金属陶瓷基底以及用于制造这样的金属陶瓷基底的方法
【专利摘要】本发明涉及一种金属陶瓷基底以及其制造方法，所述金属陶瓷基底具有至少一个陶瓷层(2)，所述陶瓷层在第一表面侧(2a)设有至少一个第一金属喷镀部(3)而在与第一表面侧(2a)对置的第二表面侧(2b)设有一个第二金属喷镀部(4)，其中第一金属喷镀部(3)通过由铜或一种铜合金制成的薄膜或层形成并且借助“直接-铜-键合”方法与陶瓷层(2)的第一表面侧(2a)连接。特别有利的是，第二金属喷镀部(4)通过由铝或一种铝合金制成的层形成。
【专利说明】金属陶瓷基底以及用于制造这样的金属陶瓷基底的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的金属陶瓷基底以及一种按照权利要求18的前序部分的用于制造金属陶瓷基底的方法。
【背景技术】
[0002]以电路板形式的金属陶瓷基底以非常不同的实施方式已知，所述电路板包括一个由陶瓷制成的绝缘层、至少一个与由陶瓷制成的绝缘层的表面侧连接的且为构成印制导线、触点、接触或紧固区域而被结构化的金属喷镀部。
[0003]在这里有特别的意义的是冷却这样的金属陶瓷基底，所述冷却例如可以通过使陶瓷的与结构化的金属喷镀部对置的表面侧或与该表面侧处于导热的连接的金属喷镀部与冷却介质或冷却体直接接触进行。尤其是在使用流体的或气态的冷却介质的情况下，例如关于耐腐蚀性和导热性的质量对金属陶瓷基底有特别的要求。在将这样的基底用在机动车领域中时，例如值得期望的是，将为冷却车辆设置的冷却剂回路也用于冷却所述基底。
[0004]例如还已知所谓的“DCB方法”(“直接-铜-键合(Direct-Copper-Bonding) ”),所述方法用于彼此连接金属层或薄板优选铜薄板或薄膜和/或与陶瓷或陶瓷层连接，更确切地说是在使用金属或铜薄板或金属或铜薄膜情况下，所述金属或铜薄板或金属或铜薄膜在其表面侧具有一个由金属和一种反应的气体优选氧气的化合物构成的层或覆层(“熔化层”)。在这个例如在US-PS3744120或在DE-PS2319854中说明的方法中，所述层或覆层(“熔化层”)形成一种具有在金属(例如铜)的熔化温度之下的熔化温度的低共熔混合物，从而通过将金属或铜薄膜设置到陶瓷上并且通过加热全部的层，可以相互连接所述层，更确切地说是通过金属或铜基本上仅在熔化层或氧化层的区域中的熔化。这样的DCB方法于是例如具有如下方法步骤:
[0005]-这样氧化铜薄膜，以致产生均匀的氧化铜层；
[0006]-将带有均匀的氧化铜层的铜薄膜设置到陶瓷层上；
[0007]-将所述复合体加热到在大约1025至1083°C之间的过程温度，例如到大约1071.C ；
[0008]-冷却到室温。
[0009] 此外由文献DE2213115和EP-A-153618已知所谓的活性钎接方法，用于连接形成金属喷镀部的金属层或金属薄膜，尤其还用于连接铜层或铜薄膜与陶瓷材料或陶瓷层。在该特别也用于制造金属陶瓷基底的方法中，在使用硬焊料的情况下在大约800-1000°C之间的温度时在金属薄膜例如铜薄膜和陶瓷基底如氮化铝陶瓷之间产生连接，所述硬焊料附加于主要成分如铜、银和/或金还包含活性金属。该例如是组Hf、T1、Zr、Nb、Ce中至少一种元素的活性金属通过化学反应在硬焊料和陶瓷之间产生连接，而在硬焊料和金属之间的连接是金属的硬焊料连接。
【发明内容】
[0010]从先前所述的现有技术出发，本发明的任务是，提出一种金属陶瓷基底和其制造方法，所述金属陶瓷基底适合借助流体的或气态的冷却介质进行冷却。该任务通过按照权利要求I或18的金属陶瓷基底或其制造方法解决。
[0011]按照本发明的金属陶瓷基底的显著的方面在于，第二金属喷镀部通过由铝或一种铝合金制成的层形成。通过使用铝或一种铝合金用于构成金属陶瓷基底的第二金属喷镀部可以特别有利地为冷却目的将第二金属喷镀部置于与流体的或气态的冷却介质的直接接触中，而不会由此例如通过第二金属喷镀部的腐蚀引起对金属陶瓷基底的工作模式的长期影响。特别有利的是，第二金属喷镀部由铝或一种铝合金形成，其中所述铝层或铝合金的表面也可以被阳极氧化。有利的是，由铝或一种铝合金制成的第二金属喷镀部可以直接或间接地与陶瓷层连接。
[0012]在本发明的一种进一步构成中，按照本发明的金属陶瓷基底例如这样构成，以致第一金属喷镀部具有在0.1mm和1.0mm之间优选在0.2mm和0.8mm之间的层厚和/或为了构成接触或结合面而被结构化，和/或由铝或一种铝合金制成的第二金属喷镀部具有在
0.05mm和1.0mm之间优选在0.2mm和0.6mm之间的层厚,和/或第二金属喷镀部板状、薄板状和/或半壳状地构成，和/或所述陶瓷层由氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷如氧化铝或氮化铝或氮化硅或碳化硅或具有二氧化锆的氧化铝制造和/或具有在0.2mm和1.0mm之间优选在0.3mm和0.4_之间的层厚，其中上面提到的特征可以分别单独或以任意的组合使用。
[0013]在另一种有利的实施变型方案中，按照本发明的金属陶瓷基底这样构成，不同形状和/或深度的多个空隙引入第二金属喷镀部中和/或第二金属喷镀部的表面侧设有从所述表面侧向外伸出的不同形状和/或高度的冷却元件，和/或所述空隙通道状、缝隙状、椭圆形、长孔形、圆形或菱形 地构成和/或至少局部在第二金属喷镀部的层厚的至少四分之一上延伸，和/或所述空隙为了扩大第二金属喷镀部的表面以具有至少0.05mm的孔深的孔的形式实现，其中所述孔的布置优选阵列状地进行，和/或所述孔延伸直到陶瓷层的表面和/或直接并排地和/或至少局部重叠地引入陶瓷层的表面中，和/或所述冷却元件肋状、长孔形、圆形或菱形地构成和/或具有Imm至IOmm的高度，和/或设置第三金属喷镀部，所述第三金属喷镀部为了构成通道状的用于引导流体的或气态的冷却介质的容纳空间在边缘侧与第二金属喷镀部连接，和/或第三金属喷镀部由铝、一种铝合金、优质钢、一种镁合金或由以铬或镍精炼的钢制造，其中上面提到的特征再次可以分别单独或以任意的组合设置。
[0014]在另一种有利的实施变型方案中，第二金属喷镀部通过由铜或一种铜合金制成的层形成的第四金属喷镀部与陶瓷层的第二表面侧连接。由铝或一种铝合金制成的第二金属喷镀部与陶瓷层通过由铜或一种铜合金制成的所述另外的层的间接连接能够实现将第二金属喷镀部构成为壳体的区段。优选在由铜或一种铜合金的层制成的第四金属喷镀部和由铝或一种铝合金制成的第二金属喷镀部之间的面状连接通过一种“直接-铝-键接(Direct-Aluminium-Bonding) ”方法(“DAB方法”)或通过在使用合成材料胶粘剂或适合作为胶粘剂的聚合物情况下优选在使用包含碳纤维尤其是碳纳米纤维的胶粘剂情况下的粘接进行。
[0015]此外是本发明的主题还是一种具有至少两个金属陶瓷基底的装置，其中，彼此对置的金属陶瓷基底的第二金属喷镀部的其中至少一个半壳状地构成，并且对置的金属陶瓷基底这样相互连接，以致产生至少一个盆状的金属外壳。优选所述第二金属喷镀部可以分别半壳状地构成并且具有多个边缘区段，所述边缘区段构成凸缘状的连接区域。所述金属陶瓷基底优选在所述凸缘状的连接区域中相互焊接或粘接或以其他的方式持久和优选液密地相互连接。
[0016]同样本发明的主题是一种用于制造具有至少一个陶瓷层的金属陶瓷基底的方法，其中，第一表面侧与至少一个第一金属喷镀部连接而与第一表面侧对置的第二表面侧与至少一个第二金属喷镀部连接，其中第一金属喷镀部通过由铜或一种铜合金制成的薄膜或层形成。特别有利的是，第二金属喷镀部由铝或一种铝合金制造，其中第二金属喷镀部的表面可以在之前或之后被阳极氧化。
[0017]按照本发明的方法例如这样构成，以致第一金属喷镀部和陶瓷层通过在使用合成材料胶粘剂或适合作为胶粘剂的聚合物情况下优选在使用包含碳纤维尤其是碳纳米纤维的胶粘剂情况下的粘接被连接，和/或第一金属喷镀部和陶瓷层借助“直接-铜-键合”方法或活性钎焊方法相互连接，和/或第二金属喷镀部和陶瓷层通过“直接-铝-键接”方法(“DAB方法”)或通过在使用合成材料胶粘剂或适合作为胶粘剂的聚合物情况下优选在使用包含碳纤维尤其是碳纳米纤维的胶粘剂情况下的粘接相互连接，和/或第二金属喷镀部通过由铜或一种铜合金制成的层形成的第四金属喷镀部与陶瓷层的第二表面侧连接，和/或所述陶瓷层由氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷如氧化铝或氮化铝或氮化硅或碳化硅或具有二氧化锆的氧化铝制造，和/或将不同形状和/或深度的多个空隙引入第二金属喷镀部中和/或为第二金属喷镀部的表面侧设置从所述表面侧向外伸出的不同形状和/或高度的冷却元件，和/或所述空隙借助腐蚀、激光处理和/或机械的加工过程例如锯削引入第二金属喷镀部的向外指向的表面侧中，和/或为了扩大表面，将以具有至少0.05mm的孔深的孔的形式的空隙引入第二金属喷镀部的上侧中，其中所述孔的布置优选阵列状地进行，和/或为了扩大表面，将以延伸直到陶瓷层的表面的和/或直接并排设置的和/或至少局部重叠的孔的形式的空隙引入陶瓷层的表面中，和/或将金属陶瓷基底的第二金属喷镀部半壳状地成形并且与对置的金属陶瓷基底的第二金属喷镀部这样相互连接，以致产生至少一个盆状的金属外壳，和/或将两个金属陶瓷基底优选在第二金属喷镀部的凸缘状的连接区域中相互焊接或粘接或以其他的方式持久并且优选液密地相互连接，和/或将金属外壳容纳在引导流体的或气态的冷却介质的金属壳体中，其中上面提到的特征可以分别单独或以任意的组合使用。
[0018]表达“大致”、“基本上”或“大约”在本发明的意义中表示与相应精确的值偏离+/-10%、优选+/-5%，和/或以对于功能不重要的变化的形式偏离。
[0019]本发明的进一步构成、优点和应用可能性还由后续的对实施例的说明和附图得出。在此所有说明的和/或图解示出的特征本身或独立于其在权利要求或其引用关系中的概述以任意的组合在原则上都是本发明的主题。权利要求的内容也构成为说明书的组成部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面借助附图以实施例进一步解释本发明。附图示出:[0021]图1包括由铝或一种铝合金制成的第二金属喷镀部的按照本发明的金属陶瓷基底的简化的剖面图；
[0022]图2包括具有向外伸出的边缘区段的第二金属喷镀部的按照本发明的金属陶瓷基底的备选的实施形式的简化的剖面图；
[0023]图3按照图2的按照本发明的金属陶瓷基底的简化的俯视图，包括陶瓷层的伸出第二金属喷镀部的边缘区段；
[0024]图4按照图2的按照本发明的金属陶瓷基底的简化的俯视图，包括陶瓷层的两个伸出第二金属喷镀部的边缘区段；
[0025]图5按照本发明的金属陶瓷基底的简化的剖面图，包括用于构成引导通道的第三金属喷镀部；
[0026]图6包括两个对置的并且相互通过其第二金属喷镀部连接的按照本发明的金属陶瓷基底的装置的简化的剖面图；
[0027]图7按照图6的装置的简化的侧视图；
[0028]图8包括两个对置的并且相互通过其第二金属喷镀部连接的按照本发明的金属陶瓷基底的装置的简化的剖面图，包括向外指向的冷却元件；
[0029]图9包括两个对置的并且相互通过其第二金属喷镀部连接的、容纳到引导冷却介质的引导通道中的按照本发明的金属陶瓷基底的装置的简化的剖面图；
[0030]图10为了扩大表面而设有孔的第二金属喷镀部的简化的俯视图；
[0031]图11按照图10的为了扩大表面而设有孔的第二金属喷镀部的线A-A的示意剖面；
[0032]图12按照图10的为了扩大表面而设有较大的孔深的孔的第二金属喷镀部的沿线A-A的不意剂面图；
[0033]图13包括直接彼此连接的和/或相交的用于扩大表面的孔的第二金属喷镀部的示意剖面图；以及
[0034]图14按照本发明的金属陶瓷基底的一种备选的实施变型方案的简化的剖面图，其中由铝或一种铝合金制成的第二金属喷镀部间接与陶瓷层连接，更确切地说是借助第四金属喷镀部与其连接。
【具体实施方式】
[0035]图1在简化图中示出按照本发明的金属陶瓷基底I的剖面，所述金属陶瓷基底具有至少一个具有两个对置的表面侧，更确切地说是第一和第二表面侧2a、2b的陶瓷层2。
[0036]第一表面侧2a设有至少一个第一金属喷镀部3并且与第一表面侧2a对置的第二表面侧2b设有至少一个第二金属喷镀部4，其中第一金属喷镀部3通过铜或一种铜合金的薄膜或层形成或制造。
[0037]第一金属喷镀部3优选结构化地构成，即构成用于连接电子的构造元件的多个接触区域或接触面。由铜或一种铜合金制成的第一金属喷镀部3例如具有在0.1mm和1.0mm之间优选在0.2mm和0.8mm之间的层厚。
[0038]陶瓷层2例如由氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷例如由氧化铝(A1203)或氮化铝(AlN)或由氮化硅 (Si3N4)或碳化硅(SiC)或由具有二氧化锆的氧化铝(A1203+Zr02)制造并且具有例如在0.2mm和1.0mm之间优选在0.3mm和0.4mm之间的层厚。
[0039]按照本发明第二金属喷镀部4通过铝或一种铝合金的层形成。通过使用铝或一种铝合金以用于构成金属陶瓷基底I的第二金属喷镀部4，可以特别有利地为冷却目的将第二金属喷镀部4也置于与流体的或气态的冷却介质的直接接触中，而不会由此例如通过第二金属喷镀部4的腐蚀引起对金属陶瓷基底I的工作模式的影响。
[0040]此外第二金属喷镀部4可以薄板状、板状或半壳状地构成并且通过两个金属陶瓷基底I的布置形成至少一个局部紧密地密封的由铝或一种铝合金制成的外壳，该外壳容纳包括结构化的金属喷镀部3的陶瓷层2并且将产生的热量至少部分地放出到环流所述外壳的流体的或气态的冷却介质上。第二金属喷镀部4借此构成用于建立与流体的或气态的冷却介质的直接的传热的连接。
[0041]例如在机动车领域中使用金属陶瓷基底I的情况下，所述金属陶瓷基底的冷却可以通过容纳到存在的冷却剂回路中进行。为此金属陶瓷基底I的第二金属喷镀部4至少局部地置于与冷却剂的接触中。
[0042]特别优选第二金属喷镀部4以由铝制成的阳极氧化层的形式或以由一种铝合金制成的阳极氧化层的形式实现，以便阻止铝在冷却剂中、尤其是在含水的冷却剂中的溶解。在这里表面的阳极氧化可以在与陶瓷层2连接之前或之后进行。
[0043]形成第二金属喷镀 部4的由铝或一种铝合金制成的层的厚度在0.05_和1.0mm之间优选在0.2mm和0.6mm之间。
[0044]优选可以将不同形状和深度的多个空隙5引入第二金属喷镀部4中或为第二金属喷镀部4的表面侧设置不同形状和高度的冷却元件6，所述冷却元件分别扩大第二金属喷镀部4的与冷却介质进入有效连接的表面。
[0045]空隙5例如可以通道状、缝隙状、椭圆形、长孔形、圆形或菱形地构成并且局部至少在第二金属喷镀部4的层厚的四分之一上延伸。优选所述空隙5具有第二金属喷镀部4的层厚的四分之一至四分之三的空隙深度，即所述空隙深度例如可以在0.05_和0.9_之间。空隙5例如借助腐蚀、激光处理和/或机械的加工过程、例如锯削引入第二金属喷镀部4的向外指向的表面侧中。
[0046]空隙5例如可以为了扩大第二金属喷镀部4的表面以孔的形式引入其向外指向的上侧中，更确切地说是优选阵列状地引入。在图10中例如在示意的部分和俯视图中示出第二金属喷镀部4的包括阵列状设置的以孔的形式的空隙5的上侧。图11同样在部分视图中示出按照图10的包括连接的陶瓷层2的第二金属喷镀部4沿线A-A的剖面。通过所述孔形成的空隙5在示出的实施变型方案具有大约0.05mm的最小深度并且可以如在图12中示出的那样也延伸直到陶瓷层2的表面。备选地孔5可以如在图13中示出的那样也直接并排和/或至少局部重叠地引入陶瓷层2的表面中。孔5的在图12和13中示出的引入优选借助腐蚀方法进行。
[0047]冷却元件6例如可以肋状、长孔形、圆形或菱形地构成，所述冷却元件从第二金属喷镀部4的表面侧伸出。所述冷却元件例如可以具有Imm至10_的高度。在这里冷却元件6和第二金属喷镀部4优选 一件式地构成并且由铝或一种铝合金制造。
[0048]所述由铝或一种铝合金制造的第二金属喷镀部4例如可以薄板状、板状或半壳状地构成并且至少局部向外伸出优选平的陶瓷层2的边缘。
[0049]在图2中例如示出按照本发明的金属陶瓷基底I的横截面，其中陶瓷层2例如矩形地构成并且两个具有对置的纵向边2.1,2.2和两个对置的横向边2.3,2.4。由铝或一种铝合金制造所述第二金属喷镀部4同样矩形地构成，其中两个对置的边缘区段4.1、4.2伸出陶瓷层2的对置的侧向边缘2.1、2.2。特别有利的是，例如第二金属喷镀部4的所述一个或所述多个伸出的边缘区段4.1,4.2也可以置于与流体的或气态的冷却介质的接触中。
[0050]在按照图3和4的优选的实施变型方案中，金属陶瓷基底I的陶瓷层2至少以一个横向边2.3、2.4伸出板状的第二金属喷镀部4，即第二金属喷镀部4沿矩形的陶瓷层2的纵向方向仅在陶瓷层2的一部分上延伸。特别有利的是，可以在矩形的陶瓷层2的伸出的横向边2.3,2.4的其中至少一个上设置电的用于给金属陶瓷基底I接线的端子。
[0051]在考虑用于陶瓷层2和金属喷镀部3、4的材料的情况下，不同的方法适用于陶瓷层2与第一或第二金属喷镀部3、4的面状的连接。
[0052]这样第一金属喷镀部3例如通过在使用合成材料胶粘剂或适合作为胶粘剂的聚合物情况下优选在使用包含碳纤维尤其是碳纳米纤维的胶粘剂情况下的粘接与陶瓷层2连接。备选地，陶瓷层的面状的连接可以在使用DCB方法的情况下或借助活性钎焊方法进行。
[0053]由铝或一种铝合金制成的第二金属喷镀部2例如通过“直接-铝-键接”方法(“DAB方法”)或通过在使用合成材料胶粘剂或适合作为胶粘剂的聚合物情况下优选在使用包含碳纤维尤其是碳纳米纤维的胶粘剂情况下的粘接与陶瓷层2连接。
[0054]在按照图5的一种优选的实施变型方案中，设有空隙5的第二金属喷镀部4与第三金属喷镀部7连接，该第三金属喷镀部例如可以由铝、一种铝合金、优质钢、一种镁合金或以铬或镍精炼的钢制造。第二和第三金属喷镀部4、7在边缘侧相互连接，更确切地说优选液密或气密地相互连接。由此形成至少一个用于引导流体的或气态的冷却介质的通道状的容纳空间8。优选采用空隙5，所述空隙与第三金属喷镀部7 —起构成纵向通道并且借此能够实现流体的或气态的冷却介质例如沿基底I的纵轴线的指向的引导。
[0055]在图6和7示出本发明的一种备选的实施变型方案，更确切地说是包括两个按照本发明的金属陶瓷基底I的装置，在该装置中，第二金属喷镀部4的边缘区段4.1,4.2,4.3分别伸出陶瓷层3至少局部侧向并且这样朝陶瓷层2的方向弯曲，以致分别构成凸缘状的连接区域4’。两个对置的金属陶瓷基底I的凸缘状的连接区域4’这样相互连接，以致优选产生至少部分地容纳陶瓷层2和在其上设置的第一金属喷镀部3的盆状的金属外壳9。盆状的金属外壳9因此具有长孔形的端侧的开口，分别容纳第一金属喷镀部3的陶瓷层2被向外引导通过所述开口，以便提供连接可能性。
[0056]两个金属陶瓷基底I优选在第二金属喷镀部4的凸缘状的连接区域4’中相互焊接或粘接或以其他的方式持久并且优选液密地相互连接。
[0057]在按照图8的基本上对应于在图6中示出的包括两个按照本发明的金属陶瓷基底I的装置的另一种实施变型方案中，在金属陶瓷基底I的第二金属喷镀部4的向外指向的表面侧上设置之前所述的例如肋状构成的冷却元件6。所述冷却元件优选在第二金属喷镀部4的与陶瓷层2对置的区域中实现。 [0058]图9示出本发明的另一种实施变型方案的剖面图。在这里按照图6和7的包括两个按照本发明的金属陶瓷基底I的装置容纳到引导冷却介质的金属壳体10，从而构成至少两个引导通道11、11’，借助所述引导通道冷却介质沿所述装置的纵向方向在金属陶瓷基底I上引导经过并且由此金属陶瓷基底I的第二金属喷镀部4分别被置于与冷却介质的直接接触中。这样的实施变型方案特别适合用于集成包括两个按照本发明的金属陶瓷基底I的装置到机动车的冷却剂回路中。在这里通过由铝或一种铝合金制成的两个第二金属喷镀部4形成的金属外壳9可以类似图7盆状地或封闭地构成，其中在封闭的实施形式中，设置连接导线密封地紧密地引导通过第二金属喷镀部4，以便为在第一金属喷镀部3上容纳的电的构件或电路提供连接可能性。
[0059]附加地可以在一种未示出的实施变型方案中为第一金属喷镀部3至少部分地设置金属的表面层、，例如由镍、银或镍合金和银合金制成的表面层。这样的金属的表面层优选在涂覆金属喷镀部3到陶瓷层2上和其在由此产生的金属的接触面上的结构化之后涂覆。所述表面层的涂覆以适合的方法进行，例如电镀和/或通过化学沉积和/或通过注塑或冷气喷涂进行。尤其是在使用镍时，金属的表面层例如具有在0.002mm和0.015mm之间的范围内的层厚。在由银制成的表面层中，所述表面层以在0.00015mm和0.05mm之间的范围中的层厚优选以在0.01 μ m和3 μ m之间的范围内的层厚涂覆。通过金属的接触面的这样的表面涂层，改善焊料层或焊料在那里的涂覆和焊料与电的构件的结合区域的连接。
[0060]在图14中示出按照图1的按照本发明的金属陶瓷基底的另一种实施变型方案，其中代替第二金属喷镀部4与陶瓷层2的直接的面状的连接，设置经由一个第四金属喷镀部3’的间接的连接。第四金属喷镀部3’优选通过由铜或一种铜合金制成的层形成，该层的一个表面侧例如在使用DCB方法的情况下与陶瓷层2的第二表面侧2b连接。第四金属喷镀部3’的对置的表面侧与由铝或一种铝合金制成的第二金属喷镀部2例如通过“直接-铝-键接”方法(“DAB-方法”)或通过在使用合成材料胶粘剂或适合作为胶粘剂的聚合物情况下优选在使用包含碳纤维尤其是碳纳米纤维的胶粘剂情况下的粘接与陶瓷层2连接。该实施变型方案尤其是适 合用于如下使用情况，其中由铝或一种铝合金制成的第二金属喷镀部2通过壳体的至少一个平的区段形成。
[0061]本发明在之前以实施例说明。当然，大量的变化以及变型是可能的，而不会由此离开基于本发明的发明思想。
[0062]附图标记列表
[0063]I金属陶瓷基底
[0064]2陶瓷层
[0065]2a第一表面侧
[0066]2b第二表面侧
[0067]2.1、2.2 纵向边
[0068]2.3、2.4 横向边
[0069]3第一金属喷镀部
[0070]3’第四金属喷镀部
[0071]4第二金属喷镀部
[0072]4’连接区域
[0073]4.1 第二金属喷镀部的边缘区段[0074]4.2第二金属喷镀部的边缘区段
[0075]5空隙
[0076]6冷却元件
[0077]7第三金属喷镀部
[0078]8容纳空间
[0079]9金属外壳
[0080]10金属壳体
[0081]11、11'引导通道
【权利要求】
1.金属陶瓷基底，具有至少一个陶瓷层(2)，所述陶瓷层在第一表面侧(2a)设有至少一个第一金属喷镀部(3)而在与第一表面侧(2a)对置的第二表面侧(2b)设有一个第二金属喷镀部(4)，其中第一金属喷镀部(3)通过由铜或一种铜合金制成的薄膜或层形成，其中第一金属喷镀部(3)借助“直接-铜-键合”方法与陶瓷层(2)的第一表面侧(2a)连接，其特征在于，第二金属喷镀部(4)通过由铝或一种铝合金制成的层形成。
2.按照权利要求1所述的金属陶瓷基底，其特征在于，由铝或一种铝合金制成的第二金属喷镀部(4)的表面被阳极氧化。
3.按照权利要求1或2所述的金属陶瓷基底，其特征在于，所述第一金属喷镀部(3)具有在0.1mm和1.0mm之间优选在0.2mm和0.8mm之间的层厚和/或为了构成接触或结合面而被结构化。
4.按照权利要求1至3之一所述的金属陶瓷基底，其特征在于，由铝或一种铝合金制成的第二金属喷镀部(4)具有在0.05mm和4.0mm之间优选在0.2mm和3.0mm之间的层厚。
5.按照权利要求1至4之一所述的金属陶瓷基底，其特征在于，第二金属喷镀部(4)板状、薄板状和/或半壳状地构成。
6.按照上述权利要求之一所述的金属陶瓷基底，其特征在于，所述陶瓷层由氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷如氧化铝或氮化铝或氮化硅或碳化硅或具有二氧化锆的氧化招制造和/或具有在0.2mm和1.0mm之间优选在0.3mm和0.4mm之间的层厚。
7.按照上述权利要求之一所述的金属陶瓷基底，其特征在于，不同形状和/或深度的多个空隙(5)引入第二金属喷镀部(4)中和/或第二金属喷镀部(4)的表面侧设有从所述表面侧向外伸出的不同形状和/或高度的冷却元件(6)。
8.按照权利要求7所述的金属陶瓷基底，其特征在于，所述空隙(5)通道状、缝隙状、椭圆形、长孔形、圆形或菱形地构成和/或至少局部在第二金属喷镀部(4)的层厚的至少四分之一上延伸。`
9.按照权利要求7所述的金属陶瓷基底，其特征在于，所述空隙(5)为了扩大第二金属喷镀部(4)的表面以具有至少0.05_的孔深的孔的形式实现，其中所述孔的布置优选阵列状地进行。
10.按照权利要求9所述的金属陶瓷基底，其特征在于，所述孔延伸直到陶瓷层(2)的表面和/或直接并排地和/或至少局部重叠地引入陶瓷层(2)的表面中。
11.按照权利要求7所述的金属陶瓷基底，其特征在于，所述冷却元件(6)肋状、长孔形、圆形或菱形地构成和/或具有Imm至IOmm的高度。
12.按照上述权利要求之一所述的金属陶瓷基底，其特征在于，设置第三金属喷镀部(7)，所述第三金属喷镀部为了构成通道状的用于引导流体的或气态的冷却介质的容纳空间(8)在边缘侧与第二金属喷镀部(4)连接。
13.按照权利要求12所述的金属陶瓷基底，其特征在于，所述第三金属喷镀部(7)由铝、一种铝合金、优质钢、一种镁合金或由以铬或镍精炼的钢制造。
14.按照上述权利要求之一所述的金属陶瓷基底，其特征在于，第二金属喷镀部(2)通过由铜或一种铜合金制成的层形成的第四金属喷镀部(3’)与陶瓷层(2)的第二表面侧(2b)连接。
15.具有至少两个按照上述权利要求之一所述的金属陶瓷基底(I)的装置，其特征在于，彼此对置的金属陶瓷基底(I)的第二金属喷镀部(4)的其中至少一个半壳状地构成，并且对置的金属陶瓷基底(I)这样相互连接，以致产生至少一个盆状的金属外壳。
16.按照权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第二金属喷镀部(4)分别半壳状地构成并且具有多个边缘区段(4.1、4.2、4.3)，所述边缘区段构成凸缘状的连接区域(4’)。
17.按照权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述金属陶瓷基底(I)优选在所述凸缘状的连接区域(4’)中相互焊接或粘接或以其他的方式持久和优选液密地相互连接。
18.用于制造金属陶瓷基底(2)的方法，所述金属陶瓷基底具有至少一个陶瓷层(2)，其中，第一表面侧(2a)与至少一个第一金属喷镀部(3)连接而与第一表面侧(2a)对置的第二表面侧(2b)与至少一个第二金属喷镀部(4)连接，其中第一金属喷镀部(3)通过由铜或一种铜合金制成的薄膜或层形成，其中第一金属喷镀部(3)借助“直接-铜-键合”方法与陶瓷层(2)的第一表面侧(2a)连接，其特征在于，由铝或一种铝合金制造第二金属喷镀部⑷。
19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于，对第二金属喷镀部(4)进行阳极氧化。
20.按照权利要求18或19之一所述的方法，其特征在于，通过“直接-铝-键接”方法(“DAB方法”)或通过在使用合成材料胶粘剂或适合作为胶粘剂的聚合物情况下优选在使用包含碳纤维尤其是碳纳米纤维的胶粘剂情况下的粘接相互连接所述第二金属喷镀部(2)和陶瓷层⑵。
21.按照权利要求18或19之一所述的方法，其特征在于，通过由铜或一种铜合金制成的层形成的第四金属 喷镀部(3’)连接所述第二金属喷镀部(2)与陶瓷层(2)的第二表面侧(2b)。
22.按照权利要求18至21之一所述的方法，其特征在于，由氧化铝或氮化铝或氮化硅或具有二氧化锆的氧化铝制造所述陶瓷层。
23.按照权利要求18至22之一所述的方法，其特征在于，将不同形状和/或深度的多个空隙(5)引入第二金属喷镀部(4)中和/或为第二金属喷镀部(4)的表面侧设置从所述表面侧向外伸出的不同形状和/或高度的冷却元件(6)。
24.按照权利要求23所述的方法，其特征在于，借助腐蚀、激光处理和/或机械的加工过程例如锯削将所述空隙(5)引入第二金属喷镀部(4)的向外指向的表面侧中。
25.按照权利要求23或24所述的方法，其特征在于，为了扩大表面，将以具有至少0.05_的孔深的孔的形式的空隙(5)引入第二金属喷镀部(4)的上侧中，其中所述孔的布置优选阵列状地进行。
26.按照权利要求23或24所述的方法，其特征在于，为了扩大表面，将以延伸直到陶瓷层(2)的表面的和/或直接并排设置的和/或至少局部重叠的孔的形式的空隙(5)引入陶瓷层⑵的表面中。
27.按照权利要求18至26之一所述的方法，其特征在于，将金属陶瓷基底(I)的第二金属喷镀部(4)半壳状地成形并且与对置的金属陶瓷基底(I)的第二金属喷镀部(4)这样相互连接，以致产生至少一个盆状的金属外壳(9)。
28.按照权利要求27所述的方法，其特征在于，将两个金属陶瓷基底(I)优选在第二金属喷镀部(4)的凸缘状的连接区域(4’)中相互焊接或粘接或以其他的方式持久并且优选液密地相互连接。
29.按照权利要求27或28所述的方法，其特征在于，将金属外壳(9)容纳在引导流体的或气态的冷却 介质的金属壳体(10)中。
【文档编号】B32B15/20GK103889927SQ201380003683
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年2月13日 优先权日:2012年2月15日
【发明者】A·迈尔, C·韦厄, J·舒尔茨-哈德, K·施密特 申请人:库拉米克电子学有限公司