WO2010049771A2

WO2010049771A2 - Verbundmaterial, verfahren zum herstellen eines verbundmaterials sowie kleber oder bondmaterial

Info

Publication number: WO2010049771A2
Application number: PCT/IB2009/007174
Authority: WO
Inventors: Xinhe Tang; Helmut Hartl; Andreas Frischmann; Ernst Hammel
Original assignee: Electrovac Ag
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2010-05-06
Also published as: JP2012507459A; EP2352709A2; KR101319755B1; KR20110081889A; CN102292308A; WO2010049771A3; DE102009041574A1; JP5656088B2; US20110274888A1

Abstract

Verbund material bestehend aus wenigstens einer Keramikschicht oder aus wenigstens einem Keramiksubstrat und aus wenigstens einer von einer Metallschicht gebildeten Metallisierung an einer Oberflächenseite des wenigstens einen Keramiksubstrates.

Description

Verbundmaterial, Verfahren zum Herstellen eines Verbundmaterials sowie Kleber oder Bondmaterial

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbund material gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen

Verbundmaterials gemäß Oberbegriff Patentanspruch 28 sowie auf ein Bondmaterial oder einen Kleber gemäß Oberbegriff Patentanspruch 51.

Bekannt ist die Herstellung von Verbundmaterialien auch als Leiterplatten in Form von Metall-Keramik-Substraten nach dem sogenannten DCB-Prozess (auch DC B-Substrate). Hierbei wird die für die Erzeugung von Leiterbahnen, Anschlüssen usw. benötigte Metallisierung auf einer Keramik, z.B. auf einer Aluminium-Oxid-Keramik mithilfe des sogenannten „DCB-Verfahrens" (Direct-Copper-Bond-Technology) aufgebracht, und zwar unter Verwendung von die Metallisierung bildenden Metall- bzw. Kupferfolien oder Metall- bzw. Kupferblechen, die an ihren Oberflächenseiten eine Schicht oder einen Überzug (Aufschmelzschicht) aus einer chemischen Verbindung aus dem Metall und einem reaktiven Gas, bevorzugt Sauerstoff aufweisen.

Bei diesem beispielsweise in der US-PS 3744 120 oder in der DE-PS 23 19 854 beschriebenen Verfahren bildet diese Schicht oder dieser Überzug (Aufschmelzschicht) ein Eutektikum mit einer Schmelztemperatur unter der Schmelztemperatur des Metalls (z.B. Kupfers), sodass durch Auflegen der Folie auf die Keramik und durch Erhitzen sämtlicher Schichten diese miteinander verbunden werden können, und zwar durch Aufschmelzen des Metalls bzw. Kupfers im Wesentlichen nur im Bereich der Aufschmelzschicht bzw. Oxidschicht.

Dieses DCB-Verfahren weist dann z.B. folgende Verfahrensschritte auf: > Oxidieren einer Kupferfolie derart, dass sich eine gleichmäßige

Kupferoxidschicht ergibt; > Auflegen der Kupferfolie auf die Keramikschicht; > Erhitzen des Verbundes auf eine Prozesstemperatur zwischen etwa 1025 bis 1083⁰C, z.B. auf ca. 1071⁰C;

> Abkühlen auf Raumtemperatur.

Bekannt ist auch das sogenannte Aktivlot-Verfahren (DE 22 13 1 15; EP-A-153 618) zum Verbinden von Metallisierungen bildenden Metallschichten oder Metallfolien, insbesondere auch von Kupferschichten oder Kupferfolien mit dem jeweiligen Keramikmaterial. Bei diesem Verfahren, welches speziell zum Herstellen von Metall- Keramik-Substraten verwendet wird, wird bei einer Temperatur zwischen ca. 800 - 1000⁰C eine Verbindung zwischen einer Metallfolie, beispielsweise Kupferfolie, und einem Keramiksubstrat, beispielsweise Aluminiumnitrid-Keramik, unter Verwendung eines Hartlots hergestellt, welches zusätzlich zu einer Hauptkomponente, wie Kupfer, Silber und/oder Gold auch ein Aktivmetall enthält. Dieses Aktivmetall, welches beispielsweise wenigstens ein Element der Gruppe Hf, Ti, Zr, Nb, Ce ist, stellt durch chemische Reaktion eine Verbindung zwischen dem Lot und der Keramik her, während die Verbindung zwischen dem Lot und dem Metall eine metallische Hartlot- Verbindung ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbundmaterial aufzuzeigen, welches besonders einfach und preiswert gefertigt werden kann, und zwar unter Beibehaltung möglichst optimaler thermischer Eigenschaften. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verbundmaterial entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Verfahren zum Herstellen dieses Materials ist Gegenstand des Patentanspruchs 28. Ein Bondmaterial oder Kleber ist Gegenstand des Patentanspruchs 51.

Nanofasermaterial bedeutet im Sinne der Erfindung generell Nanofasern und/oder Nanotubes und dabei speziell auch Carbon-Nanofasern und/oder Nanotubes. Als Nanofasern eignen sich beispielsweise solche Fasern, die unter der Bezeichnung ENF-100-HT, HTP-150F-LHT, HTP- 110FF-LHT und HTP-110F-HHT von der Electrovac GmbH, A-3400 Klosterneuburg, Österreich angeboten werden.

Weitere, bei der Erfindung verwendbare Nanofasern, die ebenfalls von der Electrovac GmbH, A-3400 Klosterneuburg, Österreich angeboten werden, sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Nanofasertyp:

AGF wie gewachsen

PSF pyrolytische stripped Carbon Nanofaser

LHT ausgeheizt bei ~ 1000⁰C

HHT ausgeheizt bei ~ 3000⁰C

HTE ausgeheizt bei ~ 1000⁰C bei EVAC

GFE ausgeheizt bzw. graphitisiert bei ~ 3000⁰C bei EVAC

Demnach bedeuten:

Die Nanofasern oder Nanotubes besitzen zum größeren Teil, d.h. in der Mehrzahl eine Länge im Bereich zwischen 1 bis 100//, eine Dicke im Bereich zwischen etwa 1 nm und 300nm, beispielsweise im Bereich zwischen etwa 1 nm und 100nm oder im Bereich zwischen etwa 50nm und 150nm oder im Bereich zwischen etwa 1 nm bis 100nm, beispielsweise im Bereich zwischen etwa 3nm bis 75nm.

Das erfindungsgemäße Verbundmaterial ist bevorzugt ein Mehrschichtmaterial und dabei vorzugsweise ein als Leiterplatte für elektrische Schaltkreise, Module usw. geeignetes Mehrschichtmaterial oder -Substrat bestehend aus wenigstens einem plattenförmigen zumindest an einer Oberflächenseite aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff bestehenden Trägersubstrat, vorzugsweise Keramik- und/oder Glassubstrat sowie aus wenigstens einer z.B. von einer Metallplatte oder -folie gebildeten Metallisierung, die über die Klebe- oder Bondschicht mit dem Substrat verbunden ist.

Generell besteht die Metallisierung beispielsweise aus Kupfer, Aluminium und/oder aus einem anderen Metall oder aus einer metallische Legierung und/oder ein metallisches Verbund- und/oder Mehrschichtmaterial, z.B. aus einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung und/oder aus einem Kupfer/Aluminium-Verbundmaterial und/oder aus einer Legierung, wie sie üblicherweise für die Herstellung von Metall- Widerständen verwendet wird. Das erfindungsgemäße Verbund material weist den Vorteil einer einfachen und preiswerten Fertigung auf. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass insbesondere die Dicke der Metallisierungen in weiten Grenzen beliebig gewählt werden kann, beispielsweise im Bereich zwischen etwa 0,01 mm bis 4mm. Weiterhin wird über die von dem Kleber oder Bondmittel gebildete Schicht auch ein Ausgleich unterschiedlicher Temperaturausdehnungskoeffizienten der Materialien der Metallisierung und des Keramik-Substrates erreicht. Insbesondere bei entsprechender Orientierung zumindest eines Teils des Nanofasermaterials in der Bond-Schicht parallel oder annähernd parallel zu den verbundenen Flächen lässt sich ein die thermische Ausdehnung der Metallisierung kompensierender Effekt erreichen.

Die Zusammensetzung und/oder Schichtdicke der wenigstens einen Klebe- oder Bondschicht zwischen der wenigstens einen Metallisierung und dem Trägersubstrat, z.B. Keramiksubstrat sind beispielsweise so gewählt, dass der Wärmewiderstand, den diese Klebe- oder Bondschicht in einer Achsrichtung senkrecht zu den

Oberflächenseiten der Metallisierung und/oder des Trägersubstrats aufweist gleich oder kleiner ist als der Wärmewiderstand, den das Trägersubstrat in dieser Achsrichtung aufweist. Hierfür ist einerseits der Anteil an Nanofasermaterial hoch gewählt und beträgt beispielsweise 5 bis 30 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmasse der Klebe- oder Bondschicht. Weiterhin ist die Dicke dieser Klebe- oder Bondschicht so gewählt, dass die über diese Schicht miteinander verbundenen Oberflächenseiten der wenigstens einen Metallisierung und des Trägersubstrats maximal 50 μm, vorzugsweise etwa 5//m bis 25//m voneinander beabstandet sind, die effektive Dicke der Bondschicht also maximal 50 μm, bevorzugt aber etwa 5μm bis 25//m beträgt. Dieser geringe Abstand bzw. diese geringe effektive Dicke der Klebe- oder

Bondschicht ist durch die Verwendung des Nanofasermaterials bestehend aus den sehr dünnen Nanofasern und/oder Nanotubes möglich, wobei die Länge dieser Nanofäsern oder Nanotubes zumindest zum größeren Teil im Bereich zwischen 1 und 100//m liegt, beispielsweise schwerpunktmäßig im Bereich von 10 μm. Da Nanofasern bzw. Nanotubes zwar in Richtung ihrer Längserstreckung eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die Wärmeleitfähigkeit radial zur Längserstreckung aber nur begrenzt ist und außerdem zur Reduzierung des Wärmewiderstandes die jeweilige Klebe- oder Bondschicht nur eine geringe effektive Dicke aufweisen soll, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die miteinander über die Klebe- oder

Bondschicht verbundenen Flächen mit einer Oberflächenrauhigkeit versehen und zwar die wenigstens eine Metallisierung mit einer Oberflächenrauhigkeit etwa im Bereich zwischen etwa 1μm und 7μπ\ und das Keramik- und/oder Glassubstrat mit einer Oberflächenrauhigkeit im Bereich von etwa 4 bis 10 //m. Durch die von der Oberflächenrauhigkeit gebildeten Vertiefungen wird somit ein Raum geschaffen, in welchem sich das Nanofasermaterial mit seiner Längserstreckung senkrecht oder aber zumindest schräg zu den über die Klebe- oder Bondschicht miteinander verbundenen Oberflächenseiten ausbreiten oder orientieren kann, sodass durch das Nanofasermaterial die für die Klebe- oder Bondschicht angestrebte hohe Wärmeleitfähigkeit erreicht ist.

Als Matrixmaterial für die jeweilige Klebe- oder Bondschicht wird ein Kunststoff verwendet, der in Verbindung mit dem Nanofasermaterial eine ausreichend hohe Haftfestigkeit zwischen der wenigstens einen Metallisierung und dem angrenzenden Trägersubstrat sicherstellt, beispielsweise eine Haftfestigkeit im Bereich von wenigstens 25 N/mm² (Fläche der gebondeten Metallisierung). Das Matrixmaterial ist ferner so ausgewählt, dass die ausgehärtete bzw. abgebundene Klebe- oder Bondschicht auch eine ausreichend hohe Temperaturbeständigkeit besitzt, sodass das Metall-Keramik- Substrat insbesondere auch als Basis- oder Leiterplatte bzw. als Metall-Keramik-Substrat für elektrische Schaltkreise oder Module brauchbar ist, deren Bestückung mit den elektrischen und elektronischen Bauelementen zumindest in der industriellen Fertigung ausschließlich mit bleifreien Elektronikloten erfolgt, und zwar bei Löttemperaturen im Bereich von etwa 265 bis 345°C. Als Matrixmaterial eignet sich daher beispielsweise ein Epoxiharz oder ein Kunststoff auf Epoxy-Basis. Die Herstellung von strukturierten Metallisierungen zur Bildung von Leiterbahnen, und/oder Kontaktflächen und/oder Montageflächen usw. kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise dadurch, dass nach dem Bonden der betreffenden Metallisierung, d.h. nach dem Aushärten der die Metallisierung mit einer angrenzenden Schicht, z.B. mit der angrenzenden Trägersubstrat oder mit dem angrenzenden Keramiksubstrat verbindenden Klebe- oder Bondschicht mit einer üblichen Technik, beispielsweise mit einer Maskierungs- und Ätztechnik strukturiert wird und im Anschluss daran die zwischen den mit der Strukturierung erzeugten Metallbereichen (Leiterbahnen, Kontaktflächen, Montageflächen usw.) verbliebenen Reste des Klebe- und Bondmaterials entfernt werden, z.B. mechanisch oder abtragend durch Sandstrahlen, durch Lasern usw.

Um diese Nachbearbeitung zu vermeiden, besteht weiterhin die Möglichkeit, das Klebe- oder Bondmaterial strukturiert auf die mit der strukturierten Metallisierung zu versehene Oberfläche aufzubringen, und zwar in Form von strukturierten Bereichen, die hinsichtlich Form und Lage den strukturierten Bereichen der Metallisierung entsprechen. Die zu strukturierende Metallisierung wird dann über die strukturierten Bereiche des Klebe- oder Bondmaterials gebondet. Nach dem Aushärten bzw. Abbinden des Klebe- oder Bondmaterials wird mit einer geeigneten Technik, beispielsweise durch Maskieren und Ätzen die Metallisierung strukturiert, sodass eine strukturierte, gebondete Metallisierung erhalten wird, und zwar ohne Reste von Klebe- und Bondmaterial zwischen den Metallbereichen dieser Metallisierung. Generell erfolgt das Aufbringen des Klebe- und Bondmaterials über Masken und/oder über Siebe und/oder durch Sprühen und/oder durch Walzen und/oder durch Spincoating.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, das Layout der strukturierten Metallisierung, d.h. die die Metallbereiche der strukturierten Metallisierung bildenden Metallelemente oder -pads beispielsweise durch Stanzen aus einem geeigneten metallischen Flachmaterial, z.B. aus einer Metallfolie herzustellen und dann unter Verwendung des Klebe- oder Bondmaterials an einem mit der strukturierten Metallisierung zu versehenen Oberflächenbereich zu bonden, wobei dieser Oberflächenbereich dann entweder vollflächig mit einer Schicht aus dem Klebe- oder Bondmaterial versehen und dieses Material nach dem Bonden, d.h. nach dem Aushärten oder Abbinden, zwischen den Metallbereichen der strukturierten Metallisierung mit geeigneten Mitteln entfernt wird, oder aber das Klebe- und Bondmaterial auf den mit der strukturierten Metallisierung zu versehenen Oberflächenbereich wiederum strukturiert, d.h., nur dort aufgebracht wird, wo es zum Bonden eines Metallbereichs der strukturierten Metallisierung erforderlich ist. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, das Klebe- oder Bondmaterial ausschließlich auf die die strukturierte Metallisierung bildenden Metallelemente oder -pads aufzubringen.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Verbund material als Mehrfachsubstrat auszuführen, beispielsweise in Form von wenigstens zwei über wenigstens eine Klebe- oder Bondschicht miteinander verbundenen Einzelsubstraten, von denen dann wenigstens eines wiederum als Verbundmaterial bzw. Metall- Keramik-und/oder Glas-Verbundmaterial oder -Substrat ausgeführt ist.

Durch die Verwendung des Nanofasermaterials in der Klebe- oder Bondschicht 5 bzw. in dem Kleber- oder Bandmaterial wird nicht nur die thermische Leitfähigkeit der Klebe- oder Bondschicht verbessert, sondern durch das Nanofasermaterial ergibt sich auch eine Reduzierung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten und der elastischen Eigenschaften der Klebe- und Bondschicht 5, insbesondere auch in der Form, dass zwischen der jeweiligen Metallisierung 3 bzw. 4 und dem Trägersubstrat 2 eine sehr starre Verbindung hergestellt ist. Hierdurch ist es dann auch möglich, durch entsprechende Wahl des Materials für das Trägersubstrat 2 das Verbundmaterial 1 insgesamt hinsichtlich seines thermischen Ausdehnungskoeffizienten an denjenigen von Halbleitermaterial anzupassen und dadurch temperaturbedingte mechanische Spannungen zwischen auf dem Verbundmaterial bzw. auf einer aus diesem Verbundmaterial hergestellten Leiterplatte montierten Halbleiterbauelementen oder Halbleiterchips und dem Verbundmaterial zu reduzieren und u.a. Defekte des jeweiligen elektronischen Schaltkreises oder Moduls zu verhindern, die durch temperaturbedingte mechanische Spannungen verursacht sind.

Bevorzugt ist der Anteil an Nanofasermaterial in dem Kleber oder Bondmaterial so gewählt, dass eine ausreichend dünne Verarbeitung dieses Materials möglich ist, und zwar zur Ausbildung einer Kleber- oder Bondschicht mit einer Dicke kleiner 25 μm, vorzugsweise im Bereich zwischen 4 und 25 μm, und zwar u.a. zur Erzielung eines möglichst geringen Wärmewiderstandes für die Kleber- oder Bondschicht z.B. in einem als Leiterplatte verwendeten Substrat und damit zur Erzielung eines möglichst geringen Wärmewiderstandes für das Verbundmaterial oder das Substrat insgesamt.

Durch das Nanofasermaterial und durch die geringe Dicke weist die sehr dünne Kleber- und Bondschicht in der vorbeschriebenen Weise keine oder nur eine geringe Elastizität auf und verbessert dadurch die Temperaturwechselbeständigkeit und Lebensdauer von Halbleiterschaltkreisen und Modulen. Weiterhin sind durch die geringe Dicke solche Oberflächen oder Volumen der Kleber- oder Bondschicht, auf die (Oberflächen oder Volumen) äußere Medien, z.B. Wasser oder Feuchtigkeit einwirken könnten, äußerst reduziert, was ebenfalls wesentlich zur Langzeitlebensdauer des Verbundmaterials bzw. eines unter Verwendung dieses Verbundmaterials hergestellten elektrischen Schaltkreises oder Moduls beiträgt.

Das Nanofasermaterial wird vorzugsweise vor dem Einmischen in die Kunststoffmatrix gereinigt, beispielsweise ausgeheizt, und zwar insbesondere auch mit dem Zeil Verunreinigungen, insbesondere auch metallische Verunreinigungen und/oder Katalysatoren zu entfernen, und zwar insbesondere auch solche, die das für die Matrix verwendete Kunststoffmaterial und/oder deren Eigenschaften beeinflussen könnten.

Zusätzlich zu dem Nanofasermaterial enthält das Klebe- oder Bondmaterial beispielsweise noch weitere Zusatz- oder Füllstoffe, insbesondere auch chemisch neutrale Zusatz- oder Füllstoffe, die beispielsweise Kohlenstoff oder Grafit, Keramik usw.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Verbund material beispielsweise so ausgebildet, dass das Trägersubstrat plattenförmig oder im Wesentlichen plattenförmig ist, und/oder dass das Trägersubstrat eine Keramik- und/oder Glasschicht oder ein Keramik- und/oder Glassubstrat ist, beispielsweise aus einer Aluminiumoxid- und/oder Aluminiumnitrid- und/oder Siliziumnitrid-Keramik ist und/oder dass die wenigstens eine Metallisierung im Bereich der Klebe- oder Bondschicht von der benachbarten Schicht einen Abstand kleiner 50μm, vorzugsweise ein Abstand in der Größenordnung von maximal 25μm oder zwischen etwa 5//m und 25μm aufweist, und/oder dass an der Oberseite des Trägersubstrats eine erste Metallisierung und an der

Unterseite des Trägersubstrats eine zweite Metallisierung vorgesehen sind, und dass wenigstens eine dieser Metallisierungen strukturiert ist, und/oder dass die die wenigstens eine Metallisierung mit dem Trägersubstrats verbindende Klebe- oder Bondschicht hinsichtlich ihrer Schichtdicke und/oder

Zusammensetzung derart gewählt ist, dass der thermische Widerstand, den die Klebe- oder Bondschicht in einer Achsrichtung senkrecht zu den aneinander anschließenden Oberflächenseiten der Metallisierung und des Trägersubstrats aufweist, kleiner oder höchstens gleich dem Wärmewiderstand ist, den das Trägersubstrat in dieser Achsrichtung besitzt, und/oder dass das Nanofasermaterial ein Carbon-Nanofasermaterial ist, und/oder dass das Nanofasermaterial in einem Anteil von 5 bis 30 Gewichtsprozent in dem Klebeoder Bondmaterial enthalten ist, und zwar bezogen auf das Gesamtgewicht dieses Materials, und/oder dass das Nanofasermaterial von Nanofasern und/oder Nanotubes gebildet ist, wobei vorzugsweise zumindest ein Großteil dieser Nanofasern oder Nanotubes eine Länge im Bereich zwischen etwa 1//m und 100μm und eine Dicke etwa im Bereich zwischen 1 nm bis 300nm oder im Bereich zwischen etwa 50nm bis

150nm oder im Bereich zwischen etwa 1 nm bis 100nm, beispielsweise im Bereich von etwa 3nm bis 75nm besitzt, und/oder dass die wenigstens eine Metallisierung und/oder das wenigstens eine Trägersubstrat im Bereich der Klebe- oder Bondschicht mit einer

Oberflächenrauhigkeit versehen sind, und zwar die Metallisierung beispielweise mit einer Oberflächenrauhigkeit im Bereich zwischen etwa 1μm und 7μu\ und/oder das Trägersubstrat beispielsweise mit einer Oberflächenrauhigkeit im Bereich zwischen 4 - 10 //m, und/oder dass die Oberflächenrauhigkeit mechanisch und/oder physikalisch und/oder chemisch erzeugt ist, beispielsweise durch Sandstrahlen und/oder durch

Korngrenzenätzen und/oder durch Plasmabehandlung und/oder durch Abscheiden einer Kupfer sowie ein weiteres Metall aufweisenden Schicht und durch anschließendes Wegätzen des weiteren Metalls, und/oder dass die Bondschicht aus einer Matrix auf Epoxy-Basis oder Epoxy-Harz-Basis besteht, und/oder dass die Klebe- oder Bondschicht bzw. das diese Schicht bildende Klebe- oder

Bondmaterial weitere Zusätze, beispielsweise flammhemmende Zusätze, z.B.

Halogenide oder Bor-Verbindungen enthält, und/oder dass das die Matrix des Klebe- oder Bondmaterials gebildete Kunststoffmaterial derart ausgewählt ist, dass die Klebe- oder Bondschicht im ausgehärteten und/oder abgebundenem Zustand eine Temperaturfestigkeit von wenigstens 220⁰C aufweist, und/oder dass die wenigstens eine Metallisierung zumindest in Teilbereichen aus einer metallischen Legierung und/oder aus einem metallischen Verbund- und/oder Mehrschichtmaterial, z.B. aus einem Aluminium/Kupfer-Mehrschichtmaterial besteht, und/oder dass die wenigstens eine Metallisierung zumindest teilweise aus Kupfer, aus einer

Kupferlegierung, aus Aluminium, aus einer Aluminiumlegierung und/oder aus einem metallischen Widerstandsmaterial besteht und/oder von wenigstens einer metallischen Folie, beispielsweise aus Kupfer, aus einer Kupferlegierung, aus Aluminium, aus einer Aluminiumlegierung und/oder aus dem metallischen Widerstandsmaterial gebildet ist, und/oder dass die wenigstens eine Metallisierung eine Dicke im Bereich zwischen etwa 0,01 mm und 4mm, beispielsweise zwischen etwa 0,03mm und 0,8 mm und/oder das wenigstens eine Trägersubstrat eine Dicke im Bereich zwischen etwa 0,1 mm und 1,2mm, beispielsweise zwischen etwa 0,25mm und 1,2 mm aufweist, und/oder dass die wenigstens eine Metallisierung über die Klebe- oder Bondschicht mit einer Haftfestigkeit (Peel-Off-Festigkeit) von wenigstens 1 N/mm, vorzugsweise mit einer Haftfestigkeit von wenigstens 2,5 N/mm mit der angrenzenden Schicht, beispielsweise mit dem angrenzenden Trägersubstrat verbunden ist, und/oder dass die wenigstens eine Metallisierung zur Bildung von strukturierten Metallbereichen, beispielsweise in Form von Leiterbahnen, Kontakt- und/oder Montageflächen strukturiert ist, und dass die Klebe- und Bondschicht zwischen benachbarten strukturierten Metallbereichen nicht vorgesehen oder entfernt ist, und/oder dass die Metallisierung zumindest an einer Oberflächenseite des wenigstens einen Trägersubstrats einen über einen Randbereich des Verbundmaterials oder des Trägersubstrats wegstehenden elektrischen Anschluss bildet, beispielsweise einen aus einem Leadframe erzeugten Anschluss, und/oder dass das wenigstens eine Trägersubstrat und/oder die wenigstens eine Metallisierung über eine Klebe- oder Bondschicht aus dem Klebe- oder Bondmaterial mit einem Leadframe oder mit Stegen dieses Leadframes verbunden ist, und/oder dass es als Mehrfachsubstrat aus wenigstens zwei Einzelsubstraten gebildet ist, und dass die Einzelsubstrate über wenigstens eine von dem Klebe- oder Bondmaterial gebildete Klebe- oder Bondschicht miteinander verbunden sind, und/oder dass die wenigstens eine Klebe- oder Bondschicht frei von Gas- und/oder Dampfblasen, insbesondere Luftblasen ist oder der Volumenanteil derartiger Blasen bezogen auf das Gesamtvolumen der wenigstens einen Klebe- oder Bondschicht höchstens 0,1 Volumenprozent beträgt, und/oder dass die Klebe- oder Bondschicht auch pulverförmige Zusätze, wie Kohlenstoff,

Grafit, Keramik und/oder metallische Zusätze enthält, und/oder dass das Nanofasermaterial ein metallfreies oder im Wesentlichen metallfreies Nanofasermaterial, insbesondere ein Nanofasermaterila ohne Ni, Fe und/oder Co und/oder ein chemisch und/oder thermisch vorbehandeltes Nanofasermaterial ist, und/oder dass der Gesamtanteil des Nanofasermaterials und eventueller weiterer Bestandteile in der Kunststoff-Matrix der Klebe- oder Bondschicht derart gewählt ist, dass die Glastemperatur des Klebe- oder Bondmaterials bzw. der Kunststoff-Matrix wenigstens 150⁰C beträgt und/oder wenigstens um 25% gegenüber der Glastemperatur des die Kunststoffmatrix bildenden Kunststoff, beispielsweise Epoxy erhöht ist, und/oder dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial und eventuellen weiteren Zusätzen etwa 25 Gewichts% bezogen auf die Gesamtmasse der Klebe- oder Bondschicht beträgt, und/oder dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial und eventuellen weiteren Zusätzen so gewählt ist, dass eine Dicke der wenigstens einen Klebe- oder Bondschicht kleiner als 25 μm möglich ist, und/oder dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial sowie ggs. weiteren Füllstoffen so gewählt ist, dass die thermische Leitfähigkeit der Klebe- oder Bondschicht wenigstens um den Faktor Fünf größer ist als diejenige thermische Leitfähigkeit, die der die Kunststoffmatrix bildende Kunststoff aufweist, beispielsweise größer als IW/mK ist, wobei die vorgenannten Merkmale jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination vorgesehen sein können.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Verfahren zum Herstellen eines Verbundmaterials beispielsweise so ausgebildet, dass die Metallschicht oder Metallfolie und/oder das Trägersubstrat vor dem Bonden an ihren miteinander zu verbindenden Oberflächenseiten aufgeraut werden, und zwar vorzugsweise zur Erzielung einer Rauhigkeit von etwa 1μm bis 5μm für die Metallschicht oder -Folie und/oder zur Erzielung einer Rauhigkeit von etwa 4μm bis 10μm für das Trägersubstrat, und/oder dass die Oberflächenrauhigkeit mechanisch und/oder physikalisch und/oder chemisch erzeugt wird, beispielsweise durch Sandstrahlen und/oder durch Bimsen und/oder durch Korngrenzenätzen und/oder durch Plasmabehandlung und/oder durch Abscheiden einer Metallschicht bestehend aus dem Metall der Metallisierung und einem weiteren Metall und durch anschließendes Entfernen des weiteren Metalls durch Ätzen, und/oder dass ein Klebe- oder Bondmaterials, welches zusätzlich zu dem Nanofasermaterial weitere Zusätze, beispielsweise flammhemmende Zusätze, z.B. Halogenide, Bor- und/oder Nitridverbindungen usw. enthält, und/oder dass die über die Klebe- oder Bondschicht mit einer angrenzenden Schicht, beispielsweise mit dem Trägersubstrat verbundene Metallisierung strukturiert wird, und/oder dass das Klebe- oder Bondmaterial vollflächig auf den mit der Metallisierung zu versehenen Bereich der an die Metallisierung angrenzenden Schicht, beispielsweise des Trägersubstrats aufgebracht wird, und dass nach dem Strukturieren der Metallisierung die Klebe- oder Bondschicht zwischen den Metallbereichen der strukturierten Metallisierung entfernt wird, beispielsweise mechanisch, z.B. durch Sandstrahlen, durch Laserbehandlung oder Plasmabehandlung, und/oder dass das Klebe- oder Bondmaterial vor dem Aufbringen der wenigstens einen, zu strukturierenden Metallisierung in einer der Form und Lage der Metallbereiche der strukturierten Metallisierung entsprechenden Form und Lage auf die zu bondende Metallisierung oder auf die diese bildende Metallschicht und/oder auf den mit der Metallisierung zu versehenen Oberflächenbereich der angrenzenden Schicht, beispielsweise des Trägersubstrats aufgebracht wird, und/oder dass zur Erzeugung wenigstens einer strukturierten Metallisierung an einer Oberflächenseite einer anschließenden Schicht, beispielsweise an einer Oberflächenseite des Trägersubstrats das Layout oder die Metallbereiche der strukturierten Metallisierung bildende, beispielsweise durch Stanzen hergestellte Metallelemente oder -pads in einer der strukturierten Metallisierung entsprechenden Lage bereitgestellt und unter Verwendung des Klebe- und Bondmaterials mit der anschließenden Schicht verbunden werden, und/oder dass das Bereitstellen der Metallelemente oder -pads durch Anordnung dieser Elemente in einer Maske oder Form und/oder durch lagegenaues Aufbringen dieser

Elemente auf einen Hilfsträger oder ein Trägermaterial erfolgt, und/oder dass das Klebe- oder Bondmaterial vollflächig auf den mit der strukturierten Metallisierung zu versehenen Oberflächenbereich der angrenzenden Schicht aufgebracht wird, und dass nach dem Bonden, d.h. nach dem Abbinden und/oder

Aushärten des Klebe- oder Bondmaterials dieses zwischen den Metallbereichen der strukturierten Metallisierung entfernt wird, beispielsweise mechanisch, z.B.: durch Sandstrahlen, und/oder durch Laser- oder Plasmabehandlung, und/oder dass das Klebe- oder Bondmaterial auf die mit der strukturierten Metallisierung zu versehene Oberflächenseite der anschließenden Schicht in einer den Metallbereichen oder -pads der strukturierten Metallisierung entsprechenden Formgebung und Lage strukturiert und/oder auf die mit der angrenzenden Schicht zu verbindende Oberflächenseite der bereitgestellten Metallelemente aufgebracht wird, und/oder dass die wenigstens eine Metallisierung zumindest in Teilbereichen aus einer Schicht oder Folie aus Kupfer oder Aluminium oder aus einem metallischen Widerstandsmaterial besteht, und/oder dass die wenigstens eine Metallisierung zumindest in Teilbereichen aus Kupfer und/oder aus Aluminium und/oder einer metallischen Legierung, z.B. aus einer Kupferlegierung oder Aluminiumlegierung, und/oder aus einem metallischen Verbund- und/oder Mehrschichtmaterial, z.B. aus einem Aluminium/Kupfer- Mehrschichtmaterial, beispielsweise in Form einer metallischen Folie besteht, und/oder dass das Verbundmaterial nach dem Aufbringen der wenigstens einen

Metallisierung insbesondere auch zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit durch

Tempern nachbehandelt wird, und zwar beispielsweise bei einer Temperatur gleich oder höher als die zum Abbinden des Klebe- und Bondmaterials verwendete

Bondtemperatur, und/oder dass das Klebe- und Bondmaterial auf das Trägersubstrat unter Verwendung von

Masken, insbesondere Lochmasken, Schablonen, Sieben, durch Sprühen, Walzen und/oder Spincoaten aufgebracht wird, und/oder dass das vollflächige und/oder strukturierte Aufbringen des Klebe- oder

Bondmaterials unter Verwendung wenigstens einer Maske und/oder Schablone und/oder im Siebdruckverfahren erfolgt, und/oder dass das Bonden und/oder die Nachbehandlung bzw. das Tempern unter Druck erfolgen, und/oder dass das Anmischen des des Klebe- oder Bondmaterials und/oder das Bonden so erfolgen, dass die von dem Klebe- oder Bondmaterial gebildete Klebe- oder

Bondschicht zumindest im fertig gestellten Verbundmaterial frei von Gas- und/oder

Dampfblasen, insbesondere Luftblasen ist, der Volumenanteil derartiger Blasen in der Klebe- oder Bondschicht bezogen auf das Gesamtvolumen dieser Schicht höchstens 0,1 Volumen% beträgt, und/oder dass die Klebe- oder Bondschicht auch pulverförmige Zusätze, wie Kohlenstoff,

Grafit und/oder Keramik und/oder metallische Zusätze enthält, und/oder dass das Nanofasermaterial ein metallfreies oder im Wesentlichen metallfreies Nanofasermaterial, insbesondere ein Nanofasermaterial ohne Ni, Fe und/oder Co und/oder ein chemisch und/oder thermisch vorbehandeltes Nanofasermaterial ist, und/oder dass der Gesamtanteil des Nanofasermaterials und eventueller weiterer

Bestandteile in der Kunststoff-Matrix der Klebe- oder Bondschicht derart gewählt ist, dass die Glastemperatur des Klebe- oder Bondmaterials bzw. der Kunststoff-Matrix wenigstens 150⁰C beträgt und/oder zumindest um 25% gegenüber der Glastemperatur des die Kunststoffmatrix bildenden Kunststoff, beispielsweise Epoxy erhöht ist, und/oder dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial und eventuellen weiteren Zusätzen etwa 25 Gewichts% bezogen auf die Gesamtmasse der Klebeoder Bondschicht beträgt, und/oder dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial und eventuellen weiteren Zusätzen so gewählt ist, dass eine Dicke der wenigstens einen Klebe- oder Bondschicht kleiner als 25 μm möglich ist, und/oder dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial sowie ggs. weiteren Füllstoffen so gewählt ist, dass die thermische Leitfähigkeit der Klebe- oder Bondschicht wenigstens um den Faktor Vier, vorzugsweise wenigstens um den Faktor Fünf größer ist als diejenige thermische Leitfähigkeit, die der die Kunststoffmatrix bildende Kunststoff ohne Nanofasermaterial sowie ggs. weiteren Füllstoffen aufweist, beispielsweise größer als 1 W/mK ist, wobei die vorgenannten Merkmale jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination verwendet sein können.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Bondmaterial beispielsweise so ausgebildet, dass das Nanofasermaterial ein Carbon-Nanofasermaterial ist, und/oder dass das Nanofasermaterial in einem Anteil von 5 bis 30 Gewichtsprozent in dem Klebe- oder Bondmaterial enthalten ist, und zwar bezogen auf das Gesamtgewicht dieses

Materials, und/oder dass das Nanofasermaterial von Nanofasern und/oder Nanotubes gebildet ist, wobei vorzugsweise zumindest ein Großteil dieser Nanofasern oder Nanotubes eine Länge im Bereich zwischen etwa 1μm und 100μm und eine Dicke etwa im

Bereich zwischen 1 nm bis 300nm oder im Bereich zwischen etwa 50nm bis

150nm oder im Bereich zwischen etwa 1 nm bis 100nm, beispielsweise im Bereich von etwa 3nm bis 75nm besitzt, und/oder dass die Matrix eine solche auf Epoxy-Basis oder Epoxy-Harz-Basis ist, und/oder dass es weitere Zusätze, beispielsweise flammhemmende Zusätze, z.B. Halogenide oder Bor-Verbindungen enthält, und/oder dass das die Matrix bildende Kunststoffmaterial derart ausgewählt ist, dass es im ausgehärteten und/oder abgebundenem Zustand eine Temperaturfestigkeit von wenigstens 220⁰C aufweist, und/oder dass es pulverförmige Zusätze, wie Kohlenstoff, Grafit, Keramik und/oder metallische Zusätze enthält, und/oder dass das Nanofasermaterial ein metallfreies oder im Wesentlichen metallfreies

Nanofasermaterial, insbesondere ein Nanofasermaterial ohne Ni, Fe und/oder Co und/oder ein chemisch und/oder thermisch vorbehandeltes Nanofasermaterial ist, und/oder dass der Gesamtanteil des Nanofasermaterials und eventueller weiterer

Bestandteile derart gewählt ist, dass die Glastemperatur des Bondmaterials oder

Klebers bzw. der Kunststoff-Matrix wenigstens 150⁰C beträgt und/oder wenigstens um 25% gegenüber der Glastemperatur des die Kunststoffmatrix bildenden Kunststoff, beispielsweise Epoxy erhöht ist, und/oder dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial und eventuellen weiteren Zusätzen etwa 25 Gewichts% bezogen auf die Gesamtmasse der Klebe- oder Bondschicht beträgt, und/oder dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial sowie ggs. weiteren Füllstoffen so gewählt ist, dass die thermische Leitfähigkeit des Bondmaterials oder Klebers wenigstens um den Faktor Fünf größer ist als diejenige thermische Leitfähigkeit, die der die Kunststoffmatrix bildende Kunststoff aufweist, beispielsweise größer als 1W/mK ist, wobei die vorgenannten Merkmale jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination vorgesehen sein können.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Metall-Keramik- Verbundmaterial in Form eines Metall-Keramik-Substrates gemäß der

Erfindung; Fig. 2 in vergrößerter Teildarstellung die Kleber- oder Bondschicht zwischen einer

Metallisierung und einem Trägersubstrat in Form eines Keramiksubstrats des

Metall-Keramik-Substrats der Figur 1 ; Fig. 3 in vereinfachter Darstellung und in Seitenansicht ein gewölbtes Metall- Keramik-Substrat;

Fig. 4 - 8 jeweils in vereinfachter Darstellung verschiedene Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Metall-Keramik-Substrates mit strukturierter Metallisierung an der Substratoberseite;

Fig. 9 in vereinfachter Darstellung eine Draufsicht auf eine Teillänge eines Leadframes zusammen mit an dem Leadframe vorgesehenen Metall- Keramik-Substraten;

Fig. 10 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt eines der an dem Leadframe vorgesehenen Metall-Keramik-Substrate;

Fig. 11 in vereinfachter Darstellung und in Seitenansicht ein aus zwei Metall- Keramik-Substraten bestehendes Mehrfachsubstrat;

Fig. 12 in vergrößerter Schnittdarstellung das Keramiksubstrat zusammen mit einem strukturierten Metallbereich; Fig. 13 in vereinfachter Darstellung die Form eines strukturierten Auftrags des

Klebe- oder Bondmaterials zum Bonden einer Metallisierung, vorzugsweise einer strukturierten Metallisierung;

Fig. 14 in schematischer Teildarstellung und in Draufsicht eine Maske zum dosierten Aufbringen des die Kleber- oder Bondschicht bildenden Kleber- bzw. Bondmaterials;

Fig. 15 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht eine Messanordnung zur Bestimmung der Haftfestigkeit (Peel-off-Festigkeit) der auf die Trägerschicht aufgebrachten Metallisierung.

Das in der Figur 1 allgemein mit 1 bezeichnete Metall-Keramik-Verbundmaterial bzw. Metall-Keramik-Substrat, welches als Leiterplatte für elektrische Schaltkreise oder Module geeignet ist, besteht im Wesentlichen aus einem plattenförmigen Trägersubstrat 2 in Form eines Keramik-Substrats aus einer Aluminiumoxid-Keramik, Aluminiumnitrid-Keramik oder Siliziumnitrid-Keramik. Auf beiden Oberflächenseiten des Substrates ist jeweils eine von einer Metallfolie, beispielsweise von einer Folie aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildete Metallisierung 3 und 4 vorgesehen, die über eine von einem Kleber oder Bondmaterial gebildete Kleber- oder Bondschicht 5 flächig mit dem Substrat 2 verbunden ist. Bei der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist das Metall-Keramik-Substrat symmetrisch zu einer gedachten Substrat-Mittelebene ausgebildet, und zwar dadurch, dass beide Metallisierungen 3 und 4 sowie auch die beiden Kleber- und Bondschichten 5 jeweils gleiche Dicke aufweisen, die beiden Metallisierungen 3 und 4 jeweils aus demselben Metall, nämlich Kupfer bestehen und auch für die Kleber- und Bondschichten 5 dasselbe Kleber- oder Bondmaterial verwendet ist.

Das Kleber- oder Bondmaterial für die Kleber- oder Bondschichten 5 steht im Wesentlichen aus einer als Kleber geeigneten Kunststoff-Matrix, die u.a. Carbon- Nanofasermaterial enthält, beispielsweise bezogen auf das Gesamtgewicht des Kleber- oder Bondmaterials einen Anteil von etwa 5 - 30 Gewichts% Nanofasermaterial, sowie gegebenenfalls noch weitere Zusätze beispielsweise in Form von thermisch leitenden Stoffen, z.B. Graphen und/oder Graphit und/oder in Form von flammhemmenden Zusätzen, wie z.B. Halogenide, Bor-Verbindungen, wobei aber bereits das Nanofasermaterial flammhemmend wirkt, auf einen weiteren flammhemmenden Zusatz als grundsätzlich verzichtet werden kann.

Bei eine bevorzugten Ausführungsform besteht das Nanofasermaterial zumindest im Wesentlichen aus einer unter der Bezeichnung „Pyrograph III" im Handel erhältlichen Carbon-Nanofaser. Diese wird vor dem Einmischen in die Matrix und gegebenenfalls vor einer Vorbehandlung bei 3000⁰C ausgeheizt.

Das für die Matrix verwendete Material ist so ausgewählt, dass die jeweilige Klebeoder Bondschicht 5, die beispielsweise bei Raumtemperatur oder bei einer erhöhten Temperatur, beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich zwischen 120⁰C und 180⁰C ausgehärtet wird, eine ausreichend hohe thermische Stabilität bzw. eine ausreichend hohe Zersetzungstemperatur aufweist, sodass das Metall-Keramik-Substrat 1 bei der Verwendung als Leiterplatte auch bei den hohen Löttemperaturen im Bereich von etwa 265 - 345°C noch stabil ist, wie sie die heute üblichen Elektroniklote, beispielsweise auf Sn/Ag-, Sn/Cu- oder Sn/Ag/Cu-Basis erfordern. Für die Matrix ist somit ein Kunststoffmaterial zweckmäßig, welches wenigstens bei 350⁰C über 5 Minuten stabil ist. Da aber beim Löten die jeweilige Löttemperatur nur kurzzeitig zur Anwendung kommt, ist eine Temperaturfestigkeit der Klebe- oder Bondschicht wenigstens 220⁰C ausreichend.

Als Matrixmaterial eignet sich in erster Linie ein Kunststoff auf Epoxy-Basis bzw. Epoxy- Harz. Um u.a. ein optimales Einbinden des Nanofasermaterials in das Matrixmaterial zu erreichen, wird beispielsweise ein Lösungsmittel verwendet. Hierfür eignet sich insbesondere triethyleneglycol monobutylether.

Die Dicke des Substrates 2 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 0,1 bis 1,2 mm, beispielsweise im Bereich zwischen 0,38 und 1 mm. Die Dicke der Metallisierungen bzw. der diese Metallisierungen 3 und 4 bildenden Metall- oder Kupferschichten oder -folien kann grundsätzlich beliebig gewählt werden, beispielsweise im Bereich zwischen 0,01 mm und 4mm.

Die Dicke der jeweiligen Klebe- oder Bondschicht 5 ist beispielsweise so gewählt, dass der thermische Widerstand, den die Bondschicht 5 in einer Achsrichtung senkrecht zu den Oberflächenseiten des Metall-Keramik-Substrates 1 aufweist, kleiner oder aber höchstens gleich dem thermischen Widerstand ist, den das Substrat 2 in dieser Achsrichtung besitzt. Für die beiden Klebe- oder Bondschichten 5 ergibt sich hiermit, auch unter Berücksichtigung des durch den hohen Anteil an Carbon-Nanofasermaterial erheblich reduzierten Wärmewiderstand eine Schichtdicke von maximal 50 μm und dabei bevorzugt eine Schichtdicke kleiner 25//m, z.B. etwa im Bereich zwischen 5μm und 25μm. Die angestrebte Reduzierung des Wärmewiderstandes für die Klebe- oder Bondschichten 5 ist allerdings nur dann erreichbar, wenn trotz der stark reduzierten Dicke der Bondschichten 5 bzw. trotz des stark reduzierten Abstandes zwischen den einander zugewandten Oberflächenseiten des Substrates 2 und der jeweiligen Metallisierung 3 bzw. 4 die einzelnen Nanofasern oder Nanotubes des Carbon-

Nanofasermaterials so orientiert sind, dass sie mit ihrer Längserstreckung eine Wärme leitende Brücke zwischen den einander zugewandten Oberflächenseiten des Substrates 2 und der Metallisierung 3 bzw. 4 bilden, d.h. zumindest nicht zum größeren Teil parallel oder im Wesentlichen parallel zu diesen Oberflächenseiten orientiert sind. Um dies trotz des geringen Abstandes zwischen dem Substrat 2 und der jeweiligen Metallisierung 3 bzw. 4 zu erreichen, sind die einander zugewandten Oberflächenseiten entsprechend der Figur 2 mit einer Rauhigkeit ausgebildet, und zwar die Metallisierungen 3 und 4 bzw. die diese Metallisierungen bildenden Kupferfolien mit einer Oberflächenrauhigkeit R3/4 im Bereich zwischen etwa 1//m und 7//m und das Substrat 2 mit einer Oberflächenrauhigkeit R2 im Bereich zwischen etwa 4//m und 10μm, sodass sich auch Nanofasern oder Nanotubes größerer Länge in der für eine optimale Wärmeübertragung und damit für eine Reduzierung des Wärmewiderstandes optimalen Weise innerhalb der von der Rauhigkeit erzeugten Ausnehmungen in Richtung der Dicke der jeweiligen Klebe- oder Bondschicht 5 orientieren können, wie es in der Figur 2 mit den dortigen Linien 6 schematisch angedeutet ist.

Die Oberflächenrauhigkeit, insbesondere auch der Metallisierungen 3 und 4 kann auf unterschiedlichste Weise erzeugt werden, beispielsweise durch eine mechanische und/oder physikalische und/oder chemische Bearbeitung, z.B. durch Sandstrahlen und/oder durch Bimsen, d.h. durch Behandeln der betreffenden Oberfläche mit Partikeln aus Bimsstein, und/oder Plasmabehandlung und/oder durch Korngrenzenätzen oder aber durch Abscheiden einer Kupfer sowie wenigstens ein weiteres Metall enthaltenden Verbindung auf der mit der Aufrauung zu versehenen Oberflächenseite und durch anschließendes Entfernen des weiteren Metalls durch Ätzen.

Durch die Oberflächenrauhigkeit des Substrats 2 und der Metallisierungen 3 wird weiterhin auch eine verbesserte Benetzung dieser Oberflächen beim Aufbringen des Klebe- und Bondmittels sowie eine verbesserte Festigkeit der Verbindung zwischen dem Keramiksubstrat und der jeweiligen Metallisierung erreicht, beispielsweise eine Haftfestigkeit oder Peel-Off-Festigkeit von wenigstens 1 N/mm, vorzugsweise von wenigstens 2,5 N/mm. Diese hohe Haftfestigkeit ist ebenfalls entscheidend durch die Orientierung des Nanofasermaterials quer zur Klebe- oder Bonschicht 5 bedingt.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Metall-Keramik-Substrates 1 ist gegenüber dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des für die Metallisierungen 3 und 4 verwendeten metallischen Materials, beispielsweise des Kupfers, stark reduziert und entspricht in etwa dem Wärmeausdehnungskoeffizienten von Halbleitermaterial. Dies wird dadurch erreicht, dass die Klebe- und Bondschichten 5 durch das Nanofasermaterial äußerst stabil sind und über dieses Nanofasermaterial auch eine äußerst stabile Anbindung der Metallisierungen 3 und 4 an das Substrat 2 besteht, sodass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Metalls der Metallisierungen 3 und 4 sowohl durch das Nanofasermaterial, als auch insbesondere durch das Keramikmaterial des Substrates 2 stark reduziert wird.

Es kann nicht verhindert werden, dass zumindest ein Teil der Nanofasern oder der Nanotubes des Carbon-Nanofasermaterials insbesondere auch außerhalb der Ausnehmungen der Oberflächenrauhigkeit zwischen den einander zugewandten Oberflächenseiten des Substrats 2 und der Metallisierungen 3 und 4 mit der Längserstreckung parallel oder im Wesentlichen parallel zu diesen Oberflächenseiten orientiert ist. Da die Nanofasern oder Nanotubes aber einen extrem kleinen Durchmesser aufweisen, kann auch dann, wenn zufällig mehrere Nanofasern oder Nanotubes übereinander liegen, der äußerst geringe Abstand zwischen den einander zugewandten Oberflächenseiten des Substrats 2 und der jeweiligen Metallisierung 3 bzw. 4 von nur 50 μm oder 5μm bis 25μm eingehalten werden.

Das Aushärten des die Klebe- oder Bondschichten 5 bildenden Materials kann beispielsweise bei Raumtemperatur oder aber bei einer erhöhten Temperatur, beispielsweise bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 120⁰C - 180⁰C erfolgen, beispielsweise in einem Ofen (auch Tunnelofen), unter Druck in einer beheizten Presse, durch Induktion, durch Wärmestrahlung usw. Im Anschluss daran erfolgt bevorzugt eine Nachbehandlung durch Tempern bei einer erhöhten Tempertemperatur über eine längere Zeitdauer, beispielsweise bei einer Temperatur zumindest höher als die maximale Temperatur, die bei der späteren Verwendung des Substrats als Leiterplatte in einem Schaltkreis oder Modul auftritt. Durch die Nachbehandlung kann u.a. die Wärmeleitfähigkeit verbessert, d.h. erhöht werden, beispielsweise um etwa 50%.

Speziell bei einem Aushärten des Klebe- oder Bondmaterials bei erhöhter Temperatur und bei einem Aufbringen nur einer Metallisierung, beispielsweise nur der Metallisierung 3 auf der Oberseite des Substrates 2 oder aber bei Verwendung von unterschiedlich dicken Metall- oder Kupferfolien für die Metallisierungen 3 und 4 kann gezielt eine Wölbung für das Metall-Keramik-Substrat 1 erreicht werden, wie dies in der Figur 3 schematisch dargestellt ist. Diese Wölbung rührt daher, dass sich das metallische Material bzw. Kupfer der Metallisierung 3 an der Oberseite des Substrates 2 beim Erhitzen stärker als das Keramikmaterial des Substrates 2 ausdehnt und sich nach dem Abbinden der Klebe- oder Bondschicht 5 und dem anschließenden Abkühlen stärker als die Substrat 2 zusammenzieht, sodass sich eine konkave

Wölbung des Metall-Keramik-Substrates 1 an der von der Metallisierung 3 gebildeten Oberseite ergibt. Ist eine Wölbung nicht erwünscht, so kann diese durch die vorstehend beschriebene symmetrische Ausbildung des Metall-Keramik-Substrates, aber auch bei nicht symmetrischer Ausbildung dadurch vermieden werden, dass das Aushärten der Klebe- oder Bondschichten 5 bei reduzierter Temperatur, beispielsweise bei Raumtemperatur erfolgt.

Damit das Metall-Keramik-Substrat 1 als Leiterplatte für elektrische Schaltungen oder Module geeignet ist, ist es erforderlich, zumindest eine der beiden Metallisierungen, beispielsweise die Metallisierung 3 zur Ausbildung von Leiterbahnen, Kontaktflächen, Montageflächen usw. zu strukturieren.

Die Figuren 4 - 7 zeigen verschiedene Verfahren für die Herstellung des Metall- Keramik-Substrates 1 mit der strukturierten Metallisierung 3, wobei in diesen Figuren der einfachen Darstellung wegen das Bonden der Metallisierung 4 nicht dargestellt ist, welches beispielsweise gleichzeitig mit dem Bonden der Metallisierung 3 und/oder zu einem anderen Zeitpunkt des Verfahrens erfolgt, z.B. erst nach der vollständigen Herstellung der strukturierten Metallisierung 3 mit den Metallbereichen 3.1 an der Oberseite des Metall-Keramik-Substrats 1.

Bei dem in der Figur 4 dargestellten Verfahren wird auf die Oberseite des Substrats 2 zunächst die Klebe- oder Bondschicht 5 mit der erforderlichen Dicke aufgebracht (Position a). Im Anschluss daran wird die Metallisierung 3 bzw. die diese Metallisierung bildende Kupferschicht unstrukturiert aufgelegt (Position b). In einem nächsten Verfahrensschritt erfolgt nach dem Aushärten der Klebe- oder Bondschicht 5 die Strukturierung der Metallisierung 3 zur Bildung der strukturierten Metallflächen oder -bereiche 3.1 bzw. der Leiterbahnen, Kontaktflächen, Montageflächen usw., und zwar beispielsweise mit Hilfe einer bekannten Maskierungs- und Ätztechnik (Position c). In einem weiteren Verfahrensschritt werden dann die nicht benötigten Reste der

Klebe- oder Bondschicht 5 zwischen den einzelnen strukturierten Metallbereichen 3.1 , d.h. dort, wo sie nicht von einem strukturierten Metallbereich 3.1 abgedeckt ist entfernt, und zwar beispielsweise durch Sandstrahlen oder durch eine Plasmabehandlung, so dass das Klebe- oder Bondmaterial nur noch als strukturierte Klebe- oder Bondschicht 5.1 unter den Metallbereichen 3.1 vorhanden ist. In weiteren Verfahrensschritten erfolgt dann noch eine Nachbehandlung, beispielsweise durch Tempern und/oder durch Entgraten und/oder durch Aufbringen einer Oberflächenschicht aus Nickel und/oder Gold auf die Oberseite der strukturierten Metallbereiche 3.1.

Die Figur 5 zeigt eine weitere Möglichkeit der Herstellung des Metall-Keramik- Substrates mit der strukturierten Metallisierung 3. Bei diesem Verfahren wird auf das Substrat 2 die Klebe- oder Bondschicht 5 strukturiert aufgebracht, und zwar derart, dass sich die Klebe- und Bondschicht 5 bzw. deren strukturierte Bereiche 5.1 lediglich dort befinden, wo später ein strukturierter Metallbereich 3.1 vorgesehen ist (Position a). Im Anschluss daran wird die die Metallisierung 3 bildende Metallfolie unstrukturiert aufgelegt und durch Aushärten der strukturierten Bereiche 5.1 mit dem Substrat 2 verbunden (Position b). In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt dann beispielsweise mit Hilfe einer Maskierungs- und Ätztechnik das Strukturieren der Metallisierung 3, d.h. die Bildung der strukturierten Metallbereiche 3.1 in der Form, dass die strukturierte Metallbereiche 3.1 über das ausgehärtete strukturierte Klebe- und Bondmaterial 5.1 mit dem Substrat 2 verbunden sind.

Das strukturierte Aufbringen des Klebe- oder Bondmaterials erfolgt beispielsweise unter Verwendung wenigstens einer Maske, durch Siebdrucken oder auf andere geeignete Weise. Nach dem Strukturieren der Metallisierung 3 können sich wiederum weitere Verfahrensschritte einer Nachbehandlung anschließen, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit der Figur 4 beschrieben wurde.

In der Figur 6 sind die wesentlichen Verfahrensschritte eines besonders umweltfreundlichen und rationellen Verfahrens dargestellt. Bei diesem Verfahren werden zunächst aus einer Metall- oder Kupferfolie beispielsweise durch Stanzen Metallelemente oder -pads 3.2 erzeugt, die in ihrer Formgebung dem Layout der strukturierten Metallisierung 3 bzw. den strukturierten Metallbereichen 3.1 entsprechen (Position a). Die Metallelemente 3.2 werden dann in eine Form oder Maske 7 bzw. in dort vorgesehene Vertiefungen 8 eingelegt, wobei diese Vertiefungen in ihrer Formgebung an die Formgebung der Metallelemente 3.2 derart angepasst sind, dass jedes Metallelement 3.2 in der ihm zugehörigen Vertiefung 8 formschlüssig aufgenommen ist. Das Einbringen der Metallelemente 3.2 erfolgt beispielsweise durch zunächst willkürliches Auflegen auf die Maske 7 und durch anschließendes Schütteln der Maske 7 in der Weise, dass schließlich jedes Metallelement 3.2 in der passenden Vertiefung 8 aufgenommen ist und über die die Vertiefungen 8 aufweisende Oberseite der Maske 7 vorsteht (Position b).

Das Substrat 2 wird ganzflächig mit der Klebe- oder Bondschicht 5 versehen (Position c) und dann anschließend gewendet und mit der Klebe- und Bondschicht 5 von oben her auf die Maske 7 bzw. auf die in dieser gehaltenen Metallelemente 3.2 aufgesetzt (Position d). Nach dem Aushärten bzw. Abbinden der Klebe- oder Bondschicht 5 wird die Maske 7 entfernt, so dass dann die die strukturierten Metallisierungen 3.1 bildenden Metallelemente 3.2 an dem Substrat 2 über die durchgehende Klebe- oder Bondschicht 5 gehalten sind und nach dem Wenden des Substrats 2 der in der Position e dargestellte Zustand erreicht ist. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Klebeoder Bondschicht 5 zwischen den strukturierten Metallbereichen 3.1 entfernt, beispielsweise wiederum durch Sandstrahlen und/oder durch eine Plasmabehandlung (Position f), so dass die Metallbereiche 3.1 wieder über die strukturierte Klebe- und Bondschicht 5.1 an dem Keramiksubstrat gehalten sind. In weiteren Verfahrensschritten erfolgt dann beispielsweise wiederum eine Nachbehandlung, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit der Figur 4 beschrieben wurde.

Dieses Verfahren ist besonders rationell und umweltschonend, da ein Entfernen von Metall oder Kupfer durch Ätzen zur Erzielung der strukturierten Metallbereiche 3.1 nicht erforderlich ist, die die späteren strukturierten Metallbereiche 3.1 bildenden Metallelemente oder -pads 3.2 vielmehr zeitsparend durch Stanzen erzeugt werden und auch aufwendig aufzubereitende und/oder zu entsorgende Ätzrückstände nicht entstehen.

Die Figur 7 zeigt ein Verfahren, bei dem in gleicher Weise, wie vorstehend für das Verfahren der Figur 6 beschrieben, aus der Metallfolie zunächst die Metallelemente 3.1 ausgestanzt und dann in die passenden Vertiefungen 8 der Maske 7 eingebracht werden (Positionen a und b). Das Aufbringen der Klebe- oder Bondschicht 5 auf das Substrat 2 erfolgt bei diesem Verfahren wiederum strukturiert, d.h. es werden mit einer geeigneten Technik, z.B. dem Siebdruckverfahren und/oder unter Verwendung von Masken strukturierte Bereiche 5.1 dort gebildet, wo ein Metallelement 3.2 zur Bildung eines strukturierten Metallbereichs 3.1 mit dem Substrat 2 verbunden werden soll (Position c). Im Anschluss daran wird das Substrat 2 gewendet auf die in der Maske 7 angeordneten Metallelemente 3.2 aufgesetzt (Position d), sodass nach dem Aushärten des Klebe- oder Bondmaterials bzw. der strukturierten Bereiche 5.1 und nach dem Abnehmen der Maske 7 und dem Wenden des Substrats 2 bereits das an der Oberseite strukturierte Metall-Keramik-Substrat 1 erhalten ist (Position e), welches dann eventuell einer Nachbehandlung zugeführt wird.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass das Klebe- oder Bondmaterial jeweils als durchgehende Klebe- oder Bondschicht 5 oder aber als strukturierte Klebe- oder

Bondschicht 5.1 auf das Substrat 2 aufgebracht wird. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, das Klebe- oder Bondmaterial auf die die Metallisierung 3 bildende Kupferfolie oder auf die bereits z.B. durch Ausstanzen aus einer Metallfolie erzeugten Metallelemente 3.2 aufzubringen. Ein Verfahren der letztgenannten Art ist in der Figur 8 in seinen wesentlichen Verfahrensschritten schematisch dargestellt. Zunächst wird ein Trägermaterial 9, beispielsweise in Form einer Trägerfolie bereitgestellt, auf dem die die späteren strukturierten Metallbereiche 3.1 bildenden Metallelemente oder - pads 3.2 in der erforderlichen Formgebung und räumlichen Anordnung zueinander vorgesehen sind, d.h. das Layout der strukturierten Metallisierung 3 aufgebracht ist. Das Trägermaterial 9 mit den Metallelementen 3.2 wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass eine einseitig mit dem Trägermaterial 9 kaschierte Metall- oder Kupferfolie mittels einer Ätz- oder Maskierungstechnik strukturiert wird und/oder aber die einem Flachmaterial ausgestanzten Metallelemente 3.2 mittels wenigstens einer Maske in der erforderlichen Weise positioniert und anschließend mit einem Haftmittel mit dem Trägermaterial 9 verbunden werden.

Auf die dem Trägermaterial 9 abgewandte Oberflächenseite der Metallelemente 3.2 wird dann das Klebe- oder Bondmaterial aufgebracht, und zwar beispielsweise mit einer Siebdrucktechnik, sodass auf jedem Metallelement 3.2 ein Bereich der strukturierten Klebe- oder Bondschicht 5.1 vorgesehen ist (Position b). In einem weiteren Verfahrensschritt wird dann das Substrat 2 auf die mit dem Klebe- oder Bondmaterial versehenen Metallelemente 3.2 aufgelegt (Position c), und zwar bei weiterhin an dem Trägermaterial 9 gehaltenen Metallelementen 3.2. Nach dem Aushärten des Klebe- oder Bondmaterials wird dann das Trägermaterial 9 durch Abziehen entfernt, sodass das an der Oberseite strukturierte Metall-Keramik-Substrat 1 erhalten ist.

Die Figur 9 zeigt in sehr vereinfachter schematischer Darstellung eine Teillänge eines Leadframes 10, der in bekannter Weise aus einem metallischen Flachmaterial einstückig mit zwei sich jeweils in Leadframe-Längsrichtung erstreckenden und die Längsseiten des Leadframes 10 bildenden Abschnitten 10.1 mit Positionieröffnungen 11, mit die beiden Abschnitte 10.1 leiterartig verbindenden durchgehenden Stegen 10.2 sowie mit den dazwischen liegenden, spätere Anschlüsse bildenden Stegabschnitten 10.3.

Zwischen den Abschnitten 10.1 und den durchgehenden Stegen 10.2 sind mehrere Metall-Keramik-Substrate 1 exakt positioniert vorgesehen, die die Basis für elektrische Schaltkreise oder Module bilden und in einem späteren Verfahrensschritt mit entsprechenden Bauelementen bestückt werden. Die Substrate 1 sind beispielsweise Metall-Keramik-Substrate, die nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, oder aber beispielsweise DCB-Substrate oder durch Aktivlöten hergestellte Substrate. Die Metallisierung an wenigstens einer Oberflächenseite, beispielsweise die Metallisierung 3 ist zur Bildung von Leiterbahnen, Kontaktflächen, Montageflächen usw. strukturiert. Die Stegabschnitte 10.3 sind, wie in der Figur 10 vergrößert dargestellt, mit ihrem freien Ende mit einer Oberflächenseite des Substrates 2 verbunden, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform mit derjenigen Oberflächenseite des Substrates 2, an der auch die strukturierten Metallbereiche 3.1 vorgesehen sind. Die Verbindung zwischen den Wegabschnitten 10.3 und dem Substrat 2 erfolgt über eine Klebe- oder Bondschicht 5 oder strukturierte Klebe- oder Bondschicht 5.1. Nach dem Bestücken der Substrate 1 mit den Bauelementen und nach dem Umspritzen der Substrate und der Bauelemente mit einer das Gehäuse des jeweiligen Moduls bildenden Masse werden die Stegabschnitte 10.3 zur Bildung von nach außen geführten Anschlüssen oder Leads in der dem Fachmann bekannten Weise frei gestanzt.

Die Figur 1 1 zeigt in sehr vereinfachter Darstellung und in Seitenansicht ein Mehrfachsubstrat 12, welches aus zwei Einzelsubstraten 13 und 14 besteht, die jeweils als Metall-Keramik-Substrate ausgebildet sind und von denen das Einzelsubstrat 14 an dem Einzelsubstrat 13 gebondet bzw. durch Kleben befestigt ist. Das Einzelsubstrat13 besteht wiederum aus dem Substrat 2 und den beiden Metallisierungen 3 und 4 an der Ober- und Unterseite des Substrates 2, wobei die Metallisierung 3 strukturiert ist bzw. die strukturierten Metallbereiche 3.1 aufweist. Das Einzelsubstrat 14 besteht ebenfalls aus einem Substrat 2, aus einer oberen und unteren Metallisierung 3 bzw. 4, wobei wiederum eine der beiden Metallisierungen, nämlich die obere, freiliegende Metallisierung 3 strukturiert ist. Die Metallisierungen 3 und 4 sind bei den

Einzelsubstraten entweder unter Verwendung der DCB-Technik und/oder durch Aktivlöten oder aber durch die Klebe- und Bondschichten 5 bzw. der strukturierten Bereiche 5.1 mit dem jeweiligen Substrat 2 verbunden. Die Verbindung des Einzelsubstrats 14 mit dem Einzelsubstrat 15 ist über eine Klebe- oder Bondschicht 5 erfolgt. Überall dort, wo das Klebe- oder Bondmaterial strukturiert, d.h. in Form der strukturierten Bereiche 5.1 aufgebracht wird, ist es zumindest zweckmäßig, die Menge und/oder Verteilung des Klebe- und Bondmaterials in dem jeweiligen strukturierten Bereich der strukturierten Klebe- oder Bondschicht 5.1 sowie die Form dieses Bereichs so zu wählen, dass nach dem Bonden der gesamte, zwischen einem strukturierten Metallbereich 3.1 und dem Substrat 2 gebildete Spalt mit dem Klebe- und Bondmaterial ausgefüllt ist und dieses Material auf jeden Fall auch bis an dem Rand des jeweiligen strukturierten Metallbereichs 3.1 reicht, wie dies in der Figur 12 schematisch für die strukturierte Klebe- oder Bondschicht 5.1 unterhalb des strukturierten Metallbereichs 3.1 dargestellt ist, sich also keinesfalls am Randbereich der Metallisierung bzw. des strukturierten Metallbereichs 3.1 Kavitäten ergeben, wie dies in der Figur 12 mit der Linie 15 angedeutet ist.

Um insbesondere auch derartige Kavitäten 15 in außen liegenden, d.h. konvexen Eckbereichen 16 des jeweils strukturierten Metallbereichs 3.1 zu vermeiden und gleichzeitig zu verhindern, dass beim Bonden das Klebe- oder Bondmaterial über den Rand des jeweils strukturierten Metallbereichs 3.1 vorquillt, erfolgt das strukturierte Aufbringen dieses Materials entsprechend der unterbrochenen Linie 17 der Figur 13 beispielsweise in der Form, dass der Auftrag des Klebe- und Bondmaterials generell etwas kleiner ist als die zu bondende Fläche des strukturierten Metallbereichs 3.1 und dass der Auftrag des Klebe- oder Bondmaterials im Bereich der Ecken 16 stärker an den Rand des strukturierten Metallbereichs 3.1 bzw. an den Randbereich der von den strukturierten Metallbereich 3.1 abgedeckten Fläche des Substrats 2 herangeführt ist, wie dies in der Figur 13 mit dem zipfelartigen Abschnitt 17.1 angedeutet ist.

In der Figur 14 ist in Teildarstellung und in Draufsicht eine als Lochmaske ausgebildete Maske 18 dargestellt, die im Wesentlichen aus einem Flachmaterial 19, beispielsweise aus eine metallischen Flachmaterial oder aus einem Flachmaterial aus Kunststoff besteht und mit einer Vielzahl von durchgehenden Maskenöffnungen oder -löchern 20 versehen ist, welche bei der dargestellten Ausführungsform jeweils die selbe Lochgröße aufweisen. Die Maske 18 dient zum Aufbringen einer vorgegebenen Menge an Kleber- oder Bondmaterial auf das jeweilige Trägersubstrat 2 und wird hierfür auf dieses Trägersubstrat 2 aufgelegt. Im Anschluss daran wird das Kleber- und Bondmaterial auf die dem Trägersubstrat 2 abgewandte Oberflächenseite der Maske 18 aufgebracht, und zwar derart, dass insbesondere auch die Öffnungen 20 mit dem Kleber- und Bondmaterial vollständig ausgefüllt sind. Mit einem Abstreifer oder Rakel wird das nicht in den Öffnungen 20 aufgenommene Bond- oder Klebermaterial von der Maske 18 entfernt. Im Anschluss daran wird die Maske 18 von dem Trägersubstrat 20 abgenommen, sodass auf dem Trägersubstrat 2 dann eine den Maskenöffnungen 20 entsprechende Vielzahl von Aufträgen des Kleber- und Bondmaterials vorhanden ist, und zwar jeweils mit einem der jeweiligen Maskenöffnungen 20 entsprechenden Volumen. Im Anschluss daran wird das Kleber- und Bondmaterial auf dem Trägersubstrat vollflächig verteilt, und zwar zumindest dort, wo später die Metallisierung 3 bzw. 4 aufgebracht werden soll. Nach der Verteilung ist auf dem

Trägersubstrat 2 eine Schicht aus dem Kleber- und Bondmaterials mit der angestrebten Dicke erhalten, auf die (schicht) dann die die Metallisierung 3 bzw. 4 bildende Folie aufgelegt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Flachmaterial 19 beispielsweise eine Dicke von 0,03 mm auf. Der Durchmesser der kreisrunden Löcher 20 beträgt 2,45 mm und der Abstand von Loch zu Loch 1 mm ist, sodass sich mit dieser Lochmaske 18 eine Schichtdicke für das auf die Trägersubstanz 2 aufgebrachte und dort gleichmäßig verteilte Kleber- und Material material in der Größenordnung von etwa 14μm ergibt.

Die Figur 15 zeigt eine Messanordnung 21 zur Bestimmung der Haftfestigkeit bzw. der Peel-off-Festigkeit der jeweiligen Metallisierung 3 bzw. an dem Trägersubstrat 2. Dargestellt ist das Trägersubstrat 3, an welchem an eine Oberflächenseite unter Verwendung der Kleber- oder Bondschicht 5 eine Metallisierung, beispielsweise die Metallisierung 3 in Form eines Metallstreifens vorgegebener Breite x derart aufgebracht ist, dass eine Teillänge 3.1 der Metallisierung bzw. des Metallstreifens fahnenartig von der Oberseite des Trägersubstrates 2 wegsteht. Auf die Teillänge 3.1 wird eine Zugkraft entsprechend dem Pfeil F ausgeübt. Die Haftfestigkeit bzw. Peel-off-Festigkeit ist definiert als Quotienten Peel-off-Festigkeit = FPO/ X, wobei

KPO diejenige Kraft (angegeben in N) ist, die für das Abziehen der Metallisierung 3 bzw. des von dieser Metallisierung gebildeten Metall- oder Teststreifens mindestens erforderlich ist, und x (angegeben in mm) die Breite des Metall- oder Teststreifens sind.

Durch entsprechende Zusammensetzung des Kleber- oder Bondmaterials wird für das erfindungsgemäße Bondmaterial eine Haftfestigkeit von wenigstens 1 N/mm, vorzugsweise von wenigstens 2,5 N/mm angestrebt.

Die Erfindung wurde voranstehend an verschiedenen Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche weitere Ausführungen denkbar sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So können die Metallisierungen 3 und 4 auch zumindest in Teilbereichen aus einer Schicht oder Folie aus einem von Kupfer unterschiedlichen Metall, beispielsweise aus Aluminium oder aus einem metallischen Widerstandsmaterial bestehen.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass das Trägersubstrat 2 ein Keramiksubstrat oder eine Keramikschicht ist. Grundsätzlich kann als Trägersubstrat auch ein solches aus Glas, d.h. ein Glassubstrat verwendet werden oder aber ein Trägersubstrat, welches zumindest teilweise aus Keramik und aus Glas besteht, beispielsweise aus einer Keramik mit einer Glasschicht an wenigstens einer Oberflächenseite. Bezugszeichenliste

I Metall-Keramik-Substrat 2 Trägersubstrat, z.B. Keramik- und/oder Glasschicht

3, 4 Metallisierung

3.1 strukturierter Metallbereich

3.2 Metall päd

5 Klebe- oder Bondschicht 5.1 . strukturierter Bereich der Klebe- und Bondschicht

6 Linie

7 Maske

8 Vertiefung

9 Trägermaterial oder Trägerfolie 10 Leadframe

10.1 Leadframeabschnitt

10.2 Leadframesteg

10.3 Stegabschnitt

I 1 Positionieröffnung 12 Mehrfachmodul

13, 14 Einzelmodul

15 Kavität

16 Eckbereich

17 Form des strukturierten Klebe- und Bondmaterialauftrags 17.1 zipfelartiger Bereich

18 Lochmaske

19 Flachmaterial

20 Maskenöffnung

21 Testvorrichtung zur Bestimmung der Haftfestigkeit

Claims

Patentansprüche

1. Verbundmaterial mit wenigstens einem zumindest an einer Oberflächenseite aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff bestehenden Trägersubstrat (2) aus

Keramik und/oder Glas und mit wenigstens einer von einer Metallschicht gebildeten Metallisierung (3, 4) an einer Oberflächenseite des wenigstens einen Trägersubstrats (2), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Metallisierung (3, 4) durch eine Klebe- oder Bondschicht (5) aus einem Klebe- oder Bondmaterial, welches in einer Kunststoff-Matrix zumindest ein

Nanofasermaterial enthält, mit dem Trägersubstrat (2) und/oder mit einer angrenzenden Schicht oder einem angrenzenden Substrat verbunden ist.

2. Verbundmaterial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat (2) plattenförmig oder im Wesentlichen plattenförmig ist.

3. Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das Trägersubstrat (2) eine Keramik- und/oder Glasschicht oder ein Keramik- und/oder Glassubstrat (2) ist, beispielsweise aus einer Aluminiumoxid- und/oder Aluminiumnitrid- und/oder Siliziumnitrid-Keramik ist.

4. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Metallisierung (3, 4) im Bereich der Klebe- oder Bondschicht (5) von der benachbarten Schicht einen Abstand kleiner 50μm, vorzugsweise ein Abstand in der Größenordnung von maximal

25μm oder zwischen etwa 5μm und 25//m aufweist.

5. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite des Trägersubstrats (2) eine erste Metallisierung (3) und an der Unterseite des Trägersubstrats (2) eine zweite Metallisierung (4) vorgesehen sind, und dass wenigstens eine dieser Metallisierungen strukturiert ist.

6. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die die wenigstens eine Metallisierung (3, A) mit dem

Trägersubstrats (2) verbindende Klebe- oder Bondschicht (5) hinsichtlich ihrer Schichtdicke und/oder Zusammensetzung derart gewählt ist, dass der thermische Widerstand, den die Klebe- oder Bondschicht (5, 5.1) in einer Achsrichtung senkrecht zu den aneinander anschließenden Oberflächenseiten der Metallisierung (3, A) und des Trägersubstrats (2) aufweist, kleiner oder höchstens gleich dem Wärmewiderstand ist, den das Trägersubstrat (2) in dieser Achsrichtung besitzt.

7. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanofasermaterial ein Carbon-Nanofasermaterial ist, und/oder dass das Nanofasermaterial in einem Anteil von 5 bis 30 Gewichtsprozent in dem Klebe- oder Bondmaterial enthalten ist, und zwar bezogen auf das Gesamtgewicht dieses Materials.

8. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanofasermaterial von Nanofasern und/oder Nanotubes gebildet ist, wobei vorzugsweise zumindest ein Großteil dieser Nanofasern oder Nanotubes eine Länge im Bereich zwischen etwa 1//m und 100μm und eine Dicke etwa im Bereich zwischen 1 nm bis 300nm oder im Bereich zwischen etwa 50nm bis 150nm oder im Bereich zwischen etwa 1 nm bis 100nm, beispielsweise im Bereich von etwa 3nm bis 75nm besitzt.

9. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Metallisierung (3, 4) und/oder das wenigstens eine Trägersubstrat (2) im Bereich der Klebe- oder Bondschicht (5,

5.1) mit einer Oberflächenrauhigkeit versehen sind, und zwar die Metallisierung beispielweise mit einer Oberflächenrauhigkeit im Bereich zwischen etwa 1//m und 7μm und/oder das Trägersubstrat beispielsweise mit einer Oberflächenrauhigkeit im Bereich zwischen 4 - 10 μm.

10. Verbundmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die

Oberflächenrauhigkeit mechanisch und/oder physikalisch und/oder chemisch erzeugt ist, beispielsweise durch Sandstrahlen und/oder durch Korngrenzenätzen und/oder durch Plasmabehandlung und/oder durch Abscheiden einer Kupfer sowie ein weiteres Metall aufweisenden Schicht und durch anschließendes Wegätzen des weiteren Metalls.

11.Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bondschicht aus einer Matrix auf Epoxy-Basis oder Epoxy-Harz-Basis besteht.

12. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebe- oder Bondschicht (5, 5.1) bzw. das diese Schicht bildende Klebe- oder Bondmaterial weitere Zusätze, beispielsweise flammhemmende Zusätze, z.B. Halogenide oder Bor-Verbindungen enthält.

13. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Matrix des Klebe- oder Bondmaterials gebildete Kunststoffmaterial derart ausgewählt ist, dass die Klebe- oder Bondschicht (5, 5.1) im ausgehärteten und/oder abgebundenem Zustand eine

Temperaturfestigkeit von wenigstens 220⁰C aufweist.

14. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Metallisierung (3, 4) zumindest in Teilbereichen aus einer metallischen Legierung und/oder aus einem metallischen Verbund- und/oder Mehrschichtmaterial, z.B. aus einem Aluminium/Kupfer-Mehrschichtmaterial besteht.

15. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Metallisierung (3, 4) zumindest teilweise aus Kupfer, aus einer Kupferlegierung, aus Aluminium, aus einer Aluminiumlegierung und/oder aus einem metallischen Widerstandsmaterial besteht und/oder von wenigstens einer metallischen Folie, beispielsweise aus Kupfer, aus einer Kupferlegierung, aus Aluminium, aus einer Aluminiumlegierung und/oder aus dem metallischen Widerstandsmaterial gebildet ist.

16. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Metallisierung eine Dicke im Bereich zwischen etwa 0,01 mm und 4mm, beispielsweise zwischen etwa 0,03mm und

0,8 mm und/oder das wenigstens eine Trägersubstrat (2) eine Dicke im Bereich zwischen etwa 0,1 mm und 1 ,2mm, beispielsweise zwischen etwa 0,25mm und 1 ,2 mm aufweist.

17. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Metallisierung (3, 4) über die Klebeoder Bondschicht (5, 5.1) mit einer Haftfestigkeit (Peel-Off-Festigkeit) von wenigstens 1 N/mm, vorzugsweise mit einer Haftfestigkeit von wenigstens 2,5 N/mm mit der angrenzenden Schicht, beispielsweise mit dem angrenzenden Trägersubstrat (2) verbunden ist.

18. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Metallisierung (3) zur Bildung von strukturierten Metallbereichen (3.1), beispielsweise in Form von Leiterbahnen, Kontakt- und/oder Montageflächen strukturiert ist, und dass die Klebe- und Bondschicht (5, 5.1) zwischen benachbarten strukturierten Metallbereichen (3.1) nicht vorgesehen oder entfernt ist.

19. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung zumindest an einer Oberflächenseite des wenigstens einen Trägersubstrats (2) einen über einen Randbereich des Verbundmaterials (1) oder des Trägersubstrats (2) wegstehenden elektrischen Anschluss bildet, beispielsweise einen aus einem Leadframe (10) erzeugten Anschluss (10.3).

20. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trägersubstrat (2) und/oder die wenigstens eine Metallisierung (3, A) über eine Klebe- oder Bondschicht (5, 5.1) aus dem Klebe- oder Bondmaterial mit einem Leadframe (10) oder mit Stegen (10.3) dieses Leadframes verbunden ist.

21.Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Mehrfachsubstrat aus wenigstens zwei Einzelsubstraten (13, 14) gebildet ist, und dass die Einzelsubstrate über wenigstens eine von dem Klebe- oder Bondmaterial gebildete Klebe- oder

Bondschicht (5, 5.1) miteinander verbunden sind.

22. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Klebe- oder Bondschicht (5, 5.1) frei von Gas- und/oder Dampfblasen, insbesondere Luftblasen ist oder der

Volumenanteil derartiger Blasen bezogen auf das Gesamtvolumen der wenigstens einen Klebe- oder Bondschicht höchstens 0,1 Volumenprozent beträgt.

23.Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebe- oder Bondschicht (5, 5.1) auch pulverförmige Zusätze, wie Kohlenstoff, Grafit, Keramik und/oder metallische Zusätze enthält.

24. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanofasermaterial ein metallfreies oder im Wesentlichen metallfreies Nanofasermaterial, insbesondere ein Nanofasermaterila ohne Ni, Fe und/oder Co und/oder ein chemisch und/oder thermisch vorbehandeltes Nanofasermaterial ist.

25.Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtanteil des Nanofasermaterials und eventueller weiterer Bestandteile in der Kunststoff-Matrix der Klebe- oder Bondschicht (5, 5.1) derart gewählt ist, dass die Glastemperatur des Klebe- oder Bondmaterials bzw. der Kunststoff-Matrix wenigstens 150⁰C beträgt und/oder wenigstens um

25% gegenüber der Glastemperatur des die Kunststoffmatrix bildenden Kunststoff, beispielsweise Epoxy erhöht ist, und/oder dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial und eventuellen weiteren Zusätzen etwa 25 Gewichts% bezogen auf die Gesamtmasse der Klebe- oder Bondschicht beträgt.

26. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial und eventuellen weiteren Zusätzen so gewählt ist, dass eine Dicke der wenigstens einen Klebeoder Bondschicht kleiner als 25 μm möglich ist.

27. Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial sowie ggs. weiteren Füllstoffen so gewählt ist, dass die thermische Leitfähigkeit der Klebeoder Bondschicht (5, 5.1) wenigstens um den Faktor Fünf größer ist als diejenige thermische Leitfähigkeit, die der die Kunststoffmatrix bildende Kunststoff aufweist, beispielsweise größer als 1W/mK ist.

28. Verfahren zum Herstellen eines Verbundmaterials mit wenigstens einem plattenförmigen zumindest an einer Oberflächenseite aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff bestehenden Trägersubstrat (2), beispielsweise in Form einer Keramik- und/oder Glasschicht oder eines Keramik- und/oder Glassubstrats, und mit wenigstens einer von einer Metallschicht oder Metallfolie gebildeten Metallisierung (3, 4) an wenigstens einer Oberflächenseite des Trägersubstrats (2), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Metallisierung (3, A) mit dem Trägersubstrat (2) durch Bonden mit einem Klebeoder Bondmaterial verbunden wird, welches in einer Kunststoffmatrix, beispielsweise in einer Kunststoffmatrix auf Epoxy-Basis Nanofasermaterial, vorzugsweise Carbon-Nanofasermaterial enthält.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht oder Metallfolie und/oder das Trägersubstrat (2) vor dem Bonden an ihren miteinander zu verbindenden Oberflächenseiten aufgeraut werden, und zwar vorzugsweise zur Erzielung einer Rauhigkeit von etwa 1μm bis 5μm für die Metallschicht oder -Folie und/oder zur Erzielung einer Rauhigkeit von etwa 4μm bis 10μm für das Trägersubstrat (2).

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die

Oberflächenrauhigkeit mechanisch und/oder physikalisch und/oder chemisch erzeugt wird, beispielsweise durch Sandstrahlen und/oder durch Bimsen und/oder durch Korngrenzenätzen und/oder durch Plasmabehandlung und/oder durch Abscheiden einer Metallschicht bestehend aus dem Metall der Metallisierung und einem weiteren Metall und durch anschließendes Entfernen des weiteren Metalls durch Ätzen.

31. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Verwendung eines Klebe- oder Bondmaterials, welches zusätzlich zu dem Nanofasermaterial weitere Zusätze, beispielsweise flammhemmende Zusätze, z.B. Halogenide, Bor- und/oder Nitridverbindungen usw. enthält.

32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die über die Klebe- oder Bondschicht (5, 5.1) mit einer angrenzenden Schicht, beispielsweise mit dem Trägersubstrat (2) verbundene Metallisierung (3) strukturiert wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebe- oder Bondmaterial (5) vollflächig auf den mit der Metallisierung (3, 4) zu versehenen Bereich der an die Metallisierung angrenzenden Schicht, beispielsweise des Trägersubstrats (2) aufgebracht wird, und dass nach dem Strukturieren der Metallisierung (3) die Klebe- oder Bondschicht (5) zwischen den

Metallbereichen (3.1 ) der strukturierten Metallisierung (3) entfernt wird, beispielsweise mechanisch, z.B. durch Sandstrahlen, durch Laserbehandlung oder Plasmabehandlung.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebe- oder

Bondmaterial vor dem Aufbringen der wenigstens einen, zu strukturierenden Metallisierung (3) in einer der Form und Lage der Metallbereiche (3.1) der strukturierten Metallisierung entsprechenden Form und Lage auf die zu bondende Metallisierung oder auf die diese bildende Metallschicht (3) und/oder auf den mit der Metallisierung zu versehenen Oberflächenbereich der angrenzenden Schicht, beispielsweise des Trägersubstrats (2) aufgebracht wird.

35. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung wenigstens einer strukturierten Metallisierung an einer Oberflächenseite einer anschließenden Schicht, beispielsweise an einer Oberflächenseite des Trägersubstrats (2) das Layout oder die Metallbereiche (3.1) der strukturierten Metallisierung bildende, beispielsweise durch Stanzen hergestellte Metallelemente oder -pads (3.2) in einer der strukturierten Metallisierung entsprechenden Lage bereitgestellt und unter Verwendung des Klebe- und Bondmaterials mit der anschließenden

Schicht verbunden werden.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen der Metallelemente oder -pads (3.2) durch Anordnung dieser Elemente in einer Maske oder Form 87) und/oder durch lagegenaues Aufbringen dieser Elemente auf einen Hilfsträger oder ein Trägermaterial (9) erfolgt.

37. Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeoder Bondmaterial vollflächig auf den mit der strukturierten Metallisierung zu versehenen Oberflächenbereich der angrenzenden Schicht (2) aufgebracht wird, und dass nach dem Bonden, d.h. nach dem Abbinden und/oder Aushärten des Klebe- oder Bondmaterials (5) dieses zwischen den Metallbereichen (3.1) der strukturierten Metallisierung (3) entfernt wird, beispielsweise mechanisch, z.B.: durch Sandstrahlen, und/oder durch Laser- oder Plasmabehandlung.

38. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebe- oder Bondmaterial auf die mit der strukturierten Metallisierung zu versehene Oberflächenseite der anschließenden Schicht in einer den Metallbereichen oder -pads (3.1) der strukturierten

Metallisierung (3) entsprechenden Formgebung und Lage strukturiert und/oder auf die mit der angrenzenden Schicht zu verbindende Oberflächenseite der bereitgestellten Metallelemente (3.2) aufgebracht wird.

39. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Metallisierung (3, A) zumindest in Teilbereichen aus einer Schicht oder Folie aus Kupfer oder Aluminium oder aus einem metallischen Widerstandsmaterial besteht.

40. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Metallisierung (3, 4) zumindest in Teilbereichen aus Kupfer und/oder aus Aluminium und/oder einer metallischen Legierung, z.B. aus einer Kupferlegierung oder Aluminiumlegierung, und/oder aus einem metallischen Verbund- und/oder Mehrschichtmaterial, z.B. aus einem Aluminium/Kupfer-Mehrschichtmaterial, beispielsweise in Form einer metallischen Folie besteht.

41. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundmaterial nach dem Aufbringen der wenigstens einen Metallisierung (3, A) insbesondere auch zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit durch Tempern nachbehandelt wird, und zwar beispielsweise bei einer Temperatur gleich oder höher als die zum Abbinden des Klebe- und Bondmaterials verwendete Bondtemperatur.

42. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebe- und Bondmaterial auf das Trägersubstrat (2) unter Verwendung von Masken, insbesondere Lochmasken (18), Schablonen, Sieben, durch Sprühen, Walzen und/oder Spincoaten aufgebracht wird.

43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass das vollflächige und/oder strukturierte Aufbringen des Klebe- oder Bondmaterials unter Verwendung wenigstens einer Maske und/oder Schablone und/oder im Siebdruckverfahren erfolgt.

44. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bonden und/oder die Nachbehandlung bzw. das Tempern unter Druck erfolgen.

45. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anmischen des des Klebe- oder Bondmaterials und/oder das Bonden so erfolgen, dass die von dem Klebe- oder Bondmaterial gebildete Klebe- oder Bondschicht (5) zumindest im fertig gestellten Verbund material (1) frei von Gas- und/oder Dampfblasen, insbesondere Luftblasen ist, der Volumenanteil derartiger Blasen in der Klebe- oder

Bondschicht (5) bezogen auf das Gesamtvolumen dieser Schicht höchstens 0,1 Volumen% beträgt.

46. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebe- oder Bondschicht (5, 5.1) auch pulverförmige

Zusätze, wie Kohlenstoff, Grafit und/oder Keramik und/oder metallische Zusätze enthält.

47. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanofasermaterial ein metallfreies oder im

Wesentlichen metallfreies Nanofasermaterial, insbesondere ein Nanofasermaterial ohne Ni, Fe und/oder Co und/oder ein chemisch und/oder thermisch vorbehandeltes Nanofasermaterial ist.

48. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtanteil des Nanofasermaterials und eventueller weiterer Bestandteile in der Kunststoff-Matrix der Klebe- oder Bondschicht (5, 5.1) derart gewählt ist, dass die Glastemperatur des Klebe- oder Bondmaterials bzw. der Kunststoff-Matrix wenigstens 150⁰C beträgt und/oder zumindest um 25% gegenüber der Glastemperatur des die Kunststoffmatrix bildenden Kunststoff, beispielsweise Epoxy erhöht ist, und/oder dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial und eventuellen weiteren Zusätzen etwa 25 Gewichts% bezogen auf die Gesamtmasse der Klebe- oder Bondschicht beträgt.

49. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial und eventuellen weiteren Zusätzen so gewählt ist, dass eine Dicke der wenigstens einen Klebeoder Bondschicht kleiner als 25 μm möglich ist.

50. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial sowie ggs. weiteren Füllstoffen so gewählt ist, dass die thermische Leitfähigkeit der Klebeoder Bondschicht (5, 5.1) wenigstens um den Faktor Vier, vorzugsweise wenigstens um den Faktor Fünf größer ist als diejenige thermische Leitfähigkeit, die der die Kunststoffmatrix bildende Kunststoff ohne Nanofasermaterial sowie ggs. weiteren Füllstoffen aufweist, beispielsweise größer als 1 W/mK ist.

51. Bondmaterial oder Kleber für die Herstellung einer Kleber- oder Bondverbindung zwischen zwei Elementen, beispielsweise zwischen einem Trägersubstrat (2) und einer Metallisierung (3, A)₁ bestehend aus einer zumindest ein Nanofasermaterial enthaltenden Kunststoffmatrix, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Nanofasermaterials sowie ggs. weiterer Zusätze in der Kunststoffmatrix derart gewählt ist, dass das Kleber- oder Bondmaterial für eine Verarbeitung mit einer Schichtdicke kleiner 25 μm geeignet ist.

52. Bondmaterial oder Kleber Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanofasermaterial ein Carbon-Nanofasermaterial ist, und/oder dass das Nanofasermaterial in einem Anteil von 5 bis 30 Gewichtsprozent in dem Klebe- oder Bondmaterial enthalten ist, und zwar bezogen auf das Gesamtgewicht dieses Materials.

53. Bondmaterial oder Kleber nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanofasermaterial von Nanofasern und/oder Nanotubes gebildet ist, wobei vorzugsweise zumindest ein Großteil dieser Nanofasern oder Nanotubes eine Länge im Bereich zwischen etwa 1μm und 100μm und eine Dicke etwa im Bereich zwischen 1 nm bis 300nm oder im Bereich zwischen etwa 50nm bis 150nm oder im Bereich zwischen etwa 1 nm bis 100nm, beispielsweise im Bereich von etwa 3nm bis 75nm besitzt.

54. Bondmaterial oder Kleber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix eine solche auf Epoxy-Basis oder Epoxy-Harz- Basis ist.

55. Bondmaterial oder Kleber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weitere Zusätze, beispielsweise flammhemmende Zusätze, z.B. Halogenide oder Bor-Verbindungen enthält.

56. Bondmaterial oder Kleber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Matrix bildende Kunststoffmaterial derart ausgewählt ist, dass es im ausgehärteten und/oder abgebundenem Zustand eine Temperaturfestigkeit von wenigstens 220⁰C aufweist.

57. Bondmaterial oder Kleber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es pulverförmige Zusätze, wie Kohlenstoff, Grafit,

Keramik und/oder metallische Zusätze enthält.

58. Bondmaterial oder Kleber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanofasermaterial ein metallfreies oder im Wesentlichen metallfreies Nanofasermaterial, insbesondere ein Nanofasermaterial ohne Ni, Fe und/oder Co und/oder ein chemisch und/oder thermisch vorbehandeltes Nanofasermaterial ist.

59. Bondmaterial oder Kleber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtanteil des Nanofasermaterials und eventueller weiterer Bestandteile derart gewählt ist, dass die Glastemperatur des Bondmaterials oder Klebers bzw. der Kunststoff-Matrix wenigstens 150⁰C beträgt und/oder wenigstens um 25% gegenüber der Glastemperatur des die Kunststoffmatrix bildenden Kunststoff, beispielsweise Epoxy erhöht ist, und/oder dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial und eventuellen weiteren Zusätzen etwa 25 Gewichts% bezogen auf die Gesamtmasse der Klebe- oder Bondschicht beträgt.

60. Bondmaterial oder Kleber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtanteil an Nanofasermaterial sowie ggs. weiteren Füllstoffen so gewählt ist, dass die thermische Leitfähigkeit des Bondmaterials oder Klebers wenigstens um den Faktor Fünf größer ist als diejenige thermische Leitfähigkeit, die der die Kunststoffmatrix bildende Kunststoff aufweist, beispielsweise größer als 1 VWmK ist.