Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kera- mik-Substrats und ein Metall-Keramik-Substrat, hergestellt mit einem solchen Ver fahren.

Metall-Keramik-Substrate sind beispielsweise als Leiterplatten oder Platinen aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, beispielsweise aus der DE 102013 104739 A1 , der DE 19927046 B4 und der DE 102009033029 A1. Typischer weise werden auf einer Bauteilseite des Metall-Keramik-Substrats Anschlussflä chen für elektrische Bauteile und Leiterbahnen angeordnet, wobei die elektrischen Bauteile und die Leiterbahnen zu elektrischen Schaltkreisen zusammenschaltbar sind. Wesentliche Bestandteile der Metall-Keramik-Substrate sind eine Isolations schicht, die bevorzugt aus einer Keramik gefertigt ist, und wenigstens eine an die Isolationsschicht angebundene Metallschicht. Wegen ihrer vergleichsweise hohen Isolationsfestigkeiten haben sich aus Keramik gefertigte Isolationsschichten in der Leistungselektronik als besonders vorteilhaft erwiesen. Durch eine Strukturierung der Metallschicht können sodann Leiterbahnen und/oder Anschlussflächen für die elektrischen Bauteile realisiert werden.

Voraussetzung für das Bereitstellen eines solchen Metall-Keramik-Substrats ist eine dauerhafte Anbindung der Metallschicht an die Keramikschicht. Neben einem sogenannten Direktanbindungsverfahren, d. h. DCB- oder DAB-Verfahren, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Metallschicht über ein Lotmaterial an die Keramikschicht anzubinden. Aus der EP 3041 042 A1 ist beispielsweise eine phosphorhaltige Lotfolie bekannt, mit der eine entsprechende Bindung erzielt wer den kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik macht es sich die vorliegende Erfin dung zur Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Anbindung der Metallschicht an die Keramikschicht bereitzustellen, das insbesondere in Hinblick auf die thermo mechanischen Belastungen während der Fertigung und Hinblick auf sein Anbin dungsspektrum bezüglich der zu verbindenden Keramikschichten verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Sub- strats gemäß Anspruch 1 und ein Metall-Keramik-Substrat hergestellt mit einem sol chen Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und Eigenschaften er geben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Her stellung eines Metall-Keramik-Substrats, bei dem mindestens eine Keramikschicht und mindestens eine Metallschicht entlang einer Stapelrichtung übereinander an geordnet sind, vorgesehen, umfassend:

- Bereitstellen der mindestens einen Keramikschicht,

- Ausbilden einer Schnittstellenmetallisierung auf der mindestens einen Keramik schicht, wobei die Schnittstellenmetallisierung eine Aktivmetallschicht und vor zugsweise eine Benetzungsmetallschicht umfasst, und

- Anbinden der mindestens einen Metallschicht an die Schnittstellenmetallisie rung, insbesondere mittels eines Direktmetallverbindungsverfahrens, wie bei spielsweise einem DCB- oder DAB-Verfahren, oder eines Aktivlötverfahrens, zur Ausbildung des Metall-Keramik-Substrats, wobei die Aktivmetallschicht und/oder die Benetzungsmetallschicht zum Ausbilden der Schnittstellenmetallisierung einem Energieeintrag ausgesetzt wird. Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren verwendet das erfindungsgemäße Verfahren eine Schnittstellenmetallisierung, die auf der min destens einen Keramikschicht, vorzugsweise auf einer Oberseite und/oder Unter seite der mindestens einen Keramikschicht, ausgebildet ist. Eine derartige Schnitt stellenmetallisierung erweist sich insbesondere deswegen als vorteilhaft, weil sie die Anbindung einer Metallschicht auch in solchen Fällen gestattet, in denen bei spielsweise eine Anbindung über ein DCB- bzw. DAB-Verfahren nach Stand der Technik nicht möglich ist. Dies trifft insbesondere auf nitridische Keramiken, insbe sondere Siliziumnitrid und Aluminiumnitrid, zu. Im Falle eines geplanten Lötens, insbesondere Aktivlötens, gestattet die Schnittstellenmetallisierung zudem eine flexiblere Wahl des Lotmaterials, insbesondere insofern, als dass auch solche Lot materialien Verwendung finden können, deren Schmelztemperatur für den Lötpro zess unterhalb von 800°C, bevorzugt unterhalb von 700°C und besonders bevor zugt unterhalb von 600°C liegen. Dadurch wird der vollzogene Lötprozess bei ei ner niedrigeren Prozesstemperatur durchgeführt, was sich wiederum positiv auf die andernfalls im Metall-Keramik-Substrat entstehenden thermomechanischen Spannungen auswirkt.

Insbesondere handelt es sich um derartige Metall-Keramik-Substrate, die durch eine entsprechende Strukturierung als Leiterplatten bzw. „printed Circuit boards“ (PCB) verwendet werden. Beispielsweise wird das Verfahren zur Ausbildung von Großkarten herangezogen, wobei aus der Großkarte im Anschluss in einem Ver einzelungsprozess mehrere vereinzelte Metall-Keramik-Substrate gebildet werden. Beispielsweise erfolgt eine Strukturierung im Anschluss an die Anbindung der min destens einen Metallschicht an die Schnittstellenmetallisierung, vorzugsweise mit tels eines Ätz- und/oder Fräsvorgangs. Durch die Strukturierung können entspre chende Leiterbahnen und/oder Anschlüsse bereitgestellt werden. Es ist für den Fachmann bevorzugt vorgesehen, dass neben einer mindestens einen Metall schicht an einer Oberseite der mindestens einen Keramikschicht mindestens eine auf der gegenüberliegenden Seite als Rückseitenmetallisierung dienende eine weitere Metallschicht vorgesehen ist. Beispielsweise entspricht die mindestens eine weitere Metallschicht der weiteren Metallschicht, insbesondere in Hinblick auf Form und/oder Dicke und/oder Material.

Insbesondere unterscheiden sich die Aktivmetallschicht und die Benetzungsme tallschicht in Hinblick auf ihre Materialwahl. Beispielsweise handelt es sich bei dem Material für die Aktivmetallschicht um Ti, Zr, Hf, Cr, Nb und/oder V und bei der Benetzungsmetallschicht um Cu, Ag, Ni, In und/oder ähnliche Metalle. Denk bar ist auch, dass als Benetzungsmetallschicht ein Kupferoxid verwendet wird, ins besondere wenn die Aktivmetallschicht in einer Prozessgasatmosphäre unter Auf wendung eines Energieeintrags und/oder weiteren Energieeintrags an die mindes tens eine Keramikschicht angebunden wurde. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Benetzungsmetallschicht unmittelbar an die Aktivmetallschicht in Stapelrich tung gesehen angrenzt. Weiterhin ist es vorstellbar, dass die Benetzungsmetall schicht und/oder Aktivmetallschicht an der Oberseite sich unterscheidet von der Benetzungsmetallschicht und/oder Aktivmetallschicht an der Unterseite der min destens einen Keramikschicht oder einer mindestens einen weiteren Keramik schicht.

Ferner umfasst das Metall-Keramik-Substrat mindestens eine Metallschicht, die an einer Oberseite mindestens einer Keramikschicht stoffschlüssig angebunden ist, wobei sich die mindestens eine Metallschicht und die mindestens eine Keramik schicht entlang einer Haupterstreckungsebene erstrecken und entlang einer senk recht zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Stapelrichtung übereinander an geordnet sind. Als Materialien für die mindestens eine Metallschicht sind Kupfer, Aluminium, Molybdän und/oder deren Legierungen, sowie Laminate wie CuW, CuMo, CuAI, AICu und/oder CuCu vorstellbar, insbesondere eine Kupfer-Sand wichstruktur mit einer ersten Kupferschicht und einer zweiten Kupferschicht, wobei sich eine Korngröße in der ersten Kupferschicht von einer zweiten Kupferschicht unterscheidet. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die mindestens eine Me tallschicht oberflächenmodifiziert ist. Als Oberflächenmodifikation ist beispiels weise eine Versiegelung mit einem Edelmetall, insbesondere Silber und/oder Gold, oder ENIG („ electroless nicket immersion gold “) oder ein Kantenverguss an der ersten bzw. zweiten Metallisierungsschicht zur Unterdrückung einer Rissbil dung bzw. -Weitung denkbar.

Vorzugsweise weist die mindestens eine Keramikschicht AI2O3, S13N4, AIN, eine HPSX-Keramik (d. h. eine Keramik mit einer AI2O3- Matrix, die einen x-prozenti- gen Anteil an Zr0 ₂ umfasst, beispielsweise AI2O3 mit 9% Zr0 ₂ = HPS9 oder AI2O3 mit 25% Zr0 ₂ = HPS25), SiC, BeO, MgO, hochdichtes MgO (> 90% der theoreti schen Dichte), TSZ (tetragonal stabilisiertes Zirkonoxid) oderZTA als Material für die Keramik auf. Es ist dabei auch vorstellbar, dass mindestens eine Keramik schicht als Verbund- bzw. Hybridkeramik ausgebildet ist, bei der zur Kombination verschiedener gewünschter Eigenschaften mehrere Keramikschichten, die sich je weils in Hinblick auf ihre materielle Zusammensetzung unterscheiden, übereinan der angeordnet und zu einer Isolationsschicht zusammengefügt sind. Vorzugs weise wird eine möglichst wärmeleitfähige Keramik für einen möglichst geringen Wärmwiderstand verwendet.

Weiterhin ist es vorstellbar, dass neben der mindestens einen Keramikschicht min destens eine weitere Keramikschicht vorgesehen, wobei zwischen der mindestens einen Keramikschicht und der mindestens einen weiteren Keramikschicht eine me tallische Zwischenschicht angeordnet ist, wobei die metallische Zwischenschicht vorzugsweise dicker als 1 ,4 mm ist und/oder dicker als die mindestens eine Kera mikschicht und die mindestens eine weitere Keramikschicht. Beispielsweise ist hierbei die mindestens eine Metallschicht an der mindestens einen Keramikschicht und eine als Rückseitenmetallisierung vorgesehene Metallschicht an der mindes tens einen weiteren Keramikschicht angebunden.

Dabei wird vorzugsweise die mindestens eine Metallschicht an die mindestens eine Keramikschicht mittels eines AMB-Verfahrens und/oder ein DCB-Verfahren stoffschlüssig angebunden.

Unter einem „DCB-Verfahren” (Direct-Copper-Bond-Technology) oder einem „DAB-Verfahren” (Direct-Aluminium-Bond-Technology) versteht der Fachmann ein solches Verfahren, das beispielsweise zum Verbinden von Metallschichten oder - blechen (z. B. Kupferblechen oder-folien oder Aluminiumblechen oder-folien) miteinander und/oder mit Keramik oder Keramikschichten dient, und zwar unter Verwendung von Metall- bzw. Kupferblechen oder Metall- bzw. Kupferfolien, die an ihren Oberflächenseiten eine Schicht oder einen Überzug (Aufschmelzschicht), aufweisen. Bei diesem beispielsweise in der US 3744 120 A oder in der DE23 19 854 C2 beschriebenen Verfahren bildet diese Schicht oder dieser Überzug (Auf schmelzschicht) ein Eutektikum mit einer Schmelztemperatur unter der Schmelz temperatur des Metalls (z. B. Kupfers), so dass 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 We sentlichen nur im Bereich der Aufschmelzschicht bzw. Oxidschicht.

Insbesondere weist das DCB-Verfahren dann z. B. folgende Verfahrensschritte auf:

• Oxidieren einer Kupferfolie derart, dass sich eine gleichmäßige Kupfer oxidschicht ergibt;

• Auflegen des Kupferfolie auf die Keramikschicht;

• Erhitzen des Verbundes auf eine Prozesstemperatur zwischen etwa 1025 bis 1083°C, z. B. auf ca. 1071 °C;

• Abkühlen auf Raumtemperatur.

Unter einem Aktivlot-Verfahren z. B. zum Verbinden von Metallschichten oder Me tallfolien, insbesondere auch von Kupferschichten oder Kupferfolien mit Keramik material ist ein Verfahren zu verstehen, welches speziell auch zum Herstellen von Metall-Keramik-Substraten verwendet wird, wird bei einer Temperatur zwischen ca. 650-1000°C eine Verbindung zwischen einer Metallfolie, beispielsweise Kup- ferfolie, und einem Keramiksubstrat, beispielsweise Aluminiumnitrid-Keramik, un ter Verwendung eines Hartlots hergestellt, welches zusätzlich zu einer Hauptkom ponente wie Kupfer, Silber und/oder Gold auch ein Aktivmetall enthält. Dieses Ak tivmetall, 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 Hartlöt-Verbindung ist. Alternativ ist zur Anbindung auch ein Dick schichtverfahren vorstellbar.

Ferner ist es vorgesehen, dass das Verfahren ein zumindest abschnittweise pri märes Anordnen der Aktivmetallschicht auf der mindestens einen Keramikschicht und ein zumindest abschnittsweise sekundäres Anordnen der Benetzungsmetall schicht auf der Aktivmetallschicht umfasst, wobei vorzugsweise zwischen dem pri mären Anordnen und dem sekundären Anordnen die Aktivmetallschicht einem weiteren Energieeintrag ausgesetzt wird. Dadurch wird bereits ein Aufschmelzen der Aktivmetallschicht vor dem sekundären Anordnen der Benetzungsmetall schicht vorgenommen. Alternativ ist es beispielsweise vorstellbar, dass auf diesen weiteren Energieeintrag verzichtet wird und der Energieeintrag zur Ausbildung der Schnittstellenmetallisierung durchgeführt wird, nachdem das primäre und sekun däre Anordnen abgeschlossen wurde. Dadurch lässt sich auf den weiteren Ener gieeintrag verzichten, wodurch das Verfahren beschleunigt wird.

Bei der Verwendung eines weiteren Energieeintrags kann ein vergleichsweise klei nerer weitere Energieeintrag nach dem primären Anordnen (und vor dem sekun dären Anordnen) bereits zum Aufschmelzen der Aktivmetallschicht verwendet wer den, wodurch der Energieaufwand bei der Anbindung der Aktivmetallschicht an die mindestens eine Keramikschicht reduziert werden kann, da der später erfolgende Energieeintrag nach dem primären und sekundären Anordnen nicht durch die Be netzungsmetallschicht hindurchdringen muss. Insbesondere erweist sich die Nut zung des weiteren Energieeintrags, d. h. nach dem primären Anordnen, als vorteil haft, wenn eine vergleichsweise dicke Benetzungsmetallschicht vorgesehen ist, d. h. bei Benetzungsmetallschichten mit einer zweiten Dicke, die größer als 300 nm ist. Ein reduzierter weiterer Energieeintrag bzw. reduzierter Energieeintrag erweist sich dabei ferner als vorteilhaft, da das Metall-Keramik-Substrat geringeren Belas tungen, insbesondere thermischer Belastungen im Rahmen des Fertigungsprozes ses ausgesetzt ist.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das primäre Anordnen und/oder das sekun däre Anordnen mittels eines Abscheidungsverfahrens, insbesondere mittels eines physikalischen Gasabscheidungsverfahrens realisiert wird. Beispielsweise handelt es sich um ein PVD-Sputtern und/oder reaktives Sputtern. Dadurch lassen sich gezielt vergleichsweise dünne Aktivmetallschichten und/oder Benetzungsmetall schichten realisieren, was sich wiederrum positiv auf den erforderlichen Energie eintrag auswirkt, der benötigt wird, um zumindest die Aktivmetallschicht an die mindestens eine Keramikschicht anzubinden. Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass beispielsweise im Rahmen eines Abscheidungsvorgangs mittels einer ent sprechenden Maskierung eine Strukturierung für die Schnittstellenmetallisierung bzw. zumindest für die Aktivmetallschicht und/oder die Benetzungsmetallschicht vorgenommen wird. Eine derartige Strukturierung in der Schnittstellenmetallisie rung, die vorzugsweise der geplanten Strukturierung in der mindestens einen Me tallschicht entspricht, verhindert mit Vorteil im Bereich der geplanten Strukturie rung eine Anbindung der mindestens einen Metallschicht an die mindestens eine Keramikschicht, wodurch der zur finalen Strukturierung vorgesehene Ätzschritt, das sogenannte „second etching“, vereinfacht werden kann, d. h. bei dem Ätz schritt, der die Isolationsgräben zwischen einzelnen Metallabschnitten der mindes tens einen Metallschicht realisiert. Ferner ist es vorstellbar, dass die Aktivmetall schicht und/oder Benetzungsmetallschicht galvanisch bzw. elektrochemisch reali siert werden.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorge sehen, dass zwischen der mindestens einen Metallschicht und der Schnittstellen metallisierung ein Lotmaterial angeordnet wird, wobei die Aktivmetallschicht und/o der die Benetzungsmetallschicht dem Energieeintrag zeitlich nach dem Anordnen des Lotmaterials zwischen der mindestens einen Metallschicht und der Schnittstel lenmetallisierung bzw. der Benetzungsmetallschicht ausgesetzt wird. Dadurch lässt sich vergleichsweise schnell ein Metall-Keramik-Substrat hersteilen, da ins besondere zunächst alle einzelnen Schichten übereinander gestapelt werden und erst durch einen finalen Energieeintrag der Fügeprozess simultan ausgelöst wird. Dabei erweist es sich insbesondere als vorteilhaft, als Lotmaterial eine Lötfolie zu verwenden, die zwischen der Benetzungsmetallschicht und der mindestens einen Metallschicht angeordnet ist. Dabei können die Aktivmetallschicht und/oder die Benetzungsmetallschicht als Teil der Lötfolie, d. h. als gemeinsame Lötfolie, aus gebildet sein. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Lotmaterial eine Schichtdicke zwischen 1 pm und 100 pm, bevorzugt zwischen 1,5 und 50 pm und besonders bevorzugt zwischen 2 pm und 20 pm aufweist. Insbesondere ist es vor gesehen, dass mit dem Energieeintrag nicht nur Aktivmetallschicht und Benet zungsmetallschicht, sondern auch das Lotmaterial, vorzugsweise die Lotfolie, auf geschmolzen wird. Vorzugsweise ist der Energieeintrag derartig dimensioniert, dass das Lötmaterial ebenfalls schmilzt. Insbesondere erfolgt der Energieeintrag unmittelbar, nachdem die Aktivmetallschicht, die Benetzungsmetallschicht, das Lotmaterial und die mindestens eine Metallschicht auf der mindestens eine Kera mikschicht entlang der Stapelrichtung gestapelt ist.

Beispielsweise handelt es sich bei dem Lotmaterial, um ein silberbasiertes oder ein kupferbasiertes Lotmaterial. In einem silberbasierten Lotmaterial ist Silber die Hauptkomponente, d. h. der Bestandteil mit dem bezüglich der Gewichtsprozente höchsten Anteil, während in einem kupferbasierten Lotmaterial Kupfer die Haupt komponente ist. Beispiele für ein silberbasiertes Lotmaterial sind AgCu, insbeson dere AgCu28, AgCuln, AgCuSn und AgCuGa. Beispiele für ein kupferbasiertes Basismaterial sind Kupfer CuSn, Culn, CuGa, CulnSn, CulnMb, CuGaSn. Auch ist es vorstellbar als Lötmaterial NiCrMn, Sn, SnSb oder SnCu zu verwenden.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass als Energieeintrag und/oder weiterer Ener gieeintrag Licht verwendet wird. Beispielsweise kann es sich bei dem Licht um ein Laserlicht handeln, das in einer oder mehreren Überfahrten über die Aktivmetall schicht und/oder Benetzungsmetallschicht geführt wird, um so zumindest zeit weise, insbesondere zeitlich punktuell, zu einem Aufschmelzen der Aktivmetall schicht und/oder Benetzungsmetallschicht zu führen. Beispielsweise handelt es sich bei dem Laser um einen gepulsten Laser, wie z. B. einen CO2-Laser und/oder einen Ultrakurzpulslaser, der Pulse mit einer Pulsdauer von wenigen Pikosekun- den oder Nanosekunden erzeugt.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass ein Lichtblitz verwendet wird, wobei der Energieeintrag des Lichtblitzes auf die Aktivmetallschicht und/oder die Benet zungsmetallschicht vorzugsweise mindestens 5 kW, bevorzugt mindestens 8 kW und besonders bevorzugt zwischen 10 kW und 15 kW beträgt. Insbesondere er folgt der Energieeintrag im Rahmen eines sogenannten „Flashlight-Annealings“, bei dem ein Lichtblitz flächendeckend über 0,6 ms bis 20 ms hinweg die Aktivme tallschicht und/oder Benetzungsmetallschicht beleuchtet. So werden die Aktivme tallschicht und/oder die Benetzungsmetallschicht flächendeckend einem kurzen thermischen Schock, beispielsweise in Form einer kurzfristigen (theoretischen) Er wärmung von 800 °C, ausgesetzt. Dabei werden vorzugsweise solche Lichtblitze verwendet, deren Energiedichte zwischen 0,01 J/cm ² und 100 J/cm ² , bevorzugt zwischen 0,5 J/cm ² und 15 J/cm ² liegt und/oder deren Pulsdauer zwischen 0,2 ms und 20 ms betragen. Es hat sich herausgestellt, dass durch die Behandlung mit derartigen Lichtblitzen die Ausbildung einer beschriebenen Schnittstellenmetalli sierung im Rahmen eines Präparationsschrittes vor dem eigentlichen Anbinden der mindestens einen Metallschicht und/oder einer mindestens einen weiteren Me tallschicht möglich ist. Beispielsweise veranlasst der Energieeintrag durch einen entsprechenden Lichtblitz bei dem Aktivmetall die Reaktion

S13N4 + Ti ^ TiN + ThSis .

Alternativ und/oder ergänzend ist es vorgesehen, dass der Energieeintrag und/o der weitere Energieeintrag ein Sintern bzw. Temperieren umfasst, d. h. Vorzugs- weise wird bzw. werden die Aktivmetallschicht und/oder die Benetzungsmetall schicht, insbesondere unter inerten Bedingungen, erhitzt bzw. erwärmt. Denkbar ist, dass das Erwärmen im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre durchge führt wird. Es ist auch vorstellbar, dass der Energieeintrag über eine induktive Wir kung veranlasst wird. Ferner ist es denkbar, dass die Aktivmetallschicht und/oder die Benetzungsmetallschicht während des Energieeintrags bzw. des weiteren Energieeintrags unter Druck gesetzt sind, d. h. zusammengepresst sind.

Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Aktivmetallschicht eine erste Di cke und die Benetzungsmetallschicht eine zweite Dicke aufweist, wobei die erste Dicke und/oder die zweite Dicke einen Wert zwischen 0 nm und 5.000 nm, bevor zugt zwischen 50 nm und 2500 nm und besonders bevorzugt zwischen 100 nm und 1.000 nm annimmt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die erste Dicke und/oder zweite Dicke, insbesondere die Summe der ersten und zweiten Dicke, kleiner ist als eine dritte Dicke der mindestens einen Metallschicht. Vorzugsweise nimmt ein Verhältnis der Summe der ersten Dicke und der zweiten Dicke einen Wert unterhalb von 0,1 , bevorzugt kleiner als 0,05 und besonders bevorzugt klei ner als 0,02 an. Dadurch werden vergleichsweise dünne Aktivmetallschichten und Benetzungsmetallschichten bereitgestellt, die eine Ausgestaltung von den ge wünschten Schnittstellenmetallisierungen gestattet.

Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die erste Dicke im Wesentlichen der zweiten Dicke entspricht. Alternativ ist es vorstellbar, dass ein Verhältnis einer ers ten Dicke zur zweiten Dicke einen Wert zwischen 0,1 und 0,6 annimmt, bevorzugt zwischen 0,15 und 0,4 und besonders bevorzugt zwischen 0,25 und 0,35 oder dass ein Verhältnis der zweiten Dicke zu der ersten Dicke einen Wert zwischen 0,1 und 2,0; bevorzugt zwischen 0,2 und 1 ,5; besonders bevorzugt zwischen 0,3 und 1 ,0 annimmt. Weiterhin ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Ak tivmetallschicht, d. h. die erste Dicke, mindestens 100 nm dick ist. Eine entspre chend große erste Dicke stellt sicher, dass ausreichend Aktivmetall an der Grenz schicht zwischen Keramik und Metall bereitgestellt wird, um eine erfolgreiche Stoff- schlüssige Verbindung zwischen der mindestens einen Metallschicht und der min destens einen Keramikschicht zu realisieren. Insbesondere im Falle des zeitglei chen Aufschmelzens der Aktivmetallschicht, der Benetzungsmetallschicht und des Lotmaterials, hat es sich als vorteilhaft erwiesen als Energieeintrag ein "Flashlight Annealing", ein Tempern, ein induktives Erwärmen und/oder eine Behandlung mit gepulstem Laserlicht zu verwenden. Mit Vorteil werden verschieden Arten von Energieeinträgen verwendet, die zeitgleich oder zeitversetzt auf die Aktivmetall schicht, die Benetzungsmetallschicht und/oder das Lotmaterial wirken.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zur Ausbildung der Schnittstellenmetallisie rung, d. h. während des Energieeintrags und/oder des weiteren Energieeintrags, ein Prozessgas verwendet wird, d. h. die Aktivmetallschicht und/oder die Benet zungsmetallschicht werden während des Energieeintrags und/oder des weiteren Energieeintrags einem Prozessgas ausgesetzt. Beispiele für ein entsprechendes Prozessgas sind Argon, Sauerstoff und/oder Stickstoff. Die Verwendung eines Prozessgases, insbesondere von Stickstoff oder Sauerstoff, kann die Metall schicht, insbesondere die Aktivmetallschicht und die Benetzungsmetallschicht zu sätzliche Oxide bzw. Nitride bilden, die bei Lagerung an der Atmosphäre stabil sind. Besonders bevorzugt ist die Verwendung eines induktiven Wärmeeintrags, wenn der Energieeintrag erfolgt nachdem das Lotmaterial und/oder die weitere Metallschicht bzw. die mindestens eine Metallschicht auf der Benetzungsmetall schicht angeordnet ist.

Weiterhin ist es denkbar, dass die mindestens eine Metallschicht und/oder min destens weitere Metallschicht durchgehend ausgebildet ist, d. h. in Form eines Blechs bzw. in einer Folie.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstel lung eines Trägersubstrats, umfassend - Bereitstellen mindestens einer Isolationsschicht; - Ausbilden einer Schnittstellenmetallisierung auf der mindestens einen Isolations schicht, wobei die Schnittstellenmetallisierung eine Aktivmetallschicht und eine Benetzungsmetallschicht umfasst, und

- Anbinden der mindestens einen Metallschicht an die Schnittstellenmetallisie rung, insbesondere mittels eines Direktmetallverbindungsverfahrens, wie bei spielsweise einem DCB oder DAB-Verfahren, oder eines Aktivlötverfahrens, zur Ausbildung des Trägersubstrats, wobei die Aktivmetallschicht und/oder die Benetzungsmetallschicht zum Ausbilden der Schnittstellenmetallisierung einem Energieeintrag ausgesetzt wird. Alle für das Verfahren zur Herstellung des Metall-Keramik-Substrats beschriebenen Merkmale und Vorteile lassen sich analog auf das Verfahren zur Herstellung des Trägersub strats übertragen. Beispielsweise ist das Trägersubstrats aus Glas und/oder Kunststoff, insbesondere einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff gefertigt. Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei das Stapeln von Aktivmetallschicht, Be netzungsmetallschicht und Lotmaterial zur Ausbildung des Trägersubstrats her ausgestellt.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Metall-Keramik-Sub- strat, hergestellt mit einem erfindungsgemäß Verfahren. Alle für das Verfahren be schriebenen Vorteile und Merkmale lassen sich analog auf das Metall-Keramik- Substrat übertragen und andersrum.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden.

Es zeigt:

Fig.1: schematisch ein Metall-Keramik-Substrats gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Fig.2: schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik- Substrats gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig.3: schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik- Substrats gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Fig.4: schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik- Substrats gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Figur 1 ist schematisch ein Metall-Keramik-Substrats 1 gemäß einer ersten be vorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Solch ein Me- tall-Keramik-Substrat 1 dient vorzugsweise jeweils als Träger von elektronischen bzw. elektrischen Bauteile, die an das Metall-Keramik-Substrat 1 anbindbar sind, d. h. als Leiterplatte bzw. PCB (printed Circuit board). Wesentliche Bestandteile ei nes solchen Metall-Keramik-Substrats 1 sind eine sich entlang einer Haupterstre ckungsebene HSE erstreckende mindestens eine Keramikschicht 10 und eine an der mindestens einen Keramikschicht 10 angebundene mindestens eine Metall schicht 20. Die mindestens eine Keramikschicht 10 ist aus mindestens einem eine Keramik umfassenden Material gefertigt. Die mindestens eine Metallschicht 20 und die mindestens eine Keramikschicht 10 sind dabei entlang einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene HSE verlaufenden Stapelrichtung S übereinander ange ordnet und in einem gefertigten Zustand übereine Anbindungsfläche zumindest bereichsweise miteinander stoffschlüssig verbunden. Vorzugsweise wird die min destens eine Metallschicht 20 dann zur Bildung von Leiterbahnen oder Anbin dungsstellen für die elektrischen Bauteile strukturiert. Beispielsweise wird diese Strukturierung in die mindestens eine Metallschicht 20 eingeätzt. Im Vorfeld muss allerdings eine dauerhafte Bindung, insbesondere stoffschlüssige Anbindung, zwi schen der mindestens einen Metallschicht 20 und der mindestens einen Keramik schicht 10 gebildet werden. Um die mindestens eine Metallschicht 20 dauerhaft an die mindestens eine Kera mikschicht 10 anzubinden, umfasst eine Anlage zur Herstellung des Metall-Kera- mik-Substrats 1 , beispielswiese in einem DCB oder DAB - Anbindungsverfahren oder Aktivlötverfahren (AMB-Verfahren), einen Ofen, in dem ein gestapelte Anord nung aus der mindestens einen Keramikschicht 10 und der mindestens einer Me tallschicht 20 erhitzt wird und so die Bindung erzielt wird. Beispielsweise handelt es sich bei der mindestens einen Metallschicht 20 um eine aus Kupfer gefertigte mindestens eine Metallschicht 20, wobei die mindestens eine Metallschicht 20 und die mindestens eine Keramikschicht 10 mit einem DCB (Direct-Copper-Bonding) - Anbindungsverfahren miteinander verbunden werden. Alternativ lässt sich die min destens eine Metallschicht über ein Aktivlötverfahren bzw. ein Dickschichtfilmver fahren an die mindestens eine Keramikschicht anbinden.

In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Metall-Keramik-Substrats 1 ist neben der mindestens einen Metallschicht 20 an der mindestens einen Kera mikschicht 10 auf einer gegenüberliegenden Seite mindestens eine weitere Metall schicht 20' vorgesehen. Insbesondere dient die mindestens eine weitere Metall schicht 20' als Rückseitenmetallisierung des Metall-Keramik-Substrats 1.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass die mindestens eine Metallschicht 20 und die mindestens eine weitere Metallschicht 20' jeweils über eine Schnittstellenme tallisierung 15 an eine Oberseite und/oder Unterseite der mindestens einen Kera mikschicht 10 angebunden sind. Die Nutzung einer Schnittstellenmetallisierung 15 hat den Vorteil, dass beispielsweise im Rahmen eines Lötprozesses auch solche Lotmaterialien Verwendung finden können, deren Löttemperatur niedriger sind als die, die für Lotmaterialien vorgesehen sind, die typischerweise eine Metallschicht 20 direkt an eine Keramikschicht 10 binden können. Dadurch lassen sich die ther mischen Belastungen während des Anbindungsprozesses reduzieren. Mit anderen Worten: Die Schnittstellenmetallisierung 15 dient als Adapter zur Anbindung der mindestens einen Metallschicht 20 und/oder der mindestens einen weiteren Me- tallschicht 20', insbesondere ohne die speziellen Eigenschaften der mindestens ei nen Keramikschicht 10 berücksichtigen zu müssen. Dies erweist sich insbeson dere auch als vorteilhaft, wenn die mindestens eine Metallschicht 20 und/oder die mindestens eine weitere Metallschicht 20' mit mindestens einer Keramikschicht 10 verbunden werden soll, die typischerweise ungeeignet ist für die Anwendung eines DCB bzw. DAB Prozesses bzw. Verfahrens. Beispielsweise lässt sich eine derar tige Schnittstellenmetallisierung 15 an einer nitridischen Keramik, insbesondere eine Siliziumnitrid-Keramikschicht anbinden, wodurch über die angebundene Schnittstellenmetallisierung 15 wiederum die Anbindung der mindestens einen Metallschicht 20 oder der mindestens einen weiteren Metallschicht 20' über ein Di rektmetallverbindungsverfahren, beispielsweise ein DCB- oder DAB- Verfahren, möglich ist. Dabei umfassen die Schnittstellenmetallisierungen 15 insbesondere an einer Oberseite und/oder Unterseite der mindestens einen Keramikschicht 10 jeweils eine Aktivmetallschicht 31 und eine Benetzungsmetallschicht 32 auf. Dabei schließt insbesondere die Aktivmetallschicht 31 unmittelbar an eine Oberseite und/oder Unterseite der mindestens einen Keramikschicht 10 an, während die Be netzungsmetallschicht 32 an der auf der mindestens einen Keramikschicht 10 an geordneten Aktivmetallschicht 31 angeordnet ist bzw. unmittelbar an die Aktivme tallschicht 31 angrenzt. Beispielsweise ist die Schnittstellenmetallisierung 15 aus einem zweilagigen Schichtsystem mit der Aktivmetallschicht 31 und der Benet zungsmetallschicht 32 geformt. Dabei ist es vorstellbar, dass sich die Aktivmetall schicht 31 und die Benetzungsmetallschicht 32 in der Schnittstellenmetallisierung 15 an der Oberseite von denjenigen Aktivmetallschicht 31 und Benetzungsmetall schicht 32 unterscheidet, die für die Schnittstellenmetallisierung 15 an der Unter seite der mindestens einen Keramikschicht 15 vorgesehen ist.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass sich die Schnittstellenmetallisierungen 15 min destens über 40%, bevorzugt 60% und besonders bevorzugt mehr als 80% einer Oberfläche an der Oberseite und/oder Rückseite der mindestens einen Keramik schicht 10 erstreckt. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Aktivmetallschicht 31 eine erste Dicke D1, eine Benetzungsmetallschicht 32 eine zweite Dicke D2 und der mindes tens einen Metallschicht 20 bzw. der mindestens einen weiteren Metallschicht 20' eine dritte Dicke D3 zugeordnet ist. Dabei nimmt die erste Dicke D1 und/oder die zweite Dicke D1 einen Wert zwischen 0 nm und 5000 nm, bevorzugt zwischen 50 nm und 2.500 nm und besonders bevorzugt zwischen 100 nm und 1000 nm an. Weiterhin ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass ein Verhältnis der Summe der ersten Dicke D1 und zweiten Dicke D2 zu der dritten Dicke D3 einen Wert an nimmt, der kleiner ist als 0,1 , bevorzugt kleiner als 0,05 und besonders bevorzugt kleiner als 0,02. Mit anderen Worten: Die Schnittstellenmetallisierungsschicht 15 ist vergleichsweise dünn gegenüber der dritten Dicke D3 der mindestens einen Metallschicht 20. Dadurch lassen sich beispielsweise auch dritte Dicken D3 reali sieren, die größer als 1 mm, bevorzugt größer als 1 ,5 mm und besonders bevor zugt zwischen 1 ,5 mm und 3 mm groß sind. Derartig große dritte Dicken D3 unter stützen mit Vorteil die Wärmespreizung unmittelbar an dem elektrischen Bauteil, das beispielsweise an der mindestens einen Metallschicht 20 angebunden ist.

In Figur 2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Substrats 1 ge mäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Insbesondere zeigt die Figur 2 die Präparation der mindestens einen Keramik schicht 10, die zur Ausbildung der Schnittstellenmetallisierung 15 führt. Insbeson dere ist es vorgesehen, dass nach einem Bereitstellen der mindestens einen Kera mikschicht 10 an einer Oberseite und/oder Rückseite bzw. Unterseite der mindes tens einen Keramikschicht 10, vorzugsweise durch einen Abscheidevorgang, wie zum Beispiel durch ein physikalisches Gasphasenabscheiden, flächig ein primäres Anordnen der Aktivmetallschicht 31 auf der mindestens einen Keramikschicht 10 erfolgt. Insbesondere bedeckt die Aktivmetallschicht 31 die mindestens eine Kera mikschicht 10 zu mehr als 40%, bevorzugt mehr als 60% und besonders bevor zugt zu mehr als 80%. Ferner sieht das Verfahren vor, dass auf die im Rahmen des primären Anordnens aufgebrachte Aktivmetallschicht 31 wiederum zumindest abschnittsweise eine Benetzungsmetallschicht 32 aufgetragen wird. Dabei kann die Benetzungsmetallschicht 32 die Aktivmetallschicht 31 vollflächig bedecken und/oder nur bis zu 90% bevorzugt bis zu 80 % und besonders bevorzugt bis zu 75 %. Dabei kann sich beispielsweise die Benetzungsmetallschicht 32 an der Oberseite der mindestens einen Keramikschicht 10 von derjenigen an der Unter seite der mindestens einen Keramikschicht 10 unterscheiden, insbesondere hin sichtlich des Materials. Vorzugsweise bedeckt die Benetzungsmetallschicht 32 mindestens 40%, bevorzugt mindestens 60% und besonders bevorzugt mehr als 80% der Aktivmetallschicht 31, die im Rahmen der primären Anordnung bzw. des primären Anordnens auf die mindestens eine Keramikschicht 10 aufgetragen wor den ist. Zur Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung mit der die Schnittstel lenmetallisierung 15 an die mindestens eine Keramikschicht 10 angebunden ist, ist es vorgesehen, dass auf die Aktivmetallschicht 31 und/oder die Benetzungsmetall schicht 32 ein Energieeintrag 40 einwirkt.

Mit anderen Worten: Die Aktivmetallschicht 31 und die Benetzungsmetallschicht 32 werden einem Energieeintrag 40 ausgesetzt, sodass die Benetzungsmetall schicht 32 und/oder die Aktivmetallschicht 31 durch den Energieeintrag 40 auf schmelzen, wodurch während des Aufschmelzens das Aktivmetall der Aktivmetall schicht 31 mit der Keramik der mindestens einen Keramikschicht 10 unter Ausbil dung einer stoffschlüssigen Verbindung reagiert. Durch die Ausbildung zweier Me tallschichten, d. h. der Aktivmetallschicht 31 und der Benetzungsmetallschicht 32 aus unterschiedlichen Metallmaterialien liegt die Schmelztemperatur dabei unter halb der Schmelztemperatur der jeweiligen Ausgangsmetalle, sodass die thermi sche Belastung während des Energieeintrags zur Ausbildung der Schnittstellen metallisierung 15 reduziert ist, insbesondere auch unterstützt wird durch die ver gleichsweise geringe erste Dicke D1 bzw. zweite Dicke D2. In dem in Figur 2 dar gestellten Ausführungsbeispiel erfolgt neben dem Energieeintrag 40 nachdem die Aktivmetallschicht 31 und die Benetzungsmetallschicht 32 übereinander angeord net sind zusätzlich ein weiterer Energieeintrag 40‘, der ausschließlich bzw. ledig lich auf die Aktivmetallschicht 31 gerichtet ist. Hierzu wird nach dem primären An ordnen der Aktivmetallschicht 31 , und vor dem sekundären Anordnen der Benet zungsmetallschicht 32 ein weiterer Energieeintrag 40' vorgenommen, der zu einer Voranbindung der Aktivmetallschicht 31 an die mindestens eine Keramikschicht 10 führt.

Beispielsweise handelt es sich bei dem Energieeintrag 40 und/oder dem weiteren Energieeintrag 40' um einen Energieeintrag mittels Lichts. Neben der Verwendung von Laserlicht ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass ein Lichtblitz verwen det wird. Insbesondere erfolgt das Ausbilden der Schnittstellenmetallisierung 15 unter Verwendung eines sogenannten "Flashlight Annealing"-Verfahrens, bei dem ein Lichtblitz großflächig die auf der mindestens einen Keramikschicht 10 angeord nete Aktivmetallschicht 31 und/oder Benetzungsmetallschicht 32 für einen ver gleichsweise kurzen Zeitraum, d. h. einen Zeitraum zwischen 1 ms und 50 ms, flä chig, d. h. über mehr als 50%, besonders bevorzugt mehr als 80% der Oberfläche der aufgetragenen Aktivmetallschicht 31 und/oder Benetzungsmetallschicht 32, beleuchtet. Vorzugsweise entspricht die Leistung des verwendeten Lichts einen Wert von mindestens 5 kW, bevorzugt mindestens 8 kW und besonders bevorzugt einen Wert zwischen 10 kW und 15 kW. Dabei können die einzelnen Lichtpulse Energiedichten zwischen 0,01 J/cm und 100 J/cm aufweisen. Alternativ ist es vor stellbar, dass der Energieeintrag 40 und/oder der weitere Energieeintrag 40' durch ein Temperieren, insbesondere im Vakuum, erfolgt. Weiterhin ist es besonders be vorzugt vorgesehen, wenn die Aktivmetallschicht 31 und/oder Benetzungsmetall schicht 32 dem Energieantrag 40 und/oder dem weiteren Energieeintrag 40' aus gesetzt wird, wenn dies unter einer Prozessatmosphäre bzw. unter Zusetzung ei nes Prozessgases erfolgt. Beispiele für Prozessgase sind Argon, Sauerstoff und/oder Stickstoff.

Das primäre Anordnen und/oder das sekundäre Anordnen erfolgt beispielsweise mittels eines Sputterns, beispielsweise einem PVD Sputtern und/oder reaktiven Sputtern.

In Figur 3 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Substrats 1 ge mäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Ausführungsbeispiel aus der Figur 3 unterscheidet sich von denje nigen aus Figur 1 dahingehend, dass im Ausführungsbeispiel der Figur 3 auf einen weiteren Energieeintrag 40' verzichten wird. Entsprechend wird hier zunächst ein primäres und sekundäres Anordnen vorgenommen und erst nach Abschluss des primären und des sekundären Anordnens der Aktivmetallschicht 31 und der Be netzungsmetallschicht 32 wird das Assemble aus der mindestens einen Keramik schicht 10, der Aktivmetallschicht 31 und der Benetzungsmetallschicht 32 dem Energieeintrag 40 ausgesetzt. In den Figuren 2 und 3 sind die Energieeinträge 40 so dargestellt, dass sie auf die Oberseite des Assembles aus mindestens einer Keramikschicht 10, Benetzungsmetallschicht 32 und Aktivmetallschicht 31 gerich tet ist. Für den Fachmann versteht es sich, dass insbesondere zur Anbindung der weiteren Metallisierung 20' und der Ausbildung der hierfür vorgesehenen Schnitt stellenmetallisierung 15 an der Unterseite der mindestens einen Keramikschicht 10 der Energieeintrag 40 sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite des Assembles erfolgen können. Denkbar ist es dabei, dass an Oberseite und Unter seite derselbe Energieeintrag oder verschiedene Energieeinträge aufgewendet werden.

Weiterhin ist es vorstellbar, dass das primäre Anordnen und/oder sekundäre An ordnen derart erfolgt, dass die Aktivmetallschicht 31 und/oder die Benetzungsme tallschicht 32 an der Oberseite bzw. der Unterseite der mindestens einen Keramik schicht 10 eine Strukturierung aufweist. Vorzugsweise entspricht die in die Aktiv metallschicht 31 und/oder Benetzungsmetallschicht 32 eingelassene Strukturie rung derjenigen, die im gefertigten Metall-Keramik-Substrat 1 für die mindestens eine Metallschicht 20 und/oder die mindestens eine weitere Metallschicht 20' vor gesehen ist. Dabei versteht der Fachmann insbesondere unter einer Strukturie rung eine Ausnehmung, die bevorzugt bis zur Oberseite und/oder Unterseite der mindestens einen Keramikschicht 10 reicht. Beispielsweise erfolgt eine Maß nahme für eine derartige Strukturierung vor dem Abscheideverfahren des pri mären Anordnens und/oder des sekundären Anordnens, indem eine Maskierung vorgenommen wird, die insbesondere der vorgesehenen Strukturierung entspricht. Dadurch wird verhindert, dass in den Bereichen der geplanten Strukturierung Ak tivmetall und/oder Benetzungsmetall angeordnet wird. Eine derartige Strukturie rung der Aktivmetallschicht 31 und/oder der Benetzungsmetallschicht 32, insbe sondere der Schnittstellenmetallisierung 15, erweist sich insbesondere deswegen als vorteilhaft, weil dadurch im finalen Ätzprozess, dem sogenannten „second et- ching“, die stoffschlüssige Verbindung im Grenzbereich zwischen der mindestens einen Keramikschicht 10 und der mindestens einen Metallisierungsschicht 20 nicht weggeätzt werden muss, die sich typischerweise als besonders herausfordernd im Fertigungsprozess herausstellt.

In Figur 4 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Substrats 1 ge mäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar gestellt. In dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Energieein trag 40 erst dann vorgenommen, wenn die Metallschicht 20 und/oder die weitere Metallschicht bereits Teil eines Assembles sind, das im Vorfeld bzw. zur Vorberei tung zusammengesetzt ist. Hierzu wird nach dem primären Anordnen der Aktivme tallschicht 31 und dem sekundären Anordnen der Benetzungsmetallschicht 32 ein Lötmaterial 35, vorzugsweise als Lötfolie, auf der Benetzungsmetallschicht 32 an geordnet. Auf das Lötmaterial 35 wird wiederrum die mindestens eine Metall schicht 20 und/oder die mindestens eine weitere Metallschicht 20' angeordnet. Dieses Assemble, das mindestens eine Keramikschicht 10, die Aktivmetallschicht 31, die Benetzungsmetallschicht 32, das Lötmaterial 35 und die mindestens eine Metallschicht 20 bzw. die mindestens eine weitere Metallschicht 20' umfasst, wird abschließend derart einem Energieeintrag 40 ausgesetzt, dass zeitgleich die Schnittstellenmetallisierung 15 an der Oberseite und/oder Unterseite der mindes tens einen Keramikschicht 10 ausgebildet wird und gleichzeitig das Lötmaterial 35 schmilzt, um möglichst simultan die Anbindung der mindestens einen Metallisie rungsschicht 20 und/oder der mindestens einen weiteren Metallschicht 20' zu er zielen. Durch das zeitgleiche Ausbilden der Schnittstellenmetallisierung 15 und dem Anbinden der Metallschicht 20 bzw. der mindestens einen weiteren Metall schicht 20' lässt sich ein vergleichsweise schnelles Fertigungsverfahren zur Her- Stellung von Metall-Keramik-Substraten 1 bereitstellen, bei dem insbesondere sol che Lotmaterialien 35 Verwendung finden können, die eine vergleichsweise nied rige Löttemperatur aufweisen. Dadurch wird die Wärmebelastung auf das zu ferti gende Metall-Keramik-Substrat 1 möglichst klein gehalten, wodurch wiederrum thermomechanische Belastungen bzw. Spannungen möglichst gering gehalten werden können, die andernfalls zu Spannungen im gefertigten Metall-Keramik- Substrat führen, die schließlich die Lebensdauer des gefertigten Metall-Keramik- Substrats 1 beeinträchtigen könnten. Außerdem ist der Energieaufwand reduziert im Vergleich zu einem Lötprozess, der eine höhere Temperatur benötigt. Vorzugs- weise erfolgt dabei der Energieeintrag über einen Lichtblitz, einen Laserpuls, eine induktive Wirkung und/oder Erwärmen.

Bezuqszeichenliste: 1 Metall-Keramik-Substrat

10 Keramikschicht

15 Schnittstellenmetallisierung 20 Metallschicht

20' weitere Metallschicht 31 Aktivmetallschicht

32 Benetzungsmetallschicht 35 Lotmaterial

40 Energieeintrag

40' weiterer Energieeintrag HSE Haupterstreckungsebene S Stapelrichtung

D1 erste Dicke

D2 zweite Dicke

D3 dritte Dicke