WO2022053356A1 - Schichtenverbund - Google Patents

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Markus Scheibel
Anton-Zoran Miric
Tamara ALBERT
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the invention relates to a layered composite comprising two metal layers pointing outwards and at least one intermediate layer made of a hydraulically hardened inorganic cement composition, a method for its production and its use.
  • hydroaulic hardening used herein means setting in the presence of water or after the addition of water.
  • Substrates that can be used as circuit carriers in the electronics sector are known.
  • Examples of such substrates include lead frames, PCBs (printed circuit boards), ceramic substrates, metal-ceramic substrates such as DCB (direct copper bonded), AMB (active metal brazed), IMS (insulated metal substrates), and the like.
  • the present invention consists in providing a new type of substrate which, in its basic conception, can best be compared with a metal-ceramic substrate.
  • the sequence of layers in the preferred type I layered composite is: "Outer metal layer / layer or intermediate layer made of a hydraulically hardened inorganic cement composition / outer metal layer”.
  • the sequence of layers in the type II layered bond is: "Outer metal layer / layer of hydraulically set inorganic cement composition / metal layer / layer of hydraulically set inorganic cement composition / outer metal layer”.
  • the sequence of layers in the Type III laminar bond is: "Outer metal layer / layer of hydraulically set inorganic cement composition / metal layer / layer of hydraulically set inorganic cement composition / Metal Layer / Layer of Hydraulically Set Inorganic Cement Composition / Outer Metal Layer".
  • Hydraulically hardenable inorganic cement which is in powder form, can be mixed with water to produce an aqueous, hydraulically hardenable inorganic cement preparation, in particular in the form of a viscoelastic, for example pasty or flowable mass, also known as "cement paste or cement glue". designated.
  • an aqueous hydraulically set inorganic cementitious composition can be hydraulically set to form a hydraulically set inorganic cement composition in the form of a hard solid, also referred to as "cement stone".
  • cement stone Such a hydraulically set inorganic cement composition is practically water-insoluble, i.e. essentially or completely water-insoluble.
  • the layered composite according to the invention is essentially or completely flat. “Essentially flat” means that the layered composite according to the invention can have a tolerable and undesired warpage, for example of no more than up to 1000 ⁇ m. Such a buckling can occur due to different thermal expansion behavior of the different layers.
  • the Type I layered composite of the present invention is in the form of a sandwich with the two metal layers arranged in parallel opposite one another and separated by the layer of hydraulically set inorganic cement composition.
  • the upper side is used to carry the actual electronic circuit intended side understood (the side on which the electronic components are attached);
  • the underside serves to dissipate heat generated as a result of power loss during the operation of the electronic circuit and is also reserved for this function;
  • it can be connected to a heat sink that is customary in the electronics sector or to a base plate in a materially bonded manner (for example by means of a thermally conductive adhesive, sintered or soldered connection).
  • the metal layers on the inside of the alternating layer sequence found in the layered composites of type II and III can be used to conduct electricity to minimize electrical losses when electrically connected to the metal layer on the top. Electrical connections between metal layers can be implemented by means of electrically conductive spacers (also called vias) mentioned below.
  • the total thickness of the layered composite of type I according to the invention is formed from the sum of the individual layer thicknesses of the two metal layers and the thickness of the layer made of the hydraulically hardened inorganic cement composition and, if present, the layer thickness contributions of one or more other optional layers; in the case of layered composites of type II or III according to the invention, there are also layer thickness contributions from internal metal layers and corresponding hydraulically hardened inorganic cement composition layers.
  • Optional layers are different from metal layers and also from layers of hydraulically set inorganic cement composition.
  • the layer thickness of the metal layer forming the upper side is, for example, in the range from 100 to 1500 ⁇ m, while the layer thickness of the metal layer forming the underside is, for example, in the range from 100 to 1500 ⁇ m or possibly even higher, for example up to 5000 ⁇ m can.
  • the layer thicknesses of the metal layers can all be the same, partially the same or all different from one another. Particularly high layer thicknesses on the underside can occur when the underside itself forms a floor panel.
  • the layer thickness of hydraulically hardened inorganic cement composition layers is in each case, for example, in the range from 50 to 1000 ⁇ m.
  • the metal layers can each be formed from conventional metal foils.
  • a layered composite according to the invention can be produced by means of a continuous or discontinuous process.
  • the format (outline and surface area) of a discontinuously produced layered composite according to the invention can vary within wide ranges.
  • the basis area is generally in the range of 2 to 700 cm 2 .
  • the surface area is more in the lower range of values given by way of example; it can be, for example, in the range from 2 to 100 cm 2 , preferably in the form of a rectangle.
  • the layered composite according to the invention can also be designed as a large-area source for a large number of small-area directly usable as a substrate in the electronics sector according to the invention, for example comparable to a Mastercard known from the field of metal-ceramic substrates that can be divided into several smaller substrates of the desired format.
  • the surface area is then more in the upper range of the previously mentioned range of values.
  • the edges of the metal layers do not protrude beyond the edges of the layer or layers of hydraulically set inorganic cement composition; they either close together or the layer(s) of hydraulically hardened inorganic cement composition has/have a slightly larger surface area than the metal layers and is/are then uncovered by the metal layers in its entire edge area, such that a smaller, for example 0.2 up to 3 mm narrow overhang of hydraulically hardened inorganic cement composition without metal layer covering.
  • the metal layers can have a thinning of their edges, i.e. they can have a thinning of the layer running outwards in the edge area.
  • the metal layers are generally arranged congruently, i.e. in the same format and not shifted in relation to one another.
  • the metal layers can consist of the same or different metals.
  • suitable metals are, in particular, copper and copper alloys, molybdenum and molybdenum alloys, and aluminum and aluminum alloys. Copper alloys, molybdenum alloys and aluminum alloys generally comprise at least 90% by weight copper, at least 90% by weight molybdenum and at least 90% by weight aluminum, respectively.
  • the intermediate layer of the type I layered composite according to the invention or the layers between the metal layers of the type II and III layered composites according to the invention consist of hydraulically hardened inorganic cement composition. In the case of the layered composites of type II and III according to the invention with their two or three layers of hydraulically hardened inorganic cement composition, the latter can consist of the same or different hydraulically hardened inorganic cement compositions.
  • the hydraulically set inorganic cement composition(s) may consist of a hydraulically set inorganic cement or may comprise one or more other components in addition to the hydraulically set inorganic cement itself, ie in addition to the hydraulically set inorganic cement forming a matrix , for example in a total amount of 0.5 to 98 wt .-%.
  • the hydraulically set inorganic cement composition can be formed in particular by mixing hydraulically settable inorganic cement plus optionally the at least one further component with water to form an aqueous hydraulically settable inorganic cement preparation, application of the same, followed by its hydraulic setting (ie setting) and drying.
  • the aqueous hydraulically hardenable inorganic cement preparation can have a water content of, for example, 6 to 25% by weight.
  • the viscosity of a freshly prepared (within 5 minutes after completion) aqueous, hydraulically hardenable inorganic cement preparation can be, for example, in the range from 0.5 to 20 Pa s (when determined using rotational viscometry, plate-plate measuring principle, plate diameter 25 mm, measuring gap 1 mm, sample temperature 20°C).
  • the aqueous hydraulically hardenable inorganic cement preparation also includes one or more other components, in particular the one or more components, in addition to the actual hydraulically hardenable inorganic cement and water.
  • Such other components can already be added or mixed into the hydraulically hardenable inorganic cement. It is also possible first to mix the hydraulically hardenable inorganic cement with all of the other components without the addition of water and then with water to form the aqueous hydraulically hardenable inorganic cement preparation. However, it can also be worked in such a way that the further component or components be added separately before, during and/or after the addition of water.
  • Proportion, time of addition or order of addition depend on the relevant chemical and physical properties during the production of the aqueous hydraulically hardenable inorganic cement preparation with regard to its homogeneity and manageability; From a practical point of view, the person skilled in the art will be guided here in particular by the mixing behavior and the processing behavior, for example the so-called pot life.
  • the other component(s) mentioned above can be included in a total amount of, for example, 0.1 to 92% by weight, based on the aqueous hydraulically hardenable inorganic cement preparation.
  • the hydraulically settable inorganic cement is a pourable powder. It can be, for example, a Portland cement, alumina cement, magnesium oxide cement, phosphate cement, for example zinc phosphate cement or preferably magnesium phosphate cement known to the person skilled in the art.
  • the particles contained in the hydraulically set inorganic cement as well as any other components having particle form have particle sizes below the layer thickness of the hydraulically set inorganic cement composition.
  • Examples of the aforementioned further components include fillers, fibers, flow improvers, setting retarders (pot life extenders), defoamers, water-miscible organic solvents, hydrophobing agents, additives that affect surface tension, wetting agents and adhesion promoters.
  • fillers include glass; calcium sulfate; barium sulfate; simple and complex silicates including sodium, potassium, calcium, aluminum, magnesium, iron and/or zirconium; simple and complex aluminates including calcium, magnesium and/or zirconium; simple and complex titanates including calcium, aluminum, magnesium, barium and/or zirconium; simple and complex zirconates including calcium, aluminum and/or magnesium; zirconia; titanium dioxide; alumina; silicon dioxide, in particular in the form of silicic acid and quartz; silicon carbide; aluminum nitride; boron nitride and silicon nitride.
  • a distinction is made between simple and complex silicates, aluminates, titanates and zirconates.
  • the complex representatives are not complex compounds, rather they mean silicates, aluminates, titanates and zirconates with more than one type of cations, such as sodium aluminum silicate, calcium aluminum silicate, lead zirconium titanate, etc.
  • the presence of such fillers can vary have a beneficial effect on the thermal conductivity and/or the thermal expansion behavior of the hydraulically set inorganic cement composition.
  • fibers examples include glass fibers, basalt fibers, boron fibers and ceramic fibers such as silicon carbide fibers and alumina fibers, rock wool fibers, wollastonite fibers and aramid fibers.
  • the presence of fibers can have a beneficial effect on the tensile strength and thermal shock resistance of the hydraulically set inorganic cement composition.
  • the type I layered composite of the present invention can be prepared by applying the above-mentioned aqueous hydraulically settable inorganic cement composition in a homogeneous layer thickness between two metal foils, followed by hydraulically curing and drying the applied aqueous hydraulically settable inorganic cement composition.
  • the layered composites of type II and III according to the invention can be produced analogously by applying the same or different aqueous hydraulically hardenable inorganic cement preparations in each case in a homogeneous layer thickness between three or four metal foils, followed by hydraulic hardening and drying of the applied aqueous hydraulically hardenable inorganic cement preparation.
  • the invention also relates to production processes for the layered composites according to the invention.
  • Possible manufacturing processes can be continuous or discontinuous.
  • Various application methods are possible, for example printing, squeegeeing, spraying, dispensing, brushing or casting, the latter with or without vacuum support.
  • the hydraulic hardening or setting can take place under ambient conditions, for example at an ambient temperature in the range from 20 to 25° C., and it can take a period of 1 minute to 6 hours, for example.
  • work can be carried out at elevated temperature, for example setting can take place at an object temperature of 30 to below 100° C. and it is then already complete within a few seconds to 1 hour, for example.
  • Drying which is used for dewatering, follows the setting and requires, for example, 0.5 to 6 hours at an object temperature of 80 to 600° C., it being expedient to go through several temperature stages. Drying can be vacuum-assisted.
  • the production process for a type I layered composite according to the invention can comprise the steps: (1) providing a mold that determines the format of the layered composite according to the invention and an aqueous hydraulically hardenable inorganic cement preparation produced as mentioned above,
  • steps (2) to (4) hydraulically setting and drying the aqueous hydraulically settable inorganic cement composition, wherein steps (2) to (4) are carried out so that a laminate comprising the outwardly facing metal foils with a layer of the aqueous hydraulically settable inorganic cement composition therebetween is formed will.
  • the corresponding discontinuous manufacturing process for a type II or III layered composite according to the invention is analogous, with steps (3) and (4) being repeated accordingly.
  • step (1) a form that determines the format of the layered composite according to the invention is provided.
  • the mold allows the metal foils to be accommodated in steps (2) and (4) and the aqueous, hydraulically hardenable inorganic cement preparation to be accommodated between the metal foils in step (3) to be accommodated.
  • the aqueous hydraulically hardenable inorganic cement preparation to be applied in step (2) is provided. They can be produced as mentioned above.
  • step (2) a metal foil is placed in the form provided in step (1).
  • Spacers can be applied between step (2) and step (3).
  • the spacers can be particularly thermally conductive.
  • the spacers can help to define the distance between the metal layers or the layer thickness of the intermediate layer of aqueous, hydraulically hardenable inorganic cement preparation or the hydraulically hardened inorganic cement composition resulting therefrom.
  • the spacers can also function as particularly effective thermal conduction paths from the upper to the lower metal layer within the intermediate layer.
  • spacers can be electrically conductive.
  • step (3) the aqueous, hydraulically hardenable inorganic cement preparation provided in step (1) is applied to the metal foil placed in the mold.
  • Various application methods are possible, for example printing, squeegeeing, spraying, dispensing, brushing or casting, the latter with or without vacuum support.
  • the amount applied depends on the desired layer thickness of the intermediate layer to be formed from the hydraulically hardened inorganic cement composition.
  • the person skilled in the art understands how to take into account a possible volume change, for example volume shrinkage behavior of the material during step (5) during the execution of step (3), in other words, he will choose the wet layer thickness accordingly.
  • step (4) the second metal foil is applied or laid onto the applied aqueous, hydraulically hardenable inorganic cement preparation. It can be expedient to take supporting measures when carrying out step (4), such as the action of vibration, ultrasound or pressing force, for example by means of a stamp or a weight.
  • Steps (2) to (4) are carried out so as to form a laminate comprising the outwardly facing metal foils with a layer of the aqueous hydraulically settable inorganic cementitious composition therebetween. It is expedient to ensure that the metal foils are flat and are not deliberately changed or damaged in this regard.
  • step (5) the aqueous hydraulically settable inorganic cement composition located between the metal foils is hydraulically set and dried.
  • the setting takes place in the mold.
  • the drying step can take place in and/or outside the mould.
  • the setting can take place at ambient conditions, for example at an ambient temperature in the range of 20 to 25°C, and can take for example a duration of 1 minute to 6 hours. If the setting time is to be shortened, work can be carried out at elevated temperature, for example setting can take place at an object temperature of 30 to below 100° C. and it is then already complete within a few seconds to 1 hour, for example. Drying, which is used for dewatering, follows the setting and requires, for example, 0.5 to 6 hours at an object temperature of 80 to 600° C., it being expedient can be to go through several temperature levels. Drying can be vacuum-assisted.
  • Steps (1) to (5) represent a sequence of steps.
  • intermediate steps and/or subsequent steps can take place after step (5).
  • An example of such an intermediate step is the aforementioned spacer application.
  • Another example is to provide one or the metal foils with an adhesion promoter on the side facing the aqueous, hydraulically hardenable cement preparation before carrying out steps (2) or (4).
  • the above-mentioned further optional layers can be formed. It is also possible that adhesion promoter that gets into the layered composite in this way partially or completely gets into the intermediate layer, for example by diffusion.
  • the production process for a layered composite according to the invention can be carried out in the sense of lamination, in which the metal layers are laminated with aqueous, hydraulically hardenable cement preparation without using a format-determining mold and then fed as a laminate to hydraulic hardening and drying.
  • a layered composite according to the invention either already has a format required for a specific application, for example in the electronics sector, or it can be divided into smaller desired formats using conventional methods, for example by laser cutting or sawing, as mentioned above.
  • the metallic upper side of a layered composite according to the invention can be processed and structured using methods as are customary in the field of metal-ceramic substrates, for example relevant portions of the metal layer forming the upper side can be masked photolithographically and removed by etching.
  • a layered composite according to the invention can be used as a substrate in the field of electronics; in this respect, a layered composite according to the invention is an electronic substrate or an electronic substrate in the form of a layered composite according to the invention.
  • the metal layer forming the upper side can be used to connect to electronic components.
  • the intermediate layer(s) of hydraulically set inorganic cement composition serves as an insulator between the metal layers and can act as a thermal bridge are used, which establishes the thermal path to the metal layer forming the underside and one or more heat sinks that may be connected to it.
  • aqueous cementitious composition Water was mixed into an aqueous cementitious composition.
  • the aqueous cement preparation was applied with a brush to one side of a 0.5 mm thick copper foil (format 5 cm by 3 cm) in a homogeneous layer thickness of 760 ⁇ m.
  • a second identical copper foil was then placed congruently with the first copper foil on the side coated with the applied cement preparation and hydraulically hardened at 20° C. for 4 hours.
  • the sandwich arrangement created in this way was then heated in an oven to 90° C. at a heating rate of 1 K/min and at this temperature for one hour
  • the temperature maintained.
  • the temperature was then increased to 160° C. at a heating rate of 1 K/min and held for one hour.
  • Particle size of 50 ⁇ m, 6 parts by weight of 2-imidazolidinone, 11 parts by weight of microsilica with a maximum particle size of 5 ⁇ m, 65 parts by weight of alumina powder with a maximum particle size of 100 ⁇ m and 12 parts by weight of water were mixed into an aqueous cementitious composition.
  • the aqueous cement preparation was applied with a brush to one side of a 0.5 mm thick copper foil (format 5 cm by 3 cm) in a homogeneous layer thickness of 760 ⁇ m.
  • a second identical copper foil was then placed congruently with the first copper foil on the side coated with the applied cement preparation and hydraulically hardened at 20° C. for 4 hours.
  • the sandwich arrangement created in this way was then heated in an oven to 90° C. at a heating rate of 1 K/min and kept at this temperature for one hour. The temperature was then increased to 160° C. at a heating rate of 1 K/min and held for one hour.

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Abstract

Schichtenverbund umfassend zwei nach außen weisende Metallschichten mit einer dazwischen befindlichen alternierenden Schichtenabfolge aus n Schichten aus einer hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung und n - 1 Metallschichten mit n = 1, 2 oder 3.

Description

Schichtenverbund
Die Erfindung betrifft einen Schichtenverbund umfassend zwei nach außen weisende Metallschichten und mindestens eine Zwischenschicht aus einer hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung.
Der hierin verwendete Begriff „hydraulisches Härten“ bedeutet Abbinden in Gegenwart von Wasser respektive nach Zusatz von Wasser.
Im Elektronikbereich als Schaltungsträger verwendbare Substrate sind bekannt. Beispiele für solche Substrate umfassen Leadframes, PCBs (printed circuit boards, gedruckte Leiterplatten), Keramiksubstrate, Metallkeramiksubstrate wie beispielsweise DCB (direct copper bonded), AMB (active metal brazed), IMS (isolierte Metallsubstrate) und dergleichen.
Die vorliegende Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen Substrattyps, der in seiner grundsätzlichen Konzeption am ehesten mit einem Metallkeramiksubstrat verglichen werden kann.
Bei dem neuen erfindungsgemäßen Substrattyp handelt es sich um einen Schichtenverbund umfassend oder bestehend aus zwei nach außen weisenden Metallschichten mit einer dazwischen befindlichen alternierenden Schichtenabfolge aus n Schichten aus einer hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung und n-1 Metallschichten, wobei n = 1 (Schichtenverbund vom Typ I), 2 (Schichtenverbund vom Typ II), oder 3 (Schichtenverbund vom Typ III) bedeutet.
Die Schichtenabfolge beim Schichtenverbund vom bevorzugten Typ I lautet: „Äußere Metallschicht / Schicht bzw. Zwischenschicht aus einer hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung / Äußere Metallschicht“.
Die Schichtenabfolge beim Schichtenverbund vom Typ II lautet: „Äußere Metallschicht / Schicht aus einer hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung / Metallschicht / Schicht aus einer hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung / Äußere Metallschicht“.
Die Schichtenabfolge beim Schichtenverbund vom Typ III lautet: „Äußere Metallschicht / Schicht aus einer hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung / Metallschicht / Schicht aus einer hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung / Metallschicht / Schicht aus einer hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung / Äußere Metallschicht“.
Hierin wird unterschieden zwischen hydraulisch härtbarem anorganischen Zement, wässriger hydraulisch härtbarer anorganischer Zementzubereitung und hydraulisch gehärteter anorganischer Zementzusammensetzung. Aus hydraulisch härtbarem anorganischem Zement, welcher in Pulverform vorliegt, kann durch Vermischen mit Wasser eine wässrige hydraulisch härtbare anorganische Zementzubereitung insbesondere in Form einer viskoelastischen, beispielsweise pastösen oder fließfähigen Masse hergestellt werden, auch als „Zementleim (englisch: cement paste oder cement glue)“ bezeichnet. Eine wässrige hydraulisch härtbare anorganische Zementzubereitung wiederum kann hydraulisch zu einer hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung in Form eines harten Festkörpers aushärten, auch als „Zementstein (englisch: cement stone)“ bezeichnet. Eine derartige hydraulisch gehärtete anorganische Zementzusammensetzung ist praktisch wasserunlöslich, d.h. im Wesentlichen oder vollständig wasserunlöslich.
Der erfindungsgemäße Schichtenverbund ist im Wesentlichen oder vollständig eben. „Im Wesentlichen eben“ bedeutet, dass der erfindungsgemäße Schichtenverbund eine tolerierbare und an sich ungewollte Wölbung (englisch: „warpage“), beispielsweise von nicht mehr als bis zu 1000 pm aufweisen kann. Eine solche Wölbung kann aufgrund unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhaltens der verschiedenen Schichten auftreten.
Die weitere Beschreibung erfolgt, soweit nicht ausdrücklich anders bemerkt, am Beispiel der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schichtenverbundes vom Typ I. Für die erfindungsgemäßen Schichtenverbunde vom Typ II oder III gilt Analoges sowohl im Hinblick auf die Schichtenverbunde als solche als auch bezüglich deren Herstellungsweise und Verwendung.
Der erfindungsgemäße Schichtenverbund vom Typ I liegt vor in Gestalt einer Sandwichanordnung mit den beiden einander parallel gegenüber angeordneten und durch die Schicht aus der hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung voneinander getrennten Metallschichten.
Bei Betrachtung des erfindungsgemäßen in horizontaler Lage befindlichen Schichtenverbundes vom Typ I bildet eine der beiden Metallschichten die Oberseite des Schichtenverbundes und die andere die Unterseite. Um Missverständnisse auszuschließen, mit Blick auf eine mögliche Verwendung als Substrat in der Elektronik wird die Oberseite als die zum Tragen der eigentlichen elektronischen Schaltung gedachte Seite verstanden (die Seite, auf der die elektronischen Bauteile befestigt werden); die Unterseite hingegen dient der Abfuhr von infolge Verlustleistung während des Betriebs der elektronischen Schaltung entstehender Wärme und bleibt dieser Funktion auch vorbehalten; beispielsweise kann sie dazu mit einem im Elektronikbereich üblichen Kühlkörper oder mit einer Bodenplatte stoffschlüssig (beispielsweise durch eine Wärmeleitklebe-, Sinter- oder Lötverbindung) verbunden werden. Es ist auch möglich, die Metallschicht der Unterseite direkt als Kühlkörper auszubilden respektive durch einen solchen zu ersetzen.
Die innenliegenden Metallschichten der bei den Schichtenverbunden vom Typ II und III zu findenden alternierenden Schichtenabfolge können bei elektrischer Verbindung mit der oberseitigen Metallschicht einer elektrische Verluste minimierenden Stromleitung dienen. Elektrische Verbindungen zwischen Metallschichten können mittels nachstehend noch erwähnter elektrisch leitfähiger Spacer (auch Via genannt) realisiert werden.
Die Gesamtdicke des erfindungsgemäßen Schichtenverbundes vom Typ I wird gebildet aus der Summe der Einzelschichtdicken der beiden Metallschichten und der Dicke der Schicht aus der hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung sowie, falls vorhanden, der Schichtdickenbeiträge einer oder mehrerer weiterer optionaler Schichten; bei erfindungsgemäßen Schichtenverbunden vom Typ II oder III kommen Schichtdickenbeiträge innenliegender Metallschichten und entsprechender hydraulisch gehärteter anorganischer Zementzusammensetzungsschichten hinzu. Optionale Schichten sind verschieden von Metallschichten und auch von Schichten aus hydraulisch gehärteter anorganischer Zementzusammensetzung. Die Schichtdicke der die Oberseite bildenden Metallschicht liegt wie auch die innenliegender Metallschichten beispielsweise im Bereich von 100 bis 1500 pm, während die Schichtdicke der die Unterseite bildenden Metallschicht beispielsweise im Bereich von 100 bis 1500 pm oder gegebenenfalls sogar höher liegt, beispielsweise bis zu 5000 pm betragen kann. Die Schichtdicken der Metallschichten können alle gleich, teilweise gleich oder alle verschieden voneinander sein. Besonders hohe Schichtdicken der Unterseite können dann auftreten, wenn die Unterseite selber eine Bodenplatte bildet. Die Schichtdicke von hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzungsschichten liegt jeweils beispielsweise im Bereich von 50 bis 1000 pm. Die Metallschichten können jeweils, wie im weiteren Verlauf noch erläutert wird, aus üblichen Metallfolien gebildet werden. Mit anderen Worten, die Dicke der Metallschichten entspricht der solcher Metallfolien. Wie später noch erläutert wird, kann ein erfindungsgemäßer Schichtenverbund mittels eines kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahrens hergestellt werden. Das Format (Umriss und Flächenmaß) eines diskontinuierlich hergestellten erfindungsgemäßen Schichtenverbundes kann in weiten Bereichen variieren. Das Flächenmaß liegt im Allgemeinen im Bereich von 2 bis 700 cm2. Im Allgemeinen handelt es sich um Schichtenverbunde in Rechteckform, beispielsweise im Format 1 cm mal 2 cm bis 14 cm mal 50 cm.
Bei einem direkt als Substrat im Elektronikbereich verwendbaren erfindungsgemäßen Schichtenverbund liegt das Flächenmaß eher im unteren des beispielhaft genannten Wertebereichs; es kann beispielsweise im Bereich von 2 bis 100 cm2 liegen, bevorzugt in Rechteckform.
Der erfindungsgemäße Schichtenverbund kann aber auch als großflächige Quelle für eine Vielzahl von kleinflächigen direkt als Substrat im Elektronikbereich verwendbaren erfindungsgemäßen Schichtenverbunden ausgestaltet sein, beispielsweise vergleichbar einer aus dem Bereich der Metallkeramiksubstrate bekannten in mehrere kleinere Substrate gewünschten Formats zerteilbaren Mastercard. Das Flächenmaß liegt dann eher im oberen Bereich des vorerwähnten Wertebereichs.
Die Ränder der Metallschichten ragen nicht über die Ränder der Schicht oder Schichten aus hydraulisch gehärteter anorganischer Zementzusammensetzung hinaus; sie schließen entweder gemeinsam damit ab oder die Schicht(en) aus hydraulisch gehärteter anorganischer Zementzusammensetzung hat/haben eine geringfügig größere Flächenausdehnung als die Metallschichten und liegt/liegen dann in ihrem gesamten Randbereich unbedeckt von den Metallschichten vor, dergestalt dass ein geringer beispielsweise 0,2 bis 3 mm schmaler Überstand hydraulisch gehärteter anorganischer Zementzusammensetzung ohne Metallschichtbedeckung vorliegt. Die Metallschichten können eine Randabschwächung ihrer Ränder aufweisen, d.h. sie können im Randbereich eine nach außen verlaufende Schichtdickenabschwächung haben. Die Metallschichten sind im Allgemeinen deckungsgleich angeordnet, d.h. gleichformatig und nicht gegeneinander verschoben.
Die Metallschichten können aus dem gleichen oder aus verschiedenen Metallen bestehen. Als Beispiele für geeignete Metalle sind insbesondere Kupfer und Kupferlegierungen, Molybdän und Molybdänlegierungen sowie Aluminium und Aluminiumlegierungen zu nennen. Kupferlegierungen, Molybdänlegierungen und Aluminiumlegierungen umfassen im Allgemeinen mindestens 90 Gewichts-% Kupfer, mindestens 90 Gewichts-% Molybdän bzw. mindestens 90 Gewichts-% Aluminium. Die Zwischenschicht des erfindungsgemäßen Schichtenverbundes vom Typ I bzw. die Schichten zwischen den Metallschichten der erfindungsgemäßen Schichtenverbunde vom Typ II und III bestehen aus hydraulisch gehärteter anorganischer Zementzusammensetzung. Im Falle der erfindungsgemäßen Schichtenverbunde vom Typ II und III mit ihren zwei bzw. drei hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzungsschichten können letztere aus jeweils den gleichen oder aus voneinander verschiedenen hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzungen bestehen.
Die hydraulisch gehärtete(n) anorganische(n) Zementzusammensetzung(en) kann/können aus einem hydraulisch gehärteten anorganischen Zement bestehen oder neben dem eigentlichen hydraulisch gehärteten anorganischen Zement, d.h. neben dem eine Matrix bildenden hydraulisch gehärteten anorganischen Zement, einen oder mehrere weitere Bestandteile umfassen, beispielsweise in einem Gesamtmengenanteil von 0,5 bis 98 Gew.-%. In beiden Fällen kann die hydraulisch gehärtete anorganische Zementzusammensetzung insbesondere gebildet werden durch Vermischen von hydraulisch härtbarem anorganischem Zement plus gegebenenfalls dem mindestens einen weiteren Bestandteil mit Wasser zu einer wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung, Applikation derselben, gefolgt von deren hydraulischer Härtung (d.h. dem Abbinden) und Trocknung.
Die wässrige hydraulisch härtbare anorganische Zementzubereitung kann einen Wasseranteil von beispielsweise 6 bis 25 Gew.-% aufweisen.
Die Viskosität einer frisch hergestellten (innerhalb von 5 Minuten nach Fertigstellung) wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung kann beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 20 Pa s (bei Bestimmung mittels Rotationsviskosimetrie, Platte-Platte-Messprinzip, Plattendurchmesser 25 mm, Messspalt 1 mm, Probentemperatur 20°C) liegen.
Umfasst die hydraulisch gehärtete anorganische Zementzusammensetzung neben dem eigentlichen hydraulisch gehärteten anorganischen Zement einen oder mehrere weitere Bestandteile, so umfasst die wässrige hydraulisch härtbare anorganische Zementzubereitung neben dem eigentlichen hydraulisch härtbaren anorganischen Zement und Wasser auch einen oder mehrere weitere Bestandteile, insbesondere den oder die gleichen Bestandteile. Solche weiteren Bestandteile können schon dem hydraulisch härtbaren anorganischen Zement beigegeben respektive zugemischt werden. Es ist auch möglich, zunächst den hydraulisch härtbaren anorganischen Zement mit allen der weiteren Bestandteile ohne Wasserzusatz und danach mit Wasser zur wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischem Zementzubereitung zu vermischen. Es kann aber auch so gearbeitet werden, dass der oder die weiteren Bestandteile separat vor, während und/oder nach dem Wasserzusatz zugegeben werden. Mengenanteil, Zugabezeitpunkt bzw. Zugabereihenfolge richten sich nach den betreffenden chemischen und physikalischen Eigenschaften während der Herstellung der wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung im Hinblick auf deren Homogenität und Handhabbarkeit; aus praktischer Sicht wird sich der Fachmann hier insbesondere am Mischverhalten und am Verarbeitungsverhalten, beispielsweise der sogenannten Topfzeit (englisch: pot life) orientieren.
Der oder die vorerwähnten weiteren Bestandteile können in einem Gesamtmengenanteil von beispielsweise 0,1 bis 92 Gew.-%, bezogen auf wässrige hydraulisch härtbare anorganische Zementzubereitung, umfasst sein.
Der hydraulisch härtbare anorganische Zement als solcher ist ein schüttfähiges Pulver. Es kann sich beispielsweise um einen dem Fachmann bekannten Portlandzement, Tonerdezement, Magnesiumoxidzement, Phosphatzement, beispielsweise Zinkphosphatzement oder bevorzugt Magnesiumphosphatzement handeln.
Die im hydraulisch härtbaren anorganischen Zement enthaltenen Partikel als auch Partikelform aufweisende etwaige weitere Bestandteile haben Teilchengrößen unterhalb der Schichtdicke der hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung.
Beispiele für vorerwähnte weitere Bestandteile umfassen Füllstoffe, Fasern, Fließverbesserer, Abbindeverzögerer (Topfzeitverlängerer), Entschäumer, wassermischbare organische Lösemittel, Hydrophobisierungsmittel, Oberflächenspannung beeinflussende Additive, Benetzungsmittel und Haftvermittler.
Beispiele für Füllstoffe umfassen Glas; Calciumsulfat; Bariumsulfat; einfache und komplexe Silikate umfassend Natrium, Kalium, Calcium, Aluminium, Magnesium, Eisen und/oder Zirkonium; einfache und komplexe Aluminate umfassend Calcium, Magnesium und/oder Zirkonium; einfache und komplexe Titanate umfassend Calcium, Aluminium, Magnesium, Barium und/oder Zirkonium; einfache und komplexe Zirkonate umfassend Calcium, Aluminium und/oder Magnesium; Zirkoniumdioxid; Titandioxid; Aluminiumoxid; Siliziumdioxid, insbesondere in Form von Kieselsäure und Quarz; Siliziumcarbid; Aluminiumnitrid; Bornitrid und Siliziumnitrid. Hierin wird zwischen einfachen und komplexen Silikaten, Aluminaten, Titanaten und Zirkonaten unterschieden. Bei den komplexen Vertretern handelt es sich nicht etwa um Komplexverbindungen, vielmehr sind damit Silikate, Aluminate, Titanate und Zirkonate gemeint mit mehr als einer Art von Kationen, wie beispielsweise Natriumaluminiumsilikat, Calciumaluminiumsilikat, Bleizirkontitanat usw. Die Anwesenheit solcher Füllstoffe kann sich günstig auf die Wärmeleitfähigkeit und/oder das Wärmeausdehnungsverhalten der hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung auswirken.
Beispiele für Fasern umfassen Glasfasern, Basaltfasern, Borfasern und keramische Fasern, beispielsweise Siliziumkarbidfasern und Aluminiumoxidfasern, Steinwollfasern, Wollastonitfasern und Aramidfasern. Die Anwesenheit von Fasern kann sich günstig auf die Zugspannungsfestigkeit und Temperaturwechselfestigkeit der hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung auswirken.
Der erfindungsgemäße Schichtenverbund vom Typ I kann hergestellt werden durch Applikation der vorerwähnten wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung in homogener Schichtdicke zwischen zwei Metallfolien, gefolgt von hydraulischem Härten und Trocknen der applizierten wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung. Ganz analog können die erfindungsgemäßen Schichtenverbunde vom Typ II und III hergestellt werden durch Applikation jeweils gleicher oder verschiedener wässriger hydraulisch härtbarer anorganischer Zementzubereitungen in jeweils homogener Schichtdicke zwischen drei respektive vier Metallfolien, gefolgt von hydraulischem Härten und Trocknen der applizierten wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung. Die Erfindung betrifft insofern auch Herstellungsverfahren für die erfindungsgemäßen Schichtenverbunde. Mögliche Herstellungsverfahren können kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgestaltet sein. Verschiedene Applikationsverfahren sind möglich, beispielsweise Drucken, Rakeln, Aufsprühen, Dispensen, Aufpinseln oder Vergießen, letzteres mit oder ohne Vakuumunterstützung. Das hydraulische Härten bzw. das Abbinden kann bei Umgebungsbedingungen, beispielsweise bei einer Umgebungstemperatur im Bereich von 20 bis 25 °C stattfinden und dabei beispielsweise eine Dauer von 1 Minute bis 6 Stunden benötigen. Soll die Abbindedauer verkürzt werden, kann bei erhöhter Temperatur gearbeitet werden, beispielsweise kann das Abbinden bei 30 bis unter 100 °C Objekttemperatur stattfinden und es ist dann schon beispielsweise innerhalb weniger Sekunden bis 1 Stunde beendet. Das der Entwässerung dienende Trocknen schließt sich ans Abbinden an und benötigt beispielsweise 0,5 bis 6 Stunden bei 80 bis 600 °C Objekttemperatur, wobei es zweckmäßig sein kann, mehrere Temperaturstufen zu durchlaufen. Das Trocknen kann vakuumunterstützt erfolgen.
In einer als diskontinuierliches Verfahren ausgestalteten Ausführungsform kann das Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäßen Schichtenverbund vom Typ I die Schritte umfassen: (1) Bereitstellen einer das Format des erfindungsgemäßen Schichtenverbundes bestimmenden Form und einer wie vorerwähnt hergestellten wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung,
(2) Vorlegen einer Metallfolie in die Form,
(3) Applizieren der wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung auf die vorgelegte Metallfolie,
(4) Aufbringen einer weiteren Metallfolie auf die applizierte wässrige hydraulisch härtbare anorganische Zementzubereitung, und
(5) hydraulisches Härten und Trocknen der wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung, wobei die Schritte (2) bis (4) so durchgeführt werden, dass ein Schichtenverbund umfassend die nach außen weisenden Metallfolien mit einer dazwischen befindlichen Schicht aus der wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung gebildet wird. Das entsprechende diskontinuierliche Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäßen Schichtenverbund vom Typ II oder III ist analog, wobei die Schritte (3) und (4) dementsprechend wiederholt werden.
In Schritt (1) wird eine das Format des erfindungsgemäßen Schichtenverbundes bestimmende Form bereitgestellt. Die Form erlaubt eine Aufnahme der in den Schritten (2) und (4) aufzunehmenden Metallfolien sowie der in Schritt (3) zwischen den Metallfolien aufzunehmenden wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung. Ferner wird in Schritt (1) die in Schritt (2) zu applizierende wässrige hydraulisch härtbare anorganische Zementzubereitung bereitgestellt. Deren Herstellung kann erfolgen wie vorerwähnt.
In Schritt (2) wird eine Metallfolie in die in Schritt (1) bereitgestellte Form vorgelegt.
Zwischen Schritt (2) und Schritt (3) können Spacer appliziert werden. Die Spacer können besonders wärmeleitfähig sein. Die Spacer können helfen den Abstand zwischen den Metallschichten respektive die Schichtdicke der Zwischenschicht aus wässriger hydraulisch härtbarer anorganischer Zementzubereitung bzw. der daraus entstehenden hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung zu definieren. Die Spacer können auch als besonders effektive Wärmeleitpfade von der ober- zur unterseitigen Metallschicht innerhalb der Zwischenschicht fungieren. Bei einem erfindungsgemäßen Schichtenverbund vom Typ II oder III können Spacer elektrisch leitfähig sein. In Schritt (3) wird die in Schritt (1) bereitgestellte wässrige hydraulisch härtbare anorganische Zementzubereitung auf die in der Form vorgelegte Metallfolie appliziert. Verschiedene Applikationsverfahren sind möglich, beispielsweise Drucken, Rakeln, Aufsprühen, Dispensen, Aufpinseln oder Vergießen, letzteres mit oder ohne Vakuumunterstützung. Die zur Applikation gelangende Menge richtet sich nach der gewünschten Schichtdicke der auszubildenden Zwischenschicht aus der hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung. Der Fachmann versteht es, während der Ausführung von Schritt (3) ein mögliches Volumenänderungs-, beispielsweise Volumenschrumpfverhalten des Materials während Schritt (5) zu berücksichtigen, mit anderen Worten, er wird die Nassschichtdicke dementsprechend wählen.
In Schritt (4) wird die zweite Metallfolie auf die applizierte wässrige hydraulisch härtbare anorganische Zementzubereitung aufgebracht respektive aufgelegt. Es kann zweckmäßig sein bei der Durchführung von Schritt (4) unterstützende Maßnahmen zu treffen, wie beispielsweise Einwirkung von Vibration, Ultraschall oder Presskraft, beispielsweise mittels eines Stempels oder eines Gewichts.
Die Schritte (2) bis (4) werden so durchgeführt, dass ein Schichtenverbund umfassend die nach außen weisenden Metallfolien mit einer dazwischen befindlichen Schicht aus der wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung gebildet wird. Es ist zweckmäßig dabei darauf zu achten, dass die Metallfolien eben sind und diesbezüglich auch nicht willentlich verändert oder beschädigt werden.
In Schritt (5) wird die zwischen den Metallfolien befindliche wässrige hydraulisch härtbare anorganische Zementzubereitung hydraulisch gehärtet und getrocknet. Dabei entsteht ein erfindungsgemäßer Schichtenverbund. Zumindest das Abbinden erfolgt in der Form. Der Trocknungsschritt kann in und/oder außerhalb der Form stattfinden. Das Abbinden kann bei Umgebungsbedingungen, beispielsweise bei einer Umgebungstemperatur im Bereich von 20 bis 25 °C stattfinden und dabei beispielsweise eine Dauer von 1 Minute bis 6 Stunden benötigen. Soll die Abbindedauer verkürzt werden, kann bei erhöhter Temperatur gearbeitet werden, beispielsweise kann das Abbinden bei 30 bis unter 100 °C Objekttemperatur stattfinden und es ist dann schon beispielsweise innerhalb weniger Sekunden bis 1 Stunde beendet. Das der Entwässerung dienende Trocknen schließt sich ans Abbinden an und benötigt beispielsweise 0,5 bis 6 Stunden bei 80 bis 600 °C Objekttemperatur, wobei es zweckmäßig sein kann, mehrere Temperaturstufen zu durchlaufen. Das Trocknen kann vakuumunterstützt erfolgen.
Die Schritte (1) bis (5) stellen eine Schrittfolge dar. Optional können allerdings Zwischenschritte und/oder Schritt (5) nachgelagerte Folgeschritte stattfinden. Ein Beispiel für einen solchen Zwischenschritt ist die vorerwähnte Spacerapplikation. Ein anderes Beispiel ist es, eine oder die Metallfolien vor Ausführung der Schritte (2) respektive (4) auf der der wässrigen hydraulisch härtbaren Zementzubereitung zugewandten Seite mit einem Haftvermittler zu versehen. So kann es im Übrigen beispielsweise zur Bildung vorerwähnter weiterer optionaler Schichten kommen. Es kann auch sein, dass auf diese Weise in den Schichtenverbund gelangender Haftvermittler teilweise oder vollständig in die Zwischenschicht gelangt, beispielsweise durch Diffusion.
In einer als kontinuierliches Verfahren ausgestalteten Ausführungsform kann das Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäßen Schichtenverbund im Sinne eine Laminierung erfolgen, bei der die Metallschichten mit wässriger hydraulisch härtbarer Zementzubereitung ohne Verwendung einer formatbestimmenden Form laminiert und anschließend als Laminat der hydraulischen Härtung und Trocknung zugeführt werden.
Ein erfindungsgemäßer Schichtenverbund hat entweder schon ein für eine bestimmte Anwendung, beispielsweise ein im Elektronikbereich gewünschtes Format oder er kann wie vorerwähnt mit üblichen Verfahren in kleinere Wunschformate zerteilt werden, beispielsweise durch Laserschneiden oder Zersägen.
Die metallische Oberseite eines erfindungsgemäßen Schichtenverbundes kann mit Verfahren wie im Bereich der Metallkeramiksubstrate üblich bearbeitet und strukturiert werden, beispielsweise können betreffende Anteile der die Oberseite bildenden Metallschicht fotolithographisch maskiert und durch Ätzen entfernt werden.
Wie eingangs schon erwähnt kann ein erfindungsgemäßer Schichtenverbund im Elektronikbereich als Substrat verwendet werden; insofern handelt es sich bei einem erfindungsgemäßen Schichtenverbund um ein Elektroniksubstrat respektive um ein Elektroniksubstrat in Gestalt eines erfindungsgemäßen Schichtenverbundes. So kann die die Oberseite bildende Metallschicht einer Verbindung mit Elektronikbauteilen dienen. Die Zwischenschicht(en) aus hydraulisch gehärteter anorganischer Zementzusammensetzung dient/dienen als Isolator zwischen den Metallschichten und sie kann/können als Wärmebrücke dienen, die den thermischen Pfad zur die Unterseite bildenden Metallschicht und einem oder mehreren daran gegebenenfalls angebundenen Kühlkörpern herstellt.
Ausführungsbeispiele:
7 Gewichtsanteile eines Tonerdezementpulvers mit einer maximalen Teilchengröße von 63 pm (Siebrückstand 5 %), 6 Gewichtsanteile 2-lmidazolidinon, 10 Gewichtsanteile
Microsilica mit einer maximalen Teilchengröße von 5 pm, 65 Gewichtsanteile
Aluminiumoxidpulver mit einer maximalen Teilchengröße von 100 pm und 12 Gewichtsanteile
Wasser wurden zu einer wässrigen Zementzubereitung vermischt. Die wässrige Zementzubereitung wurde mittels eines Pinsels auf eine Seite einer 0,5 mm dicken Kupferfolie (Format 5 cm mal 3 cm) in einer homogenen Schichtstärke von 760 pm appliziert. Anschließend wurde eine zweite identische Kupferfolie deckungsgleich mit der ersten Kupferfolie auf die mit der applizierten Zementzubereitung beschichtete Seite gelegt und für 4 Stunden bei 20°C hydraulisch gehärtet. Anschließend wurde die so geschaffene Sandwichanordnung mit einer Aufheizrate von 1 K/min in einem Ofen auf 90 °C erwärmt und eine Stunde bei dieser
Temperatur gehalten. Danach wurde die Temperatur mit einer Aufheizrate von 1 K/min auf 160°C erhöht und für eine Stunde gehalten.
5 Gewichtsanteile eines Magnesiumoxidzementpulvers mit einer maximalen
Teilchengröße von 50 pm, 6 Gewichtsanteile 2-lmidazolidinon, 11 Gewichtsanteile Microsilica mit einer maximalen Teilchengröße von 5 pm, 65 Gewichtsanteile Aluminiumoxidpulver mit einer maximalen Teilchengröße von 100 pm und 12 Gewichtsanteile Wasser wurden zu einer wässrigen Zementzubereitung vermischt. Die wässrige Zementzubereitung wurde mittels eines Pinsels auf eine Seite einer 0,5 mm dicken Kupferfolie (Format 5 cm mal 3 cm) in einer homogenen Schichtstärke von 760 pm appliziert. Anschließend wurde eine zweite identische Kupferfolie deckungsgleich mit der ersten Kupferfolie auf die mit der applizierten Zementzubereitung beschichtete Seite gelegt und für 4 Stunden bei 20°C hydraulisch gehärtet. Anschließend wurde die so geschaffene Sandwichanordnung mit einer Aufheizrate von 1 K/min in einem Ofen auf 90 °C erwärmt und eine Stunde bei dieser Temperatur gehalten. Danach wurde die Temperatur mit einer Aufheizrate von 1 K/min auf 160°C erhöht und für eine Stunde gehalten.

Claims

Patentansprüche
1. Schichtenverbund umfassend oder bestehend aus zwei nach außen weisenden Metallschichten mit einer dazwischen befindlichen alternierenden Schichtenabfolge aus n Schichten aus einer hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzung und n - 1 Metallschichten mit n = 1, 2 oder 3.
2. Schichtenverbund nach Anspruch 1, wobei die Schichtdicke der Metallschichten jeweils im Bereich von 100 bis 1500 pm liegt.
3. Schichtenverbund nach Anspruch 1, wobei die Schichtdicke der Metallschichten mit Ausnahme der die Unterseite bildenden Metallschicht jeweils im Bereich von 100 bis 1500 pm liegt und wobei die Schichtdicke der die Unterseite bildenden Metallschicht im Bereich von > 1500 bis 5000 pm liegt.
4. Schichtenverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Flächenmaß im Bereich von 2 bis 700 cm2.
5. Schichtenverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche im Rechteckformat.
6. Schichtenverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche entweder direkt als Substrat im Elektronikbereich verwendbar oder ausgestaltet als großflächige Quelle für eine Vielzahl von kleinflächigen direkt als Substrat im Elektronikbereich verwendbaren Schichtenverbunden.
7. Schichtenverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ränder der Metallschichten nicht über die Ränder der Schicht oder Schichten aus hydraulisch gehärteter anorganischer Zementzusammensetzung hinausragen.
8. Schichtenverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Metallschichten deckungsgleich angeordnet sind.
9. Schichtenverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Metallschichten aus dem gleichen oder aus verschiedenen Metallen bestehen.
10. Schichtenverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Metalle der Metallschichten ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Kupferlegierungen, Molybdän, Molybdänlegierungen, Aluminium und Aluminiumlegierungen.
11. Schichtenverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei n = 2 oder 3 ist und die Schichten aus hydraulisch gehärteter anorganischer Zementzusammensetzung aus jeweils den gleichen oder voneinander verschiedenen hydraulisch gehärteten anorganischen Zementzusammensetzungen bestehen.
12. Schichtenverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine hydraulisch gehärtete anorganische Zementzusammensetzung aus einem hydraulisch gehärteten anorganischen Zement besteht oder neben dem eigentlichen hydraulisch gehärteten anorganischen Zement einen oder mehrere weitere Bestandteile in einem Gesamtmengenanteil von 0,5 bis 98 Gew.-% umfasst.
13. Schichtenverbund nach Anspruch 12, wobei der hydraulisch gehärtete Zement durch hydraulische Härtung eines hydraulisch härtbaren anorganischen aus der aus Portlandzement, Tonerdezement, Magnesiumoxidzement und Phosphatzement bestehenden Gruppe ausgewählten Zements gebildet worden ist.
14. Schichtenverbund nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der oder die weiteren Bestandteile ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Füllstoffen, Fasern, Fließverbesserern, Abbindeverzögerern, Entschäumern, wassermischbaren organischen Lösemitteln, Hydrophobisierungsmitteln, Oberflächenspannung beeinflussenden Additiven, Benetzungsmitteln und Haftvermittlern.
15. Kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgestaltetes Verfahren zur Herstellung eines Schichtenverbundes nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend die Applikation wässriger hydraulisch härtbarer anorganischer Zementzubereitung in jeweils homogener Schichtdicke zwischen Metallfolien, gefolgt von hydraulischem Härten und Trocknen der applizierten wässrigen hydraulisch härtbaren anorganischen Zementzubereitung.
16. Verwendung eines Schichtenverbundes nach einem der Ansprüche 1 bis 14 oder hergestellt nach Anspruch 15 als Substrat im Elektronikbereich.
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