Es ist aus der Druckschrift DE 691 06 830 D2 ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Vielschichtsubstrates be- kannt, bei dem in einem ersten Schritt ein Stapel von über- einanderliegenden keramischen Grünfolien hergestellt wird. In einem weiteren Schritt werden auf der Oberseite und auf der Unterseite des Stapels jeweils eine Zwangsschicht aufge- bracht. Die Zwangsschicht besteht aus einem Material, das bei den Temperaturen, bei denen die Schichten des Schichtstapels gesintert werden, nicht sintert.

Um in Module, wie sie beispielsweise als Frontendmodule in Mobilfunkapplikationen verwendet werden, an der Oberfläche von Vielschichtsubstraten noch Halbleiterchips versenken zu können, werden keramische Vielschichtsubstrate benötigt, die an deren Oberfläche Vertiefungen aufweisen. Dies erlaubt eine Reduzierung der Bauteilhöhe und darüber hinaus einen Schutz für die in den Vertiefungen versenkten Bauteile und deren Kontakte.

Das bekannte Verfahren zur Herstellung von Vielschichtkera- miksubstraten hat den Nachteil, daß es für die Herstellung von Substraten mit einer Aussparung an der Oberfläche nur schlecht geeignet ist. Dies resultiert daraus, daß sich in den Aussparungen, vorzugsweise an den unteren Seitenrändern der Aussparung Ausgangspunkte für Risse und Verformungen des Keramikkörpers bilden. Eine Ursache hierfür ist der Sinter- schwund am Boden der Aussparung, da die Oberflächen der Aus-

sparung nicht mehr durch die nur oben auf dem Substrat auf- liegende Zwangsschicht fixiert sind.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah- ren zur Herstellung eines keramischen Vielschichtsubstrates anzugeben, bei dem die Gefahr von Rißbildungen im Bereich der Aussparung reduziert ist. Es ist ferner Aufgabe der Erfin- dung, ein Keramiksubstrat mit einer Aussparung an der Ober- fläche anzugeben, das weitgehend rißfrei hergestellt werden kann.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein keramisches Viel- schichtsubstrat nach Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfah- ren zu dessen Herstellung nach Patentanspruch 2.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Viel- schichtsubstrats angegeben, bei dem in einem ersten Schritt ein Stapel von übereinanderliegenden Grünfolien hergestellt wird. Die oberste der Grünfolien weist dabei eine oder auch mehrere Aussparungen auf. Diese Aussparungen in der obersten Grünfolie sind dazu geeignet, Vertiefungen in der Oberfläche des fertigen keramischen Vielschichtsubstrates zu bilden. Es wird darüber hinaus in diesem Schritt eine Zwangsschicht un- terhalb der mit den Aussparungen versehenen keramischen Grün- folie angeordnet.

Unter einer Zwangsschicht ist dabei eine Schicht zu verste- hen, die sich während des Sinterns des Schichtstapels nur sehr wenig verändert und sich insbesondere kaum verformt.

Beispielsweise könnte eine solche Zwangsschicht aus Aluminiu- moxid bestehen oder sie könnte auch lediglich Aluminiumoxid enthalten. Aluminiumoxid zeichnet sich aus durch eine sehr hohe Sintertemperatur, die beim Sintern der gängigen kerami- schen Vielschichtsubstrate nicht erreicht wird. Insbesondere wird dafür Sorge getragen, daß die Sintertemperatur für die übrigen keramischen Grünfolien niedriger liegt als die Sin- tertemperatur der Zwangsschicht.

In einem weiteren Schritt wird der Stapel aus übereinander- liegenden keramischen Grünfolien bei einer Temperatur gesin- tert, bei der die Grünfolien des Stapels sintern, nicht je- doch die Zwangsschicht.

Mit Hilfe dieses Verfahrens kann es erreicht werden, daß die oberste keramische Grünfolie, die eine oder mehrere Ausspa- rungen aufweist, sowohl ggf. von der Oberseite her als auch zumindest von der Unterseite her durch eine Zwangsschicht am Schrumpfen in laterale Richtung während des Sinterns gehin- dert werden kann. Es kann mit Hilfe des Verfahrens erreicht werden, daß die Gefahr des Schrumpfens der obersten kerami- schen Grünfolie durch die auf der Unterseite dieser Grünfolie angebrachten Zwangsschicht reduziert ist.

Es kann darüber hinaus erreicht werden, da sich nun im Be- reich der Vertiefung, insbesondere im Bereich des Bodens der Vertiefung eine Zwangsschicht befindet, daß der Boden der Vertiefung nur noch sehr wenig in laterale Richtung schrumpft, was die Bildung von Rissen weitgehend vermindert.

Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß für die Zwangsschicht gelten muß, daß deren Sintertemperatur oder auch jede andere Temperatur, bei der sich die Zwangsschicht in ihrer Größe ändert oder bei der sie andere Verformungspro- zesse durchläuft, wesentlich höher liegt oder zumindest höher liegt als sämtliche Prozeßtemperaturen, die auf den Stapel von übereinanderliegenden Grünfolien bzw. auf das keramische Vielschichtsubstrat während dessen Herstellung angewendet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden entsprechend der bekannten Methode zur Herstellung von kera- mischen Vielschichtsubstraten zusätzlich noch auf der Ober- seite und auf der Unterseite des Schichtstapels Zwangsschich- ten angeordnet, und zwar vor dem Sintern des Schichtstapels.

Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, daß die oberste ke- ramische Grünfolie auf der Ober-und auf der Unterseite je- weils eine Zwangsschicht vorfindet, die wodurch das die Ge- fahr des Schrumpfens der obersten keramischen Grünschicht weiter reduziert ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels und den dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein keramisches Vielschichtsubstrat in einem schematischen Querschnitt.

Das keramische Vielschichtsubstrat 1 wird hergestellt mit Hilfe des hier vorgestellten Verfahrens aus einem Grünkörper.

Er weist keramische Grünfolien 21,22 auf, die Teil eines Stapels von übereinanderliegenden Grünfolien sind. Dabei bil- det die keramische Grünfolie 22 den oberen Abschluß des Schichtstapels. Die oberste keramische Grünfolie 22 weist ei- ne Aussparung 3 auf, die dazu geeignet ist, eine Vertiefung auf der Oberseite des keramischen Vielschichtsubstrates zu bilden. Unterhalb der keramischen Grünfolie 22 ist eine Zwangsschicht 40 angeordnet, die die keramische Grünfolie 22 von der keramischen Grünfolie 21 trennt. Die Zwangsschicht 40 besteht dabei aus einer Aluminiumoxid-Schicht 4, die auf der Oberseite und auf der Unterseite jeweils eine weitere kerami- sche Grünfolie 41,42 aufweist. Die keramischen Grünfolien 41,42 werden gemeinsam mit den übrigen keramischen Grünfoli- en 21,22 gesintert. Sie bestehen aus einem entsprechenden Material, das vergleichbare oder ähnliche Sintereigenschaften aufweist. Demgegenüber besteht die Aluminiumoxid-Schicht 4 zu großen Teilen aus Aluminiumoxid, sie kann jedoch auch noch organische Bestandteile enthalten und kann mithin die Form einer keramischen Grünfolie aufweisen.

Nach dem Sintern entsteht daraus ein Vielschicht-Keramiksub- strat, bei dem auf der Oberseite des Stapels von keramischen Schichten eine Keramikschicht mit Aussparungen 3 angeordnet

ist. Unterhalb der obersten Keramikschicht ist eine Zwangs- schicht 40 angeordnet. Der wesentliche Teil der Zwangsschicht 40 ist die Aluminiumoxid-Schicht 4.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung können in der Figur die Schichten 41,42 weggelassen werden, so daß die oberste keramische Schicht 22 direkt an die Aluminiumoxid- Schicht 4 grenzt.

Durch die Zwangsschicht kann einerseits die Kraftfortpflan- zung vom Innern des keramischen Substrates nach außen, insbe- sondere in den Bereich der Aussparung 3 reduziert werden, wo- durch gleichzeitig die Gefahr der Risse reduziert wird.

Darüber hinaus kann durch die im Innern des Schichtstapels angeordnete Zwangsschicht 40 auch eine Rißbildung der ober- sten keramischen Schicht weitgehend vermindert werden.

Bei einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens bzw. des Vielschichtsubstrates bildet eine Schicht aus einem sehr hochsinternden Material direkt den Boden der Vertiefung.