금속-세라믹 기판용 패키지 및 이러한 기판의 패키징 방법{PACKAGE FOR METAL-CERAMIC SUBSTRATE, AND METHOD FOR PACKAGING SUCH SUBSTRATES}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따르는 패키지 및 청구항 8의 전제부에 따르는 방법에 관한 것이다.
DCB(Direct Copper Bond, 직접 구리 접합) 기술이 해당 업계에 공지되어 있는데, 이는 금속 층 또는 시트(예컨대, 구리 시트 또는 포일)를 서로 접합시키거나 및/또는 세라믹 또는 세라믹층과 접합시키기 위해 사용되며, 즉, 금속과 반응성 기체, 바람직하게는 산소 사이의 화학적 결합을 유발하는 층 또는 코팅(핫-멜트 층)이 그 표면상에 제공된, 금속 또는 구리 시트 또는 금속 또는 구리 포일을 사용한다. 본 방법에서, US-PS 37 44 120 및 DE-PS 23 19 854에 기재된 바와 같이, 이러한 층 또는 코팅(핫-멜트 층)은 금속(예컨대, 구리)의 용융 온도 미만의 용융 온도를 갖는 공융물(eutectic)을 형성하며, 이에 따라 포일을 세라믹 상에 위치시키고 모든 층을 가열함으로써, 즉 금속 또는 구리를 본질적으로 단지 핫-멜트 층 또는 산화물층의 영역에서만 용융시킴으로써 층을 서로에 대하여 접합시킬 수 있다. 상기 DCB 방법은 따라서 예를 들면 다음 단계를 포함한다: 구리 포일을 산화시켜 고른(even) 구리 산화물층을 생성하는 단계; 상기 구리 포일을 세라믹층 상에 위치시키는 단계; 복합물을 약 1025 내지 1083℃, 예를 들면 약 1071℃의 공정 온도까지 가열하는 단계; 실온으로 냉각하는 단계. 금속-세라믹 기판이 해당 분야에 공지되어 있는데, 이는 또한 대면적 금속-세라믹 기판, 또는 다중 인쇄 패널로서, 전자 회로 또는 모듈용 기판 또는 회로판으로서 제조된 금속-세라믹 기판이다. 이러한 금속-세라믹 기판은 예를 들면 세라믹층 또는 비교적 대면적 세라믹 기판으로 구성되며, 이들의 적어도 한쪽 표면상에 예를 들면 DCB 접합 방법을 사용하는 예를 들면 구리 포일 형태의 금속화(metallization)가 제공된다. 금속화는 예컨대 균질한 단일 금속화를 형성하도록 구조화된다. 이러한 단일 금속화 사이에서, 파쇄선(break-off line)이 직사각형 또는 정사각형 세라믹층에서 형성되며, 그 상부에서 바람직하게는 전자 부품이 장착된 이후에, 이들을 단일 기판 또는 단일 회로 또는 모듈로 파쇄함으로써 금속-세라믹 기판이 분리될 수 있다. 파쇄선은 대면적 금속-세라믹 기판이 단일 기판으로 용이하게 분리되도록 하며, 또한 특히 운송 도중에, 금속-세라믹 기판의 사고 파괴를 비교적 쉽게 야기한다. 본 발명에 따라 다중 인쇄 패널로서 제조된 대면적 금속-세라믹 기판 또는 금속-세라믹 기판은 예를 들어 178 mm x 127 mm 또는 그 이상의 포맷을 가지며, 세라믹층의 적어도 한쪽 표면상에, 그러나 바람직하게는 세라믹층의 양쪽 표면상에 단일 금속화를 갖는 금속-세라믹 기판으로 이해되며, 여기서 상기 단일 금속화 사이에서 파쇄선이 세라믹층 내로 연장되고, 이에 따라 상기 파쇄선을 따라 파괴되어 대면적 금속-세라믹 기판은 단일 기판으로 분리될 수 있으며, 이들은 각각 회로 또는 모듈의 부품 또는 인쇄 회로판을 형성한다.
본 발명의 목적은 다중 인쇄 패널로서 제조된 대면적 금속-세라믹 기판의 안전한 운송 및 저장을 가능하게 하는 패키지를 제공하는 것이다. 이러한 목적은 청구항 1에 따르는 패키지에 의해 달성된다. 금속-세라믹 기판 패키징 방법이 청구항 8의 주제이다. 본 발명의 또 다른 실시예에서 패키지는 예를 들어 트레이(tray)의 가장자리가 트레이 바닥면을 향하여 개방되는 원주 U-프로파일로서 구체화되도록 설계되거나 및/또는 적어도 하나의 금속-세라믹 기판을 홀딩하기 위하여 트레이 내에 형성되고 금속-세라믹 기판의 포맷에 적합한 적어도 하나의 홀더가 코너 함몰부를 갖도록 설계되거나 및/또는 돌출부가 적어도 하나의 홀더를 원주에서 한정하는 적어도 하나의 벽에 형성되고 상기 홀더로 돌출되며, 상기 돌출부는 적어도 하나의 금속-세라믹 기판을 위한 접촉 표면을 형성하며 상기 기판을 수용하는 역할을 하는 홀더의 부분적인 공간을 정의하도록 설계되거나 및/또는 적어도 하나의 홀더를 원주에서 한정하는 벽이 적어도 부분적인 영역에서, 예를 들어 적어도 하나의 홀더의 바닥의 평면에 대향하는 돌출부에서 경사져서, 이에 따라 이러한 부분적인 영역에서의 벽이 패키지가 폐쇄될 때 90 o 보다 조금 더 큰 각도, 예를 들어 90 내지 95 o 의 각도로 봉해지도록 설계되거나 및/또는 트레이(1)가 평탄 물질, 바람직하게는 플라스틱 평탄 물질, 예를 들어 열가소성 평탄 물질로부터 딥 드로잉에 의해 하나의 단편으로 제조되도록 설계되거나 및/또는 트레이의 물질, 바람직하게는 딥 드로잉을 위하여 사용된 물질이 0.3 내지 4 mm의 물질 두께, 바람직하게는 1 mm의 물질 두께를 갖도록 설계되거나, 및/또는 패키지가 폐쇄될 때, 적어도 하나의 홀더 내에 적어도 하나의 금속-세라믹 기판이 구비된 적어도 하나의 트레이가 진공-밀폐로 밀봉되고 배기된 외부 패키지에 수용되어서, 바람직하게는 외부 주변 또는 대기 압력에 의해 가장자리에서 생성된 힘이 원주 클램핑에 의해 적어도 하나의 금속-세라믹 기판을 홀더 내에 고정시키도록 설계되거나 및/또는 외부 패키지 또는 커버링이 바람직하게는 용접가능한 평탄 물질의 가방 또는 호스로부터, 예를 들면 용접가능 포일로부터 제조되도록 설계되거나, 및/또는 밀봉된 커버링 또는 외부 패키지의 내부가 바람직하게는 주변 또는 대기 압력보다 낮은 압력에 의해 보호 기체, 바람직하게는 질소로 채워지도록 설계되거나, 및/또는 커버링 또는 외부 패키지를 형성하는 포일에게 수분 및/산소에 대한 확장 방벽에 제공되도록 설계되며, 패키지의 상기 특성은 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 본 발명의 장점 및 가능한 적용이 후술하는 예시적인 실시예의 설명 및 도면에 의해 제시된다. 설명되거나 및/또는 도면으로 제시된 모든 특성들은 단독으로 또는 조합되어, 청구항에 요약 또는 참고되는지 여부에 상관없이 본 발명의 주제이다. 청구항의 내용이 또한 설명의 일부분으로 포함된다.
본 발명은 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 기초하여 이하에서 설명된다. 본 발명은 다음의 도면에서 예시된다.
도 1은 본 발명에 따르는 패키지의 트레이의 위에서 본 사시도를 나타낸다.
도 2는 평면도에서 도 1의 트레이를 나타낸다.
도 3은 도 2의 선 AA에 대응하는 도 1의 트레이를 관통하는 부분을 나타낸다.
도 4는 도 1의 트레이의 측면도 및 정면도를 나타낸다.
도 5는 측면도로서 트레이 스택을 나타낸다.
도 6은 다중 금속-세라믹 기판의 평면도에서 간략화된 도면을 나타낸다.
도 7은 홀더의 코너 영역에서 도 1-6의 패키지를 관통하는, 간략화되고 확대된 일부 부분을 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따르는 또 다른 실시예에서 패키지의 트레이의 상부로부터의 사시도를 나타낸다.
도 9는 평면도에서 도 8의 트레이를 나타낸다.
도 10은 도 9의 섹션 선 AA에 대응하는 도 8의 트레이를 관통하는 부분을 나타낸다.
도 11은 도 8의 트레이의 측면도 및 정면도를 나타낸다.
도면에서 일반적으로 (1)로 표시되는 트레이(외부 패키지 또는 패키징 트레이)는 패키지(2), 특히 다중 인쇄 패널로서 제조된 복수의 대규모-포맷 금속-세라믹 기판(3)을 위한 운송 및 저장 패키지의 필수 구성성분이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이들은 본질적으로 대면적 세라믹 기판 또는 대면적 세라믹층(4)의 해당 분야의 통상의 기술자에게 공지된 방식으로 구성되며, 상단 및 바닥면에 예를 들어 DCB 접합에 의해 구리층의 형태로 금속화(5)가 제공된다. 금속화(5)는 각각 복수의 구조화된 영역(5.1)을 형성하는 방식으로 구조화되는데, 즉 상단 면 상의 각각의 구조화된 영역(5.1)이 바닥면 상의 동일 크기의 구조화된 영역에 직접 대향하도록 구조화된다. 상단 면 상의 구조화된 영역(5.1)은 각각 스트립 컨덕터 및/또는 접촉 표면 등을 형성하는 반면, 바닥면 상의 구조화된 영역(5.1)은 각각 예를 들어 비-구조화된 금속 표면으로서 설계된다. 구조화된 영역(5.1) 사이에서 파쇄선(6)이 예를 들어 레이저 처리에 의해 세라믹층(4) 내로 형성되며, 그 상부에서, 바람직하게는 하나의 구조화된 영역(5.1)에 전자 부품을 장착한 이후에, 금속-세라믹 기판(3)은 이를 단일 기판으로 파괴함으로써 단일 전자 회로 또는 모듈로 분리될 수 있다. 그렇지만, 파쇄선(6)은 대면적 금속-세라믹 기판(3)을 파괴에 대하여 매우 민감하게 만든다. 이러한 환경은 특히 이하에서 더욱 상세하게 기술하는 패키지(2)에 의해 고려된다. 트레이(1)는 예컨대 약 0.3 mm 내지 4 mm의 물질 두께, 바람직하게는 약 1 mm의 두께를 갖는 열가소성 물질의 포일로부터 또는 열가소성 평탄 물질(flat material)로부터 딥 드로잉(deep drawing)에 의해 제조되며, 이에 따라 트레이(1)는 트레이(1)의 상단 면에서 개방되지만 바닥(8) 및 원주 가장자리(9)에 의해 폐쇄되는 수신 개구(receiving opening) 또는 홀더(7)를 형성한다. 트레이(1)의 제조에 적절한 물질은 예를 들어 PET이다. 홀더(7)는 위에서 볼 때 금속-세라믹 기판(3)의 직사각형 설계에 적합하며, 하나가 다른 것의 위에 적층된 복수의 금속-세라믹 기판(3), 예를 들어 전체 15 내지 20개의 금속-세라믹 기판(3)을 위한 공간이 존재하도록 홀더(7)의 깊이가 선택된다. 또한, 금속-세라믹 기판(3)이 틈이 거의 없이 홀더(7)에 수용되고 이에 따라 패키지(2)가 개봉될 때, 홀더(7) 내로의 금속-세라믹 기판의 편리한 삽입 및 홀더 개구로부터의 금속-세라믹 기판의 편리한 제거가 가능하도록, 홀더(7)의 형상이 선택된다. 바닥(8)에 복수의 돌출부(10)가 제공되는데, 이들은 트레이(1)를 형성하는 평탄 물질로부터 형성되고 바닥(8)의 평면으로부터 홀더(7) 쪽으로 돌출된다. 대부분의 경우 트레이(1)의 원주 면에 대하여 각을 이루는 축 방향에서 세로방향으로 연장되면서 배향되는 돌출부(10)는 증가된 바닥 안정성 및 이에 따라 또한 트레이(1) 전반에 대한 증가된 안정성을 생성한다. 돌출부(10)는 또한 홀더(7)에 고정된, 맨바닥의의 금속-세라믹 기판(3), 즉 바닥(8)에 인접한 기판을 위한 접촉 표면을 형성한다. 원주 가장자리(9)는 4개의 직사각형으로 이웃하고 상호 결합하는 가장자리 영역 또는 섹션(9.1 - 9.4)을 형성하는 것으로 설명될 수 있는데, 즉 위에서 볼 때 직사각형 트레이(1)의 2개의 마주보고 더 긴 측면이 가장자리 영역(9.1 및 9.2)을 형성하고 이와 유사하게 트레이(1)의 2개의 마주보고 좁은 측면이 가장자리 영역(9.3 및 9.4)을 형성한다. 모든 가장자리 영역(9.1 - 9.4)은 각각 원주 U-프로파일 형태로 설계되는데, 이는 즉 외부 다리 또는 프로파일 섹션(11)을 가지면서 트레이(1)의 바닥을 향하여 개방되며, 상기 외부 다리 또는 프로파일 섹션(11)은 트레이(1)의 원주 외부 표면을 형성하며 그 하부, 자유 끝단에서 다리(12)와 병합되며, 상기 다리(12)는 프로파일 섹션(11)으로부터 직각으로 바깥쪽으로 돌출되고 원주 가장자리로서 설계되며, 이에 따라 다리(12)의 평면은 바닥(8)의 평면과 평행하게 배향되지만, 바닥(8)의 평면 아래에서 연장되며 이러한 평면으로부터 거리를 두고 떨어져 있다. 원주 다리(12)에 의해 형성된 가장자리 영역은 따라서 표면인데 이러한 표면에 의해 트레이(1)가 수평 하부 표면상에 위치될 수 있다. 원주 가장자리(9)는 또한 측면으로 또는 원주로 홀더(7)를 제한하고 바닥(8)에 병합되는 내부 다리 또는 벽 섹션(13), 및 요크 섹션(yoke section) 방식으로 벽 섹션(11 및 13)에 연결된 상부 벽 섹션(14)을 더욱 포함하며, 바닥(8)의 평면으로부터 거리를 두고 떨어져 있고 상기 평면에 평행한 평면 내의 상기 벽 섹션은 원주형으로 설계되고 홀더(7)의 개구 면을 둘러싸는 상부 개구 가장자리 표면을 형성한다. 도시된 실시예에서 각각 가장자리 영역(9.1. - 9.4)에서 평평하도록 또는 본질적으로 평평하도록 설계된 벽 섹션(11)에는 상기 벽 섹션으로부터 형성되고 벽 섹션(11)의 외부 표면 위로 돌출되는 돌출부(15)가 제공되며, 도시된 실시예에서 벽 섹션(11)의 평면도 및 각각의 가장자리 영역(9.1 - 9.4)의 측면도에서의 상기 돌출부는 각각 직사각형이며, 이에 따라 각각의 돌출부(15)는 그 세로 면에서 각각의 가장자리 영역(9.1 - 9.4)의 세로방향 연장에 평행하게 배향되며, 상부 벽 섹션(14)으로부터 그리고 다리(12)를 포함하는 벽 섹션(11)의 하부 가장자리로부터 거리를 두고 떨어져 있다. 도시된 실시예에서 2개의 이러한 돌출부(15)가 각각의 가장자리 영역(9.1 - 9.4)에 제공되며, 이에 따라 적어도 각각의 가장자리 영역(9.1. - 9.4)에 유사하게 설계된 돌출부(15)가 각각 공통 평면에서 상부 세로 가장자리(15.1) 및 하부 세로 가장자리(15.2)를 가지면서 배치되고 또한 각각의 가장자리 영역(9.1 - 9.4)의 2개의 돌출부(15)가 서로로부터 그리고 2개의 인접한 가장자리 영역 사이의 전이부(transition)를 형성하는 각각의 코너(16)로부터 거리를 두고 떨어져 있다. 상부 가장자리 영역(15.1)은 각각 벽 섹션(11)의 평면에 대하여 수직하여 연장되고, 이에 따라 바닥(8)의 평면에 평행하고 상부 가장자리 섹션(14)의 평면에 평행한 평면으로 존재한다. 벽 섹션(14)의 평면으로부터 상부 가장자리(15.1)의 거리는 바닥(8)으로부터 다리(12)의 평면의 거리보다 더 작다. 각 돌출부(15)의 하부 가장자리 영역(15.2)은 벽 섹션(11)의 평면에 대하여 각을 이루면서 연장되고 벽 섹션(11)의 수직선에 대하여 예각 α를 포함하며, 이러한 예각은 트레이(1)의 외부 면을 향하여 개방되며 도시된 실시예에서 약 30 o 이다. 내부 벽 섹션(13)은 복수의 함몰부 및 이들 사이에서 홀더(7)로 돌출하는 돌출부를 형성하도록 형성되는데, 즉 각각 2개의 가장자리 영역(9.1 - 9.4) 사이의 코너 또는 전이부 영역에 위치하는 4개의 코너 함몰부(17), 각각 가장자리 영역(9.1 및 9.2)의 중앙에 있는 함몰부(18), 각각 가장자리 영역(9.1 및 9.2)의 2개의 돌출부(19)로서 이들 돌출부는 중앙 함몰부(18)로 인하여 서로 거리를 두고 떨어져 있으며 상기 돌출부에 코너 함몰부(17)가 각각 인접하는 상기 2개의 돌출부(19), 및 각각 코너 함몰부(17) 사이의 가장자리 영역(9.3 및 9.4)에 위치하는 중앙 돌출부(20)를 형성하도록 내부 벽 섹션(13)이 형성된다. 코너 함몰부(17)는 수분 흡수 요소를 홀딩하기 위한 확장부(17.1)를 구비하여 형성된다. 적어도 코너 함몰부(17) 또는 이러한 코너 함몰부를 한정하는 표면 섹션 및 돌출부(19 및 20)의 끝단-면 표면 섹션에서 트레이(1)는 내부 벽 섹션(13)에 대하여 약간 원뿔인데, 즉 내부 벽 섹션(13)은 바닥(8)의 평면과 각도 β를 포함하며, 상기 각도는 홀더(7)의 내부를 향하여 개방되며 90 o 보다 다소 더 크며, 즉 90 o 내지 95 o 이며 도시된 실시예에서 약 92 o 이다. 돌출부(19 및 20)의 끝단-면 표면 영역은 홀더(7) 내 스택에 수용된 금속-세라믹 기판(3)을 위한 접촉 표면을 형성하는데, 즉 가장자리 영역(9.1 및 9.2)에서 상호 마주보는 돌출부(19)의 거리는 금속-세라믹 기판(3)의 폭 B와 동일하거나 또는 조금 더 크다. 가장자리 영역(9.3 및 9.4)의 2개의 상호 마주보는 돌출부(20)의 거리는 금속-세라믹 기판의 길이 L과 대략 동일하거나 또는 조금 더 크다. 돌출부(19 및 20) 사이의 공간은 따라서 금속-세라믹 기판(3)을 홀딩하도록 의도된 홀더(7)의 부분 공간이다. 돌출부(19 및 20) 또는 이의 끝단-면 표면 영역은, 심지어 패키지가 아직 폐쇄되지 않은 경우에도, 홀더(7) 내 금속-세라믹 기판(3)의 안전하고 특히 또한 매우 미끄러지지 않는 배치를 보장한다. 코너 함몰부(17)는 또한 금속-세라믹 기판(3)의 특히 민감한 코너 영역이 운송 동안 모든 힘, 예를 들어 덜컹거림의 효과로부터 보호되는 것을 보장한다. 도면이 제시하듯이, 함몰부(18)는 특히 깊은데, 즉 외부 벽 섹션(11)으로부터 이러한 함몰부의 내부 표면의 거리는 가장자리 영역(9.1 및 9.2)에서의 외부 벽 섹션(11)으로부터 코너 함몰부(17)의 내부 표면의 대응하는 거리보다 더 작으며, 이에 따라 함몰부(18)의 깊은 설계는, 홀더(7)로 삽입하거나 홀더(7)로부터 제거할 때 금속-세라믹 기판(3)의 편리한 수동 및/또는 기계적 그립(grip)을 가능하게 한다. 상부 벽 섹션(14) 내 코너 함몰부(17) 및 중앙 함몰부(18)는 각각 바닥(8)으로 연장되며, 전술한 가장자리 영역(9.1 - 9.4)의 설계 또는 벽 섹션(11, 13 및 14)의 설계에도 불구하고 가장자리(9)는 연속적이며, 즉 방해물 또는 개구가 없으며 바닥(8)에서 하나의 단편(piece)으로서 제조되는 것은 당연하다. 특히 도 1 및 2에 제시된 바와 같이, 특히 돌출부(19) 영역 내 상부 벽 섹션(14)의 가장자리 영역(9.1 및 9.2)은 돌출부(20) 영역 내 상부 벽 섹션(14)의 가장자리 영역(9.3 및 9.4)보다 더 넓다. 도시된 실시예에서, 상호 마주보는 돌출부(19)는 약 127 또는 128 단위의 거리를 가지며 상호 마주보는 돌출부(20)는 약 178 또는 179 단위의 거리를 가지며, 2개의 상호 마주보는 함몰부(18)의 바닥 표면은 약 170 단위의 거리를 가지는데, 이는 즉 가장자리 영역(9.1 및 9.2)에서 236 단위 및 가장자리 영역(9.3 및 9.4)에서 208 단위의 트레이(1)의 외부 치수(outer dimension)를 나타내며(각각 원주 다리(12)의 자유 끝단에서 측정됨), 1 단위는 1 mm이다. 돌출부(19)의 영역에서 가장자리 영역(9.1 및 9.2)의 폭은 원주 영역(9.3 및 9.4)에서의 트레이(1)의 외부 치수의 약 19% 내지 20%이다. 돌출부(20)의 영역에서 가장자리 영역(9.3 및 9.4)의 폭은 가장자리 영역(9.1 및 9.2)에서의 트레이(1)의 외부 치수의 약 12% 내지 13%이다. 패키지(2)의 추가 구성성분은 호스-형 또는 가방-형 커버링(21)이며, 이는 트레이(1) 및 홀더(7) 내 위치한 금속-세라믹 기판(3)을 완전하게 에워싸며 도 3에서 (21)에 의해 개략적으로 도시된다. 커버링(21)은 용접가능 포일, 바람직하게는 플라스틱 포일로 구성된다. 포일은 가장 단순한 경우 단일-층이나, 바람직하게는 다중-층이며, 적어도 추가적인 장벽 층 또는 금속 코팅이 구비된다. 패키징 된 조건에서 트레이(1) 및 홀더(7) 내 위치한 금속-세라믹 기판(3)을 완전하게 에워싸는 커버링(21)은 배기(evacuate)되고 진공-밀폐(vacuum-tight)로 밀봉되고, 이에 따라 커버링(21)은 홀더(7)에 수용된 최상부 금속-세라믹 기판의 상단 면에 대하여 주변 압력에 의해 홀더(7)의 개방 면 상부에 연장된 서브-섹션(21.1)으로 압착될 뿐만 아니라, 주변 압력은 또한 트레이(1)의 가장자리(9)에 대하여 그리고 이에 따라 특히 프로파일 섹션(11) 및 돌출부(15)에 대하여 압력 힘을 인가하며, 이는 도 3에서 화살표 F로 도시된다. 이는 가장자리 영역(9.1- 9.4) 및 이에 따라 특히 또한 돌출부(19 및 20)가 안쪽으로 이동하도록 하며, 이에 따라 금속-세라믹 기판(3)의 추가 클램핑(clamping)이 홀더(7) 내에서 상기 기판의 원주에서 달성된다. 돌출부(15) 및 그 설계로 인하여 그리고 특히 또한 하향(downwardly) 개방 U-프로파일로서의 가장자리(9)의 설계로 인하여, 주변 압력에 의해 생성된 힘 F가 특히 각각의 각도 β를 감소시키기 위한 목적으로 홀더(7) 내 돌출부(19 및 20)의 끝단 면의 축상회전(pivoting)을 야기하며, 이는 홀더에서 금속-세라믹 기판(3)의 특히 효과적인 홀딩을 유발하는 것을 달성한다. 금속-세라믹 기판(3)의 이러한 고정을 위하여, 홀더(7)가 코너 함몰부(17)를 구비하여 설계되며, 이에 따라 이러한 코너 함몰부에서 원주 가장자리(9)의 더 좁은 설계로 인하여, 각각의 금속-세라믹 기판(3)이 가장자리(9)의 클램핑 변형에 의해 홀더(7) 내에 홀딩되고 금속-세라믹 기판(3)의 민감한 코너는 외부 힘의 적용으로부터 자유롭게 유지되는 것이 중요하다. 전술한 바와 같은 돌출부(15)의 상부 및 하부 가장자리(15.1 및 15.2)의 설계로 인하여 이러한 돌출부는 힘 F의 적용 하에서 변형되며 이에 따라 힘 F의 효과가 상부 가장자리(15.1)의 영역에 집중된다. 패키지(2)의 금속-세라믹 기판의 패키징은, 예컨대 요구되는 수의 금속-세라믹 기판(3)이 홀더(7)에 삽입된 이후, 금속-세라믹 기판(3)이 구비된 트레이(1)가 커버링(21)에 삽입되는 방식으로 달성된다. 그 후 금속-세라믹 기판(3)이 구비된 트레이(1) 및 커버링(21)으로 구성된 패키지가 배기가능한 챔버(evacuatable chamber)에 삽입되고, 그 후 상기 챔버는 정상 또는 주변 압력(정상 대기 압력)의 60% 내지 90% 압력으로, 바람직하게는 정상 또는 주변 압력의 ca.70%의 압력으로 배기되며, 여기서 이러한 진공 압력에서 커버링(21)의 진공-밀폐 밀봉이 용접(welding)에 의해 달성된다. 이러한 방법의 바람직한 실시예에서, 커버링(21)의 진공-밀폐 밀봉 이전에, 상기 커버링의 내부가 정화(purging) 또는 보호 기체(shielding gas), 예를 들어 질소에 의해 정화되며, 이러한 기체는 특히 금속화(5)의 산화를 방지하며 그 후 커버링(21)이 진공 압력 하에서 진공-밀폐로 밀봉된다. 이러한 방법에서 금속-세라믹 기판(3)이 구비된 트레이(1) 및 트레이(1)를 완전하게 에워싸는 초기 개방된 커버링(21)으로 구성된 패키지가 배기가능한 챔버에 유사하게 삽입되며, 그 후 상기 챔버는 제1 배기 단계에서 정상 또는 주변 압력의 60% 내지 99%, 예를 들어 70%로 배기되며, 그 후 정화 또는 보호 기체, 예를 들어 질소에 의해 정화되며, 그 후 유사하게 정상 압력의 60% 내지 90%, 예를 들어 70%로 배기되며, 커버링(21)의 진공-밀폐 밀봉이 이러한 진공에서 용접에 의해 수행된다. 바닥 돌출부(10)는 전술한 바와 같이, 바닥(8)을 위한 강화제뿐만 아니라 홀더(7) 내로 삽입된 맨바닥의(bottommost) 금속-세라믹 기판을 위한 접촉 표면으로서 역할을 하며, 또한 흐름 채널이 상기 맨바닥의 금속-세라믹 기판(3)과 바닥(8)의 내부 표면 사이에서 형성되는 것을 보장하며, 상기 흐름 채널은 맨바닥의 금속-세라믹 기판(3)과 바닥(8) 사이의 영역의 배기 및/또는 정화를 또한 가능하게 하며, 동시에 수분을 함유하는 보호 기체 또는 임의 공기를 위한 그리고 확장부(17.1)에 수용되고 통상 패키지 내에서 사용되는 탈수분 장치(탈수분 또는 건조 필(pill))로 상기 수분을 소산시키기 위한 "후방 환기(rear ventilation)"를 제공한다. 바람직하게는 진공은 폐쇄된 패키지 내에서 또는 폐쇄된 커버링 내에서 조절되며 이에 따라 커버링(21)은 또한 특히 금속-세라믹 기판(3)의 민감한 코너 영역 내에 그리고 이에 따라 특히 바닥(8)으로부터 가장 멀리 있는 최상부 금속-세라믹 기판(3)의 민감한 코너 영역 내에 도 7에서 도면부호 (21.2)로 표시된 구배를 가지며, 상기 구배(gradient)는, 그곳에 커버링(21)을 형성하고 가장자리로부터 또는 최상부 금속-세라믹 기판(3)의 가장자리 영역으로부터 시작하는 포일이 코너 함몰부(17)에 다리를 걸쳐 놓으면서(spanning) 가장자리(9)까지 또는 이러한 가장자리의 상단 면을 형성하는 벽 섹션(14)까지 연장되며, 즉 도 7에서 파선(21.3)으로 도시된 바와 같이 코너 함몰부(17)로 당겨지지 않으며, 대신 바닥(8)으로부터 커버링의 거리는 금속-세라믹 기판(3)으로부터 시 작하여, 가장자리를 향하는 구배(21.2)의 영역에서 연속적으로 증가하는 것을 특징으로 한다. 구배(21.2)는 상부로부터 야기된 압력 힘이 각각의 가장자리 또는 금속-세라믹 기판(3)의 가장자리 영역에 영향을 미치는 것을 방지한다. 원주 가장자리(9)는, 자신의 U-프로파일 형상 및 특히 돌출부(15, 19 및 20)의 영향으로 인하여, "구겨진 구역(crumple zone)"을 형성하며, 이는 예를 들어 운송, 저장 및/또는 조작 동안 밀봉된 패키지(2)에 대하여 가능한 영향을 미치는 경우에 손상을 가하는 힘이 홀더(7)에 수용된 금속-세라믹 기판(3)에 영향을 미치는 것을 방지한다. 특히 예를 들어 각각의 패키지(2)의 운송 또는 조작 동안 배기 및 밀봉 이후 이러한 커버링을 형성하는 포일 또는 커버링(21)에 대한 손상을 방지하기 위하여, 원주 하부 가장자리 섹션을 형성하는 다리(12)는 (12.1)에서 코너(16) 영역에서 둥글게 되며, 즉 1.5 mm 내지 40 mm 곡률의 반경을 가지며, 최대 곡률 반경 R max 은 폭 b에 의존하며, 여기서 상기 폭 b만큼 다리(12)가 외부 벽 섹션(11)의 바깥 표면으로 돌출된다. 따라서, 다음 식이 최대 곡률 반경에 적용된다: . 유사하게 배기 및 밀봉 이후 커버링(21)을 손상시키는 것을 방지하기 위하여, 다리(12)의 가장자리 또는 이러한 다리에 의해 형성된 원주 가장자리 섹션의 가장자리는 디버링(deburred) 되거나 또는 약간 둥글게 되거나 또는 접하여-구부러지거나 또는 구슬처럼 된다. 가장자리(9)에 의해 형성된 구겨진 구역의 효과를 보장하기 위하여, 가장자리(9)의 두께, 즉 벽 섹션(11)의 외부 표면과 홀더를 한정하는 홀더(7)의 내부 표면 사이의 거리는 5 mm - 45 mm이며, 즉 트레이(1) 또는 패키지(2)가 가능한 한 콤팩트한 설계를 가진다. 각각의 패키지(2)가 적어도 하나의 금속-세라믹 기판(3)을 갖는 트레이(1) 및 배기되고 진공-밀봉된 커버링(21)으로 구성된다고 간주되었다. 기본적으로, 그렇지만, 도 5에 대응하여, 복수의 트레이(1)에게 통상 배기되고 진공-밀봉된 커버링(21) 내에서 서로 적층된 금속-세라믹 기판(3)이 제공되며, 주변 압력으로부터 야기된 힘 F가 또한 가장자리 영역(9.1 - 9.4)의 내부를 향한 변형에 의해 전술한 바와 같은 방식으로 금속-세라믹 기판(3)을 홀더(7) 내 바닥 트레이(1)에 고정시키는 것이 가능하다. 트레이(1)는 그 후 배열되어, 이에 따라 스택 내 2개의 인접한 트레이의 상부 트레이가 하부 트레이의 돌출부(15)의 상단 면(15.1) 상의 원주 다리(12)에 의해 형성된 가장자리 영역을 가진다. 도 8 - 11은 트레이(1a)의 또 다른 실시예를 나타내며, 이는 패키지(2)에 대하여 트레이(1) 대신 사용될 수 있으며, 즉 예를 들어 일반적으로 기판(3)에 대응하는 직사각형 금속-세라믹 기판(3a)에 대하여 사용될 수 있으며, 상기 직사각형 금속-세라믹 기판(3a)은 기판(3)보다 실질적으로 더 작은 외부 치수를 가진다. 트레이(1a)는 무엇보다도, 유사하게 적절한 평탄 물질, 예를 들어 열가소성 평탄 물질 또는 0.3 mm 내지 4 mm의 물질 두께, 바람직하게는 1 mm의 두께를 갖는 열가소성 물질의 포일로부터 하나의 단편으로서 딥 드로잉에 의해 제조되는 트레이(1a)가 스택 내 배열된 복수의 금속-세라믹 기판(3a)을 각각 홀딩하기 위한 복수의 홀더(7a)를 포함한다는 점에서 트레이(1)와 다르다. 외부 원주에서 트레이(1a)는 트레이(1)에 대응하도록 설계되는데, 즉 원주 U-형상 가장자리를 가지거나 또는 이러한 가장자리(9)를 형성하며 서로 병합되는 가장자리 섹션 또는 영역(9.1 - 9.4)을 가진다. 또한, 트레이(1a)는 특히 또한 벽 섹션(11), 둥근 코너 영역(12.1)을 갖는 다리(12) 및 돌출부(15)의 설계에 관하여 트레이(1)에 대응한다. 도 8 - 11에 도시된 실시예에서, 딥 드로잉 동안 평탄 물질로부터 생성된 홀더(7a)는 트레이(1a)의 3개의 장축 면에 평행한 3개의 열로 배열되며, 트레이(1a)는 위에서 볼 때 직사각형이며, 가장자리 섹션(9.1 및 9.2)에 의해 형성되며, 즉 3개의 홀더(7a) 각각이 각 열에 배치된다. 특히, 홀더(7a)는 트레이(1a)의 상단 면으로부터 그리고 이에 따라 특히 U-형상의 가장자리(9)의 상부 벽 섹션(14)을 형성하는 물질로부터 형성되며, 그 결과 트레이(1a)의 상단 면 상에서 홀더(7a)의 2개의 바깥쪽 열은 각각 트레이 섹션(22)에 의해 홀더(7a)의 중간 열로부터 분리되고 일정 거리를 유지하게 되며, 트레이 섹션(22)에서 벽 섹션(14) 및 트레이(1a)와 공통 평면에 있는 트레이 섹션(22)의 상단 면은 유사하게 트레이의 바닥면을 향하여 개방된 U-프로파일로서 설계된다. 2개의 트레이 섹션(22)은 오목부(depression, 23)에 의해 단절되며, 상기 오목부는 가장자리 영역(9.3)에 평행하게, 즉 도시된 실시예에서 이러한 가장자리 영역에 인접한 홀더(7a)와 열 내의 각각의 연속된 홀더(7a) 사이에서 연장된다. 홀더(7a)의 외부 열과 중간 열 사이에, 오목부(23)에게 예를 들어 패키지 내에 통상적으로 존재하는 건조 필과 같은, 수분-흡수 요소를 수용하기 위한 확장부(23.1)가 제공된다. 바닥에서 홀더(7a)를 한정하는 바닥(24), 홀더(7a)를 원주에서 한정하는 벽 섹션(25), 홈-형상 함몰부(23)의 바닥(26) 및 이러한 함몰부를 측면에서 한정하는 벽 섹션(27)은 방해 없이 트레이(1a)의 상단 면으로 또는 트레이 섹션(22)으로 그리고 벽 섹션(14)으로 서로 병합되어서, 그 결과 홀더(7a)와 오목부(23)가 3개의 구성성분을 형성하는 함몰부 구조를 형성하며, 상기 함몰부 구조는 단지 트레이의 상단 면에서만 개방되고 나머지에서는 치밀하게 밀봉되도록 구성되는 것은 당연하다. 상세하게는 트레이(1a)를 형성하는 평탄 물질은, 각 열의 홀더(7a)가 가장자리 영역(9.1 및 9.2)에 평행하게 연장된 공통 오목부의 일부가 되도록 형성되며, 상기 함몰부는 트레이의 상단 면에 대하여 평행하고 가장자리 영역(9.1 및 9.2)에 대하여 수직인 축 방향에서 상호 연속적이고 상호 분리된 홀더(7a) 사이의 영역(28)에서 감소된 폭을 가지며, 트레이의 바닥면의 평면 또는 홀더(7a)의 바닥(24)에 대하여 수직인 감소된 깊이를 가진다. 도시된 실시예에서 각각의 홀더(7a)는 금속-세라믹 기판(3a)의 스택을 홀딩하는 역할을 하며, 상기 금속-세라믹 기판(3a)은 각각의 홀더에 직립(upright)하여 수용되며, 즉 그 표면 쪽이 바닥(24)의 평면에 또는 트레이의 바닥의 평면에 대하여 수직이다. 홀더(7a)로부터의 금속-세라믹 기판(3a)의 제거를 촉진하기 위하여, 각 열의 바깥 홀더(7a)에 가장자리 영역(9.3 및 9.4)에 인접하는 끝단에서 둥근 확대부(29)가 제공된다. 도 8 - 11에 도시된 실시예의 경우, 트레이(1a)의 평면도에서 단일 홀더(7a)는 세로 트레이 방향 또는 가장자리 영역(9.1 및 9.2)의 방향에서 약 44 - 45 단위의 길이를 가지며 트레이 횡단 방향 또는 가장자리 영역(9.3 및 9.4) 방향에서 약 33 - 35 단위의 폭을 가진다. 열에서 2개의 인접하는 홀더(7a) 사이의 그리드 간격은 약 65 단위이며 홀더(7a)의 2개의 인접하는 열 사이의 중심 거리는 약 66 단위이다. 트레이의 상단 면에 평행하고 가장자리 영역(9.1 및 9.2)에 대하여 수직인 축 방향에서 전이부(28)와 둥근 함몰부(29) 사이의 폭은 예를 들어 20 단위이며, 여기서 1 단위는 유사하게 바람직하게는 1 mm이다. 외부 치수에 대하여, 트레이(1a)는 트레이(1)에 대응하며 이에 따라 기존의 생산 플랜트 또는 생산 설비에서 트레이(1) 대신에 트레이(1a)를 사용하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 또한 특히 트레이(1)의 스택에서 트레이(1a)를 사용하는 것, 예를 들어 패키지(2)의 트레이(1)와 적층된 트레이(1a)를 사용하는 것이 가능하다. 적어도 하나의 트레이(1a)를 포함하는 패키지의 구성성분은 유사하게 가방-형 또는 호스-형 포일(21)에 의해 형성된 커버링이며, 세라믹 기판(3a)이 제공된 트레이(1a)의 삽입 이후 상기 커버링은 즉 트레이(1) 및 커버링(21)로 구성된 패키지(2)에 대하여 앞서 설명한 것과 동일한 방식으로 적어도 배기되고 진공-밀폐로 밀봉된다. 정상 대기 압력과 비교하여 커버링(21) 내 감소된 내부 압력으로 인하여, 금속-세라믹 기판(3a)을 지탱하는 트레이의 상단 면과 접촉하는 커버링(21)에 의해 부분적으로, 그리고 특히 가장자리(9) 및 이에 따라 특히 가장자리 영역(9.1 및 9.2)에서 대기 압력에 의해 유발된 힘이 트레이(1a)의 약간의 변형으로 인하여 홀더(7a) 내에 금속-세라믹 기판(3a)을 고정하기 위한 일부 클램핑 효과를 생성한다는 사실에 의해, 금속-세라믹 기판(3a)이 유사하게 홀더(7a) 내에 고정된다. 트레이(1a)를 포함하는 패키지의 경우, 금속-세라믹 기판(3a)이 제공된 복수의 이러한 트레이를 수용하는 것이 가능하며, 상기 트레이는 커버링(21) 내에서 서로에 대하여 적층되며, 이는 도 5에 대응한다. 본 발명은 예시적인 실시예에 기초하여 설명되었으며 다양한 변형 및 변화가 가능하며, 본 발명이 기초로 하는 발명 아이디어를 지지하는 것을 포기하지 않는다.
1, 1a 트레이
2 패키지
3, 3a 금속-세라믹 기판
4 세라믹층
5 금속화
5.1 단일 금속화
6 파쇄선
7, 7a 트레이(1) 내 홀더
8 바닥
9 가장자리
9.1-9.4 가장자리 영역
10 바닥 돌출부
11 프로파일 또는 벽 섹션
12 다리
12.1 둥근 코너
13, 14 벽 섹션
15 돌출부
15.1 상부 가장자리
15.2 하부 가장자리
16 코너
17 코너 함몰부
17.1 확장부
18 오목부
19, 20 돌출부
21 가방-형 또는 호스-형 포일
21.1 서브-섹션
21.2, 21.3 포일(21)의 구배
22 트레이 섹션
23 홈-형상 오목부
23.1 홈-형상 오목부(23)의 확장부
24 홀더(7a)의 바닥
25 홀더(7a)의 원주 벽 섹션
26 오목부(23)의 바닥
27 함몰부(23)의 원주 벽 섹션
28 2개의 홀더(7a) 사이의 전이부 영역
29 함몰부
b 다리(12)의 폭
L 직사각형 금속-세라믹 기판(3)의 길이
B 직사각형 금속-세라믹 기판의 폭
F 주변 압력에 의해 야기된 외부 힘
α,β 각도 |
