DE102013104739A1 - Metal-ceramic substrate and method for producing a metal-ceramic substrate - Google Patents

Metal-ceramic substrate and method for producing a metal-ceramic substrate Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Metall-Keramik-Substrat sowie ein zugehöriges Verfahren zu dessen Herstellung, welches zumindest eine Keramikschicht (2) aufweist, die an zumindest einer Oberflächenseite (2.1) mit wenigstens einer Metallisierung (3) mit einer Schichtdicke (D) von wenigstens 0,1 mm versehen ist, wobei zur Ausbildung von Leiterbahnen und/oder Kontakt- oder Anschlussflächen (5, 5a, 5b) die Metallisierung (3) derart strukturiert ist, dass im äußeren Randbereich (3’) der strukturierten Metallisierung (3) ein sich zumindest abschnittsweise entlang des äußeren Randbereiches (3’) erstreckender Metallisierungsabschnitt (3a, 3b) mit reduzierter Schichtdicke (DR) entsteht. Besonders vorteilhaft ist der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt (3a, 3b) mit einer Schicht aus einem Füllmaterial (6) versehen.The invention relates to a metal-ceramic substrate and an associated method for its production, which has at least one ceramic layer (2) which is coated on at least one surface side (2.1) with at least one metallization (3) with a layer thickness (D) of at least 0 , 1 mm is provided, the metallization (3) being structured in such a way that in the outer edge region (3 ') of the structured metallization (3), in order to form conductor tracks and / or contact or connection surfaces (5, 5a, 5b) A metallization section (3a, 3b) with a reduced layer thickness (DR) extending at least in sections along the outer edge region (3 ') is produced. The metallization section (3a, 3b) of reduced layer thickness is particularly advantageously provided with a layer of a filler material (6).

Description

Die Erfindung betrifft ein Metall-Keramik-Substrat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 15. The invention relates to a metal-ceramic substrate according to the preamble of patent claim 1 and to a method for producing a metal-ceramic substrate according to the preamble of patent claim 15.

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. Metal-ceramic substrates in the form of printed circuit boards consisting of a ceramic layer and at least one metallization connected to a surface side of the ceramic layer and structured to form printed conductors, contacts, contact surfaces or connection surfaces are known in various designs. Such metal-ceramic substrates are used, for example, for the construction of power semiconductor modules.

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 der DE-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 des Kupferfolie mit der gleichmäßige Kupferoxidschicht auf die Keramikschicht;
  • – Erhitzen des Verbundes auf eine Prozesstemperatur zwischen etwa 1025 bis 1083°C, beispielsweise auf ca. 1071°C;
  • – Abkühlen auf Raumtemperatur.
For joining metallization-forming metal foils or metal layers with each other or with a ceramic substrate or a ceramic layer, the so-called "DCB method"("direct copper bonding") is also known. Here, metal layers, preferably copper layers or foils are connected to each other and / or with a ceramic layer, using metal or copper sheets or metal or copper foils, on their surface sides of a layer or a coating ("reflow layer") a chemical compound of the metal and a reactive gas, preferably oxygen. In this example, in the US-PS 37 44 120 or in the DE-PS 23 19 854 described method, this layer or coating ("reflow layer") forms a eutectic having a melting temperature below the melting temperature of the metal (eg copper), so that by placing the metal or copper foil on the ceramic layer and by heating all the layers are joined together can, by melting the metal layer or copper layer substantially only in the region of the Aufschmelzschicht or oxide layer. Such a DCB method then has, for example, the following method steps:
  • - Oxidizing a copper foil such that a uniform copper oxide layer results;
  • - placing the copper foil with the uniform copper oxide layer on the ceramic layer;
  • - Heating the composite to a process temperature between about 1025 to 1083 ° C, for example, to about 1071 ° C;
  • - Cool to room temperature.

Ferner ist aus den Druckschriften DE 22 13 115 und EP-A-153 618 das sogenannte Aktivlot-Verfahren zum Verbinden von Metallisierungen bildenden Metallschichten oder Metallfolien, insbesondere auch von Kupferschichten oder Kupferfolien mit einem Keramikmaterial bzw. einer Keramikschicht bekannt. Bei diesem Verfahren, welches speziell auch zum Herstellen von Metall-Keramik-Substraten verwendet wird, wird bei einer Temperatur zwischen ca. 800–1000°C eine Verbindung zwischen einer Metallfolie, beispielsweise Kupferfolie, und einem Keramiksubstrat, beispielsweise einer Aluminiumnitrid-Keramik, unter Verwendung eines Hartlots hergestellt, welches zusätzlich zu einer Hauptkomponente, wie Kupfer, Silber und/oder Gold auch ein Aktivmetall enthält. Dieses Aktivmetall, welches beispielsweise wenigstens ein Element der Gruppe Hf, Ti, Zr, Nb, Ce ist, stellt durch eine chemische Reaktion eine Verbindung zwischen dem Hartlot und der Keramik her, während die Verbindung zwischen dem Hartlot und dem Metall eine metallische Hartlöt-Verbindung ist. Furthermore, from the publications DE 22 13 115 and EP-A-153 618 the so-called active soldering method for joining metallization-forming metal layers or metal foils, in particular also of copper layers or copper foils with a ceramic material or a ceramic layer. In this method, which is also used specifically for the production of metal-ceramic substrates, at a temperature between about 800-1000 ° C, a connection between a metal foil, such as copper foil, and a ceramic substrate, such as an aluminum nitride ceramic, under Use of a brazing alloy, which also contains an active metal in addition to a main component such as copper, silver and / or gold. This active metal, which is, for example, at least one element of the group Hf, Ti, Zr, Nb, Ce, establishes a bond between the braze and the ceramic by a chemical reaction, while the bond between the braze and the metal forms a metallic braze joint is.

Auch sind Verfahren zur flächigen Verbindung einer Aluminiumschicht mit einer Keramikschicht unter der Bezeichnung „Direct-Aluminium-Bonding“ („DAB-Verfahren“) bekannt. Grundsätzlich können auch Klebeverbindungen oder Klebe-Techniken unter Verwendung von Kunststoff-Klebern, beispielsweise unter Verwendung von Klebern auf Epoxyharz-Basis für ein derartiges Bonden zweier Schichten verwendet werden, und zwar insbesondere auch faserverstärkte Kleber. Bekannt ist insbesondere auch die Verwendung von speziellen Klebern, die Carbon-Fasern und/oder Carbon-Nanofasern und/oder Carbon-Nanotubes enthalten, und/oder Kleber, mit denen eine thermische und/oder elektrisch gut leitende Klebeverbindung möglich ist. Genannte Verbindungstechnologien können bei Vorsehen mehrere Metallschichten sowohl an der Unter- als auch der Oberseite der Keramikschicht selbstverständlich auch in Kombination Anwendung finden. Also known are methods for bonding an aluminum layer to a ceramic layer under the name "Direct Aluminum Bonding" ("DAB method"). In principle, adhesive bonds or adhesive techniques using plastic adhesives, for example using epoxy resin-based adhesives, can also be used for such a bonding of two layers, in particular also fiber-reinforced adhesives. Also known in particular is the use of special adhesives containing carbon fibers and / or carbon nanofibers and / or carbon nanotubes, and / or adhesives, with which a thermal and / or good electrical conductive adhesive bond is possible. Said connection technologies can, of course, also be used in combination when providing a plurality of metal layers on both the lower and the upper side of the ceramic layer.

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 am Übergang zwischen diesen Schichten bei Temperaturschwankungen erhebliche mechanische Druck- oder Zugspannungen, deren Gradient im Keramikmaterial am Rand der Metallschicht besonders groß ist und zu Rissen im Bereich der Oberfläche der Keramikschicht führt. It is known that such metal-ceramic substrates are subject to high thermal cycling in many applications, in which, for example, temperature changes between -40 ° C and + 125 ° C may occur. Due to the different coefficients of thermal expansion of the ceramic layer and the metallization or metal layer arise at the transition between these layers in temperature fluctuations considerable mechanical compressive or tensile stresses whose gradient in the ceramic material at the edge of the metal layer is particularly large and leads to cracks in the surface of the ceramic layer ,

Auch ist bekannt, dass durch eine Strukturierung der Metallisierung bzw. Metallschicht, die bereits häufig durch das für den Schaltkreis notwendige Layout vorgegeben ist, der Gradient der Zug- und Druckspannungen verringert werden kann. It is also known that the gradient of the tensile and compressive stresses can be reduced by structuring the metallization or metal layer, which is already often predetermined by the layout required for the circuit.

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. To avoid such cracking and increase the thermal shock resistance of the metal-ceramic substrate different measures are already known. For example, is from the DE 40 04 844 C1 Already a method for producing a patterned copper metallization of a metal-ceramic substrate known in which by appropriate etching techniques, a structured metallization is created, which is locally weakened at their edges to reduce the gradient of the tensile and compressive stresses. The teachings taught here include in their generally held form also previously known embodiments of printed conductors, contact surfaces or the like. Structured metallizations as well as edge attenuation, as inevitably obtained in the etching of structures of metallizations and can not be avoided.

Ausgehend von dem voranstehend genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Metall-Keramik-Substrates als auch zugehöriges Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Substrates aufzuzeigen, welches eine verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit aufweist. Die Aufgabe wird durch ein Metall-Keramik-Substrat bzw. ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß der Patentansprüche 1 bzw. 15 gelöst. Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to show a metal-ceramic substrate and associated method for producing a metal-ceramic substrate, which has an improved thermal shock resistance. The object is achieved by a metal-ceramic substrate or a method for its production according to the claims 1 and 15, respectively.

Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Metall-Keramik-Substrates ist darin zu sehen, dass der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt mit einer Schicht aus einem Füllmaterial versehen ist. Besonders vorteilhaft wird durch die erfindungsgemäße Beschichtung des schichtdickenreduzierten Randbereiches der strukturierten Metallisierung eine merkliche Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit erreicht. Das verwendete Füllmaterial ist vorzugsweise kompatibel mit diversen Metallisierungsverfahren, beispielsweise Nickelbad, Goldbad, Silberbad und auch säuren- und laugenbeständig. Schließlich weist das Füllmaterial auch eine Hitzebeständigkeit größer 350°C auf. The essential aspect of the metal-ceramic substrate according to the invention is to be seen in that the layer thickness-reduced metallization section is provided with a layer of a filling material. A particularly advantageous improvement in the thermal shock resistance is achieved by the coating according to the invention of the layer thickness-reduced edge region of the structured metallization. The filling material used is preferably compatible with various metallization processes, for example nickel bath, gold bath, silver bath and also acid and alkali resistant. Finally, the filler also has a heat resistance greater than 350 ° C.

Besonders vorteilhaft ist in einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Metall-Keramik-Substrat der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt durch einen stufenartig ausgebildeten äußeren Randabschnitt der Metallisierung gebildet, der vorzugsweise vollflächig mit dem Füllmaterial beschichtet ist. Die reduzierte Schichtdicke des Metallisierungsabschnittes und die Schichtdicke des Füllmaterials entsprechen in Summe näherungsweise der Schichtdicke der Metallisierung, d.h. es entsteht ein bündiger Übergang zwischen Oberseite Metallisierung und Oberseite der Schicht aus dem Füllmaterial. Auch kann sich die Schicht aus dem Füllmaterial über den äußeren Randabschnitt in den anschließenden freigeätzten Bereich der Keramikschicht erstrecken. In a first embodiment of the metal-ceramic substrate according to the invention, the coating-reduced metallization section is particularly advantageously formed by a step-like outer edge section of the metallization, which is preferably coated with the filler material over its full area. The reduced layer thickness of the metallization section and the layer thickness of the filler material in total approximately correspond to the layer thickness of the metallization, i. The result is a flush transition between the top metallization and top of the layer of filler. Also, the layer of filler material may extend over the outer edge portion into the subsequent etched portion of the ceramic layer.

In einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Metall-Keramik-Substrates ist der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt durch eine vorzugsweise einen wannenartiger Querschnitt aufweisende Ausnehmung im äußeren Randbereich der Metallisierung gebildet. Vorteilhaft ergibt sich durch das Ätzen einer derartigen einen wannenartigen Querschnitt aufweisenden Ausnehmung ein Ausnehmungsrand, der ein randseitiges Abfließen des Füllmaterials in den freigeätzten Bereich der Keramikschicht effektiv verhindert. Vorzugsweise ist die wannenartige Ausnehmung mit dem Füllmaterial vollständig verfüllt. In a second embodiment variant of the metal-ceramic substrate according to the invention, the layer thickness-reduced metallization section is formed by a recess which preferably has a trough-like cross section in the outer edge region of the metallization. Advantageously, the etching of such a recess having a trough-like cross-section results in a recess edge which effectively prevents edge-side outflow of the filling material into the region of the ceramic layer being etched free. Preferably, the trough-like recess is completely filled with the filling material.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist das erfindungsgemäße Metall-Keramik-Substrat derart ausgebildet, dass der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt durch entsprechendes Maskieren und Ätzen der Metallisierung und/oder durch eine mechanische Oberflächenbearbeitung, insbesondere Fräsen erzeugt ist und/oder
dass der äußeren Randbereiches einen zentralen Metallisierungsbereich einschließt, welcher eine Kontakt- oder Bondfläche zum Anschluss eines elektrischen Bauelementes bildet, und/oder
dass das Füllmaterial aus einem Kunststoffmaterial mit einem Keramikanteil und/oder einem graphitisierten Kohlenstoffanteil hergestellt ist, wobei als Kunststoffmaterial beispielsweise Polyimid, Polyamide, Epoxid oder Polyetheretherketon und als Keramikanteil beispielsweise Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid oder Glas vorgesehen sind, und/oder
dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Füllmaterials kleiner als der thermische Ausdehnungskoeffizient der Metallisierung ist, und/oder
dass die Keramikschicht aus Oxid-, Nitrid- oder Karbidkeramiken wie Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid oder Siliziumnitrid oder Siliziumkarbid oder Aluminiumoxid mit Zirkonoxid hergestellt ist, und/oder
dass die weitere Oberflächenseite der Keramikschicht mit wenigstens einer weiteren Metallisierung versehen ist, wobei die vorgenannten Merkmale wiederum jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination vorgesehen sein können.
In a further advantageous embodiment variant, the metal-ceramic substrate according to the invention is designed such that the layer thickness-reduced metallization section is produced by corresponding masking and etching of the metallization and / or by a mechanical surface treatment, in particular milling and / or
that the outer edge region includes a central metallization region, which forms a contact or bonding surface for connection of an electrical component, and / or
that the filler material is made of a plastic material with a ceramic component and / or a graphitized carbon component, wherein as plastic material, for example, polyimide, polyamides, epoxide or polyetheretherketone and as a ceramic component, for example, silicon nitride, aluminum nitride, alumina or glass are provided, and / or
that the thermal expansion coefficient of the filling material is smaller than the thermal expansion coefficient of the metallization, and / or
in that the ceramic layer is made of oxide, nitride or carbide ceramics such as aluminum oxide or aluminum nitride or silicon nitride or silicon carbide or aluminum oxide with zirconium oxide, and / or
that the further surface side of the ceramic layer is provided with at least one further metallization, wherein the aforementioned features may in turn be provided individually or in any desired combination.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates umfassend zumindest eine Keramikschicht, die an zumindest einer Oberflächenseite mit wenigstens einer Metallisierung mit einer Schichtdicke von wenigstens 0,1 mm versehen ist, bei dem zur Ausbildung von Leiterbahnen und/oder Kontakt- oder Anschlussflächen die Metallisierung derart strukturiert wird, dass im äußeren Randbereich der strukturierten Metallisierung ein sich zumindest abschnittsweise entlang des äußeren Randbereiches erstreckender Metallisierungsabschnitt mit reduzierter Schichtdicke erzeugt wird. Erfindungsgemäß wird der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt mit einem Füllmaterial beschichtet. Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren technisch einfach umsetzbar, so dass zur Herstellung der erfindungsgemäßen Metall-Keramik-Substrate kein erwähnenswerter Mehraufwand erforderlich ist. The invention further provides a method for producing a metal-ceramic substrate comprising at least one ceramic layer which is provided on at least one surface side with at least one metallization having a layer thickness of at least 0.1 mm, in which for the formation of conductor tracks and / or Contact or pads the metallization is structured such that in the outer edge region of the patterned metallization is at least partially along the outer edge region extending Metallisierungsabschnitt with reduced thickness is generated. According to the invention, the layer thickness-reduced metallization section is coated with a filling material. Advantageously, the inventive method is technically easy to implement, so that for the production of no appreciable additional effort is required according to the invention metal-ceramic substrates.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Metallisierung eine Ätzresistschicht aufgebracht, und zwar dort, wo die Metallisierung mit bestehender Schichtdicke verbleiben soll. Anschließend wird die mit der Ätzresistschicht versehene Metallisierung zur Erzeugung des schichtdickenreduzierten Metallisierungsabschnittes solange mit einer Ätzlösung beaufschlagt, bis Ausnehmungen einer vorgegebenen Tiefe in den von Ätzresistschicht freigegebenen Bereichen der Metallisierung freigeätzt sind. Die Ätzresistschicht wird von der Metallisierung wieder entfernt und die freigeätzten Ausnehmungen mit dem Füllmaterial verfüllt, vorzugsweise vollständig. Schließlich wird zumindest teilweise auf die Metallisierung und auf die Schicht aus dem Füllmaterial eine weitere Ätzresistschicht aufgebracht, und zwar dort, wo die Metallisierung und die Schicht aus dem Füllmaterial zur Ausbildung einer oder mehrerer Anschlussflächen verbleiben und die von der weiteren Ätzresistschicht freigegebenen Bereiche der Metallisierung werden mit einer Ätzlösung beaufschlagt und vollständig bis zur Keramikschicht entfernt. In an advantageous embodiment variant of the method according to the invention, an etching resist layer is applied to the metallization, specifically where the metallization with the existing layer thickness is to remain. Subsequently, the metallization provided with the etching resist layer for producing the layer thickness reduced metallization section is applied with an etching solution until openings of a predetermined depth in the areas of the metallization released by the etching resist layer are etched free. The etching resist layer is removed again from the metallization and the etched-out recesses are filled with the filling material, preferably completely. Finally, at least partially on the metallization and on the layer of the filling material, a further Ätzresistschicht is applied, namely, where the metallization and the layer of the filler material to form one or more pads remain and the released from the further Ätzresistschicht areas of the metallization subjected to an etching solution and completely removed to the ceramic layer.

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. The expressions "approximately", "substantially" or "approximately" in the context of the invention mean deviations from the respective exact value by +/- 10%, preferably by +/- 5% and / or deviations in the form of changes insignificant for the function ,

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. Further developments, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and from the figures. In this case, all described and / or illustrated features alone or in any combination are fundamentally the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency. Also, the content of the claims is made an integral part of the description.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to the figures of exemplary embodiments. Show it:

1 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßes Metall-Keramik-Substrat, 1 a simplified sectional view through a first embodiment of a metal-ceramic substrate according to the invention,

2 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch eine zweite Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßes Metall-Keramik-Substrat, 2 a simplified sectional view through a second embodiment of a metal-ceramic substrate according to the invention,

3 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch eine dritte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßes Metall-Keramik-Substrat, 3 5 is a simplified sectional view through a third embodiment of a metal-ceramic substrate according to the invention,

4 eine vereinfachte Draufsicht auf das Metall-Keramik-Substrates gemäß 1, 4 a simplified plan view of the metal-ceramic substrate according to 1 .

5 eine vereinfachte Draufsicht auf das Metall-Keramik-Substrates gemäß 2, 5 a simplified plan view of the metal-ceramic substrate according to 2 .

6 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch ein Metall-Keramik-Substrat umfassend eine vollflächig auf einer Keramikschicht aufgebrachte Metallisierung, 6 a simplified sectional view through a metal-ceramic substrate comprising a full surface applied to a ceramic layer metallization,

7 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 6 nach Aufbringen einer Ätzresistschicht, 7 the metal-ceramic substrate according to 6 after application of an etching resist layer,

8 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 7 mit der aufgebrachten Ätzresistschicht und nach dem Freiätzen von Ausnehmungen in der Metallisierung, 8th the metal-ceramic substrate according to 7 with the applied Ätzresistschicht and after the etching away of recesses in the metallization,

9 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 8 nach dem Entfernen der Ätzresistschicht, 9 the metal-ceramic substrate according to 8th after removing the etch resist layer,

10 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 9 nach Aufbringen einer weiteren Ätzresistschicht, 10 the metal-ceramic substrate according to 9 after application of a further etching resist layer,

11 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 10 nach Entfernen der randseitigen Metallisierung mittels Ätzen, 11 the metal-ceramic substrate according to 10 after removing the marginal metallization by means of etching,

12 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 11 nach Entfernen der weiteren Ätzresistschicht, 12 the metal-ceramic substrate according to 11 after removing the further etching resist layer,

13 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 7 nach Einbringen von kanal- oder bahnartigen Aussparungen in die Metallisierung, 13 the metal-ceramic substrate according to 7 after introducing channel or web-like recesses into the metallization,

14 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 13 nach Einbringen einer randseitigen gestuften Ausnehmung in die Metallisierung mittels Ätzen, 14 the metal-ceramic substrate according to 13 after introducing a peripheral stepped recess into the metallization by means of etching,

15 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 14 nach Auffüllen der freigeätzten Bereiche mit dem Füllmaterial und anschließenden Entfernen der weiteren Ätzresistschicht, 15 the metal-ceramic substrate according to 14 after filling the etched areas with the filling material and then removing the further etching resist layer,

16 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 7 nach Einbringen von kanal- oder bahnartigen Aussparungen in die Metallisierung, 16 the metal-ceramic substrate according to 7 after introducing channel or web-like recesses into the metallization,

17 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 13 nach Einbringen einer randseitig gestuften Ausnehmung in die Metallisierung mittels Ätzen und Entfernen der randseitigen Metallisierungsabschnitte und 17 the metal-ceramic substrate according to 13 after introducing an edge-stepped recess in the metallization by means of etching and removing the edge metallization sections and

18 das Metall-Keramik-Substrat gemäß 17 nach Auffüllen des gestuften Randbereiches und eines Teils der anschließenden Oberfläche der Keramikschicht mit dem Füllmaterial sowie anschließenden Entfernen der weiteren Ätzresistschicht. 18 the metal-ceramic substrate according to 17 after filling the stepped edge region and a part of the subsequent surface of the Ceramic layer with the filling material and subsequent removal of the further Ätzresistschicht.

1 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Metall-Keramik-Substrates 1 umfassend zumindest eine Keramikschicht 2 mit zwei gegenüberliegenden Oberflächenseiten, und zwar einer ersten und zweiten Oberflächenseite 2.1, 2.2. 1 shows in a simplified schematic representation of a section through an embodiment variant of a metal-ceramic substrate according to the invention 1 comprising at least one ceramic layer 2 with two opposite surface sides, a first and second surface side 2.1 . 2.2 ,

2 und 3 zeigen ebenfalls schematische Schnittdarstellungen weiterer Ausführungsvarianten und 4 zeigt eine Draufsicht auf die erste Oberflächenseite 2.1 des erfindungsgemäßen Metall-Keramik-Substrat 1 gemäß 1 und 5 eine Draufsicht auf die erste Oberflächenseite 2.1 des erfindungsgemäßen Metall-Keramik-Substrat 1 gemäß 2. 2 and 3 also show schematic sectional views of further embodiments and 4 shows a plan view of the first surface side 2.1 the metal-ceramic substrate according to the invention 1 according to 1 and 5 a plan view of the first surface side 2.1 the metal-ceramic substrate according to the invention 1 according to 2 ,

Die erste Oberflächenseite 2.1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit wenigstens einer Metallisierung 3 versehen, die vorzugsweise durch eine Folie oder Schicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet bzw. hergestellt ist und welche direkt und flächig auf der Keramikschicht 2 aufgebracht ist. In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist die der ersten Oberflächenseite 2.1 gegenüberliegenden zweite Oberflächenseite 2.2 mit einer weiteren Metallisierung 4 versehen, die vorzugsweise ebenfalls durch eine Folie oder Schicht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und/oder Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet bzw. hergestellt sind. Vorzugsweise weisen die Metallisierungen 3, 4 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung eine Schichtdicke D von wenigstens 0,1 mm, vorzugsweise zwischen 0,3 mm und 0,8 mm und bei Realisierung in Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eine Schichtdicke D zwischen 0,1 mm und 25 mm, vorzugsweise zwischen 0,3 mm und 3,0 mm auf. The first surface side 2.1 is in the present embodiment with at least one metallization 3 provided, which is preferably formed or made by a film or layer of copper or a copper alloy and which directly and flat on the ceramic layer 2 is applied. In one embodiment of the invention, that of the first surface side 2.1 opposite second surface side 2.2 with another metallization 4 provided, which are preferably also formed or made by a foil or layer of copper or a copper alloy and / or aluminum or an aluminum alloy. Preferably, the metallizations 3 . 4 a layer thickness D of at least 0.1 mm, preferably between 0.3 mm and 0.8 mm, and when realized in aluminum or an aluminum alloy, a layer thickness D between 0.1 mm and 25 mm, preferably between 0, 3 mm and 3.0 mm.

Die Metallisierungen 3, 4 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung sind vorzugsweise direkt unter Verwendung des eingangs beschriebenen DCB-Verfahrens flächig mit der ersten bzw. zweiten Oberflächenseite 2.1, 2.2 der Keramikschicht 2 verbunden. Die Keramikschicht 2 ist hierbei 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 0,1 mm und 1,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 mm und 0,7 mm auf. The metallizations 3 . 4 Of copper or a copper alloy are preferably directly using the DCB method described above surface with the first and second surface side 2.1 . 2.2 the ceramic layer 2 connected. The ceramic layer 2 Here, for example, from an oxide, nitride or carbide ceramics such as alumina (Al2O3) or aluminum nitride (AlN) or silicon nitride (Si3N4) or silicon carbide (SiC) or alumina with zirconia (Al2O3 + ZrO2) and has a layer thickness, for example between 0 , 1 mm and 1.0 mm, preferably between 0.2 mm and 0.7 mm.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die mit der ersten Oberflächenseite 2.1 flächig verbundene Metallisierung 3 zur Ausbildung zumindest eines Anschlussbereiches bzw. einer Anschlussfläche 5 für zumindest ein elektronisches Bauelement, insbesondere Halbleiterbauelement 7 strukturiert ausgebildet. Die Strukturierung der Metallisierung 3 erfolgt vorzugsweise durch entsprechendes Maskieren und anschließendes Ätzen einer vollflächig auf die Keramikschicht 2 aufgebrachten noch unstrukturierten Metallisierung (siehe 6), wobei die Strukturierung aufgrund des für den Schaltkreis notwendigen Layouts zumindest teilweise bereits vorgegeben ist. Die Metallisierung 3 kann somit auch zur Ausbildung von Leiterbahnen, Kontakten und/oder weiteren Befestigungsbereichen noch weitergehend strukturiert sein. In the present embodiment, the one with the first surface side 2.1 areal connected metallization 3 for forming at least one connection region or a connection surface 5 for at least one electronic component, in particular semiconductor component 7 structured formed. The structuring of the metallization 3 Preferably, by appropriate masking and subsequent etching of a full surface on the ceramic layer 2 applied still unstructured metallization (see 6 ), wherein the structuring is already at least partially predetermined due to the layout required for the circuit. The metallization 3 Thus, it can also be further structured for the formation of printed conductors, contacts and / or further fastening regions.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Grundgedanke der Erfindung an einer beispielsweise rechteckförmig strukturierten Metallisierung 3 zur Ausbildung einer Anschlussfläche 5 näher erläutert, welche vollständig von freigeätzten Bereichen 2’ der Keramikschicht 2 umgeben ist. Es versteht sich, dass basierend auf diesem Grundgedanken eine Vielzahl von unterschiedlichen Strukturierungen der Metallisierung 3 eines Metall-Keramik-Substrates 1 herstellbar sind, welche ebenfalls durch den erfindungsgemäßen Gedanken getragen werden. In the present embodiment, the basic idea of the invention is based on, for example, a rectangularly structured metallization 3 for forming a connection surface 5 explains in more detail which completely of etched areas 2 ' the ceramic layer 2 is surrounded. It is understood that based on this basic idea, a plurality of different structuring of the metallization 3 a metal-ceramic substrate 1 can be produced, which are also supported by the inventive concept.

Wie bereits hinreichend bekannt treten bei Temperaturschwankungen in den freigeätzten Bereichen 2’ der Keramikschicht 2 Zugspannungen auf, während die mit der strukturierten Metallisierung 3 verbundenen Bereiche der Keramikschicht 2 unter Druckspannung stehen. As already well known in case of temperature fluctuations in the etched areas 2 ' the ceramic layer 2 Tensile stresses on, while those with the structured metallization 3 connected areas of the ceramic layer 2 are under compressive stress.

Dadurch kann es aufgrund des Gradienten der Zug- und Druckspannungen am Übergang zwischen der strukturierten Metallisierung 3 zur den nichtmetallisierten Bereichen 2’ der Keramikschicht 2 des Metall-Keramik-Substrates 1 zu einer Rissbildung in der Keramikschicht 2 kommen. This may be due to the gradient of the tensile and compressive stresses at the transition between the structured metallization 3 to the non-metallized areas 2 ' the ceramic layer 2 of the metal-ceramic substrate 1 cracking in the ceramic layer 2 come.

Zur Reduzierung dieser mechanischen Spannungen in der Keramikschicht 2 und damit Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit weist die strukturierte Metallisierung 3 einen äußeren Randbereich 3’ auf, welcher einen vorzugsweise zentralen Metallisierungsbereich 3’’ zur flächigen Anbindung des elektronisches Bauelementes 7 umgibt, der derart strukturiert ist, dass im äußeren Randbereich 3’ der strukturierten Metallisierung 3 ein sich zumindest abschnittsweise entlang des äußeren Randbereiches 3’ erstreckender Metallisierungsabschnitt 3a, 3b mit reduzierter Schichtdicke DR entsteht. Erfindungsgemäß ist dieser schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt 3a, 3b mit einer Schicht aus einem Füllmaterial 6 versehen. Hierbei wird der aufgrund der Schichtdickenreduzierung entfernte Anteil der strukturierten Metallisierung 3 sozusagen durch die Schicht aus dem Füllmaterial 6 „aufgefüllt“, wodurch eine Erhöhung der Temperaturwechselbeständigkeit erreicht wird. To reduce these mechanical stresses in the ceramic layer 2 and thus improving the thermal shock resistance indicates the patterned metallization 3 an outer edge area 3 ' which has a preferably central metallization region 3 '' for surface connection of the electronic component 7 surrounds, which is structured such that in the outer edge region 3 ' the structured metallization 3 at least partially along the outer edge region 3 ' extending metallization section 3a . 3b with reduced layer thickness DR arises. According to the invention, this layer thickness reduced metallization section 3a . 3b with a layer of a filler 6 Mistake. In this case, the portion of the structured metallization removed due to the layer thickness reduction becomes 3 through the layer of filler, so to speak 6 "Filled up", whereby an increase in thermal shock resistance is achieved.

In 1 ist beispielsweise eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Metall-Keramik-Substrates 1 dargestellt, gemäß der die schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt durch einen stufenartig ausgebildeten äußeren Randabschnitt 3a der Metallisierung 3 gebildet ist, d.h. die Schichtdicke D der strukturierten Metallisierung 3 ist im Bereich des äußeren Randbereiches 3’ derart reduziert, dass ein stufenartiger Randabschnitt 3a entsteht, d.h. ein gestufter Übergang S vom zentralen Metallisierungsabschnitt 3’’ in den äußeren Randbereich 3’. Sowohl die Breite B als auch die reduzierte Schichtdicke DR sind abhängig von den äußeren Abmessungen und der Schichtdicke D der Metallisierung 3 gewählt, wobei die reduzierte Schichtdicke DR jedoch aus Gründen der elektrischen Leitfähigkeit die Hälfte der Schichtdicke D der Metallisierung 3 nicht unterschreiten sollte. Beispielsweise bei einer Schichtdicke D der Metallisierung 3 von ca. 0,3 mm weist der stufenartige Randabschnitt 3a eine Breite B zwischen 0,2 mm und 0,3 mm und eine reduzierte Schichtdicke DR zwischen 0,1 mm und 0,15 mm auf. In 1 is, for example, a first embodiment of the metal-ceramic substrate according to the invention 1 illustrated, according to the layer thickness reduced metallization section by a stepped outer edge portion 3a the metallization 3 is formed, ie, the layer thickness D of the patterned metallization 3 is in the area of the outer edge area 3 ' reduced so that a step-like edge portion 3a arises, ie a stepped transition S from the central metallization section 3 '' in the outer edge area 3 ' , Both the width B and the reduced layer thickness DR are dependent on the external dimensions and the layer thickness D of the metallization 3 However, for reasons of electrical conductivity, the reduced layer thickness DR is half the layer thickness D of the metallization 3 should not fall below. For example, at a layer thickness D of the metallization 3 of about 0.3 mm, the step-like edge portion 3a a width B between 0.2 mm and 0.3 mm and a reduced layer thickness DR between 0.1 mm and 0.15 mm.

Alternativ oder zusätzlich kann der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt auch durch eine Vielzahl von Ausnehmungen unterschiedlicher Form und Größe gebildet sein. Alternatively or additionally, the layer thickness reduced metallization section may also be formed by a plurality of recesses of different shape and size.

Die Ausnehmungen können durch ovale, schlitzförmige, karo- oder rautenförmige Vertiefungen und/oder durch einen mäanderförmigen, briefmarkenrandförmigen oder sägezahnförmigen Randverlauf des schichtdickenreduzierten Metallisierungsabschnittes gebildet sein. Aufgrund der Ausnehmungen ist eine Erhöhung der Verbindungsstärke zwischen dem Füllmaterial 6 und der Metallisierung 3 möglich. The recesses may be formed by oval, slot-shaped, karo or diamond-shaped depressions and / or by a meandering, stampmark edge-shaped or sawtooth-shaped edge profile of the layer thickness-reduced metallization section. Due to the recesses is an increase in the strength of the connection between the filler material 6 and the metallization 3 possible.

Der stufenartige Randabschnitt 3a ist vorzugsweise derart mit dem Füllmaterial 6 beschichtet, dass ein nahezu bündiger Übergang zwischen dem zentralen Metallisierungsbereich 3’’ der strukturierten Metallisierung 3 und der Oberfläche der Schicht aus dem Füllmaterial 6 entsteht. Auch kann die Oberfläche des Füllmaterials 6 über das Niveau des zentralen Metallisierungsbereiches 3’’ der strukturierten Metallisierung 3 hinaus stehen. The step-like edge section 3a is preferably such with the filler material 6 Coats that a nearly flush transition between the central metallization region 3 '' the structured metallization 3 and the surface of the layer of the filler 6 arises. Also, the surface of the filler material can 6 above the level of the central metallization area 3 '' the structured metallization 3 stand out.

In einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Metall-Keramik-Substrates 1 gemäß 2 ist der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt durch eine einen wannenartigen Querschnitt aufweisende Ausnehmung 3b im äußeren Randbereich 3’ der Metallisierung 3 gebildet, welche durch entsprechendes Maskieren und Ätzen der Oberseite der Metallisierung 3 erzeugt wird. Diese wannenartige Ausnehmung 3b ist vorzugsweise vollständig mit dem Füllmaterial 6 verfüllt, so dass vorzugsweise ein mit der Oberseite der Metallisierung 3 bündiger Verschluss der wannenartigen Ausnehmung 3b durch die Schicht aus dem Füllmaterial 6 gegeben ist. Die wannenartige Ausnehmung 3b erstreckt sich entlang des äußeren Randbereiches 3’ der strukturierten Metallisierung 3, wobei ein die Schichtdicke D der Metallisierung 3 im zentralen Metallisierungsbereich 3’’ aufweisender, vorzugsweise umlaufender Ausnehmungsrand 3b’ entsteht. Ferner weist die wannenartige Ausnehmung 3b bei Schichtdicke D von 0,3 mm der Metallisierung 3 beispielsweise eine Breite B’ zwischen 0,2 mm und 0,3 mm und eine Tiefe T zwischen 0,1 mm und 0,15 mm auf. In a second embodiment of the metal-ceramic substrate according to the invention 1 according to 2 is the layer thickness reduced metallization section by a trough-like cross-section having recess 3b in the outer edge area 3 ' the metallization 3 formed by appropriately masking and etching the top of the metallization 3 is produced. This trough-like recess 3b is preferably complete with the filler material 6 filled, so preferably one with the top of the metallization 3 flush closure of the trough-like recess 3b through the layer of filler material 6 given is. The trough-like recess 3b extends along the outer edge region 3 ' the structured metallization 3 , wherein the layer thickness D of the metallization 3 in the central metallization area 3 '' having, preferably circumferential recessed edge 3b ' arises. Furthermore, the trough-like recess 3b at layer thickness D of 0.3 mm of the metallization 3 For example, a width B 'between 0.2 mm and 0.3 mm and a depth T between 0.1 mm and 0.15 mm.

Als Füllmaterial 6 findet vorzugsweise ein Kunststoffmaterial, vorzugsweise Epoxidharze mit einem Anteil eines Keramikmaterials oder graphitisierten Kohlenstoff Anwendung. Als Kunststoffmaterial kann beispielsweise Polyimid oder Polyamide und als Keramikmaterial Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid oder Glas Verwendung finden, und zwar ALN, Si3N4, SiC, AL2O3. Der thermische Ausdehnungskoeffizient bzw. Wärmeausdehnungskoeffizient des Füllmaterials 6 ist vorzugsweise kleiner als der thermische Ausdehnungskoeffizient bzw. Wärmeausdehnungskoeffizient der Metallisierung 3 gewählt. Ferner weist das Füllmaterial 6 beispielsweise eine relative Permittivität bzw. Dielektrizitätszahl zwischen 2,5 und 6,5, vorzugsweise zwischen 3,2 und 4,0 auf. As filler 6 preferably uses a plastic material, preferably epoxy resins with a proportion of a ceramic material or graphitized carbon application. For example, polyimide or polyamides can be used as the plastic material and silicon nitride, aluminum nitride, aluminum oxide or glass as the ceramic material, namely ALN, Si 3 N 4 , SiC, AL 2 O 3 . The thermal expansion coefficient or coefficient of thermal expansion of the filling material 6 is preferably smaller than the thermal expansion coefficient or thermal expansion coefficient of the metallization 3 selected. Furthermore, the filler material 6 For example, a relative permittivity or dielectric constant between 2.5 and 6.5, preferably between 3.2 and 4.0.

In einer dritten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Metall-Keramik-Substrates 1 gemäß 3 ist der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt wiederum in Form eines stufenartig ausgebildeten äußeren Randabschnittes 3a der strukturierten Metallisierung 3 analog zur 1 ausgebildet. Hier erstreckt sich jedoch unterschiedlich zur ersten Ausführungsvariante die Schicht aus dem Füllmaterial 6 über den äußeren Randbereich 3’ der Metallisierung 3 in den freigeätzten Bereich 2’ der Keramikschicht 2, d.h. der Übergangsbereich zwischen dem äußeren Randabschnitt 3a der strukturierten Metallisierung 3 und dem freigeätzten Bereich 2’ der Keramikschicht 2 ist vollständig mit dem Füllmaterial 6 versiegelt bzw. verfüllt. Bei dieser Ausführungsvariante ist ein Teil der Schicht aus dem Füllmaterial 6 sowohl mit der strukturierten Metallisierung 3 als auch mit der Keramikschicht 2 flächig verbunden. In a third embodiment of the metal-ceramic substrate according to the invention 1 according to 3 is the layer thickness reduced metallization again in the form of a stepped outer edge portion 3a the structured metallization 3 analogous to 1 educated. Here, however, different from the first embodiment, the layer of the filler extends 6 over the outer edge area 3 ' the metallization 3 in the etched area 2 ' the ceramic layer 2 ie the transition area between the outer edge section 3a the structured metallization 3 and the etched area 2 ' the ceramic layer 2 is complete with the filler 6 sealed or filled. In this embodiment, a part of the layer of the filler material 6 both with the structured metallization 3 as well as with the ceramic layer 2 connected areally.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines voranstehend beschriebenen Metall-Keramik-Substrates 1, dessen wesentliche Verfahrensschritte in den 5 bis 15 beispielhaft dargestellt sind. Furthermore, the subject matter of the invention is a method for producing a metal-ceramic substrate described above 1 whose essential procedural steps in the 5 to 15 are shown by way of example.

In 6 ist beispielhaft ein Querschnitt durch ein Metall-Keramik-Substrates 1 dargestellt, welches im Wesentlichen aus einer Keramikschicht 2 und einer mit der ersten Oberflächenseite 2a der Keramikschicht 2 vollflächig verbundenen und noch unstrukturierten Metallisierung 3 besteht. Die Verbindung der Metallisierung 3, die vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist, mit der Keramikschicht 2 erfolgt über das eingangs beschriebene DCB-Verfahren. Es versteht sich, dass auch eine Metallisierung 3 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung vorgesehen sein kann, welche über ein Direct-Aluminium-Bonding-Verfahren mit der Keramikschicht 2 flächig verbunden ist. Ebenso können weitere eingangs beschriebene Verbindungsverfahren wie ein Aktivlot-Verfahren oder ein geeignetes Klebeverfahren Verwendung finden. In 6 ist lediglich beispielhaft nur eine erste Metallisierung 3 vorgesehen. Weitere Metallisierungen 4 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. In 6 is an example of a cross section through a metal-ceramic substrate 1 shown, which consists essentially of a ceramic layer 2 and one with the first surface side 2a the ceramic layer 2 Fully connected and still unstructured metallization 3 consists. The connection of metallization 3 , which is preferably made of copper or a copper alloy, with the ceramic layer 2 takes place via the DCB method described above. It is understood that also a metallization 3 may be provided of aluminum or an aluminum alloy, which via a direct aluminum bonding method with the ceramic layer 2 is connected flat. Likewise, further connection methods described at the outset, such as an active soldering method or a suitable adhesive method, can be used. In 6 is merely an example only a first metallization 3 intended. Other metallizations 4 have been omitted for clarity.

Gemäß 7 wird in einem ersten Verfahrensschritt auf die noch unstruktrierte Metallisierung 3 eine Ätzresistschicht 8 aufgebracht, und zwar dort, wo die Metallisierung 3 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit Schichtdicke D verbleiben soll. Die Ätzresistschicht 8 wird mittels an sich bekannter Techniken erzeugt. Beispielsweise durch Aufbringen einer Photolackschicht unter entsprechender Maskierung der Oberfläche der Metallisierung 3, anschließendem Belichten und Aushärten der Photolackschicht. According to 7 is in a first step on the still unstructured metallization 3 an etch resist layer 8th applied, where the metallization 3 made of copper or a copper alloy with layer thickness D should remain. The etch resist layer 8th is generated by means of per se known techniques. For example, by applying a photoresist layer with appropriate masking of the surface of the metallization 3 , then exposing and curing the photoresist layer.

In 7 sind bereits mittels strichliert gezeichneter Linien diejenigen, nicht von der Ätzresistschicht 8 überdeckten Bereiche der Metallisierung 3 angedeutet, welche im nachfolgenden zweiten Verfahrenschritt durch Ätzen entfernt werden sollen. Hierzu wird im zweiten Verfahrensschritt die mit der Ätzresistschicht 8 versehene Metallisierung 3 mit einem Ätzmittel beaufschlagt, und zwar für eine vorgegebene Zeitdauer. Die Zeitdauer ist abhängig von Ätzmittel und derart dimensioniert, dass Ausnehmungen 9 gewünschter Tiefe T aus der Metallisierung 3 freigeätzt werden. 8 zeigt das mit der Ätzresistschicht 8 versehenen Metall-Keramik-Substrates 1 nach Durchführung des Ätzschrittes und die durch das Ätzen freigelegten Ausnehmungen 9. In 7 are already by means of dashed lines those, not from the Ätzresistschicht 8th covered areas of metallization 3 indicated which are to be removed by etching in the subsequent second process step. For this purpose, in the second process step with the Ätzresistschicht 8th provided metallization 3 subjected to an etchant, and for a predetermined period of time. The time is dependent on etchant and dimensioned such that recesses 9 desired depth T from the metallization 3 be etched. 8th shows this with the etch resist layer 8th provided metal-ceramic substrate 1 after performing the etching step and the recesses exposed by the etching 9 ,

In einem nachfolgenden dritten Verfahrenschritt wird nun die Ätzresistschicht 8 von der Oberfläche der Metallisierung 3 entfernt, und zwar unter Verwendung an sich bekannter Lösungsmittel. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Metall-Keramik-Substrat 1 solange mit dem Ätzmittel beaufschlagt, bis die Ausnehmung 9 mit der gewünschten Tiefe T in die Metallisierung 3 eingebracht ist, wobei die reduzierte Schichtdicke DR im Bereich der Ausnehmung 9 mindestens die Hälfte der ursprünglichen Schichtdicke D der Metallisierung 3 beträgt. Schließlich wird das derart bearbeitete Metall-Keramik-Substrates 1 einer weiteren Oberflächenreinigung unterzogen. In a subsequent third process step, the etching resist layer is now 8th from the surface of the metallization 3 removed, using known per se solvents. In the present embodiment, the metal-ceramic substrate 1 as long as applied to the etchant until the recess 9 with the desired depth T in the metallization 3 is introduced, wherein the reduced layer thickness DR in the region of the recess 9 at least half of the original layer thickness D of the metallization 3 is. Finally, the thus processed metal-ceramic substrate 1 subjected to another surface cleaning.

In einem vierten Verfahrenschritt werden die freigeätzten Ausnehmungen 9 in der Metallisierung 3 mit dem Füllmaterial 6 verfüllt und hierdurch eine Schicht gebildet, welche die Ausnehmungen 9 vorzugsweise vollständig ausfüllt. Zum Aufbringen des Füllmaterials 6 eignet sich beispielsweise ein Siebdruckverfahren oder Schablobendruckverfahren. Auch kann überschüssiges Füllmaterial mittels einer Rakel entfernt werden. Ggf. ist der Druckvorgang mehrmals zu wiederholen, um eine homogene Füllung der Ausnehmungen 9 zu erhalten. Nach Aushärten des Füllmaterials 6 kann eine mechanische Oberflächenbearbeitung der Metallisierung 3 und der befüllten Ausnehmungen 9 vorgenommen werden. 9 zeigt das Metall-Keramik-Substrat 1 nach dem Befüllen der Ausnehmungen 9 und dem Aushärten des Füllmaterials bzw. der Isolationsschicht 6. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 9 bildet die von der Schicht aus dem Füllmaterial 6 umgebene Oberfläche der Metallisierung 3 der zentralen Metallisierungsbereich 3’’ der strukturierten Metallisierung 3 aus. In a fourth method step, the etched recesses 9 in the metallization 3 with the filler 6 filled and thereby formed a layer which the recesses 9 preferably completely filled. For applying the filling material 6 For example, a screen printing or blob printing process is suitable. Also, excess filler can be removed by means of a doctor blade. Possibly. the printing process is repeated several times to obtain a homogeneous filling of the recesses 9 to obtain. After curing of the filling material 6 can be a mechanical surface treatment of the metallization 3 and the filled recesses 9 be made. 9 shows the metal-ceramic substrate 1 after filling the recesses 9 and the curing of the filling material or the insulating layer 6 , In the present embodiment according to 9 forms that of the layer of filler 6 surrounded surface of the metallization 3 the central metallization area 3 '' the structured metallization 3 out.

Gemäß einem fünften Verfahrenschritt wird auf die Metallisierung 3 und die Schicht aus dem Füllmaterial 6 eine weitere Ätzresistschicht 10 aufgebracht, und zwar dort, wo der den zentralen Metallisierungsbereich 3’’ bildende Teil der Metallisierung 3 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und die Schicht aus dem Füllmaterial 6 verbleiben sollen. Die weitere Ätzresistschicht 10 wird wiederum mittels an sich bekannter Techniken erzeugt. 10 zeigt das Metall-Keramik-Substrat 1 mit der weiteren Ätzresistschicht 10. According to a fifth process step is on the metallization 3 and the layer of the filler material 6 another Ätzresistschicht 10 applied, where the central metallization area 3 '' forming part of the metallization 3 made of copper or a copper alloy and the layer of the filler material 6 should remain. The further etching resist layer 10 is again generated by means of per se known techniques. 10 shows the metal-ceramic substrate 1 with the further etching resist layer 10 ,

Anschließend werden in einem sechsten Verfahrenschritt gemäß 11 die nicht durch die weitere Ätzresistschicht 10 abgedeckten Bereich der Metallisierung 3 durch Ätzen entfernt, und zwar vollständig bis zur Keramikschicht 2 und hierdurch die freigeätzten Bereiche der Keramikschicht 2 gebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel verbleibt damit lediglich die mit der weiteren Ätzresistschicht 10 abgedeckte Anschlussfläche 5. Subsequently, in a sixth method step according to 11 not through the further etching resist layer 10 covered area of metallization 3 removed by etching, all the way to the ceramic layer 2 and thereby the etched portions of the ceramic layer 2 educated. In the present embodiment, therefore, only the one with the further etching resist layer remains 10 Covered connection area 5 ,

Schließlich wird einem siebten Verfahrensschritt gemäß 12 die weitere Ätzresistschicht 10 durch ein entsprechendes Lösungsmittel entfernt und die verbleibende gestuft ausgebildete Metallisierung 3 mit aufgebrachter Schicht aus dem Füllmaterial 6 bildet die erfindungsgemäße Anschlussfläche 5 aus. Damit entsteht im äußeren Randbereich 3’ der Metallisierung 3 ein stufenartiger Übergang zum freigeätzten Bereich der Keramikschicht 2. Finally, according to a seventh method step 12 the further etching resist layer 10 removed by an appropriate solvent and the remaining stepped formed metallization 3 with applied layer of the filler 6 forms the connection surface according to the invention 5 out. This creates in the outer edge area 3 ' the metallization 3 a step-like transition to the etched portion of the ceramic layer 2 ,

In einer alternativen Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß den 13 bis 15 wird in einem zweiten Verfahrensschritt die mit der Ätzresistschicht 8 versehene Metallisierung 3 mit einem Ätzmittel beaufschlagt und eine kanal- oder bahnartige Aussparung 11 aus der Metallisierung 3 freigeätzt, welche sich vorzugsweise über die vollständig Schichtdicke der Metallisierung 3, d.h. bis zur Keramikschicht 2 erstreckt. Die kanal- oder bahnartige Aussparung 11 weist beispielsweise eine Breite von 0,3 mm bis 2 mm auf. In an alternative embodiment of the method according to the invention according to the 13 to 15 In a second method step, the process with the etching resist layer 8th provided metallization 3 subjected to an etchant and a channel or web-like recess 11 from the metallization 3 etched, which preferably over the complete layer thickness of the metallization 3 ie to the ceramic layer 2 extends. The channel or web-like recess 11 has, for example, a width of 0.3 mm to 2 mm.

Anschließend wird die Ätzresistschicht 8 zumindest teilweise entfernt. Alternativ kann dies auch vollständig entfernt und neu aufgebracht werden, so dass gemäß 14 die gegenüberliegenden und durch die kanal- oder bahnartige Aussparung 11 voneinander getrennten Randabschnitte der Metallisierung 3 randseitig nicht abgedeckt sind. In einem weiteren Verfahrenschritt wird der nicht abgedeckte Teil der Metallisierung 3 mit einem Ätzmittel beaufschlagt, und zwar derart, dass nur ein Teil der Metallisierung 3 entfernt wird und ein stufenartig ausgebildeter Rand der Metallisierung 3 entsteht. Subsequently, the Ätzresistschicht 8th at least partially removed. Alternatively, this can also be completely removed and reapplied, so that according to 14 the opposite and through the channel or web-like recess 11 separated edge portions of the metallization 3 not covered on the edge. In a further process step, the uncovered part of the metallization 3 subjected to an etchant, in such a way that only a part of the metallization 3 is removed and a stepped edge of the metallization 3 arises.

Im nächsten Verfahrensschritt wird sowohl der stufenartige Rand der Metallisierung 3 als auch die kanal- oder bahnartige Aussparung 11 zwischen den freigeätzten Abschnitten der Metallisierung 3 mit dem Füllmaterial verfüllt und hierdurch eine sich über die kanal- oder bahnartige Aussparung 11 und die Isolationsschicht 6 gebildet. In the next process step, both the step-like edge of the metallization 3 as well as the channel or web-like recess 11 between the etched portions of the metallization 3 filled with the filling material and thereby one over the channel or web-like recess 11 and the insulation layer 6 educated.

Abschließend wird wiederum die Ätzresistschicht 10 durch ein entsprechendes Lösungsmittel entfernt und die verbleibende gestuft ausgebildeten Metallisierung 3 mit aufgebrachter Isolationsschicht 6 bildet nun mehrere Anschlussflächen 5, 5a, 5b aus. Finally, in turn, the Ätzresistschicht 10 removed by an appropriate solvent and the remaining stepped metallization formed 3 with applied insulation layer 6 now forms several connection surfaces 5 . 5a . 5b out.

Die Erzeugung der wannenartigen Ausnehmung 3b erfolgt analog zu den beschriebenen Verfahrensschritten durch entsprechende Maskierung und anschließendes gesteuertes Ätzen. The generation of the trough-like recess 3b takes place analogously to the described method steps by appropriate masking and subsequent controlled etching.

Alternativ können der stufenartige Randabschnitt 3a oder die wannenartige Ausnehmung 3b auch durch ein mechanisches Oberflächenbearbeitungsverfahren, beispielsweise Fräsen erzeugt werden. Alternatively, the step-like edge portion 3a or the trough-like recess 3b also be produced by a mechanical surface processing method, such as milling.

In einer weiteren alternativen Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß den 16 bis 18 wird in einem zweiten Verfahrensschritt die mit der Ätzresistschicht 8 versehene Metallisierung 3 mit einem Ätzmittel beaufschlagt und eine kanal- oder bahnartige Aussparung 11 aus der Metallisierung 3 freigeätzt, welche sich vorzugsweise über die vollständig Schichtdicke der Metallisierung 3, d.h. bis zur Keramikschicht 2 erstreckt. Anschließend wird zur Erzeugung eines gestuft ausgebildeten Randabschnittes 3a die Ätzresistschicht 8 zumindest in den sich an die kanal- oder bahnartige Aussparung 11 anschließenden Randereichen entfernt und ein erneut mit einem Ätzmittel beaufschlagt. Alternativ kann diese auch vollständig entfernt und eine neue weitere Ätzresistschicht 10 aufgebracht werden, so dass die in 16 strichliert angedeuteten Bereiche Randabschnitte der Metallisierung 3 weggeätzt werden können. Hierzu wird in einem weiteren Verfahrenschritt der nicht abgedeckte Teil der Metallisierung 3 mit einem Ätzmittel beaufschlagt, und zwar derart, dass nur ein Teil der Metallisierung 3 entfernt wird und ein stufenartig ausgebildeter Randabschnitt 3a der Metallisierung 3 entsteht und in einer bevorzugten Ausführungsvariante auch der anschließende Randabschnitt der Keramikschicht 2 vollständig von der Metallisierung 3 befreit ist. In a further alternative embodiment of the method according to the invention according to the 16 to 18 In a second method step, the process with the etching resist layer 8th provided metallization 3 subjected to an etchant and a channel or web-like recess 11 from the metallization 3 etched, which preferably over the complete layer thickness of the metallization 3 ie to the ceramic layer 2 extends. Subsequently, to produce a stepped edge portion 3a the etch resist layer 8th at least in the at the channel or web-like recess 11 removed adjacent edge areas and applied again with an etchant. Alternatively, this can also be completely removed and a new further Ätzresistschicht 10 be applied, so that in 16 dashed lines indicated areas edge portions of the metallization 3 can be etched away. For this purpose, in a further process step, the uncovered part of the metallization 3 subjected to an etchant, in such a way that only a part of the metallization 3 is removed and a step-shaped edge portion 3a the metallization 3 arises and in a preferred embodiment, the subsequent edge portion of the ceramic layer 2 completely from the metallization 3 is free.

Im nächsten Verfahrensschritt wird sowohl der stufenartige Randabschnitt 3a der Metallisierung 3 als auch ein Teil der daran unmittelbar anschließenden Oberfläche der Keramikschicht 2 mit dem Füllmaterial verfüllt und hierdurch eine sich über den Randabschnitt 3a auf die Oberfläche der Keramikschicht erstreckende Isolationsschicht 6 gebildet. Abschließend wird wiederum die Ätzresistschicht 10 durch ein entsprechendes Lösungsmittel entfernt und die verbleibende gestuft ausgebildeten Metallisierung 3 mit aufgebrachter Isolationsschicht 6 bildet nun zumindest eine Anschlussfläche 5 aus. In the next process step, both the step-like edge portion 3a the metallization 3 as well as a part of the immediately adjacent surface of the ceramic layer 2 filled with the filling material and thereby one over the edge portion 3a on the surface of the ceramic layer extending insulating layer 6 educated. Finally, in turn, the Ätzresistschicht 10 removed by an appropriate solvent and the remaining stepped metallization formed 3 with applied insulation layer 6 now forms at least one connection surface 5 out.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante können die Metallisierungen 3, 4 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 zwischen 0.1 Mikrometer und 10 Mikrometer. Eine derartige metallische Oberflächenschicht wird vorzugsweise nach dem Aufbringen der Metallisierungen 3, 4 auf die Keramikschicht 2 aufgebracht. Das Aufbringen der Oberflächenschicht erfolgt in einem geeigneten Verfahren, beispielsweise galvanisch und/oder durch chemisches Abscheiden und/oder durch Spritzen. In an advantageous embodiment, the metallizations 3 . 4 at least partially provided with a metallic surface layer, for example a surface layer of nickel, gold, silver or a nickel, gold and silver alloys. The layer thickness of the surface layer is for example between 0.1 micrometer and 10 micrometers. Such a metallic surface layer is preferably after the application of the metallizations 3 . 4 on the ceramic layer 2 applied. The application of the surface layer takes place in a suitable method, for example galvanically and / or by chemical deposition and / or by spraying.

In einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsvariante kann zwischen der Anschlussfläche 5 und dem Füllmaterial 6 eine die Anschlussfläche 5 zumindest abschnittsweise umgebende Lötstopstruktur vorgesehen ist, welche beispielsweise ebenfalls aus dem Füllmaterial hergestellt ist. Diese ist auf die Oberfläche der Metallisierung 3 aufgebracht, beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens. Alternativ kann die Lötstopstruktur durch eine glashaltige Paste erzeugt werden, welche in die Metallisierung eingebrannt wird und im eingebrannten Zustand einen im Vergleich zu einer aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildeten Metallisierung 3 einen kleinen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. In an embodiment not shown in the figures can between the pad 5 and the filler 6 one the connection surface 5 At least partially surrounding Lötstopstruktur is provided, which is for example also made of the filler. This is on the surface of the metallization 3 applied, for example by means of a screen printing process. Alternatively, the solder-stop structure may be formed by a glass-containing paste which is baked into the metallization and, in the baked state, a metallization formed from copper or a copper alloy 3 has a small coefficient of expansion.

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. The invention has been described above by means of exemplary embodiments. It is understood that numerous changes and modifications are possible without thereby departing from the invention underlying the idea of the invention.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Metall-Keramik-Substrat Metal-ceramic substrate
2 2
Keramikschicht ceramic layer
2’ 2 '
freigeätzte Bereiche etched areas
2.1 2.1
erste Oberflächenseite first surface side
2.2 2.2
zweite Oberflächenseite second surface side
3 3
strukturierte Metallisierung structured metallization
3’ 3 '
äußerer Randbereich outer edge area
3’’ 3 ''
zentraler Metallisierungsbereich central metallization area
3a 3a
Metallisierungsabschnitt bzw. stufenartiger Randabschnitt Metallization section or step-like edge section
3b 3b
Metallisierungsabschnitt bzw. wannenartige Ausnehmung Metallization section or trough-like recess
3b’ 3b '
Ausnehmungsrand recess edge
4 4
weitere Metallisierung further metallization
5 5
Anschlussfläche terminal area
6 6
Füllmaterial filling material
7 7
Halbleiterbauteil Semiconductor device
8 8th
Ätzresistschicht etching resist
9 9
Ausnehmungen recesses
10 10
weitere Ätzresistschicht further etching resist layer
11 11
kanal- oder bahnartige Aussparung channel or web-like recess
S S
Übergangsbereich Transition area
D D
Schichtdicke layer thickness
DR DR
reduzierte Schichtdicke reduced layer thickness
B B
Breite des stufenartigen Randabschnittes Width of the step-like edge section
B’ B '
Breite der Ausnehmung Width of the recess
T T
Tiefe der Ausnehmung Depth of the recess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 3744120 [0003] US 3744120 [0003]
  • DE 2319854 [0003] DE 2319854 [0003]
  • DE 2213115 [0004] DE 2213115 [0004]
  • EP 153618 A [0004] EP 153618 A [0004]
  • DE 4004844 C1 [0008] DE 4004844 C1 [0008]

Claims (21)

Metall-Keramik-Substrat umfassend zumindest eine Keramikschicht (2), die an zumindest einer Oberflächenseite (2.1) mit wenigstens einer Metallisierung (3) mit einer Schichtdicke (D) von wenigstens 0,1 mm versehen ist, die zur Ausbildung von Leiterbahnen und/oder Kontakt- oder Anschlussflächen (5, 5a, 5b) derart strukturiert ist, dass im äußeren Randbereich (3’) der strukturierten Metallisierung (3) ein sich zumindest abschnittsweise entlang des äußeren Randbereiches (3’) erstreckender Metallisierungsabschnitt (3a, 3b) mit reduzierter Schichtdicke (DR) entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt (3a, 3b) mit einer Schicht aus einem Füllmaterial (6) versehen ist. Metal-ceramic substrate comprising at least one ceramic layer ( 2 ), which on at least one surface side ( 2.1 ) with at least one metallization ( 3 ) is provided with a layer thickness (D) of at least 0.1 mm, which is used for the formation of printed conductors and / or contact or terminal surfaces ( 5 . 5a . 5b ) is structured such that in the outer edge region ( 3 ' ) of the structured metallization ( 3 ) at least partially along the outer edge region ( 3 ' ) extending metallization section ( 3a . 3b ) with reduced layer thickness (DR), characterized in that the layer thickness-reduced metallization section (FIG. 3a . 3b ) with a layer of a filling material ( 6 ) is provided. Metall-Keramik-Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt durch einen stufenartig ausgebildeten äußeren Randabschnitt (3a) der Metallisierung (3) und/oder durch eine Vielzahl von Ausnehmungen gebildet ist. Metal-ceramic substrate according to claim 1, characterized in that the layer thickness-reduced metallization section is formed by a stepped outer edge section (FIG. 3a ) of the metallization ( 3 ) and / or formed by a plurality of recesses. Metall-Keramik-Substrat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schicht aus dem Füllmaterial (6) über den äußeren Randabschnitt (3a) in den anschließenden freigeätzten Bereich (2’) der Keramikschicht (2) erstreckt. Metal-ceramic substrate according to claim 2, characterized in that the layer of the filling material ( 6 ) over the outer edge portion ( 3a ) in the subsequent etched area ( 2 ' ) of the ceramic layer ( 2 ). Metall-Keramik-Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt durch eine vorzugsweise einen wannenartigen Querschnitt aufweisende Ausnehmung (3b) im äußeren Randbereich (3’) der Metallisierung (3) gebildet ist. Metal-ceramic substrate according to claim 1, characterized in that the layer thickness-reduced metallization section by a preferably having a trough-like cross-section recess ( 3b ) in the outer edge region ( 3 ' ) of the metallization ( 3 ) is formed. Metall-Keramik-Substrat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise wannenartige Ausnehmung (3b) mit dem Füllmaterial (6) vollständig verfüllt ist. Metal-ceramic substrate according to claim 4, characterized in that the preferably trough-like recess ( 3b ) with the filling material ( 6 ) is completely filled. Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt (3a, 3b) durch entsprechendes Maskieren und Ätzen der Metallisierung (3) und/oder durch eine mechanische Oberflächenbearbeitung, insbesondere Fräsen erzeugt ist. Metal-ceramic substrate according to one of claims 1 to 5, characterized in that the layer thickness-reduced metallization section ( 3a . 3b ) by appropriate masking and etching of the metallization ( 3 ) and / or generated by a mechanical surface treatment, in particular milling. Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus dem Füllmaterial (6) näherungsweise bündig mit der Oberseite der strukturierten Metallisierung (3) ausgebildet ist. Metal-ceramic substrate according to one of claims 1 to 3, characterized in that the layer of the filler material ( 6 ) is approximately flush with the top of the structured metallization ( 3 ) is trained. Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der äußeren Randbereiches (3’) einen zentralen Metallisierungsbereich (3’’) einschließt, welcher eine Kontakt- oder Bondfläche zum Anschluss eines elektrischen Bauelementes (7) bildet. Metal-ceramic substrate according to one of claims 1 to 7, characterized in that the outer edge region ( 3 ' ) a central metallization region ( 3 '' ), which has a contact or bonding surface for connecting an electrical component ( 7 ). Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (6) aus einem Kunststoffmaterial mit einem Keramikanteil und/oder graphitisierten Kohlenstoffanteil hergestellt ist. Metal-ceramic substrate according to one of claims 1 to 8, characterized in that the filling material ( 6 ) is made of a plastic material having a ceramic portion and / or graphitized carbon content. Metall-Keramik-Substrat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoffmaterial Polyimid, Polyamide, Epoxide oder Polyetheretherketon und als Keramikanteil Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid oder Glas vorgesehen ist. Metal-ceramic substrate according to claim 9, characterized in that as a plastic material polyimide, polyamides, epoxies or polyetheretherketone and as a ceramic component silicon nitride, aluminum nitride, alumina or glass is provided. Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Füllmaterials (6) kleiner als der thermische Ausdehnungskoeffizient der Metallisierung (3) ist. Metal-ceramic substrate according to one of claims 1 to 10, characterized in that the thermal expansion coefficient of the filling material ( 6 ) smaller than the thermal expansion coefficient of the metallization ( 3 ). Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, 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. Metal-ceramic substrate according to one of claims 1 to 11, characterized in that the ceramic layer ( 2 ) is made of oxide, nitride or carbide ceramics such as aluminum oxide or aluminum nitride or silicon nitride or silicon carbide or aluminum oxide with zirconium oxide. Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Oberflächenseite (2.2) der Keramikschicht (2) mit wenigstens einer weiteren Metallisierung (4) versehen ist. Metal-ceramic substrate according to one of claims 1 to 10, characterized in that the further surface side ( 2.2 ) of the ceramic layer ( 2 ) with at least one further metallization ( 4 ) is provided. Metall-Keramik-Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierungen (3, 4) mittels einem „Direct-Copper-Bonding“ Verfahren mit der Keramikschicht (2) verbunden sind. Metal-ceramic substrate according to one of claims 1 to 13, characterized in that the metallizations ( 3 . 4 ) by means of a "direct copper bonding" method with the ceramic layer ( 2 ) are connected. Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates (2) umfassend zumindest eine Keramikschicht (2), die an zumindest einer Oberflächenseite (2.1) mit wenigstens einer Metallisierung (3) mit einer Schichtdicke (D) von wenigstens 0,1 mm versehen ist, bei dem zur Ausbildung von Leiterbahnen und/oder Kontakt- oder Anschlussflächen (5, 5a, 5b) die Metallisierung (3) derart strukturiert wird, dass im äußeren Randbereich (3’) der strukturierten Metallisierung (3) ein sich zumindest abschnittsweise entlang des äußeren Randbereiches (3’) erstreckender Metallisierungsabschnitt (3a, 3b) mit reduzierter Schichtdicke (DR) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der schichtdickenreduzierte Metallisierungsabschnitt (3a, 3b) mit einem Füllmaterial (6) beschichtet wird. Method for producing a metal-ceramic substrate ( 2 ) comprising at least one ceramic layer ( 2 ), which on at least one surface side ( 2.1 ) with at least one metallization ( 3 ) is provided with a layer thickness (D) of at least 0.1 mm, in which the formation of printed conductors and / or contact or pad surfaces ( 5 . 5a . 5b ) the metallization ( 3 ) is structured such that in the outer edge region ( 3 ' ) of the structured metallization ( 3 ) at least partially along the outer edge region ( 3 ' ) extending metallization section ( 3a . 3b ) is produced with reduced layer thickness (DR), characterized in that the layer thickness reduced metallization section (DR) 3a . 3b ) with a filling material ( 6 ) is coated. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Metallisierung (3) eine Ätzresistschicht (8) aufgebracht wird, und zwar dort, wo die Metallisierung (3) mit der bestehenden Schichtdicke (D) verbleiben soll. Method according to claim 15, characterized in that the metallization ( 3 ) an etching resist layer ( 8th ) is applied, namely where the metallization ( 3 ) should remain with the existing layer thickness (D). Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Ätzresistschicht (8) versehene Metallisierung (3) zur Erzeugung des schichtdickenreduzierten Metallisierungsabschnittes (3a, 3b) solange mit einer Ätzlösung beaufschlagt wird, bis Ausnehmungen (9) einer vorgegebenen Tiefe (T) in den von Ätzresistschicht (8) freigegebenen Bereichen der Metallisierung (3) freigeätzt sind. A method according to claim 16, characterized in that the with the Ätzresistschicht ( 8th ) provided metallization ( 3 ) for producing the layer thickness-reduced metallization section ( 3a . 3b ) is applied to an etching solution until recesses ( 9 ) of a predetermined depth (T) in the etch resist layer (FIG. 8th ) released areas of the metallization ( 3 ) are etched free. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Ätzresistschicht (8) von der Metallisierung (3) wieder entfernt wird. A method according to claim 17, characterized in that the Ätzresistschicht ( 8th ) of the metallization ( 3 ) is removed again. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die freigeätzten Ausnehmungen (9) mit dem Füllmaterial (6) verfüllt werden. Method according to claim 17 or 18, characterized in that the etched recesses ( 9 ) with the filling material ( 6 ) are filled. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise auf die Metallisierung (3) und auf die Schicht aus dem Füllmaterial (6) eine weitere Ätzresistschicht (10) aufgebracht wird, und zwar dort, wo die Metallisierung (3) zur Ausbildung einer oder mehrerer Anschlussflächen (5, 5a, 5b) verbleiben. A method according to claim 19, characterized in that at least partially on the metallization ( 3 ) and on the layer of the filling material ( 6 ) a further etching resist layer ( 10 ) is applied, where the metallization ( 3 ) for forming one or more connection surfaces ( 5 . 5a . 5b ) remain. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die von der weiteren Ätzresistschicht (10) freigegebenen Bereiche der Metallisierung (3) mit einer Ätzlösung beaufschlagt werden und vollständig bis zur Keramikschicht (2) entfernt werden. A method according to claim 20, characterized in that that of the further Ätzresistschicht ( 10 ) released areas of the metallization ( 3 ) are exposed to an etching solution and completely up to the ceramic layer ( 2 ) are removed.
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