專利名稱：制造一種具有至少一個非板狀構件的復合件的方法
制造一種具有至少 一個非板狀構件的復合件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求1的前序部分所述的方法和一種纟要此方法制造的復合件。
特別是用于冷卻尤其也是具有大功率的電氣構件或者模塊，已經(jīng)得知有冷卻器，也有微型冷卻器，它們由相互連接成一個堆疊的金屬薄板(金屬薄膜)組成，并且其中位于堆疊里面的板有這樣的構造，也就是說，設有開孔或者穿孔，因此在堆疊或冷卻器里面形成了用于冷卻介質的冷卻通道或流動路徑。為了使這些板平面連接，這些板在其接合面上，也就是說在其表面上涂有接合劑。為了進行接合或連接然后就將這些板上下堆疊成板疊，并接著加熱到一個對應的過程溫度，在這溫度時在接合面上應用接合劑而產(chǎn)生一個熔融金屬部位(連接-或者熔化層)，從而在冷卻之后使這些板相互連接成板疊。
由DE 10 2004 002 841 B3已知一種屬于此類的，用于制造這冷卻器的方法，其中在接合之前將接合劑也涂覆在開孔或者穿孔的內表面上。
本發(fā)明的任務是，對于按權利要求1的前序部分所述的方法進行改進，/人而即使是具有復雜幾何形狀的復合件也可以方^f更地制造，因此加強了其冷卻功率。
按照本發(fā)明這個任務通過以下途徑來完成至少一個第一構件設計成非板狀的，并且將這第一構件與至少一個另外的板狀的或者非板狀的第二構件相互連接成一個復合件。用非板狀構件可以制成任意幾何形狀的復合件，因此其冷卻功率或者冷卻面積與只是板狀的構件相比就相應地加強了 。
有利地將幾種相同的或不同的接合劑涂覆在由構件的表面?zhèn)葮嫵?br> 調整連接的類型。
優(yōu)選地使至少兩個要接合的構件設計成幾何上和/或材料上相同的或者不同的。幾何上和/或材料上相同的設計方案的優(yōu)點在于例如在溫度快速交變時，這可能影響到構件，由于兩個構件的膨脹系數(shù)相同，因此避免了構造中的張緊。幾何上和/或材料上不同的設計方案的優(yōu)點在于例如對于某些應用，由構造所限定，需要有些局部范圍具有很高的，而有些局部范圍具有低的導熱性和/或強度和/或抗腐蝕性。
優(yōu)選使至少一個另外的構件全表面地或者局部表面地與一個構件
的至少面連接。因此可以實現(xiàn)任意的復合件或結構。有利地使至少三個構件連接成一個復合件。
在一種實施形式中，在接合過程之前將至少 一種或幾種相同的或不同的接合劑涂覆在開孔或者穿孔的內表面上。相同接合劑的優(yōu)點是可以簡單地實現(xiàn)接合過程。用不同的接合劑可以單個地調整連接質量。通過
使接合劑匹配于所要連接的構件，就可以用不同材料制造復合件。
優(yōu)選地，至少兩個構件同時在一個方法步驟或多個方法步驟中相互
連接。在一個方法步驟中的連接的優(yōu)點是例如可成本有利地制造復雜的結構。在多個方法步驟中的連接的優(yōu)點是具有不同應用條件的不同接合劑可依次應用。
在優(yōu)選的設計方案中，使構件在相同的或者不同的工藝溫度時相互連接。工藝溫度優(yōu)選地取決于在所要連接位置上構件的材料。
在銅或者銅合金構件時，優(yōu)選應用CuO和/或Cu20作為接合劑，而且在1，065°。和1,082。C之間的范圍里的過程溫度時進行接合。
有利地將一種由Ni-P (鎳和磷)組成的合金應用作為接合劑，其例如^^的含量在1%-20% (重量)之間，并且在85(TC至1082。C的范圍里的過程溫度時進行接合。
在另一個設計方案中，應用銀或者一種銀合金作為接合劑，并且在780 °C至1080 °C之間的范圍里的過程溫度時進4亍接合。
在另一個設計方案中，應用錫或者一種錫合金作為接合劑，并且在17(TC至28(TC之間的過程溫度時進行接合。
在另一個設計方案中，應用玻璃或者 一種由玻璃和金屬組成的混合物作為接合劑，并且在12(TC至110CTC之間的過程溫度時進行接合。玻璃在構件和所要涂覆的金屬化部之間起到增附劑的功能。玻璃的比例應該這樣來選擇，從而不低于希望的載流能力。
為了在連接之后不在開口部位里和在兩個構件之間的過渡處，此外通過在冷卻時連接層或者融化層的退化，和/或在接合期間通過用熔融金屬的不充分浸潤而在連接層里形成死腔，優(yōu)選在接合之前使所有的構
合劑。" 、 s, 乂 '、在一種設計方案中，在接合之前只是構件的一部分至少在其接合面 上以及在其開孔或者穿孔處涂覆有接合劑。在這不施加接合劑的構件上 因此在任何情況下都保留著本身材料的表面。
在一種設計方案中，相鄰的構件中分別只有一個涂覆了接合劑，確 切地說，也在可能的存在于這構件中的開孔或者穿孔范圍里。
優(yōu)選通過至少兩個構件的接合，形成一種隔絕的或者連接的，或者 敞開的或者部分閉合的，或者閉合的通道結構。這使得構件或者復合件 更容易冷卻。
優(yōu)選地4吏通道結構這樣制成，/人而^f吏加熱-或冷卻介質可以通過它 們導引，而這些介質例如是空氣，氮氣，水或者油。
在一種實施形式中，通過至少兩個構件的接合形成一個裝配表面， 借助于它可以使復合件與 一個上系統(tǒng)連接。這些連接例如可以是夾緊， 鉚接，螺釘固定或者釬焊。上系統(tǒng)例如可以是外殼。
優(yōu)選地使單個構件和/或復合件與導電的或者導熱的路徑全表面地 或者部分表面地連接。
優(yōu)選地使單個構件和/或復合件與有源的或者無源的電氣或電子構 件連接。
優(yōu)選地使金屬構件在接合過程之前與 一個支承體連接，其中支承體 是不導電的或者幾乎不導電的，并且成一體地設有排出或者輸入熱量的 冷卻元件，而且支承體和/或冷卻元件由至少一種陶瓷部件或者一種不同 陶瓷的復合件組成。
與冷卻元件成一體的支承體例如在DE 10 2007 014433 Al中作了介紹。
一種按照本發(fā)明的方法制成的復合件優(yōu)選是一種陶瓷散熱件。 所謂散熱件就是一種用于電氣或者電子結構元件或者線路的支承 體，其中支承體是不導電的或者幾乎不導電的，并且支承體成一體地設 有排出或者輸入熱量的冷卻元件。支承體優(yōu)選地是一個線路板，而冷卻 元件則是孔，通道，筋和/或凹槽，它們可以加上一種加熱或者冷卻的介 質。支承體和/或冷卻元 例如由至少一種陶瓷部件或者一種不同陶瓷的 復合件組成。
權利要求
1.用于制造復合件的方法，該復合件由至少兩個設有穿孔或者開孔的金屬構件組成，尤其是用于制造由至少一個復合件組成的冷卻器或者冷卻元件或者散熱器，其中在由這構件表面?zhèn)葮嫵傻慕雍厦嫔蠎媒雍蟿?，通過加熱到過程溫度，使構件相互連接成復合件，其特征在于，至少一個第一構件設計成非板狀的，并且將這第一構件與至少一個另外的板狀的或者非板狀的第二構件相互連接成復合件。
2. 按權利要求1所述的方法，其特征在于，將多種相同的或不同的接合劑涂覆在由構件的表面?zhèn)葮嫵傻慕雍媳砻嫔稀?br> 3. 按權利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少兩個要接合的構件設計成幾何上和/或材料上相同的或者不同的。
4. 按權利要求1至3中之一所述的方法，其特征在于，至少一個另外的構件全表面地或者局部表面地與一構件的至少一個面連接。
5. 按權利要求至4中之一所述的方法，其特征在于，使至少三個構件連接成復合件。
6. 按權利要求1至5中之一所述的方法，其特征在于，在接合過程之前將至少 一種或多種相同的或不同的接合劑涂覆在開孔或者穿孔的內表面上。
7. 按權利要求1至6中之一所述的方法，其特征在于，使至少兩個構件同時地在一個方法步驟中或者多個方法步驟中相互連接。
8. 按權利要求7所迷的方法，，其特征在于，使構件在相同的或者不同的工藝溫度時相互連接。
9. 按權利要求1至8中之一所述的方法，其特征在于，就銅或者銅合金構件而言，應用CuO和/或Cu20作為接合劑，而且在1,065°C和1 ，082°C之間的范圍里的過程溫度時進行接合。
10. 按權利要求1至8中之一所述的方法，其特征在于，將由Ni-P組成的合金應用作為接合劑，其中例如磷的含量在1%-20% (重量)之間，并且在850。C至1082。C的范圍里的過程溫度時進4亍接合。
11. 按權利要求1至8中之一所述的方法，其特征在于，應用銀或者銀合金作為接合劑，并且在780。C至1080。C之間的范圍里的過程溫度時進行接合。
12. 按權利要求1至8中之一所述的方法，其特征在于，應用錫或者錫合金作為接合劑，并且在17(TC至28(TC之間的過程溫度時進行接合。
13. 按權利要求1至8中之一所述的方法，其特征在于，應用玻璃或者由玻璃和金屬組成的混合物作為接合劑，并且在120。C至IIO(TC之間的過程溫度時進行接合。
14. 按權利要求1至13中之一所述的方法，其特征在于，在接合之處，涂覆有接合劑。
15. 按權利要求1至13中之一所述的方法，其特征在于，在接合之有接合劑。
16. 按權利要求1至15中之一所述的方法，其特征在于，相鄰的構件中分別只有一個涂覆了接合劑，確切地說，也在可能的存在于這構件中的開孔或者穿孔范圍里。
17. 按權利要求1至16中之一所述的方法，其特征在于，通過至少兩個構件的接合，形成隔絕的或者連接的，或者敞開的或者部分閉合的，或者閉合的通道結構。
18. 按權利要求17所述的方法，其特征在于，加熱或冷卻介質可以通過通道結構，而這些介質例如是空氣，氮氣，水或者油。
19. 按權利要求1至18中之一所述的方法，其特征在于，通過至少兩個構件的接合形成裝配表面，借助于它可以使復合件與上系統(tǒng)連接。
20. 按權利要求1至19中之一所述的方法，其特征在于，單個構件和/或復合件與導電的和/或者導熱的路徑全表面地或者部分表面地連接。
21. 按權利要求1至20中之一所述的方法，其特征在于，單個構件和/或復合件與有源的或者無源的電氣或電子構件連接。
22. 按權利要求1至21中之一所述的方法，其特征在于，金屬構件在接合過程之前與支承體連接，其中支承體是不導電的或者幾乎不導電的，并且成一體地設有排出或者輸入熱量的冷卻元件，而且支承體和/或冷卻元件由至少一個陶瓷部件或者不同陶瓷的復合件組成。
23. 按照權利要求22所述方法制成的復合件，其特征在于，復合件是陶瓷散熱件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造復合件的方法，該復合件由至少兩個設有穿孔或者開孔的金屬構件組成，尤其是用于制造由至少一個復合件組成的冷卻器或者冷卻元件或者散熱片，其中在由這構件表面構成的接合面上應用接合劑，通過加熱到過程溫度，使構件相互連接成復合件。也為了能夠簡單地制造具有復雜幾何形狀的復合件，從而加強其冷卻功率，按照本發(fā)明建議至少第一構件設計成非板狀的，并且將這第一構件與至少另一個板狀的或者非板狀的第二構件相互連接成一個復合件。
文檔編號B23K1/00GK101687264SQ200880021754
公開日2010年3月31日 申請日期2008年4月17日 優(yōu)先權日2007年4月24日
發(fā)明者C·P·克盧格 申請人:陶瓷技術股份公司