Material umfassen. Somit wird besonders vorteilhaft eine Kombination einer vergleichsweise guten Wärmeleiffähigkeit des zweiten Materials mit einer vergleichsweise geringen elektrischen Leitfähigkeit des ersten Materials derart ermöglicht, dass innerhalb des Verbundkörpers eine vergleichsweise gute Anpassung der Wärmeausdehnungskoeffizienten realisiert ist und somit die thermomechanischen Spannungen innerhalb der Verbundkörpers im Vergleich zum Stand der Technik deutlich geringer sind.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Materialanteil des zweiten Materials im Verbundmaterial im Bereich der zweiten Seite größer ist, als der Materialanteil des zweiten Materials im Bereich der ersten Seite, wobei bevorzugt die erste Seite im Wesentlichen lediglich das erste Material und/oder die zweite Seite im Wesentlichen lediglich das zweite Material aufweist, so dass besonders vorteilhaft die erste Seite als Isolationsschicht eine minimale elektrische Leitfähigkeit und die zweite Seite eine maximale Wärmeleitfähigkeit aufweist und wobei gleichzeitig eine maximale thermische Ankopplung zwischen der ersten und der zweiten Seite und eine maximale Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten der ersten Seite mit dem Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Seite realisiert sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Materialanteil des ersten Materials im Verbundmaterial senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung von der ersten Seite zur zweiten Seite, insbesondere kontinuierlich, monoton und/oder stufenweise, abnimmt, während der Materialanteil des zweiten Materials im Verbundmaterial senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung von der ersten Seite zur zweiten Seite, insbesondere kontinuierlich, monoton und/oder stufenweise, zunimmt. Somit werden besonders vorteilhaft thermische Spannungen innerhalb der Verbundmaterials minimiert, da durch einen vorzugsweise kontinuierlichen Übergang von einem hohen Materialanteil des ersten Materials zu einem hohen Materialanteil des zweiten Materials in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung keine vergleichsweise stark ausgeprägten Sprungstellen der Wärmeausdehnungskoeffizienten in dieser Richtung auftreten, wobei gleichzeitig die thermische Ankopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Material maximiert wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Material eine Porosität aufweist, wobei die Porosität senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung von der ersten Seite zur zweiten Seite zunimmt und wobei bevorzugt die Porengröße und/oder die Porendichte des ersten Materials im Mittel von der ersten Seite zur zweiten Seite senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung zunimmt, wobei besonders bevorzugt die Poren mit dem zweiten Material gefüllt sind. Somit ist in besonders einfacher und kostengünstig herstellbarer Weise ein unterschiedlicher Materialanteil des ersten Materials zwischen der ersten und der zweiten Seite durch eine Variation der Porengröße und/oder der Porendichte im ersten Material realisierbar. Alternativ ist auch eine Variation der Porosität des zweiten Materials, insbesondere bezüglich der Porengröße und/oder der Porendichte senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung, denkbar.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verbundmaterial senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung eine Mehrzahl von Verbundmaterialschichten aufweist, wobei insbesondere das Verhältnis von erstem Material zu zweitem Material zwischen den Verbundmaterialschichten jeweils unterschiedlich ist, so dass in besonders einfacher und kostengünstiger Weise ein Verbundkörper mit einem unterschiedlichen Materialanteil des ersten Materials zwischen der ersten und der zweiten Seite herstellbar ist. Insbesondere ist ein Verbundkörper mit einer Vielzahl von Verbundmaterialschichten denkbar, wobei sich das Verhältnis vom ersten Material zum zweiten Material von einer Verbundmaterialschicht nahe der ersten Seite zu einer Verbundmaterialschicht nahe der zweiten Seite in vergleichsweise geringen Abstufungen und/oder monoton steigend oder abfallend verändert.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Material mit dem zweiten Material formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist und/oder dass das erste Material mit dem zweiten Materialinterpenetrierende Netzwerke bildet. Eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Material entsteht bevorzugt durch ein Ausfüllen der Poren des ersten Materials durch das zweite Material. Besonders vorteilhaft wird durch eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Material die mechanische Belastbarkeit innerhalb der Kühlkörpers im Vergleich zum Stand der Technik in erheblichem Maße erhöht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Material senkrecht zur Haupterstreckungsebene einen Verlauf des Porositätsgrades bevorzugt von 0 vol% bis 95 vol% und besonders bevorzugt von 0 vol% bis 65 vol% aufweist, wobei ganz besonders bevorzugt die erste Seite eine Verbundmaterialschicht im Wesentlichen vollständig aus dem ersten Material von wenigstens 50 μm Dicke senkrecht zur Haupterstreckungsebene aufweist, so dass die Eigenschaften der geringen elektrischen Leitfähigkeit der Isolationsschicht, die gute Wärmeleitfähigkeit des Kühlkörpers, sowie die gute Anpassung der Wärmeausdehnungskoeffizienten vergleichsweise gut realisiert sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Material ein keramisches Material, bevorzugt Oxide, Nitride und/oder Carbide, besonders bevorzugt Al2O3, AlN, Si3N4 und/oder SiC und ganz besonders bevorzugt Al2O3, und das zweite Material ein metallisches Material, bevorzugt Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminium und/oder Aluminiumlegierungen umfasst. Besonders vorteilhaft weist keramisches Material eine vergleichsweise geringe elektrische Leitfähigkeit auf, so dass die Anforderungen an eine hohe Isolationsfähigkeit der Isolationsschicht erfüllt sind, wobei metallisches Material eine vergleichsweise gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, so dass gleichzeitig die Anforderungen an die gute Kühlungsfähigkeit des Kühlkörpers erfüllbar sind.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung mit einem Kühlkörper, wobei auf der ersten Seite des Kühlkörpers wenigstens ein elektrisches, elektronisches und/oder mikromechanisches Bauelement und/oder eine Leiterbahn und/oder eine Verbindungsschicht angeordnet ist, wobei bevorzugt die erste Seite zumindest teilweise mit einer Metallschicht und besonders bevorzugt zumindest teilweise mit einer Aluminium- und/oder Kupferschicht bedeckt ist. Aufgrund der elektrisch isolierenden Isolationsschicht des Kühlkörpers wird besonders vorteilhaft ein Aufbringen von Leiterbahnen unmittelbar auf die Isolationsschicht zur Kontaktierung von elektrischen, elektronischen und/oder mikromechanischen Bauelementen ermöglicht, so dass durch die beschriebene Anordnung die Implementierung eines DBC-Stack hinfällig wird.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers, wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein Vorkörper mit einem Porositätsgradienten senkrecht zur Haupterstreckungsebene aus dem ersten Material hergestellt wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt die Poren des Vorkörpers mit dem zweiten Material gefüllt werden. Somit ist die Herstellung des erfindungsgemäßen Kühlkörpers in nur zwei vergleichsweise einfachen und gut beherrschbaren Arbeitsschritten möglich, so dass die Herstellung vergleichsweise kostengünstig ist und vergleichsweise kostengünstige Materialien verwendbar sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Vorkörper im ersten Verfahrensschritt durch eine Negativabformung hergestellt wird, insbesondere durch eine Negativabformung von miteinander verpressten Schäumen mittels Keramikschlicker, wobei vorzugsweise Polyurethan-Schäume verwendet werden, beziehungsweise dass der Vorkörper im ersten Verfahrensschritt durch eine Schlicker-Druckfiltration und anschließendem Sintern hergestellt wird, wobei vorzugsweise zunächst eine Schlickerform mit zwei Schlickern unterschiedlicher Zusammensetzung befüllt wird, wobei kontinuierlich das Verhältnis zwischen den zwei Schlickern verändert wird und wobei anschließend durch eine Druckfiltration und ein Sinterverfahren der Vorkörper hergestellt wird, beziehungsweise dass der Vorkörper im ersten Verfahrensschritt durch eine Pulververpressung hergestellt wird, wobei vorzugsweise Pulver unterschiedlicher Zusammensetzungen in einer Matrize übereinander eingerakelt und anschließend verpresst werden, beziehungsweise dass der Vorkörper im ersten Verfahrensschritt durch ein Schichten und Versintern einer Mehrzahl von Grünkörperplatten hergestellt wird, wobei vorzugsweise Grünkörperplatten aufeinander geschichtet werden, welche beim Versintern unterschiedliche Porositäten ergeben, beziehungsweise dass der Vorkörper im ersten Verfahrensschritt durch ein Schichten und Verbinden von Platten unterschiedlicher Porositäten hergestellt wird, wobei bevorzugt Keramikplatten aufeinander geschichtet und zur Verbindung miteinander nachversintert werden, beziehungsweise dass der Vorkörper im ersten Verfahrensschritt durch ein Gießverfahren hergestellt wird, insbesondere ein Foliengießverfahren, wobei vorzugsweise in Foliengießtechnik Schlicker unterschiedlicher Zusammensetzung übereinander gegossen und anschließend versintert werden beziehungsweise dass der zweite Verfahrensschritt ein Infiltrationsverfahren umfasst, wobei bevorzugt der Vorkörper mit dem zweiten Material druckunterstützt infiltriert wird und wobei besonders bevorzugt das zweite Material vor dem zweiten Verfahrensschritt in einem flüssigen Aggregatzustands versetzt wird. Somit ist besonders vorteilhaft die Herstellung des Kühlkörpers durch eine Mehrzahl von Herstellungsverfahren möglich, wodurch eine vergleichsweise flexible und kostenoptimierte Herstellung realisierbar ist. Die Herstellungsverfahren sind allesamt vergleichsweise gut beherrschbar und kostengünstig durchführbar.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Es zeigen
  • 1 eine schematische Seitenansicht einer Anordnung eines Kühlkörpers gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
  • 2a eine schematische Seitenansicht eines Vorkörpers zur Herstellung eines Kühlkörpers gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
  • 2b eine schematische Seitenansicht eines Kühlkörpers gemäß der beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Anordnung 20 eines Kühlkörpers 1 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei Kühlkörper 1 ein Verbundmaterial 2 mit einem ersten Material 3 und einem zweiten Material 4 aufweist, wobei das erste Material 3 einen elektrischen Isolator, vorzugsweise ein keramisches Material, und das zweite Material 4 einen elektrischen Leiter, vorzugsweise ein Metall, umfassen, wobei der Kühlkörper 1 eine erste Seite 5 parallel zu einer Haupterstreckungsebene 100 des Kühlkörpers 1 aufweist und wobei der Kühlkörper 1 eine der ersten Seite 5 senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 gegenüberliegende zweite Seite 6 im Wesentlichen parallel zur ersten Seite 5 aufweist und wobei der Materialanteil des ersten Materials 3 im Bereich der erste Seite 5 größer ist, als der Materialanteil des ersten Materials 3 im Bereich der zweiten Seite 6, während der der Materialanteil des zweiten Materials 4 im Verbundmaterial 2 im Bereich der zweiten Seite 6 größer ist, als der Materialanteil des zweiten Materials 4 im Bereich der ersten Seite 5, so dass insbesondere die erste Seite 5 im Wesentlichen lediglich das erste Material 3 und die zweite Seite 6 im Wesentlichen lediglich das zweite Material 4 aufweisen. Der Materialanteil des ersten Materials 3 im Verbundmaterial 2 nimmt senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 100 von der ersten Seite 5 zur zweiten Seite 6 insbesondere stufenweise ab, während der Materialanteil des zweiten Materials 4 im Verbundmaterial 2 senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 100 von der ersten Seite 5 zur zweiten Seite 6 insbesondere stufenweise zunimmt, so dass das Verbundmaterial 2 senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung eine Mehrzahl von Verbundmaterialschichten 7 aufweist und das Verhältnis von erstem Material 3 zu zweitem Material 4 zwischen den Verbundmaterialschichten 7 jeweils unterschiedlich ist. Vorzugsweise weist das erste Material 3 eine Porosität auf, wobei die Porosität senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 100 von der ersten Seite 5 zur zweiten Seite 6 zunimmt und wobei insbesondere die Porengröße und die Porendichte des ersten Materials 3 im Mittel von der ersten Seite 5 zur zweiten Seite 6 senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 100 zunimmt und wobei die Poren 10 mit dem zweiten Material 4 gefüllt sind. Durch die Füllung der Poren 10 des ersten Materials 3 mit dem zweiten Material 4 ist das erste Material 3 mit dem zweiten Material 4 zumindest teilweise formschlüssig und kraftschlüssig verbunden. Die Verbundmaterialschicht 7 im Bereich der ersten Seite 5, welche im Wesentlichen lediglich das erste Material 3 aufweist, umfasst eine Dicke senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 100 von wenigstens 50 μm. Auf der ersten Seite 5 des Kühlkörpers 1 sind Halbleiterbauelemente 11 angeordnet, wobei zwischen der ersten Seite 5 und den Halbleiterbauelementen 11 insbesondere eine Leiterbahn 11' aus Kupfer angeordnet ist.
  • In 2a ist eine schematische Seitenansicht eines Vorkörpers 1' zur Herstellung eines Kühlkörpers 1 gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei der Vorkörper 1' lediglich erstes Material 3 umfasst, wobei der Vorkörper 1' eine Vielzahl von Poren 10 aufweist und wobei die Porendichte senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 von der ersten Seite 5 zur zweiten Seite 6 kontinuierlich oder stufenweise zunimmt, so dass die Materialdichte des ersten Materials 1 von der ersten zur zweiten Seite 5, 6 kontinuierlich oder stufenweise abnimmt. Der Vorkörper 1' wird hergestellt durch eine Negativabformung von miteinander verpressten Polyurethan-Schäume durch Keramikschlicker oder durch eine gradierte Schlicker-Druckfiltration, wobei vorzugsweise aus zwei Reservoirs mit Schlicker unterschiedlicher Zusammensetzung, beispielsweise bezüglich der Porenbildner oder der Korngrößen, eine Schlickerform befüllt wird, wobei das Verhältnis der beiden Schlicker insbesondere kontinuierlich verändert wird und wobei anschließend daraus mittels Druckfiltration ein Grünkörper hergestellt wird, welcher einen Gradienten beispielsweise im Porenbildneranteil aufweist, so dass nach einem darauffolgenden Sinterprozess der Vorkörper 1' mit einem Porositätsgradienten entsteht. Alternativ wird der Vorkörper 1' durch eine gradierte/gestufte Pulververpressung hergestellt, wobei vorzugsweise Pulver unterschiedlicher Zusammensetzung in einer Matrize übereinander eingerakelt und anschließend verpresst werden, wobei Pulvervariationen bezüglich der Korngröße oder der Porenbildner möglich sind, oder der Vorkörper 1' wird durch ein Übereinanderschichten von Grünkörperplatten die bei gleichen Sinterbedingungen aufgrund von Variationen der Korngrößen oder der Porenbildneranteile unterschiedliche Porositäten ergeben und anschließendem Versintern der Grünkörperplatten hergestellt. Alternativ ist auch ein Übereinanderschichten von Keramikplatten unterschiedlicher Porosität, welche zur Verbindung miteinander nachversintert werden, oder ein Foliengießverfahren, wobei in Foliengießtechnik keramische Schlicker mit unterschiedlicher Zusammensetzung, beispielsweise bezüglich der Korngröße oder der Porenbildneranteile, übereinander gegossen und anschließden versintert werden, zur Herstellung des Vorkörpers vorgesehen.
  • In 2b ist eine schematische Seitenansicht eines Kühlkörpers 1 gemäß der beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei der Kühlkörper 1 aus dem in 2a illustrierten und im ersten Verfahrensschritt hergestelltem Vorkörper 1 besteht, welcher in einem zweiten Verfahrensschritt mit einer Metallschmelze druckunterstützt infiltriert wurde, vorzugsweise mittels Squeeze Cast Technik oder mittels Gasdruckinfiltration, so dass die Poren 10 mit dem zweiten Material 4 gefüllt sind und der Kühlkörper vorzugsweise auf der zweiten Seite 6 eine Verbundmaterialschicht 7 aufweist, welche im Wesentlichen lediglich das zweite Material 4 umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (17)

  1. Kühlkörper (1) aus einem Verbundmaterial (2), mit einem ersten Material (3) und einem zweiten Material (4), wobei das erste Material (3) einen elektrischen Isolator und das zweite Material (4) einen elektrischen Leiter umfassen, wobei der Kühlkörper (1) eine erste Seite (5) parallel zu einer Haupterstreckungsebene (100) des Kühlkörpers (1) aufweist und wobei der Kühlkörper (1) eine der ersten Seite (5) senkrecht zur Haupterstreckungsebene (100) gegenüberliegende zweite Seite (6) im Wesentlichen parallel zur ersten Seite (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialanteil des ersten Materials (3) im Bereich der erste Seite (5) größer ist, als der Materialanteil des ersten Materials (3) im Bereich der zweiten Seite (6).
  2. Kühlkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialanteil des zweiten Materials (4) im Verbundmaterial (2) im Bereich der zweiten Seite (6) größer ist, als der Materialanteil des zweiten Materials (4) im Bereich der ersten Seite (5), wobei bevorzugt die erste Seite (5) im Wesentlichen lediglich das erste Material (3) und/oder die zweite Seite (6) im Wesentlichen lediglich das zweite Material (4) aufweist.
  3. Kühlkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialanteil des ersten Materials (3) im Verbundmaterial (2) senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung (100) von der ersten Seite (5) zur zweiten Seite (6), insbesondere kontinuierlich, monoton und/oder stufenweise, abnimmt, während der Materialanteil des zweiten Materials (4) im Verbundmaterial (2) senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung (100) von der ersten Seite (5) zur zweiten Seite (6), insbesondere kontinuierlich, monoton und/oder stufenweise, zunimmt.
  4. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material (3) eine, insbesondere offene, Porosität aufweist, wobei die Porosität senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung (100) von der ersten Seite (5) zur zweiten Seite (6) zunimmt und wobei bevorzugt die Porengröße und/oder die Porendichte des ersten Materials (3) im Mittel von der ersten Seite (5) zur zweiten Seite (6) senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung (100) zunimmt, wobei besonders bevorzugt die Poren (10) mit dem zweiten Material (4) gefüllt sind.
  5. Kühlkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundmaterial (2) senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung eine Mehrzahl von Verbundmaterialschichten (7) aufweist, wobei insbesondere das Verhältnis von erstem Material (3) zu zweitem Material (4) zwischen den Verbundmaterialschichten (7) jeweils unterschiedlich ist.
  6. Kühlkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material (3) mit dem zweiten Material (4) formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist und/oder dass das erste Material (3) mit dem zweiten Material (4) interpenetrierende Netzwerke bildet.
  7. Kühlkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material (3) senkrecht zur Haupterstreckungsebene (100) einen Verlauf des Porositätsgrades bevorzugt von 0 vol% bis 95 vol% und besonders bevorzugt von 0 vol% bis 65 vol% aufweist, wobei ganz besonders bevorzugt die erste Seite (5) eine Verbundmaterialschicht (7) im Wesentlichen vollständig aus dem ersten Material (3) von wenigstens 50 μm Dicke senkrecht zur Haupterstreckungsebene (100) aufweist.
  8. Kühlkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material (3) ein keramisches Material, bevorzugt Oxide, Nitride und/oder Carbide, besonders bevorzugt Al2O3, AlN, Si3N4 und/oder SiC und ganz besonders bevorzugt Al2O3, und das zweite Material (4) ein metallisches Material, bevorzugt Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminium und/oder Aluminiumlegierungen umfasst.
  9. Anordnung (20) mit einem Kühlkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Seite (5) des Kühlkörpers (1) wenigstens ein elektrisches, elektronisches und/oder mikromechanisches Bauelement (11) und/oder eine Leiterbahn (11') und/oder eine Verbindungsschicht angeordnet ist, wobei bevorzugt die erste Seite (5) zumindest teilweise mit einer Metallschicht und besonders bevorzugt zumindest teilweise mit einer Aluminium- und/oder Kupferschicht bedeckt ist.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Kühlkörpers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt ein Vorkörper (1') mit einem Porositätsgradienten senkrecht zur Haupterstreckungsebene (100) aus dem ersten Material (3) hergestellt wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt die Poren (10) des Vorkörpers mit dem zweiten Material (4) gefüllt werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorkörper (1') im ersten Verfahrensschritt durch eine Negativabformung hergestellt wird, insbesondere durch eine Negativabformung von miteinander verpressten Schäumen mittels Schlicker, wobei vorzugsweise Polyurethan-Schäume verwendet werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorkörper (1') im ersten Verfahrensschritt durch eine Schlicker-Druckfiltration und anschließendem Sintern hergestellt wird, wobei vorzugsweise zunächst eine Schlickerform mit zwei Schlickern unterschiedlicher Zusammensetzung befüllt wird, wobei kontinuierlich das Verhältnis zwischen den zwei Schlickern verändert wird und wobei anschließend durch eine Druckfiltration und ein Sinterverfahren der Vorkörper hergestellt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorkörper (1') im ersten Verfahrensschritt durch eine Pulververpressung hergestellt wird, wobei vorzugsweise Pulver unterschiedlicher Zusammensetzung in einer Matrize übereinander eingerakelt und anschließend verpresst werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorkörper (1') im ersten Verfahrensschritt durch ein Schichten und Versintern einer Mehrzahl von Grünkörperplatten hergestellt wird, wobei vorzugsweise Grünkörperplatten aufeinander geschichtet werden, welche beim Versintern unterschiedliche Porositäten ergeben.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorkörper (1') im ersten Verfahrensschritt durch ein Schichten und Verbinden von Platten unterschiedlicher Porositäten hergestellt wird, wobei bevorzugt Keramikplatten aufeinander geschichtet und zur Verbindung miteinander nachversintert werden.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorkörper (1') im ersten Verfahrensschritt durch ein Gießverfahren hergestellt wird, insbesondere ein Foliengießverfahren, wobei vorzugsweise in Foliengießtechnik Schlicker unterschiedlicher Zusammensetzung übereinander gegossen und anschließend versintert werden.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verfahrensschritt ein Schmelzinfiltrationsverfahren umfasst, wobei bevorzugt der Vorkörper (1') mit dem zweiten Material (4) druckunterstützt infiltriert wird und wobei besonders bevorzugt das zweite Material (4) vor dem zweiten Verfahrensschritt in einem flüssigen Aggregatzustands versetzt wird,
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