DE9310299U1 - Multiple substrate - Google Patents
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Description
Mehrfach-SubstratMultiple substrate
Die Neuerung bezieht sich auf ein Mehrfach-Substrat gemäß Oberbegriff Schutzanspruch 1.The innovation relates to a multiple substrate according to the generic term of claim 1.
Bekannt sind Keramik-Metall-Substrate und dabei insbesondere auch Keramik-Kupfer-Substrate. Diese Substrate werden zum Herstellen von elektrischen Schaltkreisen, insbesondere Leistungsschaltkreisen verwendet.Ceramic-metal substrates are well known, especially ceramic-copper substrates. These substrates are used to manufacture electrical circuits, especially power circuits.
Im einfachsten Fall weisen derartige Substrate eine Keramikschicht auf, die an beiden Oberflächenseiten jeweils mit einer Metallisierung versehen ist, von denen z.B. die Metallisierung an der Oberseite der Keramikschicht beispielsweise unter Anwendung einer Ätztechnik derart strukturiert wird, daß diese Metallisierung dann die für den Schaltkreis erforderlichen Leiterbahnen, Kontaktflächen usw. bildet.In the simplest case, such substrates have a ceramic layer that is provided with a metallization on both surface sides, of which, for example, the metallization on the top side of the ceramic layer is structured, for example using an etching technique, in such a way that this metallization then forms the conductor tracks, contact surfaces, etc. required for the circuit.
Für eine rationelle Fertigung von elektrischen Schaltkreisen ist es auch bekannt, die Herstellung solcher Schaltkreise im Mehrfachnutzen vorzunehmen, d.h.. insbesondere die Strukturierung von Metallflächen zur Erzielung der notwendigen Leiterbahnen, Kontaktflächen usw., aber auch die Bestückung mit den elektrischen Bauelementen erfolgen an einem Mehrfachnutzen, der dann nach der Fertigstellung der Strukturierung, vorzugsweise aber nach der Bestückung in einzelnen Schaltkreis-Substrate beziehungsweise in die einzelenen Schaltkreise getrennt wird.For the efficient production of electrical circuits, it is also known to produce such circuits in multiple panels, i.e. in particular the structuring of metal surfaces to achieve the necessary conductor tracks, contact surfaces, etc., but also the assembly of the electrical components takes place on a multiple panel, which is then separated into individual circuit substrates or into the individual circuits after the structuring has been completed, but preferably after assembly.
Soll diese Technik für eine rationelle Fertigung von Metall-Keramik-Substraten für elektrische Schaltkreise oder von unter Verwendung derartiger Substrate hergestellten elektrischen Schaltkreisen verwendet werden, so ist ein Mehrfachmetall-Keramik-Substrat erforderlich, welches an einer einzigen Keramikschicht mehrere Nutzen bildet. An diesen ist die Keramikschicht an wenigstens einer Oberflächenseite mit einer Metallisierung versehen, wobei die Metallisierungen anIf this technology is to be used for the efficient production of metal-ceramic substrates for electrical circuits or of electrical circuits produced using such substrates, a multi-metal-ceramic substrate is required which forms several panels on a single ceramic layer. The ceramic layer is provided with a metallization on at least one surface side, with the metallizations on
aneinander angrenzenden Nutzen selbstverständlich nicht miteinander verbunden, sondern zumindest am Übergang zwischen benachbarten Nutzen voneinander getrennt sind.Adjacent uses are of course not connected to each other, but are at least separated from each other at the transition between adjacent uses.
Da die Keramikschicht eines derartigen Mehrfach-Substrates relativ großflächig ist und an keiner Oberflächenseite dieser Keramikschicht eine durchgehende Metallisierung oder Metallschicht vorgesehen ist, kann ein unerwünschtes Brechen der Keramikschicht beispielsweise während der Strukturierung der Metallflächen zur Erzielung der notwendigen Leiterbahnen, Kontaktflächen usw. oder bei anderen Behandlungsverfahren selbst bei einem sorgfältigen Handling nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden.Since the ceramic layer of such a multiple substrate is relatively large and no continuous metallization or metal layer is provided on any surface of this ceramic layer, undesirable breakage of the ceramic layer, for example during structuring of the metal surfaces to achieve the necessary conductor tracks, contact surfaces, etc. or during other treatment processes, cannot be ruled out with certainty even with careful handling.
Aufgabe der Neuerung ist es, ein Mehrfach-Substrat aufzuzeigen, welches diese Nachteile vermeidet und bei dem trotz einer Vielzahl von auf einer gemeinsamen Keramikschicht gebildeten Nutzen mit jeweils von Nutzen zu Nutzen getrennten Metallisierungen die Gefahr eines unerwünschten Brechens der Keramikschicht bzw. des Mehrfach-Substrates wirksam verhindert ist.The aim of the innovation is to demonstrate a multiple substrate which avoids these disadvantages and in which, despite a large number of panels formed on a common ceramic layer with metallizations separated from panel to panel, the risk of undesirable breakage of the ceramic layer or the multiple substrate is effectively prevented.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Mehrfach-Substrat entsprechend dem kennzeichenden Teil des Schutzanspruches 1 ausgebildet.To solve this problem, a multiple substrate is designed in accordance with the characterizing part of claim 1.
Bei der Neuerung werden die zwischen den Nutzen verlaufenden Sollbruchlinien bzw. deren Verlängerungen durch die wenigstens eine zusätzliche Metallfläche überbrückt, so daß Biegekräfte, die zu einem unerwünschten Brechen des Mehrfachsubstrates während einer Behandlung führen könnten, zumindest teilweise von dieser zusätzlichein Metallfläche aufgenommen werden und dadurch ein Brechen des Mehrfach-Substrates wirksam verhindert ist. Selbst wenn es zu einem Bruch kommen sollte, wird durch die zusätzliche Metallfäche (duktileIn the innovation, the predetermined breaking lines or their extensions running between the panels are bridged by the at least one additional metal surface, so that bending forces that could lead to an undesirable breaking of the multiple substrate during treatment are at least partially absorbed by this additional metal surface, thus effectively preventing the multiple substrate from breaking. Even if a break should occur, the additional metal surface (ductile
Metallschicht) das Mehrfach-Substrat maßhaltig zusammengehalten. Bevorzugt sind an beiden Obeflächenseiten der Keramikschicht an dem wenigstens einen Randbereich derartige zusätzliche Metallflächen vorgesehen.Preferably, such additional metal surfaces are provided on both surfaces of the ceramic layer in the at least one edge region.
Bei einer Vielzahl von Nutzen sind diese in mehreren, in einer ersten Achsrichtung gegeneinander versetzten Reihen an der Keramikschicht gebildet, wobei jede Reihe mehrere aneinanderanschließende Nutzen aufweist. In diesem Fall ist dann an wenigstens zwei rechtwinklig aneinanderanschließenden und außerhalb der Nutzen liegenden Randbereichen jeweils eine zusätzliche Metallfläche vorgesehen. Jeder Randbereich schließt über eine äußere Sollbruchlinie an benachbarte Nutzen an. Die zusätzliche Metallfläche an jedem Randbereich überbrückt die quer oder senkrecht zu diesem Randbereich verlaufenden Sollbruchlinien zwischen den Nutzen oder deren gedachte Verlängerungen und die an einem der Randbereiche vorgesehene Metallfäche zusätzlich auch diejenige äußere Sollbruchlinie bzw. deren Verlängerung, die zwischen dem anderen Randbereich und angrenzenden Nutzen vorgesehen ist. Die äußere Sollbruchlinie zwischen dem einen Randbereich und den angrenzenden Nutzen bzw. die gedachte Verlängerung dieser Sollbruchlinie ist dabei durch keine zusätzliche Metallfläche überbrückt. Durch diese Ausgestaltung ist ein gewünschtes Zerbrechen des Mehrfach-Substrates in Einzelsubstrate bzw. in Einzel-Schaltkreise nur in einer bestimmten Reihenfolge möglich, und zwar derart, daß zunächst der eine Randbereich an der parallel zu diesem Randbereich verlaufenden äußeren Sollbruchlinie abgebrochen und im Anschluß daran der andere Randbereich an der parallel zu diesem Randbereich verlaufenden äußeren Sollbruchlinie abgebrochen werden. Erst dann ist eine Trennung der einzelnen Nutzen durch Brechen möglich.If there are a large number of panels, these are formed in several rows on the ceramic layer, offset from one another in a first axial direction, with each row having several panels adjoining one another. In this case, an additional metal surface is provided on at least two edge areas that are adjacent to one another at right angles and lie outside the panels. Each edge area is connected to neighboring panels via an external predetermined breaking line. The additional metal surface on each edge area bridges the predetermined breaking lines that run transversely or perpendicularly to this edge area between the panels or their imaginary extensions, and the metal surface provided on one of the edge areas also bridges the external predetermined breaking line or its extension that is provided between the other edge area and the adjacent panel. The external predetermined breaking line between one edge area and the adjacent panel or the imaginary extension of this predetermined breaking line is not bridged by any additional metal surface. This design means that the multiple substrate can only be broken into individual substrates or individual circuits in a specific order, namely in such a way that first one edge area is broken off at the outer predetermined breaking line running parallel to this edge area and then the other edge area is broken off at the outer predetermined breaking line running parallel to this edge area. Only then is it possible to separate the individual panels by breaking them.
Das Mehrfach-Substrat läßt sich im Behandlungsverfahren ohne weiteres so handhaben, daß ein Brechen an der parallel zu dem einen Randbereich verlaufenden äußeren Sollbruchlinie nicht eintreten kann, womit dann auch ein unerwünschtes Brechen an anderen Sollbruchlinien ausgeschlossen ist.The multiple substrate can be easily handled in the treatment process in such a way that breakage cannot occur at the outer predetermined breaking line running parallel to one edge area, which then also excludes undesirable breakage at other predetermined breaking lines.
Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche .Further developments of the innovation are the subject of the dependent claims.
Die Neuerung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The innovation is explained in more detail below using the figures of an example. They show:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht ein Mehrfach-Substrat gemäß der Neuerung;Fig. 1 shows a simplified representation and a top view of a multiple substrate according to the innovation;
Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie I - I der Figur 1;Fig. 2 is a section along the line I - I of Figure 1;
Fig. 3 - 5 in ähnlichen Darstellungen wie Fig. 1 weitere, mögliche Ausführungsformen des neuerungsgemäßen Mehrfach-Substrates.Fig. 3 - 5 in similar representations as Fig. 1 further possible embodiments of the multiple substrate according to the invention.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Mehrfach-Substrat besteht im wesentlichen aus einer Keramikschicht 1, die beispielsweise eine Aluminiumnitrid-Keramik oder eine Aluminiumoxid-Keramik ist und bei der dargestellten Ausführungsform an beiden Oberflächenseiten mit einer Vielzahl von Metallisierungen in Form von rechteckförmigen Metallflächen versehen ist. Diese Metallflächen 2, die aus Kupfer bestehen und jeweils flächig mit der jeweiligen Oberflächenseite der Keramikschicht 1 verbunden sind, besitzen bei der dargestellten Ausführungsform jeweils gleiche Form und Größe und sind jeweils rechteckfömig ausgebildet. Jeder Metallfläche 2 an der einen Oberflächenseite der Keramikschicht 1 liegt eine Metallfläche 2 an der anderen Oberflächenseite dieser Keramikschicht unmittelbar gegenüber. Die Metallflächen 2 an einer Oberflächenseite sind strukturiert, wie dies der einfacheren Darstellung wegen in der Fig. 1 lediglich für eine der Metallflächen 2 angedeutet ist.The multiple substrate shown in Fig. 1 and 2 consists essentially of a ceramic layer 1, which is, for example, an aluminum nitride ceramic or an aluminum oxide ceramic and, in the embodiment shown, is provided with a large number of metallizations in the form of rectangular metal surfaces on both surface sides. These metal surfaces 2, which consist of copper and are each connected flatly to the respective surface side of the ceramic layer 1, have the same shape and size in the embodiment shown and are each rectangular. Each metal surface 2 on one surface side of the ceramic layer 1 is directly opposite a metal surface 2 on the other surface side of this ceramic layer. The metal surfaces 2 on one surface side are structured, as is indicated in Fig. 1 for only one of the metal surfaces 2 for the sake of simplicity of illustration.
Es versteht sich, daß die Metallflächen auch eine von der Rechteckform abweichende Form aufweisen und/oder die Metallflächen 2 an jeder Oberflächenseite der Keramikschicht 1 oder aber an den beiden Oberflächenseiten dieser Keramikschicht unterschiedlich geformt sein können.It is understood that the metal surfaces can also have a shape that differs from the rectangular shape and/or the metal surfaces 2 on each surface side of the ceramic layer 1 or on the two surface sides of this ceramic layer can be shaped differently.
Die Metallflächen 2 sind an den beiden Oberflächenseiten der Keramikschicht 1 in mehreren Reihen vorgesehen, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform in insgesamt drei Reihen R1-R3, von den jede vier Metallflächen besitzt. Die in den Reihen R1-R3 aufeinanderfolgenden Metallflächen 2 sowie auch die Metallflächen der benachbarten Reihen sind an beiden Oberflächenseiten der Keramikschicht 1 jeweils voneinander beabstandet, und zwar derart, daß die Mittellinien parallel zu den Reihen R1-R3 sowie senkrecht zu diesen zwischen benachbarten Metallfächen 2 an der einen Oberflächenseite der Keramikschicht 1 deckungsgleich mit den entsprechenden Mittellinien an der anderen Oberflächenseite dieser Keramikschicht liegen.The metal surfaces 2 are provided in several rows on the two surface sides of the ceramic layer 1, namely in a total of three rows R1-R3 in the embodiment shown, each of which has four metal surfaces. The metal surfaces 2 that follow one another in the rows R1-R3 as well as the metal surfaces of the adjacent rows are spaced apart from one another on both surface sides of the ceramic layer 1 in such a way that the center lines parallel to the rows R1-R3 and perpendicular to them between adjacent metal surfaces 2 on one surface side of the ceramic layer 1 are congruent with the corresponding center lines on the other surface side of this ceramic layer.
Entlang dieser Mittellinie ist die Keramikschicht an beiden Oberflächenseiten mit Sollbruchlinien 3 (parallel zu den Reihen R1-R3) sowie mit Sollbruchlinien 4 (senkrecht zu den Reihen R1-R3) versehen. Durch die Sollbruchlinien 3 und 4 und weitere Sollbruchlinien 3' und 41 ist die Keramikschicht 1 in eine Vielzahl von Nutzen 1' unterteilt.Along this center line, the ceramic layer is provided on both surface sides with predetermined breaking lines 3 (parallel to the rows R1-R3) and with predetermined breaking lines 4 (perpendicular to the rows R1-R3). The ceramic layer 1 is divided into a plurality of panels 1' by the predetermined breaking lines 3 and 4 and further predetermined breaking lines 3' and 4 1 .
Am Rand der bei der dargestellten Ausführungsform rechteckförmigen Keramikschicht 1 weist diese an einer Oberflächenseite zusätzliche Metallisierungen in Form von streifenförmigen Metallflächen 5 und 6 auf, von denen die Metallflächen 6 jeweils entlang eines parallel zu den Sollbruchlinien 4 und 4' verlaufenden Randbereiches 1''' der Keramikschicht 1 und die Metallflächen 5 an dem parallel zu den Reihen R1-R3 bzw. Sollbruchlinien 3 und 3' verlaufenden Randbereich I'1 vorgesehen sind.. Zwischen diesen zusätzlichen langgestreckten Metallisierungen 5 und 6 und den benachbarten Metallflächen 2 bzw. Nutzen I1 sind an beiden Oberflächenseiten der Keramikschicht 1 die Sollbruchlinien 3' bzw. 4' vorgesehen. Es versteht sich, daß die Sollbruchlinien 3 und 4 bzw. 3' und 4' an den beiden Oberflächenseiten der Keramikschicht 1 derart vorgesehen sind, daß jeweils einer Soll-At the edge of the rectangular ceramic layer 1 in the embodiment shown, it has additional metallizations in the form of strip-shaped metal surfaces 5 and 6 on one surface side, of which the metal surfaces 6 are each provided along an edge region 1''' of the ceramic layer 1 that runs parallel to the predetermined breaking lines 4 and 4', and the metal surfaces 5 are provided on the edge region I' 1 that runs parallel to the rows R1-R3 or predetermined breaking lines 3 and 3'. Between these additional elongated metallizations 5 and 6 and the adjacent metal surfaces 2 or panels I 1 , the predetermined breaking lines 3' and 4' are provided on both surface sides of the ceramic layer 1. It is understood that the predetermined breaking lines 3 and 4 or 3' and 4' are provided on the two surface sides of the ceramic layer 1 in such a way that a predetermined
bruchlinie 3 oder 4 bzw. 31 oder 4' an einer Oberflächenseite eine entsprechende Sollbruchlinie 3 oder 4 bzw. 3' oder 4' an der anderen Oberlächenseite unmittelbar gegenüber liegt.breaking line 3 or 4 or 3 1 or 4' on one surface side a corresponding breaking line 3 or 4 or 3' or 4' on the other surface side is located directly opposite.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die zusätzlichen
Metallflächen so dimensioniert und angeordnet, daß die
zwischen den Metallflächen 2 und den Metallflächen 5 vorgesehenen Sollbruchlinien 3' bis an den Rand der Keramikschicht
1 reichen, und zwar dadurch, daß die Metallflächen 5 zwar
jeweils mit ihren schmäleren Seiten bzw. Enden auf einer
gemeinsamen, gedachten Linie mit der außenliegenden, d.h. den Metallflächen 2 abgewandten Längsseite der Metallflächen 6
angeordnet sind, die Metallflächen 5 und 6 aber nicht
unmittelbar aneinander anschließen, sondern voneinander
beabstandet sind.In the embodiment shown, the additional
Metal surfaces are dimensioned and arranged so that the
between the metal surfaces 2 and the metal surfaces 5 provided predetermined breaking lines 3' extend to the edge of the ceramic layer 1, namely by the fact that the metal surfaces 5
each with their narrower sides or ends on a
common, imaginary line with the outer, ie the metal surfaces 2 facing away from the long side of the metal surfaces 6
are arranged, but the metal surfaces 5 and 6 are not
directly connected to each other, but from each other
are spaced apart.
Die zwischen den Metallflächen 2 und den zusätzlichen
Metallflächen 5 verlaufenden Sollbruchlinien 3' werden von
sämtlichen Sollbruchlinien 4 und 4' geschnitten.The gap between the metal surfaces 2 and the additional
The predetermined breaking lines 3' running along metal surfaces 5 are
all predetermined breaking lines 4 and 4' cut.
Mit Ausnahme der zwischen den Metallflächen 2 und den
zusätzlichen Metallflächen 5 verlaufenden Sollbruchlinien 3'
enden die Sollbruchlinien 3 an den zusätzlichen Metallflächen 6. In gleicher Weise enden sämtliche Sollbruchlinien 4 und 4'
an den zusätzlichen Metallflächen 5.With the exception of the gaps between the metal surfaces 2 and the
additional metal surfaces 5 predetermined breaking lines 3'
the predetermined breaking lines 3 end at the additional metal surfaces 6. In the same way, all predetermined breaking lines 4 and 4' end at the additional metal surfaces 5.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung dieser Ausführungsform
enden die Sollbruchlinien 4 und 4' an den äußeren Sollbruchlinien 3' und die Sollbruchlinien 3 an den äußeren Sollbruchlinien
4' .In the preferred embodiment of this embodiment
the predetermined breaking lines 4 and 4' end at the outer predetermined breaking lines 3' and the predetermined breaking lines 3 end at the outer predetermined breaking lines 4'.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, an beiden Oberflächenseiten der Keramikschicht 1 oder nur an eier Oberflächenseite die zusätzlichen Metallflächen 5 und 6 vorzusehen.In principle, it is possible to provide the additional metal surfaces 5 and 6 on both surface sides of the ceramic layer 1 or only on one surface side.
Die Metallflächen 2, 5 und 6 sind bevorzugt Flächen aus
Kupfer.The metal surfaces 2, 5 and 6 are preferably surfaces made of
Copper.
Das beschriebene Mehrfach-Substrat wird beispielsweise dadurch hergestellt, daß auf beiden Oberflächenseiten der Keramikschicht 1 einer diese Oberflächenseiten vollständig oder nahezu vollständig abdeckende Metallschicht aufgebracht wird, und zwar in Form einer Metallfolie oder dünnen Metallplatte, die flächig mit der jeweiligen Oberflächenseite der Keramikschicht 1 verbunden wird, und zwar mittels des Direct-Bonding-Verfahrens, oder Aktiv-Lot-Verfahren, welche dem Fachmann aus der Literatur bekannt sind und welche bei Verwendung von Folien oder dünnen Platten aus Kupfer auch als DCB-Verfahren (Direct-Copper-Bonding-Verfahren) oder als AMB (Active-Metal-Brazing-Verfahren) bezeichnet werden.The described multiple substrate is produced, for example, by applying a metal layer that completely or almost completely covers both surface sides of the ceramic layer 1, in the form of a metal foil or thin metal plate that is bonded flatly to the respective surface side of the ceramic layer 1, using the direct bonding process or active soldering process, which are known to the person skilled in the art from the literature and which, when using foils or thin plates made of copper, are also referred to as the DCB process (direct copper bonding process) or AMB (active metal brazing process).
Durch eine anschließende Vorstrukturierung der durchgehenden Metallschichten auf den beiden Oberflächenseiten der Keramikschicht 1 werden dann die einzelenen Metallflächen 2, 5 und 6 erzeugt. Diese Strukturierung kann mittels verschiedenster Verfahren erfolgen, beispielsweise durch Ätzen und/oder durch mechanische Verfahren. Nach der Strukturierung, d.h. nach der Bildung der Metallflächen 2, 5 und 6 erfolgt mit geeigneten Techniken das Einbringen der Sollbruchstellen bzw. Sollbruchlinien 3, 4, 3' und 4', beispielsweise durch Laser-Behandlung oder mechanische Verfahren, wie Ritzen usw..The individual metal surfaces 2, 5 and 6 are then created by subsequent pre-structuring of the continuous metal layers on both surface sides of the ceramic layer 1. This structuring can be carried out using a variety of methods, for example by etching and/or by mechanical methods. After structuring, i.e. after the formation of the metal surfaces 2, 5 and 6, the predetermined breaking points or predetermined breaking lines 3, 4, 3' and 4' are introduced using suitable techniques, for example by laser treatment or mechanical methods such as scratching, etc.
Es ist auch möglich, die Sollbruchlinien 3, 4, 3' und/oder 4' vor der Metallbeschichtung aufzubringen. Durch die nachfolgende Strukturierung vorzugsweise durch Maskieren und Ätzen werden die Sollbruchlinien dann während des Ätzens freigelegt.It is also possible to apply the predetermined breaking lines 3, 4, 3' and/or 4' before the metal coating. The subsequent structuring, preferably by masking and etching, then exposes the predetermined breaking lines during etching.
Weiterhin ist es auch möglich, bereits strukturierte Metallflächen mit der Keramik durch das DCB-Verfahren oder durch das AMB-Verfahren zu verbinden, wobei die Sollbruchlinien 3, 4, 3' und/oder 4' entweder vor oder nach dem Verbinden der Metallflächen erzeugt werden.Furthermore, it is also possible to connect already structured metal surfaces with the ceramic using the DCB process or the AMB process, whereby the predetermined breaking lines 3, 4, 3' and/or 4' are created either before or after the metal surfaces are connected.
In der beschriebenen, vorstrukturierten Form wird das Mehrfach-Substrat vom Substrathersteller an den Verwender geliefert, der dann dieses Substrat als Mehrfachnutzen beiIn the described, pre-structured form, the multiple substrate is delivered by the substrate manufacturer to the user, who then uses this substrate as a multiple use
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der Herstellung von elektrischen Schaltkreisen, insbesondere Leistungsschaltkreisen verarbeitet, beispielsweise maschinell mit den erforderlichen Bauteilen bestückt. Erst nach diesen Bestücken und gegebenenfalls nach einer Prüfung der hergestellten Schaltkreise wird der Mehrfachnutzen in die einzelnen Schaltkreise zertrennt, und zwar durch Brechen der Keramikschicht 1 entlang der Sollbruchlinien 3, 4, 3' und 4'. Durch die zusätzlichen Metallflächen 5 und 6 ist ein unerwünschtes Brechen des Mehrfach-Substrates bzw. Mehrfachnutzens im Verfahren wirksam verhindert. Dadurch, daß die zwischen den Metallflächen 2 und den zusätzlichen Metallflächen 5 verlaufenden Sollbruchlinien 3' bis an den Rand der Keramikschicht 1 reichen ist ein Trennen des Mehrfachnutzens in verschiedenen Einzelsubstrate bzw. Schaltkreise möglich, ohne daß ein Durchtrennen einer der zusätzlichen Metallflächen 5 und 6 notwendig ist, d.h. beim Trennen des Mehrfachnutzens in Einzelnutzen oder Einzelsubstrate bzw. in die einzelnen Schaltkreise erfolgt das Brechen zunächst an den äußeren, den Metallflächen 5 benachbarten Sollbruchlinien 3' und anschließend an den äußeren, den Metallflächen 6 benachbarten Sollbruchlinien 4', womit dann der diese zusätzlichen Metallflächen 5 und 6 aufweisende Rand entfert ist und der verbleibende Teil des Mehrfach-Substrates dann ohne Probleme an den Sollbruchlinien 3 und 4 durch Brechen getrennt werden kann.the production of electrical circuits, in particular power circuits, is processed, for example, mechanically equipped with the required components. Only after this assembly and, if necessary, after an inspection of the manufactured circuits is the multiple panel separated into the individual circuits, namely by breaking the ceramic layer 1 along the predetermined breaking lines 3, 4, 3' and 4'. The additional metal surfaces 5 and 6 effectively prevent undesired breaking of the multiple substrate or multiple panel during the process. Because the predetermined breaking lines 3' running between the metal surfaces 2 and the additional metal surfaces 5 reach to the edge of the ceramic layer 1, it is possible to separate the multiple panels into different individual substrates or circuits without having to cut through one of the additional metal surfaces 5 and 6, i.e. when separating the multiple panels into individual panels or individual substrates or into the individual circuits, the breaking occurs first at the outer predetermined breaking lines 3' adjacent to the metal surfaces 5 and then at the outer predetermined breaking lines 4' adjacent to the metal surfaces 6, whereby the edge having these additional metal surfaces 5 and 6 is then removed and the remaining part of the multiple substrate can then be separated by breaking at the predetermined breaking lines 3 and 4 without any problems.
Obwohl die Sollbruchlinien 3' bis an den Rand der Keramikschicht 1 reichen, besteht nicht die Gefahr, daß das Mehrfach-Substrat in unerwünschter Weise während des Verfahrens entlang dieser äußeren Sollbruchlinien 3' bricht, da insbesondere dann, wenn das Mehrfach-Substrat im Verfahren beim Handling stets an zwei gegenüberliegenden Seitenrändern erfaßt wird, keine Biegekräfte auftreten, die ein Brechen des Substrates an den außenliegenden Sollbruchlinien 3' bewirken könnten. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das Handling des Mehrfach-Substrates im Verfahren derart vorzusehen, daß dieses Substrat stets nur an den die Metallfachen 6 aufweisenden Randbereichen 1' ' ' gefaßt: wird.Although the predetermined breaking lines 3' extend to the edge of the ceramic layer 1, there is no risk of the multiple substrate breaking in an undesirable manner during the process along these outer predetermined breaking lines 3', since, particularly when the multiple substrate is always gripped at two opposite side edges during handling, no bending forces occur that could cause the substrate to break at the outer predetermined breaking lines 3'. In principle, however, it is also possible to handle the multiple substrate in the process in such a way that this substrate is always gripped only at the edge areas 1' ' ' that have the metal compartments 6.
Die Metallflächen 5 und 6 können auch mit einer eine Kodierung bildende Stukturierung, beispielsweise mit eine Kodierung bildenden Ausnehmungen 7 versehen sein. Diese Automaten lesbare Kodierung kann dann Informationen über die Art der hergzustellenden Schaltkreise enthalten und damit zur Steuerung und/oder Überwachung des Fertigungsprozesses dienen, oder aber dazu verwendet werden, um eine vorgegebene Orientierung des Mehrfach-Substrates in einer Verarbeitungseinrichtung sicher zu stellen. The metal surfaces 5 and 6 can also be provided with a structuring that forms a code, for example with recesses 7 that form a code. This machine-readable code can then contain information about the type of circuits to be produced and can thus be used to control and/or monitor the production process, or can be used to ensure a predetermined orientation of the multiple substrate in a processing device.
Die Fig. 3 zeigt als weitere mögliche Ausführungsform der Neuerung ein Mehrfach-Substrat, welches wiederum aus der Keramikschicht, aus den in dieser Figur nicht dargestellten, auf der Keramikschicht 1 vorgesehenen Metallflächen sowie aus den zusätzlichen Metallflächen 5 und 6 besteht. Die Keramikschicht 1 ist wiederum mit den rechtwinklig zueinander verlaufenden Sollbruchlinien 3, 4, 3' und 4' versehen. Weiterhin sind in die Keramikschicht 1 bei diesem Mehrfach-Substrat kurze geradlinige Sollbruchlinien 8 vorgesehen, von denen jede mit einem Ende an einer Sollbruchlinie 3 oder 3' und mit ihrem anderen Ende an einer Sollbruchlinie 4 bzw. 4' endet und mit diesen Sollbruchlinien einen Winkel kleiner als 90° einschließt, der sich zu dem Schnittpunkt der zugehörigen Sollbruchlinien 3, 3', 4 oder 4' hin öffnet, derart, daß der jeweilige, von den Sollbruchlinien definierte Nutzen la die Form eines Quadrates oder Rechteckes mit abgeschrägten Ecken aufweist.Fig. 3 shows a further possible embodiment of the innovation in the form of a multiple substrate, which in turn consists of the ceramic layer, the metal surfaces (not shown in this figure) provided on the ceramic layer 1, and the additional metal surfaces 5 and 6. The ceramic layer 1 is in turn provided with the predetermined breaking lines 3, 4, 3' and 4' running at right angles to one another. Furthermore, in the ceramic layer 1 of this multiple substrate, short, straight predetermined breaking lines 8 are provided, each of which ends with one end at a predetermined breaking line 3 or 3' and with its other end at a predetermined breaking line 4 or 4' and forms an angle of less than 90° with these predetermined breaking lines, which opens towards the intersection point of the associated predetermined breaking lines 3, 3', 4 or 4', such that the respective panel la defined by the predetermined breaking lines has the shape of a square or rectangle with bevelled corners.
Das Trennen des Mehrfach-Substrates der Fig. 3 in die Einzelnutzen la erfolgt in der gleichen Weise, wie dies vorstehend für das Substrat nach Fig. 1 beschrieben wurde, lediglich mit dem Unterschied, daß am Schluß noch das Brechen entlang der Sollbruchlinien 8 erfolgt. Die dabei anfallenden Reste 9 werden weggeworfen.The separation of the multiple substrate of Fig. 3 into the individual panels 1a is carried out in the same way as was described above for the substrate according to Fig. 1, with the only difference that at the end the breaking takes place along the predetermined breaking lines 8. The resulting residues 9 are thrown away.
Fig. 4 zeigt ein Mehrfach-Substrat, bei dem lediglich die Sollbruchlinien 3', 4 und 4' geradlinig verlaufen, anstelle der Sollbruchlinien 3 zick-zack-förmige Sollbruchlinien 3a vorgesehen sind, deren Wendepunkt jeweils auf einer SoIl-Fig. 4 shows a multiple substrate in which only the predetermined breaking lines 3', 4 and 4' run straight, and instead of the predetermined breaking lines 3, zigzag-shaped predetermined breaking lines 3a are provided, the turning point of which is on a predetermined breaking line.
bruchlinie 4 liegt, so daß diese Sollbruchlinien 3a in Verbindung mit den Sollbruchlinien 4 parallelogrammförmige Nutzen Ib definieren. Ebenso wie das Substrat der Fig. 3 weist auch das Mehrfach-Substrat der Fig. 4 wiederum die zusätzlichen Metallflächen 5 und 6 auf. Das Zertrennen des Mehrfach-Substrates in die Einzeilnutzen Ib erfolgt wiederum durch Brechen in der Weise, wie dies für das Mehrfach-Substrat der Fig. 1 beschrieben wurde, wobei allerdings nach dem Abtrennen der Randbereiche 1' ' und &Ggr;" zunächst ein Brechen an den Sollbruchlinien 4 erfolgt, so daß als Zwischenprodukt mehrere Streifen erhalten werden, die dann an den Sollbruchlinien 3a gebrochen werden können. Die zwischen den äußeren Sollbruchlinien 3! bzw. zwischen den Randbereichen I1' und benachbarten Nutzen Ib anfallenden dreieckförmigen Reste sind Abfall und werden weggeworfen.breaking line 4, so that these predetermined breaking lines 3a in conjunction with the predetermined breaking lines 4 define parallelogram-shaped panels Ib. Just like the substrate in Fig. 3, the multiple substrate in Fig. 4 also has the additional metal surfaces 5 and 6. The multiple substrate is again separated into the individual panels Ib by breaking in the same way as was described for the multiple substrate in Fig. 1, although after the edge regions 1'' and 1'' have been separated, breaking initially takes place at the predetermined breaking lines 4, so that several strips are obtained as an intermediate product, which can then be broken at the predetermined breaking lines 3a. The triangular residues accruing between the outer predetermined breaking lines 3 ! or between the edge regions 11 ' and neighboring panels Ib are waste and are thrown away.
Die Fig. 5 zeigt als weitere möcfliche Ausführungsform schließlich ein Mehrfach-Substrat, welches dem Mehrfach-Substrat der Fig. 3 sehr ähnlich ist, sich von diesem aber dadurch unterscheidet, daß anst€ille der kurzen, geradlinigen Sollbruchlinien 8 kreisbogenförmige Sollbruchlinien 11 vorgesehen sind, und zwar zusätzlich zu den Sollbruchlinien 3, 4, 3' und 4'. Bei der in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ergänzen sich jeweils vier Sollbruchlinien 11 zu einem Kreis, der von den Sollbruchlinien 3' und 3 sowie von zwei Sollbruchlinien 4 oder den Sollbruchlinien 4' umschlossen ist. Jeder Einzelnutzen ist bei dieser Ausführungsform in etwa kreisscheibenförmig ausgebildet.Fig. 5 shows a further possible embodiment, a multiple substrate which is very similar to the multiple substrate in Fig. 3, but differs from it in that instead of the short, straight predetermined breaking lines 8, circular-arc-shaped predetermined breaking lines 11 are provided, in addition to the predetermined breaking lines 3, 4, 3' and 4'. In the embodiment shown in Fig. 5, four predetermined breaking lines 11 each complement each other to form a circle which is enclosed by the predetermined breaking lines 3' and 3 and by two predetermined breaking lines 4 or the predetermined breaking lines 4'. In this embodiment, each individual panel is designed in the shape of an approximately circular disk.
Die Neuerung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Neuerung zugrundeliegende Neuerungsgedanke verlassen wird. So ist es beispielsweise möglich, die Sollbruchlinien 3, 3a, 4, 3' und/oder 4' nur an einer Oberflächenseite der Keramikschicht 1 vorzusehen. Weiterhin ist es auch möglich, die zusätzlichen Metallflächen 5 und 6 an beiden Oberflächenseiten der Keramikschicht 1 vorzusehen.The innovation was described above using exemplary embodiments. It goes without saying that numerous changes and modifications are possible without thereby departing from the idea underlying the innovation. For example, it is possible to provide the predetermined breaking lines 3, 3a, 4, 3' and/or 4' only on one surface of the ceramic layer 1. Furthermore, it is also possible to provide the additional metal surfaces 5 and 6 on both surface sides of the ceramic layer 1.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
1 Keramikschicht 1', la, Nutzen1 ceramic layer 1', la, benefits
Ib, Ic NutzenIb, Ic Benefits
1'',1' ' ' Randbereich1'',1' ' ' edge area
2 Metallfläche 3, 4 Sollbruchlinie 3', 4' Sollbruchlinie2 Metal surface 3, 4 Predetermined breaking line 3', 4' Predetermined breaking line
5, 6 zusätzliche Metallfläche5, 6 additional metal surface
7 Ausnehmung7 Recess
8 Sollbruchlinie 9, 10 Rest8 Break line 9, 10 Rest
11 Sollbruchlinie11 Break line
Rl - R3 ReihenRl - R3 rows
Claims (17)
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EP3217428A1 (en) | 2016-03-07 | 2017-09-13 | Infineon Technologies AG | Substrate and multiple substrate comprising a plurality of same and method for the production of same |
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1993
- 1993-06-16 DE DE9310299U patent/DE9310299U1/en not_active Expired - Lifetime
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