JP2023506023A - 金属セラミック基板を処理する方法、そうした方法のためのシステム、およびそうした方法によって生成された金属セラミック基板 - Google Patents
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Abstract
Description
金属セラミック基板を提供する工程であって、前記金属セラミック基板は、主面に沿って広がるとともに前記主面に対し垂直に延びる積層方向に沿って上下に配置されている、1つ以上の金属層と1つのセラミック素子と、を備える、工程と、
前記金属セラミック基板に、レーザ光、特に超短パルスレーザによる処理によって凹部、特に貫通凹部を形成する工程と、を備える方法が提供される。
当業者は、「DCB処理」(直接銅結合技術)または「DAB処理」(直接アルミニウム結合技術)が、金属層またはシート(例えば、銅シートもしくは箔またはアルミニウムシートもしくは箔)を、層またはコーティング(融合層)を自身の表面上に有する金属もしくは銅シートまたは金属もしくは銅箔を用いて、互いにおよび/またはセラミックもしくはセラミック層に対し結合させるように機能する処理であることを理解する。米国特許第3744120号明細書または独国特許発明第2319854号明細書に記載されているこの処理では、例えば、この層またはコーティング(融合層)は、金属(例えば、銅)の溶融温度以下の溶融温度により共晶を形成する。その結果、箔をセラミック上に置くことによって、またすべての層を加熱することによって、セラミックおよび層が、融合層または酸化層の領域においてのみ金属または銅を溶融することによって、互いに結合されることが可能である。
・ 一様な酸化銅層が形成されるように銅箔を酸化させる工程
・ 銅箔をセラミック層上に置く工程
・ 複合物を約1025~1083℃の間の処理温度まで(例えば、1071℃まで)加熱する工程
・ 室温まで冷却する工程
活性はんだ付け処理(例えば、金属層または金属箔を、特に銅層または銅箔もセラミック材料と結合するための)によって、特に金属セラミック基板を生成するためにも用いられる処理が意図される。結合は、約650~1000℃の間の温度にて、金属箔(例えば、銅箔)とセラミック基板(例えば、窒化アルミニウムセラミック)との間に、銅、銀および/または金などの主成分に加えて活性金属も含む、ろう付け合金を用いて生成される。例えば、群Hf、Ti、Zr、Nb、Ceの1つ以上の元素である、この活性金属は、ろう付け合金とセラミックとの間の接続を化学反応によって確立する。一方、ろう付け合金と金属との間の接続は、金属ろう付け接続である。これに代えて、厚膜処理も結合について想定される。
10 レーザ光
11 セラミック素子
15 凹部
20 レンズ
21 金属層
25 吸引デバイス
30 裏面メタライゼーション
OS 上面
HSE 主面
S 積層方向
S 処理方向
D1 第1の直径
D2 第2の直径
Claims (15)
- 金属セラミック基板(1)を処理する方法であって、
金属セラミック基板(1)を提供する工程であって、前記金属セラミック基板(1)は、主面(HSE)に沿って広がるとともに前記主面(HSE)に対し垂直に延びる積層方向(S)に沿って上下に配置されている、1つ以上の金属層(21)と1つのセラミック素子(11)と、を備える、工程と、
前記金属セラミック基板(1)に、レーザ光(10)、特に超短パルス(UKP)レーザによる処理によって凹部(15)、特に貫通凹部(15)を形成する工程と、を備える方法。 - 前記主面(HSE)に平行に広がる前記凹部(15)の断面は、同じ面に沿って測定された前記レーザ光(10)の断面よりも大きい、請求項1に記載の方法。
- 前記凹部(15)の前記断面は第1の直径を有し、前記レーザ光の前記断面は第2の直径を有し、前記第1の直径に対する前記第2の直径の比は、0.2未満の値を取る、請求項2に記載の方法。
- 前記レーザ光(10)は、レンズ(20)を介して前記金属セラミック基板(1)の処理領域に向けられ、前記レンズ(20)と前記金属セラミック基板(1)の上面(OS)との間の距離(A)は、処理中に変化する、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レンズの焦点距離(L)は、300mmを超え、好ましくは350mmを超え、より好ましくは430mmを超える、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記距離(A)は、連続してまたは段階的に変化する、請求項5に記載の方法。
- 前記金属セラミック基板(1)は、1つ以上の裏側メタライゼーション(30)を備え、特に、前記1つ以上の裏側メタライゼーション(30)および前記1つ以上のメタライゼーション(21)は、前記セラミック素子(11)の反対側に配置される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レーザ光(10)は、前記凹部(15)を形成するように、少なくとも部分的に、湾曲した輪郭に沿って案内される、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記金属セラミック基板(1)の分離したコンポーネントは、好ましくは真空機構によって、除去される、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記凹部(15)は、前記金属セラミック基板(1)を前記レーザ光(10)により同一の輪郭に沿って繰り返し横断することによって生成される、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レーザ光(10)は、処理中に前記金属セラミック基板(1)の前記上面に垂直に入射する、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- さらなるレーザ光が提供され、前記レーザ光(10)および前記さらなるレーザ光によって、前記凹部(15)が形成される、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記金属セラミック基板(1)のセラミック素子は、ガラスを含まない、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1~13のいずれか一項に記載の処理を行うための装置。
- 請求項1~13のいずれか一項に記載の方法によって製造された凹部を有する、金属セラミック基板(1)。
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