DE19846638A1 - Kompositplatte sowie Verfahren zur Herstellung und Anwendung einer solchen Kompositplatte - Google Patents
Kompositplatte sowie Verfahren zur Herstellung und Anwendung einer solchen KompositplatteInfo
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Abstract
Bei einer Kompositplatte (14), umfassend eine Keramikplatte (10), insbesondere aus einer elektrisch isolierenden Oxydkeramik, welche zumindest auf einer Seite mit einem Metallblech (11) flächig und stoffschlüssig über eine dünne Reaktionszone (13) verbunden ist, welche Reaktionszone (13) eine erstarrte eutektische Schmelze des Metalls enthält, aus welchem das Metallblech (11) im wesentlichen besteht, wird eine vereinfachte Herstellung bei gleichzeitig verbesserten Gebrauchseigenschaften dadurch erreicht, dass das Metallblech (11) ein Silberblech ist.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des sog. "direct bonding".
Sie betrifft eine Kompositplatte, umfassend eine Keramikplatte aus einer elektrisch
isolierenden Oxydkeramik, welche zumindest auf einer Seite mit einem Metall
blech flächig und stoffschlüssig über eine dünne Reaktionszone verbunden ist,
welche Reaktionszone eine erstarrte eutektischen Schmelze des Metalls enthält,
aus welchem das Metallblech im wesentlichen besteht. Die Erfindung betrifft wei
terhin eine Verfahren zur Herstellung einer solchen Kompositplatte sowie eine
Anwendung einer solchen Kompositplatte.
Die Technologie der Leistungselektronik stellt sich die Aufgabe, einzelne Halblei
terbauelemente (z. B. Dioden, Thyristoren, GTOs, IGBTs, MOSFETs oder dgl.) zu
Baugruppen, sogenannten Modulen, zusammenzusetzen. Ein wichtiges Quali
tätsmerkmal einer guten Montagetechnik für derartige Module ist die wirksame
Abführung der im Betrieb entstehenden Verlustwärme aus den Halbleiterbauele
menten. Gleichzeitig müssen die einzelnen Bauelemente mit Stromzuführungen
versehen, aber sowohl voneinander als auch gegen den metallischen Kühler elek
trisch isoliert sein. Diese Aufgabe wird derzeit fast ausschliesslich durch Auflöten
der Bauelemente auf eine spezielle, elektrisch isolierende und gut wärmeleitende
Bodenplatte gelöst.
Diese Bodenplatte ist als Kompositplatte aufgebaut und besteht üblicherweise aus
drei Schichten: Auf eine Keramikplatte aus Al2O3 sind beidseitig Kupferbleche auf
gebracht und mittels der sogenannten DCB-Technik (Direct Copper Bonding) über
eine Reaktionszone mit der Keramikplatte stoffschlüssig verbunden. Für die gute
Wärmeleitfähigkeit der Kompositplatte ist es nämlich entscheidend, dass der
Wärmefluss über die Grenzflächen zwischen Cu und Keramik so wenig wie mög
lich behindert wird. Von allen bekannten Verbindungstechniken erzielt man mit der
DCB-Technik den geringsten Wärmewiderstand, weil dadurch Cu und Keramik
stoffschlüssig und "direkt", d. h. ohne andersartige Zwischenschichten, verbunden
werden.
Die DCB-Technik benutzt zur Herstellung der Verbindung die Tatsache, dass es
zwischen den Phasen Cu und CuO ein Eutektikum gibt, dessen Schmelzpunkt
(T = 1066°C) unterhalb des Schmelzpunktes von Cu (T = 1084,9°C) liegt. Die hier
entscheidende Eigenschaft der eutektischen Schmelze ist ihre gute Benetzung
von Al2O3 und anderen Oxydkeramiken. Damit ist die eutektische Schmelze ge
eignet, eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Cu-Blechen und der Al2O3-
Keramik herzustellen.
Der bekannte DCB-Prozess besteht im wesentlichen aus folgenden Schritten:
- - Positionieren von Cu-Blech auf einer Al2O3-Platte. Einbringen in einen gas dichten Ofen, in dessen Atmosphäre ein konstanter Sauerstoffpartialdruck von ca. 0,133-0,0133 mbar aufrecht erhalten und ständig kontrolliert wird.
- - Aufheizen auf 1072°C. Dabei bildet sich durch Reaktion mit Sauerstoff auf der Oberfläche vom Cu-Blech eine dünne Schicht des geschmolzenen Eutekti kums; diese benetzt Oxydkeramiken gut. Cu-Blech und Al2O3-Keramik kom men dann über die Schmelzzone miteinander in Kontakt.
- - Abkühlen auf Raumtemperatur. Die Schmelze erstarrt bei T < 1066°C und ver bindet Cu und Al2O3-Keramik stoffschlüssig miteinander.
Die DCB-Technik und das Verfahren zur Herstellung von Bodenplatten u. ä. Ele
menten für die Montage von leistungselektronischen Halbleiterbauelementen
wurde erstmals angegeben in der Druckschrift "The Direct Bonding of Metals to
Ceramics by the Gas-Metal-Eutectic-Method" Burgess, J. F; Neugebauer C.A. and
Flanagan, G.; J. Electrochem. Soc., 122, 1975, 688, und gehören seitdem zum
kommerziellen Standard für Montage von Halbleitern zu hochwertigen Leistungs
modulen.
Die bekannte DCB-Technik hat jedoch verschiedene Nachteile: Zum einen ist für
den Herstellprozess ein gasdichter Ofen mit einer in engen Grenzen kontrollier-
und einstellbaren Atmosphäre erforderlich. Dies erhöht massgeblich die Kosten
und den Zeitaufwand des Prozesses. Zum anderen führen die unterschiedlichen
Wärmeausdehnungskoeffizienten von Metall und Keramik beim Abkühlen von der
Prozesstemperatur in stoffschlüssigen Verbindungstechniken zu hohen mechani
schen Spannungen. Als Folge davon treten starke Biegemomente auf; die Kom
positplatte verbiegt oder wölbt sich, wenn die Metallbleche auf beiden Seiten der
Keramikplatte nicht gleich dick sind. Die mechanischen Kräfte können bei grosser
Differenz der Blechdicken und grossen Temperaturdifferenzen so stark werden,
dass Risse in der Keramik entstehen oder die Verbindung ganz delaminiert wird.
Wenn auch im speziellen Fall der DCB-Technik durch plastische Verformung des
sehr duktilen Cu in der Verbindungszone diese Spannungen weitgehend abgebaut
werden, so muss doch auch hier der detaillierte Entwurf der Modulgrundplatte die
restlichen Zugspannungen in der keramischen Platte berücksichtigen, um uner
wünschte Verbiegungen zu vermeiden. Die Möglichkeiten der Gestaltung werden
dadurch eingeschränkt.
Besonders wichtig ist das thermomechanische Verhalten, wenn im Betrieb des
Moduls sehr häufige Temperaturwechsel auftreten; in der Leistungselektronik fin
den derartige Temperaturwechsel z. B. zwischen -40°C und +150°C statt. In die
sem Temperaturbereich führt die ständig wiederholte Beanspruchung des Cu bis
in den Bereich der plastischen Verformung und dadurch zur zunehmenden Verfe
stigung und Versprödung, bei sehr langen Betriebszeiten eventuell auch zu Ermü
dungsrissen und schliesslich zur Delamination zwischen Cu und Keramik.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kompositplatte zu schaffen, welche die
Nachteile der bisherigen DCB-Platten vermeidet und insbesondere mit verringer
tem apparativen Aufwand herstellbar ist und deutlich weniger durch Temperatur
wechsel beansprucht wird, sowie ein Herstellungsverfahren und eine Anwendung
für eine solche Kompositplatte anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale der Ansprüche 1, 9 und 19
gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, anstelle des bisher eingesetzten Cu-
Blechs ein Ag-Blech zu verwenden und für die stoffschlüssige Verbindung zwi
schen Keramikplatte und Ag-Blech eine ganz spezielle eutektische Schmelze zu
benutzen, die Keramiken gut benetzt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Kompositplatte nach der Erfindung zeichnet
sich dadurch aus, dass das Metallblech aus reinem Silber besteht, dass die
Reaktionszone aus Ag und CuO besteht und vorzugsweise eine stöchiometrische
Zusammensetzung von etwa 99 Mol-% Ag und 1 Mol-% CuO aufweist, und dass
die Keramikplatte aus einer elektrisch isolierenden Keramik, vorzugsweise aus
einer Oxydkeramik, insbesondere aus der Reihe Al2O3, ZrO2, ZnO, MgO, MgAl2O4
und BaTiO3, besteht. Hierdurch wird eine besonders gute Benetzung der Kera
mikplatte durch die eutektische Schmelze erreicht. Anstelle einer Oxydkeramik
können im Rahmen der Erfindung ohne weiteres auch andere technisch bewährte
Keramiken wie z. B. AIN-Keramik verwendet werden. Auch ist es denkbar, anstelle
einer elektrisch isolierenden Keramik in bestimmten Anwendungsfällen eine elek
trisch leitfähige Keramik wie z. B. LaNiO3 einzusetzen.
Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführungsform, die besonders für die
Montage von Leistungshalbleitermodulen geeignet ist, ist dadurch gekennzeich
net, dass die Keramikplatte auf beiden Seiten durch eine Reaktionszone mit einem
als Silberblech ausgebildeten Metallblech stoffschlüssig verbunden ist.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist
dadurch gekennzeichnet, dass es an Luft unter Normaldruck durchgeführt wird,
dass die Erhitzung auf eine Temperatur von 947 ± 2°C erfolgt, und dass der Sta
pel vor dem Abkühlen einige Minuten, vorzugsweise zwischen 5 und 15 Minuten,
auf dieser Temperatur gehalten wird.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist
dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel während des Erhitzens mit einem Druck
senkrecht zur Plattenebene, vorzugsweise durch Auflegen einer Al2O3-Keramik
platte auf den Stapel, belastet wird. Hierdurch wird die Qualität der stoffschlüssi
gen Verbindung deutlich verbessert.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist
dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der Hilfsschicht das Metallblech auf
seiner der Keramikplatte zugewandten Seite mit einer CuO enthaltenden Schicht
beschichtet wird, und dass zum Beschichten mit der CuO enthaltenden Schicht
eine Suspension von CuO-Pulver, vorzugsweise mit einer mittleren Partikelgrösse
von dmittel < 1,0 µm, mit Ethanol und einem Bindemittel verwendet wird. Eine der
artige Beschichtung lässt sich besonders einfach mit einem Minimum an Hilfsmit
teln durchführen. Das für die Bildung der eutektischen Schmelze notwendige CuO
liegt dabei direkt vor und braucht sich nicht erst beim Erhitzen zu bilden.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens
zeichnet sich dadurch aus, dass zum Erzeugen der Hilfsschicht das Metallblech
auf seiner der Keramikplatte zugewandten Seite mit einer beim Erhitzen CuO bil
denden Schicht beschichtet wird, dass zum Beschichten mit der CuO bildenden
Schicht eine Schicht aus einer chemischen Verbindung von Cu aufgebracht wird,
welche sich beim Erhitzen unter Luft in CuO umsetzt, und dass als chemische
Verbindung von Cu eine Verbindung aus der Reihe Cu(NO3)2, Cu-Acetat oder Cu-
Oxalat verwendet wird. Auch diese Beschichtung lässt sich sehr einfach durchfüh
ren.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Kompositplatte nach der Erfindung wird erfindungsgemäss als Montageplatte
für elektronische Module, insbesondere der Leistungselektronik, verwendet.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusam
menhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1-4 in einer Schnittdarstellung verschiedene Schritte bei der Herstel
lung einer einseitig mit einem Metallblech versehenen Komposit
platte gemäss einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung; und
Fig. 5 in einer Schnittdarstellung ein beidseitig mit einem Metallblech
versehene Kompositplatte gemäss einem zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In den Fig. 1 bis 4 sind in einer Schnittdarstellung verschiedene Schritte bei der
Herstellung einer einseitig mit einem Metallblech versehenen Kompositplatte ge
mäss einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergege
ben. Die Erfindung geht von der an sich bekannten Tatsache aus (siehe dazu:
Nishiura, H., Susuki, R.O. and Ono, K. Experimental Phase Diagram in the Ag-
Cu2O-CuO-System; J. Amer. Ceram. Doc. 81/1998/2181), dass die Phasen Ag
und CuO ein Eutektikum mit einem Schmelzpunkt bei T = 942 ± 1°C an Luft bilden,
welcher unterhalb des Schmelzpunktes von Ag (Tm = 965°C) liegt. Ueberraschend
wurde nun gefunden, dass diese eutektische Schmelze neben anderen Keramiken
insbesondere eine Al2O3-Keramik gut benetzt und die Eigenschaft hat, Ag und
Al2O3 analog zur bekannten DCB-Technik stoffschlüssig miteinander zu verbinden.
Geschmolzenes Ag ohne Zusatz von CuO benetzt Al2O3-Keramik dagegen
praktisch nicht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Prozess zur Her
stellung einer stoffschlüssig verbundenen Kompositplatte, das zu einer einseitig
mit einem Metallblech versehenen Keramikplatte führt, besteht nun gemäss Fig. 1
bis 4 aus den folgenden Schritten:
- 1. es wird ausgegangen von einer flächigen Keramikplatte 10 aus Al2O3-Kera mik und einem separaten dünnen Metallblech 11 aus Ag (Fig. 1)
- 2. es wird eine Suspension von CuO-Pulver mit einer mittleren Partikelgrösse von dmittel < 1,0 µm mit Ethanol und einem Bindemittel angesetzt
- 3. das Metallblech(Silberblech) 11 wird auf seiner der Keramikplatte 10 zuge wandten Unterseite mit der CuO-Suspension unter Bildung einer Hilfsschicht 12 beschichtet (Fig. 2)
- 4. das beschichtete Metallblech 11 wird auf der Keramikplatte 10 positioniert (Fig. 3)
- 5. der Stapel wird in einen Ofen eingebracht; er wird dabei mit einer ebenen Al2O3-Keramikplatte belastet
- 6. der belastete Stapel wird im Ofen auf 947 ± 2°C an Luft erhitzt und bei dieser Temperatur 5-15 Minuten gehalten; dabei bildet sich zwischen der Kera mikplatte 10 und dem Metallblech 11 eine in der Reaktionszone 13 eine eu tektische Schmelze 13, welche die Keramikplatte 10 benetzt (Fig. 4)
- 7. der Stapel wird auf Raumtemperatur abgekühlt und ergibt nach Erstarren der eutektischen Schmelze die fertige Kompositplatte 14 (Fig. 4).
Die gewünschte eutektische Schmelze bildet sich in einer dünnen Reaktionszone
13 nach Erreichen der Schmelztemperatur (Liquidus-Temperatur) als Reaktion
zwischen Ag und CuO auf der beschichteten Oberfläche des Metallbleches 11.
Die Menge der gebildeten Schmelze bzw. die Dicke der Reaktionszone 13 werden
bestimmt durch die Menge des aufgebrachten CuO-Pulvers bzw. der Menge pro
cm2 der Metallblechoberfläche (die Dicke ist in den Fig. 1 bis 5 zur besseren
Sichtbarkeit übertrieben dargestellt). Die stöchiometrische Zusammensetzung des
Eutektikums liegt bei 99 Mol-% Ag und 1 Mol-% CuO beim Sauerstoffpartialdruck
der Luft.
Anders als beim herkömmlichen DCB-Verfahren läuft der Prozess nach der Erfin
dung vollständig an Luft ab. Es ist also kein aufwendiger Ofen mit kontrollierter
Atmosphäre notwendig. Sowohl die Investitions- als auch die Prozesskosten sind
deshalb wesentlich niedriger. Dieser Kostenvorteil bleibt auch erhalten, wenn der
Mehrpreis von Ag gegenüber Cu berücksichtigt wird.
Die neue Technik der stoffschlüssigen Verbindung zwischen Ag und Oxydkeramik
erzeugt bei Temperaturwechseln aber auch weniger mechanische Spannungen
als die herkömmliche DCB-Technik, weil die plastische Verformung des Materials
in der Verbindungszone bereits bei kleinen Spannungen beginnt und die Verfesti
gung nur sehr langsam fortschreitet. Eine direkte Folge dieser optimalen plasti
schen Verformung schon bei kleinen Spannungen manifestiert sich in der Beob
achtung, dass auch die nur einseitige Belegung der Keramik mit Silberblech, wie
sie in Fig. 1 bis 4 gezeigt wird, nach dem Verbindungsprozess nur eine ganz ge
ringfügige Verbiegung der Kompositplatte 14 zur Folge hat. Die Freiheit der Ge
staltung in der Modultechnik ist dadurch wesentlich grösser als bei der DGB-Tech
nik. Hingegen ist die Wärmeleitung durch die Verbindungsfläche Agl Al2O3-Kera
mik mindestens ebensogut wie diejenige, die bei den Cu/Al2O3-Keramik-Verbin
dungen mit der DGB-Technik erreicht wird.
Es versteht sich von selbst, dass anstelle der einseitigen Belegung der Keramik
platte 10 mit Metallblech, wie sie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist, mit demselben
Verfahrensschritten auch eine beidseitige Belegung durchgeführt werden kann. Es
werden dazu entsprechend zwei Metallbleche verwendet, die jeweils mit einer
CuO enthaltenden Hilfsschicht beschichtet werden. Es ergibt sich dann die in Fig.
5 wiedergegebene Kompositplatte 17, bei der sowohl auf der Oberseite ein Me
tallblech (Silberblech) 11 über eine Reaktionszone 13, als auch auf der Unterseite
ein Metallblech (Silberblech) 16 über eine Reaktionszone 15 mit der Keramikplatte
10 stoffschlüssig verbunden sind.
Weiterhin ist es denkbar, statt einer CuO enthaltenden Hilfsschicht 12 eine Hilfs
schicht zu verwenden, die eine andere chemische Verbindung von Cu enthält, die
sich beim Erhitzen an Luft unterhalb der Schmelztemperatur des Ag-CuO-Eutekti
kums zu CuO umsetzt. Auf diese Weise wird beim Erhitzen des Stapels im Ofen in
der Hilfsschicht 12 das für die eutektische Schmelze notwendige CuO erzeugt.
Beispiele für derartige Cu-Verbindungen sind das Cu(NO3)2, Cu-Acetat oder das
Cu-Oxalat.
Weiterhin ist es denkbar, zur Bereitstellung des CuO eine Hilfsschicht 12 aus me
tallischem Cu durch Aufdampfen, Aufsputtern oder chemische oder elektrochemi
sche Abscheidung auf das Ag-Blech aufzubringen. Die Cu-Schicht setzt sich im
Prozessverlauf beim Erhitzen zu CuO um, das dann mit dem Ag des Metallble
ches die eutektische Schmelze bildet.
Desweiteren ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Keramikplatte 10
im wesentlichen aus einer Oxydkeramik aus der Reihe ZrO2, ZnO, MgO, MgAl2O4
und BaTiO3 besteht. Auch diese Keramiken werden durch die Ag/CuO-Schmelze
benetzt und können so eine Kompositplatte mit ausgezeichneten Eigenschaften
bilden. Entsprechendes gilt auch für Nicht-Oxyd-Keramiken wie z. B. AIN-Keramik.
Denkbar ist aber auch, elektrisch leitende Keramiken wie z. B. LaNiO3-Keramik, im
Rahmen der Erfindung einzusetzen.
Schliesslich ist es auch denkbar, für das Metallblech 11 bzw. die Metallbleche 11
und 16 anstelle von reinem Ag Legierungen von Ag mit einigen Prozenten an an
deren Metallen zu verwenden, wie z. B. Ag(Au), Ag(Pd), Ag(Mg) oder Ag(Ni). Die
Zusätze dienen meist dazu, elektrische und/oder mechanische Eigenschaften ge
genüber dem Einsatz von reinem Ag in technisch nützlicher Weise zu verändern.
Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung eine Kompositplatte mit einer zentralen
Keramikplatte, die ein oder beidseitig stoffschlüssig mit einem Metallblech verbun
den ist, die sich leicht und mit geringem Aufwand herstellen lässt, ausgezeichnete
thermische und mechanische Eigenschaften aufweist, und sich hervorragend als
Montageplatte zum Aufbau von leistungselektronischen Modulen eignet.
10
Keramikplatte
11
,
16
Metallblech
12
Hilfsschicht
13
,
15
Reaktionszone
14
,
17
Kompositplatte
Claims (21)
1. Kompositplatte (14, 17), umfassend eine Keramikplatte (10), welche zu
mindest auf einer Seite mit einem Metallblech (11, 16) flächig und stoffschlüssig
über eine dünne Reaktionszone (13, 15) verbunden ist, welche Reaktionszone
(13, 15) eine erstarrte eutektischen Schmelze des Metalls enthält, aus welchem
das Metallblech (11, 16) im wesentlichen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass
das Metallblech (11, 16) ein Silberblech ist.
2. Kompositplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Metallblech (11, 16) aus reinem Silber besteht.
3. Kompositplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Metallblech (11, 16) zu über 90% aus Silber besteht und einige Prozente eines
zweiten Metalls enthält.
4. Kompositplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als
zweites Metall ein Metall aus der Reihe Au, Pd, Mg und Ni verwendet wird.
5. Kompositplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Reaktionszone (13, 15) aus Ag und CuO besteht und vor
zugsweise eine stöchiometrische Zusammensetzung von etwa 99 Mol-% Ag und 1
Mol-% CuO aufweist.
6. Kompositplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Keramikplatte (10) im wesentlichen aus einer elektrisch isolie
renden Keramik besteht.
7. Kompositplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Keramikplatte (10) im wesentlichen aus einer Oxydkeramik, insbesondere aus der
Reihe Al2O3, ZrO2, ZnO, MgO, MgAl2O4 und BaTiO3, besteht.
8. Kompositplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Keramikplatte (10) im wesentlichen aus einer AIN-Keramik besteht.
9. Kompositplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Keramikplatte (10) im wesentlichen aus einer elektrisch leiten
den Keramik, insbesondere aus einer LaNiO3-Keramik, besteht.
10. Kompositplatte (17) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Keramikplatte (10) auf beiden Seiten durch eine Reakti
onszone (13 bzw. 15) mit einem als Silberblech ausgebildeten Metallblech (11
bzw. 16) stoffschlüssig verbunden ist.
11. Verfahren zum Herstellen einer Kompositplatte nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, dass zwischen einer Keramikplatte (10) und einem als Sil
berblech ausgebildeten Metallblech (11, 16) eine CuO enthaltende und/oder beim
Erhitzen CuO bildende, flächige Hilfsschicht (11) angeordnet wird, dass die Ke
ramikplatte (10) und das Metallblech (11, 16) unter Zwischenliegen der Hilfs
schicht (12) flächig aufeinandergelegt werden, dass der Stapel aus Keramikplatte
(10), Hilfsschicht (12) und Metallblech (11, 16) auf eine Temperatur erhitzt wird,
bei welcher das CuO der Hilfsschicht (12) und das Ag aus dem Metallblech (11,
16) eine eutektische Schmelze bildet, und dass nach dem Ausbilden der eutekti
schen Schmelze der Stapel wieder auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es an Luft
unter Normaldruck durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhit
zung auf eine Temperatur von 947 ± 2°C erfolgt, und dass der Stapel vor dem Ab
kühlen einige Minuten, vorzugsweise zwischen 5 und 15 Minuten, auf dieser Tem
peratur gehalten wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeich
net, dass der Stapel während des Erhitzens mit einem Druck senkrecht zur
Plattenebene, vorzugsweise durch Auflegen einer Al2O3-Keramikplatte auf den
Stapel, belastet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeich
net, dass zum Erzeugen der Hilfsschicht (12) das Metallblech (11, 16) auf seiner
der Keramikplatte (10) zugewandten Seite mit einer CuO enthaltenden Schicht
beschichtet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum Be
schichten mit der CuO enthaltenden Schicht eine Suspension von CuO-Pulver,
vorzugsweise mit einer mittleren Partikelgrösse von dmittel < 1,0 µm, mit Ethanol
und einem Bindemittel verwendet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeich
net, dass zum Erzeugen der Hilfsschicht (12) das Metallblech (11, 16) auf seiner
der Keramikplatte (10) zugewandten Seite mit einer beim Erhitzen CuO bildenden
Schicht beschichtet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Be
schichten mit der CuO bildenden Schicht eine Schicht aus Cu, insbesondere durch
Aufdampfen, Aufsputtern oder chemische oder elektrochemische Abscheidung,
aufgebracht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Be
schichten mit der CuO bildenden Schicht eine Schicht aus einer chemischen Ver
bindung von Cu aufgebracht wird, welche sich beim Erhitzen unter Luft in CuO
umsetzt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als chemi
sche Verbindung von Cu eine Verbindung aus der Reihe Cu(NO3)2, Cu-Acetat
oder Cu-Oxalat verwendet wird.
21. Verwendung einer Kompositplatte (14, 17) nach einem Ansprüche 1 bis
8 als Montageplatte für elektronische Module, insbesondere der Leistungselektro
nik.
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