DE69031039T2

DE69031039T2 - Keramische leiterplatte

Info

Publication number: DE69031039T2
Application number: DE69031039T
Authority: DE
Inventors: Yasuhito Fushii; Kazuyuki Hiruta; Kazuo Kato; Akira Miyai; Yukihiko Nakajuma; Miyuki Nakamura
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1990-04-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2010-11-17
Also published as: US5354415A; EP0480038A1; EP0480038B1; DE69031039D1; EP0480038A4; WO1991016805A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer keramischen Leiterplatte.

STAND DER TECHNIK

Kürzlich wurden große Leistungsmodule, einschließlich Wechselrichtern hoher Leistung und Wirksamkeit, gemäß Verbesserungen an industriellen Vorrichtungen, wie Robotern, Motoren, geändert, und die durch Halbleiterelemente erzeugte Wärme nimmt ständig zu. Um diese Wärme wirksam abzustrahlen, wurden konventionell verschiedene Stufen auf Modulplatten hoher Leistung angewandt. Insbesondere wurde kürzlich eine Keramikplatte mit guter Wärmeleitfähigkeit entwickelt, und es wird dort eine Struktur benutzt, die hergestellt ist durch Verbinden einer Metallplatte mit einer Substratplatte, Ausbilden einer Metallschaltung und Anordnen eines Halbleiterelementes auf der Metallplatte.
Bisher wurden verschiedene Verfahren zum Verbinden von Metallen und Keramiken vorgeschlagen. Insbesondere bei der Herstellung von Schaltungs- bzw. Leiterplatten wurden ein Mo-Mn- Verfahren, ein Hartlot-Verfahren mit aktivem Metall, ein Kupfersulfid-Verfahren, ein DBC-Verfahren, ein Verfahren zur Kupfermetallisierung und ähnliches vorgeschlagen. Bei diesen Verfahren wird zur Herstellung einer Modulplatte großer Leistung Kupfer als ein Metall eingesetzt, und zum Verbinden mit Keramiken wird derzeit hauptsächlich ein Hartlot-Verfahren mit aktivem Metall oder ein DBC-Verfahren benutzt. Weiter wird Aluminiumnitrid, das eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, in erster Linie als eine Keramikplatte benutzt.
Bisher waren als Verfahren zum Verbinden einer Kupferplatte und einer Aluminiumnitrid- Platte ein Hartlot-Verfahren mit aktivem Metall, bei dem eine Kupferplatte und eine Aluminiumnitrid-Platte durch Anordnen eines Hartlot-Materials, enthaltend einen aktiven Metallbestandteil (im folgenden einfach als "Hartlot-Material" bezeichnet) zwischen der Kupferplatte und der Aluminiumnitrid-Platte, und Wärmebehandeln verbunden wurden (siehe, z.B., JP-OS 177634/1985) und ein DBC-Verfahren bekannt, bei dem eine Kupferplatte und eine Aluminiumnitrid-Platte, deren Oberfläche oxidiert war, durch Erhitzen auf eine Temperatur von nicht mehr als dem Schmelzpunkt von Kupfer aber höher als die eutektische Temperatur des Cu-O-Systems (oder Cu-Cu&sub2;O-Systems) verbunden wurden (siehe, z.B., JP-OS 163093/1981). Verglichen mit dem DBC-Verfahren, hat das Hartlot-Verfahren unter Einsatz aktiven Metalls die Vorteile, daß (1) die Restspannung, die durch den Unterschiede der Wärmeausdehnung von AlN-Cu verursacht wird, gering ist, da die Behandlungs-Temperatur zum Erhalten des oben erwähnten, verbundenen Produktes gering ist und (2) es sehr beständig gegen Wärmeschock und Wärme-Zyklen ist, da eine Kupferplatte ein duktiles Metall ist, doch hat es, anders als das DBC-Verfahren, den Nachteil, daß es schwierig ist, eine Metallplatte (z.B. eine Kupferplatte) auf der ganzen Oberfläche zu verbinden und zur Bildung eines Schaltung zu ätzen, so daß die Produktivität dürftig ist. Nach dem Hartlot-Verfahren unter Einsatz aktiven Metalles ist der Binde-Mechanismus zwischen der Kupferplatte und der Aluminiumnitrid-Platte, insbesondere die Bindeform zwischen dem Hartlot-Material und der Aluminiumnitrid-Platte, nicht zufriedenstellend. Gemäß dem Hartlot-Verfahren unter Einsatz aktiven Metalles erfolgt das Verbinden durch Umsetzen der Aluminiumnitrid-Platte mit den aktiven Metallbestandteilen, wie einem Titan (Ti)-Bestandteil, einem Zirkonium (Zr)-Bestandteil und einem Hafnium (Hf)-Bestandteil, die auf einer Seite der Aluminiumnitridplatte während der Wärmebehandlung zur Bildung einer Nitridschicht vorhanden sind. Bei einem solchen Verfahren, das das Aufbringen eines Hartlot- Materials auf die ganze Oberfläche einer Aluminiumnitrid-Platte, das Inberuhrungbringen der überzogenen Platte mit einer Kupferplatte, das Wärmebehandeln, um ein gebundenes Produkt zu erhalten, und das Ätzen des resultierenden Produktes zur Bildung einer Kupfer-Schaltung umfaßt, ist es schwierig, die Nitridschicht der aktiven Metalle, die sich zwischen dem Kupfer-Schaltungs (Metall-Schaltungs)-Muster bildet, durch Ätzen mit einer üblichen Ärtzlösung, wie Eisen(III)chlorid-Lösung und einer Kupfer(II)chlorid-Lösung, zu entfernen, so daß die Produktivität dürftig ist. Es wurde daher bisher die Hartlot-Materialpaste nicht auf die gesamte Oberfläche einer Keramikplatte aufgebracht. Die oben erwähnte Nitridschicht der aktiven Metalle mußte entfernt werden, da sie einen Kurzschluß zwischen den Kupfer-Schaltungsmustern verursachte. Es wurde daher bisher die oben erwähnte Hartlot-Materialpaste in einem Kupfer-Schaltungsmuster aufgebracht, und eine Kupferplatte, die die gleiche Gestalt wie das Schaltungsmuster aufwies, wurde dann daraufgelegt und mittels Wärme verbunden. Gemäß diesem konventionellen Verfahren stand jedoch das Hartlot- Material aus dem Kupfer-Schaltungsmuster vor, und das vorstehende Hartlot-Material verursachte einen Kurzschluß. Bisher wurde der vorstehende Teil durch eine physikalische Stufe, wie Sandstrahlen, entfernt, so daß die Produktivität sehr dürftig war.
Bisher wurden verschiedene Probleme beim Verbinden einer Kupferplatte und einer Aluminiumnitrid-Platte durch das Hartlot-Verfahren unter Einsatz eines aktiven Metalles erläutert, ähnliche Probleme ergaben sich jedoch auch im Falle des Verbindens anderer Metallplatten als einer Kupferplatte, z.B. einer Nickelplatte oder einer Kupferlegierung-Platte, mit anderen Keramikplatten als einer Aluminiumnitrid-Platte, z.B. einer Aluminiumoxid-Platte, eine Siliciumnitrid-Platte und einer Mullit-Platte. Im Falle des Einsatzes eines Ti-Bestandteils als einem aktiven Metallbestandteil und einer Aluminiumoxid-Platte als einer Keramikplatte gab es das Problem, daß sich eine Ti-Al-Legierung auf der Außenseite des Metall-Schaltungsmusters bildete.
Ein anderes Verfahren zum Herstellen einer Keramik-Leiterplatte ist in der EP-A-0 153 618 offenbart.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, haben die vorliegenden Erfinder verschiedene Untersuchungen ausgeführt und festgestellt, daß nicht nur die oben erwähnten Vorteile des Hartlot-Verfahrens unter Einsatz aktiven Metalles beibehalten werden können, sondern daß auch die Produktivität in der gleichen Weise verbessert werden kann, wie beim DBC-Verfahren, d.h., ein Verfahren zum Herstellen einer Keramik-Leiterplatte, umfassend das Verbinden einer Metallplatte auf der ganzen Oberfläche mit einer Keramikplatte und dann Ätzen, geschaffen werden kann durch Bilden eines Metall-Schaltungs- bzw. -Leitermusters auf einer Keramikplatte durch ein Hartlot- Material und Entfernen der unnötigen Hartlot-Materialien, wie einem aus dem Metall-Leitungsmuster vorstehenden Hartlot-Material und einem zwischen den Metall-Leitermustern vorhandenen Hartlot-Material mit einer chemischen Flüssigkeit. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Feststellung gemacht.
Die vorliegenden Erfinder haben weiter festgestellt, daß die Produktivität auch bei dem konventionellen Verfahren merklich verbessert werden kann, umfassend das Aufbringen (Drucken) einer Hartlot-Materialpaste im gleichen Muster wie ein Metall-Leitermuster, Binden einer genügend breiten Metallplatte, um das Leitermuster zu bedecken, und schießlich Ätzen zur Bildung des Metall-Leitermusters, und auch bei dem Verfahren, umfassend das Verbinden der unten erwahnten Rückstoß-Metallplatte auf einer Keramikplatte und dann Entfernen eines unnötigen Metallteiles der Rückstoß-Metallplatte zur Bildung eines Metall-Leitermusters.
Die vorliegende Erfindung schließt somit ein Verfahren zum Herstellen einer Keramik-Leiterplatte ein, das im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 definiert ist.
Die keramische Leiterplatte wird erhalten durch Bilden eines Metall-Leitermusters auf einer Keramikplatte durch ein Hartlot-Material und dann Entfernen eines unnötigen Teiles des Hartlot-Materials durch eine chemische Behandlung mit einer Flüssigkeit.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter erläutert.
Das wichtigste Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Bildung einer keramischen Leiterplatte mit einer Metall-Schaltung durch Bilden eines Metall-Leitermusters auf einer Keramikplatte und dann Entfernen eines unnötigen Teiles des Hartlot-Materials durch eine chemische Behandlung mit einer Flüssigkeit. Die vorliegende Erfindung schafft somit ein Verfahren mit einem großen Vorteil, der durch das konventionelle Verfahren nicht erzielt werden kan, dahingehend, daß eine Metall-Schaltung selbst bei Aufbringen eines Hartlot-Materials auf die gesamte Oberfläche einer Keramikplatte gebildet werden kann. Daß ein pastenartiges Hartlot-Material bisher nicht auf die gesamte Oberfläche einer Keramikplatte aufgebracht werden kann, führte zu dem Reaktionsprodukt der Keramik und des Hartlot-Materials beim Verbinden einer Metallplatte und einer Keramikplatte, wie oben erwähnt.
In der vorliegenden Erfindung eingesetzte Keramikplatte
Das Material der in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Keramikplatte umfaßt mindestens eines oder zwei oder mehr Materialien, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumnitrid (AlN), Siliciumnitrid (Si&sub3;N&sub4;), Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) und Mollit als den Hauptkomponenten.
Eine nach dem bekannten Verfahren hergestellte Aluminiumnitrid-Platte kann geeigneterweise benutzt werden, beispielsweise eine, die hergestellt ist durch Sintern nach dem Heißpreßverfahren ohne Zugabe eines Sinterhilfsmittels und eine, die hergestellt ist unter Zugabe eines Sinterhilfsmittels, wie IIIa-Metalloxide, Seltenerdmetalloxide und Erdalkalimetalloxide, einschließlich Yttriumoxid, Ceroxid, Samariumoxid, Calciumoxid und Magnesiumoxid, zu Aluminiumnitrid- Pulver, Formen der resultierenden Mischung und druckloses Sintern.
Eine nach dem bekannten Verfahren hergestellte Aluminiumnitrid-Platte kann geeigneterweise benutzt werden, beispielsweise eine, hergestellt durch Zugabe mindestens eines Sinterhilfsmittels, ausgewählt aus Oxiden und Nitriden von Mg, Al, Y, Sc, La, Ce, Be und Zr, zu Siliciumnitrid-Pulver, Formen der resultierenden Mischung und Heißpressen oder Sintern unter Normaldruck.
Eine Aluminiumoxid-Platte enthält vorzugsweise Al&sub2;O&sub3; in einer Menge von 90 bis 99,5 Gew.-%, und sie wird hergestellt durch Hinzugeben von SiO&sub2;, CaO, MgO, BaO, Ton, Talk, Feldspat oder ähnlichem als einer Subkomponente zu Aluminiumoxid-Pulver, Formen der resultierenden Mischung und Heißpressen oder Sintern unter Normaldruck.
Eine nach dem bekannten Verfahren hergestellte Mullitplatte kann geeigneterweise benutzt werden, beispielsweise eine, hergestellt durch Zugabe von Aluminiumoxid, Ton, Talk, Feldspat oder ähnlichem und Sintern der geformten Mischung.
In der vorliegenden Erfindung eingesetztes Hartlot-Material
Metallbestandteile für ein Hartlot-Material, das in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, schließen ein oder mhrer aktive Metallbestandteile ein, wie einen Ti-Bestandteil, einen Zr-Bestandteil und einen Hf-Bestandteil und ein oder zwei oder mehrere andere Metallbestandteile als den aktiven Metallbestandteil, wie einem Kupfer(Cu)-Bestandteil und einem Nickel(Ni)-Bestandteil. Um den Schmelzpunkt des Hartlot-Materials zu verringern, kann weiter ein Silber(Ag)-Bestandteil hinzugegeben werden.
In der vorliegenden Erfindung umfassen die bevorzugtesten Metallbestandteile außer den aktiven Bestandteilen eine Kombination eines Ag-Bestandteils und eines Cu-Bestandteils mit einer Zusammensetzung von 60 bis 85 Gew.-% Ag-Bestandteil und von 40 bis 15 Gew.-% Cu-Bestandteil, und die eutektische Zusammensetzung oder eine ihr nahe Zusammensetzung, d.h. eine Zusammensetzung von 72 Gew.-% Ag-Bestandteil und 28 Gew.-% Cu-Bestandteil, ist besonders bevorzugt hinsichtlich der Absenkung der Temperatur zur Wärmebehandlung und der Erhöhung der Bindefestigkeit.
Die Form des in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Hartlot-Materials ist eine Paste oder eine Folie.
Die Paste umfaßt die oben erwähnten Metallbestandteile und ein organisches Lösungsmittel, und sie kann weiter einen organischen Binder zur leichten Handhabung enthalten. Die Metallbestandteile liegen in einer geeigneten Form vor, ausgewählt aus der Gruppe der Metallpulver, der Legierungspulver und Verbindungen. Konkrete Beispiel für eine Kombination der Metallbestandteile schließen Ag-Cu-Ti, Ag-Cu-Zr, Ag-Cu-Hf, Ag-Cu-TiH&sub2;, Cu-Ti, Cu-Zr, Ni-Ti, Ni-Zr, Ni-ZrH&sub2;, Ni- TiH&sub2;, Cu-TiH&sub2;, Ag-Cu-Zr-Ti und Ag-Cu-Zr-TiH&sub2; ein. Im Falle von Verbindungen der aktiven Metallbestandteile müssen sie sich jedoch bei einer Temperatur unterhalb der Binde-Temperatur zersetzen, und aktive Metalle, wie Ti, Zr und Hf, müssen allein abgetrennt werden.
Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Paste enthält zusammen mit den obigen Metallbestandteilen weiter untergeordnete Bestandteile, beispielsweise ein oder mehrere Keramikpulver, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus AlN, Si&sub3;N&sub4;, Al&sub2;O&sub3; und Bornitrid (BN). Ein ein solches Keramikpulver enthaltende Paste erzeugt kaum einen unnötigen Teil aus einem Hartlot- Material, wenn sie in einem Metall-Leitermuster aufgebracht wird. Das Keramikpulver verbraucht eine Überschußmenge von aktiven Metallbestandteilen, wodurch ein zu großes Benetzen einer Keramikplatte und folglich die Bildung unnötigen Hartlot-Materials (Schicht aus Reaktionsprodukt) in der Außenseite des Metall-Leitermusters verhindert werden kann.
Die Dicke der aufgebrachten Paste betragt im allgemeinen von 10 bis 40 µm, so daß der Maximaldurchmesser des Keramikpulvers 50 µm nicht übersteigen sollte, vorzugsweise sollte er nicht größer als 30 µm, insbesondere nicht größer als 20 µm sein. Die mittlere Teilchengröße sollte auch nicht so groß sein, daß sie den Bindezustand beeinträchtigt, da eine hinzugegebene Menge des Keramikpulvers zu groß wird, wenn seine mittlere Teilchengröße zu groß ist, und demgemäß sollte die mittlere Teilchengröße vorzugsweise nicht größer als 15 µm, bevorzugter nicht größer als 10 µm, speziell nicht größer als 5 µm sein.
Eine Hartlot-Materialpaste, die die oben erwähnten Metallbestandteile und gegebenenfalls Keramikpulver enthält, wird hergestellt durch Vermischen mit einem organischen Lösungsmittel oder einer Kombination eines organischen Lösungsmittels und eines organischen Binders mittels einer Mischvorrichtung, wie einer Walze, eines Kneters, eines Banburvmischers, eines Universalmischers und eines Mörsers. Beispiele des organischen Lösungsmittels schließen Methylcellosolve, Ethylcellosolve, Terpineol, Isophoron und Toluol ein, und Beispiele des eingesetzten, organischen Binders schließen Ethylcellulose, Methylcellulose, Polymethylmethacrylat (PMMA) und Polyisobutylmethacrylat (PIBMA) ein.
Die Bestandteile der Hartlot-Materialpaste werden in den folgenden Cewichtsverhältnissen eingesetzt: von 3 bis 40 Gewichtsteile eines aktiven Metallbestandteils, von 0 bis 10 Gewichtsteile, vorzugsweise von 1 bis 9 Gewichtsteile, bevorzugter von 2 bis 8 Gewichtsteile (von 5 bis 35 Gewichtsteile weniger, insbesondere von 10 bis 30 Gewichtsteile weniger als die Menge des eingesetzten, aktiven Metallbestandteils) eines Keramikpulvers, von 10 bis 30 Gewichtsteile eines organischen Lösungsmittels und von 0 bis 5 Gewichtsteile eines organischen Binders auf 100 Gewichtsteile eines anderen Metallbestandteils als dem aktiven Bestandteil. Die Viskosität der Hartlot-Materialpaste beträgt vorzugsweise von 1.000 bis 20.000 cps.
Im folgenden wird eine Hartlot-Materialfolie erläutert.
Als Metallbestandteile für das Hartlot-Material kann eine aktive Metallfolie und eine andere Metallfolie als die aktive Metallfolie hinsichtlich der obigen Paste so eingesetzt werden, wie sie sind, und sie werden in Form einer Legierungsfolie geschaffen, die einen aktiven Metallbestandteil und einen anderen Metallbestandteil als den aktiven Metallbestandteil enthält oder als ein laminiertes Produkt einer aktiven Metallfolie und einer anderen Metallfolie als der aktiven Metallfolie. Im Falle der Benutzung einer Legierungfolie schließen konkrete Kombinationsbeispiele von Metallbestandteilen Ag-Cu-Ti, Ag-Cu-Zr, Ag-Cu-Hf, Cu-Ti, Cu-Zr, Ni-Ti, Ni-Zr und Ag-Cu-Zr-Ti ein. Von diesen ist Ag-Cu-Zr oder Ag-Cu-Zr-Ti bevorzugt. Bei der Ag-Cu-Zr-System-Legierung beträgt der Zr-Bestandteil vorzugsweise von 4 bis 35 Gewichtsteile, bevorzugter von 10 bis 30 Gewichtsteile, auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Ag-Bestandteils und des Cu-Bestandteils. Bei der Ag-Cu- Zr-Ti-System-Legierung beträgt der Zr-Bestandteil vorzugsweise von 2 bis 25 Gewichtsteile, bevorzugter von 3 bis 20 Gewichtsteile, und der Ti-Bestandteil vorzugsweise von 1 bis 25 Gewichtsteile, bevorzugter von 2 bis 20 Gewichtsteile, auf insgesamt 100 Gewichtsteile des Ag-Bestandteils und des Cu-Bestandteils. Die Gesamtmenge des Zr-Bestandteils und des Ti-Bestandteils sollte vorzugsweise nicht mehr als 35 Gewichtsteile betragen.
Im Falle des Einsatzes eines laminierten Produktes schließen Beispiele der Laminierungs- Reihenfolge einer aktiven Metallfolie und einer anderen Metallfolie als der aktiven Metallfolie ein Beispiel des Laminierens einer Zr-Folie zuerst und einer Ag-Cu-Legierungs-Folie zweitens auf einer Keramikplatte, ein Beispiel des Laminierens einer Zr-Folie zuerst, einer Ti-Folie zweitens und einer Ag-Cu-Legierungs-Folie drittens auf einer Keramikplatte und ein Beispiel des Laminierens einer Ti-Folie zuerst, einer Zr-Folie zweitens und einer Ag-Cu-Legierungs-Folie drittens auf einer Keramikplatte ein. In einem solchen Falle ist die Dicke jeder Metallfolie in einer solchen Weise eingestellt, um die oben erwähnten Bestandteil-Verhältnisse zu schaffen, wenn sie geschmolzen und legiert sind. Beispiele einer eingesetzten, aktiven Metallfolie schließen eine Ti-Folie, eine Zr-Folie, eine Hf-Folie und deren Legierungsfolie sowie Beispiele einer anderen Metallfolie als der des aktiven Metalles eine Cu-Folie, eine Ni-Folie oder deren Legierungsfolie und eine Legierungsfolie ein, die weiter Ag enthält.
In der vorliegenden Erfindung eingesetzte Metallplatte
Das Material einer in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Metallplatte ist nicht speziell eingeschränkt, sondern sie besteht im allgemeinen aus Kupfer, Nickel, einer Kupferlegierung oder einer Nickellegierung. Auch ihre Dicke ist nicht besonders eingeschränkt, sondern sie liegt allgemein von 0,1 bis 1,0 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 0,5 mm, und eine Metallplatte mit einer Dicke ähnlich der allgemein genannten für einer Metallfolie kann benutzt werden. Die Gestalt des eingesetzten Metalles hat die folgenden drei Arten.
1 Zum Beispiel Metallplatten 4, 5 (im folgenden als "feste Metallplatte" bezeichnet), die mindestens ein Metall-Leitermuster 9 und eine breitere Fläche aufweisen, als sie durch die Figuren 1(b) und 2(b) veranschaulicht ist.
Im Falle des Einsatzes einer festen Metallplatte schließt ein pasten- oder folien-artiges Hartlot-Material mindestens ein Metall-Leitermuster 9 ein und wird auf einer Keramikplatte in einer breiteren Fläche angeordnet. Das Hartlot-Material kann auf die ganze Oberfiäche der Keramikplatte aufgebracht werden, und es kann auch im gleichen Muster wie das Metall-Leitermuster 9 aufgebracht werden.
2 Metallplatten 12, 13 (im folgenden als "halbgeätzte Metallplatte" bezeichnet), umfassend einen Metall-Schaltungsteil 13a und Teile 12b, 13b, die sich vom Metall-Schaltungsteil unterscheiden und eine geringere Dicke als der Metall-Schaltungsteil aufweisen.
Die Teile (dünneren Teile) 12b, 13b, die sich von der Metallschaltung bzw. den Metalleitern unterscheiden, werden vorzugsweise gebildet durch Auflösen mittels eines chemischen Ätz-Verfahrens, und ein Hartlot-Metall wird vorzugsweise in dem gleichen Muster angeordnet, wie bei dem Metall-Leitermuster 9.
Der Einsatz einer halbgeätzten Metallplatte ergibt die folgenden Vorteile.
i) Wird ein Metall-Leitermuster durch Ätzen gebildet, dann kann der Ätz-Resist durch ein einfaches und sehr produktives Verfahren unter Einsatz eines Walzen-Beschichters und ähnlichem aufgebracht werden
ii) Der Ätz-Resist kann auf der ganzen Oberfläche einer Keramikplatte durch Siebdruck aufgebracht werden.
iii) Während des Ätz-Verfahrens können der Metall-Schaltungsteil und der andere Teil als die Metallschaltung leicht voneinander getrennt werden, da der Ätz-Resist nicht auf den anderen Teil (dünneren Teil) als die Metallschaltung einer halbgeätzten Metallplatte aufgebracht ist.
iv) Ein von dem Metall-Leitermuster vorstehendes, unnötiges Hartlot-Material kann leicht durch eine chemische Behandlung mit einer Flüssigkeit nach dem Ätzen entfernt werden.
3 Metallplatten 14, 15 (im folgenden als "Ruckstoß-Metallplatte" bezeichnet), umfassend ein Metallschaltungsteil 15a und andere Teile 14b, 15b als die Metallschaltung in einem solchen Zustand, daß sie durch Anwenden einer mechanischen Kraft, wie in Figur 4(b) veranschaulicht, leicht getrennt werden können.
Eine Rückstoß-Metallplatte kann, z.B., in der folgenden Weise hergestellt werden.
i) Ein Metallschaltungsteil wird aus einer Metallplatte herausgestoßen und wieder eingesetzt, um den ursprünglichen Zustand wieder herzustellen.
ii) Eine Rille wird bis zu dem Zustand geschaffen, unmittelbar bevor ein Metallschaltungsteil herausgleitet.
iii) Im obigen i) wird der größere Teil der Rille geschaffen, um die Hauptteile des Metallschaltungsteils und des anderen Teiles als der Metallschaltung zu trennen.
In den obigen Verfahren i) bis iii) können die Dicken des Metallschaltungsteils und des anderen Teils als der Metallschaltung gleich oder verschieden voneinander sein. Die Metallschaltungsteile können mittels einer Preßform, einer Formmaschine, einem Fräser oder ähnlichem oder durch chemisches Ätzen gebildet werden.
Im Falle der Benutzung einer Rückstoß-Metallplatte sollte ein Hartlot-Material vorzugsweise im gleichen Muster wie ein Metall-Leitermuster angeordnet werden, und das Metall-Leitermuster kann leicht gebildet werden durch Verbinden einer Rückstoß-Metallplatte mit einer Keramikplatte und dann Abtrennen des anderen Metallteils als der Metallschaltung. Ein außerhalb vom Metall-Leitermuster vorstehendes, unnötiges Hartlot-Material wird durch eine chemische Behandlung mit einer Flüssigkeit entfernt.
In der vorliegenden Erfindung einzusetzende Ätz-Lösung
Ein Metall-Leitermuster wird gebildet durch Verbinden einer Metallplatte mit einer Keramikplatte, Überziehen der Metallplatte mit einem Ätz-Resist und dann Ätzen. Wird eine Rückstoß- Metallplatte benutzt, dann ist dieses Verfahren nicht erforderlich.
Beispiele von Ätz-Resist, der in der vorliegenden Erfindung benutzt wird, schließen eine mittels UV-Strahlen härtbare oder eine warmehärtbare Art ein. Beispiele einer Ätz-Lösung schließen eine Eisen(III)chlorid-Lösung, eine Kupfer(II)chlorid-Lösung, eine Schwefelsäure- und eine Wasserstoffperoxid-Lösung ein, wenn eine Metallplatte eine Kupferplatte oder eine Kupferlegierung-Platte ist. Von diesen ist eine bevorzugte Ätz-Lösung eine Eisen(III)chlorid-Lösung oder eine Kupfer(II)chlorid-Lösung. Ist eine Metallplatte Nickel oder eine Nickellegierung, dann wird im allgemeinen eine Eisen(III)chlorid-Lösung benutzt.
In der vorliegenden Erfindung eingesetzte, chemische Flüssigkeit zum Entfernen unnötigen Hartlot-Materials
"Unnötiges Hartlot-Material" in der vorliegenden Erfindung bedeutet ein Hartlot-Material, das zwischen Metall-Leitermustern vorhanden ist. Ein solches unnötiges Hartlot-Material ist ein Hartlot-Material, das ursprünglich zwischen Metall-Leitermustern vorhanden ist (dies ist der Fall, wenn ein Hartlot-Material auf der ganzen Oberfläche einer Keramikplatte angeordnet wird) oder ein Hartlot-Material zwischen Metall-Leitermustern beim Verbinden einer Metallplatte vorsteht. Die Bestandteile des unnötigen Hartlot-Materials schließen nicht nur Bestandteile ein, die bei der Herstellung des Hartlot-Materials vorhanden sind, sondern auch eine Nitridschicht, die durch Reaktion eines aktiven Metallbestandteils des Hartlot-Materials und der Keramik erzeugt wird oder eine Legerungsschicht, die durch die Umsetzung von Metall und Keramik erzeugt wird.
Beispiele einer chemischen Flüssigkeit, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, um das unnötige Hartlot-Material zu entfernen, schließen Fluorwasserstoffsäure allein oder eine Mischsäure aus Fluorwasserstoffsäure mit einer anorganischen Säure, wie Salpetersäure, Schwefelsäure oder Chlorwasserstoffsäure, Königswasser, eine Natriumhydroxid-Lösung und eine Kaliumhydroxid-Lösung ein, und sie werden in Abhängigkeit von den Bestandteilen des unnötigen Hartlot-Materials in geeigneter Weise ausgewählt. Eine bevorzugte, chemische Flüssigkeit ist Fluorwasserstoffsäure allein oder eine Mischsäure aus Fluorwasserstoffsäure und Chlorwasserstoffsäure. Im Falle von Fluorwasserstoffsäure allein, liegt eine bevorzugte Konzentration von 2 bis 50 Gew.-%, und eine Mischsäure umfaßt vorzugsweise von 2 bis 40 Gew.-% Fluorwasserstoffsäure und von 1 bis 15 Gew.-% einer anorganischen Säure, wie Chlorwasserstoffsäure.
Das unnötige Hartlot-Material wird durch Eintauchen eines gebundenen Produktes aus einer Metallplatte und einer Keramikplatte in die chemische Flüssigkeit oder durch Sprühen der chemischen Flüssigkeit auf das wie oben gebundene Produkt, wie eine Dusche, ein. In diesem Falle kann eine Art einer chemischen Flüssigkeit allein oder es können viele Arten chemischer Flüssigkeiten alternativ benutzt werden. Die Temperatur der chemischen Flüssigkeit ist vorzugsweise auf etwa 40 bis 95ºC erhöht, wenn sie eingesetzt wird.
Das bevorzugteste Verfahren umfaßt das gleichzeitige Anwenden von Ultraschall bei der Behandlung mit chemischer Flüssigkeit und/oder bei der Waschstufe unter Einsatz von Wasser, ein Lösungsmittel, eine alkalische entfettete Flüssigkeit oder ähnliches nach der Behandlung mit der chemischen Flüssigkeit, was die zum Entfernen des unnötigen Hartlot-Materials erforderliche Zeit verkürzt.
In der vorliegenden Erfindung eingesetzte, bevorzugte Material-Kombinationen
Bevorzugte Material-Kombinationen der vorliegenden Erfindung bei Einsatz einer Keramik- Leiterplatte als, z.B., eine Modulplatte für einen Leistungs-Halbleiter, sind im folgenden veranschaulicht.
Keramikplatte: Aluminiumnitrid-Platte
Metallplatte: Kupferplatte
Hartlot-Materialpaste: Ag-Cu-Zr-System
Ag-Cu-Zr-TiH&sub2;-System
Ag-Cu-TiH&sub2;-AlN-System.

Verfahren zum Entfernen unnötigen Hartlot-Materials:

Fluorwasserstoffsäure oder eine Mischsäure wird als eine chemische Flüssigkeit benutzt, und Ultraschall-Vibration wird angewendet.
In der vorliegenden Erfindung ist der Grund, warum eine Aluminiumnitrid-Platte besonders bevorzugt ist, der, daß sie eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen Koeffizienten der Warmeausdehnung ähnlich dem von Silicium hat, und der Grund, warum eine Kupferplatte bevorzugt ist, ist der, daß sie eine ausgezeichnete, elektrische Leitfähigkeit aufweist.
Die Gründe, warum die oben erwähnten drei Arten von Hartlot-Materialpaste bevorzugt sind, werden im folgenden erläutert:

1 Ag-Cu-Zr-System:

Verglichen mit dem Fall des Einsatzes eines Ti-Bestandteils, insbesondere von TiH&sub2;, als einem aktiven Metallbestandteil, ist dieses Hartlot-Material etwas dürftig in der Bindefestigkeit einer Kupferplate und einer Aluminiumnitrid-Platte, doch hat es eine befriedigende, praktische Festigkeit. Die Produktivität ist sehr hoch, da die Entfembarkeit des unnötigen Hartlot-Materials mit der oben erwähnten, chemischen Flüssigkeit ausgezeichnet ist. Die Benetzungs-Eigenschaft zwischen einer Kupferplatte und einem Hartlot-Material ist ebenfalls ausgezeichnet. Die Menge des eingesetzten Zr-Bestandteils liegt vorzugsweise von 4 bis 35 Gewichtsteilen, bevorzugter von 10 bis 30 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Ag-Bestandteils und Cu-Bestandteils insgesamt.

2 Ag-Cu-Zr-TiH&sub2;-System:

Dieses Hartlot-Material hat beide Vorteile gleichzeitig, d.h., den Vorteil einer guten Benetzungs-Eigenschaft zwischen einer Kupferplatte und einem Hartlot-Material, was der Vorteil von Zr ist, und den Vorteil einer guten Bindefestigkeit zwischen einer Kupferplatte und einer Aluminiumnitrid-Platte, was der Vorteil von Ti ist.
Die eingesetzten Mengen des Zr-Bestandteils und von TiH&sub2; werden in Abhängigkeit von der Bindefestigkeit und der Einfachheit der Entfernbarkeit des unnötigen Hartlot-Materials bestimmt. Auf 100 Gewichtsteile des Ag-Bestandteils und des Cu-Bestandteils insgesamt wird der Zr-Bestandteil vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 25 Gewichtsteilen, bevorzugter von 3 bis 20 Gewichtsteilen, eingesetzt, und TiH&sub2; wird vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 25 Gewichtsteilen, bevorzugter 2 bis 20 Gewichtsteile, eingesetzt, wobei die Gesamtmenge beider vorzugsweise nicht mehr als 35 Gewichtsteile beträgt.

3 Ag-Cu-TiH&sub2;-AlN-System:

Dieses Hartlot-Material ergibt eine befriedigende Bindefestigkeit zwischen einer Kupferplatte und einer Aluminiumnitrid-Platte, und ein Vorstehen der Hartlot-Materialpaste zwischen den Metall-Leitungsmustern tritt kaum auf.
Auf 100 Gewichtsteile des Ag-Bestandteils und des Cu-Bestandteils insgesamt wird TiH&sub2; in einer Menge von 5 bis 30 Gewichtsteilen und AlN in einer Menge von 0,5 bis 10 Gewichtsteilen eingesetzt. AlN wird vorzugsweise im Anteil zur Menge von TiH&sub2; benutzt.
Hinsichtlich des Verhältnisses des Ag-Bestandteils und des Cu-Bestandteils in den obigen Hartlot-Materialien 1 bis 3 beträgt, wie oben erwähnt, der Ag-Bestandteil von 60 bis 85 Gew.-% und der Cu-Bestandteil von 40 bis 15 Gew.-%. Besonders bevorzugt ist die eutektische Zusammensetzung von 72 Gew.-% Ag-Bestandteil und 28 Gew.-% Cu-Bestandteil oder eine ihr nahe Zusammensetzung.
Der wirtschaftliche Nutzen der vorliegenden Erfindung ist hoch, da die keramische Leiterplatte der vorliegenden Erfindung verschiedene ausgezeichnete Eigenschaften aufweist, und sie nach einem sehr produktiven Verfahren des Einsatzes einer festen Metallplatte in der gleichen Weise wie beim DBC-Verfahren hergestellt werden kann, ohne daß der Vorteil des Hartlot-Verfahrens unter Einsatz aktiven Metalles verloren geht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung veranschaulicht, in der eine Leistungshalbleiter-Modulplatte als ein Beispiel genommen wird.
Die Figuren 1 bis 4 veranschaulichen jeweils Verfahrensstufen von Ausführungsformen zum Herstellen der keramischen Leiterplatte der vorliegenden Erfindung. Die Figuren 1 und 2 veranschaulichen ein Beispiel der Benutzung einer festen Metallplatte als einer Metallplatte, Figur 3 veranschaulicht ein Beispiel des Einsatzes einer halbgeätzten Metallplatte und Figur 4 veranschaulicht ein Beispiel des Einsatzes einer Rückstoß-Metallplatte.

BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Stufe des Abscheidens von Hartlot-Material

In dieser Stufe werden Hartlot-Materialien 2 und 3 auf einer Keramikplatte 1 abgeschieden. Ist das Hartlot-Material eine Paste, dann schließen Beispiele des Abscheide-Verfahrens ein Verfahren zum Siebdrucken und ein Verfahren zum Überziehen mit einer Rolle ein, doch ist das letztere Verfahren hinsichtlich der Produktivität beim Aufbringen der Paste auf die gesamte Oberfläche der Platte bevorzugt. Ist das Hartlot-Material eine Folie, dann wird die oben erwähnte Legierungsfolie oder das laminierte Produkt aufgebracht, wie es ist.
Um eine Leistungshalbleiter-Modulplatte herzustellen, wird das Hartlot-Material 2 auf fast die gesamte Oberfläche einer Seite der Keramikplatte 1 aufgebracht. Dies ist erforderlich zum Verbinden einer Metallplatte, die fast die gleiche Größe wie die Keramikplatte hat, und zum Hartlöten eines Wärmesenken-Materials.
Um eine Metallschaltung 10 zum Aufbringen eines Halbleiterelementes darauf zu bilden, wird die andere Seite der Keramikplatte auf im wesentlichen der gesamten Fläche (Figur 1a) mit dem Hartlot-Material 3 oder im gleichen Muster wie die Metallschaltung (im folgenden als "Bindemuster A" bezeichnet) oder teilweise in dem gleichen Muster wie ein Teil der Metallschaltung (im folgenden als "Bindemuster B" bezeichnet) überzogen (Figur 2a, Figur 3a und Figur 4a veranschaulichen das Bindemuster A).
Im Falle des Bindemusters A wird eine Metallschaltung 10 mit der gleichen Gestalt gebildet und im Falle des Bindemusters B wird eine Metallschaltung, enthaltend das Bindemuster B aber auch einen sich vom Bindemuster B unterscheidenden, nicht gebundenen Teil gebildet.
Die Menge des eingesetzten Hartlot-Materials ist nicht besonders eingeschränkt, doch liegt sie vorzugsweise von 5 bis 15 mg/cm² auf einer Trockengewichts-Basis, um kein Vorstehen des Hartlot-Materials und ein dürftiges Verbinden zu verursachen. Das Vorstehen kann nach dem Verbinden mit einer chemischen Flüssigkeit beseitigt werden.

Stufe des Verbindens der Metallplatte

In der obigen Stufe des Abscheidens von Hartlot-Material wird eine feste Metallplatte 4 mit einer genügenden Fläche, um das Hartlot-Material abzudecken, d.h., mit der gleichen Größe oder größer als die Keramikplatte, auf der mit Hartlot-Material versehenen Oberfläche, entsprechend im wesentlichen der gesamten Fläche der Keramikplatte, angeordnet. Eine feste Metallplatte 5 der gleichen Größe wird auf der anderen Seite der Keramikplatte angeordnet, um eine Metallschaltung 10 (Figur 1b, Figur 2b) zu bilden, doch ist es bei dem Beispiel der Figur 2 nicht immer erforderlich, eine feste Metallplatte zu benutzen, sondern es ist lediglich eine Metallplatte mit einer genügenden Fläche einzusetzen, um das Bindemuster A oder das Bindemuster B abzudecken, oder eine mit einer größeren Fläche als das Bindemuster A oder das Bindemuster B. In jedem Falle sollte eine als Metallplatte benutzte Kupferplatte eine Kupferplatte sein, die keinen Sauerstoff enthält.
Figur 3b veranschaulicht das Anordnen von halbgeätzten Metallplatten 12, 13, und Figur 4b veranschaulicht das Anordnen von Rückstoß-Metallplatten 14, 15. In diesen Beispielen werden behandelte Metallplatten, wie eine halbgeätzte Metallplate 12 und eine Rückstoß-Metallplatte 14, auf der Oberfläche angeordnet, wo die Metallschaltung 10 nicht gebildet wird, doch kann anstelle dieser behandelten Metallplatten der vorliegenden Erfindung eine feste Metallplatte benutzt werden.
Die Keramikplatte, bei der die Metallplatten mittels des Hartlot-Materials angeordnet sind, wie oben erwähnt, wird wärmebehandelt Optimale Bedingungen für die Temperatur zur Wärmebehandlung können in Abhängigkeit von den Arten einer Metallplatte und eines eingesetzten Hartlot- Materials variieren, doch muß die Temperatur für die Wärmebehandlung unter dem Schmelzpunkt der Metallplatte liegen. So sollte, z.B., im Falle eines Hartlot-Materials, das ein aktives Ag-Cu-Metallsystem als Metallbestandteil benutzt, die Wärmebehandlungs-Temperatur vorzugsweise mindestens 830ºC betragen, und im Falle eines Hartlot-Materials aus einem aktiven Cu-Metallsystem sollte die Wärmebehandlungs-Temperatur mindestens 920ºC betragen, und im Falle eines Hartlot- Materials aus einem aktiven Ni-Metallsystem sollte die Wärmebehandlung-Temperatur vorzugsweise mindestens 1.000ºC betragen.
Die Atmosphäre für die Wärmebehandlung kann eine Inertgas-Atmosphäre sein, wie Ar oder He, doch ist eine Vakuum-Atmosphäre hinsichtlich der Benetzungs-Eigenschaft eines Hartlot- Materials bevorzugter.
Ein gebundenes Produkt aus einer Metallplatte und einer Keramikplatte kann erhalten werden durch Abkühlen nach der Wärmebehandlung. Da der Unterschied der Koeffizienten der Wärmeausdehnung der Keramikplatte und der Metallplatte groß ist, werden manchmal aufgrund von Restspannungen Risse und Fehler in dem gebundenen Produk verursacht, wenn die Abkühl- Geschwindigkeit nach der Wärmebehandlung groß ist. In der vorliegenden Erfindung ist es daher bevorzugt, die Abkühl-Geschwindigkeit nicht größer als 5ºC/min, insbesondere nicht größer als 2ºC/min zu haben, um die Restspannung so gering wie möglich zu machen.

Stufe der Bildung des Metall-Leitermusters

In diese Stufe wird ein erwünschtes Metall-Leitermuster 9 unter Einsatz eines Ätz-Resist 7 gebildet. Ein Ätz-Resist 6 ist erforderlich, um einen Metallteil 8 zum Löten eines Wärmesenken- Materials zurückzulassen, und der Ätz-Resist 7 ist erforderlich, um eine Metallschaltung 10 zu bilden.
In dem Beispiel der Figur 1 kann das erwünschte Metall-Leitermuster 9 durch den Ätz- Resist 7 (Figur 1c) gebildet werden.
Im Beispiel der Figur 2 ist es wichtig, daß der Ätz-Resist bzw. -Abdecklack 7 genau der Position eines Hartlot-Materials (Bindemuster A) entspricht, und es ist erforderlich, dieses genaue Entsprechen sorgfältig herzustellen. Wird in Figur 2 der Ätz-Resist im gleichen Muster wie das Bindemuster A (Figur 2c) gebildet, dann sind das Bindemuster A und die Metallschaltung gleich, doch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Obwohl dies in den Figuren nicht gezeigt ist, kann eine Metallschaltung mit einer Gestalt, die sich vom Bindemuster B unterscheidet und auch einen nicht gebundenen Teil aufweist, leicht hergestellt werden durch Bilden eines Ätz- Resist, der das Bindemuster B und auch einen Teil der Metallplatte einschließt, wo ein Hartlot- Material nicht angeordnet ist. Der Nutzen des Bildens des nicht gebundenen Teiles ist es, daß eine Beschädigung einer Keramikplatte, verursacht durch Ausdehnung-Schrumpfung des Metallteiles, verursacht durch einen Wärmezyklus der elektrischen Leitung-Sperrung, verhindert werden kann durch Verbinden einer außeren Elektrode mit dem nicht gebundenen Teil, wenn die äußere Elektrode mit der Metallschaltung auf der Platte verbunden ist. Im Falle des DBC-Verfahrens muß eine Metallplatte, um einen nicht gebundenen Teil zu bilden, speziell in einer solchen Weise behandelt werden, um eine Keramikplatte nicht in Kontakt mit einem Teil der Metallplatte zu bringen, der dem nicht gebundenen Teil entspricht, und es ist erforderlich, die Metallplatte genau in der spezifizierten Position anzuordnen. In der vorliegenden Erfindung ist eine solche Stufe jedoch nicht notwendig.
Bei Einsatz von halbgeätzten Platten 12, 13, wie in Figur 3 gezeigt, wird ein Ätz-Resist 7 vorzugsweise mit einer Rollen-Überzugsvorrichtung aufgebracht. Weil ein sich von der Metallschaltung unterscheidender dünnerer Teil 13b nicht überzogen wird, wenn der Ätz-Resist auf die gesamte Oberfiäche der halbgeätzten Metallplatte durch die Roller-Überzugsvorrichtung aufgebracht wird, kann der dünnere Teil leicht entfernt werden, was die Produktivität erhöht. Wird eine feste Metallplatte auf der anderen Seite angeordnet, auf der eine Metallschaltung nicht gebildet wird, dann ist es bevorzugt, einen Ätz-Resist auf der gleichen Oberfiäche durch Siebdruck aufzubringen.
Wie in Figur 4 gezeigt, bei der Rückstoß-Metallplatten 14, 15 benutzt werden, ist es, ausgenommen für einen speziellen Fall, nicht erforderlich, einen Ätz-Resist aufzubringen.
Der unnötige Teil des Metalles wird danach durch Ätziem entfernt, und dann wird der Ätz- Resistfilm abgetrennt, um eine Keramikplatte mit einem Metall-Leitermuster 9 herzustellen (Figur 1d, Figur 2d, Figur 3d). Diese Abtrennstufe des Ätz-Resistfilms ist nicht immer erforderlich, wenn Königswasser als eine Flüssigkeit in der Stufe zum Entfernen unnötigen Hartlot-Materials, wie sie unten erwähnt ist, eingesetzt wird. In Figur 4 werden die Teile 14b, 15b der Rückstoß-Metallplatten 14, 15, die sich von den Metallschaltungen unterscheiden, mechanisch abgetrennt, um eine Schaltungsplatte mit einem Metall-Leitermuster 9 (Figur 4c, d) herzustellen.
Diese Stufe des Beispiels der Figur 1 ist der Zustand, bei dem unnötige Hartlot-Materialien 11, wie das ursprünglich aufgebrachte Hartlot-Material, seine Legierungsschicht oder seine Nitridschicht, zwischen den Metall-Leitermustern 9 verbleiben.
In diesen Stadien der Beispiele der Figuren 2 bis 4 verbleibn unnötige Hartlot-Materialien 11, die von den Metall-Leitermustern 9 nach außen vorstehen, zwischen den Metall-Leitermustern 9.

Stufe des Entfernens unnötigen Hartlot-Materials

Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in dieser Stufe.
Die durch die Beispiele der Figuren 2 und 3 erhaltenen Keramikplatten weisen in diesem Zustand Metall-Leitermuster 9 auf, manchmal aber auch unnötige Hartlot-Materialien 11, die von den Metall-Leitermustern 9 (Figur 2d, Figur 3d, Figur 4d) vorstehen und manchmal Kurzschlüsse verursachen. Im Beispiel der Figur 1 verbleiben unnötige Hartlot-Materialien 11, insbesondere leitende Bestandteile, wie eine Metallschicht, die eine geringe Menge des aktiven Bstandteils der oberen Schicht enthält, und eine Legierungs-Schicht-Nitridschicht, die eine große Menge eines aktiven Metallbestandteils der unteren Schicht enthält, zwischen den Metall-Leitermustern 9 (Figur 1d), und sie müssen daher zur Bildung einer Metallschaltung 10 entfernt werden. In der vorliegenden Erfindung werden daher unnötige Hartlot-Materialien 11, die zwischen in Figur 1d gezeigten Metall-Leitermustern 9 vorhanden sind und unnötige Hartlot-Materialien 11, wie die in den Figuren 2d, 3d und 4d gezeigten, vorspringenden Hartlot-Materialien, durch eine chemische Behandlung mit einer Flüssigkeit entfernt, um eine keramische Leiteplatte herzustellen, die eine Metallschaltung 10 der vorliegenden Erfindung aufweist (Figur 1e, Figur 2e, Figur 3e, Figur 4e).
Als eine chemische Flüssigkeit können die oben erwähnten benutzt werden, und die Behandlungszeit variiert in Abhängigkeit von der Art der Hartlot-Materialien und der Art der eingesetzten, chemischen Flüssigkeit. Bei der Behandlung mit 10%-iger Fluorwasserstoffsäure bei 80ºC beträgt die Behandlungszeit, z.B., von 5 bis 20 Minuten für Hartlot-Material des Ag-Cu-Zr-Systems, von 10 bis 30 Minuten für Hartlot-Material des Ag-Cu-Zr-TiH&sub2;-Systems und von 10 bis 30 Minuten für Hartlot-Material des Ag-Cu-TiH&sub2;-AlN-Systems.
Es ist wirksam, Ultraschall gleichzeitig bei der chemischen Behandlung mit Flüssigkeit und/oder bei der Waschstufe nach der chemischen Behandlung mit Flüssigkeit zu benutzen.
Die vorliegende Erfindung wird weiter durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.

Beispiele 1-6

Diese Beispiele werden gemäß den Stufen der Figur 1a bis Figur 1e ausgeführt.
Es wurden drei Arten von Hartlot-Materialpasten zubereitet durch Vermischen von 72 Teilen Silberpulver, 28 Teilen Kupferpulver, 4 Teilen, 20 Teilen oder 35 Teilen von Zirkoniummetall- Pulver und 15 Teilen Terpineol im Gewichtsverhaltnis.
Jede dieser Pasten wurde auf die gesamte Oberfläche beider Seiten einer Aluminiumnitrid- Platte von 60 mm × 30 mm × 0,65 mm Dicke mittels einer Rollen-Beschichtungsvorrichtung aufgebracht. Die aufgebrachte Menge betrug 12,0 mg/cm² für den Fall des Einsatzes von 4 Teilen Zirkoniummetall-Pulver (Beispiele 1 und 2), 7,5 mg/cm² für den Fall des Einsatzes von 20 Teilen von Zirkoniummetall-Pulver (Beispiele 3 und 4) und 5,5 mg/cm² für den Fall des Einsatzes von 35 Teilen Zirkoniummetall-Pulver (Beispiele 5 und 6) (Figur 1a).
Nach dem Trocknen der mit der obigen Hartlot-Materialpaste überzogenen Platte wurde eine feste Kupferplatte von 60 mm × 300 mm × 0,25 mm Dicke auf beiden Seiten der getrockneten Platte in Kontakt damit angeordnet und in einem Ofen zum Erhitzen auf 920ºC für 0,3 Stunden in einer stark evakuierten Atmosphäre angeordnet, danach wurde mit einer Rate von 2ºC/min zur Herstellung einer gebundenen Produktes abgekühlt. Die so erhaltenen Proben waren jeweils 10 Platten (Figur 1b).
Danach wurde ein wärmehärtender Ätz-Resist auf die Kupferplatte jedes dieser gebundenen Produkte (Figur 1c) aufgebracht, und ein unnötiger Teil der Kupferplatte wurde durch Ätzen mit Eisen(III)chlorid-Lösung entfernt, woraufhin der Ätz-Resist abgetrennt wurde (Figur 1d).
Die so erhaltenen, gebundenen Produkte wiesen noch zwischen den Kupfer-Leitermustern verbliebene, unnötige Hartlot-Materialien auf, und um diese unnötigen Hartlot-Materialien zu entfernen, wurden 5 Platten jedes der gebundenen Produkte mit 10%-iger Fluorwasserstoffsäure-Lösung bei 80ºC für 8 Minuten in Beispiel 1, für 12 Minuten in Beispiel 3 und für 14 Minuten in Beipiel 5 behandelt.
Die übrigen 5 Platten jedes der gebundenen Produkte wurden in der gleichen Weise für 4 Minuten in Beispiel 2, für 6 Minuten in Beispiel 4 und für 7 Minuten in Beispiel 8 behandelt, und es wurde Ultraschall bei der Waschstufe benutzt.
Hinsichtlich der so erhaltenen, keramischen Leiterplatten wurde zur Messung der Abzieh- Festigkeit der Kupfer-Leitermuster und zur Bestätigung der Anwesenheit des Hartlot-Materials zwischen den Kupfer-Leitermustern eine Elementaranalyse in der ebenen Richtung und in der Querrichtung zwischen den Mustern mittels EPMA ((EMX-SM7, hergestellt durch Shimadzu Corp.) ausgeführt.
Diese Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt.

Beispiele 7-11

Diese Beispiele wurden gemäß den Stufen der Figur 1a bis Figur 1e ausgeführt.
Eine keramische Leiterplatte wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, unter Einsatz einer Paste, umfassend 72 Teile Silberpulver, 28 Teile Kupferpulver, Zirkoniummetall- Pulver und Titanhydrid-Pulver (die Verhältnisse sind in Tabelle 1 gezeigt) im Gewichtsverhältnis, Verbinden einer festen Kupferplatte mit einer Aluminiumnitrid-Platte, Ätzen zur Herstellung einer Metallschaltung und Entfernen eines Hartlot-Materials zwischen den Mustern unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen. Tabelle 1
Bemerkung: Beim Vermischen einer Paste wurden 15 Teile Terpineol und 1 Teil Polyisobutylmethacrylat hinzugegeben
Die Auswertungs-Ergebnisse der so erhaltenen, keramischen Leiterplatten sind in Tabelle 14 gezeigt.

Beispiele 12-15

Diese Beispiele wurden gemäß den Stufen der Figur 2a bis Figur 2e ausgefuhrt. Eine Hartlotpaste wurde hergestellt durch Vermischen von 72 Teilen Silberpulver, 28 Teilen Kupferpulver, Titanhydrid-Pulver und Aluminiumnitrid-Pulver in einem Gewichtsverhältnis, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist. Diese Paste wurde durch Siebdruck in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 in einem Bindemuster, wie es in Figur 2a gezeigt ist, auf eine Aluminiumnitrid-Platte aufgebracht. Die Menge der aufgebrachten Paste ist in Tabelle 2 angegeben.
Nach dem vollständigen Trocknen der mit Paste versehenen Platte wurde eine Kupferplatte von 60 mm × 30 m × 0,30 mm Dicke auf beiden Seiten der getrockneten Platte in Kontakt damit angeordnet und in einen Ofen gebracht.
Diese Probe wurde für 0,5 h in einer stark evakuierten Atmosphäre auf 900ºC erhitzt und mit einer Abkühl-Geschwindigkeit von 3ºC/min zur Herstellung eines gebundenen Produktes (Figur 2b) abgekühlt.
Danach wurde ein Leitermuster auf der Kupferplatte des gebundenen Produktes durch Siebdrucken eines UV-härtbaren Ätz-Resist in einem Leitermuster, Härten des aufgedruckten Resist (Figur 2c) und Ätzen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gebildet. In diesem Stadium wurde Hartlot-Material, das von der Peripherie des Schaltungsmusters vorstand (Figur 2d), durch chemische Behandlung mit Flüssigkeit unter den Bedingungen entfernt, wie sie in Tabelle 2 angegeben sind, um eine keramische Leiterplatte herzustellen. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt.

Tabelle 2

Bemerkung: Beim Mischen einer Paste wurden 15 Teile Terpineol hinzugegeben.

Beispiele 16-19

Diese Beispiele wurden in Übereinstimmung mit den Stufen von Figur 1a bis Figur 1e ausgeführt.
Eine Hartlotpaste wurde hergestellt durch Vermischen von von 72 Teilen Silberpulver, 28 Teilen Kupferpulver, 9,3 Teilen Zirkoniumhydrid-Pulver und 15 Teilen Terpineol. In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurden eine Aluminiumnitrid-Platte und eine Kupferplatte unter Einsatz dieser Paste verbunden, und das gebundene Produkt wurde einer Ätz-Behandlung und dann einer chemischen Behandlung mit Flüssigkeit unterworfen, um eine keramische Leiterplatte herzustellen. Die Produktions-Bedingungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Die Bewertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 3

Beispiel 20

Dieses Beispiel wurde in Übereinstimmung mit den Stufen von Figur 2a bis Figur 2e ausgeführt.
Eine Hartlotpaste wurde zubereitet durch Vermischen von von 72 Teilen Silberpulver, 28 Teilen Kupferpulver, 19 Teilen Zirkoniummetall-Pulver und 15 Teilen Terpineol im Gewichtsverhältnis. Diese Paste wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 12 auf eine Aluminiumnitrid-Platte (aufgebrachte Menge 10,0 mg/cm²) aufgebracht, und es wurde eine feste Kupferplatte (Dicke 0,25 mm) darauf angeordnet. Das resultierende Produkt wurde einer Wärmebehandlung zur Herstellung eines gebundenen Produktes unterworfen (Bedingungen zum Verbinden: 940ºC, 0,5 h und Abkühl-Geschwindigkeit von 3ºC/min). Danach wurde dieses gebundene Produkt in der gleichen Weise wie in Beispiel 12 behandelt, um eine keramische Leiterplatte herzustellen. Die chemische Behandlung mit Flüssigkeit wurde mit 30% Fluorwasserstoffsäure bei 80ºC 15 Minuten lang ausgeführt. Die Bewertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt.

Beispiele 21 und 22

Diese Beispiele wurden in Übereinstimmung mit den Stufen von Figur 2a bis Figur 2e ausgeführt.
Eine Hartlotpaste wurde zubereitet durch Vermischen von von 72 Teilen Silberpulver, 28 Teilen Kupferpulver, Zirkonium-Pulver, Titanpulver, Aluminiumoxid-Pulver und Aluminiumnitrid- Pulver in Gewichtsverhältnissen, wie sie in Tabelle 4 gezeigt sind. Unter Einsatz dieser Paste und einer Aluminiumnitrid-Platte wurde eine keramische Leiterplatte, unter Einsatz einer Kupferplatte als einer Metallschaltung, in der gliechen Weise wie in Beispiel 12 hergestellt. Die Produktions- Bedingungen sind in Tabelle 4 gezeigt. Die Bewertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 4
Bemerkung: Die Paste wurde durch Zugabe von 12 Teilen Terpineol und 0,5 Teilen Polymethlmethacrylat modifiziert.

Beispiele 23-26

Diese Beispiele wurden in Übereinstimmungmit den Stufen der Figur 1a bis Figur 1e ausgeführt.
Eine Paste wurde zubereitet durch Vermischen von 72 Teilen Silberpulver, 28 Teilen Kupferpulver und Titanhydrid-Pulver in solchen Gewichtsverhäitnissen, wie sie in Tabelle 5 gezeigt sind. Unter Einsatz dieser Paste, einer Aluminiumnitrid-Platte, einer Aluminiumoxid-Platte und einer Kupferplatte von 0,2 mm Dicke wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 (die Paste wurde durch Siebdrucken aufgebracht) keramische Leiterplatten hergestellt. Die Herstellungs-Bedingungen sind in Tabelle 5 gezeigt. Die Bewertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 5
Bemerkung: Eine Paste wurde durch Zugabe von 15 Teilen Terpineol modifiziert.

Beispiele 27-28

Diese Beispiele wurden in Übereinstimmung mit den Stufen der Figur 1a bis Figur 1e ausgeführt.
Eine Paste wurde zubereitet durch Vermischen von 15 Teilen von Terpineol mit 100 Teilen eines Legierungs-Pulvers aus Kupfer und Titan (Zusammensetzung: Kupfer 95 Gew.-%, Titan 5 Gew.-%). Unter Einsatz dieser Paste und einer Aluminiumnitrid-Platte oder einer Aluminiumoxid- Platte und einer Kupferplatte (Dicke 0,3 mm) als einer Metallplatte wurde eine keramische Leiterplatte in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 zubereitet. Die Herstellungs-Bedingungen sind in Tabelle 6 gezeigt. Die Bewertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 6

Beispiele 29-30

Diese Beispiele wurden in Übereinstimmung mit den Stufen der Figur 4a bis Figur 4e ausgeführt.
Eine Hartlot-Paste wurde zubereitet durch Vermischen von 15 Gewichtsteilen von Terpineol mit 100 Gewichtsteilen eines Legierungs-Pulvers von Silber, Kupfer und Titan (Zusammensetzung: Silber 72 Teile, Kupfer 28 Teile und Titan 10 Teile in Gewichtsverhältnissen). Diese Hartlot-Paste wurde durch Siebdruck auf eine Aluminiumnitrid-Platte (Beispiel 29) oder eine Aluminiumoxid- Platte (Beispiel 30) von 70 mm × 40 mm × 0,635 mm Dicke in einem Bindemuster aufgebracht (Figur 4a). Nach genügendem Trocknen der überzogenen Platte wurde eine Rückstoß-Kupferplatte mit der gleichen Größe wie die Platte und einer Dicke von 0,2 mm, deren Schaltungsteil durch eine Presse herausgeschlagen und zur Vereinigung mit den anderen Metallteilen zurückgeführt wurden war, auf der getrockneten Platte in Kontakt damit in einer solchen Weise angeordnet, daß das Bindemuster und das Metall-Leitermuster zusammenpaßten und dann das resultierende Produkt für 0,5 Stunden in einer stark evakuierten Atmosphäre auf 880ºC erhitzt, um fünf Platten jedes gebundenen Produktes (Figur 4b) herzustellen.
Danach wurde eine Metall-Schaltung durch mechanisches Trennen der anderen Teile als der Metall-Schaltung von dem gebundenen Produkt gebildet (Figur 4c, d). In diesem Zustand stand ein Hartlot-Material von der Peripherie der Metall-Schaltung (Figur 4d) vor, und das vorstehende Hartlot-Material wurde mit 10%-iger Fluorwasserstoffsäure bei 70ºC 30 Minuten lang in Beispiel 29 und 10 Minuten lang in Beipiel 30 entfernt. Die Bewertungs-Ergebnisse der so erhaltenen, keramischen Leiterplatte sind in Tabelle 14 gezeigt.

Beispiele 31-34

Diese Beispiele wurden in Übereinstimmung mit den Stufen der Figur 3a bis Figur 3e ausgeführt.
Eine Hartlot-Paste wurde zubereitet durch Vermischen von mit 100 Gewichtsteilen eines Legierungs-Pulvers aus Kupfer und Zirkonium (Zusammensetzung: Kupfer 95 Gewichtsteile, Zirkonium 5 Gewichtsteile), 15 Gewichtsteilen von Terpineol und 1 Gewichtsteil von Polymethylmethacrylat. Diese Paste wurde auf eine Aluminiumnitrid-Platte (Beispiel 31), eine Mullit-Platte (Beispiel 32), eine Aluminiumoxid-Platte (Beispiel 33) bzw. eine Siliciumnitrid-Platte (Beispiel 34) durch Siebdruck in einem Bindemuster aufgebracht (die aufgebrachte Menge betrug 7,0 mg/cm²) (Figur 3a).
Nach genügendem Trocknen dieser Platte wurde eine halbgeätzte Kupferplatte mit der gleichen Größe wie der Platte, die vorher durch Ätzen modifiziert worden war, und einen Metall-Leiterteil von 0,3 mm Dicke und einem anderen Teil als der Metall-Schaltung von 0,2 mm Dicke aufwies, auf der getrockneten Platte in Kontakt damit in einer solchen Weise angeordnet, daß der Pasten- Teil und der Schaltungs-Teil der halbgeätzten Kupferplatte zusammenlagen und dann das resultierende Produkt für 0,5 Stunden bei 89ºC in einer etwas evakuierten Atmosphäre wärmebehandelt, um eine gebundenes Produkt (Figur 3b) herzustellen.
Danach wurde ein mittels UV-Strahlen härtbarer Ätz-Resist auf der Kupferplatte des gebundenen Produktes durch einen Rollen-Beschichter aufgebracht (Figur 3c, der Resist wurde nur auf dem Schaltungsteil aufgebracht) und die so überzogene Platte einer Ätzbehandlung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 unterzogen, um ein Metallschaltungs-Muster herzustellen. In diesem Zustand wurde unnötiges Hartlot-Material, das von dem Metallschaltungs-Muster vorstand, durch Behandeln mit einer Mischsäure aus 20% Fluorwasserstoffsäure und 10% Salpetersäure bei 65ºC 5 Minuten entfernt, während Ultraschall angewendet wurde.
Die Leistungsfähigkit der so erhaltenen, keramischen Leiterplatte wurde bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt.

Beispiele 35-36

Diese Beispiele wurden in Übereinstimmung mit den Stufen der Figur 1a bis Figur 1e ausgeführt.
Eine Paste wurde zubereitet durch Vermischen von 100 Gewichtsteilen eines Legierungs- Pulvers aus Silber,Kupfer und Zirkonium (Die Legierungszusammensetzung ist in Tabelle 7 gezeigt), 12 Gewichtsteilen von Terpineol und 1 Gewichtsteil von Polyisobutylmethacrylat. Eine keramische Leiterplatte wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, unter Einsatz dieser Paste, einer Aluminiumnitrid-Platte und einer Kupferplatte (Dicke 0,2 mm). Die Herstellungs-Bedingungen sind in Tabelle 7 gezeigt. Die Auswertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 7

Beispiel 37

Dieses Beispiel wurde in Übereinstimmung mit den Stufen der Figur 1a bis Figur 1e ausgeführt.
Eine Paste wurde zubereitet durch Vermischen von 100 Gewichtsteilen eines Legierungs- Pulvers aus Nickel und Titan (Die Legierungszusammensetzung ist in Tabelle 8 gezeigt), und 15 Gewichtsteilen von Terpineol. Eine keramische Leiterplatte wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, unter Einsatz dieser Paste, einer Aluminiumnitrid-Platte und einer Nickelplatte (Dicke 0,2 mm) hergestellt (die Paste wurde durch Siebdruck aufgebracht). Die Herstellungs-Bedingungen sind in Tabelle 8 gezeigt. Die Auswertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 8

Beispiele 38-39

Dieses Beispiel wurde in Übereinstimmung mit den Stufen der Figur 2a bis Figur 2e ausgeführt.
Eine Paste wurde zubereitet durch Vermischen von 60 Teilen Nickel-Pulver, 40 Teilen Titanhydrid-Pulver und 12 Teilen Terpineol in Gewichtsverhältnissen. Eine keramische Leiterplatte wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 12, unter Einsatz dieser Paste, einer Aluminiumoxid- Platte (Beispiel 38) oder einer Siliciumnitrid-Platte (Beispiel 39) und einer Nickellegierungs-Platte (Ni: 80 Gew.-%, Cu 20 Gew.-%, Dicke 0,35 mm) als einer Metallplatte hergestellt. Die Herstellungs- Bedingungen sind in Tabelle 8 gezeigt. Die Auswertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 9

Beispiele 40-42

Dieses Beispiel wurde in Übereinstimmung mit den Stufen der Figur 1a bis Figur 1e ausgeführt.
Ein gebundenes Produkt wurde hergestellt durch Anordnen einer Legierungsfolie mit der in Tabelle 10 gezeigten Zusammensetzung und Dicke auf der gesamten Oberfläche einer Aluminiumnitrid-Platte von 65 mm × 45 mm × 0,635 mm Dicke, Laminieren einer festen Kupferplatte von 0,25 mm Dicke darauf und Wärmebehandeln für 0,5 Stunden bei 920ºC in einer etwa evakuierten Atmosphäre.
Danach wurde das gebundene Produkt einer Ätzbehandlung in der gleichen Weise wie in Beispiele 1 unterworfen, um ein Metall-Schaltungsmuster zu bilden, und unnötiges Hartlot-Material wurde, wie in Tabelle 10 gezeigt, entfernt, um eine keramische Leiterplatte herzustellen. Die Bewertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 10

Beispiele 43-44

Diese Beispiele wurden in Übereinstimmung mit den Stufen der Figur 4a bis Figur 4e ausgeführt.
Eine keramische Leiterplatte wurde hergestellt durch Anordnen einer Legierungsfolie mit der in Tabelle 11 gezeigten Zusammensetzung und Dicke auf einer Aluminiumnitrid-Platte oder Aluminiumoxid-Platte mit der gleichen Gestalt wie in Beispiel 40 in einem Bindemuster, Laminieren einer Rückstoß-Kupferplatte einer Dicke von 0,25 m darauf und Ausführen der gleichen Stufen wie in Beispiel 29. Die Herstellungs-Bedingungen sind in Tabelle 11 gezeigt. Die Bewertungs- Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 11
Beispiele 45-46
Diese Beispiele wurden in Übereinstimmung mit den Stufen der Figur 2a bis Figur 2e ausgeführt.
Eine keramische Leiterplatte wurde hergestellt unter Einsatz einer Legierungsfolie und einer Metallplatte, wie in Tabelle 12 angegeben. Die Legierungsfolie wurde in einem Bindemuster auf einer Aluminiumnitrid-Platte angeordnet. Die Herstellungs-Bedingungen sind in Tabelle 12 gezeigt. Die Bewertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 12

Beispiele 47-48

Ein gebundenes Produkt wurde hergestellt durch Laminieren zuerst einer Zirkoniumfolie und dann einer Legierungsfolie aus Silber und Kupfer (Zusammensetzungs-Verhältnis: Silber 72 Gewichtsteile und Kupfer 28 Gewichtsteile) auf der gesamten Oberfläche einer Aluminiumnitrid- Platte von 60 mm × 40 mm × 0,65 mm Dicke, Anordnen einer Kupferplatte von 0,3 mm Dicke, mit der gleichen Gestalt wie der laminierten Platte, und Wärmebehandeln bei 940ºC für 0,3 Stunden in einer etwas evakuierten Atmosphäre. Die Dicke jeder Folie ist in Tabelle 13 gezeigt. Tabelle 13
Danach wurde dieses gebundene Produkt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 behandelt, um ein Metallschaltungs-Muster zu bilden, und unnötiges Hartlot-Material wurde mit 10%-iger Fluorwasserstoffsäure 5 Minuten in Beispiel 47 und 7 Minuten in Beispiel 48 entfernt, während man Ultraschall anwendete, um eine keramische Leiterplatte herzustellen. Die Bewertungs-Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt.

Beipiele 49-50

Diese Beipiele wurden in Übereinstimmung mit den Stufen von Figur 3a bis Figur 3e ausgeführt.
Ein gebundenes Produkt wurde hergestellt durch Laminieren zuerst einer Titanfolie (Dicke 2 µm) und zweitens einer Legierungsfolie aus Silber und Kupfer (die gleiche Zusammensetzung wie in Beispiel 47, Dicke 6 µm) auf einer Aluminiumnitrid-Platte (Beispiel 49) und auf einer Aluminiumoxid-Platte (Beispiel 50) in einem Bindemuster, Anordnen einer halbgeätzten Kupferplatte mit der gleichen Größe wie die Platte, deren Schaltungsteil eine Dicke von 0,3 mm aufwies, auf der laminierten Platte in einer solchen Weise, daß die Folie und der Kupfer-Schaltungsteil übereinstimmten, und Wärmebehandeln bei 880ºC für 0,5 Stunden in einer stark evakuierten Atmosphäre. Danach wurde das gebundene Produkt in der gleichen Weise wie in Beispiel 31 behandelt, um ein Metall-Schaltungsmuster zu bilden, und vorstehendes Hartlot-Material wurde entfernt durch Behandeln mit einer Mischsäure von 15% Fluorwasserstoffsäure und 20% Chlorwasserstoffsäure bei 70ºC für 30 Minuten in Beispiel 49 und 5 Minuten in Beispiel 50. Die Bewertungs-Ergebnisse der so erhaltenen, keramischen Leiterplatte sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 14 Tabelle 14 (Fortsetzung) Tabelle 14 Fortsetzung) Tabelle 14 (Fortsetzung) Tabelle 14 (Fortsetzung) Tabelle 14 (Fortsetzung)
* Es wurde nicht festgestellt, daß irgendein Bestandteil das Lotmaterials in irgendeinem der Bespiele zwischen den Mustern verblieb.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer keramischen Leiterplatte, gekennzeichnet durch Verbinden einer Metallplatte mit einer Keramikplatte durch ein einen aktiven Metallbestandteil enthaltendes Hartlot-Material, Ätzen der Metallplatte zur Bildung eines Metall-Leitermusters und Entfernen eines unnötigen Teils des Hartlot-Materials durch chemische Flüssigkeits-Behandlung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbestandteile des den aktiven Metallbestandteil enthaltenden Hartlot-Materials einen Kupfer-Bestandteil und einen Zirkonium-Bestandteil als einen aktiven Metallbestandteil einschließen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbestandteile des den aktiven Metallbestandteil enthaltenden Hartlot-Materials einen Kupfer-Bestandteil und einen aktiven Metallbestandteil einschließlich eines Titan-Bestandteils und/oder eines Hafnium-Bestandteils umfassen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den aktiven Metallbestandteil enthaltende Hartlot-Material weiter einen Silber-Bestandteil enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den aktiven Metallbestandteil enthaltende Hartlot-Material weiter einen Silber-Bestandteil enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbestandteile des den aktiven Metallbestandteil enthaltenden Hartlot-Materials einen Nickel-Bestandteil und einen aktiven Metallbestandteil einschließlich ein oder zwei oder mehr ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Titan-Bestandteil, einem Zirkonium-Bestandteil und einem Hafnium-Bestandteil, umfassen.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den aktiven Metallbestandteil enthaltende Hartlot-Material als eine Paste benutzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbetandteile des den aktiven Metallbestandteil enthaltenden Hartlot-Materials in Form eines Metallpulvers, einer Metall-Legierung und/oder einer Verbindung vorliegen.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den aktiven Metallbestandteil enthaltende Hartlot-Material weiter ein oder zwei oder mehr Keramik-Pulver enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumnitrid, Siliciumnitrid, Aluminiumoxid und Bornitrid.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den aktiven Metallbestandteil enthaltende Hartlot-Material in Form einer Folie benutzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Legierungsfolie ist, die einen aktiven Metallbestandteil und einen anderen Metallbestandteil als den aktiven Metallbestandteil umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine laminierte Folie ist, umfassend eine Folie aus aktivem Metall und eine Folie aus einem anderen Metall als dem aktiven Metall.

13. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den aktiven Metallbestandteil enthaltende Hartlot-Materialpaste auf eine Fläche einer Keramikplatte aufgebracht wird, die zumindest ein Metall-Schaltungsmuster oder mehr als das darauf zu bildende Metall-Schaltungsmuster bedeckt.

14. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den aktiven Metallbestandteil enthaltende Hartlot-Materialpaste in der gleichen Gestalt wie das Metall-Schaltungsmuster auf ine Keramikplatte aufgebracht wird.

15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die den aktiven Metallbestandteil enthaltende Hartlot-Materialfolie auf eine Fläche der Keramikplatte aufgebracht wird, die mindestens ein Metall-Schaltungsmuster oder mehr als das darauf zu bildende Metall-Schaltungsmuster bedeckt.

16. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die den aktiven Metallbestandteil enthaltende Hartlot-Materialfolie auf der Keramikplatte in der gleichen Gestalt wie ein Metall- Schaltungsmuster aufgebracht wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Metall-Schaltungsmusters ein oder zwei Bestandteile umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Nickel, Kupferlegierung und Nickellegierung.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte eine feste Metallplatte ist.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte eine halbgeätzte Metallplatte ist.

20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte eine Rückstoß- Metallplatte ist.

21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Keramikplatte ein oder zwei oder mehr Bestandteile, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumnitrid, Siliciumnitrid, Aluminiumoxid und Mullit, umfaßt.

22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Flüssigkeit zur Entfernung des unnötigen Teiles des Hartlot-Materials Fluorwasserstoffsäure allein oder eine Mischsäure aus Fluorwasserstoffsäure und mindestens einer anorganischen Säure ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salpetersäure, Schwefelsäure und Chlorwasserstoffsäure.

23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Flüssigkeit zur Entfernung des unnötigen Teiles des Hartlot-Materials Königswasser ist.

24. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Flüssigkeit zur Entfernung des unnötigen Teiles des Hartlot-Materials eine Natriumhydroxid-Lösung und/oder eine Kaliumhydroxid-Lösung ist.

25. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ultraschallwellen zur Zeit der chemischen Flüssigkeits-Behandlung zur Entfernung des unnötigen Teiles des Hartlot-Materials und/oder einer Reinigungsstufe nach der chemischen Flüssigkeits-Behandlung angewendet werden.