KR20100017259A - 표면이 금속화된 세라믹 베이스를 구비하는 성분 - Google Patents

표면이 금속화된 세라믹 베이스를 구비하는 성분 Download PDF

Info

Publication number
KR20100017259A
KR20100017259A KR20097024346A KR20097024346A KR20100017259A KR 20100017259 A KR20100017259 A KR 20100017259A KR 20097024346 A KR20097024346 A KR 20097024346A KR 20097024346 A KR20097024346 A KR 20097024346A KR 20100017259 A KR20100017259 A KR 20100017259A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metallized
ceramic body
ingredients characterized
coatings
coating
Prior art date
Application number
KR20097024346A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101519813B1 (ko
Inventor
클라우스 페터 클루게
Original Assignee
세람텍 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세람텍 아게 filed Critical 세람텍 아게
Publication of KR20100017259A publication Critical patent/KR20100017259A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101519813B1 publication Critical patent/KR101519813B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/021—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles in a direct manner, e.g. direct copper bonding [DCB]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/023—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
    • C04B37/026—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used consisting of metals or metal salts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
    • H01L23/15—Ceramic or glass substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3731—Ceramic materials or glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49822—Multilayer substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0254—High voltage adaptations; Electrical insulation details; Overvoltage or electrostatic discharge protection ; Arrangements for regulating voltages or for using plural voltages
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/121—Metallic interlayers based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/122—Metallic interlayers based on refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/123—Metallic interlayers based on iron group metals, e.g. steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/124—Metallic interlayers based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/125—Metallic interlayers based on noble metals, e.g. silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/343—Alumina or aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/345—Refractory metal oxides
    • C04B2237/348—Zirconia, hafnia, zirconates or hafnates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/365—Silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/366—Aluminium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/368—Silicon nitride
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49866—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
    • H01L23/49883—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials the conductive materials containing organic materials or pastes, e.g. for thick films
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49866—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
    • H01L23/49894—Materials of the insulating layers or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0102—Calcium [Ca]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01021—Scandium [Sc]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01046—Palladium [Pd]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01057—Lanthanum [La]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0284—Details of three-dimensional rigid printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0137—Materials
    • H05K2201/0175—Inorganic, non-metallic layer, e.g. resist or dielectric for printed capacitor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09009—Substrate related
    • H05K2201/09045—Locally raised area or protrusion of insulating substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/245—Reinforcing conductive patterns made by printing techniques or by other techniques for applying conductive pastes, inks or powders; Reinforcing other conductive patterns by such techniques
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12389—All metal or with adjacent metals having variation in thickness
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12479—Porous [e.g., foamed, spongy, cracked, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12576—Boride, carbide or nitride component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12611—Oxide-containing component
    • Y10T428/12618—Plural oxides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

전력 전자장치가 보다 높은 전압 범위로 발전함에 따라, 보다 높은 절연 전압 및 보다 큰 부분-방전 저항에 대한 요구가 증대되고 있다. 그에 따라, 본 발명은 세라믹 베이스(2) 및 금속화된 코팅(5, 6; 11)에 의해서 하나 이상의 영역이 덮인 표면(3, 4)을 가지는 성분(1)에 관한 것으로서, 상기 세라믹 베이스(2)는 공간적으로 구조화되고(7) 그리고 동일한 물질 또는 상이한 물질로부터 그리고 세라믹과 금속화된 구조물의 층들(5; 11) 사이에 형성된 둘 이상의 금속화된 구조물(5, 6)의 층 사이의 부분 방전 저항이 20 pC 미만이 된다.

Description

표면이 금속화된 세라믹 베이스를 구비하는 성분 {COMPONENT HAVING A CERAMIC BASE THE SURFACE OF WHICH IS METALIZED}
본 발명은 표면상의 적어도 하나의 구역이 금속화된(meatllized) 코팅으로 덮인 세라믹 본체를 구비하는 성분에 관한 것이다.
전력 전자장치가 보다 높은 전압 범위로 발전함에 따라, 보다 높은 절연 전압 및 보다 큰 부분-방전 저항(great partial-discharge resistance)에 대한 수요가 증대되고 있다. 절연 및 부분-방전 저항은 특히 베이스 절연체, 하우징 물질, 및 충진 물질, 그리고, 해당되는 경우에 칩(chip) 배열의 두께, 물질 및 균질성에 의존한다.
예를 들어, 주로 트랙션, 리프팅 및 펄스화된 적용 분야에서와 같이, 특히 간헐적인 작동 중에 주파수가 약 3 kHz 미만인 로드-변화(load-changes)는 내부 모듈 연결부의 온도-변화 스트레스를 초래하며, 상기 연결부들은 본딩된(bonded) 연결부들, 칩들의 후방-측부 납땜, DCB/베이스-플레이트 납땜 및 기판 라미네이션(lamination)(Al2O3 또는 AlN 상의 Cu)을 포함한다. 개별적인 층들의 서로 상이한 선형 팽창 계수는 제조 및 작동 중에 열적 왜곡(distortions)을 일으키며, 이는 결국 물질 피로 및 마모를 초래한다. 이러한 사이클 중의 칩 온도 변동의 진폭이 커질수록 서비스 수명(허용가능한 스위칭 사이클의 횟수)이 짧아질 것이다.
10 pC 미만의 신뢰가능한 부분-방전 저항을 나타내는 플레이트형 금속-세라믹 기판이 DE 10 2004 033 227 A1에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 표면이 금속화되고 그리고 플레이트-형상의 평면형 형상 만으로 구성되지 않으며(not exclusively plate-shaped, planar) 높은 부분-방전 저항을 가지는 세라믹 본체를 구비하는 성분을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 특허청구범위 제1항의 특징들의 도움으로 달성될 수 있을 것이다. 본 발명의 바람직한 개량 실시예가 종속항들에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 성분은 공간적으로 구조화된다. 플레이트 대신에, 세라믹 본체가 3-차원적인 구조를 가진다. 그에 따라, 예를 들어, 추가적인 부분들이 플레이트로부터 연속될 수 있을 것이고, 본체가 임의 형태로 전개될 수 있을 것이다. 그러나, 전체 본체는 하나의 피스(piece)이며, 즉 개별적인 부분들로 이루어지지 않는다. 만약, 예를 들어, 추가적인 플레이트들이 플레이트 상에서 수직으로 설치된다면 전체 본체가 예를 들어 E-자형으로 전개될 수 있을 것이다. 예를 들어, 히트 싱크가 그러한 형태를 가진다.
본 발명에 따라서, 동일한 종류의 또는 상이한 물질들의 금속화된 코팅의 2 이상의 층들 사이의 그리고 세라믹 물질과 금속화된 코팅의 층 사이의 부분-방전 저항은 20 pC 미만이 된다. 이러한 부분-방전 저항은, 소정(所定)의 동일한 또는 상이한 측정 방법에 따라서, 동일한 또는 동일하지 않은 또는 변화되는(changing) 소정 측정 전압에서 또는 동일한 또는 동일하지 않은 또는 변화되는 측정 조건에서 달성된다. 측정 조건은, 예를 들어, 압력 또는 온도 또는 공기 습도 또는 금속화된 코팅들 사이의 동일한 또는 동일하지 않은 거리일 수 있을 것이다.
금속화된 코팅이 세라믹 본체 상으로 제공될 때 또는 금속화된 코팅이 다른 금속화된 코팅의 상부에 제공될 때, 엣지 영역에서 기포(blister) 및 공동(cavities) 그리고 또한 분리(detached) 부분들이 형성될 수 있을 것이다. 연결된 성분과 금속화된 코팅 사이의 전이부(transition)에서도 마찬가지일 것이다. 두 개의 금속화된 코팅들 사이의 그리고 금속화된 코팅과 세라믹 본체 사이의 또는 연결된 성분과 금속화된 코팅 사이의 전이부에서의 이들 결함은 부분-방전 저항에 유해한 영향을 미친다. 20 pC 미만의 요구되는 부분-방전 저항이 초과되지 않도록, 이들 결함들은 직경이 100 ㎛를 초과하지 않아야 하고 높이가 100 ㎛을 초과하지 않아야 한다. 직경은 어떠한 방식으로든 형성된 결함의 원에 내접된(inscribed) 돌출부(projection)를 나타낸다.
또한, 금속화된 코팅의 구조화에 의해서 형성되는 성분의 표면 상의 돌출부 또는 리세스(recess) 형태의 결함들은 이들 지점에서의 전기장의 교란으로 인해서 부분-방전 저항에 영향을 미치게 된다. 이러한 이유로, 20 pC 미만의 요구되는 부분-방전 저항이 초과되지 않도록, 이들 결함은 곡률반경이 10 ㎛ 보다 적지 않은 엣지 경로(edge course) 만을 가지게 할 수 있을 것이다.
바람직하게, 코팅 또는 호일 또는 금속 시트 형태의 금속들이 표면의 전체 또는 일부에 걸쳐서 물질-록킹 방식(substance-locking manner) 또는 기계적인 형상-록킹(mechanical form-locking) 방식으로 금속화된 코팅으로서 세라믹 본체에 부착되며, 상기 금속들은 세라믹 본체와 동일한 또는 상이한 열전도도를 가질 수 있을 것이다. 예를 들어, 금속화된 코팅은 텅스텐, 은, 금, 구리, 백금, 팔라듐, 니켈, 알루미늄 또는 순수 스틸 또는 산업용 품질의 스틸 또는 둘 이상의 상이한 금속의 혼합물로 이루어질 수 있을 것이다. 또한, 금속화된 코팅은 예를 들어 반응 땜납, 연질 땜납 또는 경질 땜납을 부가적으로 포함하는 또는 그것 만으로 이루어질 수 있을 것이다.
코팅 또는 호일 또는 금속 시트 형태의 금속화된 코팅의 금속을 코팅하여 세라믹 본체 상의 금속화된 코팅의 접착력을 높이기 위해서, 예를 들어, 유리 또는 폴리머 물질과 같은, 접착-촉진 물질 또는 다른 첨가제가 첨가될 수 있고 또는 사용될 수 있을 것이다.
DCB(직접적인 구리 본딩) 방법 또는 AMB(활성 금속 브레이징; active metal brazing) 방법 또는 스크린-인쇄 방법 또는 전해질 방법 또는 화학적 증착 또는 증발 방법을 이용하여 또는 접착 또는 아교접착(gluing) 또는 이들 방법의 조합에 의해서, 금속화된 코팅의 층 또는 층들이 마주하는 및/또는 인접하는 면(faces)들 상에서 본체의 표면 상에 제공된다.
세라믹 본체의 금속화된 코팅은 금속 면 당(per) 하나 이상의 층으로 구성된다. 금속화된 코팅은, 일부 표면 또는 전체 표면에 걸쳐 또는 부분적으로 또는 완전히 평면-평행 형태(plane-parallel form)로 또는 거의 평면-평행 형태로 또는 임의의 기하학적인 형태로 돌출하는 방식으로 또는 이들이 조합된 형태로, 금속 본체로서 세라믹 본체의 표면을 덮는다.
20 pC 미만의 요구되는 부분-방전 저항이 초과되지 않도록, 금속화된 코팅의 층 두께가 2 mm 미만이 되어야 할 것이다.
세라믹 본체 상의 하나 이상의 금속화된 코팅이 구리만으로 구성될 수 있을 것이다. 세라믹 본체와의 연결은 스크린-인쇄 방법 및 후속하는 열처리 또는 DCB 방법에 의해서 실행될 수 있을 것이다.
세라믹 본체 상의 하나 이상의 금속화된 코팅이 알루미늄만으로 구성될 수 있을 것이다. 세라믹 본체와의 연결은 열처리가 후속되는 스크린-인쇄 방법 또는 AMB 방법에 의해서 실행될 수 있을 것이다.
만약 추가적인 층이 세라믹 본체 또는 금속화된 코팅의 표면에 도포된다면, 접착력 개선을 위해서 중간 층을 제공하는 것이 유리할 수 있을 것이다. 그러한 중간 층은 두께가 20 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 만약, 예를 들어, 구리로 이루어진 금속화된 코팅이 DCB 방법에 의해서 알루미늄-질화물 세라믹 물질 상에 제공된다면, Al2O3 의 중간 층이 세라믹 본체의 표면 상에 생성되는 것이 유리할 수 있을 것이다. 결과적으로, 구리를 구비하는 금속화된 코팅의 접착 강도가 증대된다.
하나 이상의 금속화된 코팅 및/또는 추가적인 금속화된 코팅의 세라믹 본체에 대한 바인딩(binding)은 90% 초과이다.
하나 이상의 금속화된 코팅이 12 N/cm 이상의 접착 강도로 세라믹 본체에 연결된다. 결과적으로, 특히 열적 로딩(thermal loading)의 결과로서, 세라믹 본체로부터 금속화된 코팅이 분리되는 것이 발생되지 않게 된다.
성분의 본체는 요구되는 특성, 예를 들어, 절연 특성, 부분-방전 저항 특성 및 열적 안정성에 맞춰 조정된 조성을 가지는 세라믹 물질로 이루어 진다.
세라믹 물질은, 주요 성분으로서, 50.1 중량% 내지 100 중량% ZrO2/HfO2 또는 50.1 중량% 내지 100 중량% Al2O3 또는 50.1 중량% 내지 100 중량% AlN 또는 50.1 중량% 내지 100 중량% Si3N4 또는 50.1 중량% 내지 100 중량% BeO, 50.1 중량% 내지 100 중량% SiC 또는 특정 비율 범위로 조합된 상기 주요 성분들 중 둘 이상의 조합, 그리고 또한, 2차(secondary) 성분으로서, 하나 이상의 산화 단계(oxidation stage) 및/또는 화합물 형태를 가지고 특정 비율 범위의 임의 조합 형태로 또는 개별적으로 49.9 중량% 이하의 비율의 Ca, Sr, Si, Mg, B, Y, Sc, Ce, Cu, Zn, Pb 원소를 포함한다. 3 중량% 이하의 불순물 비율을 제외하고, 주요 성분 및 2차 성분이 서로 조합되어 총 100 중량%의 조성물을 제공할 수 있을 것이다.
바람직하게, 성분의 세라믹 본체가 히트 싱크로서 형성된다. 히트 싱크가 본체라는 것으로부터, 전기적 또는 전자적 구조 요소 또는 회로 장치를 포함할 것이고, 구조적 요소 또는 회로 장치에 손상을 가할 수 있는 발생 열의 축적이 방지되도록 상기 구조 요소 또는 회로 장치 내에서 발생되는 열을 발산할 수 있는 방식으로 형성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 캐리어 본체는 전기적으로 비전도성이거나 거의 비전도성이고 열 전도도가 양호한 물질로 제조된 본체이다. 그러한 본체에 대한 이상적인 물질은 세라믹 물질이다.
본체는 하나의 피스이고, 전자적 구조 요소 또는 회로 장치를 보호하기 위해서 열을 발산하는 또는 열을 공급하는(supplying) 요소를 구비한다. 캐리어 본체는 바람직하게 인쇄회로기판이고, 상기 요소는 가열 또는 냉각 매체가 작용할 수 있는 보어(bores), 채널, 리브(ribs) 및/또는 간극이다. 매체는 액체 또는 기체일 수 있다. 캐리어 본체 및/또는 냉각 요소는 바람직하게 하나 이상의 세라믹 성분 또는 여러 세라믹 물질의 복합체로 이루어진다.
도 1은 본 발명의 실시예를 도시한 도면이다.
예시적인 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 예시적인 실시예에는 성분(1)이 도시되어 있으며, 상기 성분(1)은 본 발명에 따라 비-플레이트형인(not plate-shaped) 세라믹 본체(2)를 구비한다. 비-플레이트형이라는 것은, 세라믹 본체(2)의 상부 측면(3)과 하부 측면(4)이 서로 상이한 크기의 표면을 가지도록 세라믹 본체(2)의 상부 측면(3)과 하부 측면(4)이 형성된다는 것을 의미한다. 본체는 공간적으로 구조화된다. 이러한 예시적인 실시예의 성분(1)의 상부 측면(3)은 평평한 표면을 가진다. 여러가지 금속화된 영역(5)이 이러한 상부 측면(3) 상에 제공된다. 상부 측면(3)은 회로-캐리어이다. 세라믹 본체(2)의 상부 측면(3) 상의 하나 이상의 금속화된 코팅(5) 상에 하나 이상의 추가적인 금속화된 코팅(6)이 도포될 수 있으며, 이러한 경우에 상기 추가적인 금속화된 코팅은 제 1의 금속화된 코팅(5)의 표면의 일부를 덮는다.
이러한 예시적인 실시예에서, 세라믹 본체(2)는 E-자 형상이다. 본체는 히트 싱크이다. 세라믹 본체(2)의 하부 측면(4)이 냉각 리브(7)를 구비한다. 냉각 리브(7)는 또한 금속화된 영역(5)을 구비하며, 그러한 금속화된 영역 상에는, 예를 들어, 전자 성분들이 납땜될 수 있을 것이다.
세라믹 본체(2)의 표면(3) 상에서, 납땜된 연결부(9)에 의해서 금속화된 영역(5) 상에 칩(8)이 고정된다. 이는 납(10)에 의해서 금속화된 영역(5)에 연결된다. 이러한 칩(8)은 열 공급원을 나타내며, 그 열은 냉각 리브(7)에 의해서 발산된다.
만약 구리로 이루어진 금속화된 코팅이 DCB 방법에 의해서 알루미늄-질화물 세라믹 물질에 도포된다면, Al2O3 의 중간 층이 세라믹 본체의 표면 상에 제공되는 것이 유리할 것이다. 도시된 예시적인 실시예에서, 이러한 것이 냉각 리브(7) 상에서 세라믹 본체(2)의 좌측부에 도시되어 있다. 본체(2)가 알루미늄 질화물로 구성된 것으로 가정하면, Al2O3 의 중간 층이 구리로 이루어진 금속화된 코팅(11)과 세라믹 본체(2)의 표면 사이에 형성될 것이다. 전자 성분(14)이 납땜(13)에 의해서 구리의 금속화된 코팅(11)에 연결된다.

Claims (20)

  1. 표면(3, 4) 상의 하나 이상의 영역이 금속화된 코팅(5, 6; 11)으로 덮인 세라믹 본체(2)를 구비하는 성분(1)에 있어서,
    동일한 종류 또는 상이한 물질로 이루어진 금속화된 코팅(5, 6)의 둘 이상의 층들 사이의 그리고 세라믹 물질과 금속화된 코팅의 층들(5; 11) 사이의 부분-방전 저항이 20 pC 미만이며, 상기 세라믹 본체(2)가 공간적으로 구조화되는(7)
    것을 특징으로 하는 성분.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 두 개의 금속화된 코팅들(5, 6) 사이의 전이부에서, 금속화된 코팅(5; 11)과 세라믹 본체(2) 사이의 전이부에서 그리고 연결된 성분(8; 14)과 금속화된 코팅(5; 11) 사이의 전이부에서 공극을 형성하는 결함은 직경이 100 ㎛를 초과하지 않고 그리고 높이가 100 ㎛을 초과하지 않는
    것을 특징으로 하는 성분.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 성분의 표면 상의 돌출부 또는 리세스 형태의 구조화된 금속화된 코 팅(5, 6; 11)에 의해서 형성된 결함은 곡률반경이 10 ㎛ 보다 적지 않은 엣지 경로(edge course)를 가지는
    것을 특징으로 하는 성분.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 또는 호일 또는 금속 시트 형태의 금속이 바람직하게 표면의 전체 또는 일부에 걸쳐서 물질-록킹 방식(substance-locking manner) 또는 기계적인 형상-록킹(mechanical form-locking) 방식으로 금속화된 코팅으로서 연결되며, 상기 금속들은 캐리어 본체와 동일한 또는 상이한 열전도도를 가지는
    것을 특징으로 하는 성분.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속화된 코팅(5, 6; 11)은 텅스텐, 은, 금, 구리, 백금, 팔라듐, 니켈, 알루미늄 또는 순수 스틸 또는 산업용 품질의 스틸 또는 둘 이상의 상이한 금속의 혼합물로 이루어지며 및/또는, 상기 금속화된 코팅은 반응 땜납, 연질 땜납 또는 경질 땜납(9; 13)을 부가적으로 포함하는 또는 그것 만으로 이루어지는
    것을 특징으로 하는 성분.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 또는 호일 또는 금속 시트 형태의 금속화된 코팅(5, 6; 11)의 금속을 코팅하기 위해서, 특히 유리 또는 폴리머 물질과 같은, 접착-촉진 물질 또는 다른 첨가제가 첨가 또는 사용되는
    것을 특징으로 하는 성분.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 본체(2) 상의 금속화된 코팅(5, 6; 11)이 하나 이상의 층으로 이루어지고,
    상기 층은, DCB(직접적인 구리 본딩) 방법 또는 AMB(활성 금속 브레이징) 방법 또는 스크린-인쇄 방법 또는 전해질 방법 또는 화학적 증착 또는 증발 방법을 이용하여 또는 접착 또는 아교접착(gluing) 또는 이들 방법의 조합에 의해서, 마주하는 및/또는 인접하는 면(faces)들 상에서 상기 본체의 표면 상에 제공되는
    것을 특징으로 하는 성분.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속화된 코팅(5, 6; 11)은, 일부 표면 또는 전체 표면에 걸쳐 또는 부 분적으로 또는 완전히 평면-평행 형태(plane-parallel form)로 또는 거의 평면-평행 형태로 또는 임의의 기하학적인 형태로 돌출하는 방식으로 또는 이들이 조합된 형태로, 금속 본체로서 상기 세라믹 본체(2)의 표면(3, 4)을 덮는
    것을 특징으로 하는 성분.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 본체(2)상의 하나 이상의 금속화된 코팅(5)의 일부 또는 전부를 덮는 하나 이상의 추가적인 금속화된 코팅(6)이 상기 하나 이상의 금속화된 코팅(5)에 도포되는
    것을 특징으로 하는 성분.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속화된 코팅(5, 6; 11)의 층 두께가 2 mm 미만인
    것을 특징으로 하는 성분.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 본체(2) 상의 하나 이상의 금속화된 코팅(11)이 구리로 이루어 지거나 또는 구리만으로 이루어지며,
    상기 세라믹 본체(2)와의 연결은 열처리가 후속되는 스크린-인쇄 방법 또는 DCB 방법에 의해서 실행되는
    것을 특징으로 하는 성분.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 본체(2) 상의 하나 이상의 금속화된 코팅이 단지 알루미늄으로 이루어지고,
    상기 세라믹 본체(2)와의 연결은 열처리가 후속되는 스크린-인쇄 방법 또는 AMB 방법에 의해서 실행되는
    것을 특징으로 하는 성분.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 금속화된 코팅 및/또는 추가적인 금속화된 코팅(5, 6; 11)의 세라믹 본체(2)에 대한 바인딩(binding)이 90% 보다 큰
    것을 특징으로 하는 성분.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 금속화된 코팅(5, 6; 11)이 12 N/cm 이상의 접착 강도로 상기 세라믹 본체(2)에 연결되는
    것을 특징으로 하는 성분.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속화된 코팅(5, 6; 11)의 층 두께가 2 mm 이하인
    것을 특징으로 하는 성분.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가적인 층(11) 또는 성분의 접착을 촉진하기 위해서, 중간 층(12)이 상기 세라믹 본체(2)의 하나 이상의 표면 상에 또는 금속화된 코팅 상에 제공되는
    것을 특징으로 하는 성분.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 중간 층(12)의 두께가 20 ㎛ 이하인
    것을 특징으로 하는 성분.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 중간 층이 Al2O3 로 이루어진
    것을 특징으로 하는 성분.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 물질은, 주요 성분으로서, 50.1 중량% 내지 100 중량% ZrO2/HfO2 또는 50.1 중량% 내지 100 중량% Al2O3 또는 50.1 중량% 내지 100 중량% AlN 또는 50.1 중량% 내지 100 중량% Si3N4 또는 50.1 중량% 내지 100 중량% BeO, 50.1 중량% 내지 100 중량% SiC 또는 특정 비율 범위로 조합된 상기 주요 성분들 중 둘 이상의 조합, 그리고 또한, 2차(secondary) 성분으로서, 하나 이상의 산화 단계(oxidation stage) 및/또는 화합물 형태를 가지고 특정 비율 범위의 임의 조합 형태로 또는 개별적으로 49.9 중량% 이하의 비율의 Ca, Sr, Si, Mg, B, Y, Sc, Ce, Cu, Zn, Pb 원소를 포함하며,
    3 중량% 이하의 불순물 비율을 제외하고, 상기 주요 성분 및 2차 성분이 서로 조합되어 총 100 중량%의 조성물을 제공하는
    것을 특징으로 하는 성분.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉각 리브(7)를 구비한 상기 세라믹 본체(2)가 히트 싱크로서 형성되는
    것을 특징으로 하는 성분.
KR1020097024346A 2007-04-24 2008-04-17 표면이 금속화된 세라믹 베이스를 구비하는 부품 KR101519813B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007019635.2 2007-04-24
DE102007019635 2007-04-24
PCT/EP2008/054625 WO2008128944A1 (de) 2007-04-24 2008-04-17 Bauteil mit einem keramikkörper, dessen oberfläche metallisiert ist

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100017259A true KR20100017259A (ko) 2010-02-16
KR101519813B1 KR101519813B1 (ko) 2015-05-14

Family

ID=39590241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097024346A KR101519813B1 (ko) 2007-04-24 2008-04-17 표면이 금속화된 세라믹 베이스를 구비하는 부품

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100112372A1 (ko)
EP (1) EP2142488A1 (ko)
JP (1) JP5649957B2 (ko)
KR (1) KR101519813B1 (ko)
CN (1) CN101801886B (ko)
DE (1) DE102008001220A1 (ko)
WO (1) WO2008128944A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009025033A1 (de) 2009-06-10 2010-12-16 Behr Gmbh & Co. Kg Thermoelektrische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen Vorrichtung
CN109336645A (zh) * 2013-06-05 2019-02-15 陶瓷技术有限责任公司 在陶瓷基材上的金属层
EP3180805A1 (de) * 2014-08-12 2017-06-21 CeramTec GmbH Keramischer trägerkörper mit solarzellen
EP3489996B1 (de) * 2014-09-09 2022-07-13 CeramTec GmbH Mehrlagenkühler
CN105758058B (zh) * 2014-12-19 2020-09-15 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种高电压密集型温差电致冷器及其制备方法
CN104617204B (zh) * 2015-01-16 2017-07-14 隆科电子(惠阳)有限公司 一种碳化硅基电路板及其制备方法
CN106145952B (zh) * 2015-03-23 2019-06-11 隆科电子(惠阳)有限公司 高绝缘碳化硅陶瓷基板与碳化硅基电路板及其制备方法
JP6965768B2 (ja) * 2017-02-28 2021-11-10 三菱マテリアル株式会社 銅／セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅／セラミックス接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法
EP3607581A1 (de) * 2017-04-06 2020-02-12 CeramTec GmbH Zweiseitig gekühlter schaltkreis
DE102018215224A1 (de) * 2018-09-07 2019-12-19 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zur Energieübertragung mit kühlendem Keramikelement
KR20240038268A (ko) * 2022-09-16 2024-03-25 주식회사 아모그린텍 히트싱크 일체형 파워모듈용 기판 및 그 제조방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6370545A (ja) * 1986-09-12 1988-03-30 Hitachi Ltd 半導体パツケ−ジ
JPH01111360A (ja) * 1987-10-26 1989-04-28 Fujitsu Ltd 半導体装置
JPH0437662A (ja) * 1990-06-01 1992-02-07 Murata Mfg Co Ltd セラミック基板と金属板の接合構造
EP0544329A3 (en) * 1991-11-28 1993-09-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor package
JP3208438B2 (ja) * 1992-01-16 2001-09-10 イビデン株式会社 金属層を備えたセラミックス基板とその製造方法
JPH10284808A (ja) * 1997-04-08 1998-10-23 Denki Kagaku Kogyo Kk 回路基板
JP3339572B2 (ja) * 1999-10-04 2002-10-28 日本電気株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP5038565B2 (ja) * 2000-09-22 2012-10-03 株式会社東芝 セラミックス回路基板およびその製造方法
JP2004335877A (ja) * 2003-05-09 2004-11-25 Nissin Electric Co Ltd 樹脂モールド型積層セラミックコンデンサ
CN1707886A (zh) * 2004-06-11 2005-12-14 中国科学院半导体研究所 一种氮化铝交叠式单片集成微通道热沉
DE102004033933B4 (de) * 2004-07-08 2009-11-05 Electrovac Ag Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates
DE102004033227A1 (de) * 2004-07-08 2006-01-26 Curamik Electronics Gmbh Metall-Keramik-Substrat
JP2005101624A (ja) * 2004-10-15 2005-04-14 Kyocera Corp パワーモジュール用配線基板
TWI449137B (zh) * 2006-03-23 2014-08-11 Ceramtec Ag 構件或電路用的攜帶體

Also Published As

Publication number Publication date
US20100112372A1 (en) 2010-05-06
CN101801886B (zh) 2014-07-16
WO2008128944A1 (de) 2008-10-30
JP5649957B2 (ja) 2015-01-07
EP2142488A1 (de) 2010-01-13
JP2010526008A (ja) 2010-07-29
KR101519813B1 (ko) 2015-05-14
DE102008001220A1 (de) 2008-10-30
CN101801886A (zh) 2010-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101519813B1 (ko) 표면이 금속화된 세라믹 베이스를 구비하는 부품
TWI727146B (zh) 附有散熱片功率模組用基板
US8974914B2 (en) Metal-ceramic substrate and method for manufacturing such a substrate
US20140334103A1 (en) Cooled electric unit
KR101519925B1 (ko) 금속화된 표면을 갖는 세라믹 베이스를 구비한 컴포넌트
US10821704B2 (en) Substrate for electrical circuits and method for producing a substrate of this type
KR102154369B1 (ko) 파워 모듈
JP2003273289A (ja) セラミックス回路基板およびパワーモジュール
US20210410282A1 (en) Carrier substrate for electrical, more particularly electronic, components, and method for producing a carrier substrate
TWI750332B (zh) 附有散熱片功率模組用基板
KR20230022132A (ko) 세라믹 방열기판 제조방법
CN110731129A (zh) 陶瓷电路基板
JP6550477B2 (ja) 開気孔接触片のガルバニック接合による部品の電気接触方法およびそれに対応する部品モジュール
JP2012084786A (ja) Ｌｅｄパッケージ
EP3817042A1 (en) Electronic element mounting substrate, electronic device, and electronic module
US20230094926A1 (en) Electronic Module and Method for Producing an Electronic Module
KR20200134258A (ko) 구리-세라믹 기판
JP3934966B2 (ja) セラミック回路基板
CN110062955B (zh) 电子元件搭载用基板、电子装置以及电子模块
EP3457434B1 (en) Method for producing a semiconductor substrate for a power semiconductor module arrangement
JP4721929B2 (ja) 多層回路基板および電子部品モジュール
CN111771275A (zh) 绝缘电路基板
JP2015164167A (ja) 回路基板、その製造方法、および電子装置
JP2014090049A (ja) パワーモジュール用基板
EP3817041B1 (en) Electronic element mounting substrate, electronic device, and electronic module

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee