DE102013102540A1 - Metall-Keramik-Substrat, Modulanordnung sowie Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Metall-Keramik-Substrat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, eine Modulanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 15 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 18.
- Metall-Keramik-Substrate in Form von Leiterplatten bestehend aus einer Keramikschicht und wenigstens einer mit einer Oberflächenseite der Keramikschicht verbundenen und zur Ausbildung von Leiterbahnen, Kontakten, Kontakt- oder Anschlussflächen strukturierten Metallisierung sind in verschiedensten Ausführungen bekannt. Derartige Metall-Keramik-Substrate finden beispielsweise Verwendung zum Aufbau von Leistungshalbleiter-Modulen.
- Zum Verbinden von die Metallisierung bildenden Metallfolien oder Metallschichten miteinander oder mit einem Keramiksubstrat bzw. einer Keramikschicht ist ferner das sogenannte „DCB-Verfahren“ („Direct-Copper-Bonding“) bekannt. Dabei werden Metallschichten, vorzugsweise Kupferschichten oder -folien miteinander und/oder mit einer Keramikschicht verbunden, und zwar unter Verwendung von Metall- bzw. Kupferblechen oder Metall- bzw. Kupferfolien, die an ihren Oberflächenseiten eine Schicht oder einen Überzug („Aufschmelzschicht“) aus einer chemischen Verbindung aus dem Metall und einem reaktiven Gas, bevorzugt Sauerstoff aufweisen. Bei diesem beispielsweise in der
US-PS 37 44 120 oder in derDE-PS 23 19 854 beschriebenen Verfahren bildet diese Schicht oder dieser Überzug („Aufschmelzschicht“) ein Eutektikum mit einer Schmelztemperatur unter der Schmelztemperatur des Metalls (z.B. Kupfers), so dass durch Auflegen der Metall- bzw. Kupferfolie auf die Keramikschicht und durch Erhitzen sämtlicher Schichten diese miteinander verbunden werden können, und zwar durch Aufschmelzen der Metallschicht bzw. Kupferschicht im Wesentlichen nur im Bereich der Aufschmelzschicht bzw. Oxidschicht. Ein derartiges DCB-Verfahren weist dann beispielsweise folgende Verfahrensschritte auf: - – Oxidieren einer Kupferfolie derart, dass sich eine gleichmäßige Kupferoxidschicht ergibt;
- – Auflegen der Kupferfolie mit der gleichmäßigen Kupferoxidschicht auf die Keramikschicht;
- – Erhitzen des Verbundes auf eine Prozesstemperatur zwischen etwa
1025 bis 1083°C, beispielsweise auf ca. 1071°C; - – Abkühlen auf Raumtemperatur.
- Ferner ist aus den Druckschriften
DE 22 13 115 undEP-A-153 618 - Es ist bekannt, dass derartige Metall-Keramik-Substrate in vielen Anwendungen hohen Temperaturwechselbelastungen unterliegen, bei denen beispielsweise Temperaturänderungen zwischen –40°C und +125 °C auftreten können. Bedingt durch den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Keramikschicht und der Metallisierung bzw. Metallschicht ergeben sich insbesondere am Übergang zwischen diesen Schichten bei Temperaturschwankungen erhebliche mechanische Druck- oder Zugspannungen, deren Gradient im Keramikmaterial insbesondere am Rand der Metallschicht besonders groß ist und zu Rissen im Bereich der Oberfläche der Keramikschicht führt.
- Zur Vermeidung derartiger Rissbildung und Erhöhung der Temperaturwechselbeständigkeit des Metall-Keramik-Substrates sind bereits unterschiedliche Maßnahmen bekannt.
- Beispielsweise ist aus der
DE 40 04 844 C1 bereits ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Kupfermetallisierung eines Metall-Keramik-Substrates bekannt, bei dem durch entsprechende Ätztechniken eine strukturierte Metallisierung geschaffen wird, die an ihren Rändern zur Reduzierung des Gradienten der Zug- und Druckspannungen stellenweise geschwächt ist. Die hierbei vermittelte Lehre umfasst in ihrer allgemein gehaltenen Form auch bereits vorher bekannte Ausgestaltungen von Leiterbahnen, Kontaktflächen oder dergl. strukturierten Metallisierungen sowie auch Kantenabschwächungen, wie sie beim Ätzen von Strukturen von Metallisierungen zwangsläufig erhalten werden und sich nicht vermeiden lassen. - Auch sind bereits Verbindungstechnologien bekannt, beispielsweise Reibschweißen bzw. Ultraschallreibschweißen oder die Verwendung von Kontakt- oder Strahlungsheizungen zur direkten flächigen Verbindung zweier Metalloberflächen, beispielsweise eines Anschlussbereiches eines Metall-Keramik-Substrates und eines Kontaktelements bekannt. Die direkte flächige Verbindung zwischen den Fügepartnern wird ohne eine Verbindungsschicht hergestellt. Insbesondere mittels Ultraschallschweißen können Metalloberflächen aus Kupfer, Aluminium und deren Legierungen, beispielsweise eine Metallisierungsoberfläche und die Oberfläche eines Kontaktelementes direkt flächig verbunden werden. Die zur direkten flächigen Verbindung erforderliche Wärme wird durch Einleitung einer hochfrequenten mechanischen Schwingung erreicht, welche unter Druck auf zumindest einen Fügepartner übertragen wird. Beim Ultraschallschweißen von Folien oder dünnen Blechen entsteht die Verbindung nach Aufbrechen der Oxidschicht im Wesentlichen durch ein Ineinanderverzahnen der aneinander anliegenden Oberflächenabschnitte der Fügepartner. Nachteilig kann es beim Einsatz eines Ultraschallreibschweißverfahrens zur direkten flächigen Verbindung eines Kontaktelementes auf einem Metallisierungsabschnitt eines Metall-Keramik-Substrates aufgrund des zum Reibschweißen bzw. Ultraschallreibschweißen erforderlichen hohen Flächendruckes zu einer Beschädigung der Keramikschicht des Metall-Keramik-Substrates kommen.
- Ausgehend von dem voranstehend genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Metall-Keramik-Substrates, eine Modulanordnung als auch zugehöriges Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Substrates aufzuzeigen, welches eine verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit aufweist, so dass die Gefahr einer Rissbildung insbesondere im Bereich der Anschlussflächen bildenden Metallisierungsabschnitte reduziert werden kann. Die Aufgabe wird durch ein Metall-Keramik-Substrat, eine Modulanordnung und ein Verfahren zur Herstellung Metall-Keramik-Substrat gemäß der Patentansprüche 1, 15 und 18 gelöst.
- Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Metall-Keramik-Substrates ist darin zu sehen, dass zumindest ein Kontaktelement mit dem zumindest einen Metallisierungsabschnitt im ersten Oberflächenabschnitt mittels einer Direktverbindungstechnik direkt flächig verbunden ist. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen der ersten Ausnehmungen im ersten Oberflächenabschnitt kann der zur Herstellung einer direkten flächigen Verbindung des Kontaktelementes mit dem ersten Oberflächenabschnitt des Metallisierungsabschnittes erforderliche Flächendruck zwischen den Fügepartnern reduziert werden, so dass die Gefahr eine Beschädigung der Keramikschicht aufgrund der Direktverbindungstechnologie deutlich reduziert ist. Durch das Einbringen der ersten Ausnehmungen im ersten Oberflächenabschnitt wird die direkte Kontaktfläche zwischen den Fügepartnern erheblich reduziert, d.h. zur Herstellung der direkten flächigen Verbindung zwischen den Fügepartnern ist ein geringerer Flächendruck ausreichend. Auch wird durch das Einbringen der ersten Ausnehmungen in den ersten Oberflächenabschnitt die Temperaturwechselbeständigkeit des Metall-Keramik-Substrates im Bereich der Anschlussstellen für die Kontaktelemente deutlich verbessert, so dass auch hierdurch die Gefahr von Rissbildungen in der Keramikschicht sinkt. Vorzugsweise erfolgt eine annähernd gleichmäßige Verteilung der ersten Ausnehmungen über den ersten Oberflächenabschnitt des Metallisierungsabschnittes.
- Besonders vorteilhaft weist der Metallisierungsabschnitt einen an den ersten Oberflächenabschnitt anschließenden zweiten Oberflächenabschnitt auf, der den ersten Oberflächenabschnitt teilweise umgibt und der mehrere entlang des freien Randes des Metallisierungsabschnittes verteilt vorgesehene zweite Ausnehmungen aufweist. Durch das Vorsehen zweiter Ausnehmungen im Randbereich des Metallisierungsabschnittes kann die Temperaturwechselbeständigkeit zusätzlich erhöht werden, so dass insbesondere im Übergangsbereich zwischen dem freigeätzten Bereich der Keramikschicht und dem Rand des Metallisierungsabschnittes eine Reduzierung des Gradienten der Zug- und Druckspannungen in der Keramikschicht entsteht, wodurch wiederum die Gefahr einer Rissbildung weiter reduziert wird.
- In einer vorteilhaften Ausführungsvariante sind die ersten Ausnehmungen kreisförmig ausgebildet und weisen einen Durchmesser zwischen 30 Mikrometer und 350 Mikrometer auf, wobei die Tiefe der ersten Ausnehmungen zwischen 10% und 70% der Schichtdicke des Metallisierungsabschnittes beträgt. Die zweiten Ausnehmungen sind ebenfalls kreisförmig ausgebildet, weisen jedoch im Gegensatz dazu einen Durchmesser zwischen 400 Mikrometer und 700 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 550 Mikrometer und 650 Mikrometer auf. Ferner weisen die zweiten Ausnehmungen zwischen 60% und 100% der Schichtdicke der Metallisierung auf. Vorzugsweise ist damit der Durchmesser der zweiten Ausnehmungen mindestens doppelt so groß als der Durchmesser der ersten Ausnehmungen. Durch die beschrieben Dimensionierung der ersten Ausnehmungen wird die Wärmeleitfähigkeit des Metallisierungsabschnittes nicht wesentlich beeinträchtigt, da nur ein geringer Materialabtrag vorliegt.
- Alternativ können die ersten Ausnehmungen auch durch ovale, schlitzförmige, karo- oder rautenförmige und/oder spiralförmige Vertiefungen gebildet sein. Prinzipiell sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Geometrien derartiger erster Ausnehmungen möglich, die durch mittels bekannter Ätzverfahren oder mechanischer Bearbeitungsverfahren, beispielsweise Fräsen, Bohren etc. herstellbar sind. Die zweiten Ausnehmungen können ebenfalls durch ovale, schlitzförmige, karo- oder rautenförmige Vertiefungen und/oder durch einen mäanderförmigen, briefmarkenrandförmigen oder sägezahnförmigen Randverlauf des zumindest eines Metallisierungsabschnittes gebildet. Auch können die zweiten Ausnehmungen zur Erzeugung eines Abschwächung des Metallisierungsabschnittes im randseitigen Bereich bzw. im zweiten Oberflächenabschnitt durch eine gestufte Ausbildung des zweiten Oberflächenabschnittes und/oder eine zumindest abschnittweise umlaufende, vorzugsweise geschlossene rinnenartige Ausnehmung gebildet sein, welche beispielsweise durch Ätzen oder ein mechanisches Bearbeitungsverfahren wie Prägen in den zweiten Oberflächenabschnitt eingebracht wird.
- Weiterhin vorteilhaft ist die direkte flächige Verbindung des Kontaktelementes mit dem ersten Oberflächenabschnitt durch Reibschweißen, insbesondere Ultraschallreibschweißen oder mittels einer Kontakt- oder Strahlungsheizung hergestellt. Das Kontaktelement und der zumindest eine Metallisierungsabschnitt sind beispielsweise aus Kupfer, Aluminium, einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung hergestellt, wobei das zumindest eine Kontaktelement vorzugsweise einen höheren Härtegrad als der zumindest eine Metallisierungsabschnitt aufweist.
- Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine Modulanordnung umfassend ein erfindungsgemäßes Metall-Keramik-Substrat, zumindest ein Halbleiterbauteil und zumindest ein Kontaktelement, bei dem der zumindest eine Metallisierungsabschnitt im ersten Oberflächenabschnitt mehrere, über den ersten Oberflächenabschnitt verteilte erste Ausnehmungen aufweist, wobei das zumindest eine Kontaktelement mit dem zumindest einen Metallisierungsabschnitt im ersten Oberflächenabschnitt direkt flächig verbunden ist. Das Kontaktelement ist vorzugsweise mit dem zumindest einen Metallisierungsabschnitt durch Reibschweißen, insbesondere Ultraschallreibschweißen oder mittels einer Kontakt-oder Strahlungsheizung direkt flächig verbunden. Zusätzlich kann eine Grundplatte aus Kupfer oder Aluminium vorgesehen sein, die über eine Lot- oder Sinterverbindung mit der weiteren Metallisierung verbunden ist.
- Schließlich ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates umfassend eines Metall-Keramik-Substrates umfassend zumindest eine Keramikschicht, bei dem die an zumindest einer Oberflächenseite mit wenigstens einer Metallisierung versehen wird, bei dem die wenigstens eine Metallisierung zur Ausbildung von Leiterbahnen und/oder Kontakt- oder Anschlussflächen derart strukturiert wird, dass zumindest ein Metallisierungsabschnitt zum Anschluss eines Kontaktelementes entsteht, wobei der zumindest eine Metallisierungsabschnitt zumindest einen ersten Oberflächenabschnitt zum flächigen Anschluss eines Kontaktelementes aufweist. Besonderes vorteilhaft werden in den ersten Oberflächenabschnitt des zumindest einen Metallisierungsabschnittes mehrere über den ersten Oberflächenabschnitt gleichmäßig verteilte erste Ausnehmungen eingebracht, wobei das zumindest eine Kontaktelement mit dem ersten Oberflächenabschnitt des zumindest einen Metallisierungsabschnittes direkt flächig verbunden wird. Auch hier werden die ersten Ausnehmungen vorzugsweise gleichmäßig über den ersten Oberflächenabschnitt verteilt in den Metallisierungsabschnitt eingebracht.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werde in einen zweiten Oberflächenabschnitt des zumindest einen Metallisierungsabschnitt mehrere entlang des freien Randes des Metallisierungsabschnittes verteilt vorgesehene zweite Ausnehmungen eingebracht, wobei der zweite Oberflächenabschnitt an den ersten Oberflächenabschnitt anschließt und diesen zumindest teilweise umgibt.
- Schließlich wird die direkte flächige Verbindung zwischen dem einen Kontaktelement und dem ersten Oberflächenabschnitt des zumindest einen Metallisierungsabschnittes durch Reibschweißen, insbesondere Ultraschallreibschweißen oder mittels einer Kontakt- oder Strahlungsheizung hergestellt.
- Die Ausdrucke „näherungsweise“, „im Wesentlichen“ oder „etwa“ bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
- Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Modulanordnung, -
2 eine vereinfachte Draufsicht auf das unbestückte Metall-Keramik-Substrat gemäß1 , -
3 eine vereinfachte Draufsicht auf das bestückte Metall-Keramik-Substrat gemäß1 , -
4 –7 vereinfachte Draufsichten auf diverse Ausführungsvarianten der in die Metallisierungsabschnitte eingebrachten Ausnehmungen, -
8 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch den Verbindungsbereich des ersten Metallisierungsabschnittes mit dem ersten Kontaktelement in einer ersten Ausführungsvariante, -
9 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch den Verbindungsbereich des ersten Metallisierungsabschnittes mit dem ersten Kontaktelement in einer zweiten Ausführungsvariante und -
10 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch die mit einer Grundplatte versehenen Modulanordnung gemäß1 . -
1 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine Ausführungsvariante einer Modulanordnung1 umfassend zumindest ein Metall-Keramik-Substrat2 , zumindest ein Halbleiterbauteil3 , insbesondere in Form eines Halbleiterchips und ein erstes und zweites Kontaktelement4 ,5 . - Das Metall-Keramik-Substrat
2 weist zumindest eine Keramikschicht6 mit zwei gegenüberliegenden Oberflächenseiten, und zwar einer ersten und zweiten Oberflächenseite6.1 ,6.2 auf. Die erste Oberflächenseite6.1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit wenigstens einer Metallisierung7 versehen, die vorzugsweise durch eine Folie oder Schicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet bzw. hergestellt ist und welche vorzugsweise direkt und flächig auf der Keramikschicht6 aufgebracht ist. - In einer Ausführungsvariante des Metall-Keramik-Substrates
2 ist die der ersten Oberflächenseite6.1 gegenüberliegende zweite Oberflächenseite6.2 mit einer weiteren Metallisierung8 versehen, die vorzugsweise durch eine Folie oder Schicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet bzw. hergestellt ist. Vorzugsweise weisen die Metallisierungen7 ,8 eine Schichtdicke D von wenigstens 75 Mikrometer (µm), vorzugsweise zwischen 75 und 900 Mikrometer auf. Es versteht sich, dass auch andere geeignete Metalle zur Herstellung der Metallisierungen7 ,8 Verwendung finden können. - Die Kontaktelemente
4 ,5 sind vorzugsweise aus einem Material mit hoher Leitfähigkeit hergestellt, beispielsweise Kupfer, Aluminium, einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung. In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Material der Kontaktelemente4 ,5 an das Material der Metallisierung7 ,8 angepasst. Insbesondere sind die Kontaktelemente4 ,5 aus einem Material mit einem höheren Härtegrad als das auf die Keramikschicht6 als Metallisierung7 aufgebrachte Material hergestellt. Werden beispielweise sowohl das Kontaktelement4 ,5 als auch die Metallisierung7 aus Kupfer hergestellt, so weisen die Kontaktelemente4 ,5 einen höheren Härtegrad als die Metallisierung7 auf. Die Kontaktelemente4 ,5 weisen vorzugsweise einen flachen, rechteckförmigen Querschnitt aus und bilden einen flächigen Anschlussbereich zur Verbindung mit der Metallisierung7 aus. - Die Keramikschicht
6 ist beispielsweise aus einer Oxid-, Nitrid- oder Karbidkeramik wie Aluminiumoxid (Al2O3) oder Aluminiumnitrid (AlN) oder Siliziumnitrid (Si3N4) oder Siliziumkarbid (SiC) oder aus Aluminiumoxid mit Zirkonoxid (Al2O3 + ZrO2) hergestellt und weist eine Schichtdicke beispielsweise zwischen 200 Mikrometer und 1000 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 300 Mikrometer und 700 Mikrometer auf. - Bei Ausbildung der Metallisierungen
7 ,8 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung werden diese unter Verwendung der eingangs beschriebenen „Direct-Copper-Bonding“ Technologie flächig mit der ersten bzw. zweiten Oberflächenseite6.1 ,6.2 der Keramikschicht6 verbunden. Alternativ kann die Anbindung mittels Aktivlöten erfolgen. Die Verbindung einer aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Metallisierung7 ,8 mit der der ersten bzw. zweiten Oberflächenseite6.1 ,6.2 der Keramikschicht6 erfolgt beispielsweise mittels Hartlöten, Aktivlöten oder Kleben. - Erfindungsgemäß ist die mit der ersten Oberflächenseite
6 .1 flächig verbundene Metallisierung7 zur Ausbildung von Leiterbahnen und/oder Kontakt- oder Anschlussflächen derart strukturiert ausgebildet, dass zumindest ein Metallisierungsabschnitt7a ,7b zum Anschluss eines Kontaktelementes4 ,5 entsteht. Der Metallisierungsabschnitt7a ,7b bildet damit ein so genanntes „pad“ zum Anschluss eines Kontaktelementes4 ,5 aus. Die Metallisierungsabschnitte7a ,7b ,7c sind jeweils vollständig von freigeätzten Bereichen6’ der Keramikschicht6 umgeben. - Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Metallisierung
7 in einen ersten Metallisierungsabschnitt7a , einen zweiten Metallisierungsabschnitt7b und einen dritten Metallisierungsabschnitt7c strukturiert, wobei der erste Metallisierungsabschnitt7a zum Anschluss des ersten Kontaktelements4 und der zweite Metallisierungsabschnitt7b zum Anschluss des zweiten Kontaktelementes5 vorgesehen sind. Diese sind vorzugsweise in zumindest einem Randbereich des Metall-Keramik-Substrates2 bzw. der Modulanordnung1 angeordnet. Es versteht sich das nahezu beliebige Strukturierungen der Metallisierung7 möglich sind, ohne das hierdurch der erfindungsgemäße Gedanke verlassen wird. - Der dritte Metallisierungsabschnitt
7c ist zum Anschluss des Halbleiterbauteils3 vorgesehen. Das in Form eines „Chip“ ausgebildete Halbleiterbauteil3 weist einen oberen und unteren Anschlusskontakt3’ ,3’’ auf, wobei vorzugsweise der untere Anschlusskontakt3’ des Halbleiterbauteils3 flächig mit der Oberseite des dritten Metallisierungsabschnitt7c verbunden ist, und zwar mittels einer Löt- oder Sinterverbindung. Hierdurch wird eine elektrisch und thermisch leitende Verbindung zwischen der dritten Metallisierungsabschnitt7c und dem unteren Anschlusskontakt3’ des Halbleiterbauteils3 hergestellt. - Der obere Anschlusskontakt
3’’ des Halbleiterbauteils3 wird beispielsweise über eine Bonddrahtverbindung oder eine andere ebenfalls geeignete Verbindungstechnologie mit dem ersten Metallisierungsabschnitt7a elektrisch leitend verbunden. Die elektrisch leitende Verbindung des dritten Metallisierungsabschnittes7c mit dem zweiten Metallisierungsabschnitt7b wird analog zuvor beispielsweise über eine Bonddrahtverbindung oder eine andere ebenfalls geeignete Verbindungstechnologie hergestellt. - Die Strukturierung der Metallisierung
7 in die ersten bis dritten Metallisierungsabschnitte7a bis7c wird vorzugsweise durch entsprechendes Maskieren und anschließendes Ätzen einer vollflächig auf die Keramikschicht6 aufgebrachten noch unstrukturierten Metallisierung erzeugt. Vorzugsweise weisen der die Anschlussflächen bildende erste und zweite Metallisierungsabschnitt7a bis7c eine recheckige oder quadratische Struktur auf. - Das erste und zweite Kontaktelement
4 ,5 werden vorzugsweise flächig mit dem ersten und zweiten Metallisierungsabschnitt7a ,7b verbunden. Hierzu weist jeder der Metallisierungsabschnitte7a ,7b zumindest einen ersten Oberflächenabschnitt7.1a ,7.1b zum flächigen Anschluss des Kontaktelementes4 ,5 auf. Im ersten Oberflächenabschnitt7.1a ,7.1b wird die flächige Verbindung zwischen dem Kontaktelement4 ,5 und dem Metallisierungsabschnitt7a ,7b hergestellt, welche mittels unterschiedliche Verbindungstechnologien realisiert sein kann. Beispielsweise kann der erste Oberflächenabschnitt7.1a ,7.1b des Metallisierungsabschnittes7a ,7b mit dem Kontaktelement4 ,5 durch Reibschweißen, insbesondere Ultraschallreibschweißen oder durch Sintern verbunden sein. Alternativ kann auch eine so genannte Kontakt- oder Strahlungsheizung in einer speziellen Arbeitsatmosphäre zum Einsatz kommen. - An den ersten Oberflächenabschnitt
7.1a ,7.1b der Metallisierungsabschnitte7a ,7b schließt sich ein zweiter Oberflächenabschnitt7.2a ,7.2b an, der zumindest teilweise den ersten Oberflächenabschnitt7.1a ,7.1b umgibt und sich somit im Wesentlichen vom ersten Oberflächenabschnitt7.1a ,7.1b bis zum Rand des jeweiligen Metallisierungsabschnittes7a ,7b erstreckt. - Bei Temperaturschwankungen treten in den freigeätzten Bereichen
6’ der Keramikschicht6 Zugspannungen auf, während die mit der strukturierten Metallisierung7 verbundenen Bereiche der Keramikschicht6 unter Druckspannung stehen. Dadurch kann es aufgrund des Gradienten der Zug- und Druckspannungen nicht nur am Übergang zwischen der strukturierten Metallisierung7 zu den nichtmetallisierten Bereichen der Keramikschicht6 des Metall-Keramik-Substrates2 , d.h. im Bereich der zweiten Oberflächenabschnitte7.2a ,7.2b , sondern auch im Bereich der ersten Oberflächenabschnitten7.1a ,7.1b der Metallisierungsabschnitte7a ,7b zu einer Rissbildung kommen. Um derartige Rissbildungen zu vermeiden und die Temperaturwechselbeständigkeit des Metall-Keramik-Substrates2 zu verbessern, werden erfindungsgemäß im ersten Oberflächenabschnitt7.1a ,7.1b des Metallisierungsabschnittes7a ,7b mehrere, über den ersten Oberflächenabschnitt7.1a ,7.1b gleichmäßig verteilte erste Ausnehmungen9 vorgesehen. - Die Tiefe T1 der ersten Ausnehmungen
9 erstreckt sich hierbei maximal über 70% der Schichtdicke D der Metallisierung7 bzw. des jeweiligen Metallisierungsabschnittes7a ,7b , d.h. die im Bereich einer ersten Ausnehmung9 verbleibende Schichtdicke des Metallisierungsabschnittes7a ,7b beträgt mindestens 30 Mikrometer. Damit ist sichergestellt, dass die erforderliche Wärmeleitfähigkeit des Metallisierungsabschnittes7a ,7b erhalten bleibt. Vorzugsweise beträgt die Tiefe T1 der ersten Ausnehmungen9 zwischen 30% und 60% der Schichtdicke D der Metallisierung7 , so dass auch bei hohen Strömen keine merkliche Erhöhung des Widerstandes und damit kein Hitzestau im Metallisierungsabschnitt7a ,7b entsteht. - Vorzugsweise ist die Tiefe T1 der ersten Ausnehmungen
9 an das jeweils zur Verbindung des Kontaktelementes4 ,5 mit dem Metallisierungsabschnittes7a ,7b verwendete Verfahren angepasst. Beispielsweise beträgt die Tiefe T1 der ersten Ausnehmungen9 bei Verwendung des Reibschweißverfahrens bzw. des Ultraschallreibschweißverfahrens zwischen 40 Mikrometer und 70 Mikrometer, vorzugsweise ca. 50 Mikrometer. Die Fügetiefe beim Reibschweißverfahren bzw. beim Ultraschallreibschweißverfahren beträgt vorzugsweise ebenfalls ca. 50 Mikrometer. Durch das Einbringen der ersten Ausnehmungen9 in die ersten Oberflächenabschnitte7.1a ,7.1b der Metallisierungsabschnitte7a ,7b kann der beim Reibschweißen bzw. Ultraschallreibschweißen erforderliche Anpressdruck reduziert werden, so dass durch den Anpressdruck bedingte Rissbildungen in der Keramikschicht6 aufgrund des reduzierten Anpressdruckes nahezu vermieden werden. Auch können im weiteren Fügepartner, und zwar dem Kontaktelement4 ,5 ebenfalls Ausnehmungen und/oder eine Perforierung eingebracht sein, wodurch der beim Reibschweißen bzw. Ultraschallreibschweißen erforderliche auftretende Flächendruck weiter reduziert werden kann. Auch wird hierdurch das Schweißergebnis deutlich verbessert. -
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf das unbestückte Metall-Keramik-Substrat2 , d.h. ohne das Halbleiterbauteil3 und die Kontaktelemente4 ,5 . Wie aus2 ersichtlich weisen der erste und zweite Metallisierungsabschnitt7a ,7b jeweils einen ersten und zweiten Oberflächenabschnitt7.1a ,7.2a bzw.7.1b ,7.2b auf, wobei der die Anschlussfläche für das Kontaktelement4 ,5 bildende erste Oberflächenabschnitt7.1a ,7.1b eine Vielzahl von ersten Ausnehmungen9 aufweist, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildet und beispielsweise gleichmäßig über den ersten Oberflächenabschnitt7.1a ,7.1b verteilt sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine matrixartige Verteilung der ersten Ausnehmungen9 vorgesehen. Die kreisförmig ausgebildeten ersten Ausnehmungen9 bilden damit so genannte „Dimple“ mit einem Durchmesser D1 zwischen 20 Mikrometer und 350 Mikrometer aus, welche sich in Richtung der Keramikschicht6 verjüngen. Der Abstand zweier benachbarter erster Ausnehmungen9 beträgt vorzugsweise mindestens 100 Mikrometer. Insbesondere ist die von den ersten Ausnehmungen9 gebildete Fläche größer als die verbleibende Fläche des ersten Oberflächenabschnittes7.1a ,7.1b der Metallisierungsabschnitte7a ,7b . - In der dargestellten Ausführungsvariante sind zusätzlich zu den ersten Ausnehmungen
9 noch zweite Ausnehmungen10 im zweiten Oberflächenabschnitt7.2a ,7.2b vorgesehen, die zumindest teilweise entlang des Randes des ersten bzw. zweiten Metallisierungsabschnittes7a ,7b verteilt angeordnet sind. Die zweiten Ausnehmungen10 sind zur Reduzierung der randseitigen Verspannungen in der Keramikschicht6 vorgesehen und weisen vorzugsweise ebenfalls eine kreisrunde Form auf, d.h. sind kreisförmig ausgebildet. Alternativ können die zweiten Ausnehmungen10 sich über den Rand des ersten bzw. zweiten Metallisierungsabschnittes7a ,7b hinaus erstrecken, so dass ein strukturierter Randverlauf, beispielsweise ein briefmarkenartig geformter Randverlauf oder ein gestufter Randverlauf entsteht. Dadurch kann eine Flächenreduzierung um einen Faktor 10 erreicht werden, ohne dass die Funktion wesentlich beeinträchtigt wird. Auch können die zweiten Ausnehmungen10 durch ovale, schlitzförmige, karo- oder rautenförmige Vertiefungen und/oder durch einen mäanderförmigen oder sägezahnförmigen Randverlauf des zumindest eines Metallisierungsabschnittes gebildet sein. Auch können die zweiten Ausnehmungen10 zur Erzeugung einer Abschwächung des Metallisierungsabschnittes7a ,7b im randseitigen Bereich bzw. im Bereich des zweiten Oberflächenabschnittes7.2a ,7.2b in Form einer zumindest abschnittweise umlaufenden, vorzugsweise geschlossenen rinnenartigen Ausnehmung gebildet sein, welche beispielsweise durch Ätzen oder ein mechanisches Bearbeitungsverfahren wie Prägen in den zweiten Oberflächenabschnitt7.2a ,7.2b eingebracht werden. - Diese erstrecken sich zwischen 60% und 100% der Schichtdicke D der Metallisierung
7 bzw. des ersten bzw. zweiten Metallisierungsabschnittes7a ,7b . In einer bevorzugten Ausführungsvariante erstrecken sich diese über die vollständige Schichtdicke D der Metallisierung7 bis zur Keramikschicht6 , d.h. weisen eine der Schichtdicke D der Metallisierung7 entsprechende Tiefe T2 auf. Der Durchmesser D2 der zweiten Ausnehmungen10 ist vorzugsweise mindest doppelt so groß wie der Durchmesser D1 der ersten Ausnehmungen9 . Die zweiten Ausnehmungen10 weisen demgemäß einen Durchmesser D2 zwischen 400 Mikrometer und 700 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 550 Mikrometer und 650 Mikrometer auf. Der jeweils kürzeste Abstand der zweiten Ausnehmungen10 zum anschließenden Rand des Metallisierungsabschnitt7a ,7b beträgt vorzugsweise 200 Mikrometer analog zum Abstand zweier benachbarter zweiter Ausnehmungen10 . - Die ersten und zweiten Ausnehmungen
9 ,10 werden vorzugsweise durch entsprechendes Maskieren und zumindest teilweise Ätzen der Metallisierung7 erzeugt. Alternativ oder zusätzlich können die ersten Ausnehmungen9 durch mechanische Mittel erzeugt werden. Somit sind eine Vielzahl von Ausnehmungen unterschiedlicher Geometrien möglich. Beispielsweise können stempelartige Perforierungswerkzeuge Verwendung finden oder die Kontaktelemente4 ,5 selbst aufgrund des höheren Härtegrades zur Perforierung des ersten Oberflächenabschnittes7.1a ,7.1b benutzt werden, welche entsprechend ausgebildet sind. -
3 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Halbleiteranordnung1 gemäß1 , d.h. das Metall-Keramik-Substrat2 mit darauf drahtgebondeten Halbleiterchip3 und mit den mit der ersten bzw. zweiten Metallisierungsabschnitten7a ,7b verbundenen ersten bzw. Kontaktelementen4 ,5 . - Die
4 bis7 zeigen jeweils eine isolierte Draufsicht auf den ersten Metallisierungsabschnitt7 mit erstem und zweitem Oberflächenabschnitt7.1a ,7.2a , wobei der erste Oberflächenabschnitt7.1a mit jeweils unterschiedlich ausgebildeten ersten Ausnehmungen9 versehen ist. Die zweiten Ausnehmungen10 sind in den4 bis7 jeweils kreisförmig ausgebildet.4 zeigt eine Ausführungsform des ersten Metallisierungsabschnitt7a mit ebenfalls kreisförmigen ersten Ausnehmungen9 analog zur2 . Die in5 gezeigten ersten Ausnehmungen9 sind rauten- bzw. karoförmig realisiert.6 zeigt eine Ausführungsform des ersten Metallisierungsabschnittes7a mit briefmarkenförmigen Randverlauf und durch schlitzförmige Vertiefungen gebildete erste Ausnehmungen9 und in7 ist eine spiralförmige Struktur einer die erste Ausnehmungen9 bildenden Vertiefung im ersten Oberflächenabschnitt7.1a dargestellt. -
8 zeigt in einervergrößerten Schnittdarstellung einen Schnitt durch den Anschlussbereich des ersten Metallisierungsabschnittes7a der Halbleiteranordnung gemäß1 . Die flächige Anbindung des ersten Kontaktelementes4 am ersten Oberflächenabschnitt7.1a des ersten Metallisierungsabschnittes7a erfolgte durch Reibschweißen, insbesondere Ultraschallreibschweißen. Das aufgrund des Reibschweißprozesses sich verformende Materialoberfläche des Kontaktelementes4 und/oder Metallisierungsabschnittes7a ergibt sich eine Verzahnung der miteinander verbundenen Oberflächen. Der beim Reibschweißen erforderliche Anpressdruck wird aufgrund der größeren Oberfläche deutlich besser verteilt und somit die Flächendruckbelastung auf die Keramikschicht6 im Bereich des Metallisierungsabschnittes7a reduziert. Die Fügetiefe beim Reibschweißen beträgt vorzugsweise 50 Mikrometer. - Zusätzlich kann in einer alternativen Ausführungsvariante gemäß
9 auch die Unterseite des Kontaktelementes4 ebenfalls mit Ausnehmungen oder einer profilierung versehen sein. Damit ergibt sich eine weitere Vergrößerung der beim Reibschweißen wechselwirkenden Anschlussflächenbereiche des Kontaktelementes4 und des Metallisierungsabschnittes7a . - In
10 ist die in1 dargestellte Modulanordnung1 zusätzlich an der Unterseite des Metall-Keramik-Substrates2 mit einer Grundplatte11 aus Kupfer oder Aluminium bzw. einer Kupferlegierung oder Aluminiumlegierung versehen. Die Grundplatte11 ist über eine Lot- oder Sinterverbindung12 flächig mit der der Keramikschicht6 gegenüberliegenden Unterseite der weiteren Metallisierung8 verbunden. - In einer Ausführungsvariante können die Metallisierungsabschnitte
7a ,7b zumindest teilweise mit einer metallischen Oberflächenschicht versehen werden, beispielsweise einer Oberflächenschicht aus Nickel, Gold, Silber oder einer Nickel-, Gold- und Silber-Legierungen. Die Schichtdicke der Oberflächenschicht beträgt beispielsweise zwischen2 Mikrometer und15 Mikrometer. Eine derartige metallische Oberflächenschicht wird vorzugsweise nach dem Aufbringen der Metallisierungen7 ,8 auf die Keramikschicht6 aufgebracht. Das Aufbringen der Oberflächenschicht erfolgt in einem geeigneten Verfahren, beispielsweise galvanisch und/oder durch chemisches Abscheiden und/oder durch Spritzen. - Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegend Erfindungsgedanke verlassen wird.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Modulanordnung
- 2
- Metall-Keramik-Substrat
- 3
- Halbleiterbauteil
- 3’, 3’’
- Anschlusskontakt
- 4
- erstes Kontaktelement
- 5
- zweites Kontaktelement
- 6
- Keramikschicht
- 6’
- freigeätzte Bereiche
- 7
- Metallisierung
- 7a
- erster Metallisierungsabschnitt
- 7b
- zweiter Metallisierungsabschnitt
- 7.1a, 7.1b
- erster Oberflächenabschnitt
- 7.2a, 7.2b
- zweiter Oberflächenabschnitt
- 8
- weitere Metallisierung
- 9
- erste Ausnehmungen
- 10
- zweite Ausnehmungen
- 11
- Grundplatte
- 12
- Lot- oder Sinterverbindung
- D
- Schichtdicke
- D1
- Durchmesser der ersten Ausnehmungen
- D2
- Durchmesser der zweiten Ausnehmungen
- T1
- Tiefe der ersten Ausnehmung
- T2
- Tiefe der zweiten Ausnehmung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- US 3744120 [0003]
- DE 2319854 A [0003]
- DE 2213115 [0004]
- EP 153618 A [0004]
- DE 4004844 C1 [0007]
Claims (20)
- Metall-Keramik-Substrat (
2 ) umfassend zumindest eine Keramikschicht (6 ), die an zumindest einer Oberflächenseite (6.1 ) mit wenigstens einer Metallisierung (7 ) versehen ist, die zur Ausbildung von Leiterbahnen und/oder Kontakt- oder Anschlussflächen derart strukturiert ist, dass zumindest ein Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) zum Anschluss eines Kontaktelementes (4 ,5 ) entsteht, dass der zumindest eine Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) zumindest einen ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) zum flächigen Anschluss eines Kontaktelementes (4 ,5 ) aufweist, dass der zumindest eine Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) im ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) mehrere, über den ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) verteilte erste Ausnehmungen (9 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kontaktelement (4 ,5 ) mit dem zumindest einen Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) im ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) direkt flächig verbunden ist. - Metall-Keramik-Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die ersten Ausnehmungen (
9 ) gebildete Fläche größer als die verbleibende Fläche des ersten Oberflächenabschnittes (7.1a ,7.1b ) ist. - Metall-Keramik-Substrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallisierungsabschnitt (
7a ,7b ) einen an den ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) anschließenden zweiten Oberflächenabschnitt (7.2a ,7.2b ) aufweist, der den ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) teilweise umgibt und der mehrere entlang des freien Randes des Metallisierungsabschnittes (7a ,7b ) verteilt vorgesehene zweite Ausnehmungen (10 ) aufweist. - Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Ausnehmungen (
9 ) kreisförmig ausgebildet sind und einen Durchmesser (D1) zwischen 30 Mikrometer und 350 Mikrometer aufweisen. - Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Ausnehmungen (
9 ) eine Tiefe (T1) zwischen 10% und 70% der Schichtdicke (D) des Metallisierungsabschnittes (7a ,7b ) aufweisen. - Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Ausnehmungen (
10 ) kreisförmig ausgebildet sind und einen Durchmesser (D2) zwischen 400 Mikrometer und 700 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 550 Mikrometer und 650 Mikrometer aufweisen. - Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Ausnehmungen (
10 ) eine Tiefe (T2) aufweisen, die zwischen 60 %–100 % der Schichtdicke (D) der Metallisierung (7 ) beträgt. - Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D2) der zweiten Ausnehmungen (
10 ) mindestens doppelt so groß als der Durchmesser (D1) der ersten Ausnehmungen (9 ) ist. - Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Ausnehmungen (
9 ) durch ovale, schlitzförmige, karo- oder rautenförmige und/oder spiralförmige Vertiefungen gebildet sind und/oder dass die zweiten Ausnehmungen (10 ) durch ovale, schlitzförmige, karo- oder rautenförmige Vertiefungen und/oder durch einen mäanderförmigen, briefmarkenrandförmigen oder sägezahnförmigen Randverlauf des zumindest eines Metallisierungsabschnittes (7a ,7b ) gebildet sind. - Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die direkte flächige Verbindung des Kontaktelementes (
4 ,5 ) mit dem ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) durch Reibschweißen, insbesondere Ultraschallreibschweißen oder mittels einer Kontakt- oder Strahlungsheizung hergestellt ist. - Metall-Keramik-Substrat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (
4 ,5 ) und der zumindest eine Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) aus Kupfer, Aluminium, einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung hergestellt sind. - Metall-Keramik-Substrat nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kontaktelement (
4 ,5 ) einen höheren Härtegrad als der zumindest eine Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) aufweist. - Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramikschicht (
2 ) aus Oxid-, Nitrid- oder Karbidkeramiken wie Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid oder Siliziumkarbid oder Aluminiumoxid mit Zirkonoxid hergestellt ist. - Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Oberflächenseite (
6.2 ) der Keramikschicht (6 ) mit wenigstens einer weiteren Metallisierung (8 ) versehen ist, die durch eine Schicht aus Kupfer, Aluminium, einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung gebildet ist. - Modulanordnung umfassend ein Metall-Keramik-Substrat (
2 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zumindest ein Halbleiterbauteil (3 ) und zumindest ein Kontaktelement (4 ,5 ), bei der das Metall-Keramik-Substrat (2 ), bei der das Metall-Keramik-Substrat (2 ) zumindest eine Keramikschicht (6 ) aufweist, die an zumindest einer Oberflächenseite (6.1 ) mit wenigstens einer Metallisierung (7 ) versehen ist, die zur Ausbildung von Leiterbahnen und/oder Kontakt- oder Anschlussflächen derart strukturiert ist, dass zumindest ein Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) zum Anschluss eines Kontaktelementes (4 ,5 ) entsteht, dass der zumindest eine Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) zumindest einen ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) zum flächigen Anschluss eines Kontaktelementes (4 ,5 ) aufweist, dass der zumindest eine Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) im ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) mehrere, über den ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) gleichmäßig verteilte erste Ausnehmungen (9 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kontaktelement (4 ,5 ) mit dem zumindest einen Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) im ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) direkt flächig verbunden ist. - Modulanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die direkte flächige Verbindung des Kontaktelementes (
4 ,5 ) mit dem ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) durch Reibschweißen, insbesondere Ultraschallreibschweißen oder mittels einer Kontakt- oder Strahlungsheizung hergestellt ist. - Modulanordnung nach Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundplatte (
11 ) aus Kupfer oder Aluminium vorgesehen ist, die über eine Lot- oder Sinterverbindung (12 ) mit der weiteren Metallisierung (8 ) verbunden ist. - Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates (
2 ) umfassend zumindest eine Keramikschicht (6 ), bei dem die an zumindest einer Oberflächenseite (6.1 ) mit wenigstens einer Metallisierung (7 ) versehen wird, bei dem die wenigstens eine Metallisierung (7 ) zur Ausbildung von Leiterbahnen und/oder Kontakt- oder Anschlussflächen derart strukturiert wird, dass zumindest ein Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) zum Anschluss eines Kontaktelementes (4 ,5 ) entsteht, wobei der zumindest eine Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) zumindest einen ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) zum flächigen Anschluss eines Kontaktelementes (4 ,5 ) aufweist, dass in den ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) des zumindest einen Metallisierungsabschnittes (7a ,7b ) mehrere über den ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) verteilte erste Ausnehmungen (9 ) eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kontaktelement (4 ,5 ) mit dem ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) des zumindest einen Metallisierungsabschnittes (7a ,7b ) direkt flächig verbunden wird. - Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass in einen zweiten Oberflächenabschnitt (
7.2a ,7.2b ) des zumindest einen Metallisierungsabschnitt (7a ,7b ) mehrere entlang des freien Randes des Metallisierungsabschnittes (7a ,7b ) verteilt vorgesehene zweite Ausnehmungen (10 ) eingebracht werden, wobei der zweite Oberflächenabschnitt (7.2a ,7.2b ) an den ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) anschließt und diesen zumindest teilweise umgibt. - Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die direkte flächige Verbindung des zumindest einen Kontaktelementes (
4 ,5 ) mit dem ersten Oberflächenabschnitt (7.1a ,7.1b ) des einen Metallisierungsabschnittes (7a ,7b ) durch Reibschweißen, insbesondere Ultraschallreibschweißen oder mittels einer Kontakt- oder Strahlungsheizung hergestellt wird.
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