Beschreibung
Elektronisches Bauelementmodul und Verfahren zu dessen Herstellung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelementmodul mit zumindest einem mehrlagigen Schaltungsträger, und einer Kühlungsvorrichtung mit zumindest einem Kühlkörper. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen elektronischen Bauelementmoduls .
Stand der Technik
Elektronische Bauelementmodule mit mehreren mehrlagigen Schaltungsträgern sind bekannt. Diese werden beispiels¬ weise durch die LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics) gefertigt, welche eine leistungsfähige Technologie zur Herstellung keramischer Schaltungsträger aus mehreren Einzellagen darstellt. Dafür werden keramische ungesinterte Grünfolien für die elektrischen Durchkontaktierun- gen durch Ausstanzen mit Öffnungen versehen, die Öffnun- gen werden mit elektrisch leitfähiger Paste gefüllt und die Folien werden auf ihrer Oberfläche im Siebdruckverfahren mit ebenen Leitungsstrukturen versehen. Zahlreiche dieser einzelnen Lagen können abschließend aufeinander laminiert und bei relativ niedriger Temperatur gesintert werden. Der Prozess liefert mehrlagige, vergrabene Lay¬ out-Strukturen, die sich für die Integration passiver Schaltungselemente nutzen lassen. Darüber hinaus können dadurch Layout-Strukturen geschaffen werden, welche sehr gute Hochfrequenzeigenschaften besitzen, hermetisch ver- siegelt sind und gute thermische Beständigkeit besitzen.
Mit diesen Eigenschaften ist die LTCC-Technologie für An¬ wendungen in widriger Umgebung, beispielsweise für Sensoren, in der Hochfrequenztechnik, beispielsweise im Mobilfunk und Radarbereich, und in der Leistungselektronik, beispielsweise in der Fahrzeugelektronik, der Getriebe- und Motorsteuerung, geeignet. Thermisch anspruchsvolle Anwendungen sind jedoch häufig eingeschränkt durch rela¬ tiv schlechte Wärmeleitfähigkeit des Materials, welches typischerweise eine Wärmeleitfähigkeit von 2 W/m K auf- weist. Für die Kühlung aktiver Halbleiterbauelemente, die im Allgemeinen als oberflächenmontierte Bauteile Teil von derartigen LTCC-Modulen sind, reicht die bloße Montage des LTCC-Substrates auf einem Kühlkörper nicht aus. Ins¬ besondere ein Auflöten oder Aufkleben eines LTCC- Substrates auf einen Kühlkörper, wie dies in J. Schulz- Härder et al . : "Micro Channel water cooled power modu- les", Seiten 1 bis 6, PCIM 2000 Nürnberg, beschrieben ist, reicht nicht aus.
Eine LTCC-Keramik ist im Standardprozess mit Silber- Metallisierung kompatibel. Eine übliche Lösung für LTCC- Substrate ist deshalb die Integration thermischer Vias. Dies sind vertikale Durchkontaktierungen, die mit silbergefüllter, leitfähiger Paste gefüllt sind und primär der Entwärmung dienen. Auf diese Weise ist eine mittlere Wär- meleitfähigkeit von 20 W/m K erreichbar. In Kombination mit silbergefüllten Folien wurden Werte von 90 W/m K und 150 W/m K in vertikaler beziehungsweise horizontaler Richtung ermöglicht. Dies ist aus M. A. Zampino et al . : "LTCC Substrates with internal cooling Channel and heat exchanger", Proc. Internat. Symp. on Microelectronics
2003, Internat. Microelectronics and Packaging Society (IMAPS), 18. - 20.11.2003, Boston, USA offenbart.
Eine weitere Lösung ist die Montage von Halbleiter-ICs (integrated circuits) mit hoher Verlustwärme, beispiels- weise Leistungsverstärker, in Aussparungen der LTCC- Platine direkt auf der Wärmesenke.
Weiterhin sind Lösungen bekannt, welche auf der Integra¬ tion von flüssigkeitsgefüllten Kanälen basieren. Dabei erfolgt die Kühlung durch Konvektion einer Flüssigkeit mit hoher Wärmekapazität, beispielsweise Wasser, wie dies in dem oben genannten Stand der Technik gemäß J. Schulz- Härder et al . : "Micro Channel water cooled power modu- les", und des Weiteren in M. A. Zampino et al . : "Embedded heat pipes with MCM-C Technology", Proc. NEPCON West 1998 Conference Vol. 2, Reed Exhibition: Norwalk, CT USA 1998, Seiten 777 - 785, Vol. 2, (Conf. Anaheim, USA, 1. - 5.03.1998) beschrieben ist.
Eine darauf aufbauende Lösung nützt für den Wärmetrans¬ port nicht die Wärmekapazität der Kühlflüssigkeit, son- dern die latente Wärme eines Phasenübergangs. Dies ist im oben genannten Stand der Technik gemäß M. A. Zampino et al . : " LTCC Substrates with internal cooling Channel and heat exchanger" und in W. K. Jones et al . : "Thermal man- agement in low temperature cofire ceramic (LTCC) using high density thermal vias and micro heat pipes/spreaders", Proc. Internat. Symp. on Microelectron¬ ics 2002, Internat. Microelectronics and Packaging Soci¬ ety (IMAPS), 10. - 13.03.2002, Reno, USA beschrieben ist. Die dort erläuterten „heat pipes" werden nach dem Stand der Technik beispielsweise für die Kühlung von Prozesso-
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ren in kompakten Rechnern, wie beispielsweise Laptops, verwendet .
Neben diesen für LTCC geeigneten Verfahren ist für hochsinternde Aluminiumoxid-Keramik der so genannte Direct Copper Bond-Prozess geeignet und weit verbreitet, um Schaltungsträger aus gesintertem Aluminiumoxid bei etwa HOO0C direkt mit Kühlfolien aus Kupfer zu verbinden. Dies ist in J. Schulz-Härder et al . : "Micro Channel water cooled power modules" und J. Schulz-Härder et al . : "DBC Substrate with integrated flat heat pipe", EMPC 2005, The 15th European Microelectronics and Packaging Conference & Exhibition, 12. - 15.06.2005, Brügge, Belgien, beschrie¬ ben .
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektroni- sches Bauelementmodul und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen elektronischen Bauelementmoduls zu schaffen, bei dem hochwärmeleitfähige Substrate einfach und aufwandsarm mit einem mehrlagigen Schaltungsträger stabil verbunden werden können und die Wärmeabfuhr ver- bessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Bauelementmo¬ dul, welches die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Patentanspruch 12 aufweist, gelöst.
Ein erfindungsgemäßes elektronisches Bauelementmodul um- fasst zumindest einen mehrlagigen keramischen Schaltungsträger und eine Kühlungsvorrichtung mit zumindest einem Kühlkörper. Zwischen dem keramischen Schaltungsträger und
der Kühlungsvorrichtung ist zumindest bereichsweise zu¬ mindest eine Verbundschicht angeordnet, welche zur reak¬ tiven Verbindung, insbesondere zur LTCC-reaktiven Verbindung, mit dem keramischen Schaltungsträger während eines Primärprozesses und zur Verbindung mit der Kühlvorrichtung ausgebildet ist. Durch diese Verbundschicht und ins¬ besondere deren Ausgestaltung kann eine stabile Verbindung zwischen den Komponenten des Bauelementmoduls erreicht werden. Darüber hinaus kann die Verbundschicht aufwandsarm erzeugt werden, da sie sich reaktiv mit dem keramischen Schaltungsträger verbindet. Die Verbindung des Schaltungsträgers mit dieser Verbundschicht ist somit insbesondere während dem eigentlichen Prozess der Zusam¬ menfügung des keramischen Schaltungsträgers mit der Kühl- Vorrichtung automatisch erzeugbar. Die Verbundschicht ist durch ihre Materialausbildung während eines Primärprozes¬ ses reaktiv mit dem Schaltungsträger stabil verbindbar. Unter einem Primärprozess wird ein Prozess verstanden, welcher primär für eine andere Verbundherstellung zwi- sehen Komponenten des Bauelementmoduls durchgeführt wird. Insbesondere ist dieser Verbund in einem LTCC-Prozess au¬ tomatisch reaktiv erzeugbar. Ein separater nachgeschalteter Verfahrensschritt wie dies durch ein nicht-reaktives Verbinden wie beim Löten oder Kleben der Fall ist, muss hier nicht mehr durchgeführt werden. Unter einem reakti¬ ven Verbinden werden somit alle Prozesse verstanden, welche eine duale Wirkung erzeugen. Einerseits die primäre Wirkung durch den Prozess und andererseits das Verbinden der Verbundschicht mit dem Schaltungsträger. Bei einem bevorzugten LTCC-Prozess ist die duale Wirkung darin ge¬ geben, dass einerseits die Einzellagen des Schaltungsträ¬ gers verbindbar sind und zusätzlich erfindungsgemäß der
reaktive Verbund zwischen der Verbundschicht und dem Schaltungsträger ausbildbar ist.
Insbesondere dann, wenn der Schaltungsträger als LTCC- Schaltungsträger ausgebildet ist, ist die Verbundschicht als LTCC-taugliche reaktive Beschichtung ausgebildet. Bei dieser Ausgestaltung kann bei dem eigentlichen LTCC- Prozess dann auch erreicht werden, dass automatisch der keramische Schaltungsträger mit der Verbundschicht mecha¬ nisch stabil verbunden wird. Darüber hinaus ist auch die mechanisch stabile Verbindung mit der Kühlvorrichtung gewährleistet .
Die reaktive Verbindung kann somit unter den üblichen Prozessbedingungen bei einem LTCC-Prozess zum Aufbringen des Schaltungsträgers auf die Kühlvorrichtung erfolgen.
Bevorzugt ist die Verbundschicht vollflächig zwischen dem Schaltungsträger und der Kühlungsvorrichtung ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders effektive Befestigung und darüber hinaus auch eine optimale Wärmeabfuhr.
Bevorzugt ist die Kühlungsvorrichtung zur lateralen Wär- meabfuhr ausgebildet und der Kühlkörper erstreckt sich zumindest an einer Seite lateral über die Ausmaße des Schaltungsträgers hinaus. Durch das laterale Kühlungskon¬ zept kann ein kompakteres elektronisches Bauelementmodul ausgebildet werden, welches dennoch eine verbesserte Wär- meabfuhr ermöglicht.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Schaltungsträger als keramischer LTCC-Schaltungsträger ausgebildet ist und die Verbundschicht zur reaktiven Verbunderzeugung mit dem Schaltungsträger während dem LTCC-Prozess zur Ausbildung
des keramischen Schaltungsträgers ausgebildet ist bezie¬ hungsweise erzeugbar ist. Durch diese Ausgestaltung kann erreicht werden, dass praktisch während dem LTCC- Verfahren, bei dem die Einzellagen aufeinander laminiert werden und bei entsprechender Temperatur gesintert werden, automatisch erzeugbar ist. Im wesentlichen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik muss somit nicht in einem dem LTCC-Prozess nachgeschalteten weiteren Fertigungsverfahren, beispielsweise durch ein Hartlöten, die Verbin- düng erzeugt werden, sondern diese kann im Wesentlichen zeitgleich oder zumindest zeitweise überlappend mit dem verbindenden Herstellen der Einzellagen des Schaltungsträgers erfolgen.
Die Verbundschicht ist in bevorzugter Weise zumindest als einlagige, bauelementfreie und elektrisch leitungsfreie LTCC-Folie ausgebildet. Bei dieser Ausgestaltung ist die Verbundschicht somit als Zwischenfolie bereitgestellt. Insbesondere kann dann vorgesehen sein, dass die Verbund¬ schicht mit einer insbesondere einzelnen Zwischenfolie in einem Sinterprozess unter angepassten Bedingungen, insbesondere betreffend die Gas-Atmosphäre und das Temperatur¬ profil, angebracht wird. Insbesondere ist dabei vorgese¬ hen, diese Zwischenfolie auf die Kühlungsvorrichtung auf¬ zubringen .
Die Verbundschicht kann auch zumindest anteilig aus Glas ausgebildet sein.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Verbundschicht zu¬ mindest anteilig aus nanokristallinem Material, insbeson¬ dere nanokristallinem Aluminiumoxid, ausgebildet ist. E- benso kann vorgesehen sein, dass die Verbundschicht zu-
mindest anteilig aus einem Keramikmaterial, insbesondere aus Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid, ausgebildet ist .
Die Verbundschicht kann zumindest anteilig aus einem re- aktiven Metall, insbesondere aus Titan, ausgebildet sein.
Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn der Verbund zwischen dem Schaltungsträger und der Verbundschicht durch einen Sinterprozess bei einer Temperatur zwischen 84O0C und 93O0C, insbesondere bei etwa 9000C, ausgebildet ist. Bei diesen Prozessbedingungen kann auch eine optimale Ausbildung des keramischen Schaltungsträgers und ins¬ besondere der Verbund zwischen den Einzellagen gewährleistet werden. Gleichzeitig kann bei diesen optimierten Prozessbedingungen dann auch der reaktive Verbund zwi- sehen der Verbundschicht und dem Schaltungsträger ermöglicht werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelementmoduls wird zumindest ein keramischer mehrlagiger Schaltungsträger mit zumindest einer Kühlungsvorrichtung, welche zumindest einen Kühlkörper umfasst, verbunden. Zwischen dem keramischen Schaltungsträger und der Kühlungsvorrichtung wird zumindest bereichsweise eine Verbundschicht zum Verbinden der Komponenten ausgebildet. Die Verbundschicht wird reaktiv mit dem Schaltungsträger während dem Verbindungsprozess der Einzellagen des Schaltungsträgers mit diesem verbunden. Durch dieses Herstellungsverfahren kann eine deutliche verbesserte Verbundstruktur geschaffen werden, welche fertigungstechnisch wesentlich weniger aufwendig reali- siert werden kann.
Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn der Schaltungs¬ träger als keramischer LTCC-Schaltungsträger ausgebildet wird und die Verbundschicht während des LTCC-Prozesses mit dem Schaltungsträger verbunden wird. Der Kühlkörper- Keramik-Verbund kann dadurch bei relativ niedrigen Temperaturen erzielt werden, wobei in bevorzugter Weise die Kühlungsvorrichtung in einem vorgeschalteten Prozessschritt zur Ausgestaltung des elektronischen Bauelementmoduls mit einer LTCC-tauglichen reaktiven Verbundschicht versehen wird. Anschließend wird dann das LTCC-Multilayer und somit der LTCC-Schaltungsträger unter entsprechenden Prozessbedingungen auf die präparierte Oberfläche aufge¬ bracht, insbesondere aufgesintert .
In vorteilhafter Weise wird als Verbundschicht zumindest eine einlagige, bauelementfreie und leitungsfreie (ohne elektrische Leitungen) und auch elektrisch isolierende LTCC-Folie als Zwischenfolie in Form einer Gradientenfo¬ lie ausgebildet. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Zwischenfolie in einem Sinterprozess unter angepassten Bedingungen aufgebracht wird. Es kann dabei vorgesehen sein, dass dies unter Stickstoffatmosphäre mit Argonzu¬ satz erfolgt. Durch diese Vorgehensweise wird ermöglicht, dass die Anpassung der Prozessparameter, beispielsweise zur Erzielung eines optimalen Metall-Keramik-Verbundes, ohne Rücksicht auf die Standardbedingungen für die Verbindung der Einzellagen des Schaltungsträgers und insbe¬ sondere auf die Standardbedingungen der LTCC-Technologie, erfolgen kann. Diese Standardbedingungen der LTCC- Technologie sind durch die Gegenwart von Leitungsstruktu- ren aus silberhaltiger Siebdruckpaste bestimmt. Insbeson-
dere ist dabei die Gasatmosphäre durch Sauerstoff oder Luft gekennzeichnet.
Die funktionellen LTCC-Folien des mehrlagigen Schaltungsträgers, welche elektronische Bauteile und integrierte Leitungsstrukturen aufweisen, werden auf die Zwischenfolie auflaminiert . Um die xy-Schwindung der funktionellen Schichten zu vermeiden, wird bevorzugterweise zusätzlich eine Opferfolie aus Aluminiumoxid (AI2O3) auf die Ober¬ seite des Schaltungsträgers auflaminiert und schließlich im so genannten Zero-Shrinkage Verfahren gesintert.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Verbundschicht zumindest anteilig aus Glas ausgebildet wird, insbesondere durch einen Siebdruck aufgebracht wird und anschließend temperaturbehandelt wird. Auch diese Ausges- taltung ermöglicht eine optimale Verbundstruktur während des Verbindungsprozesses der Einzellagen des Schaltungs¬ trägers .
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verbundschicht zu¬ mindest anteilig aus nanokristallinem Material aufge- bracht wird, insbesondere durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht wird. Als nanokristallines Material ist ins¬ besondere nanokristallines Aluminiumoxid vorgesehen. Da die Sintertemperatur mit abnehmender Korngröße abnimmt, eröffnet nanokristallines Material einen LTCC-kompatiblen Prozesspfad.
Darüber hinaus kann die Verbundschicht auch zumindest an¬ teilig aus einem keramischen Material, insbesondere aus Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid, ausgebildet werden. Bei dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die- ses keramische Material durch ein Sputterverfahren aufge-
bracht wird, insbesondere auf die Kühlungsvorrichtung aufgesputtert wird. Die durch physikalische Niedertempe¬ raturverfahren abgeschiedenen keramischen Schichten dienen als Haftschichten für die später aufgebrachte LTCC- Keramik.
Darüber hinaus kann die Verbundschicht auch zumindest an¬ teilig durch eine Beschichtung mit reaktiven Metallen, insbesondere Titan, ausgebildet werden. Diese reaktiven Metalle sind als hervorragende Haftvermittler für Metall- kontakte anzusehen.
Die Verbundschicht kann auch zumindest anteilig durch re¬ aktives Ionenstrahlätzen mit Sauerstoff ausgebildet wer¬ den. Durch den Ionenbeschuss findet eine Durchmischung der Metalloberfläche statt, die zu einem gradierten Me- tall-Oxid-Übergang führt. Durch vorheriges Aufsputtern, beispielsweise von Silizium, entsteht beispielsweise ein gradierter Metall-Metalloxid-Siliziumoxid-Übergang als Basis für den Verbund mit der LTCC-Keramik .
Bevorzugt werden der keramische Schaltungsträger und die Verbundschicht durch Sintern bei einer Temperatur zwischen 84O0C und 93O0C, insbesondere bei etwa 9000C, mit¬ einander verbunden.
Erfindungsgemäß werden somit prozesstechnische Lösungen zur Integration von hochwärmeleitfähigen Kühlkörpern in LTCC vorgeschlagen. Die Kühlvorrichtung und der Kühlkörper können für den vorgeschlagenen Herstellungsprozess grundsätzlich eine beliebige Form haben. Vorteilhaft ist jedoch eine Ausgestaltung als lateral ausgedehnter Formkörper homogener Dicke. Dieser kann flächenmäßig kleiner, größer oder deckungsgleich mit dem mehrlagigen kerami-
schen Schaltungsträger sein. Bevorzugt kann für den Kühlkörper der Kühlungsvorrichtung ein metallisches Element vorgesehen sein. Insbesondere kann der Kühlkörper aus Kupfer ausgebildet sein, welches eine sehr hohe Wärme- leitfähigkeit von etwa 400 W/m K aufweist. Je nach Di¬ ckenverhältnis von dem mehrlagigen Schaltungsträger zu dem Kühlkörper sind jedoch auch andere Metalle mit ange- passten thermischen Ausdehnungskoeffizienten möglich. Beispielsweise können auch Kupfer-Molybdän- Verbundmetalle, deren Wärmeleitfähigkeiten im Bereich von etwa 200 W/m K liegen, verwendet werden. Zum Ausgleich geringfügig unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten kann die LTCC-Keramik in gleicher Stärke auf beiden Seiten des Kühlkörpers angebracht werden.
Besonders vorteilhaft erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren dann, wenn ein elektronisches Bauelementmodul hergestellt werden soll, welches zumindest zwei mehrlagi¬ ge Schaltungsträger und eine Mehrzahl und somit zumindest zwei integrierte Kühlkörper aufweist. Besonders bei einem derartigen mehrschichtigen System ist es besonders schwierig mit herkömmlicher Technik eine ausreichende Verbundstruktur gewährleisten zu können. Insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch ein derartig mehrschichtiges System relativ einfach und aufwandsarm erzeugt werden und insbesondere die integrale Ausbildung von mehreren Kühlkörpern ermöglicht werden. Denn gerade bei derartig komplexen Strukturen kann der Verbund zwischen den Schaltungsträgern und den Verbundschichten und somit auch den Kühlkörpern automatisch während dem Lami- nieren und Sintern der Einzellagen dieser Schaltungsträger ermöglicht werden. Es muss somit nicht mehr in auf-
wendiger und kostenintensiver Weise im Nachgang zu diesem Herstellen der keramischen Schaltungsträger ein jeweils separates Anbringen, beispielsweise durch löten oder kle¬ ben, durchgeführt werden. Insbesondere bei integrierten Kühlkörpern kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine erhebliche Erleichterung in der Herstellung ermöglicht werden .
Darüber hinaus kann bei dem elektronischen Bauelementmodul gemäß der Erfindung eine rein passive Entwärmung ohne bewegliche Stoffe, Phasengrenzen oder Phasenübergänge er¬ reicht werden. Darüber hinaus ist eine erhebliche Steige¬ rung der Wärmeleitfähigkeit möglich. Beispielsweise kann diese um etwa das Zehnfache gegenüber thermischen Vias bei der Verwendung von Kupfer-Molybdän-Kupferlaminaten erreicht werden. Eine weitere Steigerung der Wärmeleitfä¬ higkeit auf bis zu 400 W/m K und höher kann bei der Ver¬ wendung von reinen Kupfer-Substraten oder Verbundwerkstoffen, beispielsweise auf Basis von Karbon-Nanofasern ermöglicht werden.
Neben einer hohen Wärmeleitfähigkeit kann auch ein stabi¬ ler Materialverbund durch alternierende Lagen aus elekt¬ rischer Funktionskeramik (keramische Schaltungsträger) und hoch wärmeleitendem Werkstoff ermöglicht werden. Ins¬ besondere dann, wenn ein Kühlkörper mit lateral größeren Ausmaßen als ein Schaltungsträger ausgebildet wird, kann auch eine einfache Montage durch Schrauben im Bereich des überstehenden Kühlkörpers ermöglicht werden.
Eine einfache Weiterbearbeitung durch eine komplette Be¬ stückung des Moduls und einer definierten Schnittstelle zur Umgebung kann ebenfalls erreicht werden. Bei kerami-
scher Einzellage der Verbundschicht wird eine hohe elekt¬ rische Isolation bei gleichzeitig hoher thermischer An- kopplung erreicht. Nicht zuletzt kann auch eine effizien¬ te Entwärmung von vergrabenen Bauteilen in der Schal- tungsträgerstruktur, insbesondere der LTCC-Keramik, ermöglicht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an¬ hand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schnittdarstellung durch ein er- findungsgemäßes elektronisches Bauelementmodul gemäß ei¬ nem Ausführungsbeispiel.
Das elektronische Bauelementmodul 1 umfasst einen ersten mehrlagigen keramischen LTCC-Schaltungsträger 2 und einen zweiten mehrlagigen keramischen LTCC-Schaltungsträger 3. Diese beiden Schaltungsträger 2 und 3 sind an gegenüberliegenden Seiten eines Kühlkörpers 4 angeordnet, welcher einer Kühlungsvorrichtung zugeordnet ist. Im Ausführungs¬ beispiel ist der Kühlkörper 4 somit integral in dem e- lektronischen Bauelementmodul 1 zwischen den beiden Schaltungsträgern 2 und 3 angeordnet. Der Kühlkörper 4 erstreckt sich in lateraler Richtung (x-Richtung) beidseitig über die Ausmaße der LTCC-Schaltungsträger 2 und 3 hinaus. Darüber hinaus sind Bohrungen 41 und 42 in dem Kühlkörper 4 ausgebildet, welche zur Befestigung, insbe- sondere Verschraubung, mit weiteren Komponenten oder einem Gehäuse vorgesehen sind.
Zwischen dem oberen LTCC-Schaltungsträger 2 und dem Kühlkörper 4, welcher im Ausführungsbeispiel aus Kupfer aus-
gebildet ist, ist eine erste Verbundschicht 5 ausgebil¬ det, welche diesen ersten Schaltungsträger 2 mit dem Kühlkörper 4 mechanisch stabil verbindet. In entsprechender Weise ist zwischen dem Kühlkörper 4 und dem zweiten LTCC-Schaltungsträger 3 ebenfalls eine Verbundschicht 6 ausgebildet. Beide Verbundschichten 5 und 6 sind zur re¬ aktiven Verbindung mit den keramischen LTCC- Schaltungsträgern 2 und 3 ausgebildet. Dies bedeutet, dass während des LTCC-Prozesses zum Verbinden der jewei- ligen Einzellagen der Schaltungsträger 2 und 3 auch der Verbund zwischen der Verbundschicht 5 und dem ersten Schaltungsträger 2 sowie der Verbund zwischen der zweiten Verbundschicht 6 und dem zweiten Schaltungsträger 3 ausgebildet wird.
Im Ausführungsbeispiel sind die Verbundschichten 5 und 6 jeweils vollflächig zwischen dem Kühlkörper 4 und dem jeweiligen Schaltungsträger 2 und 3 ausgebildet. Darüber hinaus erstrecken sich diese Verbundschichten 5 und 6 in lateraler Richtung im Wesentlichen über die gesamte Ober- fläche des Kühlkörpers 4. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verbundschichten 5 und 6 jeweils nur bereichs¬ weise ausgebildet sind. Insbesondere sind die Verbund¬ schichten 5 und 6 an denjenigen Stellen ausgebildet, an denen aufgrund der Anordnung von elektronischen Bauteilen in den jeweiligen Schaltungsträgern 2 und 3 die größte Wärmeerzeugung erfolgt. Durch eine derartige zielgerichtete örtliche Ausbildung der Verbundschichten 5 und 6 kann auch dann ein bestmöglicher Wärmeabtransport erfolgen. Dieser Wärmeabtransport erfolgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel lateral.
Das in der Figur gezeigte elektronische Bauelementmodul 1 wird so hergestellt, dass zunächst auf den Kühlkörper 4 beidseitig die Verbundschichten 5 und 6 aufgebracht wer¬ den. Abhängig davon, wie diese Verbundschichten ausgebil- det werden sollen, können verschiedene Ausgestaltungen vorgesehen sein. Diese sind im allgemeinen Teil der Beschreibung genannt. Prinzipiell kann auch eine beliebige Kombination der dort genannten verschiedenen Ausführungen einer Verbundschicht vorgesehen sein.
Nachdem diese Verbundschichten 5 und 6 auf dem Kühlkörper 4 aufgebracht wurden, wird im Nachfolgenden eine Ausbil¬ dung der mehrlagigen Schaltungsträger 2 und 3 in einem LTCC-Verfahren erzeugt. Gleichzeitig wird bei diesem Ver¬ fahren, bei dem die Einzellagen der Schaltungsträger 2 und 3 aufeinander auflaminiert und danach bei einer Temperatur von etwa 9000C gesintert werden, auch der Verbund zwischen der Verbundschicht 5 und dem Schaltungsträger 2 einerseits und der Verbundschicht 6 und dem zweiten Schaltungsträger 3 andererseits reaktiv ausgebildet.
Mit der Fertigstellung der Schaltungsträger 2 und 3 durch den LTCC-Prozess wird gemäß der Erfindung auch bereits das vollständige elektronische Bauelementmodul 1 und ins¬ besondere der Verbund zwischen den Verbundschichten 5 und 6 und den Schaltungsträgern 2 beziehungsweise 3 vollstän- dig ausgebildet.