用于加工金属陶瓷基板的方法和金属陶瓷基板与流程

1.本发明涉及一种用于加工金属陶瓷基板的方法，和一种具有期望断裂凹陷部的金属陶瓷基板。


背景技术：

2.电子模块从现有技术中、例如作为功率电子模块是众所周知的。这种电子模块典型地利用可切换的或可控制的电子器件，所述电子器件在共同的金属陶瓷基板上经由印制导线彼此连接。金属陶瓷基板的主要组成部分在此是绝缘层和金属化层，所述绝缘层在金属陶瓷基板的情况下由包括陶瓷的材料制成，而所述金属化层为了形成印制导线优选被结构化并且在金属陶瓷基板的器件侧上构成。
3.典型地，在此将金属陶瓷基板作为大卡(groβkarte)实现，将所述大卡在结构化之后或之前分割为较小的金属陶瓷基板。这种大卡为此借助于激光加工以制造期望断裂凹陷部和/或分离部位。接着，能将相应的金属陶瓷基板从大卡中例如通过拆出以分割的方式提供。在此，超短脉冲激光器的使用证实为是有利的，如例如在wo 2017/108950a1中所描述的。


技术实现要素：

4.以现有技术为出发点，本发明的目的是，改进在金属陶瓷基板中、尤其在大卡中的期望断裂凹陷部的制造。
5.所述目的通过根据权利要求1的用于加工金属陶瓷基板的方法和根据权利要求10的金属陶瓷基板来实现。其他实施例在从属权利要求和说明书中得出。
6.根据本发明的第一方面，提出一种用于加工金属陶瓷基板的方法，包括：
[0007]-提供金属陶瓷基板；和
[0008]-在金属陶瓷基板中构成期望断裂凹陷部，
[0009]
其中期望断裂凹陷部沿着其伸展方向具有第一深度的至少一个第一部段和第二深度的至少一个第二部段，其中实现与第一深度不同的第二深度。
[0010]
相对于从现有技术中已知的期望断裂凹陷部，根据本发明提出，借助第一部段和第二部段提供用于期望断裂凹陷部的第一深度和第二深度，由此期望断裂凹陷部的底部沿期望断裂凹陷部的伸展方向的方向调整。已证实的是，通过尤其借助具有第一深度的第一部段和具有不同于第一深度的第二深度的第二部段对应地调整期望断裂凹陷部的底部，可行的是，对应的金属陶瓷基板一方面可尽可能无错地断裂并且另一方面具有期望的稳定性，所述稳定性保证安全的运输，而金属陶瓷基板在运输期间不会不期望地折断，尤其在期望断裂凹陷部的区域中。由此整体上减少通过不期望的或无意的断裂而错误地折断的金属陶瓷基板的废品量。在此优选为呈大卡的形式的金属陶瓷基板。
[0011]
尤其提出，第一深度和/或第二深度从第一部段或第二部段中的期望断裂凹陷部的底部沿垂直于主延伸平面伸展的方向直至假想平面测量，金属陶瓷基板的上侧或陶瓷层
也伸展穿过所述假想平面。第一部段和第二部段尤其指的是在期望断裂凹陷部的底部处的如下部段，所述部段相对于主延伸平面不具有倾斜的伸展。在此，第一部段和/或第二部段也可以是点状的，尤其如果在第二部段上直接彼此跟随地分别连接底部的倾斜的伸展，那么如此。例如，在此也涉及在期望断裂凹陷部的底部处的锯齿形的伸展。优选地提出，在第一部段和第二部段之间分别设置有倾斜区域，在所述倾斜区域中，期望断裂凹陷部的底部倾斜于主延伸平面伸展。
[0012]
换言之：第一部段和第二部段尤其不包括期望断裂凹陷部的以下部段，在所述部段中，期望断裂凹陷部的底部相对于主延伸平面倾斜地伸展。期望断裂凹陷部的不属于第一部段和第二部段的底部伸展，即倾斜区域例如可以垂直于主延伸平面伸展和/或相对于主延伸平面以在30
°
和60
°
之间，优选40
°
和50
°
之间并且特别优选在42
°
和48
°
之间的角度延伸。尤其，在期望断裂凹陷部的底部中分别倾斜伸展的部段构成沿着伸展方向基本上恒定的斜度，即尤其地，所述斜度与所有倾斜角度的平均值相差不大于10％，优选5％，特别优选2％。
[0013]
优选地，第一深度具有在0.01mm和0.12mm之间，优选在0.02mm和0.1mm之间的值并且特别优选在0.02mm和0.08mm之间的值，而第二深度具有在0.01mm和0.16mm之间，优选在0.02mm和0.12mm之间的值并且特别优选在0.02mm和0.1mm之间的值。
[0014]
此外，金属陶瓷基板包括至少一个金属层，所述金属层材料配合地连结于陶瓷元件的上侧或陶瓷层，其中金属层和陶瓷元件沿着主延伸平面延伸并且沿着垂直于主延伸平面伸展的堆叠方向上下相叠地设置。
[0015]
作为用于金属层的材料可设想铜、铝、钼、钨和/或其合金，例如cuzr、alsi或almgsi，以及叠层，如cuw、cumo、cual和/或alcu或mmc(metal matrix composite，金属基复合材料)，如cuw、cumo或alsic。此外优选地提出，在制成的金属陶瓷基板上的金属层，尤其作为器件金属化部，是表面改性的。作为表面改性例如可考虑用贵金属，尤其银；和/或金，或(无电镀的)镍或enig(“electroless nickel immersion gold，无电镍金”)封牢或在金属层处进行封边以抑制裂缝形成或扩展。
[0016]
优选地，陶瓷元件作为用于陶瓷的材料具有al2o3、si3n4、aln、hpsx陶瓷(即具有al2o3基体的陶瓷，所述al2o3基体包括百分之x份额的zro2，例如具有9％ zro2的al2o3＝hps9或具有25％ zro2的al2o3＝hps25)、sic、beo、mgo、高密度mgo(＞90％理论密度)、tsz(四方稳定氧化锆)。在此也可设想的是，陶瓷元件构成为复合或杂化陶瓷，其中为了将不同的期望特性组合，分别在其材料组成方面不同的多个陶瓷层上下相叠地设置并且拼合成绝缘元件。优选地，将尽可能导热的陶瓷用于尽可能小的热阻。
[0017]
在此，优选将金属层借助于amb法和/或dcb法和/或热等静压材料配合地连结于绝缘层。可设想的还有借助于扩散键合法或通过厚膜法的连结。
[0018]
本领域技术人员将“dcb法”(direct-copper-bond-technology，直接键合铜技术)或“dab法”(direct-aluminium-bond-technology，直接键合铝技术)理解为如下方法，所述方法例如用于将金属层或金属板(例如铜板或铜膜或者铝板或铝膜)彼此连接和/或与陶瓷或陶瓷层连接，更确切地说在使用如下金属板或铜板或者金属膜或铜膜的条件下，所述金属板或铜板或者金属膜或铜膜在其表面侧处具有层或涂层(熔化层)。在例如在us 3 744 120 a中或在de 23 19 854 c2中所描述的所述方法中，所述层或所述涂层(熔化层)在金属
(例如铜)的熔化温度形成具有熔化温度的共晶体，使得通过将膜放置到陶瓷上和通过加热所有层可以将这些层彼此连接，更确切地说通过基本上仅在熔化层或氧化层的区域中熔化金属或铜。
[0019]
尤其dcb法那么例如具有下述方法步骤：
[0020]
●
将铜膜氧化成，使得得到均匀的铜氧化层；
[0021]
●
将铜膜放置到陶瓷层上；
[0022]
●
将复合件加热至在例如1025℃至1083℃之间的工艺温度，例如加热至大约1071℃；
[0023]
●
冷却至室温。
[0024]
将例如用于将金属层或金属膜、尤其还有铜层或铜膜与陶瓷材料连接的活性焊料法理解为如下方法，所述方法专门也用于制造金属陶瓷基板，在大约650℃至1000℃之间的温度，利用硬焊料建立在金属膜、例如铜膜和陶瓷基板、例如氮化铝陶瓷之间的连接，所述硬焊料除了主要成分，如铜、银和/或金之外，也包含活性金属。例如是hf、ti、zr、nb、ce中的至少一种元素的所述活性金属通过化学反应建立在焊料和陶瓷之间的连接，而在焊料和金属之间的连接是金属硬焊连接。替选地，为了键合也可设想厚层法。
[0025]
优选地提出，在热等静压的情况下，容器，尤其金属容器，在加热和压力设备中承受在100bar和2000bar之间，优选在150bar和1200bar之间并且特别优选在300bar和1000bar之间的气体压力和300℃直至金属板层和/或另外的金属板层的熔化温度、尤其直至低于金属板层和/或另外的金属板层的熔化温度的温度的工艺温度。已经证实为有利的是，可行的是，将金属层，即金属容器的金属板层和/或另外的金属板层连结于陶瓷元件，而不达到直接金属键合法，例如dcb法或dab法的所需的温度，和/或无需在活性焊接中使用的焊料基本材料。此外，利用或使用对应的气体压力允许尽可能无缩孔地、即在金属层和陶瓷元件之间没有气体夹杂物的情况下制成金属陶瓷基板的可能性。尤其使用在de 10 2013 113 734 a1中提到并且借此详尽地结合热等静压参引的工艺参数。
[0026]
优选地提出，在产生期望断裂凹陷部期间产生的微粒借助于抽吸设备抽吸。这种抽吸设备引起抽吸流，所述抽吸流尤其配置为，使得将在加工期间产生的、尤其通过升华产生的陶瓷微粒从金属陶瓷基板的上侧抽吸。优选地，在此抽吸设备基本上设置在金属陶瓷基板的高度并且尤其在基板表面附近引起基本上平行于基板的主延伸平面伸展的抽吸流。由此，将通过升华产生的陶瓷微粒在借助激光脉冲处理期间朝向侧面抽吸。
[0027]
优选地，优选提出，金属陶瓷基板在构成期望断裂凹陷部期间位置固定地设置和/或激光为了构成期望断裂凹陷部运动经过金属陶瓷基板，即金属陶瓷基板在加工期间为了制造用于分割金属陶瓷基板的期望断裂凹陷部优选地位置固定地设置。“位置固定”表示在一个位置处固定或可旋转/可枢转地在一个位置处固定。为此，例如优选作为大卡提供的金属陶瓷基板在保持元件中紧固。这种保持元件例如包括吸力设备，所述吸力设备在方法期间通过在金属陶瓷基板的下侧处的对应的负压将金属陶瓷基板在保持元件中紧固。通过在制造期望断裂凹陷部期间紧固或位置固定地设置金属陶瓷基板，能有利地产生更精细地结构化的且更精确地成形的期望断裂凹陷部，尤其当提出激光束多次经过金属陶瓷基板时如此。在此优选地提出，ukp系统的激光束沿着期望断裂凹陷部的规划的伸展移动，优选多次经过。在此，移动经过金属陶瓷基板的激光束具有在每秒0.1m和2m之间，优选在每秒0.8m和
1.5m之间的加工速度。
[0028]
优选地提出，第一部段和第二部段在两个期望断裂凹陷部的交叉点之外实现。由此保证在整个大卡的范围中的有利的断裂性能，并且不仅在上下相叠的交叉点的区域中设定有针对性的薄弱部。尤其提出，第一部段或第二部段并非仅仅在两个期望断裂凹陷部的交叉点中构成。尤其，在交叉点中相交的期望断裂凹陷部彼此垂直地伸展，以便将大卡借助于期望断裂凹陷部棋盘式地划分。
[0029]
优选地提出，第一深度t1与第二深度t2的比例在0.05和1之间，优选在0.2和0.8之间并且特别优选在0.4和0.6之间。已证实的是，尤其在第二深度大约为第一深度两倍大的情况下，可以提供具有期望断裂凹陷部的特别好地适合于操作的金属陶瓷基板，所述金属陶瓷基板同时具有沿着期望断裂凹陷部的足够好的断裂性能。
[0030]
此外特别优选地提出，第一部段中的第一深度在沿着期望断裂凹陷部的伸展方向测量的第一长度的范围内基本上保持恒定和/或第二部段中的第二深度在沿着期望断裂凹陷部的伸展方向测量的第二长度的范围内基本上保持恒定。其中尤其第一长度和/或第二长度在一定时间段的范围内是恒定的相应的调整的完成可以无需大的耗费地且快速地实现。
[0031]
优选地，第一长度具有在0.05mm和5.0mm之间，优选在0.05mm和2.0mm之间的值并且特别优选地在0.05mm和0.01mm之间的值，而第二长度具有在0.05mm和5.0mm之间，优选在0.05mm和2.0mm之间的值并且特别优选在0.05mm和0.01mm之间的值。
[0032]
此外特别优选地提出，第一长度与第二长度的比例小于1.5，优选小于0.5并且特别优选小于0.25。
[0033]
尤其地，特别优选地提出，第一长度大致对应于第二长度，由此得出期望断裂凹陷部的底部在其调整方面特别对称的伸展。尤其，区间也包括如下比例，在所述比例的情况下，第一部段是点状的进而比例基本上是0。在这些实施方案变型形式中，底部伸展在如下横截面中形成基本上三角形的形状，所述横截面垂直于主延伸平面并且穿过伸展方向伸展。
[0034]
特别优选地提出，在金属陶瓷基板处在上侧和下侧上制造期望断裂凹陷部，所述期望断裂凹陷部基本上沿垂直于主延伸平面伸展的方向彼此全等地设置。在此可设想的是，在上侧上的第一部段和第二部段与在下侧上的对应的第一部段和第二部段在相同的位置处设置或沿伸展方向观察彼此错开地设置。
[0035]
优选地提出，第一部段和第二部段周期性地交替。换言之：沿着伸展方向，除了期望断裂凹陷部的底部的进行连接的倾斜伸展以外，第一部段和第二部段连续地交替。在此，优选在第一部段和第二部段之间分别构成倾斜区域。
[0036]
优选地提出，期望断裂凹陷部沿垂直于伸展方向伸展的方向具有第三深度，所述第三深度优选地与第一深度和/或第二深度不同。由此，在垂直于伸展方向伸展的平面或横截面中构成期望断裂凹陷部的例如w形的或w式的轮廓部。这种凹陷部例如能够通过以下方式实现：激光在少数几次经过时相对于引起构成期望断裂凹陷部的借助激光的继续经过略微错开。
[0037]
优选地提出，第一部段或第二部段中的期望断裂凹陷部在平行于伸展方向伸展的平面中具有梯形的或三角形的形状。由此得出用于期望断裂凹陷部的基本上有利的底部伸
展。
[0038]
优选地提出，期望断裂凹陷部通过借助于激光、尤其超短脉冲激光器的激光的加工来制造，其中在构成期望断裂凹陷部的范围内，在加工之前，在加工期间，和/或在加工之后，金属陶瓷基板经受温度处理，其中尤其冷却，尤其在加工之后，以小于4
°
每分钟，优选小于2
°
每分钟并且特别优选小于0.5
°
每分钟的冷却速率进行。已证实的是，通过有针对性的温度处理，尤其有针对性地冷却金属陶瓷基板，可以避免在制造的金属陶瓷基板中的热机械应力，由此可以持续地改进折断的金属陶瓷基板的耐温度变化特性。
[0039]
优选地，ukp激光器为如下激光源，所述激光源提供脉冲时长为0.1ps至800ps，优选1ps至500ps，特别优选10ps至50ps的光脉冲。已经证实为特别有利的是，借助于这种脉冲，尤其以在0.2m/s和8m/s之间的加工速度，制造期望断裂凹陷部或期望断裂部位，所述期望断裂凹陷部或期望断裂部位具有在熔化的陶瓷和在期望断裂凹陷部之内的裂缝形成之间的特别有益的关系，由此可以保证沿着期望断裂凹陷部的特别可靠或成功的断裂，而在断裂时在分割的金属陶瓷基板处不会出现损坏。尤其与借助co2激光器的加工相比，较小的应力引入到金属陶瓷基板中，所述应力会影响陶瓷的机械特性并且否则，通过金属陶瓷基板的金属化部引起地，会易于传播。这会造成废品或至少影响金属陶瓷基板的使用寿命。已证实的是，当脉冲激光的使用伴随着温度处理时，利用超短脉冲激光的所述效果是特别突出的。尤其能进一步改进在金属陶瓷基板断裂时的成功率。
[0040]
本发明的另一主题是一种借助根据本发明的方法制造的具有期望断裂凹陷部的金属陶瓷基板。所有针对方法所描述的特性和优点类似地适用于金属陶瓷基板。尤其，金属陶瓷基板、尤其作为大卡的金属陶瓷基板的特征在于，所述金属陶瓷基板具有第一深度的第一部段和第二深度的第二部段，其中第一深度与第二深度不同。
附图说明
[0041]
其他优点和特征从下面参照附图对根据本发明的主题的优选的实施方式的描述中得出。在此，在本发明的范围内，可以将各个实施方式的各个特征彼此组合。
[0042]
附图示出：
[0043]
图1示出根据本发明的示例性的第一实施方式的用于加工金属陶瓷基板的方法的示意图；以及
[0044]
图2a示出根据现有技术的期望断裂凹陷部；
[0045]
图2b示出根据本发明的示例性的第二实施方式的期望断裂凹陷部；以及
[0046]
图2c示出根据本发明的示例性的第三实施方式的期望断裂凹陷部。
具体实施方式
[0047]
在图1中示意地示出根据本发明的第一优选的实施方式的用于加工金属陶瓷基板1的方法。这种金属陶瓷基板1优选地分别用作为电子或电气器件的承载件，所述电子或电气器件可连结于金属陶瓷基板1。这种金属陶瓷基板1的主要组成部分是沿着主延伸平面hse延伸的陶瓷层或陶瓷元件和连结于陶瓷层的金属层。陶瓷层由至少一种包括陶瓷的材料制成。金属层和陶瓷层在此沿着垂直于主延伸平面hse伸展的堆叠方向上下相叠地设置并且在制成状态中经由连结面至少局部地彼此材料配合地连接。优选地，金属层随后结构
化以形成用于电器件的印制导线或连结部位。例如，所述结构化部刻蚀到金属层中。在准备阶段中，然而必须在金属层和陶瓷层之间形成持久的连结，尤其材料配合的连结。
[0048]
为了将金属层持久地连结于陶瓷层，用于尤其在dcb或dab连结法中制造金属陶瓷基板的设施包括炉，在所述炉中对由陶瓷层和至少一个金属层构成的堆叠系统进行加热进而实现连结。例如，金属层是由铜制成的金属层，其中金属层和陶瓷层借助dcb(direct-copper-bonding，直接铜键合)连结法彼此连接。替选地，金属层能够经由活性焊接法或经由厚膜法连结于陶瓷层。可设想的还有借助于热等静压法或借助于扩散连结的连结。
[0049]
在尤其借助于dcb法、活性焊接法、扩散连结法、热等静压和/或厚膜法连结之后，将金属陶瓷基板1作为大片提供。这种大片在后续工艺中应分割，以便分别提供分割的金属陶瓷基板1。优选地提出，对于这种分割，借助于激光10，尤其借助于超短脉冲激光来加工大卡。在此可行的是，立即实现借助于激光10的分离和/或形成期望断裂凹陷部7，沿着所述期望断裂凹陷部在后续工艺中将大卡在构成分割的金属陶瓷基板1的条件下折断。本领域技术人员将超短脉冲激光器尤其理解为以下激光源，所述激光源发射脉冲长度小于一纳秒的激光脉冲。优选地，脉冲时长在0.1ps和100ps之间。还可设想的是，脉冲时长处于飞秒范围内，即脉冲长度为0.1fs至100fs。替选地，也可设想的是使用co2激光器。在图1中示出的实施例中，金属陶瓷基板1设置在保持元件40中。
[0050]
在此尤其提出，金属陶瓷基板1借助于保持元件40位置固定地设置。为了产生尤其具有沿着越过金属陶瓷基板1的伸展方向v的特定伸展的期望断裂凹陷部7而提出，激光10或激光束移动经过金属陶瓷基板1。换言之：替代金属陶瓷基板1相对于激光10或其定向运动，优选地提出，进行激光10或激光束的定向，使得越过金属陶瓷基板1的激光10在相应的射中点处产生期望断裂凹陷部7和/或分离或切割线。在此可设想的是，期望断裂凹陷部7贯穿和/或中断，即期望断裂凹陷部7作为穿孔存在。在此，移动经过金属陶瓷基板1的激光10具有在0.1m/s和2m/s之间，优选在0.8m/s和1.5m/s之间的加工速度。替选地可设想的是，移动金属陶瓷基板1，以便改变射到金属陶瓷基板1上的激光10的位置。
[0051]
为了激光10的定向尤其提出，使激光10指向镜元件30。在镜元件30处激光10反射并且接着射到金属陶瓷基板1上。在此尤其提出，镜元件30可枢转地支承，尤其围绕至少两个轴线可枢转地支承，以便将激光10对准特定的处理区域或金属陶瓷基板1上的特定区域。此外优选提出，透镜20，优选fθ透镜，设置在镜元件30和金属陶瓷基板1之间。尤其，透镜20沿着基本上垂直于激光10的射入方向伸展的平面基本上在如下长度的范围内延伸，所述长度对应于尤其作为大卡的金属陶瓷基板1的长度和/或宽度。换言之：移动经过金属陶瓷基板1的激光10与加工区域无关地始终穿过相同的透镜20。
[0052]
在此已经证实为特别有利的是，使用透镜20，所述透镜的焦距大于300mm，优选大于350mm并且特别优选大于420mm。将透镜20与金属陶瓷基板1以基本上对应于透镜20的焦距的间距设置那么可实现产生期望断裂部位或期望断裂凹陷部7，所述期望断裂部位或期望断裂凹陷部相对于垂直于金属陶瓷基板1的主延伸平面hse伸展的垂线方向相对小地倾斜。否则预期倾斜角度、基本上v形的或切口形的期望断裂凹陷部7。这尤其适用于在金属陶瓷基板1的边缘处产生的期望断裂凹陷部7。这种倾斜位置在此尤其通过如下方式引起，即在金属陶瓷基板1的整个扩展的范围观察，激光10或激光束不能均匀地垂直地射到金属陶瓷基板1上。
[0053]
然而，通过使用大于300mm的焦距，所述倾斜部位尤其在金属陶瓷基板1的边缘区域中减少为，使得在金属陶瓷基板1的垂线方向上测量的或参照金属陶瓷基板1的垂线方向的倾斜角度小于12
°
，特别优选小于10
°
。尤其应确定的是，在金属陶瓷基板1的中部，倾斜角度与期望断裂凹陷部7的定向相比的偏差不大于12
°
。由此有利地可行的是，创建如下期望断裂凹陷部7，其断裂行为基本上在整个金属陶瓷基板1的范围中均匀地分布。
[0054]
此外设有抽吸设备25。抽吸设备25在此侧向地与金属陶瓷基板1或与保持元件40错开地设置。抽吸设备25具有开口，通过所述开口可以抽吸气体。尤其，抽吸设备25用于，在加工工艺期间从金属陶瓷基板1的表面或上侧抽吸升华的微粒。由陶瓷构成的所述升华的微粒是等离子体形成或等离子体火焰6的结果，所述等离子体火焰在借助于超短脉冲激光加工金属陶瓷基板1的范围内产生。除了侧向的设置以外，也可设想将抽吸设备25设置在要分开的金属陶瓷基板1上方，其中使开口指向金属陶瓷基板1。
[0055]
尤其提出，金属陶瓷基板1在制造期望断裂凹陷部7的范围内在时间上在借助激光10加工之前和/或在加工期间和/或在加工之后为了制造期望断裂凹陷部7经受温度处理。尤其，温度处理设计为用于，控制在金属陶瓷基板1中的温度发展，使得避免突然的或大幅的温度改变。这有利地减少在金属陶瓷基板1中构成热机械引起的应力。这又造成，改进制成的、尤其分开的金属陶瓷基板1的耐温度变化特性，减小贝壳状断裂的倾向并且减小尤其垂直伸展的裂缝的倾向。
[0056]
尤其，本领域技术人员将“在制造期望断裂凹陷部的范围内”理解为，温度提高对于借助激光10加工进行，并且不涉及在准备阶段中、例如在dcb法和/或活性焊接法的范围内将金属层连结于陶瓷层时、或在制成金属陶瓷基板1之后、例如在运行中产生放热时出现的温度提高。为此例如，在加工103金属陶瓷基板1之前，在15分钟、优选10分钟并且特别优选5分钟之内进行金属陶瓷基板1的加热，以制造期望断裂凹陷部7。相同内容适用于在借助激光10加工之后的温度处理。
[0057]
例如，为此在借助激光10加工之前或在加工之前加热金属陶瓷基板1，尤其加热到大于40℃、优选大于80℃并且特别优选大于150℃的温度。尤其在此提出，加热102造成，通过激光脉冲本身进行并且优选造成短期的热量输入的热量输入相对降低。尤其为此进行具有小于5℃/分钟，优选小于3℃/分钟并且特别优选小于0.5℃/分钟的加热速率的温度处理。
[0058]
优选地提出，进行具有小于4℃/分钟，优选小于2℃/分钟并且特别优选小于0.5℃/分钟的冷却速率的冷却。将在加工金属陶瓷基板1期间的温度处理尤其理解为，例如在多次经过一个位置时，激光束或激光10在第一次经过时并且接着在第二次经过时通过相同的位置。通过在第一次经过和第二次经过之间的可有针对性地设定的时间间隔，在此可以有针对性地在加工期间引起金属陶瓷基板1的冷却。替选地或补充地也可设想的是，对于设定直至第二次经过的时间区间附加地，附加地冷却金属陶瓷基板1。由此能够缩短直至第二次经过的时间区间，由此在形成期望断裂凹陷部7的条件下加速用于制造或加工金属陶瓷基板1的整个生产工艺。
[0059]
为了有针对性地进行金属陶瓷基板1的温度处理，例如可设想的是，保持元件40例如具有加热元件50，所述加热元件优选沿垂直于主延伸平面hse伸展的方向设置在期望断裂凹陷部7或规划的期望断裂凹陷部7之下。在此，对应的加热元件50例如可以设置在保持
元件40之内和/或安装在保持元件40的外侧上。例如，当保持元件40装配有金属陶瓷基板时，加热元件50直接邻接于金属陶瓷基板1。此外优选地提出，保持元件40将金属陶瓷基板1形状配合地和/或力配合地沿平行于主延伸平面hse伸展的方向紧固。由此，保持元件40可以附加地考虑用于金属陶瓷基板1的定位。对于在保持元件40之内或在保持元件40的外侧上构成加热元件50替选地，替选地也可设想和/或补充地可设想的是，为了加热和/或冷却金属陶瓷基板1，加热和/或有针对性地冷却整个保持元件40。为此，保持元件40优选由具有相对高的热导率的材料制造，尤其热导率大于100w/mk，优选大于200w/mk并且特别优选大于400w/mk。
[0060]
优选地，保持元件40例如借助于加热线圈或加热元件50加热，所述加热线圈或加热元件规则地和/或不规则地在保持元件40中或在保持元件40上分布。优选地，加热线圈或加热元件50沿垂直于主延伸平面hse伸展的方向至少部分全等地设置在规划的期望断裂凹陷部7之下。
[0061]
在图2a中示出根据现有技术的期望断裂凹陷部7。尤其为沿着伸展方向v的剖视图，通过所述剖视图可见期望断裂凹陷部7的、尤其在其底面或底部上的轮廓。尤其引入陶瓷层的期望断裂凹陷部7在此具有第一深度t1，所述第一深度沿垂直于主延伸平面hse伸展的方向在金属陶瓷基板1的上侧os、尤其金属陶瓷基板1的陶瓷层和底部之间测量，其中期望断裂凹陷部7引入到所述陶瓷层中。在此，第一深度t1尤其始终参照将陶瓷层的上侧os假想地延续的平面，即平行于上侧os伸展的平面。根据现有技术的实施例示出，根据现有技术的期望断裂凹陷部7除了在起点处和在终点处的倾斜于主延伸平面延伸的伸展以外具有基本上恒定的第一深度t1。在此，本领域技术人员将恒定的第一深度t1理解为沿着伸展方向v改变小于10％，小于5％并且小于2％的深度。
[0062]
在图2b中示出根据本发明的一个优选的实施方式的期望断裂凹陷部7。尤其，图2b的期望断裂凹陷部7具有第一部段a1和第二部段a2，其中第一部段a1的第一深度t1与第二部段a2的第二深度t2不同。在此尤其将第一部段a1或第二部段a2理解为期望断裂凹陷部7的或期望断裂凹陷部7的底部的如下子段，所述子段沿着伸展方向v基本上平行于主延伸平面hse伸展。换言之：从第一部段a1和第二部段a2中，在期望断裂凹陷部7中掏出在底部或期望断裂凹陷部7处的如下部段，所述部段基本上倾斜于主延伸平面hse伸展并且例如将上侧os与第一部段a1和/或将第一部段a1与第二部段a2连接。
[0063]
在图2b中示出的实施例中，第一部段a1的平行于伸展方向v测量的第一长度l1基本上对应于第二部段a2的第二长度l2。还从图2b中可见，第二部段a2的第二深度t2基本上是第一部段a1中的第一深度t1的两倍大。还优选提出，第一部段a1和第二部段a2沿伸展方向v的方向交替从而构成期望断裂凹陷部7的底部的周期性图案。已证实的是，期望断裂凹陷部7具有不同深度、即用于第一间距a1和第二部段a2的至少一个第一深度t1和第二深度t2的构成方案适合于提供尤其呈大卡的形式的金属陶瓷基板1的足够的稳定性，由此尤其允许其运输。同时，不同深度t1、t2允许沿着期望断裂凹陷部7的几乎无废品的折断。
[0064]
尤其提出，期望断裂凹陷部7的底部沿着伸展方向v连贯地、尤其连续周期性地调整，以便这样构成第一部段a1和第二部段a2。尤其提出，底部在垂直于主延伸平面hse伸展并且通过伸展方向v伸展的剖视图中具有梯形的和/或三角形的横截面。
[0065]
为了制造这种期望断裂凹陷部7例如可设想的是，到第二部段a2中的激光10比在
第一部段a1中更频繁地移动经过陶瓷层。替选地可设想的是，在制造具有第一深度t1的凹陷部之后，将阴影元件，尤其具有对应图案的阴影元件放置到陶瓷层上，使得光仅还通过阴影元件中的未遮住的区域射到陶瓷层上并且在那引起陶瓷材料的剥离。以这种方式能实现对应调整的期望断裂凹陷部7。
[0066]
在本发明的在图2c中示出的实施例中还提出，第二部段a2的第二长度l2大于第一部段a1的第一长度l1。尤其提出，第一部段a1基本上是点状的，使得在期望断裂凹陷部7的底部处构成三角形的伸展。
[0067]
附图标记列表
[0068]
1金属陶瓷基板
[0069]
6等离子体火焰
[0070]
7期望断裂凹陷部
[0071]
10激光
[0072]
20透镜
[0073]
25抽吸设备
[0074]
30镜元件
[0075]
50加热元件
[0076]
a1第一部段
[0077]
a2第二部段
[0078]
t1第一深度
[0079]
t2第二深度
[0080]
v伸展方向
[0081]
os上侧
[0082]
hse主延伸平面

技术特征：
1.一种用于加工金属陶瓷基板(1)、尤其用于制造期望断裂凹陷部的方法，所述方法包括：-提供金属陶瓷基板(1)；和-在所述金属陶瓷基板(1)中构成期望断裂凹陷部(7)，其中所述期望断裂凹陷部(7)沿着其伸展方向(v)具有第一深度(t1)的至少一个第一部段(a1)和第二深度(t2)的至少一个第二部段(a2)，其中实现与所述第一深度(t1)不同的第二深度(t2)。2.根据权利要求1所述的用于加工金属陶瓷基板(1)的方法，其中所述第一部段(a1)和所述第二部段(a2)在两个期望断裂凹陷部(7)的交叉点之外实现。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中第一深度(t1)与第二深度(t2)的比例具有在0.2和0.8之间、优选在0.3和0.7之间并且特别优选在0.4和0.6之间的值。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一部段(a1)中的第一深度(t1)在沿所述期望断裂凹陷部(v)的伸展方向(v)测量的第一长度(l1)的范围内基本上保持恒定，和/或所述第二部段(a2)中的第二深度(t2)在沿所述期望断裂凹陷部(v)的伸展方向(v)测量的第二长度(l2)的范围内基本上保持恒定。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一长度(l1)与所述第二长度(l2)的比例小于1.5，优选小于0.5并且特别优选小于0.25。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一部段(a1)和所述第二部段(a2)周期性地交替。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述期望断裂凹陷部(7)沿垂直于所述伸展方向(v)伸展的方向具有第三深度，所述第三深度优选与所述第一深度(t1)和/或所述第二深度(t2)不同。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述期望断裂凹陷部(7)在平行于所述伸展方向(v)伸展的平面中具有梯形的或三角形的形状。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中通过借助于激光(10)、尤其超短脉冲(ukp)激光器的激光的加工来制造所述期望断裂凹陷部(7)，其中在构成所述期望断裂凹陷部(7)的范围中，使所述金属陶瓷基板(1)在加工之前、在加工期间和/或在加工之后经受温度处理，其中尤其地，冷却尤其在加工之后以小于4℃/分钟，优选小于2℃/分钟并且特别优选小于0.5℃/分钟的冷却速率进行。10.一种金属陶瓷基板，所述金属陶瓷基板具有借助根据上述权利要求中任一项所述的方法制造的期望断裂凹陷部(7)。

技术总结
一种用于加工金属陶瓷基板(1)的方法，包括：-提供金属陶瓷基板(1)；和-在金属陶瓷基板(1)中构成期望断裂凹陷部(7)，其中期望断裂凹陷部(7)沿着其伸展方向(V)具有第一深度(T1)的第一部段(A1)和第二深度(T2)的第二部段(A2)，其中实现与所述第一深度(T1)不同的第二深度(T2)。深度(T2)。深度(T2)。


技术研发人员：托马斯
受保护的技术使用者：罗杰斯德国有限公司
技术研发日：2022.03.02
技术公布日：2023/10/20